特開 2024-98523 燃料噴射装置

(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】P2024098523

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】燃料噴射装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20240717BHJP

   F02M 61/20 20060101ALI20240717BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

F02M51/06 K

F02M51/06 J

F02M61/20 Z

F02M61/16 L

F02M61/16 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002053

(22)【出願日】2023-01-11

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉井 泰介

(72)【発明者】

【氏名】向井 寛

(72)【発明者】

【氏名】宮本 明靖

(72)【発明者】

【氏名】米谷 直樹

(72)【発明者】

【氏名】三宅 威生

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 真士

【テーマコード（参考）】

3G066

【Ｆターム（参考）】

3G066BA49

3G066CC03

3G066CC14

3G066CC51

3G066CC56

(57)【要約】

【課題】閉弁時におけるアンカーのアンダーシュートを抑制し、燃料の噴射量のばらつきの増大や、アンカーやスペーサの摩耗や変形を抑制することができる燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】燃料噴射装置は、ノズルホルダと、固定コア１０１と、アンカー１１０と、弁部材と、を備えている。弁部材は、弁体１１３と、スペーサ１２５と、第１低圧部２０１と、第２低圧部２０２と、狭小流路２０３と、を有している。弁体１１３は、軸部１１３ａ及び開弁動作時にアンカー１１０と係合する係合部１２８が設けられている。第１低圧部２０１は、係合部１２８とスペーサ１２５により形成される。第２低圧部２０２は、係合部１２８の下端面１２８ｂとアンカー１１０により形成される。狭小流路２０３は、第１低圧部２０１と第２低圧部２０２を連通する。そして、第１低圧部２０１は、狭小流路２０３を介して第２低圧部２０２よりも上流側に配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

噴射孔形成部材が設けられたノズルホルダと、
前記ノズルホルダに配置された固定コアと、
前記固定コアと対向して配置されるアンカーと、
前記ノズルホルダに移動可能に配置された弁部材と、を備え、
前記弁部材は、
前記噴射孔形成部材に設けた噴射孔を開閉する軸部及び開弁動作時に前記アンカーと係合する係合部が設けられた弁体と、
前記係合部が収容される収容部を有し、閉弁時に前記係合部と前記アンカーとの間に所定の間隙を形成するスペーサと、
前記係合部と前記スペーサにより形成された第１低圧部と、
前記係合部の下端面と前記アンカーにより形成された第２低圧部と、
前記第１低圧部と前記第２低圧部を連通する狭小流路と、を有し、
前記第１低圧部は、前記狭小流路を介して前記第２低圧部よりも上流側に配置される
燃料噴射装置。

【請求項2】

前記スペーサにおける前記アンカーと当接する下端面の角部は、前記スペーサの下端面と前記アンカーとの間を通過する流体の入口損失及び／又は出口損失を増加させる形状に形成されている
請求項１に記載の燃料噴射装置。

【請求項3】

前記スペーサの下端面の角部は、Ｃ面取りが施された面取り部が形成されている
請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項4】

前記スペーサの下端面の角部は、直角断面形状に形成されている
請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項5】

前記スペーサの下端面の角部には、前記スペーサの半径方向の外側に向けて突出する突起部が設けられている
請求項２に記載の燃料噴射装置。

【請求項6】

前記アンカーには、前記係合部の一部が挿入される凹部が形成され、
前記第２低圧部は、前記係合部の下端面と前記凹部により形成される
請求項１に記載の燃料噴射装置。

【請求項7】

前記スペーサの下端面と前記アンカーとの隙間は、前記狭小流路を介して、前記第２低圧部と接続される
請求項１に記載の燃料噴射装置。

【請求項8】

噴射孔形成部材が設けられたノズルホルダと、
前記ノズルホルダに配置された固定コアと、
前記固定コアと対向して配置されるアンカーと、
前記ノズルホルダに移動可能に配置された弁部材と、を備え、
前記弁部材は、
前記噴射孔形成部材に設けた噴射孔を開閉する軸部及び開弁動作時に前記アンカーと係合する係合部が設けられた弁体と、
前記係合部が収容される収容部を有し、閉弁時に前記係合部と前記アンカーとの間に所定の間隙を形成するスペーサと、を有し、
前記スペーサにおける前記アンカーと当接する下端面の角部は、前記スペーサの下端面と前記アンカーとの間を通過する流体の入口損失及び／又は出口損失を増加させる形状に形成されている
燃料噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関として、燃料噴射装置によりシリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射型の内燃機関が用いられている。従来の燃料噴射装置に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。

【0003】

特許文献１には、弁体と弁体の先端側において燃料を噴射する複数の噴射孔が形成された噴射孔形成部を備えた燃料噴射装置に関する技術が記載されている。そして、特許文献１には、弁体が、閉弁時にアンカーと当接している第２の弁体と、開弁途中でアンカーと当接する第１の弁体からなることが記載されている。特許文献１に記載された技術では、開弁時には第２の弁体が固定コアの内周に配置されたストロークストッパと当接し、開弁時も固定コアとアンカーが直接当接することなくギャップが確保されるよう第２の弁体と第２の弁体の長さを規定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－２２７９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、閉弁時にアンカーには、閉弁方向、すなわち弁体の先端方向に向かう慣性力が作用する。そして、特許文献１に記載された技術では、閉弁時にアンカーが基準位置を超えて弁体の先端方向に移動する、いわゆるアンダーシュートが発生するおそれがある。このアンカーのアンダーシュート量が大きくなると、アンカーが基準位置に戻るまでに時間がかかり、燃料の噴射間隔や噴射量のばらつきが増大する、という問題を有していた。また、アンカーがアンダーシュートを経て第２の弁体に大きな速度をもって衝突することにより、第２の弁体やアンカーに摩耗や変形が生じる可能性も有していた。

【0006】

本目的は、上記の問題点を考慮し、閉弁時におけるアンカーのアンダーシュートを抑制し、燃料の噴射量のばらつきの増大や、アンカーやスペーサの摩耗や変形を抑制することができる燃料噴射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決し、目的を達成するため、燃料噴射装置は、ノズルホルダと、固定コアと、アンカーと、弁部材と、を備えている。ノズルホルダには、噴射孔形成部材が設けられている。固定コアは、ノズルホルダに配置される。アンカーは、固定コアと対向して配置される。弁部材は、ノズルホルダに移動可能に配置される。
弁部材は、弁体と、スペーサと、第１低圧部と、第２低圧部と、狭小流路と、を有している。弁体は、噴射孔形成部材に設けた噴射孔を開閉する軸部及び開弁動作時にアンカーと係合する係合部が設けられている。スペーサは、係合部が収容される収容部を有し、閉弁時に係合部とアンカーとの間に所定の間隙を形成する。第１低圧部は、係合部とスペーサにより形成される。第２低圧部は、係合部の下端面とアンカーにより形成される。狭小流路は、第１低圧部と第２低圧部を連通する。そして、第１低圧部は、狭小流路を介して第２低圧部よりも上流側に配置される。

【0008】

また、他の燃料噴射装置は、ノズルホルダと、固定コアと、アンカーと、弁部材と、を備えている。ノズルホルダには、噴射孔形成部材が設けられている。固定コアは、ノズルホルダに配置される。アンカーは、固定コアと対向して配置される。弁部材は、ノズルホルダに移動可能に配置される。
弁部材は、弁体と、スペーサと、を有している。弁体は、噴射孔形成部材に設けた噴射孔を開閉する軸部及び開弁動作時にアンカーと係合する係合部が設けられている。スペーサは、係合部が収容される収容部を有し、閉弁時に係合部とアンカーとの間に所定の間隙を形成する。スペーサにおけるアンカーと当接する下端面の角部は、スペーサの下端面とアンカーとの間を通過する流体の入口損失及び／又は出口損失を増加させる形状に形成されている。

【発明の効果】

【0009】

上記構成の燃料噴射装置によれば、閉弁時におけるアンカーのアンダーシュートを抑制し、燃料の噴射量のばらつきの増大や、アンカーやスペーサの摩耗や変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置を示す断面図である。

【図2】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置における弁体の係合部からロッドヘッドまでを拡大して示す断面図である。

【図3】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置における開弁が開始した際の弁体の係合部からロッドヘッドまでを拡大して示す断面図である。

【図4】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置における開弁動作が終了した際の弁体の係合部からロッドヘッドまでを拡大して示す断面図である。

【図5】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置における燃料の噴射が停止された後、アンカーがアンダーシュートした際の弁体の係合部からロッドヘッドまでを拡大して示す断面図である。

【図6】第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置における燃料の噴射が停止された後、アンカーがアンダーシュートした際のスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【図7】従来の燃料噴射装置における弁体の係合部からロッドヘッドまでを拡大して示す断面図である。

【図8】従来の燃料噴射装置における燃料の噴射が停止された後、アンカーがアンダーシュートした際のスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【図9】第２の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である

【図10】第３の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【図11】第４の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大し示す断面図である。

【図12】第５の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【図13】スペーサにおける下端部の角部の形状の違いによるアンダーシュート時にアンカーに作用する流体力を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、燃料噴射装置の実施の形態例について、図１～図１３を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

【0012】

１．第１の実施の形態例
１－１．燃料噴射装置の構成
まず、第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる燃料噴射装置の構成について図１を参照して説明する。
図１は、燃料噴射装置を示す断面図である。

【0013】

図１に示す燃料噴射装置は、内燃機関として、吸気行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す４サイクルエンジンに用いられるものである。また、燃料噴射装置は、各気筒のシリンダの中に燃料を噴射する筒内噴射型の内燃機関に適用されるものである。

【0014】

図１に示すように、燃料噴射装置１は、固定コア（磁気コア）１０１と、ノズルホルダ１０２と、噴射孔形成部材１０３と、弁部材１０４と、電磁コイル１０８と、ハウジング１０９と、アンカー（可動コア）１１０と、接続部１３５と、を備えている。また、燃料噴射装置１は、第１スプリング１１８と、第２スプリング１２４と、第３スプリング１２６とを備えている。

【0015】

［ノズルホルダ］
ノズルホルダ１０２は、筒状に形成されている。ノズルホルダ１０２の中心軸線ＡＸ１に沿う軸線方向Ｄａ（以下、単に「軸線方向Ｄａ」という）の一端部である先端部には、噴射孔形成部材１０３が挿入又は圧入により取り付けられている。この噴射孔形成部材１０３には、燃料を噴射する噴射孔１１２が形成されている。

【0016】

また、噴射孔形成部材１０３には、後述する弁部材１０４の弁体１１３の先端部が離接する弁座１０３ａが形成されている、噴射孔形成部材１０３は、弁体１１３が弁座１０３ａに着座することで燃料を封止する。また、弁体１１３は、弁座１０３ａに当接することで燃料をシールし、弁座１０３ａから離反することで燃料の通過を許可する。

【0017】

ノズルホルダ１０２の先端部には、ガイド部材１０５が圧入または塑性結合により固定されている。ガイド部材１０５は、弁部材１０４における弁体１１３の外周面を支持し、弁体１１３の移動をガイドする。

【0018】

ノズルホルダ１０２の軸線方向Ｄａの他端部である後端部には、先端部よりも外径が大きい大径部１０２ａが形成されている。この大径部１０２ａには、内部空間１０２ｂが形成されている。この内部空間１０２ｂは、ノズルホルダ１０２の軸線方向Ｄａに沿って形成された連通孔１０２ｃによって先端部に連通している。

【0019】

内部空間１０２ｂは、大径部１０２ａの後端側が開口し、軸線方向Ｄａの先端側に向けて凹んだ有底の凹部である。内部空間１０２ｂには、後述するアンカー１１０と、固定コア１０１の一部が配置される。内部空間１０２ｂにおける底部の中央部には、第２スプリング１２４の一端部が収容される。

【0020】

［弁部材］
このノズルホルダ１０２の内部には、弁部材１０４が軸線方向Ｄａに沿って移動可能に配置されている。弁部材１０４は、弁体１１３と、スペーサ１２５と、第３スプリング１２６と、ロッドヘッド１２７とを備えている。弁体１１３は、円柱状をなす棒状の部材により構成されている。弁体１１３は、後述するアンカー１１０の挿通孔１１０ｃ（図２参照）を挿通し、ノズルホルダ１０２の連通孔１０２ｃ内に配置されている。そして、弁体１１３の軸線方向Ｄａの先端部は、噴射孔形成部材１０３の弁座１０３ａに離反可能に当接し、噴射孔形成部材１０３に設けた噴射孔１１２を開閉する。

【0021】

また、弁体１１３の軸線方向Ｄａの後端部には、接続凹部１１３ｂ（図２参照）が形成されている。この接続凹部１１３ｂには、ロッドヘッド１２７の接続凸部１２７ａ（図２参照）が嵌入されている。これにより、弁体１１３の後端部にロッドヘッド１２７が接続される。

【0022】

ロッドヘッド１２７は、略円板状に形成され、後述する固定コア１０１の貫通孔１０１ａを摺動する。このロッドヘッド１２７には、第１スプリング１１８の軸線方向Ｄａの先端部が当接する。ロッドヘッド１２７と弁体１１３の間には、第３スプリング１２６とスペーサ１２５が配置されている。

【0023】

スペーサ１２５は、後述するアンカー１１０の上端面１１０ａ（図２参照）に当接している。第３スプリング１２６は、軸線方向Ｄａの先端部がスペーサ１２５に当接し、軸線方向Ｄａの後端部がロッドヘッド１２７に当接している。すなわち、第３スプリング１２６は、ロッドヘッド１２７とスペーサ１２５の間に介在され、スペーサ１２５をアンカー１１０に向けて付勢している。

【0024】

なお、弁体１１３、スペーサ１２５及び第３スプリング１２６の詳細な構成については、後述する。

【0025】

［アンカー］
次に、アンカー１１０について説明する。アンカー１１０は、ノズルホルダ１０２の内部空間１０２ｂにおいて、弁部材１０４のスペーサ１２５と内部空間１０２ｂの底部との間に配置されている。また、アンカー１１０の外周面と内部空間１０２ｂの内周面との間には、微小な間隙が形成されている。そのため、アンカー１１０は、内部空間１０２ｂ内において軸線方向Ｄａに沿って移動可能に配置される。

【0026】

アンカー１１０は、円筒状に形成されている。アンカー１１０には、挿通孔１１０ｃ（図２参照）と、偏心貫通孔１１０ｄが形成されている。挿通孔１１０ｃ及び偏心貫通孔１１０ｄは、アンカー１１０における軸線方向Ｄａの先端部から後端部にかけて貫通するガイド孔である。挿通孔１１０ｃは、アンカー１１０の中心軸上に形成されている。そして、挿通孔１１０ｃには、弁部材１０４の弁体１１３が挿通している。

【0027】

偏心貫通孔１１０ｄは、アンカー１１０の中心軸から偏心した位置に形成されている。偏心貫通孔１１０ｄは、固定コア１０１の貫通孔１０１ａによって形成された流路に連通している。そして、偏心貫通孔１１０ｄは、燃料が通過する流路を形成する。

【0028】

アンカー１１０における軸線方向Ｄａの先端側の端面には、第２スプリング１２４の後端部が当接している。そのため、第２スプリング１２４は、アンカー１１０とノズルホルダ１０２の内部空間１０２ｂの間に介在される。また、アンカー１１０における軸線方向Ｄａの後端側には、固定コア１０１が配置されている。

【0029】

また、アンカー１１０の挿通孔１１０ｃにおける上端面１１０ａには、凹部１１０ｂが形成されている。凹部１１０ｂは、挿通孔１１０ｃと同心円上に形成されている。そして、凹部１１０ｂは、上端面１１０ａから軸線方向Ｄａの先端側に向けて凹んできる。この凹部１１０ｂには、後述する弁体１１３の係合部１２８の一部が挿入される。また、アンカー１１０の上端面１１０ａと、凹部１１０ｂの内周面である凹部内周面１１０ｆによって形成される角部には、面取り部１１０ｇが設けられている（図６参照）。

【0030】

［固定コア］
次に、固定コア１０１は、アンカー１１０を磁気吸引力によって吸引する部材である。固定コア１０１は、外周面に凹凸を有する略円筒状に形成されている。固定コア１０１における軸線方向Ｄａの先端部は、ノズルホルダ１０２の大径部１０２ａの内側、すなわち内部空間１０２ｂ内に圧入されている。そして、ノズルホルダ１０２と固定コア１０１は、溶接により接合される。それにより、ノズルホルダ１０２と固定コア１０１との間の間隙が密閉され、ノズルホルダ１０２の内部の空間が密閉される。

【0031】

また、固定コア１０１の先端部１０１ｂは、内部空間１０２ｂに配置されたアンカー１１０における軸線方向Ｄａの他端側の端面（上端面１１０ａ）と対向する。なお、固定コア１０１における軸線方向Ｄａの後端部側は、ノズルホルダ１０２の内部空間１０２ｂから軸線方向Ｄａの後端に向けて突出している。

【0032】

固定コア１０１には、貫通孔１０１ａが形成されている。貫通孔１０１ａは、中心軸線ＡＸ１と同軸上に形成されている。そして、貫通孔１０１ａは、燃料が通過する流路を形成する。また、固定コア１０１における軸線方向Ｄａの後端部には、貫通孔１０１ａに連通する燃料供給口１１１が形成されている。この燃料供給口１１１から貫通孔１０１ａに向けて燃料が導入される。

【0033】

さらに、貫通孔１０１ａにおける軸線方向Ｄａの先端部側には、第１スプリング１１８及び調整部材１１９が配置されている。第１スプリング１１８は、調整部材１１９よりも貫通孔１０１ａの先端部側に配置されている。調整部材１１９は、貫通孔１０１ａに圧入されて、固定コア１０１の内部に固定されている。また、貫通孔１０１ａには、弁部材１０４のロッドヘッド１２７、第３スプリング１２６及びスペーサ１２５が挿入される。

【0034】

第１スプリング１１８は、調整部材１１９と弁部材１０４のロッドヘッド１２７の間に介在される。そして、第１スプリング１１８は、弁部材１０４をノズルホルダ１０２の先端部に向けて軸線方向Ｄａに付勢している。

【0035】

また、調整部材１１９における固定コア１０１に対する固定位置を調整することで、第１スプリング１１８における弁部材１０４の付勢力を調整することができる。これにより、弁部材１０４における弁体１１３の先端部がノズルホルダ１０２の噴射孔形成部材１０３に設けた弁座１０３ａに押し付ける初期荷重を調整することができる。

【0036】

ここで、第１スプリング１１８が弁部材１０４をノズルホルダ１０２の先端部に向けて付勢する付勢力は、第２スプリング１２４がアンカー１１０を固定コア１０１に向けて付勢する付勢力よりも大きく設定されている。

【0037】

［コイル］
次に、電磁コイル１０８について説明する。電磁コイル１０８は、円筒状のコイルボビンに巻回されている。そして、電磁コイル１０８は、コイルボビンに巻回されて、ノズルホルダ１０２における大径部１０２ａの外周面の一部及び固定コア１０１の先端部の外周面の一部を覆うようにして配置される。電磁コイル１０８の巻き始めと巻き終わりの端部は、不図示の配線を介して後述する接続部１３５のコネクタ１３６の電力供給用の端子に接続されている。電磁コイル１０８の外周には、ハウジング１０９が固定されている。

【0038】

［ハウジング］
ハウジング１０９は、有底の円筒状に形成されている。ハウジング１０９における軸線方向Ｄａの先端部である底部には、ガイド孔が形成されている。ガイド孔は、底部の中央部に形成されている。このガイド孔には、ノズルホルダ１０２が挿入される。そして、ガイド孔の開口縁とノズルホルダ１０２の外周面との間は、例えば、全周にわたって溶接されている。これにより、ノズルホルダ１０２は、ハウジング１０９に固定される。

【0039】

また、ハウジング１０９は、固定コア１０１の先端部側、コイルボビン及び電磁コイル１０８の外周を囲むようにして配置される。そして、ハウジング１０９の内周面は、ノズルホルダ１０２及び電磁コイル１０８と対向し、外周ヨーク部を形成する。このように、電磁コイル１０８の周りには、固定コア１０１、アンカー１１０、ノズルホルダ１０２及びハウジング１０９を含む磁気回路が形成されている。

【0040】

［接続部］
接続部１３５は、樹脂により形成されている。そして、接続部１３５は、固定コア１０１及びハウジング１０９との間に充填される。また、接続部１３５は、ハウジング１０９よりも軸線方向Ｄａの後端側において、固定コア１０１の後端部を除く外周面を覆う。そして、接続部１３５は、電力供給用の端子を有するコネクタ１３６を形成するようにモールド成形されている。端子は、不図示のプラグの接続端子に接続される。これにより、燃料噴射装置１は、高電圧電源又はバッテリ電源に接続される。そして、不図示のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）によって電磁コイル１０８に対する通電が制御される。

【0041】

１－２．弁部材の詳細な構成
次に、弁部材１０４を構成する弁体１１３、スペーサ１２５及び第３スプリング１２６の詳細な構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、燃料噴射装置１における弁体１１３の係合部１２８からロッドヘッド１２７までを拡大して示す断面図、図３は、開弁が開始した際の弁体１１３の係合部１２８からロッドヘッド１２７までを拡大して示す図である。なお、図２では、閉弁状態を示す。

【0042】

図２に示すように、弁体１１３は、アンカー１１０の挿通孔１１０ｃを挿通する軸部１１３ａと、アンカー１１０に係合する係合部１２８と、軸部を示す摺動軸部１２９と、を有している。

【0043】

係合部１２８は、軸部１１３ａよりも軸線方向Ｄａの後端部側に形成されている。係合部１２８の直径は、軸部１１３ａの直径及び挿通孔１１０ｃの内径よりも大きく形成されている。そして、係合部１２８は、軸部１１３ａの外周面から半径方向の外側に向けて張り出している。この係合部１２８、軸部１１３ａ及び摺動軸部１２９は、切削加工により一体に形成される。

【0044】

係合部１２８には、上端面１２８ａと、下端面１２８ｂと、第１面取り部１２８ｃと、第２面取り部１２８ｄと、円筒部１２８ｅと、を有している。係合部１２８の一部は、アンカー１１０に形成した凹部１１０ｂ内に挿入される。上端面１２８ａは、係合部１２８における軸線方向Ｄａの後端部側に形成され、下端面１２８ｂは、係合部１２８における軸線方向Ｄａの先端部側に形成される。上端面１２８ａは、後述するスペーサ１２５の当接部１６ｃに当接する。

【0045】

そして、下端面１２８ｂは、アンカー１１０に形成した凹部１１０ｂの凹部底面１１０ｅと対向する。円筒部１２８ｅは、軸線方向Ｄａに沿って係合部１２８の側面に形成されている。また、円筒部１２８ｅは、アンカー１１０の凹部１１０ｂの凹部内周面１１０ｆとの間に狭小隙間（狭小流路）２０３を形成する。この狭小隙間２０３におけるアンカー１１０の変位方向、すなわち軸線方向Ｄａの長さは、長さＧ１０に形成されている。開弁動作時において、下端面１２８ｂは、アンカー１１０の凹部底面１１０ｅと当接する。

【0046】

第１面取り部１２８ｃは、円筒部１２８ｅと上端面１２８ａが接続する角部に形成され、第２面取り部１２８ｄは、円筒部１２８ｅと下端面１２８ｂが接続する角部に形成されている。そして、円筒部１２８ｅは、第１面取り部１２８ｃと第２面取り部１２８ｄの間に形成される。

【0047】

閉弁状態においては、係合部１２８の下端面１２８ｂと、凹部底面１１０ｅの間には、間隙Ｇ２が設けられる。そして、開弁時に、すなわちアンカー１１０と弁体１１３の位置が変位する際に、凹部底面１１０ｅに係合部１２８の下端面１２８ｂが当接し、アンカー１１０と係合部１２８が係合する（図３及び図４参照）。これにより、弁体１１３は、アンカー１１０とともに軸線方向Ｄａの後端部側、すなわち開弁方向へ移動する。ここで、軸部１１３ａ、係合部１２８、アンカー１１０の凹部底面１１０ｅ、凹部内周面１１０ｆの一部によって形成され、かつ概ね下端面１２８ｂよりも軸線方向Ｄａの先端部側の領域を、第２低圧部２０２と称す。

【0048】

摺動軸部１２９は、係合部１２８よりも軸線方向Ｄａの後端部側に形成されている。摺動軸部１２９は、係合部１２８から軸線方向Ｄａの後端に向けて突出している。また、摺動軸部１２９の直径は、係合部１２８の直径よりも小さく形成されている。摺動軸部１２９における軸線方向Ｄａの後端面には、接続凹部１１３ｂが形成されている。上述したように、この接続凹部１１３ｂには、ロッドヘッド１２７の接続凸部１２７ａが嵌入される。

【0049】

弁体１１３の係合部１２８及び摺動軸部１２９の周囲を囲むようにして、スペーサ１２５が配置されている。図２に示すように、スペーサ１２５は、略円筒状に形成されている。スペーサ１２５は、大径部１１と、ガイド部となる小径部１２とを有している。大径部１１と、小径部１２は、同心円上に形成されており、大径部１１は、小径部１２よりも軸線方向Ｄａの先端側に形成されている。そして、大径部１１の直径は、小径部１２の直径よりも大きく形成されている。

【0050】

また、スペーサ１２５における大径部１１と小径部１２が接続する箇所には、段差面１３が形成されている。段差面１３は、小径部１２の外周面から半径方向の外側に向けて略垂直に張り出している。この段差面１３には、第３スプリング１２６における軸線方向Ｄａの先端部側が当接する。そして、第３スプリング１２６は、スペーサ１２５をアンカー１１０に向けて付勢する。そのため、スペーサ１２５の軸線方向Ｄａの先端部側の端面である下端面１４は、アンカー１１０の上端面１１０ａに当接する。

【0051】

また、下端面１４には、第１面取り部１２５ａと、第２面取り部１２５ｂが形成されている（図６参照）。第１面取り部１２５ａは、スペーサ１２５の下端面１４における半径方向の外側の角部に形成されている。第２面取り部１２５ｂは、スペーサ１２５の下端面における半径方向の内側の角部に形成されている。また、第１面取り部１２５ａ及び第２面取り部１２５ｂは、角部を斜め４５度に落とした加工である、いわゆるＣ面取りが施されている。

【0052】

なお、本例では、第３スプリング１２６を設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、第３スプリング１２６を設けなくてもよい。

【0053】

大径部１１には、収容部１６が形成されている。収容部１６は、スペーサ１２５の下端面１４から段差面１３に向けて凹んだ凹部である。収容部１６には、弁体１１３の係合部１２８の一部が収容される。

【0054】

収容部１６の内径は、弁体１１３の係合部１２８の直径よりも大きく設定されている。そのため、係合部１２８の半径方向の外側の外周面と収容部１６の内壁面１６ａの間には、間隙が形成される。

【0055】

また、スペーサ１２５が第３スプリング１２６によってアンカー１１０に向けて付勢されることで、係合部１２８の上端面１２８ａと、収容部１６の上端面である当接部１６ｃが当接する。ここで、本例において、係合部１２８及び収容部１６によって形成され、かつ概ね上端面１１０ａよりも軸線方向Ｄａの後端部側の領域を、第１低圧部２０１と称す。第１低圧部２０１と第２低圧部２０２は、狭小流路である狭小隙間２０３によって連通される。そして、第１低圧部２０１は、狭小隙間２０３を介して第２低圧部よりも上流側に形成される。

【0056】

小径部１２には、小径部側貫通孔を示すガイド孔１８が形成されている。ガイド孔１８は、スペーサ１２５の軸線方向Ｄａの後端部側の端面である上端面１５から収容部１６にかけて貫通している。そして、ガイド孔１８は、収容部１６に連通している。このガイド孔１８には、弁体１１３の摺動軸部１２９が挿入される。そして、ガイド孔１８の内径は、摺動軸部１２９の直径よりも大きく設定されている。そして、ガイド孔１８の内壁面１９は、摺動軸部１２９を摺動可能に支持する摺動面となる。

【0057】

ここで、アンカー１１０は、第２スプリング１２４の付勢力により固定コア１０１側に向けて付勢されている。そのため、アンカー１１０の上端面１１０ａは、スペーサ１２５の下端面１４に当接する。なお、第２スプリング１２４の付勢力は、第３スプリング１２６の付勢力よりも小さく設定されている。そのため、アンカー１１０は、スペーサ１２５を介して第３スプリング１２６により軸線方向Ｄａの先端側に向けて付勢される。これにより、アンカー１１０における軸線方向Ｄａの後端側への移動、すなわち開弁方向への移動は、スペーサ１２５と第３スプリング１２６により規制される。

【0058】

また、閉弁状態において、収容部１６の当接部１６ｃが弁体１１３の係合部１２８の上端面１２８ａに当接することで、スペーサ１２５は、所定の位置（基準位置）に配置される。スペーサ１２５が基準位置に配置された状態で、スペーサ１２５の下端面１４がアンカー１１０の上端面１１０ａに当接する。これにより、係合部１２８の下端面１２８ｂとアンカー１１０の凹部底面１１０ｅとの間に、間隙Ｇ２、いわゆる予備ストロークを設けることができる。すなわち、スペーサ１２５は、アンカー１１０と弁体１１３の係合部１２８との間に、予備ストロークとなる所定の間隙Ｇ２を形成する。

【0059】

また、弁体１１３が閉弁した状態において、間隙Ｇ２と間隙Ｇ１を足した長さ（Ｇ１＋Ｇ２）が、固定コア１０１の先端部１０１ｂとアンカー１１０の上端面１１０ａとの間隙、いわゆる磁気吸引ギャップとなる。

【0060】

１－３．燃料噴射装置の動作例
次に、上述した構成を有する燃料噴射装置１の動作例について図２から図６を参照して説明する。
図３は、開弁が開始した際の弁体１１３の係合部１２８からロッドヘッド１２７までを示す断面図、図４は、開弁動作が終了した際の弁体１１３の係合部１２８からロッドヘッド１２７までを示す断面図である。

【0061】

ＥＣＵによって電磁コイル１０８に通電されると、固定コア１０１、アンカー１１０、ノズルホルダ１０２及びハウジング１０９によって形成される磁気回路に磁束が流れる。そして、固定コア１０１には、アンカー１１０を吸引する磁気吸引力が発生する。固定コア１０１の磁気吸引力が、第３スプリング１２６の付勢力を超えると、アンカー１１０は、スペーサ１２５を押圧し、固定コア１０１に向けて移動する。そのため、アンカー１１０とスペーサ１２５は、ともに軸線方向Ｄａの後端側に向けて移動する。この間、弁体１１３の先端部は、噴射孔形成部材１０３の弁座１０３ａに当接している。

【0062】

アンカー１１０が軸線方向Ｄａの後端側に移動することで、図３に示すように、アンカー１１０の凹部底面１１０ｅは、弁体１１３の係合部１２８の下端面１２８ｂに係合する。そのため、凹部底面１１０ｅと係合部１２８の下端面１２８ｂとの間隙Ｇ２は、ゼロとなる。

【0063】

また、アンカー１１０が軸線方向Ｄａの後端側に移動した分だけ、アンカー１１０と固定コア１０１との間隙（磁気吸引ギャップ）の大きさが減少し、図３に示す例では、磁気吸引ギャップは、長さＧ１となる。さらに、スペーサ１２５も軸線方向Ｄａの後端側に移動するため、収容部１６の当接部１６ｃと係合部１２８の上端面１２８ａには、間隙Ｇ３が発生する。

【0064】

また、図２に示す開弁動作を開始する直前では、アンカー１１０と係合部１２８との間には、間隙Ｇ２が空いている。そのため、アンカー１１０は、間隙Ｇ２を移動した後に、係合部１２８に当接する。これにより、アンカー１１０は、係合部１２８に当接するまでの間、すなわち間隙Ｇ２を移動する間に、加速する。その結果、アンカー１１０が加速した状態で、アンカー１１０を係合部１２８に当接させることができる。

【0065】

このように、アンカー１１０から係合部１２８を介して弁体１１３に加える力を上昇させることができ、弁体１１３を軸線方向Ｄａの後端側に向かう移動を速やかに開始させることができる。その結果、弁体１１３における開弁動作を速やかに開始することができる。

【0066】

ここで、本例において、開弁動作は、図２に示す閉弁状態からアンカー１１０及びスペーサ１２５が動き出し、図４に示す状態（フルリフト）に至るまでの一連の動作のことを示す。したがって、開弁動作開始とは、アンカー１１０及びスペーサ１２５が動き出す動作が開始されることをさす。また、開弁あるいは開弁状態とは、実際に弁体１１３が軸線方向Ｄａの後端側に移動し、弁体１１３の先端部が、噴射孔形成部材１０３の弁座１０３ａから離反し、噴射孔１１２が開放される状態のことをさす。したがって、開弁開始とは、弁体１１３の先端部が弁座１０３ａから離反し始めることをさす。

【0067】

図４に示すように、アンカー１１０、スペーサ１２５及び弁体１１３がさらに軸線方向Ｄａの後端側に移動すると、弁体１１３の先端部は、噴射孔形成部材１０３の弁座１０３ａから離反し、噴射孔１１２が開放される開弁状態となる。これにより、噴射孔１１２から燃料が噴射される。

【0068】

また、アンカー１１０の上端面１１０ａが固定コア１０１の先端部１０１ｂに当接することで、アンカー１１０における軸線方向Ｄａの後端側に向かう移動が規制される。なお、弁体１１３は、慣性力で軸線方向Ｄａの後端側へ移動するが、第１スプリング１１８の付勢力により押し戻される。そのため、弁体１１３は、図４に示すように、係合部１２８の下端面１２８ｂがアンカー１１０の凹部底面１１０ｅに当接した状態で静止する。これにより、弁体１１３が所定のストローク量（図２に示す間隙Ｇ１）だけ移動した開弁静止状態となる。

【0069】

開弁静止状態では、アンカー１１０が磁気吸引力により固定コア１０１に吸引され、弁部材１０４が第１スプリング１１８の付勢力により閉弁方向に付勢されている。そのため、アンカー１１０と弁体１１３は、互いに当接し、一体となっている。すなわち、弁体１１３の係合部１２８の下端面１２８ｂがアンカー１１０の凹部底面１１０ｅに当接し、間隙Ｇ２の大きさはゼロとなる。

【0070】

さらに、第３スプリング１２６の付勢力は、磁気吸引力よりも小さいため、第３スプリング１２６は、スペーサ１２５を介してアンカー１１０を軸線方向Ｄａの先端側に押し戻すことはできない。そのため、スペーサ１２５の下端面１４は、アンカー１１０の上端面１１０ａに当接し、係合部１２８の上端面１２８ａとスペーサ１２５の収容部１６の当接部１６ｃとの間隙Ｇ３は、維持される。さらに、アンカー１１０は、固定コア１０１と当接しているため、アンカー１１０の上端面１１０ａと固定コア１０１の先端部１０１ｂとの間隙Ｇ１の大きさはゼロとなる。

【0071】

図４に示す開弁した状態（フルリフト状態）において駆動パルスをＯＦＦにすると、電磁コイル１０８への通電が遮断される。そのため、アンカー１１０と固定コア１０１との間に生じる磁気吸引力が消失する。そして、磁気吸引力が第１スプリング１１８の付勢力よりも小さくなると、弁部材１０４は、軸線方向Ｄａの先端側、すなわち閉弁方向への移動を開始する。閉弁方向へ移動を開始した弁部材１０４は、アンカー１１０と一体になって変位し、長さＧ１だけ変位した後、弁体１１３の先端部が弁座１０３ａに着座する。これにより、図２に示す閉弁状態に戻り、燃料噴射装置１による燃料の噴射が停止される。

【0072】

なお、燃料の噴射が停止された後も、アンカー１１０は、軸線方向Ｄａの先端側に向かう慣性力を有している。そのため、アンカー１１０は、図２に示す基準位置を超えて軸線方向Ｄａの先端側に移動（いわゆる、アンダーシュート）する。

【0073】

図５は、燃料の噴射が停止された後、アンカー１１０がアンダーシュートした際の弁体１１３の係合部１２８からロッドヘッド１２７までを拡大して示す断面図である。また、図６は、燃料の噴射が停止された後、アンカー１１０がアンダーシュートした際のスペーサ１２５周りを拡大して示す断面図である。

【0074】

図５に示すように、アンカー１１０のアンダーシュートによって、スペーサ１２５の下端面１４とアンカー１１０の上端面１１０ａとの間には、間隙Ｇ４が発生する。したがって、係合部１２８の下端面１２８ｂと、アンカー１１０の凹部底面１１０ｅの間には、予備ストローク量である間隙Ｇ２と、アンダーシュート量である間隙Ｇ４を足した長さ（Ｇ２＋Ｇ４）の間隙が形成される。

【0075】

図６に示すように、アンカー１１０がアンダーシュートすることにより、第１低圧部２０１と第２低圧部２０２の体積が膨張する。そのため、第１低圧部２０１及び第２低圧部２０２の内部の圧力は、低下する。また、スペーサ１２５の下端面１４とアンカー１１０の上端面１１０ａの間には、隙間２００が形成される。この隙間２００は、狭小隙間２０３を介して第２低圧部２０２と接続される。

【0076】

それに伴い、スペーサ１２５の周りの外部の燃料（流体）は、隙間２００を通って、図中矢印Ａに示す方向に流れ込む。そのため、第１低圧部２０１に燃料が流れ込む。また、第１低圧部２０１に流れ込んだ燃料は、狭小隙間２０３を通過して、第２低圧部２０２に流れ込む。

【0077】

ここで、図７及び図８を参照して、従来の燃料噴射装置における動作例について説明する。なお、本例の燃料噴射装置１と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図７は、従来の燃料噴射装置において、閉弁した直後の状態、すなわち弁体３１３の先端部が弁座１０３ａに着座した直後の状態における弁体３１３の係合部３２８からロッドヘッド１２７を拡大して示す断面図である。図８は、従来の燃料噴射装置において、弁体３１３の先端部が弁座１０３ａに着座した後に、アンカー３１０がアンダーシュート量Ｇ５だけアンダーシュートした状態を示している。

【0078】

図７に示す閉弁状態において、アンカー３１０には、軸線方向Ｄａの先端側に向かう感性力を有している。そのため、アンカー３１０は、先端側へのアンダーシュートを開始する。このとき、係合部３２８と、スペーサ２２５と、アンカー３１０によって形成される低圧部４０１の体積は、アンカー３１０の移動とともに増加する。そのため、低圧部４０１の圧力が低下し、スペーサ２２５の周囲にある燃料（流体）が低圧部４０１に流入する。燃料は、図８の矢印Ｃに示すように、スペーサ２２５の下端面２１４と、アンカー３１０の上端面３１０ａで形成された隙間４００を通過して低圧部４０１に流入する。また、従来のスペーサ２２５の下端面２１４の両端部の角部２２５ａ、２２５ｂは、角部が丸まった加工である、いわゆるＲ面取りが施されている。

【0079】

しかしながら、従来の燃料噴射装置では、隙間４００を通過した燃料が、直接低圧部４０１に流れ込み、さらにアンカー３１０がアンダーシュートすることに伴って隙間４００が増大する。そのため、低圧部４０１の圧力が大きくは下がらず、アンダーシュートすることに伴って低圧部４０１の圧力が戻る。その結果、低圧部４０１の圧力は、スペーサ２２５の外側の圧力と概ね一致する。

【0080】

これらにより、低圧部４０１によってアンカー３１０を引き上げようとする流体力が小さくなり、その結果、アンカー３１０は、想定よりも大きくアンダーシュートする。アンカー３１０が大きくアンダーシュートすることで、燃料の噴射間隔や噴射のばらつきが増大しやすくなる。

【0081】

さらに、アンカー３１０がアンダーシュートを終了して基準状態に戻る際に、アンカー３１０は、大きな速度を有することになる。その結果、アンカー３１０の上端面３１０ａが当接するスペーサ２２５の下端面２１４、あるいはアンカー３１０の上端面３１０ａの少なくとも一方に摩耗が生じやすくなる。

【0082】

なお、アンカー３１０には、隙間４００や低圧部４０１を含む領域の圧力だけでなく、アンカー３１０の周囲を流れる燃料（流体）のせん断によって生じる力も作用する。ここで、圧力と、流体のせん断力を合わせて流体力と称している。しかしながら、アンカー３１０に作用する流体力は、流体のせん断力よりも低圧部４０１などから受ける圧力が支配的である。

【0083】

これに対して、本例の燃料噴射装置１では、図６に示すように、隙間２００を通過して第１低圧部２０１に流入した燃料は、狭小隙間２０３を通過して第２低圧部２０２に流入する。ここで、流体が狭小隙間を通過する際には、流路の管摩擦損失によってその圧力が低下する。したがって、第２低圧部２０２の圧力は、第１低圧部２０１の圧力よりも低くなる。

【0084】

一方、従来の燃料噴射装置では、図８に示したように、隙間４００を通過した後は、狭小隙間を通過しないため、圧力の低下は発生しない。そのため、本例の燃料噴射装置１における第２低圧部２０２の圧力は、従来の燃料噴射装置の低圧部４０１の圧力よりも低くなる。

【0085】

さらに本例では、スペーサ１２５の下端面１４の両端部の角部は、Ｃ面取りが施されて、第１面取り部１２５ａ及び第２面取り部１２５ｂが形成されている。ここで、流路の入口損失及び出口損失は、流路の入口や出口の形状に大きく依存する。そして、流路の入口損失及び出口損失の圧力損失は、例えばＲ面取りの場合と比較して、同じ大きさであればＣ面取りのほうが大きくなる。そのため、本例の燃料噴射装置１によれば、隙間２００の入口及び出口に相当する下端面１４の両端部の角部に対して、Ｃ面取りを施すことで、隙間２００を通過した燃料の圧力を大きく低下させることができる。

【0086】

また、本例の燃料噴射装置１では、狭小隙間２０３の入口及び出口においても、Ｃ面取りを設けることで圧力を低下させている。すなわち、アンカー１１０の上端面１１０ａと、凹部内周面１１０ｆによって形成される角部に対してＣ面取りを施して、面取り部１１０ｇを形成している。さらに、係合部１２８の円筒部１２８ｅと下端面１２８ｂによって形成される角部には、第２面取り部１２８ｄが形成されている。これにより、燃料が狭小隙間２０３を通過する際に、入口損失及び出口損失によって圧力を大きく低下させることができる。

【0087】

すなわち、本例の燃料噴射装置１によれば、アンカー１１０のアンダーシュート時に、燃料が隙間２００を通過して流入するが、複数箇所の面取り部１２５ａ、１２５ｂ、１１０ｇ、１２８ｄによって流体の入口損失及び出口損失を大きくすることができる。さらに、狭小隙間２０３による管摩擦損失によって、流体の圧力を大きく低下させることができる。特に、第２低圧部２０２は、第１低圧部２０１よりもさらに圧力が低くなる。したがって、アンカー１１０は、第１低圧部２０１及び第２低圧部２０２が低圧になることに起因する上向きの流体力を受ける。そして、この流体力によりアンカー１１０に作用する慣性力を弱めることができ、アンカー１１０のアンダーシュート量を低減させることができる。

【0088】

アンカー１１０のアンダーシュート量が低減することで、燃料の噴射間隔や噴射ばらつきを低減することが可能となる。また、アンカー１１０がアンダーシュートを終了して基準状態に戻る際の速度、すなわちアンカー１１０とスペーサ１２５が衝突する際の速度を従来と比較して小さくすることもできる。その結果、スペーサ１２５の下端面１４やアンカー１１０の上端面１１０ａの摩耗を抑制できる。

【0089】

なお、本例では、凹部内周面１１０ｆと係合部１２８の円筒部１２８ｅによって狭小隙間２０３を形成するが、狭小隙間２０３は狭いほど管摩擦損失が大きく圧力低下効果が大きい。また、凹部内周面１１０ｆと係合部１２８の円筒部１２８ｅは、摺動していてもよい。これにより、狭小隙間２０３を狭くすることができる。一方、本例の燃料噴射装置１のように、挿通孔１１０ｃと軸部１１３ａが摺動する場合には、凹部内周面１１０ｆと係合部１２８の円筒部１２８ｅを摺動させずに、狭小隙間２０３を形成していても良い。

【0090】

また、狭小隙間２０３の出口において流路は急拡大するため出口損失を生じる。この時、流路の拡大率が大きいほど出口損失は大きくなる。したがって、狭小隙間２０３の幅は、係合部１２８の下端面１２８ｂと凹部底面１１０ｅとの距離すなわち予備ストローク量（Ｇ２）よりも小さいことが望ましい。

【0091】

また、本例では、スペーサ１２５が第１面取り部１２５ａおよび第２面取り部１２５ｂを有する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１面取り部１２５ａのみを有するスペーサであってもよく、または第２面取り部１２５ｂのみを有するスペーサであっても良い。

【0092】

さらに、スペーサ１２５の第１面取り部１２５ａ、第２面取り部１２５ｂ、係合部１２８の第２面取り部１２８ｄ及びアンカー１１０の面取り部１１０ｇのうち少なくとも１つのみがあればよい。また、スペーサ１２５の第１面取り部１２５ａ、第２面取り部１２５ｂ、係合部１２８の第２面取り部１２８ｄ及びアンカー１１０の面取り部１１０ｇを周方向に沿って連続して形成する例を説明したが、これに限定されるものではない。スペーサ１２５の第１面取り部１２５ａ、第２面取り部１２５ｂ、係合部１２８の第２面取り部１２８ｄ及びアンカー１１０の面取り部１１０ｇは、周方向の少なくとも一部に形成されていてもよい。

【0093】

また、スペーサ１２５の第１面取り部１２５ａ、第２面取り部１２５ｂ、係合部１２８の第２面取り部１２８ｄ及びアンカー１１０の面取り部１１０ｇの大きさは、小さい方が望ましい。これは、以下の２つの理由がある。

【0094】

１つ目は、流路の出入口においては、燃料の流れに沿って、流路断面積が急激に変化するほうが、すなわち面取り部が小さい方が、出入口損失が大きくなり、圧力低減効果が大きくなるからである。２つ目は、面取り部が小さい方が、流路の長さを長くすることができるため、管摩擦損失が大きくなるからである。

【0095】

したがって、上記面取り部は、圧力の低下を考慮すると、小さいほど望ましい。しかしながら、一般的には、小さな面取りは加工コストが高くなるため、加工コストと得られる効果を鑑みて、面取りの大きさは決定される。すなわち、加工コストが許容される範囲で、小さな面取りを設けることが望ましい。

【0096】

また、狭小隙間２０３は、アンカー１１０の変位方向と平行な方向に形成されている。そして、図２に示した狭小隙間２０３の長さＧ１０は、アンカーの最大アンダーシュート量よりも大きく形成されている。これにより、アンカー１１０がアンダーシュートしている間、アンカー１１０の上端面１１０ａは、係合部１２８の下端面１２８ｂよりも、軸線方向Ｄａの先端側に変位しない。すなわち、アンダーシュート中、常に狭小隙間２０３が形成される。このため、狭小隙間２０３による管摩擦損失を発生させて、流体の圧力低下を常に生じさせることができる。また、アンダーシュートしている間、第２低圧部２０２の圧力が低い状態を維持することがき、アンカー１１０を引き上げる流体力を常に働かせることができる、その結果、アンカー１１０の速度を低下させて、アンカー１１０やスペーサ１２５の摩耗を抑制できる。

【0097】

また、摺動軸部１２９が係合部１２８よりも軸線方向Ｄａの後端部側に形成され、スペーサ１２５と摺動する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば弁体１１３とスペーサ１２５は、円筒部１２８ｅ及び内壁面１６ａで摺動していても良い。さらに、本例では、スペーサ１２５が小径部１２を有する例について説明したが、小径部１２を有さないスペーサであっても良い。

【0098】

２．第２の実施の形態例
次に、図９を参照して第２の実施の形態例にかかる燃料噴射装置について説明する。
図９は、第２の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【0099】

第２の実施の形態例にかかる燃料噴射装置が、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と異なる点は、スペーサの形状である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0100】

図８に示すように、スペーサ１２５Ａは、下端面１４の角部において、面取りされていない、ほぼ直角断面である第１角部１２５ｃ及び第２角部１２５ｄを有している。上述したように、流路の入口損失及び出口損失の大きさは、流路の入口や出口形状に依存している。そして、Ｃ面取りやＲ面取りよりも、面取りやテーパ加工などのない、直角断面である場合の方が圧力損失が大きい。

【0101】

したがって、第２の実施の形態例においては、燃料が矢印Ａで示すように隙間２００を通過する際に、第１角部１２５ｃや第２角部１２５ｄにおいて大きな圧力損失が生じる。その結果、第１低圧部２０１や第２低圧部２０２の圧力が低下し、アンカー１１０に上向きの流体力が作用して、アンカー１１０のアンダーシュートが低減する。このため、噴射間隔や噴射ばらつきを低減することが可能となる。また、スペーサ１２５Ａやアンカー１１０の摩耗が抑制される。

【0102】

なお、第２の実施の形態例にかかるスペーサ１２５Ａのように面取りされていない、ほぼ直角断面である第１角部１２５ｃと、第２角部１２５ｄを設けた場合、第１の実施の形態例と比較して、圧力低下の効果を大きくすることができる。一方で、面取りされていない角部１２５ｃ、１２５ｄを有するため、スペーサ１２５Ａとアンカー１１０が相対的に傾いた状態で衝突した場合、スペーサ１２５Ａの角部やアンカー１１０の上端面１１０ａが、部分的に損傷するリスクも生じる。

【0103】

したがって、第１の実施の形態例にかかるスペーサ１２５のようにＣ面取りを用いるか、第２の実施の形態例にかかるスペーサ１２５Ａのように直角断面である角部を用いるかは、加工精度や、スペーサやアンカーの材質によって、適切に決定される。すなわち、加工精度が高く、かつ傾いた状態で衝突することが生じにくい場合や、損傷しにくい材質である場合は、圧力損失が大きい第２の実施の形態例にかかるスペーサ１２５Ａを用いることが好ましい。

【0104】

なお、係合部１２８の第２面取り部１２８ｄ、アンカー１１０の面取り部１１０ｇに関しても、第２の実施の形態例では面取りを施す例を説明しが、これらもスペーサ１２５Ａと同様に、面取りされていない、ほぼ直角断面であっても良い。

【0105】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなスペーサ１２５Ａを有する燃料噴射装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様の作用効果を得ることができる。

【0106】

３．第３の実施の形態例
次に、図１０を参照して第３の実施の形態例にかかる燃料噴射装置について説明する。
図１０は、第３の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【0107】

第３の実施の形態例にかかる燃料噴射装置が、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と異なる点は、スペーサの形状である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0108】

図１０に示すように、スペーサ１２５Ｂにおける下端面１４の外周側の角部には、突起部１２５ｅが形成さている。突起部１２５ｅは、下端面の角部から半径方向の外側に向けて突出している。なお、突起部１２５ｅは、スペーサ１２５Ｂの周方向に沿って連続して形成されていてもよく、あるいは、周方向の少なくとも一部に形成されていてもよい。

【0109】

燃料が矢印Ａに示すように隙間２００を通過する際に、突起部１２５ｅにより流れに剥離を発生させて、大きな圧力損失を生じさせることができる。これにより、第１低圧部２０１や第２低圧部２０２の圧力が低下し、アンカー１１０に上向きの流体力が作用してアンカー１１０のアンダーシュート量が低減する。その結果、噴射間隔や噴射ばらつきを低減することが可能となる。また、スペーサ１２５Ｂやアンカー１１０の摩耗が抑制される。

【0110】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなスペーサ１２５Ｂを有する燃料噴射装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様の作用効果を得ることができる。

【0111】

４．第４の実施の形態例
次に、図１１を参照して第４の実施の形態例にかかる燃料噴射装置について説明する。
図１１は、第４の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【0112】

第４の実施の形態例にかかる燃料噴射装置が、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と異なる点は、スペーサとアンカーの形状である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0113】

図１１に示すように、スペーサ１２５Ｃは、第１テーパ部１２５ｆと、第２テーパ部１２５ｇとを有している、第１テーパ部１２５ｆ及び第２テーパ部１２５ｇは、スペーサ１２５の下端面１４の両端部に形成されている。第１テーパ部１２５ｆは、スペーサ１２５Ｃの下端面１４における半径方向の外側の角部に形成されている。第２テーパ部１２５ｇは、スペーサ１２５Ｃの下端面における半径方向の内側の角部に形成されている。

【0114】

また、第１テーパ部１２５ｆと、アンカー１１０Ａの上端面１１０ａのなす角度Ｓは、４５度よりも大きく形成されている。ここで、一般的に、テーパ部を有する円管流路入口における圧力損失は、流路直径Ｄ、テーパ長さＬ、テーパ角度θ（０度＜θ＜９０度）などの関数となる。そして、あるテーパ角度θで最小となり、θ＝０度あるいはθ＝９０度で大きくなることが知られている。

【0115】

したがって、第４の実施の形態例にかかる燃料噴射装置においても、第１テーパ部１２５ｆとアンカー１１０Ａの上端面１１０ａのなす角Ｓに関しても、Ｓ＝０度あるいはＳ＝９０度に近い方が、入口損失は大きくなるため望ましい。その中でも、Ｓ＝９０度に近い方が、隙間２００の長さを長くできるため、圧力低下の観点からは望ましい。一方で、角度Ｓが９０度に近く、かつ、加工精度によってスペーサ１２５Ｃとアンカー１１０Ａが相対的に傾いた状態で衝突する場合には、テーパ部１２５ｆとアンカー１１０Ａの上端面１１０ａが衝突する可能性がある。そのため、角度Ｓの値は、加工コスト、圧力損失の効果などを鑑みて、適切に決定される。

【0116】

また、アンカー１１０Ａの上端面１１０ａと、凹部内周面１１０ｆの角部には、テーパ部１１０ｈが形成されている。さらに、係合部１２８の下端面１２８ｂと円筒部１２８ｅの角部にも、テーパ部１２８ｆが形成されている。このテーパ部１１０ｈ、１２８ｆは、狭小隙間２０３の出入口に相当する。

【0117】

テーパ部１１０ｈと円筒部１２８ｅがなす角度である角度Ｔは、４５度よりも大きく、９０度よりも小さく形成されている。同様に、テーパ部１２８ｆと、凹部内周面１１０ｆがなす角度である角度Ｕは、４５度よりも大きく、９０度よりも小さく形成されている。これらのテーパ部１１０ｈ、１２８ｆによって、狭小隙間２０３の入口、出口において圧力損失を発生させることができ、第２低圧部２０２の圧力を低下させることができる。

【0118】

なお、角度Ｓ、角度Ｔ、角度Ｕは、４５度よりも大きく、９０度に近い値としたが、この角度に限定するものではなく、上述したように、加工コスト、圧力損失の効果などを鑑みて、適切に決定される。

【0119】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなスペーサ１２５Ｃ、アンカー１１０Ａを有する燃料噴射装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様の作用効果を得ることができる。

【0120】

５．第５の実施の形態例
次に、図１２を参照して第５の実施の形態例にかかる燃料噴射装置について説明する。
図１２は、第５の実施の形態例にかかる燃料噴射装置におけるスペーサ周りを拡大して示す断面図である。

【0121】

第５の実施の形態例にかかる燃料噴射装置が、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と異なる点は、アンカーとスペーサの形状である。そのため、ここでは、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0122】

図１２に示すように、アンカー１１０Ｂは、凹部１１０ｂを有していない。そして、アンカー１１０Ｂの上端面１１０ａは、スペーサ１２５Ｄの外周側から係合部１２８の軸線方向Ｄａの先端部側、すなわちアンカー１１０Ｂの内周側である挿通孔１１０ｃまで延在している。

【0123】

スペーサ１２５Ｄは、第１の実施の形態例にかかるスペーサ１２５と同様に、下端面１４に第１面取り部１２５ａ及び第２面取り部１２５ｂを有している。そのため、矢印Ａで示すように燃料が隙間２００を通過する際に、第１面取り部１２５ａ及び第２面取り部１２５ｂにおいて大きな圧力損失が生じる。その結果、低圧部２０４の圧力が低下し、アンカー１１０に上向きの流体力が作用して、アンカー１１０のアンダーシュートが低減する。これにより、燃料の噴射間隔や噴射ばらつきを低減することが可能となる。また、スペーサ１２５Ｄの下端面１４やアンカー１１０Ｂの上端面１１０ａにおける摩耗も抑制できる。

【0124】

その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなスペーサ１２５Ｄ及びアンカー１１０Ｂを有する燃料噴射装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる燃料噴射装置１と同様の作用効果を得ることができる。

【0125】

６．従来との流体力の比較
次に、図１３を参照して、上述した第１、第２及び第３の実施の形態例にかかる燃料噴射装置と、従来の燃料噴射装置とのアンカーに作用する流体力の比較例について説明する。
図１３は、スペーサにおける下端部の角部の形状の違いによるアンカーに作用する流体力を示すグラフである。図１３における縦軸は、アンダーシュート時にアンカーにかかる上向きの流体力を示し、横軸は時間を示す。

【0126】

図１３における実線は従来のスペーサ２２５を示すもので、図８に示すように角部２２５ａがＲ面取りされた例の流体力を示している。また、点線は、第１の実施の形態例にかかるスペーサ１２５のように、Ｃ面取りが施された面取り部１２５ａを有する場合の流体力を示している。一点鎖線は、第２の実施の形態例にかかるスペーサ１２５Ｂのように、角部１２５ｃが直角断面形状の場合の流体力を示している。そして、二点鎖線は、第３の実施の形態例にかかるスペーサ１２５Ｃのように角部に突起部１２５ｅを設けた場合の流体力を示している。

【0127】

第１から第３の実施の形態例にかかるスペーサ１２５、１２５Ａ、１２５Ｂの下端面１４の角部は、いずれも流体の入口損失を増大させる形状となっている。そのため、図１３に示すうように、第１から第３の実施の形態例にかかるスペーサ１２５、１２５Ａ、１２５Ｂによる流体力は、いずれも従来例にかかるスペーサ２２５よりもアンダーシュート時にアンカーにかかる上向きの流体力を増加していることが分かる。その結果、第１から第３の実施の形態例にかかるスペーサ１２５、１２５Ａ、１２５Ｂによれば、アンカー１１０に作用する慣性力を弱めることができ、アンカー１１０のアンダーシュート量を低減させることができることが分かる。

【0128】

なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0129】

なお、本明細書においては、「Ｃ面取り」及び「テーパ」等の単語を使用したが、これらは厳密な「Ｃ面取り」及び「テーパ」のみを意味するものではない。特に、微小なＣ面取りやテーパにおいては、加工精度の関係上、厳密な形状となっていない場合がある。したがって、本明細書における「Ｃ面取り」及び「テーパ」等の表現は、「Ｃ面取り」及び「テーパ」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある状態であってもよい。

【0130】

なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。

【符号の説明】

【0131】

１…燃料噴射装置、 １１…大径部、 １２…小径部、 １３…段差面、 １４…下端面、 １５…上端面、 １６…収容部、 １０１…固定コア、 １０３…噴射孔形成部材、 １１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…アンカー、 １１０ａ…上端面、 １１０ｂ…凹部、 １１０ｃ…挿通孔、 １１０ｄ…偏心貫通孔、 １１０ｅ…凹部底面、 １１０ｆ…凹部内周面、 １１０ｇ…面取り部、 １１０ｈ…テーパ部、 １１１…燃料供給口、 １１２…噴射孔、 １１３…弁体、 １１８…第１スプリング、 １２４…第２スプリング、 １２５、１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄ…スペーサ、 １２５ａ…第１面取り部、 １２５ｂ…第２面取り部、 １２５ｃ…第１角部、 １２５ｄ…第２角部、 １２５ｅ…突起部、 １２５ｆ…第１テーパ部、 １２５ｇ…第２テーパ部、 １２６…第３スプリング、 １２８…係合部、 １２８ａ…上端面、 １２８ｂ…下端面、 １２８ｃ…第１面取り部、 １２８ｄ…第２面取り部、 １２８ｅ…円筒部、 １２８ｆ…テーパ部、 １２９…摺動軸部、 ２００…隙間、 ２０１…第１低圧部、 ２０２…第２低圧部、 ２０３…狭小隙間、 ＡＸ１…中心軸線、 Ｇ５…アンダーシュート量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】