特許 7323445 燃料噴射弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(54)【発明の名称】燃料噴射弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20230801BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

F02M51/06 A

F02M21/02 G

F02M21/02 S

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019236469

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021105359

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 守康

(72)【発明者】

【氏名】藤野 友基

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１９９９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４４０９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ５１／０６ ～ ５１／０８

Ｆ０２Ｍ ２１／００ ～ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料噴射弁（１００，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ）であって、
長手方向（Ｚ）を有し、燃料を噴射するための噴孔（３１，３１ｄ）が前記長手方向における一端に設けられた筒状のハウジング（２０，２０ｄ）と、
前記ハウジング内に固定された固定コア（６０）と、
前記固定コアよりも前記一端側に配置され、前記ハウジング内を前記長手方向に沿って移動可能な可動コア（５０）と、
前記可動コアの移動に伴って前記ハウジング内を前記長手方向に沿って移動することによって前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、
前記可動コアを移動させる磁界を発生させるコイル（７０）と、
を備え、
前記可動コアは、前記固定コアに対向する大径部（５６）と、前記大径部よりも前記一端側に設けられ、前記大径部の外径よりも小さな外径を有する小径部（５７）とを有し、
前記ハウジングは、前記小径部が移動可能に配置された第１部分（１２２）と、前記大径部が移動可能に配置され、前記第１部分の内径よりも大きな内径を有する第２部分（１２３）と、前記ハウジング内における前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた段差部（１２５）とを有し、
前記ハウジング内には、前記段差部に接触するフランジ部（９２，９２ｂ）を有し、前記長手方向に交差する径方向において前記第１部分との間に隙間が形成されるように筒状のインナ部材（９０，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ）が配置され、
前記第２部分の内側面と前記フランジ部と前記小径部と前記大径部とによって、前記燃料が封入されるダンパ室（２５）が前記ハウジング内に区画され、
前記大径部の外側面は前記第２部分の内側面に摺動し、前記小径部の外側面は前記インナ部材の内側面に摺動する、燃料噴射弁。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料噴射弁であって、
前記フランジ部は、前記径方向の内側の部分に設けられた内周部（９４）と、前記内周部よりも前記径方向の外側の部分に設けられた外周部（９５）とを有し、
前記段差部には前記内周部が接触し、
前記段差部と前記外周部との間には隙間が設けられている、燃料噴射弁。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁であって、
前記第１部分と前記インナ部材との間に配置され、前記第１部分と前記インナ部材との間をシールする弾性シール部材（９７）を備える、燃料噴射弁。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁であって、
前記インナ部材の前記一端側の端部にフランジ状に設けられた被付勢部（９９）と、
前記被付勢部を前記一端側に付勢する付勢部材（８３）と、
を備える、燃料噴射弁。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射弁であって、
前記燃料は、気体燃料である、燃料噴射弁。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射弁であって、
前記燃料は、水素燃料である、燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ハウジングと可動コアとに囲まれたダンパ室を有する燃料噴射弁が記載されている。この燃料噴射弁では、可動コアの移動に伴うダンパ室内の燃料の圧力変化を用いて可動コアを減速させることによって、開弁時の可動コアと固定コアとの衝突による衝撃や閉弁時のニードルと弁座との衝突による衝撃を低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１８９００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した燃料噴射弁では、可動コアは外径の異なる大径部と小径部とを有し、それぞれがハウジングの内径の異なる部分に摺動する。大径部が摺動する部分と小径部が摺動する部分とが１つの部材に設けられているので、それぞれの部分を寸法精度良く加工することは困難である。可動コアとハウジングとの実際の隙間が設計上の隙間よりも狭くなると、可動コアとハウジングとの間の摺動抵抗が大きくなり、最悪の場合には可動コアがロックされて移動できなくなる可能性がある。そこで、可動コアとハウジングとの設計上の隙間を大きくすると、ダンパ室による衝撃低減効果が十分に発揮されなくなる可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

本開示の一形態によれば、燃料噴射弁（１００，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ）が提供される。この燃料噴射弁は、長手方向（Ｚ）を有し、燃料を噴射するための噴孔（３１，３１ｄ）が前記長手方向における一端に設けられた筒状のハウジング（２０，２０ｄ）と、前記ハウジング内に固定された固定コア（６０）と、前記固定コアよりも前記一端側に配置され、前記ハウジング内を前記長手方向に沿って移動可能な可動コア（５０）と、前記可動コアの移動に伴って前記ハウジング内を前記長手方向に沿って移動することによって前記噴孔を開閉するニードル（４０）と、前記可動コアを移動させる磁界を発生させるコイル（７０）と、を備える。前記可動コアは、前記固定コアに対向する大径部（５６）と、前記大径部よりも前記一端側に設けられ、前記大径部の外径よりも小さな外径を有する小径部（５７）とを有し、前記ハウジングは、前記小径部が移動可能に配置された第１部分（１２２）と、前記大径部が移動可能に配置され、前記第１部分の内径よりも大きな内径を有する第２部分（１２３）と、前記ハウジング内における前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた段差部（１２５）とを有し、前記ハウジング内には、前記段差部に接触するフランジ部（９２，９２ｂ）を有し、前記長手方向に交差する径方向において前記第１部分との間に隙間が形成されるように筒状のインナ部材（９０，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ）が配置され、前記第２部分の内側面と前記フランジ部と前記小径部と前記大径部とによって、前記燃料が封入されるダンパ室（２５）が前記ハウジング内に区画され、前記大径部の外側面は前記第２部分の内側面に摺動し、前記小径部の外側面は前記インナ部材の内側面に摺動する。

【0007】

この形態の燃料噴射弁によれば、可動コアの大径部に摺動するハウジングと可動コアの小径部に摺動するインナ部材とが別部材で構成されるので、それぞれの部材を寸法精度良く加工することが容易になる。そのため、大径部とハウジングとの隙間、および、小径部とインナ部材との隙間を狙い通りの大きさで設けることが容易になるので、可動コアがロックされて移動できなくなることを抑制でき、かつ、ダンパ室による衝撃低減効果を十分に発揮させやすくできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す第１の説明図。

【図2】図１におけるＡ部の部分拡大図。

【図3】第１実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す第２の説明図。

【図4】第２実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図。

【図5】第３実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図。

【図6】第４実施形態の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図。

【図7】図６におけるＢ部の部分拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
図１に示すように、第１実施形態における燃料噴射弁１００は、ハウジング２０と、ニードル４０と、可動コア５０と、固定コア６０と、コイル７０と、第１付勢部材８１と、第２付勢部材８２とを備えている。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。燃料噴射弁１００は、燃料を噴射する。本実施形態では、燃料噴射弁１００は、気体燃料である水素ガスを噴射する。尚、燃料噴射弁１００は、水素ガスではなく、例えば、石炭ガスやアセチレンガスやプロパンガスや天然ガス等の気体燃料を噴射してもよい。燃料噴射弁１００は、気体燃料ではなく、例えば、ガソリンや軽油等の液体燃料を噴射してもよい。

【0010】

ハウジング２０は、Ｚ方向に沿った長手方向を有している。ハウジング２０は、＋Ｚ方向側に向かって、第１筒部材２１と、第２筒部材２２と、第３筒部材２３と、第４筒部材２４とが、この順に連接されて構成されている。各筒部材２１～２４は、それぞれ、Ｚ方向に沿った中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。第１筒部材２１の－Ｚ方向側の端部には、燃料を噴射するための噴孔３１が設けられている。第１筒部材２１の噴孔３１の周縁部には、ニードル４０の弁部４２が接触する弁座３２が設けられている。本実施形態では、第１筒部材２１と第２筒部材２２との間と、第２筒部材２２と第３筒部材２３との間と、第３筒部材２３と第４筒部材２４との間とは、それぞれ、溶接や圧入等によって互いに固定されている。第１筒部材２１は、金属材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されており、かつ、所定の硬度を有するように焼入れ処理が施されている。第２筒部材２２と第４筒部材２４とは、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。第３筒部材２３は、非磁性材料であるオーステナイト系ステンレス鋼によって形成されている。

【0011】

第１筒部材２１内には、インナ部材９０が収容されている。インナ部材９０は、Ｚ方向に沿った中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。本実施形態では、インナ部材９０は、半径方向において第１筒部材２１との間に隙間が形成されるように、第１筒部材２１内に収容されている。後述するように、インナ部材９０は、第２付勢部材８２によって、－Ｚ方向側に向かって第１筒部材２１に押し付けられて固定されている。インナ部材９０は、金属材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されており、かつ、所定の硬度を有するように焼入れ処理が施されている。尚、インナ部材９０の具体的な構成については後述する。

【0012】

第４筒部材２４には、燃料導入パイプ１２が接続されている。本実施形態では、第４筒部材２４と燃料導入パイプ１２との間は、溶接によって互いに固定されている。燃料導入パイプ１２は、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。燃料導入パイプ１２の＋Ｚ方向側の端部には、燃料を導入するための導入口１４が設けられている。燃料導入パイプ１２には、燃料噴射弁１００に燃料を供給するための供給パイプが接続される。燃料導入パイプ１２内には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、導入口１４から流入した燃料に混入した異物を捕集して、ハウジング２０内に異物が流入することを抑制する。

【0013】

ニードル４０は、ハウジング２０内に、中心軸ＣＬに沿って移動可能に配置されている。ニードル４０は、軸部４１と、弁部４２と、拡径部４３とを有している。軸部４１は、中心軸ＣＬを中心とした円柱形状を有している。弁部４２は、軸部４１の－Ｚ方向側の端部に設けられている。弁部４２が弁座３２に接触することによって噴孔３１が閉塞され、弁部４２が弁座３２から離れることによって噴孔３１が開放される。拡径部４３は、軸部４１の＋Ｚ方向側の端部に設けられている。拡径部４３の外径は、軸部４１の外径よりも大きい。拡径部４３は、可動コア５０の＋Ｚ方向側の端面に接触する。軸部４１と拡径部４３との内部には、中心軸ＣＬに沿って燃料が流れる燃料通路４４が設けられている。燃料通路４４は、拡径部４３の＋Ｚ方向側の端面に開口部を有している。軸部４１の側面には、燃料通路４４に連通する連通孔４５が設けられている。

【0014】

可動コア５０は、ハウジング２０内に、中心軸ＣＬに沿って移動可能に配置されている。可動コア５０は、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。可動コア５０の内側には軸部４１が貫通しており、可動コア５０の内壁面には軸部４１が摺動する。摺動とは、２つの物体同士が接触した状態で一方の物体が他方の物体の面を滑って移動することだけでなく、近接した２つの物体同士の間に流体が介在した状態で一方の物体が他方の物体の面を滑って移動することをも意味する。可動コア５０は、大径部５６と、小径部５７とを有している。大径部５６の外径は、小径部５７の外径よりも大きい。小径部５７は、大径部５６から－Ｚ方向側に向かって突き出すように設けられている。大径部５６の＋Ｚ方向側の端面には、拡径部４３が接触する。

【0015】

本実施形態では、可動コア５０は、磁性材料によって形成された第１可動コア部材５１と、第１可動コア部材５１の硬度よりも高い硬度を有する第２可動コア部材５２とによって構成されている。第１可動コア部材５１の硬度と第２可動コア部材５２の硬度とは、ビッカース硬さ試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）によって調べることができる。可動コア５０の本体部分は、第１可動コア部材５１によって構成されている。可動コア５０のうちの、ハウジング２０に摺動する部分と、固定コア６０に接触する部分と、ニードル４０が接触または摺動する部分と、インナ部材９０に接触または摺動する部分とは、第２可動コア部材５２によって構成されている。本実施形態では、第１可動コア部材５１は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。第２可動コア部材５２は、金属材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成され、かつ、所定の硬度を有するように焼入れ処理が施されている。第１可動コア部材５１と第２可動コア部材５２とは、圧入や溶接等によって互いに固定されている。

【0016】

固定コア６０は、ハウジング２０内の可動コア５０よりも＋Ｚ方向側に固定されている。本実施形態では、固定コア６０は、第４筒部材２４に溶接等によって固定されている。固定コア６０は、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。固定コア６０の内壁面には、ニードル４０の拡径部４３が摺動する。固定コア６０の－Ｚ方向側の端面には、中心軸ＣＬに沿って移動する可動コア５０が接触する。固定コア６０の内側における＋Ｚ方向側の部分には、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有するアジャスティングパイプ１１が圧入によって固定されている。

【0017】

本実施形態では、固定コア６０は、磁性材料によって形成された第１固定コア部材６１と、第１固定コア部材６１の硬度よりも高い硬度を有する第２固定コア部材６２とによって構成されている。第１固定コア部材６１の硬度と第２固定コア部材６２の硬度とは、ビッカース硬さ試験（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）によって調べることができる。第１可動コア部材５１に対向する固定コア６０の本体部分は、第１固定コア部材６１によって構成されている。固定コア６０のうちの拡径部４３が摺動する部分は、第２固定コア部材６２によって構成されている。固定コア６０のうちの可動コア５０が－Ｚ方向側から接触する部分は、第２固定コア部材６２によって構成されている。本実施形態では、第２固定コア部材６２の－Ｚ方向側の端面が第１固定コア部材６１の－Ｚ方向側の端面よりも－Ｚ方向側に数十マイクロメートル突き出すように固定コアが構成されている。固定コア６０に可動コア５０が接触する際には、第２固定コア部材６２に第２可動コア部材５２が接触し、第１固定コア部材６１と第１可動コア部材５１との間には隙間が設けられる。本実施形態では、第１固定コア部材６１は、磁性材料であるフェライト系ステンレス鋼によって形成されている。第２固定コア部材６２は、金属材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されており、所定の硬度を有するように焼入れ処理が施されている。第１固定コア部材６１と第２固定コア部材６２とは、圧入によって互いに固定されている。尚、第１固定コア部材６１の－Ｚ方向側の端面と第２固定コア部材６２の－Ｚ方向側の端面とが面一になるように固定コア６０が構成されて、第２可動コア部材５２の＋Ｚ方向側の端面が第１可動コア部材５１の＋Ｚ方向側の端面よりも＋Ｚ方向側に数十マイクロメートル突き出すように可動コア５０が構成されてもよい。

【0018】

第１付勢部材８１は、固定コア６０の内側におけるアジャスティングパイプ１１と拡径部４３との間に配置されている。第１付勢部材８１は、－Ｚ方向側に向かってニードル４０を付勢する。本実施形態では、第１付勢部材８１は、Ｚ方向に沿って伸縮するコイルばねによって構成されている。第１付勢部材８１の＋Ｚ方向側の端部は、アジャスティングパイプ１１に接触しており、第１付勢部材８１の－Ｚ方向側の端部は、拡径部４３に接触している。アジャスティングパイプ１１のＺ方向における位置を調節することによって、第１付勢部材８１がニードル４０を付勢する力を調節できる。本実施形態では、第１付勢部材８１がニードル４０を付勢する力の方が、後述する第２付勢部材８２が可動コア５０を付勢する力よりも大きくなるように、アジャスティングパイプ１１の位置が調節されている。

【0019】

第２付勢部材８２は、インナ部材９０と小径部５７との間に配置されている。第２付勢部材８２は、＋Ｚ方向側に向かって可動コア５０を付勢する。本実施形態では、第２付勢部材８２は、Ｚ方向に沿って伸縮するコイルばねによって構成されている。第２付勢部材８２の－Ｚ方向側の端部は、後述するインナ部材９０の底面部９３に接触しており、第２付勢部材８２の＋Ｚ方向側の端部は、小径部５７に接触している。

【0020】

ハウジング２０の外壁面には、コイル７０が巻回されたボビン７１が配置されている。本実施形態では、第３筒部材２３の外壁面と第４筒部材２４の外壁面とに跨ってボビン７１が配置されている。第４筒部材２４の外壁面のうちのボビン７１が配置されていない部分と、燃料導入パイプ１２の外壁面の一部とは、樹脂材料によって被覆されている。第４筒部材２４の側方には、第４筒部材２４の外壁面から突き出すように、コネクタ１５が設けられている。コネクタ１５には、コイル７０に電気的に接続された端子１６が設けられている。本実施形態では、インサート成形によって、樹脂製のコネクタ１５に金属製の端子１６が設けられている。端子１６には、スイッチング素子等を介して、バッテリ等の電源が電気的に接続される。

【0021】

コイル７０は、電源から電流の供給を受けることによって磁界を発生させる。コイル７０の発生させる磁界によって、第２筒部材２２と、第１固定コア部材６１と、第１可動コア部材５１と、第４筒部材２４とを通る磁気回路が形成される。そのため、可動コア５０と固定コア６０との間に磁気吸引力が発生する。コイル７０の外周には、コイル７０を覆うようにして筒状のホルダ１７が設けられている。第４筒部材２４とホルダ１７との間には、環状のカバー１８が設けられている。ホルダ１７とカバー１８とは、それぞれ、磁性材料によって形成されており、上述した磁気回路の一部を構成する。

【0022】

図２に示すように、ハウジング２０は、－Ｚ方向側から順に、軸部４１を収容する第１内側面１２１と、インナ部材９０を収容する第２内側面１２２と、大径部５６が摺動する第３内側面１２３とを有している。第１内側面１２１と第２内側面１２２と第３内側面１２３とは、それぞれ、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。第２内側面１２２の内径は、第１内側面１２１の内径よりも大きい。第３内側面１２３の内径は、第２内側面１２２の内径よりも大きい。第１内側面１２１と第２内側面１２２との間は、第１段差面１２４によって接続されている。第２内側面１２２と第３内側面１２３との間は、第２段差面１２５によって接続されている。第１段差面１２４と第２段差面１２５とは、それぞれ、中心軸ＣＬを中心とした円環形状を有している。尚、ハウジング２０において、第２内側面１２２が設けられた部分のことを第１部分と呼ぶことがあり、第３内側面１２３が設けられた部分のことを第２部分と呼ぶことがあり、第２段差面１２５が設けられた部分のことを段差部と呼ぶことがある。

【0023】

インナ部材９０は、筒状部９１と、フランジ部９２と、底面部９３とを有している。筒状部９１は、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。筒状部９１の内壁面には、小径部５７が摺動する第４内側面１９１が設けられている。フランジ部９２は、第２段差面１２５に沿って設けられており、筒状部９１の＋Ｚ方向側の端部から筒状部９１の半径方向の外側に向かって突き出している。底面部９３は、第１段差面１２４に沿って設けられおり、筒状部９１の－Ｚ方向側の端部から筒状部９１の半径方向の内側に向かって突き出している。フランジ部９２と底面部９３とは、それぞれ、中心軸ＣＬを中心とした円環形状を有している。フランジ部９２の外径は、第３内側面１２３の内径よりも小さい。筒状部９１の外径は、第２内側面１２２の内径よりも小さい。底面部９３の内径は、軸部４１の外径よりも大きい。そのため、半径方向において、フランジ部９２と第３内側面１２３との間には所定の幅の隙間が設けられており、筒状部９１と第２内側面１２２との間には所定の幅の隙間が設けられており、底面部９３と軸部４１との間には所定の幅の隙間が設けられている。また、Ｚ方向において、底面部９３と第１段差面１２４との間には、所定の幅の隙間が設けられている。上述したとおり、底面部９３と小径部５７との間には第２付勢部材８２が設けられており、インナ部材９０は、第２付勢部材８２によって－Ｚ方向側に向かって付勢されている。そのため、フランジ部９２は、－Ｚ方向側に向かって第２段差面１２５に押し付けられており、フランジ部９２と第２段差面１２５との間のシール性が確保されている。

【0024】

ハウジング２０内には、第３内側面１２３と第２段差面１２５とフランジ部９２と小径部５７と大径部５６とによって囲まれたダンパ室２５が設けられている。ダンパ室２５内には燃料が封入される。燃料が封入されるとは、燃料が完全に封じ込められることを意味するのではなく、燃料の自由な出入りが制限される程度に燃料が封じ込められることを意味する。ダンパ室２５内は、第３内側面１２３と大径部５６との間の隙間と、第４内側面１９１と小径部５７との間の隙間とを介してダンパ室２５外に連通している。本実施形態では、第３内側面１２３と大径部５６との間の隙間と、第４内側面１９１と小径部５７との間の隙間とが、それぞれ、数マイクロメートルから十数マイクロメートルになるようにハウジング２０と可動コア５０とインナ部材９０とが設けられているため、燃料の自由な出入りが制限される。

【0025】

燃料噴射弁１００を図１に表された閉弁状態から図３に表された開弁状態に切替えるための開弁動作について説明する。図１に表されたように、閉弁状態では、弁部４２が弁座３２に接触しているため、噴孔３１は閉塞されている。閉弁状態では、コイル７０には電流が供給されていない。ニードル４０は、第１付勢部材８１によって－Ｚ方向側に向かって付勢されており、可動コア５０は、第２付勢部材８２によって＋Ｚ方向側に向かって付勢されている。そのため、ニードル４０の拡径部４３と可動コア５０の大径部５６とが接触した状態で、ニードル４０と可動コア５０とは静止している。可動コア５０と固定コア６０との間には、開弁動作において可動コア５０が移動可能なように隙間が設けられている。導入口１４から流入した燃料は、燃料導入パイプ１２、固定コア６０の内側、燃料通路４４、連通孔４５の順に流れて、噴孔３１に導かれる。導入口１４から流入した燃料の一部は、第３内側面１２３と大径部５６との間の隙間や、第４内側面１９１と小径部５７との間の隙間を介してダンパ室２５内に流入する。そのため、ダンパ室２５内には燃料が充満している。

【0026】

コイル７０への電流の供給が開始されることによって、固定コア６０の第１固定コア部材６１と可動コア５０の第１可動コア部材５１との間に磁気吸引力が発生して、可動コア５０は、固定コア６０に向かって＋Ｚ方向側に移動する。拡径部４３が大径部５６に押されることによって、ニードル４０は、可動コア５０とともに移動する。ニードル４０の移動によって、弁部４２が弁座３２から離れて、噴孔３１からの燃料の噴射が開始される。

【0027】

可動コア５０の＋Ｚ方向側への移動に応じてダンパ室２５の容積が拡大されることによって、ダンパ室２５内の燃料の圧力は低下する。そのため、可動コア５０には、可動コア５０とニードル４０とを減速させる力が働く。可動コア５０の第２可動コア部材５２が固定コア６０の第２固定コア部材６２に衝突することによって、可動コア５０の移動は停止される。換言すれば、固定コア６０によって、＋Ｚ方向側への可動コア５０の移動は規制される。ダンパ室２５によって可動コア５０が減速されるため、可動コア５０の第２可動コア部材５２が固定コア６０の第２固定コア部材６２に衝突する際の衝撃力は低減される。

【0028】

可動コア５０が固定コア６０に衝突した後、ニードル４０は、可動コア５０から独立して、慣性によって＋Ｚ方向側への移動を継続する。ニードル４０の移動に応じて第１付勢部材８１が拡径部４３に押されて縮むことによって、第１付勢部材８１には弾性エネルギが蓄えられる。その後、ニードル４０は、第１付勢部材８１に蓄えられた弾性エネルギによって、可動コア５０に向かって－Ｚ方向側に押し戻される。拡径部４３が大径部５６に衝突することによって、ニードル４０の移動は停止される。上述したとおり、ニードル４０と可動コア５０とがダンパ室２５によって減速されるため、第２可動コア部材５２が第２固定コア部材６２に衝突する際の衝撃力は低減される。さらに、ニードル４０が可動コア５０とともに移動する際にニードル４０がダンパ室２５によって減速されたため、第１付勢部材８１に蓄えられる弾性エネルギは低減される。そのため、拡径部４３が大径部５６に衝突する際の衝撃力は低減される。可動コア５０の移動が停止された後、ダンパ室２５内には、第３内側面１２３と大径部５６との間等の隙間を介して燃料が流入する。以上で説明した一連の動作によって、燃料噴射弁１００は、図３に表された開弁状態になる。開弁状態では、噴孔３１から所定量の燃料が噴射される。コイル７０への電流の供給が継続されている間、燃料噴射弁１００は、開弁状態に保たれる。

【0029】

燃料噴射弁１００を図３に表された開弁状態から図１に表された閉弁状態に切替えるための閉弁動作について説明する。コイル７０への電流の供給が停止されることによって、第１固定コア部材６１と第１可動コア部材５１との間の磁気吸引力が消失する。そのため、ニードル４０は、第１付勢部材８１に押されて－Ｚ方向側に向かって移動する。可動コア５０の大径部５６がニードル４０の拡径部４３に押されることによって、可動コア５０は、ニードル４０とともに－Ｚ方向側に向かって移動する。

【0030】

可動コア５０の－Ｚ方向側への移動に応じてダンパ室２５の容積が縮小されることによって、ダンパ室２５内の燃料の圧力は上昇する。そのため、可動コア５０には、可動コア５０とニードル４０とを減速させる力が働く。ダンパ室２５内の燃料の圧力が上昇すると、ダンパ室２５内の燃料は、第３内側面１２３と大径部５６との間等の間隔を介して、徐々にダンパ室２５外に流出する。弁部４２が弁座３２に衝突することによって、ニードル４０の移動は停止される。換言すれば、弁座３２によって、－Ｚ方向側へのニードル４０の移動が規制される。ダンパ室２５によってニードル４０が減速されるため、弁部４２が弁座３２に衝突する際の衝撃力は低減される。弁部４２が弁座３２に接触することによって噴孔３１が閉塞されるため、噴孔３１からの燃料の噴射が停止される。

【0031】

ニードル４０が弁座３２に衝突した後、可動コア５０は、ニードル４０から独立して、慣性によって－Ｚ方向側への移動を継続する。可動コア５０の移動によってダンパ室２５の容積がさらに縮小されるため、可動コア５０には、可動コア５０を減速させる力が働く。可動コア５０の移動に応じて第２付勢部材８２が可動コア５０に押されて縮むことによって、第２付勢部材８２には弾性エネルギが蓄えられる。その後、可動コア５０は、第２付勢部材８２に蓄えられた弾性エネルギによって、＋Ｚ方向側に向かって押し戻される。大径部５６が拡径部４３に接触することによって、可動コア５０の移動は停止される。ダンパ室２５によって可動コア５０が減速されるため、第２付勢部材８２に蓄えられる弾性エネルギは低減される。そのため、大径部５６が拡径部４３に接触する際の衝撃が低減される。以上で説明した一連の動作によって、燃料噴射弁１００は、図１に表された閉弁状態になる。閉弁状態では、噴孔３１からの燃料の噴射は停止される。

【0032】

以上で説明した本実施形態の燃料噴射弁１００によれば、第３内側面１２３と大径部５６との間の隙間や第４内側面１９１と小径部５７との間の隙間等を介して燃料が出入りするダンパ室２５によって、開閉弁時の衝撃が低減される。大径部５６が摺動する第３内側面１２３はハウジング２０に設けられており、小径部５７が摺動する第４内側面１９１はハウジング２０とは異なる部材であるインナ部材９０に設けられている。そのため、第３内側面１２３と第４内側面１９１とを同じ部材に設ける場合に比べて、第３内側面１２３と第４内側面１９１とを寸法精度良く加工することが容易化される。したがって、大径部５６と第３内側面１２３との隙間、および、小径部５７と第４内側面１９１との隙間を狙い通りの大きさで設けることが容易になるので、可動コア５０がロックされて移動できなくなることを抑制でき、かつ、ダンパ室２５による衝撃低減効果を十分に発揮させやすくできる。

【0033】

特に、本実施形態のように、燃料噴射弁１００が気体燃料である水素ガスを噴射する形態である場合には、液体燃料に比べて粘度が低いので、開閉弁時の衝撃が大きくなりやすい。そのため、ダンパ室２５による衝撃低減効果によって、摩耗や故障等を効果的に抑制できる。また、本実施形態では、第３内側面１２３と大径部５６との間の隙間、および、第４内側面１９１と小径部５７との間の隙間をより精密に加工することが可能になる。そのため、ダンパ室２５による衝撃低減効果を高めることができる。さらに、フランジ部９２の板厚を調節することによってダンパ室２５の容積を調節できるので、ダンパ室２５による衝撃低減効果を容易に調節できる。そのため、燃料噴射弁１００の個体ごとの衝撃低減効果のばらつきを抑制できる。

【0034】

Ｂ．第２実施形態：
図４に示すように、第２実施形態の燃料噴射弁１００ｂでは、インナ部材９０ｂのフランジ部９２ｂの形状が第１実施形態と異なる。その他の構成や開閉弁動作は、特に説明しない限り、第１実施形態と同じである。

【0035】

フランジ部９２ｂは、半径方向における筒状部９１の外周に設けられた内周部９４と、半径方向における内周部９４の外周に設けられた外周部９５とを有している。内周部９４は第２段差面１２５に接触しており、外周部９５と第２段差面１２５との間には隙間が設けられている。本実施形態では、＋Ｚ方向側のフランジ部９２ｂの面は平坦に設けられ、かつ、－Ｚ方向側のフランジ部９２ｂの面に段差が設けられることによって、内周部９４と外周部９５とが設けられている。外周部９５の板厚ｔ２は、内周部９４の板厚ｔ１よりも小さい。

【0036】

外周部９５と第２段差面１２５との間の隙間には、ダンパ室２５から燃料が流入する。内周部９４は、第２段差面１２５に接触しているため、内周部９４と第２段差面１２５との間にはダンパ室２５からの燃料の流入が制限される。外周部９５と第２段差面１２５との間の隙間に流入した燃料の圧力は、ダンパ室２５内の燃料の圧力と同じになる。そのため、＋Ｚ方向側の外周部９５の面がダンパ室２５内の燃料から受けるＺ方向に沿った力と、－Ｚ方向側の外周部９５の面が外周部９５と第２段差面１２５との間の隙間に流入した燃料から受けるＺ方向に沿った力とが釣り合う。ダンパ室２５内の燃料の圧力が上昇した場合、内周部９４は、－Ｚ方向に向かう力を受ける。底面部９３は、第２付勢部材８２から－Ｚ方向に向かう力を受ける。そのため、内周部９４は、第２段差面１２５に押し付けられる。一方、ダンパ室２５内の燃料の圧力が低下した場合、内周部９４は、＋Ｚ方向に向かう力を受ける。底面部９３は、第２付勢部材８２から－Ｚ方向に向かう力を受ける。ダンパ室２５内の燃料の圧力変化によって内周部９４が受ける＋Ｚ方向に向かう力よりも第２付勢部材８２によって底面部９３が受ける－Ｚ方向に向かう力の方が大きくなるように、所定の面積で外周部９５が設けられている。そのため、ダンパ室２５内の燃料の圧力が低下した場合であっても、内周部９４は、第２段差面１２５に押し付けられる。

【0037】

この形態の燃料噴射弁１００ｂによれば、第２段差面１２５に接触する内周部９４と、第２段差面１２５から離れた外周部９５とがフランジ部９２ｂに設けられることによって、ダンパ室２５内の燃料の圧力が低下する際の、ハウジング２０に対するインナ部材９０ｂの＋Ｚ方向への位置ずれが抑制される。そのため、内周部９４と第２段差面１２５との間のシール性が低下することを抑制できるので、ダンパ室２５による衝撃低減効果が低下することを抑制できる。

【0038】

Ｃ．第３実施形態：
図５に示すように、第３実施形態の燃料噴射弁１００ｃでは、インナ部材９０ｃの筒状部９１とハウジング２０の第２内側面１２２との間に、弾性シール部材９７が設けられていることが第１実施形態と異なる。その他の構成や開閉弁動作は、特に説明しない限り、第１実施形態と同じである。

【0039】

弾性シール部材９７は、ゴム製のＯリングによって構成されている。弾性シール部材９７は、筒状部９１の外壁面に設けられた溝部９６に嵌め込まれている。弾性シール部材９７は、筒状部９１と第２内側面１２２とによって半径方向に沿って押し潰されるように配置されている。そのため、弾性シール部材９７によって、筒状部９１と第２内側面１２２との間のシール性が高められている。筒状部９１と第２内側面１２２との間に燃料が流入した場合には、弾性シール部材９７が燃料からの圧力によってＺ方向に沿って押し潰されて半径方向に膨らむので、筒状部９１と第２内側面１２２との間のシール性がより高まる。尚、筒状部９１ではなく第２内側面１２２に溝部が設けられて、弾性シール部材９７は、第２内側面１２２に設けられた溝部に嵌め込まれてもよい。

【0040】

この形態の燃料噴射弁１００ｃによれば、弾性シール部材９７によってダンパ室２５のシール性が向上するだけでなく、弾性シール部材９７からの摩擦力によって、ダンパ室２５内の燃料の圧力が低下する際の、ハウジング２０に対するインナ部材９０ｃの＋Ｚ方向への位置ずれが抑制される。そのため、フランジ部９２と第２段差面１２５との間のシール性が低下することを抑制できるので、ダンパ室２５による衝撃低減効果が低下することを抑制できる。

【0041】

Ｄ．第４実施形態：
図６に示すように、第４実施形態の燃料噴射弁１００ｄでは、ハウジング２０ｄとインナ部材９０ｄとの間に第３付勢部材８３が配置されていることが第１実施形態と異なる。その他の構成や開閉弁動作は、特に説明しない限り、第１実施形態と同じである。

【0042】

本実施形態では、ハウジング２０ｄは、－Ｚ方向側の端部に噴射ノズル３０を有している。噴射ノズル３０は、第１筒部材２１ｄに圧入や溶接等によって固定されている。噴孔３１ｄと、弁座３２ｄとは、第１筒部材２１ｄではなく、噴射ノズル３０に設けられている。本実施形態では、噴射ノズル３０は、金属材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼によって形成されており、かつ、所定の硬度を有するように焼入れ処理が施されている。

【0043】

図７に示すように、ハウジング２０ｄは、第１内側面１２１よりも－Ｚ方向側に第５内側面１２６を有している。第５内側面１２６は、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。第５内側面１２６の内径は、第１内側面１２１の内径よりも大きい。第５内側面１２６と第１内側面１２１との間は、第３段差面１２７によって接続されている。第３段差面１２７は、中心軸ＣＬを中心とした円環形状を有している。

【0044】

インナ部材９０ｄは、底面部９３の内周端部から－Ｚ方向側に向かって突き出した延長部９８を有している。延長部９８は、底面部９３から第５内側面１２６内まで延びている。延長部９８の－Ｚ方向側の端部には、延長部９８の半径方向の外側に向かって突き出した被付勢部９９が設けられている。本実施形態では、被付勢部９９は、圧入等によって延長部９８に固定されている。延長部９８と被付勢部９９とは、それぞれ、中心軸ＣＬを中心とした円筒形状を有している。延長部９８の内側と被付勢部９９の内側とには、軸部４１が貫通している。

【0045】

第３段差面１２７と被付勢部９９との間には、第３付勢部材８３が配置されている。第３付勢部材８３は、－Ｚ方向側に向かって被付勢部９９を付勢する。本実施形態では、第３付勢部材８３は、Ｚ方向に沿って伸縮するコイルばねによって構成されている。第３付勢部材８３は、例えば、ゴム等によって構成されてもよい。第３付勢部材８３の－Ｚ方向側の端部は、被付勢部９９に接触しており、第３付勢部材８３の＋Ｚ方向側の端部は、第３段差面１２７に接触している。

【0046】

この形態の燃料噴射弁１００ｄによれば、第３付勢部材８３によってインナ部材９０ｄに固定された被付勢部９９が－Ｚ方向側に付勢されて、フランジ部９２が第２段差面１２５に押し付けられるので、ダンパ室２５内の燃料の圧力が低下する際の、ハウジング２０ｄに対するインナ部材９０ｄの＋Ｚ方向への位置ずれが抑制される。そのため、フランジ部９２と第２段差面１２５との間のシール性が低下することを抑制できるので、ダンパ室２５による衝撃低減効果が低下することを抑制できる。

【0047】

Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ－１）上述した第１実施形態から第３実施形態までの燃料噴射弁１００～１００ｃでは、ハウジング２０の第１筒部材２１に噴孔３１と弁座３２とが設けられている。これに対して、燃料噴射弁１００～１００ｃでは、第４実施形態の燃料噴射弁１００ｄのように、第１筒部材２１に噴射ノズル３０が固定されて、噴孔３１と弁座３２とは、第１筒部材２１ではなく噴射ノズル３０に設けられてもよい。

【0048】

（Ｅ－２）上述した第２実施形態の燃料噴射弁１００ｂでは、インナ部材９０ｂのフランジ部９２ｂには、－Ｚ方向側の面に段差が設けられることによって、第２段差面１２５に接触する内周部９４と、第２段差面１２５との間に隙間を有する外周部９５とが設けられている。これに対して、燃料噴射弁１００ｂでは、フランジ部９２ｂに段差が設けられずに第２段差面１２５に段差が設けられることによって、第２段差面１２５に接触する内周部９４と、第２段差面１２５との間に隙間を有する外周部９５とがフランジ部９２ｂに設けられてもよい。

【0049】

（Ｅ－３）上述した第３実施形態の燃料噴射弁１００ｃにおいて、インナ部材９０ｃのフランジ部９２は、第２実施形態の燃料噴射弁１００ｂのように、第２段差面１２５に接触する内周部９４と、第２段差面１２５との間に隙間を有する外周部９５とを有してもよい。この場合、ハウジング２０に対するインナ部材９０ｃの＋Ｚ方向側への位置ずれをより効果的に抑制できる。

【0050】

（Ｅ－４）上述した第４実施形態の燃料噴射弁１００ｄにおいて、インナ部材９０ｄのフランジ部９２は、第２実施形態の燃料噴射弁１００ｂのように、第２段差面１２５に接触する内周部９４と、第２段差面１２５との間に隙間を有する外周部９５とを有してもよい。この場合、ハウジング２０ｄに対するインナ部材９０ｄの＋Ｚ方向側への位置ずれをより効果的に抑制できる。さらに、第３実施形態の燃料噴射弁１００ｃのように、筒状部９１とハウジング２０ｄの第２内側面１２２との間に、弾性シール部材９７が設けられてもよい。この場合、ハウジング２０ｄに対するインナ部材９０ｄの＋Ｚ方向側への位置ずれをさらに効果的に抑制できる。

【0051】

（Ｅ－５）上述した各実施形態の燃料噴射弁１００～１００ｄでは、可動コア５０は、第１可動コア部材５１と第２可動コア部材５２とによって構成されている。これに対して、可動コア５０は、第１可動コア部材５１のみによって構成されてもよい。

【0052】

（Ｅ－６）上述した各実施形態の燃料噴射弁１００～１００ｄでは、固定コア６０，６０ｂは、第１固定コア部材６１と第２固定コア部材６２とによって構成されている。これに対して、固定コア６０，６０ｂは、第１固定コア部材６１のみによって構成されてもよい。

【0053】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0054】

１１…アジャスティングパイプ、１２…燃料導入パイプ、１３…フィルタ、１４…導入口、１５…コネクタ、１６…端子、１７…ホルダ、１８…カバー、２０…ハウジング、２１…第１筒部材、２２…第２筒部材、２３…第３筒部材、２４…第４筒部材、２５…ダンパ室、３０…噴射ノズル、３１…噴孔、３２…弁座、４０…ニードル、４１…軸部、４２…弁部、４３…拡径部、４４…燃料通路、４５…連通孔、５０…可動コア、５１…第１可動コア部材、５２…第２可動コア部材、５６…大径部、５７…小径部、６０…固定コア、６１…第１固定コア部材、６２…第２固定コア部材、７０…コイル、７１…ボビン、８１…第１付勢部材、８２…第２付勢部材、８３…第３付勢部材、９０…インナ部材、９１…筒状部、９２…フランジ部、９３…底面部、９４…内周部、９５…外周部、９６…溝部、９７…弾性シール部材、９８…延長部、９９…被付勢部、１００…燃料噴射弁、１２１…第１内側面、１２２…第２内側面、１２３…第３内側面、１２４…第１段差面、１２５…第２段差面、１２６…第５内側面、１２７…第３段差面、１９１…第４内側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】