特開 2024-80800 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080800

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20240610BHJP

   F02M 47/00 20060101ALI20240610BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

F02M51/06 D

F02M51/06 B

F02M47/00 F

F02M61/16 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194033

(22)【出願日】2022-12-05

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】荒木 健

【テーマコード（参考）】

3G066

【Ｆターム（参考）】

3G066BA10

3G066BA51

3G066CC03

3G066CE23

3G066CE24

3G066CE34

3G066DA01

(57)【要約】

【課題】ショット間ばらつきを抑制でき、製造も容易な燃料噴射弁を得る。
【解決手段】燃料噴射弁１は、一端が第１面７２ｂに開口し、他端が第１面７２ｂと反対側の面である第２面７２ｃに開口する第１貫通孔７２ａを備えるガイド部材７１と、一部が第１貫通孔７２ａに摺動自在に挿入され、第１面７２ｂからガイド部材７１の外部へ突出した箇所にアーマチュアプレート７６を有するアーマチュア７５と、電磁石８０と、アーマチュア７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押すバネ８６と、を備え、電磁石８０への通電により、アーマチュア７５が電磁石８０側へ移動して燃料噴射孔１５が開かれ、燃料を噴射する燃料噴射弁１であって、ガイド部材７１は、第１面７２ｂと第２面７２ｃとの間に第１鍔部７３を有し、アーマチュア７５は、第２面７２ｃに第２鍔部７９を有し、バネ８６は、一端が第１鍔部７３を押し、他端が第２鍔部７９を押す構成となっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が第１面（７２ｂ）に開口し、他端が前記第１面（７２ｂ）とは反対側の面である第２面（７２ｃ）に開口する第１貫通孔（７２ａ）が形成されたガイド部材（７１）と、
一部が前記第１貫通孔（７２ａ）に摺動自在に挿入されており、前記第１面（７２ｂ）から前記ガイド部材（７１）の外部へ突出した箇所にアーマチュアプレート（７６）を有するアーマチュア（７５）と、
前記アーマチュアプレート（７６）を基準として前記ガイド部材（７１）とは反対側に設けられ、通電時に前記アーマチュア（７５）を引き付ける電磁石（８０）と、
前記アーマチュア（７５）を前記電磁石（８０）から遠ざかる方向へ押すバネ（８６）と、
を備え、
前記電磁石（８０）へ通電することにより、前記アーマチュア（７５）が前記電磁石（８０）側へ移動して燃料噴射孔（１５）が開かれ、燃料を噴射する燃料噴射弁（１）であって、
前記ガイド部材（７１）は、前記第１面（７２ｂ）と前記第２面（７２ｃ）との間に第１鍔部（７３）を有し、
前記アーマチュア（７５）は、前記第２面（７２ｃ）から前記ガイド部材（７１）の外部へ突出した箇所に第２鍔部（７９）を有し、
前記バネ（８６）は、一端が前記第１鍔部（７３）を押し、他端が前記第２鍔部（７９）を押す構成である燃料噴射弁（１）。

【請求項2】

前記ガイド部材（７１）は、前記第１鍔部（７３）と前記第２面（７２ｃ）との間の領域において、前記バネ（８６）をガイドする、請求項１に記載の燃料噴射弁（１）

【請求項3】

前記アーマチュア（７５）は、
第２貫通孔（７７）が形成された前記アーマチュアプレート（７６）と、
前記第２鍔部（７９）を有し、前記ガイド部材（７１）の前記第１貫通孔（７２ａ）及び前記アーマチュアプレート（７６）の前記第２貫通孔（７７）に挿入され、前記アーマチュアプレート（７６）と共に移動するアーマチュアボルト（７８）と、
を備えた請求項１に記載の燃料噴射弁（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、アーマチュア等を有する電磁アクチュエータを備え、アーマチュアを往復動させることにより、燃料の噴射の開始及び停止を制御する燃料噴射弁（インジェクタ）が知られている（特許文献１参照）。以下、図３及び図４を用いて、このような従来の燃料噴射弁の構成について説明する。

【0003】

図３及び図４は、従来の燃料噴射弁を示す縦断面図である。なお、図３は、従来の燃料噴射弁１０１から燃料が噴射されている状態を示している。また、図４は、従来の燃料噴射弁１０１から燃料が噴射されていない状態を示している。なお、図３及び図４を用いて従来の燃料噴射弁１０１を説明する際、燃料噴射孔１５が形成された側の端部を燃料噴射弁１０１の下端とし、燃料噴射孔１５側の端部とは反対側の端部を燃料噴射弁１０１の上端として、燃料噴射弁１０１を説明していく。

【0004】

燃料噴射弁１０１は、外郭の一部を構成する部品としてインジェクタハウジング１１を備えている。インジェクタハウジング１１には、上下方向に貫通する図示せぬ貫通孔が形成されている。この貫通孔には、バルブピストン６３が上下方向に移動自在に収容されている。また、インジェクタハウジング１１には、燃料通路３１も形成されている。この燃料通路３１は、一端が燃料供給用接続口５１に接続されている。なお、燃料供給用接続口５１は、コモンレール４に接続されることとなる。つまり、燃料タンク２からサプライポンプ３によって圧送され、コモンレール４に蓄積された高圧燃料は、燃料供給用接続口５１を介して燃料噴射弁１０１に供給される。

【0005】

インジェクタハウジング１１の下端側には、外郭の一部を構成するノズルボディ１４が取り付けられている。このノズルボディ１４には、上端から下方へ凹む孔３３が形成されている。この孔３３には、弁ニードル６１が上下方向に移動自在に収容されている。この弁ニードル６１の上端部は、バルブピストン６３の下端部に当接している。また、孔３３の下端部は、弁ニードル６１のシート部１６となっている。シート部１６には、孔３３とノズルボディ１４の外部とを連通するように、例えば複数の燃料噴射孔１５が形成されている。また、孔３３の一部には、弁ニードル６１の受圧部６２と対向する位置に、燃料溜まり室３３ａが形成されている。この燃料溜まり室３３ａには、燃料通路３２の一端が連通している。燃料通路３２の他端は、インジェクタハウジング１１の燃料通路３１と連通している。

【0006】

インジェクタハウジング１１内の上部には、バルブボディ１９が取り付けられている。このバルブボディ１９には、下端から上方へ凹む孔１８が形成されている。そして、孔１８には、バルブピストン６３の上部が上下方向に摺動自在に挿入される。これにより、バルブピストン６３の頂部６３ａよりも上方となる孔１８部分が、圧力制御室６６となる。

【0007】

また、バルブボディ１９には、開閉用オリフィス通路４４、圧力導入室４２及び導入側オリフィス通路４３も形成されている。開閉用オリフィス通路４４は、圧力制御室６６とバルブボディ１９の上端とを連通する通路である。圧力導入室４２は、バルブボディ１９の側面部に形成されている。導入側オリフィス通路４３は、圧力制御室６６と圧力導入室４２とを連通する通路である。また、インジェクタハウジング１１には、圧力導入室４２と燃料供給用接続口５１とを連通する燃料通路４１が形成されている。

【0008】

なお、開閉用オリフィス通路４４は、後述する電磁アクチュエータ１７０によって上下動（往復動）するボール６７で、開閉される。つまり、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、燃料供給用接続口５１から燃料通路４１、圧力導入室４２及び導入側オリフィス通路４３を介して圧力制御室６６に供給された燃料は、開閉用オリフィス通路４４から流出する。そして、開閉用オリフィス通路４４から流出した燃料は、バルブボディ１９の上方に形成された低圧室４５に流れ込む。ここで、開閉用オリフィス通路４４の流路断面積は、導入側オリフィス通路４３の流路断面積よりも大きくなっている。このため、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、圧力制御室６６の圧力は、燃料供給用接続口５１からインジェクタハウジング１１内へ流入してくる燃料の圧力よりも低くなる。

【0009】

また、インジェクタハウジング１１の上端部には、筒状のホルダ２０の下端部が挿入されている。すなわち、ホルダ２０の中心軸の位置は、インジェクタハウジング１１の内周面によって定まることとなる。このホルダ２０は、ナット２１を介して、インジェクタハウジング１１に固定されている。そして、インジェクタハウジング１１内におけるバルブボディ１９よりも上方の空間、及びホルダ２０内の空間には、ボール６７を上下動させる電磁アクチュエータ１７０が収容されている。

【0010】

電磁アクチュエータ１７０は、ガイド部材１７１、アーマチュア１７５、電磁石８０、及びバネ１８６を備える。ガイド部材１７１は、アーマチュア１７５を上下方向に摺動自在に支持するものである。このガイド部材１７１は、例えば筒状のガイド部１７２と、ガイド部１７２の外周側に設けられた鍔部１７３と、を備える。ガイド部１７２には、上下方向に貫通する貫通孔１７２ａが形成されている。この貫通孔１７２ａにアーマチュア１７５が挿入されることにより、アーマチュア１７５は、ガイド部１７２に摺動自在に支持される。鍔部１７３には、低圧室４５内の燃料が通過する燃料通路１７３ａが形成されている。低圧室４５から燃料通路１７３ａに流れ込んだ燃料は、図示せぬ流路を通って、後述の燃料排出用接続口５２に流出することとなる。なお、燃料排出用接続口５２は、燃料タンク２に接続されている。このため、燃料排出用接続口５２に流出した燃料は、燃料排出用接続口５２を介して、燃料タンク２に戻される。

【0011】

このように構成されたガイド部材１７１は、インジェクタハウジング１１内に収容されている。そして、鍔部１７３がバルブボディ１９とナット２２に挟み込まれることにより、ガイド部材１７１は、インジェクタハウジング１１に固定されている。すなわち、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸の位置は、インジェクタハウジング１１の内周面によって定まることとなる。

【0012】

アーマチュア１７５は、アーマチュアボルト１７８及びアーマチュアプレート１７６を備える。アーマチュアボルト１７８は、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａに挿入され、ガイド部材１７１に摺動自在に支持されている。すなわち、アーマチュア１７５の中心軸の位置は、より詳しくはアーマチュアボルト１７８の中心軸の位置は、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａによって定まることとなる。アーマチュアボルト１７８の下端部には、開閉用オリフィス通路４４を開閉するボール６７が設けられている。

【0013】

このアーマチュアボルト１７８には、ガイド部材１７１の上面１７２ｂからガイド部材１７１の外部へ突出した箇所に、アーマチュアプレート１７６が取り付けられている。詳しくは、アーマチュアプレート１７６には、上下方向に貫通する貫通孔１７７が形成されている。この貫通孔１７７に、アーマチュアボルト１７８が摺動自在に挿入されている。ここで、アーマチュアボルト１７８は、アーマチュアプレート１７６と共に移動（上下動）するものである。このため、アーマチュアプレート１７６は、アーマチュアボルトに取り付けられたＣリング８９と、アーマチュアプレート１７６をＣリング８９へ押しつけるバネ８８とで、挟み込まれている。これにより、アーマチュアボルト１７８は、アーマチュアプレート１７６と共に移動（上下動）することができる。

【0014】

また、アーマチュア１７５は、ガイド部材１７１の下面１７２ｃからガイド部材１７１の外部へ突出した箇所に、鍔部１７９を有している。詳しくは、鍔部１７９は、アーマチュアボルト１７８に設けられている。なお、鍔部１７９は、アーマチュアボルト１７８と一体成形されてもよいし、アーマチュアボルト１７８とは別体で構成されてもよい。

【0015】

電磁石８０は、磁極８１にソレノイドコイル８２が設けられた構成となっている。この電磁石８０は、アーマチュアプレート１７６を基準として、ガイド部材１７１とは反対側に設けられている。すなわち、電磁石８０は、アーマチュアプレート１７６の上方に設けられている。このため、電磁石８０は、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されると、磁力によってアーマチュア１７５を引き付ける。すなわち、アーマチュア１７５を上方へ移動させる。この時、アーマチュア１７５の鍔部１７９の上面が、ガイド部材１７１の下面１７２ｃに当接する。すなわち、ガイド部材１７１の下面１７２ｃは、アーマチュア１７５のストローク量を規定するストッパとなる。なお、ソレノイドコイル８２に供給される電力は、通電用接続口５３に接続された図示せぬ電力供給源から供給される。この電磁石８０には、上下に貫通する貫通孔８３が形成されている。

【0016】

このように構成された電磁石８０は、ホルダ２０内に収容される。また、ホルダ２０内には、電磁石８０の上方に、固定部材１８５も収容される。そして、ホルダ２０の上端部をかしめることにより、ホルダ２０の内周面に形成された段部と固定部材１８５とによって電磁石８０が挟持され、電磁石８０がホルダ２０に固定される。ここで、固定部材１８５の下面部には、後述のバネ１８６の上端部近傍が収容される凹部１８５ａが形成されている。また、固定部材１８５には、上述の燃料排出用接続口５２も形成されている。

【0017】

バネ１８６は、アーマチュア１７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押すものである。このバネ１８６は、電磁石８０の貫通孔８３内に配置されている。また、バネ１８６の上端部近傍は、固定部材１８５の凹部１８５ａに収容されている。そして、バネ１８６の上端は、凹部１８５ａの底部に当接している。また、バネ１８６の下端は、アーマチュアボルト１７８の上端部に当接している。これにより、バネ１８６は、アーマチュア１７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押す。すなわち、バネ１８６の中心軸の位置は、固定部材１８５の凹部１８５ａで定まる。また、固定部材１８５は上述のようにホルダ２０内に収容されているので、固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸の位置は、ホルダ２０で定まることとなる。

【0018】

このように構成された燃料噴射弁１０１では、コモンレール４からの高圧燃料は、燃料供給用接続口５１から燃料通路３１，３２を介して、燃料溜まり室３３ａ内の弁ニードル６１の受圧部６２に作用する。また、コモンレール４からの高圧燃料は、燃料通路４１及び圧力導入室４２を介して、圧力制御室６６内のバルブピストン６３の頂部６３ａにも作用するようになっている。

【0019】

また、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態においては、図４に示すように、アーマチュア１７５及び該アーマチュア１７５の下端部に設けられたボール６７は、バネ１８６によって押し下げられる。これにより、ボール６７が、開閉用オリフィス通路４４を閉塞する。また、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態においては、図３に示すように、アーマチュア１７５及び該アーマチュア１７５の下端部に設けられたボール６７は、電磁石８０によって上方に引き上げられる。これにより、開閉用オリフィス通路４４が開かれる。

【0020】

したがって、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態では、ボール６７によって圧力制御室６６が低圧室４５側と遮断されている。このため、弁ニードル６１は、バルブピストン６３を介して受ける圧力制御室６６の背圧により、ノズルボディ１４のシート部１６に押しつけられる。これにより、燃料噴射孔１５は閉鎖される。

【0021】

一方、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態では、圧力制御室６６の高圧が開閉用オリフィス通路４４を介して低圧室４５へ開放される。したがって、圧力制御室６６におけるバルブピストン６３の頂部６３ａに作用していた高圧が開放され、弁ニードル６１は、受圧部６２に作用している高圧により上昇する。これにより、燃料噴射孔１５が開放されて、該燃料噴射孔１５から燃料噴射が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0022】

【特許文献1】特開２００５－９０４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0023】

ここで、上述した燃料噴射噴射弁においては、燃料噴射毎に、噴射される燃料の量に若干のばらつきが存在することは避けられない。このばらつきをショット間ばらつきと称することとする。

【0024】

ショット間ばらつきが大きくなると、エンジンの、排ガスや燃焼音等の環境性能が悪化する恐れがある。また、発明者らの研究により、ショット間ばらつきは、燃料噴射毎の、ソレノイドコイル８２への通電終了後から開閉用オリフィス通路４４を閉塞するまでの時間のずれに起因すること、及び、当該時間のずれは、燃料噴射弁１０１におけるアーマチュアボルト１７８の傾きの影響を受けることが分かっている（詳細は後述）。アーマチュアボルト１７８の傾きがショット間ばらつきに与える影響について、以下に詳述する。

【0025】

図５は、従来の燃料噴射弁において、ソレノイドコイルへの通電終了後から開閉用オリフィス通路を閉塞するまでの時間が燃料噴射毎にずれる原因を説明するための説明図である。

【0026】

電磁石８０によって上方に引き上げられていたアーマチュア１７５は、電磁石８０のソレノイドコイル８２への通電が終了すると、バネ１８６によって押し下げられる。これにより、アーマチュア１７５の下端部に設けられたボール６７が開閉用オリフィス通路４４を閉塞する。この結果、上述のように燃料噴射孔１５が閉鎖されて、燃料の噴射が終了する。

【0027】

ここで、バネ１８６の中心軸の位置は、該バネ１８６の上端部近傍を収容する固定部材１８５の凹部１８５ａで定まる。また、バネ１８６によって押し下げられるアーマチュア１７５の中心軸の位置は、アーマチュアボルト１７８を摺動自在に支持するガイド部材１７１の貫通孔１７２ａによって定まることとなる。このため、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と、固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とがずれていると、図５に示すように、バネ１８６は、アーマチュア１７５を斜め下方向に押すこととなる。したがって、アーマチュア１７５には、横方向荷重Ｆ１が作用することとなる。

【0028】

アーマチュア１７５に横方向荷重Ｆ１が作用すると、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａ内において、アーマチュアボルト１７８が傾く。これにより、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａの内周面の上部近傍に押しつけられ、貫通孔１７２ａの内周面に横方向荷重Ｆ２が作用する。また、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａの内周面の下部近傍に押しつけられ、貫通孔１７２ａの内周面に横方向荷重Ｆ３が作用する。そして、これらの横方向荷重Ｆ２，Ｆ３により、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａ内で摺動する際、横方向荷重Ｆ２，Ｆ３の大きさに応じた摺動抵抗が発生する。そして、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａ内で摺動する際の摺動抵抗が大きいほど、ソレノイドコイル８２への通電終了後から開閉用オリフィス通路４４を閉塞するまでの時間が長くなる。

【0029】

また、燃料噴射の開始及び停止によってアーマチュア１７５の上下動を繰り返すことにより、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａ内で回転する。すなわち、貫通孔１７２ａに対するアーマチュアボルト１７８のすわり状態が変化する。また、燃料噴射の開始及び停止によってアーマチュア１７５の上下動を繰り返すうち、アーマチュアボルト１７８とは独立して、バネ１８６も固定部材１８５の凹部１８５ａ内で回転する。すなわち、凹部１８５ａに対するバネ１８６のすわり状態が変化する。このため、バネ１８６がアーマチュア１７５を押し下げる際に発生する横方向荷重Ｆ１の大きさ、及び該横方向荷重Ｆ１によって発生する横方向荷重Ｆ２，Ｆ３の大きさも、燃料噴射毎に異なってくる。すなわち、燃料噴射毎に、アーマチュアボルト１７８が貫通孔１７２ａ内で摺動する際の摺動抵抗が異なってくる。したがって、燃料噴射毎に、ソレノイドコイル８２への通電終了後から開閉用オリフィス通路４４を閉塞するまでの時間が異なってくる。

【0030】

このような理由により、ショット間ばらつきは、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とのずれの影響を受ける。

【0031】

上述のような発明者らの検討結果に基づくと、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とのずれを小さくすることにより、ソレノイドコイル８２への通電終了後から開閉用オリフィス通路４４を閉塞するまでの時間のばらつきが小さくなり、その結果、ショット間ばらつきを小さくできることがわかる。しかしながら、従来の燃料噴射弁１０１においては、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とのずれは、複数の部品を介して定められることとなる。詳しくは、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とのずれは、インジェクタハウジング１１及びホルダ２０を介して定められることとなる。

【0032】

このため、従来の燃料噴射弁１０１においては、ガイド部材１７１の貫通孔１７２ａの中心軸と固定部材１８５の凹部１８５ａの中心軸とのずれを小さくするため、ガイド部材１７１、インジェクタハウジング１１、ホルダ２０、及び固定部材１８５を高精度に加工し、さらに、これらを高精度に組み立てる必要があった。また、排ガスや燃焼音等の環境性能に対する要求の高まりを考慮すると、将来的にはさらなるショット間ばらつきの低減が望まれるところでもあった。

【0033】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ショット間ばらつきを低減でき、製造も容易な燃料噴射弁を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0034】

本発明に係る燃料噴射弁は、一端が第１面７２ｂに開口し、他端が前記第１面７２ｂとは反対側の面である第２面７２ｃに開口する第１貫通孔７２ａが形成されたガイド部材７１と、一部が前記第１貫通孔７２ａに摺動自在に挿入されており、前記第１面７２ｂから前記ガイド部材７１の外部へ突出した箇所にアーマチュアプレート７６を有するアーマチュア７５と、前記アーマチュアプレート７６を基準として前記ガイド部材７１とは反対側に設けられ、通電時に前記アーマチュア７５を引き付ける電磁石８０と、前記アーマチュア７５を前記電磁石８０から遠ざかる方向へ押すバネ８６と、を備え、前記電磁石８０へ通電することにより、前記アーマチュア７５が前記電磁石８０側へ移動して燃料噴射孔１５が開かれ、燃料を噴射する燃料噴射弁１であって、前記ガイド部材７１は、前記第１面７２ｂと前記第２面７２ｃとの間に第１鍔部７３を有し、前記アーマチュア７５は、前記第２面７２ｃから前記ガイド部材７１の外部へ突出した箇所に第２鍔部７９を有し、前記バネ８６は、一端が前記第１鍔部７３を押し、他端が前記第２鍔部７９を押す構成となっている。

【発明の効果】

【0035】

本発明に係る燃料噴射弁によれば、アーマチュアの中心軸とアーマチュアを押圧するバネの中心軸とのずれが抑制されることにより、ショット間ばらつきが低減される。また、本発明に係る燃料噴射弁によれば、高精度な加工と組み立てが要求される部品が減少するため、製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図3】従来の燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図4】従来の燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図5】従来の燃料噴射弁において、ソレノイドコイルへの通電終了後から開閉用オリフィス通路を閉塞するまでの時間が燃料噴射毎にずれる原因を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の燃料噴射弁に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、本実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。

【0038】

なお、以下では、本実施の形態に係る燃料噴射弁１を説明する際、燃料噴射孔１５が形成された側の端部を燃料噴射弁１の下端とし、燃料噴射孔１５側の端部とは反対側の端部を燃料噴射弁１の上端として、燃料噴射弁１を説明していく。また、本実施の形態に係る燃料噴射弁１の各構成を説明する際、上述した従来の燃料噴射弁１０１と同じ構成については、燃料噴射弁１０１と同じ符号を付すこととする。

【0039】

図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁を示す縦断面図である。なお、図１は、本実施の形態に係る燃料噴射弁１から燃料が噴射されている状態を示している。また、図２は、本実施の形態に係る燃料噴射弁１から燃料が噴射されていない状態を示している。

【0040】

燃料噴射弁１は、外郭の一部を構成する部品としてインジェクタハウジング１１を備えている。インジェクタハウジング１１には、上下方向に貫通する図示せぬ貫通孔が形成されている。この貫通孔には、バルブピストン６３が上下方向に移動自在に収容されている。また、インジェクタハウジング１１には、燃料通路３１も形成されている。この燃料通路３１は、一端が燃料供給用接続口５１に接続されている。なお、燃料供給用接続口５１は、コモンレール４に接続されることとなる。つまり、燃料タンク２からサプライポンプ３によって圧送され、コモンレール４に蓄積された高圧燃料は、燃料供給用接続口５１を介して燃料噴射弁１に供給される。

【0041】

インジェクタハウジング１１の下端側には、外郭の一部を構成するノズルボディ１４が取り付けられている。このノズルボディ１４には、上端から下方へ凹む孔３３が形成されている。この孔３３には、弁ニードル６１が上下方向に移動自在に収容されている。この弁ニードル６１の上端部は、バルブピストン６３の下端部に当接している。また、孔３３の下端部は、弁ニードル６１のシート部１６となっている。シート部１６には、孔３３とノズルボディ１４の外部とを連通するように、例えば複数の燃料噴射孔１５が形成されている。また、孔３３の一部には、弁ニードル６１の受圧部６２と対向する位置に、燃料溜まり室３３ａが形成されている。この燃料溜まり室３３ａには、燃料通路３２の一端が連通している。燃料通路３２の他端は、インジェクタハウジング１１の燃料通路３１と連通している。

【0042】

インジェクタハウジング１１内の上部には、バルブボディ１９が取り付けられている。このバルブボディ１９には、下端から上方へ凹む孔１８が形成されている。そして、孔１８には、バルブピストン６３の上部が上下方向に摺動自在に挿入される。これにより、バルブピストン６３の頂部６３ａよりも上方となる孔１８部分が、圧力制御室６６となる。

【0043】

また、バルブボディ１９には、開閉用オリフィス通路４４、圧力導入室４２及び導入側オリフィス通路４３も形成されている。開閉用オリフィス通路４４は、圧力制御室６６とバルブボディ１９の上端とを連通する通路である。圧力導入室４２は、バルブボディ１９の側面部に形成されている。導入側オリフィス通路４３は、圧力制御室６６と圧力導入室４２とを連通する通路である。また、インジェクタハウジング１１には、圧力導入室４２と燃料供給用接続口５１とを連通する燃料通路４１が形成されている。

【0044】

なお、開閉用オリフィス通路４４は、後述する電磁アクチュエータ７０によって上下動（往復動）するボール６７で、開閉される。つまり、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、燃料供給用接続口５１から燃料通路４１、圧力導入室４２及び導入側オリフィス通路４３を介して圧力制御室６６に供給された燃料は、開閉用オリフィス通路４４から流出する。そして、開閉用オリフィス通路４４から流出した燃料は、バルブボディ１９の上方に形成された低圧室４５に流れ込む。ここで、開閉用オリフィス通路４４の流路断面積は、導入側オリフィス通路４３の流路断面積よりも大きくなっている。このため、開閉用オリフィス通路４４が開かれた際、圧力制御室６６の圧力は、燃料供給用接続口５１からインジェクタハウジング１１内へ流入してくる燃料の圧力よりも低くなる。

【0045】

また、インジェクタハウジング１１の上端部には、筒状のホルダ２０の下端部が挿入されている。このホルダ２０は、ナット２１を介して、インジェクタハウジング１１に固定されている。そして、インジェクタハウジング１１内におけるバルブボディ１９よりも上方の空間、及びホルダ２０内の空間には、ボール６７を上下動させる電磁アクチュエータ７０が収容されている。

【0046】

電磁アクチュエータ７０は、ガイド部材７１、アーマチュア７５、電磁石８０、及びバネ８６を備える。ガイド部材７１は、アーマチュア７５を上下方向に摺動自在に支持するものである。このガイド部材７１は、例えば筒状のガイド部７２と、ガイド部７２の外周側に設けられた鍔部７３と、を備える。ガイド部７２には、上下方向に貫通する貫通孔７２ａが形成されている。貫通孔７２ａの一端は、ガイド部材７１の上面７２ｂ（つまりガイド部７２の上面）に開口している。貫通孔７２ａの他端は、ガイド部材７１の下面７２ｃ（つまりガイド部７２の下面）に開口している。この貫通孔７２ａにアーマチュア７５が挿入されることにより、アーマチュア７５は、ガイド部７２に摺動自在に支持される。
鍔部７３は、ガイド部７２の外周面であって、ガイド部７２の、上下方向における略中央の位置に形成される。換言すれば、鍔部７３は、ガイド部７２の外周面であって、ガイド部７２の、上面７２ｂ及び下面７２ｃから上下方向で見て略等距離の位置に形成される。
また、ガイド部７２の貫通孔７２ａとガイド部７２の外周面とは、共通の中心軸を持つ。

【0047】

ここで、貫通孔７２ａが、本発明の第１貫通孔に相当する。上面７２ｂが、本発明の第１面に相当する。下面７２ｃが、本発明の第２面に相当する。ガイド部材７１に形成された鍔部７３が、本発明の第１鍔部に相当する。

【0048】

鍔部７３には、低圧室４５内の燃料が通過する燃料通路７３ａが形成されている。低圧室４５から燃料通路７３ａに流れ込んだ燃料は、図示せぬ流路を通って、後述の燃料排出用接続口５２に流出することとなる。なお、燃料排出用接続口５２は、燃料タンク２に接続されている。このため、燃料排出用接続口５２に流出した燃料は、燃料排出用接続口５２を介して、燃料タンク２に戻される。

【0049】

このように構成されたガイド部材７１は、インジェクタハウジング１１内に収容されている。そして、鍔部７３がバルブボディ１９とナット２２に挟み込まれることにより、ガイド部材７１は、インジェクタハウジング１１に固定されている。すなわち、ガイド部材７１の貫通孔７２ａの中心軸の位置は、インジェクタハウジング１１の内周面によって定まることとなる。

【0050】

アーマチュア７５は、アーマチュアボルト７８及びアーマチュアプレート７６を備える。アーマチュアボルト７８は、その一部がガイド部材７１の貫通孔７２ａに挿入され、ガイド部材７１に摺動自在に支持されている。すなわち、アーマチュア７５の中心軸の位置は、より詳しくはアーマチュアボルト７８の中心軸の位置は、ガイド部材７１の貫通孔７２ａによって定まることとなる。アーマチュアボルト７８の下端部には、開閉用オリフィス通路４４を開閉するボール６７が設けられている。

【0051】

このアーマチュアボルト７８には、ガイド部材７１の上面７２ｂからガイド部材７１の外部へ突出した箇所に、アーマチュアプレート７６が取り付けられている。詳しくは、アーマチュアプレート７６には、上下方向に貫通する貫通孔７７が形成されている。この貫通孔７７に、アーマチュアボルト７８が摺動自在に挿入されている。ここで、アーマチュアボルト７８は、アーマチュアプレート７６と共に移動（上下動）するものである。このため、アーマチュアプレート７６は、アーマチュアボルトに取り付けられたＣリング８９と、アーマチュアプレート７６をＣリング８９へ押しつけるバネ８８とで、挟み込まれている。これにより、アーマチュアボルト７８は、アーマチュアプレート７６と共に移動（上下動）することができる。

【0052】

ここで、貫通孔７７が、本発明の第２貫通孔に相当する。

【0053】

また、アーマチュア７５は、ガイド部材７１の下面７２ｃからガイド部材７１の外部へ突出した箇所に、鍔部７９を有している。詳しくは、鍔部７９は、アーマチュアボルト７８に設けられている。なお、鍔部７９は、アーマチュアボルト７８と一体成形されてもよいし、アーマチュアボルト７８とは別体で構成されてもよい。

【0054】

ここで、アーマチュアボルト７８に形成された鍔部７９が、本発明の第２鍔部に相当する。

【0055】

また、アーマチュア７５の構成は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、アーマチュアプレート７６の貫通孔７７にアーマチュアボルト７８を嵌入することにより、アーマチュアプレート７６及びアーマチュアボルト７８を固定し、アーマチュアプレート７６及びアーマチュアボルト７８が共に移動できる構成としてもよい。また例えば、アーマチュア７５は、アーマチュアプレート７６とがアーマチュアボルト７８とが別体で構成された所謂２パーツタイプではなく、アーマチュアプレート７６及びアーマチュアボルト７８を一体形成した所謂１パーツタイプとしてもよい。

【0056】

電磁石８０は、磁極８１にソレノイドコイル８２が設けられた構成となっている。この電磁石８０は、アーマチュアプレート７６を基準として、ガイド部材７１とは反対側に設けられている。すなわち、電磁石８０は、アーマチュアプレート７６の上方に設けられている。このため、電磁石８０は、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されると、磁力によってアーマチュア７５を引き付ける。すなわち、アーマチュア７５を上方へ移動させる。この時、アーマチュア７５の鍔部７９の上面が、ガイド部材７１の下面７２ｃに当接する。すなわち、ガイド部材７１の下面７２ｃは、アーマチュア７５のストローク量を規定するストッパとなる。なお、ソレノイドコイル８２に供給される電力は、通電用接続口５３に接続された図示せぬ電力供給源から供給される。この電磁石８０には、アーマチュアボルト７８の上端部と電磁石８０との干渉を防止する等の目的により、上下に貫通する貫通孔８３が形成されている。

【0057】

このように構成された電磁石８０は、ホルダ２０内に収容される。また、ホルダ２０内には、電磁石８０の上方に、固定部材８５も収容される。そして、ホルダ２０の上端部をかしめることにより、ホルダ２０の内周面に形成された段部と固定部材８５とによって電磁石８０が挟持され、電磁石８０がホルダ２０に固定される。なお、固定部材８５には、上述の燃料排出用接続口５２も形成されている。

【0058】

バネ８６は、アーマチュア７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押すものである。バネ８６の上端は、ガイド部材７１の鍔部７３の下面を押している。また、バネ８６の下端は、アーマチュア７５の鍔部７９の上面を押している。これにより、バネ８６は、アーマチュア７５を電磁石８０から遠ざかる方向へ押す。ここで、ガイド部材７１は、ガイド部材７１の外周面であって、鍔部７３とガイド部材７１の下面７２ｃとの間の領域において、バネ８６をガイドする。すなわち、バネ８６の中心軸の位置は、ガイド部材７１における、鍔部７３よりも下側の外周面で定まる。つまり、本実施の形態に係る燃料噴射弁１においては、アーマチュア７５の中心軸及びバネ８６の中心軸の位置は、同一の部材であるガイド部７２で定まることとなる。

【0059】

このように構成された燃料噴射弁１では、コモンレール４からの高圧燃料は、燃料供給用接続口５１から燃料通路３１，３２を介して、燃料溜まり室３３ａ内の弁ニードル６１の受圧部６２に作用する。また、コモンレール４からの高圧燃料は、燃料通路４１及び圧力導入室４２を介して、圧力制御室６６内のバルブピストン６３の頂部６３ａにも作用するようになっている。

【0060】

また、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態においては、図２に示すように、アーマチュア７５及び該アーマチュア７５の下端部に設けられたボール６７は、バネ８６によって押し下げられる。これにより、ボール６７が、開閉用オリフィス通路４４を閉塞する。また、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態においては、図１に示すように、アーマチュア７５及び該アーマチュア７５の下端部に設けられたボール６７は、電磁石８０によって上方に引き上げられる。これにより、開閉用オリフィス通路４４が開かれる。

【0061】

したがって、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されていない状態では、ボール６７によって圧力制御室６６が低圧室４５側と遮断されている。このため、弁ニードル６１は、バルブピストン６３を介して受ける圧力制御室６６の背圧により、ノズルボディ１４のシート部１６に押しつけられる。これにより、燃料噴射孔１５は閉鎖される。

【0062】

一方、電磁石８０のソレノイドコイル８２に通電されている状態では、圧力制御室６６の高圧が開閉用オリフィス通路４４を介して低圧室４５へ開放される。したがって、圧力制御室６６におけるバルブピストン６３の頂部６３ａに作用していた高圧が開放され、弁ニードル６１は、受圧部６２に作用している高圧により上昇する。これにより、燃料噴射孔１５が開放されて、該燃料噴射孔１５から燃料噴射が行われる。

【0063】

そして、電磁石８０のソレノイドコイル８２への通電を終了すると、電磁石８０によって上方に引き上げられていたアーマチュア７５は、バネ８６によって押し下げられる。これにより、アーマチュア１７５の下端部に設けられたボール６７が開閉用オリフィス通路４４を閉塞する。この結果、上述のように燃料噴射孔１５が閉鎖されて、燃料の噴射が終了する。

【0064】

本実施の形態に係る燃料噴射弁１においては、アーマチュア７５は、ガイド部材７１の貫通孔７２ａで摺動自在に支持され、また、バネ８６は、ガイド部材７１におけるガイド部７２の外周面によりガイドされる。すなわち、本実施の形態に係る燃料噴射弁１においては、アーマチュア７５及びバネ８６の中心軸の位置は、ガイド部材７１によって定められることとなる。このため、本実施の形態に係る燃料噴射弁１においては、アーマチュア７５の中心軸とバネ８６の中心軸とのずれは、ガイド部材７１を加工する際の加工誤差のみとなる。したがって、本実施の形態に係る燃料噴射弁１は、容易に、アーマチュア７５の中心軸とバネ８６の中心軸とのずれを小さくすることができる。したがって、本実施の形態に係る燃料噴射弁１においては、ショット間ばらつきが低減される。また、アーマチュア７５の中心軸とバネ８６の中心軸とのずれに影響を与える部品点数が減少することから、高精度な加工と組み立てが要求される部品が減少することとなり、燃料噴射弁１の製造も容易となる。

【0065】

以上、説明した様に、本発明によれば、アーマチュア７５の中心軸とバネ８６の中心軸とのずれを小さくすることができることから、燃料噴射弁１のショット間ばらつきが低減され、また、燃料噴射弁１の製造も容易となる。

【符号の説明】

【0066】

１：燃料噴射弁、２：燃料タンク、３：サプライポンプ、４：コモンレール、１１：インジェクタハウジング、１４：ノズルボディ、１５：燃料噴射孔、１６：シート部、１８：孔、１９：バルブボディ、２０：ホルダ、２１：ナット、２２：ナット、３１：燃料通路、３２：燃料通路、３３：孔、３３ａ：燃料溜まり室、４１：燃料通路、４２：圧力導入室、４３：導入側オリフィス通路、４４：開閉用オリフィス通路、４５：低圧室、５１：燃料供給用接続口、５２：燃料排出用接続口、５３：通電用接続口、６１：弁ニードル、６２：受圧部、６３：バルブピストン、６３ａ：頂部、６６：圧力制御室、６７：ボール、７０：電磁アクチュエータ、７１：ガイド部材、７２：ガイド部、７２ａ：貫通孔、７２ｂ：上面、７２ｃ：下面、７３：鍔部、７３ａ：燃料通路、、７５：アーマチュア、７６：アーマチュアプレート、７７：貫通孔、７８：アーマチュアボルト、７９：鍔部、８０：電磁石、８１：磁極、８２：ソレノイドコイル、８３：貫通孔、８５：固定部材、８６：バネ、８８：バネ、８９：Ｃリング、１０１：燃料噴射弁（従来）、１７０：電磁アクチュエータ、１７１：ガイド部材、１７２：ガイド部、１７２ａ：貫通孔、１７２ｂ：上面、１７２ｃ：下面、１７３：鍔部、１７３ａ：燃料通路、１７５：アーマチュア、１７６：アーマチュアプレート、１７７：貫通孔、１７８：アーマチュアボルト、１７９：鍔部、１８５：固定部材、１８５ａ：凹部、１８６：バネ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】