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WO2018159326A1 - 燃料噴射弁および燃料噴射システム - Google Patents

燃料噴射弁および燃料噴射システム Download PDF

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Publication number
WO2018159326A1
WO2018159326A1 PCT/JP2018/005448 JP2018005448W WO2018159326A1 WO 2018159326 A1 WO2018159326 A1 WO 2018159326A1 JP 2018005448 W JP2018005448 W JP 2018005448W WO 2018159326 A1 WO2018159326 A1 WO 2018159326A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movable
fuel injection
core
movable core
suction surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/005448
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓太 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017214957A external-priority patent/JP6662364B2/ja
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to CN201880013962.7A priority Critical patent/CN110337539B/zh
Priority to DE112018001122.4T priority patent/DE112018001122B4/de
Publication of WO2018159326A1 publication Critical patent/WO2018159326A1/ja
Priority to US16/539,292 priority patent/US10634103B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle

Definitions

  • the present disclosure relates to a fuel injection valve and a fuel injection system that inject fuel from an injection hole.
  • a conventional fuel injection valve that injects fuel from an injection hole includes a fixed core and a movable core that form a passage for magnetic flux generated by energization of a coil.
  • the movable core is formed with an attraction surface facing the fixed core. Due to an air gap formed between the attraction surface and the fixed core, a magnetic force acts on the movable core and the movable core moves. Thereby, the valve body attached to the movable core operates so as to open and close the injection hole, and fuel injection and stop are controlled.
  • Patent Document 1 the magnetic force acting on the movable core is increased by forming two attracting surfaces on the movable core.
  • the two attraction surfaces are provided at different positions in the moving direction of the movable core, and the magnetic flux entering from one attraction surface in the magnetic flux path exits from the other attraction surface.
  • the movable core becomes larger than the case where the suction surface is made one.
  • the mass of the movable structure having the valve body that opens and closes and the movable core increases.
  • An object of the present disclosure is to provide a fuel injection valve and a fuel injection system that achieve both a magnetic force increase and bounce suppression.
  • a fuel injection valve includes a coil that generates a magnetic flux when energized, a fixed core that forms a magnetic flux path to generate a magnetic force, a first suction surface that is attracted to the fixed core by the magnetic force, and A movable structure that has a second suction surface and moves by suction to open and close a nozzle hole for injecting fuel, and the first suction surface and the second suction surface are in the moving direction of the movable structure.
  • the movable structure includes a movable core having a first suction surface and a second suction surface, and a long shaft member that is longer in the moving direction than the movable core. The longitudinal elastic modulus of the shaft member is larger than that of the movable core.
  • the larger the natural frequency of the movable structure the shorter the time required for damping the vibration, which is effective for bounce suppression.
  • the natural frequency decreases as the vibration direction length increases and increases as the longitudinal elastic modulus increases. Therefore, increasing the longitudinal elastic modulus for the portion of the movable structure having a long vibration direction length is effective for suppressing the bounce by shortening the vibration attenuation time.
  • the longitudinal elastic modulus of the long shaft member is larger than the longitudinal elastic modulus of the movable core, it is bounced compared to the case where the entire movable structure is made the same as the longitudinal elastic modulus of the movable core. Can be suppressed.
  • the movable core that forms the first attractive surface and the second attractive surface can be made of a ferromagnetic material that allows easy passage of magnetic flux without being restricted by increasing the longitudinal elastic modulus. It is possible to achieve both bounce suppression.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view around the movable core of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view around the cover of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the path of magnetic flux
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the cover and the fuel pressure.
  • FIG. 6 is a plan view showing the distribution of magnetic flux for the coil according to the specimen
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the distribution of magnetic field strength for the coil shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a model used for numerical analysis of vibration of the movable structure
  • FIG. 9 is a diagram showing a vibration waveform according to the model of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a fuel injection valve in another embodiment.
  • a fuel injection valve 1 shown in FIG. 1 is mounted on a gasoline engine which is an ignition type internal combustion engine, and directly injects fuel into each combustion chamber 2 of a multi-cylinder engine. Specifically, a mounting hole 4 for inserting the fuel injection valve 1 is formed at a position corresponding to the axis C of the cylinder in the cylinder head 3 forming the combustion chamber 2.
  • the fuel supplied to the fuel injection valve 1 is pumped by a fuel pump (not shown), and the fuel pump is driven by the rotational driving force of the engine.
  • the fuel injection valve 1 includes a case 10, a nozzle body 20, a valve body 30, a movable core 41, fixed cores 50 and 51, a nonmagnetic member 60, a coil 70, a pipe connection portion 80, and the like.
  • the case 10 is made of metal and has a cylindrical shape extending in the axial direction, which is the direction in which the annular center line C of the coil 70 extends.
  • the annular center line C of the coil 70 coincides with the center axes of the case 10, the nozzle body 20, the valve body 30, the movable core 41, the fixed cores 50 and 51, and the nonmagnetic member 60.
  • the nozzle body 20 is made of metal, and has a body main body portion 21 that is inserted and arranged in the case 10 and engages the case 10, and a nozzle portion 22 that extends from the body main body portion 21 to the outside of the case 10.
  • the body main body portion 21 and the nozzle portion 22 both have a cylindrical shape extending in the axial direction, and a nozzle hole member 23 is attached to the tip of the nozzle portion 22.
  • the injection hole member 23 is made of metal, and is fixed to the nozzle portion 22 by welding.
  • the injection hole member 23 has a bottomed cylindrical shape extending in the axial direction, and an injection hole 23 a for injecting fuel is formed at the tip of the injection hole member 23.
  • a seating surface 23 s on which the valve body 30 is seated is formed on the inner peripheral surface of the injection hole member 23.
  • the valve element 30 is made of metal and has a cylindrical shape extending along the axial direction.
  • the valve body 30 is assembled in the nozzle body 20 so as to be movable in the axial direction, and an annular flow extending in the axial direction between the outer peripheral surface 30a of the valve body 30 and the inner peripheral surface 20a of the nozzle body 20.
  • a road is formed.
  • This flow passage is referred to as a downstream passage F30.
  • An annular seat surface 30s is formed at the end of the valve body 30 on the nozzle hole 23a side so as to be separated from and seated on the seating surface 23s.
  • a connecting member 31 is fixedly attached to the end of the valve body 30 on the side opposite to the injection hole 23a, which is opposite to the injection hole 23a, by welding or the like. Furthermore, an orifice member 32 and a movable core 41 are attached to the end of the connecting member 31 on the side opposite to the injection hole.
  • the connecting member 31 has a cylindrical shape extending in the axial direction, and the inside of the cylinder functions as a flow passage F23 through which fuel flows.
  • the orifice member 32 is fixed to the inner peripheral surface of the connecting member 31 by welding or the like, and the movable core 41 is fixed to the outer peripheral surface of the connecting member 31 by welding or the like.
  • a diameter-enlarged portion 31 a that expands in the radial direction is formed at the end of the connecting member 31 opposite to the injection hole. The end surface on the injection hole side of the enlarged diameter portion 31 a is engaged with the movable core 41, thereby preventing the connecting member 31 from coming out toward the injection hole with respect to the movable core 41.
  • the orifice member 32 has a cylindrical shape extending in the axial direction, and the inside of the cylinder functions as a flow passage F21 through which fuel flows.
  • an orifice 32a is formed as a constricting portion for narrowing the flow area by partially narrowing the passage area of the flow passage F21.
  • a portion of the flow passage F21 that is restricted by the orifice 32a is referred to as a restriction flow passage F22.
  • the throttle flow passage F22 is located on the central axis of the valve body 30.
  • the length of the throttle flow path F22 is shorter than the diameter of the throttle flow path F22.
  • a diameter-enlarged portion 32 b that expands in the radial direction is formed at the end of the orifice member 32 opposite to the injection hole. Since the end surface on the injection hole side of the enlarged diameter portion 32 b engages with the connecting member 31, the orifice member 32 is prevented from slipping out toward the injection hole with respect to the connecting member 31.
  • the movable structure M has a moving member 35 and a pressing elastic member SP2.
  • the moving member 35 is disposed in the flow path F ⁇ b> 23 inside the connecting member 31 so as to be relatively movable in the axial direction with respect to the orifice member 32.
  • the moving member 35 has a cylindrical shape made of metal extending in the axial direction, and is disposed on the downstream side of the orifice member 32.
  • a through-hole penetrating in the axial direction is formed in the central portion of the cylinder of the moving member 35. This through hole is a part of the flow passage F, communicates with the throttle flow passage F22, and functions as a sub-throttle flow passage 38 having a smaller passage area than the throttle flow passage F22.
  • the moving member 35 includes a seal portion 36 formed with a seal surface 36a that covers the throttle flow passage F22, and an engagement portion 37 that engages with the pressing elastic member SP2.
  • the engaging portion 37 has a smaller diameter than the seal portion 36, and a coil-shaped pressing elastic member SP ⁇ b> 2 is fitted into the engaging portion 37. Thereby, the movement of the pressing elastic member SP ⁇ b> 2 in the radial direction is restricted by the engaging portion 37.
  • One end of the pressing elastic member SP2 is supported by the lower end surface of the seal portion 36, and the other end of the pressing elastic member SP2 is supported by the connecting member 31.
  • the pressing elastic member SP ⁇ b> 2 is elastically deformed in the axial direction to apply an elastic force to the moving member 35, and the seal surface 36 a of the moving member 35 is pressed against the lower end surface of the orifice member 32 by the elastic force and closely contacts.
  • the movable core 41 is a metal annular member.
  • the movable core 41 has a movable inner portion 42 and a movable outer portion 43, both of which are annular.
  • the movable inner portion 42 forms the inner peripheral surface of the movable core 41, and the movable outer portion 43 is disposed on the radially outer side of the movable inner portion 42.
  • the movable core 41 has a movable upper surface 41 a facing the counter-injection hole side, and the movable upper surface 41 a forms the upper end surface of the movable core 41.
  • a step is formed on the movable upper surface 41a.
  • the movable outer portion 43 has a movable outer upper surface 43a facing the anti-injection hole side
  • the movable inner portion 42 has a movable inner upper surface 42a facing the anti-injection hole side. Since 43a is closer to the nozzle hole than the movable inner upper surface 42a, a step is formed on the movable upper surface 41a.
  • the movable inner upper surface 42a and the movable outer upper surface 43a are both orthogonal to the axial direction.
  • the movable core 41 has a movable lower surface 41b facing the nozzle hole side, and this movable lower surface 41b is flat in the movable core 41 in a state straddling the movable inner portion 42 and the movable outer portion 43 in the radial direction. A lower end surface is formed. On the movable lower surface 41 b, no step is formed at the boundary between the movable inner portion 42 and the movable outer portion 43. In the axial direction, the height dimension of the movable outer portion 43 is smaller than the height dimension of the movable inner portion 42, and the movable core 41 is such that the movable outer portion 43 protrudes from the movable inner portion 42 to the outer peripheral side. It has a shape.
  • the movable core 41 moves integrally with the connecting member 31, the valve body 30, the orifice member 32, and the sliding member 33 in the axial direction.
  • the movable core 41, the connecting member 31, the valve body 30, the orifice member 32, and the sliding member 33 correspond to the movable structure M that moves integrally in the axial direction.
  • the sliding member 33 is separate from the movable core 41, but is fixed to the movable core 41 by welding or the like. By making the sliding member 33 separate from the movable core 41, the sliding member 33 can be easily realized with a material and a material different from those of the movable core 41.
  • the movable core 41 is made of a material having a higher magnetic property than the sliding member 33, and the sliding member 33 is made of a material having higher wear resistance than the movable core 41.
  • the sliding member 33 has a cylindrical shape, and the cylindrical outer peripheral surface of the sliding member 33 functions as a sliding surface 33a that slides with respect to the member on the nozzle body 20 side.
  • the surface on the side opposite to the injection hole of the sliding member 33 is joined to the surface on the injection hole side of the movable core 41 by welding or the like, so that fuel does not pass between the sliding member 33 and the movable core 41.
  • a diameter-reduced portion 33 c that decreases in the radial direction is formed at the end of the sliding member 33 on the side opposite to the injection hole.
  • a support member 24 is fixed to the body main body portion 21, and a reduced diameter portion 24 a that is reduced in the radial direction is formed on the support member 24.
  • the sliding member 33 and the supporting member 24 are arranged side by side in the axial direction, and the distance between the sliding member 33 and the supporting member 24 increases or decreases as the movable structure M moves. This separation distance is minimized when the valve body 30 is in the closed state, but even in this case, the sliding member 33 is separated from the support member 24 toward the side opposite to the injection hole.
  • the movable structure M is provided with a guide portion that supports the movable body M in the radial direction while sliding the movable structure M so as to be movable in the axial direction with respect to the nozzle body 20.
  • the guide portions are provided at two locations in the axial direction, and the guide portion located on the injection hole 23a side in the axial direction is called the injection hole side guide portion 30b (see FIG. 1), and is located on the counter injection hole side.
  • the guide part to be referred to is referred to as an anti-injection hole side guide part 31b.
  • the injection hole side guide portion 30 b is formed on the outer peripheral surface of the valve body 30 and is slidably supported on the inner peripheral surface of the injection hole member 23.
  • the anti-injection hole side guide portion 31 b is formed on the outer peripheral surface of the connecting member 31 and is slidably supported on the inner peripheral surface of the support member 24.
  • the fixed cores 50 and 51 are fixedly arranged inside the case 10.
  • the fixed cores 50 and 51 are made of an annular metal extending around the axial direction.
  • the first fixed core 50 is provided on the inner peripheral side of the coil 70, and the outer peripheral surface of the first fixed core 50 and the inner peripheral surface of the coil 70 are opposed to each other.
  • the first fixed core 50 has a first lower surface 50a facing the nozzle hole side.
  • the first lower surface 50a forms a lower end surface of the first fixed core 50 and is orthogonal to the axial direction.
  • the first fixed core 50 is provided on the side opposite to the injection hole of the movable core 41, and the first lower surface 50 a faces the movable inner upper surface 42 a of the movable core 41.
  • the first fixed core 50 has a first inclined surface 50b and a first outer surface 50c.
  • the first inclined surface 50b extends obliquely from the outer peripheral side end of the first lower surface 50a toward the anti-injection hole side.
  • the first outer surface 50c is an outer peripheral surface of the first fixed core 50, and extends in the axial direction from the upper end portion of the first inclined surface 50b on the side opposite to the injection hole.
  • the first fixed core 50 has a shape in which a protruding corner portion between the first lower surface 50a and the first outer surface 50c is chamfered by the first inclined surface 50b.
  • the second fixed core 51 is provided on the nozzle hole side of the coil 70 and has an annular shape as a whole. It has the 2nd inner side part 52 and the 2nd outer side part 53, and all are circular.
  • the second outer portion 53 forms the outer peripheral surface of the second fixed core 51, and the second inner portion 52 is disposed on the inner peripheral side of the second outer portion 53.
  • the 2nd fixed core 51 has the 2nd lower surface 51a which faced the nozzle hole side, and the 2nd lower surface 51a forms the lower end surface of the 2nd fixed core 51, and is orthogonal to the axial direction.
  • a step is formed on the second lower surface 51a.
  • the second inner portion 52 has a second inner lower surface 52a facing the nozzle hole side
  • the second outer portion 53 has a second outer lower surface 53a facing the nozzle hole side
  • a step is formed on the second lower surface 51a.
  • the height dimension of the second inner portion 52 is smaller than the height dimension of the second outer portion 53
  • the second fixed core 51 is configured such that the second inner portion 52 is inward from the second outer portion 53. It has a shape that protrudes to the circumferential side.
  • the second inner portion 52 of the second fixed core 51 is disposed on the side opposite to the injection hole with respect to the movable outer portion 43 of the movable core 41, and the second inner portion 52 and the movable outer portion 43 are aligned in the axial direction. It is out. In this case, the second inner lower surface 52a and the movable outer upper surface 43a face each other in the axial direction.
  • the second outer portion 53 is provided on the side opposite to the injection hole of the body main body 21.
  • the body main body 21 has an annular outer extending portion 211 that extends from the radially outer end toward the anti-injection hole.
  • the outer extending portion 211 forms a step on the upper end surface of the body main body 21 by being separated from the radially inner end on the upper end surface of the body main body 21.
  • the body main body 21 has a main body inner upper surface 21a, a main body outer upper surface 21b, a main body outer inner surface 21c, and a main body inner inner surface 21d, and the main body inner upper surface 21a and the main body outer upper surface 21b face the anti-injection hole side,
  • the inner surface 21c and the main body inner inner surface 21d face the radially inner side.
  • the main body outer upper surface 21 b is the upper end surface of the outer extending portion 211
  • the main body outer inner surface 21 c is the inner peripheral surface of the outer extending portion 211.
  • the main body inner inner surface 21 d extends from the radially inner end of the main body inner upper surface 21 a toward the nozzle hole side, and is the inner peripheral surface of the body main body 21.
  • the main body inner upper surface 21 a is a portion of the upper end surface of the body main body 21 that is radially inward of the main body outer inner surface 21 c.
  • the main body inner upper surface 21a and the main body outer upper surface 21b are orthogonal to the axial direction, and the main body outer inner surface 21c extends in parallel to the axial direction.
  • the second outer lower surface 53a is overlapped with the main body outer upper surface 21b, and the second fixed core 51 and the body main body portion 21 are joined by welding such as laser welding in the overlapped portion. ing.
  • the second outer lower surface 53 a and the main body outer upper surface 21 b are included in a fixed boundary portion Q that is a boundary portion between the second fixed core 51 and the body main body portion 21.
  • the width dimension of the second outer lower surface 53a and the width dimension of the main body outer upper surface 21b are the same, and the second outer lower surface 53a and the main body outer upper surface 21b overlap each other.
  • the outer peripheral surface of the second outer portion 53 and the outer peripheral surface of the body main body portion 21 respectively overlap the inner peripheral surface of the case 10.
  • the second fixed core 51 has a second upper surface 51b and a second inclined surface 51c.
  • the second inclined surface 51c extends obliquely from the second inner inner surface 52b, which is the inner peripheral surface of the second inner portion 52, toward the counter-bore hole side, and the second upper surface 51b is the upper end of the second inclined surface 51c. It extends from the part in the radial direction.
  • the second upper surface 51 b and the second inclined surface 51 c form the upper end surface of the second fixed core 51.
  • the second inclined surface 51c is in a state straddling the second inner portion 52 and the second outer portion 53 in the radial direction.
  • the second fixed core 51 has a shape in which the protruding corner portion between the second upper surface 51b and the second inner inner surface 52b is chamfered by the second inclined surface 51c.
  • the nonmagnetic member 60 is an annular metal member that extends around the axial direction, and is provided between the first fixed core 50 and the second fixed core 51.
  • the nonmagnetic member 60 is weaker than the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41, and is made of, for example, a nonmagnetic material.
  • the body main body 21 is weaker than the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41, and is formed of, for example, a nonmagnetic material.
  • the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41 have magnetism, and are formed of, for example, a ferromagnetic material.
  • the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41 can be referred to as magnetic flux passage members that are likely to be magnetic flux passages, and the nonmagnetic member 60 and the body main body 21 can be referred to as magnetic flux restriction members that are less likely to be magnetic flux passages.
  • the nonmagnetic member 60 has a function of restricting the magnetic flux from passing through the fixed cores 50 and 51 without passing through the movable core 41, and the nonmagnetic member 60 is used as a short circuit restricting member. It can also be called.
  • the nonmagnetic member 60 constitutes a short circuit restricting portion.
  • the body main body part 21 and the nozzle part 22 are integrally molded with a metal material, both the body main body part 21 and the nozzle part 22 are weak in magnetism.
  • the nonmagnetic member 60 has an upper inclined surface 60a and a lower inclined surface 60b.
  • the upper inclined surface 60a is overlapped with the first inclined surface 50b of the first fixed core 50, and the upper inclined surface 60a and the first inclined surface 50b are joined by welding.
  • the lower inclined surface 60b is overlapped with the second inclined surface 51c of the second fixed core 51, and the lower inclined surface 60b and the second inclined surface 51c are joined by welding.
  • At least a part of each of the first inclined surface 50b and the second inclined surface 51c is aligned in the axial direction, and the nonmagnetic member 60 is in a state of entering between the inclined surfaces 50b and 51c at least in the axial direction. It has become.
  • a cylindrical and metal stopper 55 is fixed to the inner peripheral surface of the first fixed core 50.
  • the stopper 55 is a member that restricts the movable structure M from moving toward the counter-injection hole side by contacting the connecting member 31 of the movable structure M, and the lower end surface of the stopper 55 has a diameter-enlarged portion of the connecting member 31.
  • the movement of the movable structure M is regulated by contacting the upper end surface of 31a.
  • the stopper 55 protrudes further toward the injection hole than the first fixed core 50. For this reason, even when the movement of the movable structure M is restricted by the stopper 55, a predetermined gap is formed between the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41.
  • the gap is formed between the first lower surface 50a and the movable inner upper surface 42a, or between the second inner lower surface 52a and the movable outer upper surface 43a.
  • the separation distance between the first lower surface 50a and the movable inner upper surface 42a and the separation distance between the second inner lower surface 52a and the movable outer upper surface 43a are made larger than actual. It is shown.
  • a coil 70 is disposed on the radially outer side of the nonmagnetic member 60 and the fixed core 50.
  • the coil 70 is wound around a resin bobbin 71.
  • the bobbin 71 has a cylindrical shape centering on the axial direction. Therefore, the coil 70 is disposed in an annular shape extending around the axial direction.
  • the bobbin 71 is in contact with the first fixed core 50 and the nonmagnetic member 60.
  • An opening, an upper end surface, and a lower end surface on the outer peripheral side of the bobbin 71 are covered with a resin cover 72.
  • a yoke 75 is provided between the cover 72 and the case 10.
  • the yoke 75 is disposed on the side opposite to the injection hole of the second fixed core 51 and is in contact with the second upper surface 51 b of the second fixed core 51.
  • the yoke 75 has magnetism like the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41, and is made of, for example, a ferromagnetic material.
  • the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41 are disposed at positions where they come into contact with fuel, such as forming a flow path, and have oil resistance.
  • the yoke 75 is disposed at a position where it does not come into contact with fuel, such as not forming a flow passage, and does not have oil resistance. For this reason, the yoke 75 has higher magnetic properties than the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41.
  • region which accommodates the coil 70 among the cases 10 is called a coil area
  • a portion of the case 10 in which the magnetic circuit is formed is referred to as a magnetic circuit region portion.
  • the entire insertion direction (vertical direction in FIG. 1) of the magnetic circuit region is surrounded by the inner peripheral surface 4 a of the mounting hole 4 over the entire circumference.
  • the entire insertion direction (vertical direction in FIG. 1) of the coil region portion is surrounded by the inner peripheral surface 4 a of the mounting hole 4 over the entire circumference.
  • a gap is formed between the outer peripheral surface of the case 10 and the inner peripheral surface 4a of the mounting hole 4, and the outer peripheral surface of the magnetic circuit region and the inner peripheral surface 4a of the mounting hole 4 are opposed to each other with a gap. . That is, the magnetic circuit is surrounded by the cylinder head 3. Since the cylinder head 3 is an electric conductor, when a current flows through the coil 70 and a magnetic flux change occurs in the magnetic circuit, an eddy current is generated in the cylinder head 3 along with the magnetic flux change.
  • a cover 90 that covers the fixed boundary portion Q between the second fixed core 51 and the body main body 21 is provided on the inner peripheral side of the second fixed core 51 and the body main body 21.
  • the cover 90 is annular and covers the entire fixed boundary portion Q in the circumferential direction of the second fixed core 51.
  • the cover 90 projects radially inward from the second fixed core 51 and the body main body 21 in a state where the cover 90 straddles the fixed boundary portion Q in the axial direction.
  • the body main body portion 21 has a main body cutout portion N21
  • the second fixed core 51 has a second cutout portion N51
  • the cover 90 enters the cutout portions N21 and N51. ing.
  • a main body notch N21 is formed by a main body outer inner surface 21c and a main body inner upper surface 21a.
  • the main body notch N21 is opened to the injection hole side in the axial direction and opened radially inward.
  • the main body cutout portion N21 has a cutout inclined surface N21a that connects the main body outer inner surface 21c and the main body inner upper surface 21a, and has a shape in which a corner portion is chamfered by the cutout inclined surface N21a.
  • the second notch N51 is formed by the second inner lower surface 52a and the second outer inner surface 53b.
  • the second outer inner surface 53 b extends in the axial direction in a state facing the inner side in the radial direction, and forms an inner peripheral surface of the second outer portion 53.
  • the second notch N51 is formed by a step on the second lower surface 51a of the second fixed core 51, and is open to the side opposite to the injection hole in the axial direction and open radially inward.
  • the second cutout portion N51 has a cutout inclined surface N51a that connects the second inner lower surface 52a and the second outer inner surface 53b, and has a shape in which a corner portion is chamfered by the cutout inclined surface N51a. ing.
  • the cover body 90 is disposed between the second inner lower surface 52a and the main body inner upper surface 21a at the notches N21 and N51.
  • the main body outer inner surface 21c of the body main body 21 and the second outer inner surface 53b of the second fixed core 51 are located on the same plane in the axial direction.
  • a cover outer surface 90a that is an outer peripheral surface of the cover body 90 is overlapped with both the main body outer inner surface 21c and the second outer inner surface 53b in a state of covering the fixed boundary portion Q from the inner side.
  • the cover outer surface 90a does not overlap with the cutout inclined surfaces N21a and N51a.
  • the cover body 90 has a cover inner portion 92 and a cover outer portion 91.
  • the cover outer portion 91 forms a cover outer surface 90 a, and the cover inner portion 92 is disposed on the radially inner side of the cover outer portion 91.
  • the height dimension H1 of the cover inner portion 92 is smaller than the height dimension H2 of the cover outer portion 91 (see FIG. 4).
  • the cover 90 has a cover upper surface 90b facing the counter-bore hole side and a cover lower surface 90c facing the nozzle hole side.
  • the covering upper surface 90b and the covering lower surface 90c have the same area.
  • a step is formed on the upper surface 90b of the cover because the upper end surface of the cover inner side 92 on the side opposite to the injection hole is disposed closer to the nozzle hole side than the upper end surface of the cover outer side 91 on the side opposite to the injection hole.
  • the cover lower surface 90c forms a flat lower end surface on the nozzle hole side of the cover 90, and no step is formed at the boundary between the cover inner portion 92 and the cover outer portion 91 in the cover lower surface 90c.
  • a cover notch N90 is formed by a step on the cover upper surface 90b.
  • a protruding corner portion on the outer peripheral side on the nozzle hole side of the movable core 41 enters.
  • the end of the cover outer portion 91 on the side opposite to the injection hole is disposed between the movable outer portion 43 and the second outer portion 53 in the radial direction.
  • the cover inner portion 92 is disposed on the nozzle hole side of the second outer portion 53 in the axial direction.
  • the cover upper surface 90 b is separated from the movable lower surface 41 b of the movable core 41 and the second inner lower surface 52 a of the second fixed core 51 toward the injection hole, and the cover lower surface 90 c is the main body of the body main body 21. It is spaced apart from the inner upper surface 21a to the side opposite to the injection hole.
  • the cover outer portion 91 enters between the second outer portion 53 and the movable outer portion 43 in the radial direction
  • the cover inner portion 92 enters between the movable core 41 and the main body inner upper surface 21a in the axial direction. Yes.
  • the separation distance H1a between the covering upper surface 90b and the second inner lower surface 52a and the separation distance H1b between the covering lower surface 90c and the main body inner upper surface 21a are the same.
  • the separation distance H2a between the fixed boundary portion Q and the second inner lower surface 52a and the separation distance H2b between the fixed boundary portion Q and the main body inner upper surface 21a are the same.
  • the covering outer portion 91 and the fixed boundary portion Q are disposed at the center position between the second inner lower surface 52a and the main body inner upper surface 21a.
  • the separation distance between the covering inner portion 92 and the movable core 41 in the axial direction increases and decreases with the movement of the movable structure M, but when the valve body 30 is seated on the seating surface 23 s, The cover inner portion 92 and the movable core 41 are not in contact with each other.
  • the space between the cover upper surface 90b and the movable core 41 and the second fixed core 51 is referred to as an upper chamber S1
  • the space between the cover lower surface 90c and the body main body 21 is covered with the lower chamber S2.
  • the cover upper chamber S1 and the cover lower chamber S2 are formed by the cover 90 being in a state of entering the inside of the main body cutout portion N21 and the second cutout portion N51.
  • the cover upper chamber S1 is included in the flow passage F26s
  • the cover lower chamber S2 is included in the flow passage F31.
  • the covering body 90 is formed by a covering member 93 and a counter member 94.
  • the covering member 93 and the facing member 94 are both metal annular members, and the facing member 94 is provided on the inner peripheral side of the covering member 93.
  • the opposing member 94 is in a state of being fitted to the inner peripheral surface of the covering member 93, and the opposing member 94 and the covering member 93 are joined together by welding or the like at the boundary between them.
  • the cover member 93 includes a portion near the outer peripheral surface included in the cover outer portion 91 and a portion closer to the inner peripheral surface included in the cover inner portion 92.
  • the entire facing member 94 is included in the covering inner portion 92.
  • the facing member 94 constitutes a facing portion and is supported by a covering member 93.
  • the opposing member 94 has an opposing inner surface 94a and is disposed on the outer peripheral side of the sliding member 33 in the radial direction.
  • the opposed inner surface 94a faces the sliding surface 33a of the sliding member 33 in the radial direction, and the sliding surface 33a of the sliding member 33 slides with respect to the opposed inner surface 94a.
  • the above-mentioned member on the nozzle body 20 side that slides the sliding surface 33 a is the opposing member 94.
  • the opposed inner surface 94a is an inner peripheral surface of the opposed member 94, and the height dimension of the opposed inner surface 94a is smaller than the height dimension of the sliding surface 33a in the axial direction. Both the opposing inner surface 94a and the sliding surface 33a extend parallel to the axial direction.
  • the diameter of the sliding surface 33a is slightly smaller than the diameter of the opposing inner surface 94a. That is, the position of the sliding surface 33a in the direction orthogonal to the sliding direction of the sliding member 33 is located inside the outermost peripheral position of the opposed inner surface 94a, that is, on the annular center line C side.
  • the opposing member 94 also exhibits a function as a guide portion that guides the moving direction of the movable structure M when the sliding member 33 slides on the opposing member 94.
  • the opposing inner surface 94a can also be referred to as a guide surface or a guide surface. Further, the opposing member 94 constitutes a guide part.
  • the covering member 93 and the facing member 94 are weaker in magnetism than the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41, as in the case of the nonmagnetic member 60 and the body main body 21, and are made of, for example, a nonmagnetic material. For this reason, the covering member 93 and the opposing member 94 are unlikely to become a magnetic flux passage.
  • the opposing member 94 is preferably formed using a material having high hardness and strength so that the opposing inner surface 94a is not easily worn or deformed even when the sliding member 33 is slid.
  • the opposing member 94 is likely to be a magnetic flux path as compared with the covering member 93 and the like, but the magnetism of the opposing member 94 is still weaker than that of the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41. Compared to the fixed cores 50 and 51, etc., it is less likely to be a magnetic flux path.
  • the fixed boundary portion Q is included in a portion where the second fixed core 51 and the body main body portion 21 are welded, and this portion is referred to as a welded portion 96.
  • the welded portion 96 is disposed in a portion extending from the outer end portion of the fixed boundary portion Q to a predetermined depth in the radial direction.
  • the welded portion 96 includes the second fixed core 51 and the body main body portion 21.
  • a part of the cover 90 is also included.
  • a portion of the cover member 93 that forms the cover outer portion 91 is included in the welded portion 96.
  • the depth dimension of the welded portion 96 is larger than the width dimension of the fixed boundary portion Q by the amount including a part of the covering member 93.
  • the welded portion 96 is a portion of the second fixed core 51, the body main body portion 21, and the covering member 93 that is in a state of being cooled and solidified after being melted and mixed by being heated. In the welded portion 96, three members, the second fixed core 51, the body main body portion 21, and the covering member 93 are joined.
  • the welded portion 96 is illustrated by a halftone dot in FIG. 3, and the fixed boundary portion Q is illustrated by a virtual line in FIG.
  • the welding portion 96 is not shown, but actually, as shown in FIG. 3, the second fixed core 51, the body main body portion 21, and the covering member 93.
  • the cover 90 actually covers the welded portion 96, not the fixed boundary portion Q, from the radially inner side.
  • the cover 90 covers the welded portion 96 and covers It is described as synonymous with the body 90 covering the fixed boundary portion Q.
  • a pipe connection portion 80 which forms a fuel inflow port 80 a and is connected to an external pipe.
  • the pipe connection portion 80 is made of metal and is formed of a metal member integrated with the fixed core 50.
  • the fuel pressurized by the high-pressure pump is supplied to the fuel injection valve 1 from the inflow port 80a.
  • a fuel flow passage F11 extending in the axial direction is formed inside the pipe connection portion 80, and a press-fitting member 81 is press-fitted and fixed in the flow passage F11.
  • An elastic member SP1 is disposed on the injection hole side of the press-fitting member 81.
  • the elastic member SP1 is a coil spring and has a coil shape in which the wire extends spirally around the annular center line C.
  • the entire elastic member SP1 is located on the opposite side of the injection hole 23a from the movable inner upper surface 42a in the axial direction. That is, the contact surface between the elastic member SP1 and the orifice member 32 is located on the side opposite to the injection hole with respect to the movable inner upper surface 42a.
  • One end of the elastic member SP1 is supported by the press-fitting member 81, and the other end of the elastic member SP1 is supported by the enlarged diameter portion 32b of the orifice member 32. Therefore, the elastic deformation of the elastic member SP1 when the valve body 30 is opened to the full lift position, that is, when the connecting member 31 is in contact with the stopper 55, according to the press-fitting amount of the press-fitting member 81, that is, the fixed position in the axial direction.
  • the amount is specified. That is, the valve closing force as the set load by the elastic member SP1 is adjusted by the press-fitting amount of the press-fitting member 81.
  • a fastening member 83 is disposed on the outer peripheral surface of the pipe connection portion 80.
  • the fastening member 83 is fastened to the case 10 by fastening the screw portion formed on the outer peripheral surface of the fastening member 83 to the screw portion formed on the inner peripheral surface of the case 10. Due to the axial force generated by this fastening, the pipe connection portion 80, the fixed cores 50 and 51, the nonmagnetic member 60 and the body main body portion 21 are sandwiched between the bottom surface of the case 10 and the fastening member 83.
  • the pipe connection part 80, the fixed core 50, the nonmagnetic member 60, the nozzle body 20, and the injection hole member 23 correspond to a body B having a flow passage F through which the fuel supplied to the inflow port 80a flows to the injection hole 23a. It can be said that the movable structure M described above is accommodated in the body B in a slidable state.
  • a magnetic field is generated around the coil 70.
  • a magnetic field circuit through which magnetic flux passes through the fixed cores 50 and 51, the movable core 41, and the yoke 75 is formed by energization, and the movable core 41 is fixed by the magnetic force generated by the magnetic circuit. 50, 51.
  • the first fixed core 50 and the movable core 41 are attracted to each other because the first lower surface 50a and the movable inner upper surface 42a serve as magnetic flux paths.
  • the second fixed core 51 and the movable core 41 are attracted to each other because the second inner lower surface 52a and the movable outer upper surface 43a serve as a magnetic flux path.
  • the first lower surface 50a, the movable inner upper surface 42a, the second inner lower surface 52a, and the movable outer upper surface 43a can also be referred to as suction surfaces.
  • the movable inner upper surface 42a corresponds to a first suction surface
  • the movable outer upper surface 43a corresponds to a second suction surface.
  • the suction direction coincides with the axial direction described above.
  • the first suction surface and the second suction surface are provided at different positions in the moving direction of the movable structure M.
  • the nonmagnetic member 60 does not become a magnetic flux path, thereby preventing the first fixed core 50 and the second fixed core 51 from being magnetically short-circuited.
  • the attractive force between the movable core 41 and the first fixed core 50 is generated by the magnetic flux passing through the movable inner upper surface 42a and the first lower surface 50a, and the attractive force between the movable core 41 and the second fixed core 51 is the movable outer upper surface 43a and the first fixed core 50. It is generated by the magnetic flux passing through the second lower surface 51a.
  • the magnetic flux passing through the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41 includes not only the yoke 75 but also the magnetic flux passing through the case 10.
  • the magnetic flux of the body main body 21 and the cover body 90 is suppressed from passing through the body main body 21 and the cover body 90 due to the fact that the magnetism of the body main body 21 and the cover body 90 is weaker than that of the fixed cores 50 and 51 and the like.
  • the opposing member 94 has a certain degree of magnetism by giving priority to hardness and strength that can withstand sliding of the sliding member 33.
  • the covering member 93 prevents the magnetic flux passing through the second fixed core 51 from reaching the facing member 94.
  • the closing force by the elastic member SP1 the valve closing force by the fuel pressure, and the valve opening force by the magnetic force described above act on the movable structure M. Since the valve opening force is set to be larger than the valve closing force, the movable core 41 moves to the opposite injection hole side together with the valve body 30 when a magnetic force is generated with energization. As a result, the valve body 30 is opened, the seat surface 30s is separated from the seating surface 23s, and the high-pressure fuel is injected from the injection hole 23a.
  • the high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump to the fuel injection valve 1 flows in from the inflow port 80a and flows along the cylindrical inner peripheral surface of the pipe connection portion 80, and the flow passage F12 along the cylindrical inner peripheral surface of the press-fitting member 81. Then, it flows in order through the flow path F13 in which the elastic member SP1 is accommodated (see FIG. 1).
  • These flow passages F11, F12, and F13 are collectively referred to as an upstream passage F10, and the upstream passage F10 is outside and upstream of the movable structure M in the entire flow passage F existing inside the fuel injection valve 1. Located in.
  • a flow path formed by the movable structure M is referred to as a movable flow path F20, and a flow path positioned on the downstream side of the movable flow path F20 is referred to as a downstream path F30.
  • the movable flow passage F20 flows by dividing the fuel flowing out from the flow passage F13 into a main passage and a sub passage.
  • the main passage and the sub passage are arranged independently. Specifically, the main passage and the sub passage are arranged in parallel, and the fuel that has branched and flowed into each of them merges in the downstream passage F30.
  • the main passage is a passage through which fuel flows in the order of a flow passage F21 along the cylindrical inner peripheral surface of the orifice member 32, a throttle flow passage F22 by the orifice 32a, and a flow passage F23 along the cylindrical inner peripheral surface of the connecting member 31. And the fuel of the flow path F23 flows into the downstream path F30 which is the flow path F31 along the cylindrical outer peripheral surface of the connection member 31 through the through-hole penetrating the connection member 31 in the radial direction.
  • the downstream passage F ⁇ b> 30 has a covered lower chamber S ⁇ b> 2 on the nozzle hole side of the covered body 90, and the covered lower chamber S ⁇ b> 2 communicates with a separated portion between the support member 24 and the sliding member 33. .
  • the sub passages include a flow passage F24s along the cylindrical outer peripheral surface of the orifice member 32, a flow passage F25s which is a gap between the movable core 41 and the fixed core 50, a flow passage F26s extending on the outer peripheral side of the movable core 41, and a sliding surface 33a. This is a passage through which fuel flows in the order of the sliding flow passage F27s along.
  • the flow passage F26s has a cover upper chamber S1 on the side opposite to the injection hole of the cover 90.
  • the flow path F26s includes a gap between the movable core 41, the first fixed core 50, the nonmagnetic member 60, the second fixed core 51, and the cover 90.
  • the gap portion between the first lower surface 50a and the movable inner upper surface 42a and the gap portion between the second inner lower surface 52a and the movable outer upper surface 43a are also included in the gap as described above.
  • the sub passage is formed between the body main body portion 21 and the movable structure M, and the body main body portion 21 corresponds to a passage forming portion that forms the sub passage.
  • the sliding flow passage F27s can also be referred to as a separate flow passage, and the fuel in the sliding flow passage F27s flows into the downstream passage F30 that is the flow passage F31 along the cylindrical outer peripheral surface of the connecting member 31.
  • the passage area of the sliding flow passage F27s is smaller than the passage area of the flow passage F26s extending on the outer peripheral side of the movable core 41. That is, the degree of restriction in the sliding flow path F27s is set larger than the degree of restriction in the flow path F26s.
  • the upstream side of the sub passage is connected to the upstream side of the throttle flow passage F22.
  • the downstream side of the sub passage is connected to the downstream side of the throttle flow passage F22.
  • the sub passage connects the upstream side and the downstream side of the throttle flow passage F22 without passing through the throttle flow passage F22.
  • the fuel that has flowed into the movable flow path F20 from the flow path F13 that is the upstream path F10 branches into a flow path F21 that is the upstream end of the main path and a flow path F24s that is the upstream end of the sub-passage, and then the downstream path It merges in the flow path F31 which is F30.
  • each of the movable core 41, the connecting member 31, and the orifice member 32 is formed with a through hole 45 penetrating in the radial direction.
  • These through holes 45 function as a flow passage F28s that connects the flow passage F21 along the inner peripheral surface of the orifice member 32 and the flow passage F26s along the outer peripheral surface of the movable core 41.
  • the flow passage F28s is configured to reduce the flow rate of the fuel flowing through the sliding flow passage F27s, that is, the flow rate of the sub-passage when the connection member 31 contacts the stopper 55 and the communication between the flow passage F24s and the flow passage F25s is blocked.
  • a passage to be secured Since the flow passage F28s is positioned on the upstream side of the throttle flow passage F22, the flow passages F25s, F26s, and F28s become the upstream region, and a pressure difference with the downstream region is generated.
  • the fuel flowing out of the movable flow path F20 flows into the flow path F31 along the cylindrical outer peripheral surface of the connecting member 31, and then the flow path F32, which is a through hole penetrating the reduced diameter portion 24a of the support member 24 in the axial direction. It flows through the flow path F33 along the outer peripheral surface of the valve body 30 in order (see FIG. 2).
  • the valve body 30 opens, the high-pressure fuel in the flow passage F33 passes between the seat surface 30s and the seating surface 23s and is injected from the injection hole 23a.
  • the flow passage along the sliding surface 33a described above is called a sliding flow passage F27s, and the passage area of the sliding flow passage F27s is smaller than the passage area of the throttle flow passage F22. That is, the degree of restriction in the sliding flow path F27s is set to be larger than the degree of restriction in the restriction flow path F22.
  • the main passage has the smallest passage area of the throttle flow passage F22, and the sub passage has the smallest passage area in the sliding flow passage F27s.
  • the main passage is easier to flow between the main passage and the sub passage in the movable flow passage F20, and the restriction degree of the main passage is specified by the restriction degree of the orifice 32a, and the flow rate of the main passage is determined by the orifice 32a. It is adjusted by.
  • the degree of restriction of the movable flow path F20 is specified by the degree of restriction at the orifice 32a, and the flow rate of the movable flow path F20 is adjusted by the orifice 32a.
  • the passage area on the seat surface 30s in the flow passage F, and the passage area in the full lift state in which the valve body 30 has moved most in the valve opening direction is referred to as a seat passage area.
  • the passage area of the throttle flow passage F22 by the orifice 32a is set larger than the sheet passage area. That is, the degree of restriction by the orifice 32a is set smaller than the degree of restriction on the seat surface 30s during full lift.
  • the seat passage area is set larger than the passage area of the nozzle hole 23a. That is, the degree of restriction by the orifice 32a and the degree of restriction at the sheet surface 30s are set to be smaller than the degree of restriction at the nozzle hole 23a.
  • the seat passage area is set larger than the total passage area of all the nozzle holes 23a.
  • the moving member 35 will be described.
  • the moving member 35 resists the elastic force of the pressing elastic member SP2 and the moving member 35 becomes an orifice member. Get away from 32.
  • the downstream side fuel pressure of the moving member 35 becomes higher than the upstream side fuel pressure by a predetermined amount or more as the valve body 30 moves in the valve closing direction, the moving member 35 is seated on the orifice member 32.
  • a flow passage through which fuel flows is formed in the gap between the outer peripheral surface of the moving member 35 and the inner peripheral surface of the connecting member 31.
  • the fuel flowing out from the throttle flow passage F22 to the flow passage F23 is separated from the sub throttle flow passage 38. It branches and flows to the outer peripheral flow passage F23a.
  • the total passage area of the sub-throttle flow passage 38 and the outer peripheral flow passage F23a is larger than the passage area of the restriction flow passage F22. Therefore, in the state where the moving member 35 is separated, the flow rate of the movable flow passage F20 is specified by the degree of restriction in the restriction flow passage F22.
  • the fuel that has flowed out from the throttle flow passage F22 to the flow passage F23 flows through the sub-throttle flow passage 38 and does not flow into the outer peripheral flow passage F23a.
  • the passage area of the sub throttle passage 38 is smaller than the passage area of the throttle passage F22. Therefore, in the state where the moving member 35 is seated, the flow rate of the movable flow passage F20 is specified by the degree of restriction in the sub-throttle flow passage 38. Accordingly, the moving member 35 is seated on the orifice member 32 to cover the throttle flow passage F22 to increase the degree of throttle, and by moving away from the orifice member 32, the throttle flow passage F22 is opened to reduce the throttle degree. .
  • valve body 30 If the valve body 30 is moving in the valve opening direction, there is a high probability that the upstream side fuel pressure of the moving member 35 is higher than the downstream side fuel pressure by a predetermined amount or more and the moving member 35 is separated. However, if the valve body 30 is in the full lift state in which the valve body 30 has moved most in the valve opening direction and the valve body 30 has stopped moving, there is a high probability that the moving member 35 will be seated.
  • the downstream side fuel pressure of the moving member 35 is higher than the upstream side fuel pressure by a predetermined level or more, and the probability that the moving member 35 is seated is high.
  • the partial lift injection is performed as the injection that switches the valve body 30 from the valve opening operation to the valve closing operation without moving to the full lift position.
  • the downstream fuel pressure of the moving member 35 is higher than the upstream fuel pressure by a predetermined amount or more, and the probability that the moving member 35 is seated is high.
  • the moving member 35 is not always opened during the valve opening operation of the valve body 30, and the moving member is at least in the period immediately after the valve opening in the rising period in which the valve body 30 moves in the valve opening direction. 35 is seated. Further, the moving member 35 is not always seated during the valve closing operation of the valve body 30, and the moving member 35 is at least in the period immediately before the valve closing in the descending period in which the valve body 30 moves in the valve closing direction. Is seated. Therefore, in the period immediately after the valve opening and in the period immediately before the valve closing, the moving member 35 is seated and the entire amount of the fuel flows through the sub-throttle flow passage 38, so that the moving member 35 is separated from the period. The degree of restriction in the movable flow path F20 increases.
  • the throttle flow passage F22 and the sliding flow passage F27s are arranged in parallel, and the passage area of the sliding flow passage F27s is set smaller than the passage area of the throttle flow passage F22. Therefore, the flow passage F is divided into an upstream region and a downstream region with the orifice 32a and the sliding flow passage F27s as a boundary.
  • the upstream region is a region upstream of the fuel flow at the time of injection with respect to the orifice 32a.
  • the upstream side of the sliding surface 33a in the movable flow path F20 also belongs to the upstream region. Therefore, the flow passages F21, F24s, F25s, F26s, F28s and the upstream passage F10 in the movable flow passage F20 correspond to the upstream region.
  • the downstream region is a region on the downstream side of the fuel flow at the time of injection with respect to the orifice 32a. Note that the downstream side of the sliding surface 33a in the movable flow path F20 also belongs to the downstream region. Therefore, the flow passage F23 and the downstream passage F30 in the movable flow passage F20 correspond to the downstream region.
  • the flow rate of the fuel flowing through the movable flow passage F20 is throttled by the orifice 32a, so that the upstream fuel pressure PH, which is the fuel pressure in the upstream region, and the downstream region A pressure difference is generated between the fuel pressure and the downstream fuel pressure PL (see FIG. 4). Accordingly, when the valve body 30 is changing from the closed state to the open state, when the valve body 30 is changing from the open state to the closed state, and when the valve body 30 is held at the full lift position, the throttle flow is reduced. The fuel flows in the path F22 and the pressure difference is generated.
  • valve opening of the valve body 30 does not disappear simultaneously with switching from valve opening to valve closing, but when the predetermined time passes after valve closing, the upstream fuel pressure PH and the downstream fuel pressure PL are the same. become. On the other hand, when switching from valve closing to valve opening in a state where the pressure difference does not occur, the pressure difference immediately occurs at the switching timing.
  • the fuel in the upstream region is compressed by being pushed by the movable structure M, so that the upstream fuel pressure PH increases.
  • the fuel in the upstream region pushed by the movable structure M is pushed out to the downstream region while being throttled by the orifice 32a, so the downstream fuel pressure PL is lower than the upstream fuel pressure PH.
  • fuel flows through the throttle flow passage F22 toward the injection hole.
  • the fuel in the downstream region is compressed by being pushed by the movable structure M, so the downstream fuel pressure PL rises.
  • the upstream fuel pressure PH becomes lower than the downstream fuel pressure PL.
  • the fuel flows through the throttle flow passage F22 toward the counter injection hole.
  • the upper chamber downward fuel pressure PHa corresponding to the upstream fuel pressure PH and the upper fuel pressure PHa and the upper chamber S1 are included in the upstream region.
  • An upward fuel pressure PHb is generated.
  • the upper chamber downward fuel pressure PHa is a pressure that pushes the cover 90 downward toward the nozzle hole side, and is applied to both the cover outer portion 91 and the cover inner portion 92. For example, the cover upper surface 90b is pushed downward.
  • the upward fuel pressure PHb in the upper chamber is a pressure that pushes the second fixed core 51 upward toward the anti-injection hole side, and is applied to the second inner portion 52.
  • the second inner lower surface 52a is pushed upward.
  • the lower chamber downward fuel pressure PLa corresponding to the downstream fuel pressure PL and the lower chamber due to the fact that the cover lower chamber S2 is included in the downstream region.
  • An upward fuel pressure PLb is generated.
  • the lower chamber upward fuel pressure PLb is a pressure that pushes the cover 90 upward toward the anti-injection hole, and is applied to both the cover outer portion 91 and the cover inner portion 92 in the cover lower chamber S2.
  • the cover lower surface 90c is pushed upward.
  • the downward chamber downward fuel pressure PLa is a pressure that pushes the body main body 21 downward toward the nozzle hole side.
  • the main body inner upper surface 21a is pushed downward.
  • the upper chamber downward fuel pressure PHa and the lower chamber upward fuel pressure PLb pass through the cover body 90, respectively. Cancel each other.
  • the upper chamber upward fuel pressure PHb and the lower chamber downward fuel pressure PLa cancel each other through the second fixed core 51 and the body main body 21. Therefore, in the covering upper chamber S1 and the covering lower chamber S2, it is possible to suppress the pressure from acting in the direction in which the second fixed core 51 and the body main body portion 21 are vertically separated.
  • the pressure for canceling the fuel pressure PHa in the upper chamber downward is not applied to the cover body 90
  • the pressure for canceling the upward fuel pressure PHb is not applied to the body main body 21. Therefore, the upper chamber downward fuel pressure PHa pushes the body 90 together with the cover 90 toward the nozzle hole side, and the upper chamber upward fuel pressure PHb increases the second fixed core 51 toward the counter nozzle hole side. Will be pressed.
  • these fuel pressures PHa and PHb work in a manner to separate the second fixed core 51 and the body main body 21, and the joining state of the second fixed core 51 and the body main body 21 at the fixed boundary portion Q. It is not preferable to keep the proper value.
  • the fuel pressures PHa, PHb, PLa, and PLb generated in the cover upper chamber S1 and the cover lower chamber S2 cancel each other, and thus the second fixed core 51 at the fixed boundary portion Q. It is preferable to keep the bonding state between the body body 21 and the body proper.
  • the function of the covering upper chamber S1 will be described.
  • the fuel flows from the flow passage F31 such as the cover lower chamber S2 into the cover upper chamber S1 through the throttle flow passage F22.
  • the main passage such as the flow passage F21 from the covering upper chamber S1, the flow passage F13, etc. It is difficult for the fuel to flow into the upstream passage F10.
  • the cover upper chamber S1 exerts a braking force on the movable structure M by exerting a damper function when the movable structure M moves in the valve closing direction. For this reason, it is suppressed that the valve body 30 bounces to the seating surface 23s at the time of valve closing, and it is hard to be in the injection state contrary to the intention.
  • the method for manufacturing the fuel injection valve 1 will be described below. Here, the assembly procedure after manufacturing each component will be mainly described.
  • the support member 24 is attached to the body main body 21 of the nozzle body 20.
  • the support member 24 is inserted inside the body main body 21, and the body main body 21 and the support member 24 are fixed by welding or the like.
  • the cover 90 is attached to the body main body 21.
  • the cover 90 is manufactured in advance by inserting the facing member 94 inside the covering member 93 and fixing the covering member 93 and the facing member 94 by welding or the like.
  • the cover body 90 is inserted into the body main body 21.
  • the axial length dimension of the portion entering the body main body 21 and the axial length dimension of the portion protruding from the body main body portion 21 are made substantially the same. .
  • the length dimension of the part that has entered corresponds to the separation distance H2b
  • the length dimension of the protruding part corresponds to the separation distance H2a.
  • the movable structure M is mounted on the nozzle body 20.
  • the movable structure M is manufactured in advance by assembling the movable core 41, the connecting member 31, the valve body 30, the orifice member 32, the sliding member 33, the moving member 35, and the pressing elastic member SP2.
  • the movable structure M is mounted on the nozzle body 20 by inserting the sliding member 33 inside the cover body 90 while inserting the valve body 30 into the nozzle portion 22.
  • the fixed cores 50 and 51 and the nonmagnetic member 60 are attached to the nozzle body 20.
  • the fixed cores 50 and 51 are attached to the nonmagnetic member 60, and the core unit is manufactured in advance by fixing the nonmagnetic member 60 and the fixed cores 50 and 51 by welding or the like.
  • the second fixed core 51 is attached to the body main body 21 and the cover 90.
  • the second lower surface 51 a of the second fixed core 51 is overlapped with the main body outer upper surface 21 b of the body main body 21 while the end of the cover 90 is inserted inside the second fixed core 51.
  • the fixed boundary part Q exists between the second fixed core 51 and the body main body part 21.
  • the welding portion 96 is formed by performing a welding operation from the outer peripheral side using a welding tool for the entire circumference of the fixed boundary portion Q.
  • spatters such as slag and metal particles generated by welding may scatter in the internal space of the second fixed core 51 and the body main body 21 through the fixed boundary portion Q.
  • the cover 90 covers the fixed boundary portion Q from the inner peripheral side, even if spatter is generated during welding, the spatter hits the cover 90 and does not fly further to the inner peripheral side. Become. For this reason, the cover 90 prevents spatter from jumping out from the fixed boundary portion Q to the inner peripheral side.
  • This welding is performed so that the welded portion 96 reaches the cover 90 beyond the fixed boundary portion Q.
  • a test is performed to determine how much temperature and how long the heat is applied to reach the cover 90 beyond the fixed boundary Q. Keep it. And based on this test result, the temperature of the heat applied at the time of welding and the duration for which heat is applied are set. Thereby, it can suppress that the welding part 96 has not reached the cover 90.
  • the fuel injection valve 1 is completed by attaching the coil 70, the yoke 75, etc. to the first fixed core 50, etc., and housing them together in the case 10.
  • the movable core 41 is a part of the movable structure M having a movable inner upper surface 42a (first suction surface) and a movable outer upper surface 43a (second suction surface).
  • a portion of the movable structure M that is longer in the axial direction than the movable core 41 is referred to as a long shaft member.
  • the valve body 30 and the connecting member 31 correspond to a long shaft member.
  • the material of the movable core 41 is different from the material of the long shaft member.
  • the longitudinal elastic modulus of the long shaft member is larger than the longitudinal elastic modulus of the movable core 41.
  • the hardness of the long shaft member is higher than the hardness of the movable core 41.
  • the long axis member has a smaller specific gravity than the movable core 41.
  • the movable core 41 is stronger in magnetism than the long axis member, and easily passes magnetic flux.
  • the long shaft member has higher wear resistance than the movable core 41 and is less likely to be worn.
  • each of the movable core 41, the valve body 30, and the connecting member 31 is subjected to a tensile test in which a tensile load is applied to break, and the inclination in the elastic region of the stress-strain characteristic line obtained in the process of the break is longitudinal elasticity. Indicates the coefficient.
  • each of the movable core 41, the valve body 30, and the connecting member 31 may be cut into a predetermined sample shape, and a tensile load may be applied to the sample product.
  • the movable core 41 is formed in a stepped shape having a movable inner upper surface 42a (first suction surface) and a movable outer upper surface 43a (second suction surface) provided at different positions in the axial direction. Further, the direction of the magnetic flux is different between the first suction surface and the second suction surface. According to this, contrary to the present embodiment, the magnetic attractive force can be improved as compared with a movable core provided with two attractive surfaces having different magnetic flux directions at the same position in the axial direction. The reason will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 6 and 7 show a specimen in which a coil body 70x is wound around an iron core 70y.
  • the magnetic flux is distributed as shown by the dotted line in FIG. 6, and the magnetic field is distributed as shown by the dotted line in FIG.
  • the magnetic field strength is increased. This means that the magnetic field intensity generated by the coil 70 provided in the fuel injection valve 1 is highest in the central portion W of the coil 70 in the axial direction.
  • the first suction surface is disposed closer to the coil 70 side than the second suction surface in the axial direction, the first suction surface is a central portion W having a high magnetic field strength. It will be placed close to. Therefore, the magnetic attractive force can be improved as compared with the movable core in which the first attractive surface is provided at the same position in the axial direction as the second attractive surface.
  • the movable core 41 is formed in a stepped shape in this way, the movable core 41 is enlarged, and the mass of the movable structure M is increased.
  • the longitudinal elastic modulus of the valve body 30 (long shaft member) and the connecting member 31 (long shaft member) is made larger than that of the movable core 41 in this embodiment. According to this, contrary to this embodiment, bounce can be reduced compared with the case where the longitudinal elastic modulus is made the same with the movable core 41 and the long-axis member. The reason will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 8 shows a model used for numerical analysis of the behavior of vibration when the movable structure M bounces.
  • f is a natural frequency
  • is a dimensionless constant
  • L is a vibration direction length
  • E is a longitudinal elastic modulus.
  • FIG. 9 shows a vibration waveform according to the above model, where the vertical axis in FIG. 9 indicates the vibration intensity, and the horizontal axis indicates the elapsed time.
  • the time required for damping the vibration is shorter than that of the model having a small natural frequency shown in the lower part. Therefore, increasing the natural frequency of the movable structure M is effective in reducing bounce.
  • FIG. 9 shows a vibration waveform according to the above model, where the vertical axis in FIG. 9 indicates the vibration intensity, and the horizontal axis indicates the elapsed time.
  • the time required for damping the vibration is shorter than that of the model having a small natural frequency shown in the lower part. Therefore, increasing the natural frequency of the movable structure M is effective in reducing bounce
  • the natural frequency f decreases as the vibration direction length L increases, while the natural frequency f increases as the longitudinal elastic modulus E increases. For this reason, increasing the longitudinal elastic modulus E for the portion of the movable structure M that has a long axial length is effective in increasing the natural frequency f of the movable structure M.
  • the longitudinal elastic modulus E of the long shaft member that is longer in the axial direction than the movable core 41 is larger than that of the movable core 41. Therefore, since the natural frequency f of the movable structure M can be increased, the time required for damping the bounce vibration can be shortened. Therefore, it is possible to achieve both the improvement of the magnetic attractive force and the bounce reduction by making the movable core 41 stepped.
  • the movable core 41 that forms the first suction surface and the second suction surface can be made of a ferromagnetic material that allows easy passage of magnetic flux without being restricted by increasing the longitudinal elastic modulus E. Both improvement and suppression of bounce can be achieved.
  • the whole elastic member SP1 which is a coil spring is located on the opposite side of the nozzle hole 23a from the first suction surface in the axial direction.
  • the magnetic flux generated by energization is the first suction surface.
  • the air gap may be bypassed and flow into the elastic member SP1.
  • the coil spring has an asymmetric shape, the generated suction force can be varied in the circumferential direction of the first suction surface, so that the force for maintaining the movable core 41 at the full lift position is weakened.
  • the valve closing speed of the movable structure M is increased, and bounce is promoted.
  • the whole elastic member SP1 is located on the counter-injection hole side with respect to the first suction surface, the bypass can be suppressed and the improvement of the magnetic attractive force can be promoted.
  • the fixed boundary portion Q is covered by the cover 90 from the inner peripheral side. For this reason, at the time of manufacturing the fuel injection valve 1, it is possible to prevent spatter generated due to welding work from the outer peripheral side from being scattered in the internal space of the second fixed core 51 and the body main body 21 through the fixed boundary portion Q. In this case, it can be suppressed that fuel is not properly injected from the injection hole 23a due to the presence of spatter in the flow paths F26s and F31. Thereby, even if the 2nd fixed core 51 and the body main-body part 21 are joined by welding, a fuel can be injected appropriately.
  • the elastic member SP1 is in contact with the orifice member 32.
  • the elastic member SP1 since the elastic member SP1 is brought into contact with a portion other than the movable core 41 having the lowest hardness in the movable structure M, wear of the movable structure M due to the contact with the elastic member SP1 can be reduced. As a result, a decrease in the amount of elastic deformation of the elastic member SP1 due to the wear can be suppressed, and an increase in the valve opening speed due to a decrease in elastic force can be suppressed. Therefore, when the diameter-expanded portion 31a collides with the stopper 55 as the movable structure M opens, a phenomenon (bounce) in which the diameter-expanded portion 31a repeatedly collides with the stopper 55 can be suppressed.
  • the stepped core movable core 41 is applied to the direct injection type fuel injection valve 1 in which the circumference of the magnetic circuit is surrounded by the cylinder head 3.
  • eddy current generated in the cylinder head 3 can be reduced as compared with a movable core having a single suction surface in the axial direction. This is because a desired attractive force can be obtained with a smaller amount of magnetic flux. Therefore, the energy efficiency which produces a magnetic attraction force by the electrical energy supplied to the coil 70 can be improved.
  • the amount of magnetic flux can be reduced, the amount of increase in attractive force immediately before the movable core 41 abuts against the fixed core 50 can be suppressed. Thereby, since the collision speed can be reduced, the valve opening bounce can be suppressed.
  • the diameter-expanded portion 31a of the movable structure M that performs the valve opening operation contacts the stopper 55, and in this contacted state, a gap is formed between the movable core 41 and the fixed core. ing. Therefore, since the movable core 41 is prevented from colliding with the fixed core, damage due to the collision of the movable core 41 can be suppressed.
  • the nonmagnetic member 60 has the upper inclined surface 60a and the lower inclined surface 60b. Therefore, when the nonmagnetic member 60 is assembled to the first fixed core 50 and the second fixed core 51, it can be realized with high accuracy to be assembled coaxially. For this reason, when the movable structure M is opened and closed, the resistance of the fuel received by the movable structure M can be made uniform in the circumferential direction. Thereby, since it can avoid that the movable core 41 inclines and collides, bounce suppression can be accelerated
  • the connecting member 31 is fixed to the movable core 41 by welding. That is, the long shaft member and the movable core 41 bounce together.
  • the movable core 41 is assembled to the long shaft member in a state in which the movable core 41 can move relative to the connecting member 31 and the valve body 30 in the axial direction.
  • An elastic member SP3 is sandwiched between the surface on the injection hole side of the movable core 41 and the body main body 21. The elastic member SP3 gives an elastic force to the movable core 41 on the side opposite to the injection hole. Thereby, the movable core 41 is clamped between the enlarged diameter portion 31a and the elastic member SP3.
  • the movable core 41 moves to the injection hole side against the elastic force of the elastic member SP3. That is, the long shaft member including the valve body 30 can bounce with the movable core 41 relatively moved.
  • the movable inner portion 42 is formed with a communication hole 42h that allows the gap between the movable inner upper surface 42a and the first fixed core 50 to communicate with the injection hole side of the movable core 41.
  • the communication holes 42h have a shape that penetrates the movable core 41 in the axial direction, and a plurality of the communication holes 42h are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the movable core 41.
  • a through-hole 43h that penetrates the movable core 41 in the axial direction is formed on the connecting surface 41c of the movable core 41 where the movable inner upper surface 42a (first suction surface) and the movable outer upper surface 43a (second suction surface) are continuous. Is formed.
  • the through holes 43h have a shape that penetrates the movable core 41 in the axial direction, and a plurality of through holes 43h are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the movable core 41.
  • the through hole 43h and the communication hole 42h are arranged at the same position, but may be arranged at different positions.
  • the through hole 43 h is formed in the movable outer portion 43, but may be formed in the movable inner portion 42.
  • a concave portion 42i that is recessed toward the anti-injection hole side is formed on the surface of the movable inner side 42 on the injection hole side.
  • the surface of the movable core 41 on the injection hole side is formed with a recess 42 i having a shape in which the long axis member side is recessed toward the counter injection hole side rather than the side opposite to the long axis member side.
  • the concave portion is formed in a range including the axial center, and has a circular shape when viewed from the axial direction.
  • the end of the elastic member SP3 is located in the recess 42i, and the recess 42i restricts the elastic member SP3 from moving in the radial direction.
  • the magnetic flux entering from the movable inner upper surface 42a changes the direction by 180 degrees and exits from the movable outer upper surface 43a.
  • the magnetic flux makes a U-turn inside the movable core 41. become.
  • the recessed part 42i in the surface by the side of the injection hole of the movable core 41, it is accelerated
  • the portion of the movable core 41 that does not participate in the U-turning magnetic flux path is removed by the recess 42i, so that the efficiency of magnetic flux flow is improved.
  • the concave portion 42i is set to a size such that the portion along the concave portion 42i of the movable core 41 does not become a magnetic diaphragm. Yes.
  • the nonmagnetic member 60 is disposed at a position facing the connecting surface 41c. In other words, at least a part of the range in which the connecting surface 41c exists in the axial direction and at least a part of the range in which the inner peripheral surface of the nonmagnetic member 60 exists in the axial direction overlap.
  • the member 60 is arranged.
  • the outermost diameter dimension of the movable core 41 is larger than the inner diameter dimension of the coil 70.
  • the outer peripheral surface of the movable core 41 that is, the outer peripheral surface 43 i of the movable outer portion 43 is located on the radially outer side of the cylindrical inner peripheral surface 70 i of the coil 70.
  • a part of the movable outer upper surface 43 a is located on the radially outer side of the cylindrical inner peripheral surface 70 i of the coil 70.
  • the axial length L1 of the coil 70 is shorter than the axial length of the movable core 41.
  • the axial length of the movable core 41 is the distance from the upper surface of the movable inner portion 42 to the lower surface of the movable outer portion 43 in the axial direction. Furthermore, in the present embodiment, the axial length L1 of the coil 70 is shorter than the axial length of the movable inner portion 42.
  • Energization of the coil 70 is controlled by an electronic control unit (ECU 10e).
  • the fuel injection valve 1 and the ECU 10e provide a fuel injection system, and the ECU 10e provides a fuel injection control device.
  • the ECU 10e includes a booster circuit 11e, a waveform acquisition unit 12e, a pulsation detection unit 13e, and an estimation unit 14e.
  • the ECU 10e includes a processor that functions as an arithmetic processing device and a memory that serves as a storage device. The processor executes various arithmetic processes in accordance with programs stored in the memory.
  • the ECU 10e controls the energization time to the coil 70, thereby controlling the valve opening time of the valve body 30 and controlling the amount (fuel injection amount) injected by one valve opening.
  • a time region that is short enough to energize the valve body 30 before it reaches the full lift position is called a partial lift injection region. In this case, a very small amount of injection is possible.
  • a time region in which energization is turned off after reaching the full lift position is referred to as a full lift injection region.
  • ECU10e is provided with the partial control part (PL control part 15e) which controls injection in a partial lift injection area
  • the ECU 10e controls the energization time by switching which control unit performs the injection control according to the required fuel injection amount and the fuel pressure supplied to the fuel injection valve 1.
  • the ECU 10e includes a multi-stage control unit 17e that controls energization of the coil 70 so as to execute a plurality of injections during one combustion cycle.
  • the booster circuit 11e boosts the voltage of the battery mounted on the vehicle to generate a boost voltage.
  • the ECU 10e applies a boost voltage to the coil 70 during a period from the start of energization to the coil 70 until the current rises to a predetermined value, and then applies energization control so that a battery voltage is applied to the coil 70 during the period until the end of energization. To do.
  • the waveform acquisition unit 12e detects a current (coil current) or voltage (coil voltage) flowing through the coil 70, and acquires a detection waveform that represents a change in the detected value over time.
  • An induced current is generated in the coil 70 while the movable core 41 is moving in accordance with the opening / closing operation of the movable structure M. Then, since the induced current changes at the timing when the opening / closing operation ends and the movable core 41 stops moving, pulsation appears in the detected waveform.
  • the timing at which the valve closing operation ends and the injection ends or the timing at which the valve closing operation starts and the timing at which pulsation appears in the detected waveform are highly correlated.
  • the timing at which the valve opening operation is started and the injection is started or the timing at which the valve opening operation is completed and the full lift position is reached is highly correlated with the timing at which pulsation appears in the detected waveform.
  • the pulsation detection unit 13e detects the timing at which such pulsation appears in the detection waveform, and the estimation unit 14e estimates the timing of the injection start or injection end based on the detected appearance timing. For example, a correlation between the pulsation appearance timing and the injection start or injection end timing is stored in advance in the ECU 10e. And the estimation part 14e estimates the timing of an injection start or an injection end from the correspondence of the timing detected by the pulsation detection part 13e, and the said correlation. Furthermore, the estimation unit 14e estimates the amount of fuel injected in one valve opening operation based on at least one of the timing of starting injection and the timing of ending injection.
  • the portion of the movable core 41 that extends in the movement direction (axial direction) so as to include the first suction surface is the movable inner portion 42, and the surface on the injection hole side of the movable inner portion 42. Is formed with a concave portion 42i that is recessed toward the side opposite to the injection hole. Therefore, the magnetic flux easily makes a U-turn inside the movable core 41, and the efficiency of the magnetic flux flow can be improved. Therefore, the suction surface can be reduced by the amount of the improved efficiency to reduce the weight of the movable core 41, and the weight of the movable core 41 can be reduced by the amount deleted by the recess 42i. Suppression can be promoted.
  • the movable core 41 is assembled to the long shaft member in a state in which it can move relative to the long shaft member in the movement direction (axial direction). Therefore, when the movable structure M that performs the valve closing operation comes into contact with the seating surface 23s, the movable core 41 moves relative to the valve body 30 toward the injection hole, so that the mass of the vibration system can be reduced, and the valve body 30 bounces can be suppressed. In addition, when the movable structure M that opens the valve contacts the first fixed core 50, the valve body 30 moves relative to the movable core 41 toward the anti-injection hole, so that the mass of the vibration system can be reduced. The bounce of the movable core 41 can be suppressed.
  • the operation direction is constant between the movable core 41 and the long shaft member in the non-operating state. It is possible to secure the distance and arrange. Thereby, after movable core 41 carries out relative motion after valve closing, it can control that it restarts by colliding with a long axis member again.
  • the fuel injection system including the waveform acquisition unit 12e, the pulsation detection unit 13e, and the estimation unit 14e is applied to the fuel injection valve 1 including the movable core 41 having the stepped shape.
  • the waveform acquisition unit 12e acquires a detection waveform that represents a temporal change in the current or voltage flowing through the coil 70.
  • the pulsation detection unit 13e detects the timing at which pulsation appears in the detection waveform as the movable structure M opens and closes the nozzle hole 23a.
  • the estimation unit 14e estimates the timing of the start or end of fuel injection from the nozzle hole 23a based on the timing detected by the pulsation detection unit 13e.
  • the suction surface gaps of both the inflow and outflow of the magnetic flux change simultaneously with the movement of the movable core 41, so that the generated magnetic flux changes, and the pulsation appears greatly. Therefore, according to the present embodiment in which the opening / closing timing estimation device is applied to the stepped movable core 41, the estimation accuracy of the opening / closing timing can be improved.
  • the fluidity of the fuel located between the connecting surface 41c where the first suction surface and the second suction surface are continuous and the fixed core is poor.
  • the fuel located here cannot flow out of the connecting surface 41c unless it passes through the first suction surface and the second suction surface during the valve closing operation, and the first suction surface and the second fuel during the valve opening operation. This is because the fuel cannot flow in from the outside of the connecting surface 41c unless it passes through the suction surface.
  • the movable core 41 moves in the fuel having poor fluidity as described above, the apparent mass of the movable core 41 increases, and as a result, the bounce of the movable structure M is promoted.
  • a through-hole 43h that penetrates the movable core 41 in the moving direction is formed on the connecting surface 41c of the surface of the movable core 41 where the first suction surface and the second suction surface are continuous. ing. Therefore, the fluidity of the fuel described above can be improved and the apparent increase in mass of the movable core 41 can be suppressed, so that the bounce of the movable structure M can be suppressed.
  • the magnetic resistance in the magnetic circuit increases due to the presence of two attracting surfaces at different positions in the axial direction.
  • the response time from the start of energization to the coil 70 to the start of the valve opening operation of the valve body 30 is increased, and the change in magnetic resistance caused by the movement of the movable core 41 is also increased. For this reason, since the suction force suddenly increases immediately before the movable core 41 reaches the full lift position, bounce is promoted.
  • the boost voltage boosted by the booster circuit 11e is applied to the coil 70, so that the magnetic resistance immediately before reaching the full lift position and the magnetism at the start of the valve opening are applied.
  • the difference from the resistance can be reduced, and the change in magnetoresistance caused by the movement of the movable core 41 can be reduced. Therefore, since it is possible to suppress a sudden increase in the suction force immediately before reaching the full lift position, it is possible to suppress the bounce of the movable structure M.
  • the ratio of the time during which the suction force is rising to the energization time increases.
  • the ratio of the suction force increase time becomes large, so that the variation in the injection amount with respect to the variation in the energization time becomes large.
  • the injection control in the partial lift injection region is applied to the fuel injection valve 1 including the stepped movable core 41. According to this, since the movable core 41 has a stepped shape and good magnetic efficiency, the increase rate of the attractive force can be increased. Therefore, the above-mentioned ratio of the attractive force increase time can be reduced, and variations in the injection amount can be suppressed.
  • the run-up period until the movable structure M is seated can be shortened. Therefore, the valve closing bounce which is a subject can be suppressed by utilizing a partial lift to the structure of this indication. Further, since the partial lift does not come into contact with the fixed core 50, the valve opening bounce can be fundamentally solved, which is effective for the bounce problem of the structure of the present disclosure.
  • the injection quantity per injection can be set small by performing multistage injection. As a result, the partial lift region can be used at a higher frequency, so that variations in the injection amount caused by the valve opening bounce can be suppressed.
  • the magnetic field intensity generated by the coil 70 is highest at the central portion W of the coil 70 in the axial direction as described above with reference to FIG. 7, but also in the radial direction, the magnetic field is generated at the central portion of the coil 70.
  • Strength is highest.
  • at least a part of the second suction surface is located on the radially outer side than the cylindrical inner peripheral surface 70 i of the coil 70. Therefore, compared to the case where the entire second suction surface is located radially inward from the cylindrical inner peripheral surface 70i, the second suction surface is disposed closer to the central portion of the coil 70 in the direction. Magnetic attraction can be improved. Further, the movable core 41 can be reduced in size and weight as much as the magnetic attractive force can be improved in this way, and bounce suppression can be promoted.
  • the nonmagnetic member 60 is disposed at a position on the surface of the movable core 41 facing the connecting surface 41c where the first suction surface and the second suction surface are continuous. According to this, the magnetic flux short circuit that the magnetic flux which entered the movable core 41 from one of the first suction surface and the second suction surface bypasses the other and enters the fixed core can be suppressed. Therefore, the magnetic attractive force can be improved, and the movable core 41 can be reduced in size and weight by that amount, and bounce suppression can be promoted.
  • the longitudinal elastic coefficient of the long shaft member is set larger than the longitudinal elastic coefficient of the movable core 41, but the longitudinal elastic coefficient of the long shaft member is set smaller than the longitudinal elastic coefficient of the movable core 41.
  • the longitudinal elastic modulus may be set to be the same.
  • the long shaft member set to a longitudinal elastic modulus larger than that of the movable core 41 is the connecting member 31 and the valve body 30.
  • the longitudinal elastic modulus may be set with the portion of the valve body 30 excluding the connecting member 31 as the long axis member, or the portion of the connecting member 31 excluding the valve body 30 as the long axis member. May be set. Further, the longitudinal elastic modulus of the valve body 30 may be larger than the longitudinal elastic modulus of the connecting member 31, or vice versa.
  • the through-hole 43h shown in FIG. 10 has a shape extending in parallel to the axial direction, but may have a shape extending obliquely with respect to the axial direction.
  • the nonmagnetic member 60 according to each of the above embodiments may be made of a magnetic metal material, and the cross-sectional area may be reduced so as to form a magnetic diaphragm.
  • the seating surface 23s of the nozzle body 20 and the seat surface 30s of the valve body 30 are flat.
  • at least one of the seating surface 23s and the seat surface 30s may be a spherical surface or a circular arc shape. According to this, since the surface pressure received by the seat surface 30s from the seating surface 23s is reduced, the amount of elastic deformation of the valve body 30 when the valve body 30 is seated on the seating surface 23s can be reduced, and the bounce of the movable structure M is achieved. Can be reduced.
  • the seating surface 23s of the nozzle body 20 and the seat surface 30s of the valve body 30 be coated with a hard film having a hardness higher than that of the nozzle body 20 and the valve body 30.
  • a specific example of the hard film is an amorphous nano-level thin film made of an allotrope of hydrocarbon or carbon. According to this, since the lubricity with respect to the friction between the seating surface 23s and the seat surface 30s is improved, the bounce of the movable structure M can be reduced.
  • the present disclosure is applied to an ignition ignition type gasoline engine, and gasoline is applied to the fuel injected by the fuel injection valve 1.
  • gasoline is applied to the fuel injected by the fuel injection valve 1.
  • biofuels such as ethanol, methanol, etc. whose energy density is lower than gasoline.
  • the amount of injection must be increased in order to obtain combustion energy equivalent to that of gasoline. Therefore, the lift amount of the valve body 30 must be increased.
  • the movable structure There is a risk of bounce of M.
  • the bounce suppression effect is exhibited, and thus the above effect is favorably exhibited when the fuel with a low energy density is targeted.
  • the cover member 93 that constitutes the cover portion and the opposing member 94 that constitutes the guide portion are formed by separate members from the body main body portion 21, but the cover portion and the guide portion are the body main body portion 21. It may be formed by a part of.
  • the movable outer upper surface 43a may be disposed on the counter-injection hole side instead of being disposed on the injection hole side with respect to the movable inner upper surface 42a.
  • the cover upper chamber S1 is provided, but the cover upper chamber S1 may be abolished.
  • the cover upper surface 90b of the cover 90 and the second lower surface 51a of the second fixed core 51 are overlapped, and the cover lower surface 90c of the cover 90 and the upper end surface of the body main body 21 are overlapped. It is good also as the structure comprised.
  • the body main body portion 21 and the second fixed core 51 are provided with the main body cutout portion N21 and the second cutout portion N51 that accommodate the cover 90, but these cutout portions N21 and N51 are provided. It does not have to be done.
  • the cover member 93, the facing member 94, and the body main body 21 are both formed of a nonmagnetic material.
  • the cover member 93, the facing member 94, and the body main body 21 are formed of a nonmagnetic material.
  • it may be made of a magnetic material.
  • one of the covering member 93 and the body main body 21 is formed of a nonmagnetic material or the like having lower magnetism than the movable core 41 and the second fixed core 51.
  • the cover 90 is composed of two members, the cover member 93 and the facing member 94, but only the cover member 93 may form the cover 90.
  • the cover upper chamber S1 when the movable structure M moves in the valve closing direction, the cover upper chamber S1 is configured to exhibit the damper function, but the cover upper chamber S1 is configured not to exhibit the damper function. It may be.
  • the entire circumferential direction is not slid by the opposing member 94, but the sliding surface 33a is partially slid by the opposing member 94 in the circumferential direction.
  • the entire fixed boundary portion Q is included in the welded portion 96.
  • the welded portion 96 only needs to include at least the radially outer end portion of the fixed boundary portion Q.
  • the welded portion 96 includes part of the body main body 21 and part of the second fixed core 51, but does not include the covering member 93. That is, depending on the welded part 96, the covering member 93 is not fixed to the body main body part 21 and the second fixed core 51.
  • both the cover member 93 and the counter member 94 are formed of a non-magnetic material, but the counter member 94 may be formed of a magnetic material.
  • the welded portion 96 is formed along with the welding for the fixed boundary portion Q, but the welded portion 96 may not be formed. That is, the 2nd fixed core 51 and the body main-body part 21 do not need to be welded.
  • the portion of the stopper 55 that protrudes more toward the nozzle hole than the first fixed core 50 is a convex portion that secures a gap between the fixed cores 50 and 51 and the movable core 41.
  • the convex portion may be provided on the movable structure M.
  • the connecting member 31 protrudes to the side opposite to the injection hole from the movable core 41, and the protruding portion is a convex portion. In this configuration, the stopper 55 does not protrude from the first fixed core 50 toward the injection hole.
  • the gap between the first suction surface and the fixed core and the gap between the second suction surface and the fixed core may be set to the same size or different sizes. Good. In the case of setting different sizes, it is desirable to make the gap larger on the suction surface with the smaller amount of magnetic flux passing through the first suction surface and the second suction surface than on the other suction surface. The reason will be described below.
  • the gap of the second suction surface is set larger than the gap of the first suction surface.
  • a metal having a martensite structure tends to have a higher longitudinal elastic modulus than a metal having an austenite structure.
  • the longitudinal elastic coefficient of the long shaft member is set larger than the longitudinal elastic coefficient of the movable core 41.
  • martensitic stainless steel for the long shaft member and austenitic stainless steel for the movable core 41 it is desirable to employ martensitic stainless steel for the long shaft member and austenitic stainless steel for the movable core 41.
  • the long shaft member has a chromium content of less than 16% and the movable core 41 has a chromium content of 16% or more. More preferably, the chromium content of the long shaft member is 12% or more and less than 16%.
  • the long shaft member harder than the movable core 41. According to this, it is possible to easily realize that the longitudinal elastic coefficient of the long shaft member is set larger than the longitudinal elastic coefficient of the movable core 41.
  • the surface hardness of the long shaft member be Vickers hardness 600 or more and the surface hardness of the movable core 41 be less than Vickers hardness 600.

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Abstract

燃料噴射弁は、通電により磁束を生じさせるコイル(70)と、磁束の通路を形成して磁気力を生じさせる固定コア(50,51)と、磁気力により固定コアへ吸引される第1吸引面(42a)および第2吸引面(43a)を有し、吸引により移動することで、燃料を噴射する噴孔(23a)を開閉する可動構造体(M)と、を備え、第1吸引面および第2吸引面は、可動構造体の移動方向において互いに異なる位置に設けられており、可動構造体は、第1吸引面および第2吸引面を有する可動コア(41)と、可動コアに比べて移動方向に長い形状の長軸部材(30,31)と、を有し、長軸部材の縦弾性係数が可動コアの縦弾性係数より大きい。

Description

燃料噴射弁および燃料噴射システム 関連出願の相互参照
 本出願は、2017年3月3日に出願された日本特許出願番号2017-40728号と、2017年11月7日に出願された日本特許出願番号2017-214957号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、噴孔から燃料を噴射する燃料噴射弁および燃料噴射システムに関する。
 噴孔から燃料を噴射する従来の燃料噴射弁は、コイルへの通電により生じた磁束の通路を形成する固定コアおよび可動コアを備える。可動コアには、固定コアと対向する吸引面が形成されており、吸引面と固定コアとの間に形成されるエアギャップにより、磁気力が可動コアに作用して可動コアは移動する。これにより、可動コアに取り付けられた弁体は、噴孔を開閉するように作動して、燃料の噴射と停止が制御される。
 そして近年では、要求される噴射圧力が高くなってきており、このような燃料の高圧化に伴い、可動コアの移動に要する磁気力も大きくなってきている。そこで特許文献1では、可動コアに2つの吸引面を形成することで、可動コアに作用する磁気力の増大を図っている。2つの吸引面は、可動コアの移動方向において互いに異なる位置に設けられており、磁束通路において一方の吸引面から入った磁束は他方の吸引面から出る。
 要するに、1つの吸引面を有する可動コアの場合、吸引面から入った磁束は可動コアの側面から出てしまい、この側面は吸引面としては機能しない。これに対し、特許文献1に記載の如く2つの吸引面を有する可動コアの場合、可動コアへ入る磁束と出る磁束の両方による磁気力で可動コアを移動させるので、高圧化に対応可能な大きい磁気力を発揮できる。
特開平10-196486号公報
 しかしながら、上述のごとく吸引面を2つにして、それらの吸引面を移動方向において互いに異なる位置に設けた場合、吸引面を1つにした場合に比べて可動コアが大型化するので、噴孔を開閉する弁体と可動コアとを有する可動構造体の質量が大きくなる。その結果、可動構造体を閉弁作動させて弁体を弁座に着座させた時に、弁体が弁座に衝突して跳ね返ることを繰り返すといったバウンスの現象が生じやすくなる。
 本開示の目的は、磁気力増大とバウンス抑制との両立を図った燃料噴射弁および燃料噴射システムを提供することにある。
 本開示の一態様による燃料噴射弁は、通電により磁束を生じさせるコイルと、磁束の通路を形成して磁気力を生じさせる固定コアと、磁気力により固定コアへ吸引される第1吸引面および第2吸引面を有し、吸引により移動することで、燃料を噴射する噴孔を開閉する可動構造体と、を備え、第1吸引面および第2吸引面は、可動構造体の移動方向において互いに異なる位置に設けられており、可動構造体は、第1吸引面および第2吸引面を有する可動コアと、可動コアに比べて移動方向に長い形状の長軸部材と、を有し、長軸部材の縦弾性係数が可動コアの縦弾性係数より大きい。
 ここで、可動構造体がバウンスする際の振動モデルにおいて、可動構造体の固有振動数が大きいほど振動の減衰に要する時間が短くなり、バウンス抑制に有効である。そして、固有振動数は、振動方向長さが長いほど小さくなり、かつ、縦弾性係数が大きいほど大きくなる。したがって、可動構造体のうち振動方向長さが長い部分について縦弾性係数を大きくすることが、振動減衰時間を短くしてバウンスを抑制させることに対して有効である。
 この点を鑑みた上記態様によれば、長軸部材の縦弾性係数が可動コアの縦弾性係数より大きいので、可動構造体の全体を可動コアの縦弾性係数と同じにした場合に比べてバウンスを抑制できる。しかも、第1吸引面および第2吸引面を形成する可動コアについては縦弾性係数を大きくするといった制約を受けることなく、磁束を通しやすい強磁性体を採用することができるので、磁気力向上とバウンス抑制との両立を図ることができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、本開示の第1実施形態における燃料噴射弁の断面図であり、 図2は、図1の可動コア周辺の拡大図であり、 図3は、図1の覆い体周辺の拡大図であり、 図4は、磁束の通路について説明する図であり、 図5は、覆い体と燃料圧力との関係について説明する図であり、 図6は、供試体に係るコイルについて、磁束の分布を示す平面図であり、 図7は、図6に示すコイルについて、磁界強度の分布を示す断面図であり、 図8は、可動構造体の振動の数値解析に用いたモデルを示す図であり、 図9は、図8のモデルによる振動波形を示す図であり、 図10は、本開示の第2実施形態における燃料噴射弁の断面図であり、 図11は、他の実施形態における燃料噴射弁の断面図。
 以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
 (第1実施形態)
 図1に示す燃料噴射弁1は、点火式の内燃機関であるガソリンエンジンに搭載されており、多気筒エンジンの各燃焼室2へ直接燃料を噴射するものである。具体的には、燃焼室2を形成するシリンダヘッド3のうちシリンダの軸線Cと一致する位置に、燃料噴射弁1を挿入する取付穴4が形成されている。燃料噴射弁1へ供給される燃料は、図示しない燃料ポンプにより圧送され、燃料ポンプはエンジンの回転駆動力により駆動する。燃料噴射弁1は、ケース10、ノズルボデー20、弁体30、可動コア41、固定コア50,51、非磁性部材60、コイル70、配管接続部80等を備えて構成されている。
 ケース10は、金属製であり、コイル70の環状中心線Cが延びる方向である軸線方向に延びる円筒形状である。なお、コイル70の環状中心線Cと、ケース10、ノズルボデー20、弁体30、可動コア41、固定コア50,51および非磁性部材60の中心軸線とは一致する。
 ノズルボデー20は、金属製であり、ケース10内に挿入配置されてケース10と係合するボデー本体部21と、ボデー本体部21からケース10外部に延出するノズル部22とを有する。ボデー本体部21及びノズル部22は、いずれも軸線方向に延びる円筒形状であり、ノズル部22の先端には噴孔部材23が取り付けられている。
 噴孔部材23は、金属製であり、ノズル部22に溶接で固定されている。噴孔部材23は軸線方向に延びる有底の円筒形状であり、噴孔部材23の先端には、燃料を噴射する噴孔23aが形成されている。噴孔部材23の内周面には、弁体30が離着座する着座面23sが形成されている。
 弁体30は、金属製であり、軸線方向に沿って延びる円柱形状である。弁体30は、軸線方向に移動可能な状態でノズルボデー20の内部に組み付けられており、弁体30の外周面30aとノズルボデー20の内周面20aとの間で、軸線方向に延びる環状の流通路が形成されている。この流通路を下流通路F30と称する。弁体30の噴孔23a側の端部には、着座面23sに離着座する、環状のシート面30sが形成されている。
 弁体30のうち噴孔23aの反対側である反噴孔側の端部には、連結部材31が溶接等により固定して取り付けられている。さらに、連結部材31の反噴孔側端部には、オリフィス部材32および可動コア41が取り付けられている。
 図2、図3に示すように、連結部材31は軸線方向に延びる円筒形状であり、円筒内部が燃料を流通させる流通路F23として機能する。オリフィス部材32は、連結部材31の円筒内周面に溶接等により固定され、可動コア41は、連結部材31の円筒外周面に溶接等により固定されている。連結部材31の反噴孔側端部には、径方向に拡大する拡径部31aが形成されている。拡径部31aの噴孔側端面が可動コア41と係合することで、連結部材31が可動コア41に対して噴孔側に抜け出ることを防止している。
 オリフィス部材32は軸線方向に延びる円筒形状であり、円筒内部が燃料を流通させる流通路F21として機能する。オリフィス部材32の噴孔側端部には、流通路F21の通路面積を部分的に狭くして流量を絞る絞り部としてのオリフィス32aが形成されている。流通路F21のうちオリフィス32aにより絞られた部分を絞り流通路F22と呼ぶ。
 絞り流通路F22は弁体30の中心軸線上に位置する。絞り流通路F22の通路長さは絞り流通路F22の直径よりも短い。オリフィス部材32の反噴孔側端部には、径方向に拡大する拡径部32bが形成されている。拡径部32bの噴孔側端面が連結部材31と係合することで、オリフィス部材32が連結部材31に対して噴孔側に抜け出ることを防止している。
 可動構造体Mは、移動部材35及び押付用弾性部材SP2を有している。移動部材35は、オリフィス部材32に対して軸線方向に相対移動可能な状態で、連結部材31の内部の流通路F23に配置されている。
 移動部材35は、軸線方向に延びる金属製の円柱形状であり、オリフィス部材32の下流側に配置されている。移動部材35の円柱中心部分には軸線方向に貫通する貫通穴が形成されている。この貫通穴は、流通路Fの一部であり絞り流通路F22と連通し、絞り流通路F22よりも通路面積が小さいサブ絞り流通路38として機能する。移動部材35は、絞り流通路F22を覆うシール面36aが形成されたシール部36と、押付用弾性部材SP2と係合する係合部37とを有する。
 係合部37はシール部36よりも小径であり、コイル形状の押付用弾性部材SP2が係合部37に嵌め込まれている。これにより、押付用弾性部材SP2の径方向への移動が係合部37で規制される。押付用弾性部材SP2の一端はシール部36の下端面に支持され、押付用弾性部材SP2の他端は連結部材31に支持される。押付用弾性部材SP2は、軸線方向に弾性変形して弾性力を移動部材35へ付与し、移動部材35のシール面36aは、オリフィス部材32の下端面に弾性力で押し付けられて密着する。
 可動コア41は、金属製の円環状部材である。可動コア41は、可動内側部42及び可動外側部43を有しており、いずれも円環状になっている。可動内側部42は可動コア41の内周面を形成し、可動外側部43は可動内側部42の径方向外側に配置されている。可動コア41は、反噴孔側を向いた可動上面41aを有しており、可動上面41aは、可動コア41の上端面を形成している。可動上面41aには段差が形成されている。具体的には、可動外側部43は反噴孔側を向いた可動外側上面43aを有し、可動内側部42は反噴孔側を向いた可動内側上面42aを有しており、可動外側上面43aが可動内側上面42aよりも噴孔側にあることで、可動上面41aに段差が形成されている。可動内側上面42a及び可動外側上面43aは、いずれも軸線方向に直交している。
 可動コア41は、噴孔側を向いた可動下面41bを有しており、この可動下面41bは、径方向において可動内側部42と可動外側部43とに跨った状態で、可動コア41において平坦な下端面を形成している。可動下面41bにおいては、可動内側部42と可動外側部43との境界部に段差が形成されていない。軸線方向においては、可動外側部43の高さ寸法が可動内側部42の高さ寸法より小さくなっており、可動コア41は、可動外側部43が可動内側部42から外周側に突出したような形状になっている。
 可動コア41は、連結部材31、弁体30、オリフィス部材32、および摺動部材33と一体となって軸線方向に移動する。これらの可動コア41、連結部材31、弁体30、オリフィス部材32および摺動部材33は、一体となって軸線方向に移動する可動構造体Mに相当する。
 摺動部材33は、可動コア41とは別体であるが、溶接等により可動コア41に固定されている。摺動部材33を可動コア41と別体にすることで、摺動部材33を可動コア41とは材質や材料が異なる構成を容易に実現できるようにしている。可動コア41には、摺動部材33に比べて高磁性の材料が用いられており、摺動部材33には、可動コア41に比べて耐摩耗性の高い材料が用いられている。
 摺動部材33は円筒形状であり、摺動部材33の円筒外周面は、ノズルボデー20側の部材に対して摺動する摺動面33aとして機能する。摺動部材33の反噴孔側の面は、可動コア41の噴孔側の面に溶接等により接合されており、摺動部材33と可動コア41との間を燃料が通過しない。摺動部材33の反噴孔側端部には、径方向に縮小する縮径部33cが形成されている。ボデー本体部21には支持部材24が固定されており、支持部材24には、径方向に縮小する縮径部24aが形成されている。摺動部材33と支持部材24とは軸線方向において並べて配置されており、可動構造体Mの移動に伴って摺動部材33と支持部材24との離間距離は増減する。この離間距離は、弁体30が閉弁状態にある場合に最小になるが、この場合でも摺動部材33は支持部材24から反噴孔側に離間している。
 可動構造体Mには、ノズルボデー20に対して可動構造体Mを軸線方向に移動可能に摺動させつつ径方向に支持するガイド部が設けられている。ガイド部は、軸線方向の2箇所に設けられており、軸線方向のうち噴孔23aの側に位置するガイド部を噴孔側ガイド部30b(図1参照)と呼び、反噴孔側に位置するガイド部を反噴孔側ガイド部31bと呼ぶ。噴孔側ガイド部30bは、弁体30の外周面に形成され、噴孔部材23の内周面に摺動可能に支持される。反噴孔側ガイド部31bは、連結部材31の外周面に形成され、支持部材24の内周面に摺動可能に支持される。
 固定コア50,51は、ケース10の内部に固定して配置されている。固定コア50,51は、軸線方向の周りに延びる環状の金属製である。第1固定コア50は、コイル70の内周側に設けられており、第1固定コア50の外周面とコイル70の内周面とが対向している。第1固定コア50は、噴孔側を向いた第1下面50aを有しており、この第1下面50aは、第1固定コア50の下端面を形成し、軸線方向に直交している。第1固定コア50は、可動コア41の反噴孔側に設けられており、第1下面50aは可動コア41の可動内側上面42aに対向している。また、第1固定コア50は、第1傾斜面50b及び第1外面50cを有している。第1傾斜面50bは、第1下面50aの外周側端部から反噴孔側に向けて斜めに延びている。第1外面50cは、第1固定コア50の外周面であり、第1傾斜面50bの反噴孔側の上端部から軸線方向に延びている。第1固定コア50は、第1下面50aと第1外面50cとの出隅部分が第1傾斜面50bにより面取りされたような形状になっている。
 第2固定コア51は、コイル70の噴孔側に設けられており、全体として円環状になっている。第2内側部52及び第2外側部53を有しており、いずれも円環状になっている。第2外側部53は第2固定コア51の外周面を形成しており、第2内側部52は第2外側部53の内周側に配置されている。第2固定コア51は噴孔側を向いた第2下面51aを有しており、第2下面51aは、第2固定コア51の下端面を形成し、軸線方向に直交している。第2下面51aには段差が形成されている。具体的には、第2内側部52は噴孔側を向いた第2内側下面52aを有し、第2外側部53は噴孔側を向いた第2外側下面53aを有しており、第2内側下面52aが第2外側下面53aよりも反噴孔側にあることで、第2下面51aに段差が形成されている。軸線方向においては、第2内側部52の高さ寸法が第2外側部53の高さ寸法より小さくなっており、第2固定コア51は、第2内側部52が第2外側部53から内周側に突出したような形状になっている。
 第2固定コア51の第2内側部52は、可動コア41の可動外側部43よりも反噴孔側に配置されており、これら第2内側部52と可動外側部43とは軸線方向に並んでいる。この場合、軸線方向において第2内側下面52aと可動外側上面43aとが対向している。
 第2固定コア51においては、第2外側部53がボデー本体部21の反噴孔側に設けられている。ここで、ボデー本体部21は、径方向外側の端部から反噴孔側に向けて延びた円環状の外側延出部211を有している。外側延出部211は、ボデー本体部21の上端面において径方向内側の端部から離間していることで、ボデー本体部21の上端面に段差を形成している。ボデー本体部21は、本体内側上面21a、本体外側上面21b、本体外側内面21c、本体内側内面21dを有しており、本体内側上面21a及び本体外側上面21bは反噴孔側を向き、本体外側内面21c及び本体内側内面21dは径方向内側を向いている。本体外側上面21bは外側延出部211の上端面であり、本体外側内面21cは外側延出部211の内周面である。本体内側内面21dは、本体内側上面21aの径方向内側の端部から噴孔側に向けて延びており、ボデー本体部21の内周面である。本体内側上面21aは、ボデー本体部21の上端面のうち本体外側内面21cよりも径方向内側の部分である。本体内側上面21a及び本体外側上面21bは軸線方向に直交しており、本体外側内面21cは軸線方向に平行に延びている。
 第2固定コア51においては、第2外側下面53aが本体外側上面21bに重ねられており、この重ねられた部分において第2固定コア51とボデー本体部21とがレーザー溶接等の溶接により接合されている。溶接が行われる前の状態においては、第2外側下面53a及び本体外側上面21bが第2固定コア51とボデー本体部21との境界部である固定境界部Qに含まれている。径方向において、第2外側下面53aの幅寸法と本体外側上面21bの幅寸法とは同じになっており、これら第2外側下面53aと本体外側上面21bとはそれぞれの全体が互いに重なっている。第2外側部53の外周面及びボデー本体部21の外周面はそれぞれケース10の内周面に重なっている。
 第2固定コア51は、第2上面51b及び第2傾斜面51cを有している。第2傾斜面51cは、第2内側部52の内周面である第2内側内面52bから反噴孔側に向けて斜めに延びており、第2上面51bは、第2傾斜面51cの上端部から径方向に延びている。この場合、第2上面51b及び第2傾斜面51cは、第2固定コア51の上端面を形成している。第2傾斜面51cは、径方向において第2内側部52と第2外側部53とに跨った状態になっている。第2固定コア51は、第2上面51bと第2内側内面52bとの出隅部分が第2傾斜面51cにより面取りされたような形状になっている。
 非磁性部材60は、軸線方向の周りに延びる環状の金属製部材であり、第1固定コア50と第2固定コア51との間に設けられている。非磁性部材60は、固定コア50,51や可動コア41よりも磁性が弱く、例えば非磁性体により形成されている。この非磁性部材60と同様に、ボデー本体部21も、固定コア50,51や可動コア41に比べて磁性が弱く、例えば非磁性体により形成されている。一方、固定コア50,51及び可動コア41は磁性を有しており、例えば強磁性体により形成されている。
 なお、固定コア50,51及び可動コア41を、磁束の通路になりやすい磁束通路部材と称し、非磁性部材60及びボデー本体部21を、磁束の通路になりにくい磁束規制部材と称することができる。特に、非磁性部材60は、磁束が可動コア41を通らずに固定コア50,51を磁気的に短絡して通ることを規制する機能を有しており、非磁性部材60を短絡規制部材と称することもできる。また、非磁性部材60が短絡規制部を構成していることにもなる。ノズルボデー20については、ボデー本体部21及びノズル部22が金属材料により一体成型されていることで、ボデー本体部21及びノズル部22の両方が磁性の弱くなっている。
 非磁性部材60は、上傾斜面60a及び下傾斜面60bを有している。上傾斜面60aは、第1固定コア50の第1傾斜面50bに重ねられており、これら上傾斜面60aと第1傾斜面50bとは溶接により接合されている。下傾斜面60bは、第2固定コア51の第2傾斜面51cに重ねられており、これら下傾斜面60bと第2傾斜面51cとは溶接により接合されている。第1傾斜面50bと第2傾斜面51cとは、それぞれの少なくとも一部が軸線方向に並んでおり、非磁性部材60は、少なくとも軸線方向においてこれら傾斜面50b,51cの間に入り込んだ状態になっている。
 第1固定コア50の内周面には、円筒形状かつ金属製のストッパ55が固定されている。ストッパ55は、可動構造体Mの連結部材31と当接することで可動構造体Mが反噴孔側へ移動することを規制する部材であり、ストッパ55の下端面が連結部材31の拡径部31aの上端面に当接することで、可動構造体Mの移動が規制される。ストッパ55は、第1固定コア50よりも噴孔側に突出している。このため、ストッパ55により可動構造体Mの移動が規制された状態でも、固定コア50,51と可動コア41との間に所定のギャップが形成されている。この場合、このギャップは、第1下面50aと可動内側上面42aとの間や、第2内側下面52aと可動外側上面43aとの間に形成されている。図3等では、これらギャップを明確に図示するために、第1下面50aと可動内側上面42aとの離間距離や、第2内側下面52aと可動外側上面43aとの離間距離を実際よりも大きめに図示している。
 非磁性部材60および固定コア50の径方向外側には、コイル70が配置されている。コイル70は、樹脂製のボビン71に巻き回されている。ボビン71は、軸線方向を中心とした円筒形状である。したがって、コイル70は、軸線方向の周りに延びる環状に配置されることになる。ボビン71は、第1固定コア50及び非磁性部材60に当接している。ボビン71の外周側の開口部、上端面及び下端面は、樹脂製のカバー72で覆われている。
 カバー72とケース10との間には、ヨーク75が設けられている。ヨーク75は、第2固定コア51の反噴孔側に配置されており、第2固定コア51の第2上面51bに当接している。ヨーク75は、固定コア50,51や可動コア41と同様に磁性を有しており、例えば強磁性体により形成されている。なお、固定コア50,51や可動コア41は、流通路を形成するなど燃料に触れる位置に配置されており、耐油性を有している。これに対して、ヨーク75は、流通路を形成していないなど燃料に触れない位置に配置されており、耐油性を有していない。このため、ヨーク75は、固定コア50,51や可動コア41よりも更に高い磁性を有している。
 なお、ケース10のうちコイル70を収容する領域の部分をコイル領域部と呼ぶ。また、ケース10のうち磁気回路を形成する領域の部分を磁気回路領域部と呼ぶ。図1の例では、磁気回路領域部のうち挿入方向(図1の上下方向)の全体が、全周に亘って、取付穴4の内周面4aにより囲まれている。また、コイル領域部のうち挿入方向(図1の上下方向)の全体が、全周に亘って、取付穴4の内周面4aにより囲まれている。ケース10の外周面は、取付穴4の内周面4aとの間に隙間を形成しており、磁気回路領域部の外周面と取付穴4の内周面4aとは隙間を隔てて対向する。つまり、磁気回路がシリンダヘッド3に取り囲まれている。シリンダヘッド3は導電体であるため、コイル70へ電流を流して磁気回路で磁束変化が生じると、その磁束変化に伴いシリンダヘッド3に渦電流が生じる。
 本実施形態では、第2固定コア51とボデー本体部21との固定境界部Qを覆う覆い体90が、第2固定コア51及びボデー本体部21の内周側に設けられている。覆い体90は、環状であり、第2固定コア51の周方向において固定境界部Qの全体を覆っている。覆い体90は、固定境界部Qを軸線方向に跨いだ状態で、第2固定コア51及びボデー本体部21から径方向内側に突出している。ここで、ボデー本体部21は本体切欠部N21を有し、第2固定コア51は第2切欠部N51を有しており、覆い体90は、これら切欠部N21,N51に入り込んだ状態になっている。
 ボデー本体部21においては、本体切欠部N21が本体外側内面21c及び本体内側上面21aにより形成されている。本体切欠部N21は、軸線方向において噴孔側に開放されているとともに、径方向内側に開放されている。本体切欠部N21は、本体外側内面21cと本体内側上面21aとを接続する切欠傾斜面N21aを有しており、この切欠傾斜面N21aにより入隅部分が面取りされたような形状になっている。
 第2固定コア51においては、第2切欠部N51が第2内側下面52a及び第2外側内面53bにより形成されている。第2外側内面53bは、径方向内側を向いた状態で軸線方向に延びており、第2外側部53の内周面を形成している。第2切欠部N51は、第2固定コア51の第2下面51aの段差により形成されており、軸線方向において反噴孔側に開放されているとともに、径方向内側に開放されている。第2切欠部N51は、第2内側下面52aと第2外側内面53bとを接続する切欠傾斜面N51aを有しており、この切欠傾斜面N51aにより入隅部分が面取りされたような形状になっている。
 覆い体90は、これら切欠部N21,N51において第2内側下面52aと本体内側上面21aとの間に配置されている。ボデー本体部21の本体外側内面21cと第2固定コア51の第2外側内面53bとは、軸線方向において同一平面上に位置している。覆い体90の外周面である覆い外面90aは、固定境界部Qを内側から覆った状態で本体外側内面21c及び第2外側内面53bの両方に重ねられている。ただし、覆い外面90aは、切欠傾斜面N21a,N51aには重なっていない。
 覆い体90は、覆い内側部92及び覆い外側部91を有している。覆い外側部91は覆い外面90aを形成しており、覆い内側部92は覆い外側部91の径方向内側に配置されている。覆い内側部92の高さ寸法H1は、覆い外側部91の高さ寸法H2より小さくなっている(図4参照)。覆い体90は、反噴孔側を向いた覆い上面90bと、噴孔側を向いた覆い下面90cとを有している。これら覆い上面90bと覆い下面90cとは同じ面積になっている。
 覆い上面90bには、覆い内側部92の反噴孔側の上端面が覆い外側部91の反噴孔側の上端面より噴孔側に配置されていることで段差が形成されている。覆い下面90cは、覆い体90の噴孔側の平坦な下端面を形成しており、覆い下面90cにおいては、覆い内側部92と覆い外側部91との境界部に段差が形成されていない。
 覆い体90においては、覆い上面90bにある段差により覆い切欠部N90が形成されている。覆い切欠部N90には、可動コア41の噴孔側であって外周側の出隅部分が入り込んでいる。この場合、覆い外側部91の反噴孔側の端部は、径方向において可動外側部43と第2外側部53との間に配置されている。また、覆い内側部92は、軸線方向において第2外側部53の噴孔側に配置されている。
 覆い体90においては、覆い上面90bが可動コア41の可動下面41b及び第2固定コア51の第2内側下面52aから噴孔側に離間しているとともに、覆い下面90cがボデー本体部21の本体内側上面21aから反噴孔側に離間している。覆い外側部91は、径方向において第2外側部53と可動外側部43との間に入り込んでおり、覆い内側部92は、軸線方向において可動コア41と本体内側上面21aとの間に入り込んでいる。
 図3に示すように、軸線方向において、覆い上面90bと第2内側下面52aとの離間距離H1aと、覆い下面90cと本体内側上面21aとの離間距離H1bとが同じになっている。また、軸線方向において、固定境界部Qと第2内側下面52aとの離間距離H2aと、固定境界部Qと本体内側上面21aとの離間距離H2bとが同じになっている。これらの場合、軸線方向において、覆い外側部91及び固定境界部Qが第2内側下面52aと本体内側上面21aとの中央位置に配置されていることになる。
 図2、図3において、軸線方向において覆い内側部92と可動コア41との離間距離は、可動構造体Mの移動に伴って増減するが、弁体30が着座面23sに着座することで、これら覆い内側部92と可動コア41とは接触しない。本実施形態では、覆い上面90bと可動コア41及び第2固定コア51との間の空間を覆い上室S1と称し、覆い下面90cとボデー本体部21との間の空間を覆い下室S2と称する。これら覆い上室S1及び覆い下室S2は、覆い体90が本体切欠部N21及び第2切欠部N51の内部に入り込んだ状態になっていることで形成されている。覆い上室S1は、流通路F26sに含まれており、覆い下室S2は、流通路F31に含まれている。
 覆い体90は、覆い部材93及び対向部材94により形成されている。これら覆い部材93及び対向部材94は、いずれも金属製の円環状部材であり、覆い部材93の内周側に対向部材94が設けられている。対向部材94は覆い部材93の内周面に嵌合された状態になっており、これら対向部材94と覆い部材93とは、互いの境界部において溶接等により接合されている。覆い部材93は、覆い外側部91に含まれる外周面寄りの部分と、覆い内側部92に含まれる内周面寄りの部分とを有している。これに対して、対向部材94は、その全体が覆い内側部92に含まれている。対向部材94は、対向部を構成しており、覆い部材93により支持されている。
 対向部材94は、対向内面94aを有しており、径方向において摺動部材33の外周側に配置されている。対向内面94aは、径方向において摺動部材33の摺動面33aに対向しており、摺動部材33の摺動面33aが対向内面94aに対して摺動する。この場合、上述した、摺動面33aを摺動させるノズルボデー20側の部材が、対向部材94になっている。対向内面94aは、対向部材94の内周面であり、軸線方向において、対向内面94aの高さ寸法は摺動面33aの高さ寸法より小さくなっている。対向内面94a及び摺動面33aは、いずれも軸線方向に平行に延びている。摺動面33aの直径は、対向内面94aの直径よりも僅かに小さくなっている。つまり、摺動部材33の摺動方向に直交する方向における摺動面33aの位置は、対向内面94aの最外周位置よりも内側、つまり環状中心線Cの側に位置する。
 対向部材94は、摺動部材33がこの対向部材94に摺動することで可動構造体Mの移動方向を案内するガイド部としての機能も発揮することになる。この場合、対向内面94aを案内面やガイド面と称することもできる。また、対向部材94が案内部を構成している。
 覆い部材93及び対向部材94は、非磁性部材60やボデー本体部21と同様に、固定コア50,51や可動コア41に比べて磁性が弱く、例えば非磁性体により形成されている。このため、覆い部材93及び対向部材94は、磁束の通路になりにくくなっている。ただし、対向部材94は、摺動部材33の摺動が行われても対向内面94aの摩耗や変形が生じにくいように、硬度や強度の高い材料を用いて形成されることが好ましい。本実施形態では、対向部材94の材料について硬度や強度の高さを優先しており、覆い部材93や非磁性部材60、ボデー本体部21に比べて対向部材94の磁性が強くなっている。この場合、対向部材94は、覆い部材93等に比べると磁束の通路になりやすいが、それでも、対向部材94の磁性は、固定コア50,51や可動コア41の磁性に比べて弱くなっており、固定コア50,51等に比べると磁束の通路になりにくい。
 上述したように、固定境界部Qは、第2固定コア51とボデー本体部21とが溶接された部分に含まれており、この部分を溶接部96と称する。溶接部96は、径方向において固定境界部Qの外側端部から所定の深さの範囲にかけての部分に配置されており、この溶接部96には、第2固定コア51及びボデー本体部21の一部に加えて、覆い体90の一部も含まれている。覆い体90については、覆い部材93のうち覆い外側部91を形成する部分が溶接部96に含まれている。径方向において溶接部96の奥行き寸法は、覆い部材93の一部を含んでいる分だけ固定境界部Qの幅寸法よりも大きくなっている。溶接部96は、第2固定コア51、ボデー本体部21及び覆い部材93のうち、加熱されることで溶融して混じり合った後に冷えて固化した状態の部分である。溶接部96においては、第2固定コア51、ボデー本体部21及び覆い部材93という3つの部材が接合されている。
 溶接部96については、図3に網点で図示し、この図3においては固定境界部Qを仮想線で図示している。その一方で、図3以外の図2等では、溶接部96の図示を省略しているが、実際には、図3に示すように、第2固定コア51、ボデー本体部21及び覆い部材93の各一部と固定境界部Qとは溶接部96により消失している。このため、覆い体90は、実際には、固定境界部Qではなく溶接部96を径方向内側から覆うことになるが、本実施形態では、覆い体90が溶接部96を覆うことと、覆い体90が固定境界部Qを覆うこととを同義として記載している。
 図1の説明に戻り、第1固定コア50の反噴孔側には、燃料の流入口80aを形成して外部の配管と接続される配管接続部80が配置されている。配管接続部80は金属製であり、固定コア50と一体の金属部材で形成されている。高圧ポンプで加圧された燃料は、流入口80aから燃料噴射弁1へ供給される。配管接続部80の内部には、軸線方向に延びる燃料の流通路F11が形成されており、その流通路F11には圧入部材81が圧入固定されている。
 圧入部材81の噴孔側には、弾性部材SP1が配置されている。弾性部材SP1はコイルスプリングであり、環状中心線Cの周りに線材が螺旋状に延びるコイル形状である。弾性部材SP1の全体が、軸方向において可動内側上面42aよりも噴孔23aの反対側に位置する。つまり、弾性部材SP1とオリフィス部材32との当接面が、可動内側上面42aに対して反噴孔側に位置する。
 弾性部材SP1の一端は圧入部材81に支持され、弾性部材SP1の他端はオリフィス部材32の拡径部32bに支持される。したがって、圧入部材81の圧入量、つまり軸線方向における固定位置に応じて、弁体30がフルリフト位置まで開弁した時、つまりストッパ55に連結部材31が当接した時における弾性部材SP1の弾性変形量が特定される。つまり、弾性部材SP1によるセット荷重としての閉弁力が、圧入部材81の圧入量で調整されている。
 配管接続部80の外周面には、締結部材83が配置されている。締結部材83の外周面に形成されたネジ部を、ケース10の内周面に形成されたネジ部に締結することで、締結部材83はケース10に締結される。この締結で生じる軸力により、ケース10の底面と締結部材83との間で、配管接続部80、固定コア50,51、非磁性部材60およびボデー本体部21が挟み付けられている。
 これらの配管接続部80、固定コア50、非磁性部材60、ノズルボデー20および噴孔部材23は、流入口80aへ供給された燃料を噴孔23aへ流通させる流通路Fを有するボデーBに相当する。先述した可動構造体Mは、ボデーBの内部に摺動可能な状態で収容されていると言える。
 次に、燃料噴射弁1の作動について説明する。
 コイル70へ通電すると、コイル70の周りに磁界が発生する。例えば、図4に破線で示すように、固定コア50,51、可動コア41およびヨーク75に磁束が通る磁界回路が通電に伴い形成され、磁気回路により生じた磁気力により可動コア41が固定コア50,51へ吸引される。この場合、第1固定コア50及び可動コア41について、第1下面50aと可動内側上面42aとが磁束の通路になることで互いに吸引される。同様に、第2固定コア51及び可動コア41について、第2内側下面52aと可動外側上面43aとが磁束の通路になることで互いに吸引される。したがって、これら第1下面50a、可動内側上面42a、第2内側下面52a及び可動外側上面43aを、それぞれ吸引面と称することもできる。特に、可動内側上面42aは第1吸引面に相当し、可動外側上面43aは第2吸引面に相当する。また、吸引方向は、先述した軸線方向と一致する。第1吸引面および第2吸引面は、可動構造体Mの移動方向において互いに異なる位置に設けられている。
 非磁性部材60は、磁束の通路にならないことで、第1固定コア50と第2固定コア51とが磁気的に短絡することを防止することになる。可動コア41と第1固定コア50との吸引力は、可動内側上面42a及び第1下面50aを通る磁束により生じ、可動コア41と第2固定コア51との吸引力は、可動外側上面43a及び第2下面51aを通る磁束により生じる。なお、固定コア50,51及び可動コア41を通る磁束には、ヨーク75だけでなくケース10を通る磁束も含まれる。
 また、ボデー本体部21及び覆い体90の磁性が固定コア50,51等に比べて弱いことに起因して、磁束がボデー本体部21や覆い体90を通るということが抑制される。上述したように、対向部材94については、摺動部材33の摺動に耐え得る硬度や強度を優先することで磁性がある程度強くなってしまう。しかし、覆い部材93の磁性が十分に弱いため、第2固定コア51を通る磁束が対向部材94に到達することが覆い部材93により抑制される。
 可動構造体Mには、上述した磁束による吸引力に加えて、弾性部材SP1による閉弁力と、燃料圧力による閉弁力と、上述した磁気力による開弁力とが作用する。これらの閉弁力よりも開弁力の方が大きくなるように設定されているため、通電に伴い磁気力を生じさせると、可動コア41は、弁体30と共に反噴孔側に移動する。これにより、弁体30が開弁作動して、シート面30sが着座面23sから離座し、高圧燃料が噴孔23aから噴射されることになる。
 コイル70への通電を停止させると、上述した磁気力による開弁力が無くなるので、弾性部材SP1による閉弁力で、可動コア41と共に弁体30は閉弁作動して、シート面30sが着座面23sに着座する。これにより、弁体30が閉弁作動して、噴孔23aからの燃料噴射が停止される。
 次に、噴孔23aから燃料が噴射されている時の燃料の流れについて、図1、図2を参照しつつ説明する。
 高圧ポンプから燃料噴射弁1へ供給される高圧燃料は、流入口80aから流入し、配管接続部80の円筒内周面に沿う流通路F11、圧入部材81の円筒内周面に沿う流通路F12、弾性部材SP1が収容されている流通路F13を順に流れる(図1参照)。これらの流通路F11、F12、F13を総称して上流通路F10と呼び、上流通路F10は、燃料噴射弁1の内部に存在する流通路F全体のうち可動構造体Mの外部かつ上流側に位置する。また、流通路F全体のうち、可動構造体Mにより形成される流通路を可動流通路F20と呼び、可動流通路F20の下流側に位置する流通路を下流通路F30と呼ぶ。
 可動流通路F20は、流通路F13から流出した燃料をメイン通路およびサブ通路に分岐して流れる。メイン通路およびサブ通路は独立して配置されている。具体的にはメイン通路およびサブ通路は並列して配置され、各々に分岐して流れた燃料は下流通路F30で合流する。
 メイン通路は、オリフィス部材32の円筒内周面に沿う流通路F21、オリフィス32aによる絞り流通路F22、連結部材31の円筒内周面に沿う流通路F23の順に燃料を流通させる通路である。そして、流通路F23の燃料は、連結部材31を径方向に貫通する貫通穴を通じて、連結部材31の円筒外周面に沿う流通路F31である下流通路F30へ流入する。下流通路F30は、覆い体90の噴孔側にある覆い下室S2を有しており、この覆い下室S2は、支持部材24と摺動部材33との間の離間部分に連通している。
 サブ通路は、オリフィス部材32の円筒外周面に沿う流通路F24s、可動コア41と固定コア50とのギャップである流通路F25s、可動コア41の外周側を延びる流通路F26s、摺動面33aに沿う摺動流通路F27sの順に燃料を流通させる通路である。流通路F26sは、覆い体90の反噴孔側にある覆い上室S1を有している。流通路F26sには、可動コア41と第1固定コア50、非磁性部材60、第2固定コア51及び覆い体90との隙間部分が含まれている。流通路F26sにおいて、第1下面50aと可動内側上面42aとの隙間部分、及び第2内側下面52aと可動外側上面43aとの隙間部分は、上述したようにギャップにも含まれている。サブ通路は、ボデー本体部21と可動構造体Mとの間に形成されており、ボデー本体部21は、サブ通路を形成する通路形成部に相当する。
 摺動流通路F27sは別流通路と称することもでき、摺動流通路F27sの燃料は、連結部材31の円筒外周面に沿う流通路F31である下流通路F30へ流入する。摺動流通路F27sの通路面積は、可動コア41の外周側を延びる流通路F26sの通路面積よりも小さい。つまり、摺動流通路F27sでの絞り度合は流通路F26sでの絞り度合よりも大きく設定されている。
 ここで、サブ通路の上流側は、絞り流通路F22よりも上流側と接続されている。そして、サブ通路の下流側は、絞り流通路F22の下流側と接続されている。すなわち、サブ通路は絞り流通路F22を介さずに、絞り流通路F22の上流側と下流側とを接続している。
 上流通路F10である流通路F13から可動流通路F20へ流入した燃料は、メイン通路の上流端である流通路F21とサブ通路の上流端である流通路F24sとに分岐し、その後、下流通路F30である流通路F31で合流する。
 また、可動コア41、連結部材31およびオリフィス部材32の各々には、径方向に貫通する貫通孔45が形成されている。これらの貫通孔45は、オリフィス部材32の内周面に沿う流通路F21と可動コア41外周面に沿う流通路F26sとを連通させる流通路F28sとして機能する。この流通路F28sは、ストッパ55に連結部材31が当接して流通路F24sと流通路F25sとの連通が遮断された場合に、摺動流通路F27sを流れる燃料の流量、つまりサブ通路の流量を確保する通路である。流通路F28sが絞り流通路F22の上流側に位置することで、流通路F25s、F26s、F28sが上流側領域となり、下流側領域との圧力差が生じる。
 可動流通路F20から流出した燃料は、連結部材31の円筒外周面に沿う流通路F31へ流入し、その後、支持部材24の縮径部24aを軸線方向に貫通する貫通穴である流通路F32、弁体30の外周面に沿う流通路F33を順に流れる(図2参照)。そして、弁体30が開弁作動すると、流通路F33内の高圧燃料が、シート面30sおよび着座面23sの間を通過して、噴孔23aから噴射される。
 上述した摺動面33aに沿う流通路を摺動流通路F27sと呼び、摺動流通路F27sの通路面積は、絞り流通路F22の通路面積よりも小さい。つまり、摺動流通路F27sでの絞り度合は絞り流通路F22での絞り度合よりも大きく設定されている。そして、メイン通路では絞り流通路F22の通路面積が最も小さく、サブ通路では摺動流通路F27sでの通路面積が最も小さい。
 したがって、可動流通路F20内におけるメイン通路とサブ通路とでは、メイン通路の方が流れやすくなっており、メイン通路の絞り度合はオリフィス32aでの絞り度合により特定され、メイン通路の流量はオリフィス32aにより調整される。換言すれば、可動流通路F20の絞り度合はオリフィス32aでの絞り度合により特定され、可動流通路F20の流量はオリフィス32aにより調整される。
 流通路Fのうちシート面30sでの通路面積であって、弁体30が開弁方向へ最も移動したフルリフト状態での通路面積をシート通路面積と呼ぶ。オリフィス32aによる絞り流通路F22の通路面積は、シート通路面積よりも大きく設定されている。つまり、オリフィス32aによる絞り度合は、フルリフト時のシート面30sでの絞り度合よりも小さく設定されている。
 また、シート通路面積は、噴孔23aの通路面積よりも大きく設定されている。つまり、オリフィス32aによる絞り度合およびシート面30sでの絞り度合は、噴孔23aでの絞り度合よりも小さく設定されている。なお、噴孔23aが複数形成されている場合には、全ての噴孔23aの通路面積の合計よりもシート通路面積は大きく設定されている。
 ここでは、移動部材35に関する説明を行う。弁体30が開弁方向へ移動することに伴い、移動部材35の上流側燃圧が下流側燃圧よりも所定以上高くなると、押付用弾性部材SP2の弾性力に抗して移動部材35はオリフィス部材32から離座する。弁体30が閉弁方向へ移動することに伴い、移動部材35の下流側燃圧が上流側燃圧よりも所定以上高くなると、移動部材35はオリフィス部材32に着座する。
 移動部材35が離座している状態では、移動部材35の外周面と連結部材31の内周面との隙間に、燃料が流れる流通路が形成される。外周側流通路F23aとサブ絞り流通路38とは並列に位置し、移動部材35が離座している状態では、絞り流通路F22から流通路F23へ流出した燃料は、サブ絞り流通路38と外周側流通路F23aとに分岐して流れる。サブ絞り流通路38と外周側流通路F23aとを合わせた通路面積は、絞り流通路F22の通路面積よりも大きい。よって、移動部材35が離座している状態では、可動流通路F20の流量は絞り流通路F22での絞り度合により特定される。
 一方、移動部材35が着座している状態では、絞り流通路F22から流通路F23へ流出した燃料は、サブ絞り流通路38を流れ、外周側流通路F23aには流れない。そして、サブ絞り流通路38の通路面積は絞り流通路F22の通路面積よりも小さい。よって、移動部材35が着座している状態では、可動流通路F20の流量はサブ絞り流通路38での絞り度合により特定される。したがって、移動部材35は、オリフィス部材32に着座することで絞り流通路F22を覆って絞り度合を大きくし、オリフィス部材32から離座することで絞り流通路F22を開放して絞り度合を小さくする。
 弁体30が開弁方向へ移動中の状態であれば、移動部材35の上流側燃圧が下流側燃圧よりも所定以上高くなって移動部材35が離座する蓋然性が高い。但し、弁体30が開弁方向へ最も移動したフルリフト状態となり弁体30が移動停止した状態であれば、移動部材35が着座する蓋然性が高い。
 弁体30が閉弁方向へ移動中の状態であれば、移動部材35の下流側燃圧が上流側燃圧よりも所定以上高くなって移動部材35が着座する蓋然性が高い。但し、開弁期間を短くして噴孔23aからの噴射量を少なくする場合等、弁体30がフルリフト位置まで移動せずに開弁作動から閉弁作動に切り替える噴射としてパーシャルリフト噴射を実施する場合がある。この場合には、閉弁作動に切り替わった直後には移動部材35が離座している蓋然性が高い。但し、その後の閉弁直前の期間においては、移動部材35の下流側燃圧が上流側燃圧よりも所定以上高くなって移動部材35が着座する蓋然性が高い。
 要するに、弁体30の開弁作動中に移動部材35が常時開弁しているとは限らず、弁体30が開弁方向へ移動する上昇期間のうち少なくとも開弁直後の期間では、移動部材35は着座している。また、弁体30の閉弁作動中に移動部材35が常時着座しているとは限らず、弁体30が閉弁方向へ移動する下降期間のうち少なくとも閉弁直前の期間では、移動部材35は着座している。したがって、開弁直後の期間および閉弁直前の期間では、移動部材35は着座して、燃料の全量がサブ絞り流通路38を流通するので、移動部材35が離座している期間に比べて可動流通路F20での絞り度合が大きくなる。
 次に、可動構造体Mが移動する際に発生する圧力について図4~図5を参照しつつ説明する。
 本実施形態では、絞り流通路F22と摺動流通路F27sとは並列し、かつ、摺動流通路F27sの通路面積は絞り流通路F22の通路面積よりも小さく設定されている。そのため、流通路Fは、オリフィス32aおよび摺動流通路F27sを境に上流側領域と下流側領域とに区分される。
 上流側領域は、オリフィス32aに対して、噴射時の燃料流れ上流側の領域である。なお、可動流通路F20のうち摺動面33aの上流側も上流側領域に属する。よって、可動流通路F20のうちの流通路F21、F24s、F25s、F26s、F28s、および上流通路F10が上流側領域に該当する。下流側領域は、オリフィス32aに対して、噴射時の燃料流れ下流側の領域である。なお、可動流通路F20のうち摺動面33aの下流側も下流側領域に属する。よって、可動流通路F20のうちの流通路F23および下流通路F30が下流側領域に該当する。
 要するに、絞り流通路F22を燃料が流れると、可動流通路F20を流れる燃料の流量がオリフィス32aで絞られることに起因して、上流側領域の燃料圧力である上流燃圧PHと、下流側領域の燃料圧力である下流燃圧PLとの間に圧力差が生じる(図4参照)。したがって、弁体30が閉弁状態から開弁状態に変化している時、開弁状態から閉弁状態に変化している時、および弁体30がフルリフト位置に保持されている時には、絞り流通路F22に燃料が流れて上記圧力差が生じる。
 そして、弁体30の開弁により生じる上記圧力差は、開弁から閉弁に切り替わると同時に無くなるわけではなく、閉弁してから所定時間が経過すると、上流燃圧PHと下流燃圧PLとは同じになる。一方、上記圧力差が生じていない状態で閉弁から開弁に切り替わると、その切り替わったタイミングで上記圧力差が直ぐに生じる。
 可動構造体Mが開弁方向に移動する最中では、上流側領域の燃料が可動構造体Mに押されて圧縮されるので、上流燃圧PHが上昇する。その一方で、可動構造体Mに押された上流側領域の燃料は、オリフィス32aで絞られながら下流側領域へ押し出されるので、下流燃圧PLの方が上流燃圧PHよりも低くなる。開弁作動時には絞り流通路F22を噴孔側へ燃料が流れる。
 可動構造体Mが閉弁方向に移動する最中では、下流側領域の燃料が可動構造体Mに押されて圧縮されるので、下流燃圧PLが上昇する。その一方で、可動構造体Mに押された下流側領域の燃料は、オリフィス32aで絞られながら上流側領域へ押し出されるので、上流燃圧PHの方が下流燃圧PLよりも低くなる。閉弁作動時には絞り流通路F22を反噴孔側へ燃料が流れる。
 ここで、覆い体90と燃料圧力との関係について、図5を参照しつつ説明する。覆い体90の反噴孔側にある覆い上室S1においては、この覆い上室S1が上流側領域に含まれていることに起因して、上流燃圧PHに応じた上室下向き燃圧PHa及び上室上向き燃圧PHbが生じる。上室下向き燃圧PHaは、覆い体90を噴孔側に向けて下に押す圧力であり、覆い外側部91及び覆い内側部92の両方に加えられる。例えば、覆い上面90bが下向きに押される。一方、上室上向き燃圧PHbは、第2固定コア51を反噴孔側に向けて上に押す圧力であり、第2内側部52に加えられる。例えば、第2内側下面52aが上向きに押される。
 覆い体90の噴孔側にある覆い下室S2においては、この覆い下室S2が下流側領域に含まれていることに起因して、下流燃圧PLに応じた下室下向き燃圧PLa及び下室上向き燃圧PLbが生じる。下室上向き燃圧PLbは、覆い体90を反噴孔側に向けて上に押す圧力であり、覆い下室S2において覆い外側部91及び覆い内側部92の両方に加えられる。例えば、覆い下面90cが上向きに押される。一方、下室下向き燃圧PLaは、ボデー本体部21を噴孔側に向けて下に押す圧力である。例えば、本体内側上面21aが下向きに押される。
 このように、覆い体90の噴孔側及び反噴孔側のそれぞれにおいて燃圧PHa,PHb,PLa,PLbが生じた場合、上室下向き燃圧PHaと下室上向き燃圧PLbとが覆い体90を介して互いに打ち消し合う。同様に、上室上向き燃圧PHbと下室下向き燃圧PLaとは、第2固定コア51及びボデー本体部21を介して互いに打ち消し合う。したがって、覆い上室S1及び覆い下室S2において、第2固定コア51とボデー本体部21とが上下に離間する向きに圧力が働くことが抑制される。
 例えば、本実施形態に反し、覆い上室S1が形成されている一方で、覆い下室S2が形成されていない構成では、上室下向き燃圧PHaを打ち消す圧力が覆い体90に加えられず、上室上向き燃圧PHbを打ち消す圧力がボデー本体部21に加えられない。このため、上室下向き燃圧PHaは、覆い体90ごとボデー本体部21を噴孔側に向けて下に押し、上室上向き燃圧PHbは、第2固定コア51を反噴孔側に向けて上に押すことになる。この場合、これら燃圧PHa,PHbが第2固定コア51とボデー本体部21とを離間させる態様で働くことになり、固定境界部Qでの第2固定コア51とボデー本体部21との接合状態を適正に保つ上で好ましくない。これに対して、本実施形態では、上述したように覆い上室S1及び覆い下室S2にて生じる燃圧PHa,PHb,PLa,PLbが打ち消し合うため、固定境界部Qでの第2固定コア51とボデー本体部21との接合状態を適正に保つ上で好ましい。
 次に、覆い上室S1の機能について説明する。上述したように、可動構造体Mが閉弁方向に移動する最中では、燃料が絞り流通路F22を通じて覆い下室S2等の流通路F31から覆い上室S1に流れ込む。この場合、流通路F26sにおいては、覆い上室S1の上流側に流通路F24s,F25sが存在することなどに起因して、覆い上室S1から流通路F21等のメイン通路や、流通路F13等の上流通路F10に燃料が流れ込みにくくなっている。換言すれば、覆い上室S1からメイン通路や上流通路F10に燃料が流出するには、弾性部材SP1による閉弁力に抗して、軸線方向において可動コア41の可動下面41bが覆い体90の覆い上面90bに近付くことが必要になる。このように、覆い上室S1は、可動構造体Mが閉弁方向に移動する際に、ダンパ機能を発揮することで可動構造体Mにブレーキ力を作用させることになる。このため、閉弁時に弁体30が着座面23sにバウンスすることが抑制され、意図に反した噴射状態になりにくい。
 燃料噴射弁1の製造方法について以下に説明する。ここでは、各部品を製造した後の組み付け手順について主に説明する。
 まず、ノズルボデー20のボデー本体部21に支持部材24を取り付ける。ここでは、ボデー本体部21の内側に支持部材24を挿入し、これらボデー本体部21と支持部材24とを溶接等により固定する。
 次に、ボデー本体部21に覆い体90を取り付ける。ここでは、覆い部材93の内側に対向部材94を挿入し、これら覆い部材93と対向部材94とを溶接等により固定することで、あらかじめ覆い体90を製造しておく。そして、覆い体90をボデー本体部21の内部に挿入する。この場合、覆い体90において、ボデー本体部21内に入り込んだ部分の軸方向長さ寸法と、ボデー本体部21から突出した部分の軸方向長さ寸法とが、ほぼ同じになるようにしておく。なお、入り込んだ部分の長さ寸法が離間距離H2bに対応し、突出した部分の長さ寸法が離間距離H2aに対応する。
 その後、ノズルボデー20に可動構造体Mを装着する。可動構造体Mについては、可動コア41、連結部材31、弁体30、オリフィス部材32、摺動部材33、移動部材35及び押付用弾性部材SP2を組み付けることで、あらかじめ製造しておく。ここでは、弁体30をノズル部22の内部に挿入しつつ、覆い体90の内側に摺動部材33を挿入することで、可動構造体Mをノズルボデー20に装着する。
 続いて、ノズルボデー20に固定コア50,51及び非磁性部材60を取り付ける。ここでは、非磁性部材60に固定コア50,51を装着し、これら非磁性部材60と固定コア50,51とを溶接等により固定することで、あらかじめコアユニットを製造しておく。そして、このコアユニットをノズルボデー20に装着することで、第2固定コア51をボデー本体部21及び覆い体90に装着する。この場合、第2固定コア51の内側に覆い体90の端部を入り込ませつつ、第2固定コア51の第2下面51aをボデー本体部21の本体外側上面21bに重ねる。これにより、第2固定コア51とボデー本体部21との間に固定境界部Qが存在することになる。
 その後、固定境界部Qの全周について、溶接用工具を用いて外周側から溶接作業を行うことで溶接部96を形成する。この場合、溶接に伴って発生するスラグや金属粒等のスパッタが、固定境界部Qを通じて第2固定コア51やボデー本体部21の内部空間に飛び散るおそれがある。これに対して、覆い体90が固定境界部Qを内周側から覆っているため、溶接に伴ってスパッタが発生したとしても、スパッタが覆い体90に当たってそれ以上内周側に飛ばないことになる。このため、スパッタが固定境界部Qから内周側に飛び出すことが覆い体90により防止される。
 この溶接は、溶接部96が固定境界部Qを越えて覆い体90に達するように行われる。ここで、溶接のために熱を加えた際に、どれくらいの温度でどれくらいの時間だけ熱を加えれば溶接部96が固定境界部Qを越えて覆い体90に達するか、ということについて試験を行っておく。そして、この試験結果に基づいて、溶接に際して加える熱の温度や熱を加える継続時間を設定する。これにより、溶接部96が覆い体90に達していないということを抑制できる。
 溶接部96を形成した後は、第1固定コア50等にコイル70やヨーク75等を装着し、これらをまとめてケース10に収容することなどにより、燃料噴射弁1を完成させる。
 次に、以上に説明した燃料噴射弁1が備える、さらに詳細な構成について説明する。
 可動コア41は、可動構造体Mのうち可動内側上面42a(第1吸引面)および可動外側上面43a(第2吸引面)を有する部分である。そして、可動構造体Mのうち可動コア41に比べて軸方向に長い形状の部分を長軸部材と呼ぶ。本実施形態では、弁体30および連結部材31が長軸部材に相当する。可動コア41の材質と長軸部材の材質とは異なる。
 具体的には、長軸部材の縦弾性係数の方が可動コア41の縦弾性係数より大きい。また、長軸部材の硬度の方が可動コア41の硬度より高い。また、長軸部材の方が可動コア41に比べて比重が小さい。また、可動コア41の方が長軸部材に比べて磁性が強く、磁束を通しやすい。また、長軸部材の方が可動コア41に比べて耐摩耗性が強く、摩耗しにくい。
 上述した縦弾性係数の違いは引張試験により確認できる。例えば、可動コア41、弁体30および連結部材31の各々について、引張荷重を付与して破断させる引張試験を行い、その破断の過程で得られる応力ひずみ特性線の弾性域での傾きが縦弾性係数を示す。上記引張試験では、可動コア41、弁体30および連結部材31の各々を、所定のサンプル形状に切削加工し、そのサンプル品に引張荷重を付与してもよい。或いは、上記切削加工をすることなく、可動コア41、弁体30および連結部材31の各々に、そのまま引張荷重を付与してもよい。また、所定数nのサンプル品について引張試験により縦弾性係数を計測し、その平均値をμ、標準偏差をσとした場合に、所定数nのうちμ±σの範囲に含まれる全ての縦弾性係数について、長軸部材の縦弾性係数の方が可動コア41の縦弾性係数より大きい。
 次に、本実施形態が採用する構成による作用および効果について説明する。
 可動コア41は、軸方向において互いに異なる位置に設けられた可動内側上面42a(第1吸引面)および可動外側上面43a(第2吸引面)を有する段付き形状に形成されている。また、第1吸引面と第2吸引面とでは磁束の向きが異なる。これによれば、本実施形態に反して、磁束の向きが異なる2つの吸引面を軸方向にて同じ位置に設けた可動コアと比較して、磁気吸引力を向上できる。その理由について、図6および図7を用いて以下に説明する。
 図6および図7は、鉄心70yにコイル本体70xを巻回した供試体を示す。コイル本体70xに電流を流すと、図6中の点線に示すように磁束が分布し、図7中の点線に示すように磁界が分布する。鉄心70yの軸方向のうちの中央部分Wでは、図7に示すように複数の磁界が重畳する数が多いので、磁界強度が高くなる。このことは、燃料噴射弁1が備えるコイル70により生じる磁界強度は、軸方向におけるコイル70の中央部分Wで最も高くなることを意味する。
 この点を鑑み、本実施形態では、軸方向において第1吸引面を第2吸引面よりもコイル70の側に近づけて配置しているので、第1吸引面は、磁界強度の高い中央部分Wに近づけて配置されることになる。そのため、第1吸引面が第2吸引面と軸方向にて同じ位置に設けられた可動コアと比較して、磁気吸引力を向上できる。
 さて、このように可動コア41を段付き形状に形成すると、可動コア41が大型化するので、可動構造体Mの質量が大きくなる。その結果、可動構造体Mを閉弁作動させて弁体30を着座面23sに着座させた時に、弁体30が着座面23sに衝突して跳ね返ることを繰り返すといったバウンスの現象が生じやすくなる。この現象に対し本実施形態では、弁体30(長軸部材)および連結部材31(長軸部材)の縦弾性係数を、可動コア41の縦弾性係数より大きくしている。これによれば、本実施形態に反して、可動コア41と長軸部材とで縦弾性係数を同じにした場合と比較して、バウンスを低減できる。その理由について、図8および図9を用いて以下に説明する。
 図8は、可動構造体Mがバウンスする際の振動の挙動について、数値解析に用いたモデルを示す。図8中の数式に示すfは固有振動数、λは無次元定数、Lは振動方向長さ、Eは縦弾性係数を示す。図9は、上記モデルによる振動波形を示し、図9中の縦軸は振動強度、横軸は経過時間を示す。図9上段に示す固有振動数の大きいモデルの場合には、下段に示す固有振動数の小さいモデルの場合に比べて、振動の減衰に要する時間が短い。したがって、可動構造体Mの固有振動数を大きくすることが、バウンス低減に有効である。そして、図8中の数式に示すように、振動方向長さLが長いほど固有振動数fが小さくなり、その一方で、縦弾性係数Eが大きいほど固有振動数fが大きくなる。そのため、可動構造体Mのうち軸方向長さの長い部分について縦弾性係数Eを大きくすることが、可動構造体Mの固有振動数fを大きくする上で有効である。
 この点を鑑み、本実施形態では、可動コア41に比べて軸方向に長い形状の長軸部材について、可動コア41より縦弾性係数Eを大きくしている。そのため、可動構造体Mの固有振動数fを大きくできるので、バウンス振動の減衰に要する時間を短くできる。よって、可動コア41を段付き形状にして磁気吸引力を向上させることとバウンス低減との両立を図ることができる。しかも、第1吸引面および第2吸引面を形成する可動コア41については縦弾性係数Eを大きくするといった制約を受けることなく、磁束を通しやすい強磁性体を採用することができるので、磁気力向上とバウンス抑制との両立を図ることができる。
 さらに本実施形態によれば、コイルスプリングである弾性部材SP1の全体が、軸方向において第1吸引面よりも噴孔23aの反対側に位置する。ここで、本実施形態に反して弾性部材SP1の一部が軸方向において第1吸引面よりも噴孔23a側に位置している場合には、通電により生じた磁束が、第1吸引面でのエアギャップをバイパスして弾性部材SP1に流れてしまうおそれがある。しかも、コイルスプリングは非対称の形状であるため、第1吸引面の円周方向で発生吸引力に差ができるので、可動コア41をフルリフト位置に維持させる力が弱くなる。その結果、可動構造体Mの閉弁速度が速くなり、バウンスが促進されてしまう。これに対し本実施形態では、弾性部材SP1の全体が第1吸引面よりも反噴孔側に位置するので、上記バイパスを抑制でき、磁気吸引力の向上を促進できる。
 さらに本実施形態によれば、固定境界部Qが覆い体90により内周側から覆われている。このため、燃料噴射弁1の製造時において、外周側からの溶接作業に伴って発生したスパッタが固定境界部Qを通じて第2固定コア51やボデー本体部21の内部空間で飛び散ることを防止できる。この場合、スパッタが流通路F26s,F31などに存在することに起因して噴孔23aからの燃料の噴射が適正に行われない、ということを抑制できる。これにより、第2固定コア51とボデー本体部21とを溶接にて接合したとしても、燃料を適正に噴射することができる。
 さらに本実施形態によれば、弾性部材SP1は、オリフィス部材32に当接している。このように、可動構造体Mのうち最も低硬度の可動コア41以外の部分で弾性部材SP1を当接させているので、弾性部材SP1が当接することによる可動構造体Mの摩耗を低減できる。その結果、上記摩耗による弾性部材SP1の弾性変形量低下を抑制でき、弾性力低下による開弁速度の増大を抑制できる。よって、可動構造体Mの開弁作動に伴い拡径部31aがストッパ55に衝突した際、拡径部31aがストッパ55に繰り返し連続して衝突する現象(バウンス)を抑制できる。
 さらに本実施形態によれば、磁気回路の周りがシリンダヘッド3に取り囲まれている直噴タイプの燃料噴射弁1に、段付きコア形状の可動コア41を適用させている。これによれば、吸引面が軸方向に1箇所である可動コアに比べて、シリンダヘッド3に生じる渦電流を低減できる。なぜなら、より少ない磁束量で所望の吸引力が得られるからである。よって、コイル70へ供給する電気エネルギにより磁気吸引力を生じさせるエネルギ効率を向上できる。また、磁束量が少なくできると、可動コア41が固定コア50に当接する直前の吸引力上昇量を抑えることができる。これにより衝突スピードを低減できるため開弁バウンスを抑制できる。
 さらに本実施形態によれば、開弁作動する可動構造体Mのうち拡径部31aがストッパ55に当接し、この当接した状態では、可動コア41と固定コアとの間に隙間が形成されている。そのため、可動コア41が固定コアに衝突することが回避されるので、可動コア41の衝突による損傷を抑制できる。
 さらに本実施形態によれば、非磁性部材60は上傾斜面60a及び下傾斜面60bを有している。そのため、第1固定コア50および第2固定コア51に非磁性部材60を組み付けるにあたり、同軸上に組み付けることを高精度で実現できる。そのため、可動構造体Mが開閉作動する際に、可動構造体Mが受ける燃料の抵抗を周方向で均一にできる。これにより、可動コア41が傾いて衝突する事を回避できるため、バウンス抑制を促進できる。
 (第2実施形態)
 図10に示すように、本実施形態では、上記第1実施形態に係るオリフィス部材32、移動部材35および押付用弾性部材SP2を廃止し、連結部材31と弁体30とを一体に成形している。
 上記第1実施形態では、連結部材31が可動コア41に溶接で固定されている。つまり、長軸部材と可動コア41とが一体となってバウンスする。これに対し本実施形態では、可動コア41は、連結部材31および弁体30に対して軸方向に相対移動可能な状態で長軸部材に組み付けられている。可動コア41の噴孔側の面とボデー本体部21との間には、弾性部材SP3が挟持されている。弾性部材SP3は、可動コア41に対して反噴孔側へ弾性力を付与する。これにより可動コア41は、拡径部31aと弾性部材SP3との間で挟持される。
 可動構造体Mが閉弁作動して弁体30が着座面23sに当接した直後には、可動コア41は、弾性部材SP3の弾性力に抗して噴孔側へ移動する。つまり、弁体30を含む長軸部材は、可動コア41が相対移動した状態でバウンスし得る。
 可動内側部42には、可動内側上面42aと第1固定コア50とのギャップと、可動コア41の噴孔側とを連通させる連通穴42hが形成されている。連通穴42hは、可動コア41を軸方向に貫通させる形状であり、可動コア41の周方向に等間隔で複数配置されている。
 可動コア41の表面のうち可動内側上面42a(第1吸引面)と可動外側上面43a(第2吸引面)とが連なる連接面41cには、可動コア41を軸方向に貫通させる貫通孔43hが形成されている。貫通孔43hは、可動コア41を軸方向に貫通させる形状であり、可動コア41の周方向に等間隔で複数配置されている。図10に示す例では、可動コア41の周方向において、貫通孔43hと連通穴42hとは同じ位置に配置されているが、異なる位置に配置されていてもよい。また、図10に示す例では、貫通孔43hは可動外側部43に形成されているが、可動内側部42に形成されていてもよい。
 可動コア41が第1固定コア50へ吸引されて可動構造体Mが開弁作動する際には、可動内側上面42aと第1固定コア50とのギャップに位置する燃料は連通穴42hから噴孔側へ押し出される。そして、第2固定コア51または非磁性部材60と連接面41cとの間に位置する燃料は貫通孔43hから噴孔側へ押し出されることになる。
 可動内側部42のうち噴孔側の面には、反噴孔側へ凹む形状の凹部42iが形成されている。つまり、可動コア41の噴孔側の面は、長軸部材側が長軸部材側とは反対側よりも反噴孔側へ凹む形状の凹部42iが形成されている。凹部は、軸中心を含む範囲に形成されており、軸方向から見て円形の形状である。凹部42iには弾性部材SP3の端部が位置しており、弾性部材SP3が径方向に移動することを凹部42iが規制している。
 ここで、可動内側上面42aから入った磁束は、180度向きを替えて可動外側上面43aから出ていくことは先述した通りであり、これにより、可動コア41の内部で磁束がUターンすることになる。そして、可動コア41の噴孔側の面に凹部42iが形成されていることにより、磁束がUターンして向きを変えることが促進される。換言すれば、可動コア41のうち、Uターンする磁束経路に関与しない部分が凹部42iにより取り除かれているので、磁束流れの効率を向上させている。但し、第1固定コア50、第2固定コア51および可動コア41を含む磁気回路全体において、可動コア41の凹部42iに沿った部分が磁気絞りにならない程度の大きさに凹部42iは設定されている。
 また、連接面41cに対向する位置に非磁性部材60が配置されている。換言すれば、軸方向において連接面41cが存在する範囲の少なくとも一部と、軸方向において非磁性部材60の内周面のうちが存在する範囲の少なくとも一部とが重複するように、非磁性部材60は配置されている。
 また、可動コア41の最外径寸法は、コイル70の内径寸法よりも大きい。換言すれば、可動コア41の外周面つまり可動外側部43の外周面43iは、コイル70の円筒内周面70iよりも径方向外側に位置する。また、可動外側上面43aの一部は、コイル70の円筒内周面70iよりも径方向外側に位置する。
 また、コイル70の軸方向長さL1は、可動コア41の軸方向長さよりも短い。可動コア41の軸方向長さとは、軸方向における、可動内側部42の上面から可動外側部43の下面までの距離のことである。さらに本実施形態では、コイル70の軸方向長さL1は、可動内側部42の軸方向長さよりも短い。
 コイル70への通電は、電子制御装置(ECU10e)により制御される。燃料噴射弁1およびECU10eは燃料噴射システムを提供し、ECU10eは燃料噴射制御装置を提供する。ECU10eは、昇圧回路11e、波形取得部12e、脈動検出部13eおよび推定部14eを備える。さらにECU10eは、演算処理装置として機能するプロセッサおよび記憶装置としてのメモリを備える。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムにしたがって各種の演算処理を実行する。
 ECU10eがコイル70への通電時間を制御することで、弁体30の開弁時間を制御して1回の開弁で噴射される量(燃料噴射量)を制御する。通電時間のうち、弁体30がフルリフト位置に達する前に通電オフさせるほどに短い時間領域をパーシャルリフト噴射領域と呼び、この場合には微少量の噴射が可能となる。なお、通電時間のうち、フルリフト位置に達した以降に通電オフさせる時間領域をフルリフト噴射領域と呼ぶ。
 ECU10eは、パーシャルリフト噴射領域で噴射制御するパーシャル制御部(PL制御部15e)と、フルリフト噴射領域で噴射制御するフルリフト制御部(FL制御部16e)とを備える。ECU10eは、要求される燃料噴射量および燃料噴射弁1へ供給される燃料圧力に応じて、いずれの制御部で噴射制御するかを切り替えて通電時間を制御する。さらにECU10eは、1燃焼サイクル中に複数回の噴射を実行するようにコイル70への通電を制御する多段制御部17eを備える。
 昇圧回路11eは、車両に搭載されたバッテリの電圧を昇圧してブースト電圧を生成する。ECU10eは、コイル70への通電開始から電流が所定値まで上昇するまでの期間はブースト電圧をコイル70へ印加し、その後、通電終了までの期間はバッテリ電圧をコイル70へ印加するように通電制御する。
 波形取得部12eは、コイル70へ流れる電流(コイル電流)または電圧(コイル電圧)を検出するとともに、その検出値の時間変化を表した検出波形を取得する。さて、可動構造体Mの開閉作動に伴い可動コア41が移動している最中には、コイル70に誘起電流が生じる。そして、開閉作動が終了して可動コア41が移動停止したタイミングで、誘起電流に変化が生じるので、検出波形に脈動が出現する。
 したがって、閉弁作動が終了して噴射終了するタイミングまたは閉弁作動を開始するタイミングと、検出波形に脈動が出現するタイミングとは相関性が高い。また、開弁作動を開始して噴射開始するタイミングまたは開弁作動を完了してフルリフト位置に達したタイミングと、検出波形に脈動が出現するタイミングとは相関性が高い。
 脈動検出部13eは、このような脈動が検出波形に出現するタイミングを検出し、推定部14eは、検出した出現タイミングに基づき、噴射開始または噴射終了のタイミングを推定する。例えば、脈動出現タイミングと噴射開始または噴射終了のタイミングとの相関をECU10eに予め記憶させておく。そして推定部14eは、脈動検出部13eで検出されたタイミングと上記相関との対応関係から、噴射開始または噴射終了のタイミングを推定する。さらに推定部14eは、噴射開始のタイミングおよび噴射終了のタイミングの少なくとも一方に基づき、1回の開弁作動で噴射された燃料の量を推定する。
 以上により、本実施形態によれば、可動コア41のうち第1吸引面を含むように移動方向(軸方向)に延びる部分を可動内側部42とし、可動内側部42のうち噴孔側の面には、反噴孔側へ凹む形状の凹部42iが形成されている。そのため、可動コア41の内部で磁束がUターンしやすくなり、磁束流れの効率を向上できる。よって、効率が向上した分だけ吸引面を小さくして可動コア41の軽量化を図ることができ、さらに、凹部42iで削除した分だけ可動コア41を軽量化できるので、可動構造体Mのバウンス抑制を促進できる。
 さらに本実施形態によれば、可動コア41は、長軸部材に対して移動方向(軸方向)に相対移動可能な状態で長軸部材に組み付けられている。そのため、閉弁作動する可動構造体Mが着座面23sに当接した際に、可動コア41が弁体30に対して噴孔側へ相対移動するので、振動系の質量を低減でき、弁体30のバウンスを抑制できる。また、開弁作動する可動構造体Mが第1固定コア50に当接した際に、弁体30が可動コア41に対して反噴孔側へ相対移動するので、振動系の質量を低減でき、可動コア41のバウンスを抑制できる。
 さらに本実施形態によれば、可動コア41と長軸部材が相対移動可能な状態で構成されている場合に、非作動状態で可動コア41と長軸部材との間に作動方向に対して一定の距離を確保して配置することが可能である。これにより、閉弁後に可動コア41が相対運動した後、長軸部材に再衝突する事で再開弁する事を抑制できる。
 さらに本実施形態によれば、段付き形状の可動コア41を備える燃料噴射弁1に、波形取得部12eと、脈動検出部13eと、推定部14eとを備える燃料噴射システムを適用させる。波形取得部12eは、コイル70を流れる電流または電圧の時間変化を表した検出波形を取得する。脈動検出部13eは、可動構造体Mが噴孔23aを開閉することに伴い検出波形に脈動が出現するタイミングを検出する。推定部14eは、脈動検出部13eにより検出されたタイミングに基づき、噴孔23aからの燃料の噴射開始または噴射終了のタイミングを推定する。段付き形状の可動コア41の場合、可動コア41の移動に伴い磁束の流入、流出する両方の吸引面ギャップが同時に変化するため、生じる磁束変化が多くなるので、上記脈動が大きく出現する。よって、段付き形状の可動コア41に開閉タイミング推定装置を適用する本実施形態によれば、開閉タイミングの推定精度を向上できる。
 ここで、本実施形態の如く段付き形状の可動コア41を採用する場合、第1吸引面と第2吸引面とが連なる連接面41cと固定コアとの間に位置する燃料の流動性が悪くなる。ここに位置する燃料は、閉弁作動時には第1吸引面および第2吸引面を通過しなければ連接面41cの外方へ燃料が流出できず、開弁作動時には、第1吸引面および第2吸引面を通過しなければ連接面41cの外方から燃料が流入できないからである。このように流動性が悪い燃料中を可動コア41が移動する場合、可動コア41の見かけ上の質量が増大し、その結果、可動構造体Mのバウンスが促進されてしまう。
 この点を鑑みた本実施形態では、可動コア41の表面のうち第1吸引面と第2吸引面とが連なる連接面41cには、可動コア41を移動方向に貫通させる貫通孔43hが形成されている。そのため、上述した燃料の流動性を向上でき、可動コア41の見かけ上の質量増大を抑制できるので、可動構造体Mのバウンス抑制を図ることができる。
 ここで、本実施形態の如く段付き形状の可動コア41を採用する場合、軸方向に異なる位置に2つの吸引面が存在することに起因して、磁気回路内の磁気抵抗が大きくなる。これにより、コイル70への通電開始から弁体30が開弁作動を開始するまでの応答時間が長くなるとともに、可動コア41の移動に伴い生じる磁気抵抗変化も大きくなる。そのため、可動コア41がフルリフト位置に達する直前に吸引力が急上昇するようになるので、バウンスが促進されてしまう。
 この点を鑑みた本実施形態では、通電開始からの初期期間では、昇圧回路11eにより昇圧したブースト電圧をコイル70へ印加するので、フルリフト位置に達する直前での磁気抵抗と開弁開始時の磁気抵抗との差を小さくでき、可動コア41の移動に伴い生じる磁気抵抗変化を小さくできる。よって、フルリフト位置に達する直前に吸引力が急上昇することを抑制できるので、可動構造体Mのバウンス抑制を図ることができる。
 ここで、吸引力の上昇速度が遅い場合、吸引力が上昇している時間の通電時間に占める割合が大きくなる。特にパーシャルリフト噴射領域での噴射制御を実行している場合には、吸引力上昇時間が占める上記割合が大きくなるので、通電時間のばらつきに対する噴射量のばらつきが大きくなる。この点を鑑みた本実施形態では、段付き形状の可動コア41を備える燃料噴射弁1に、パーシャルリフト噴射領域での噴射制御を適用させる。これによれば、可動コア41が段付き形状で磁気効率が良いため、吸引力の上昇速度を速くできるので、吸引力上昇時間が占める上記割合を小さくでき、噴射量のばらつきを抑制できる。
 また、フルリフトに達しないで閉弁し始めるパーシャルリフト領域では、可動構造体Mの着座までの助走期間を短くできる。よって、本開示の構造に対してパーシャルリフトを活用する事で課題である閉弁バウンスを抑制することができる。またパーシャルリフトは固定コア50にも当接しないため開弁バウンスを根本的に解決できるため本開示の構造のバウンスの課題に対して有効である。
 ここで、多段噴射を実行する場合、噴射間のインターバルが短くなるので、噴射終了後に磁気回路の残留磁気を迅速に消散させることが要求される。そして、本実施形態の如く段付き形状の可動コア41を採用する場合、残留磁気を迅速に消散させることができるので、通電時間に対する噴射量が残留磁気の影響で変化することを抑制できる。また、多段噴射する事で1噴射当たりの噴射量を小さく設定できる。これによりパーシャルリフト領域をより高い頻度で使用する事ができるため、開弁バウンス起因の噴射量バラツキを抑制することができる。
 ここで、コイル70により生じる磁界強度は、軸方向におけるコイル70の中央部分Wで最も高くなることは図7を用いて先述した通りであるが、径方向においても、コイル70の中央部分で磁界強度が最も高くなる。この点を鑑みた本実施形態では、第2吸引面の少なくとも一部は、コイル70の円筒内周面70iよりも径方向外側に位置する。そのため、第2吸引面の全体が円筒内周面70iよりも径方向内側に位置する場合に比べて、方向におけるコイル70の中央部分に第2吸引面が近づいて配置されることになるので、磁気吸引力を向上できる。また、このように磁気吸引力を向上できる分だけ可動コア41の小型化および軽量化を図ることができ、バウンス抑制を促進できる。
 さらに本実施形態によれば、可動コア41の表面のうち第1吸引面と第2吸引面とが連なる連接面41cに対向する位置に、非磁性部材60が配置されている。これによれば、第1吸引面および第2吸引面の一方から可動コア41へ入った磁束が、他方をバイパスして固定コアへ入るといった磁束短絡を抑制することができる。よって、磁気吸引力を向上でき、その分だけ可動コア41の小型化および軽量化を図ることができ、バウンス抑制を促進できる。
 (他の実施形態)
 以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
 上記各実施形態では、長軸部材の縦弾性係数を可動コア41の縦弾性係数よりも大きく設定しているが、長軸部材の縦弾性係数を可動コア41の縦弾性係数よりも小さく設定してもよいし、互いの縦弾性係数を同じに設定してもよい。
 上記第1実施形態において、可動コア41よりも大きい縦弾性係数に設定される長軸部材を、連結部材31および弁体30としている。これに対し、連結部材31を除いた弁体30の部分を長軸部材として縦弾性係数を設定してもよいし、弁体30を除いた連結部材31の部分を長軸部材として縦弾性係数を設定してもよい。また、弁体30の縦弾性係数を連結部材31の縦弾性係数より大きくしてもよいし、その逆であってもよい。
 図10に示す貫通孔43hは、軸方向に平行に延びる形状であるが、軸方向に対して傾斜して延びる形状であってもよい。また、上記各実施形態に係る非磁性部材60に、磁性を有する金属材料を採用し、磁気絞りとなるように断面積を小さくしてもよい。
 上記各実施形態では、ノズルボデー20の着座面23sおよび弁体30のシート面30sを平坦形状にしている。これに対し、着座面23sおよびシート面30sの少なくとも一方を、球面または断面円弧形状にしてもよい。これによれば、シート面30sが着座面23sから受ける面圧が低減するので、弁体30が着座面23sに着座した時の弁体30の弾性変形量を低減でき、可動構造体Mのバウンスを低減できる。
 上記各実施形態において、ノズルボデー20の着座面23sおよび弁体30のシート面30sの少なくとも一方に、ノズルボデー20および弁体30に比べて高硬度の硬質膜をコーティングすることが望ましい。硬質膜の具体例としては、炭化水素あるいは炭素の同素体から成る非晶質(アモルファス)のナノレベル薄膜が挙げられる。これによれば、着座面23sとシート面30sとの摩擦に対する潤滑性が向上するので、可動構造体Mのバウンスを低減できる。
 上記各実施形態では、点火着火式のガソリンエンジンに本開示を適用させており、燃料噴射弁1により噴射させる燃料にガソリンを適用させている。これに対し、ガソリンよりもエネルギ密度の低い燃料、例えばエタノール、メタノール等のバイオ燃料に適用させてもよい。エネルギ密度が低い燃料を噴射させる場合、ガソリンと同等の燃焼エネルギを得るには噴射量を多くしなければならないので、弁体30のリフト量を大きくせざるをえなくなり、その結果、可動構造体Mのバウンスが生じるおそれがある。しかし、先述したバウンス低減の構成を備える本開示によればバウンス抑制の効果が発揮されるので、エネルギ密度の低い燃料を対象とした場合に上記効果が好適に発揮される。
 上記第1実施形態では、覆い部を構成する覆い部材93及び案内部を構成する対向部材94がボデー本体部21とは別部材により形成されていたが、覆い部及び案内部はボデー本体部21の一部により形成されていてもよい。
 上記各実施形態の可動コア41について、可動外側上面43aが可動内側上面42aよりも噴孔側に配置されているのではなく、反噴孔側に配置されていてもよい。
 上記各実施形態では、覆い上室S1が設けられていたが、この覆い上室S1を廃止してもよい。例えば、上記第1実施形態において、覆い体90の覆い上面90bと第2固定コア51の第2下面51aとが重ねられ、覆い体90の覆い下面90cとボデー本体部21の上端面とが重ねられた構成としてもよい。
 上記第1実施形態では、ボデー本体部21及び第2固定コア51に、覆い体90を収容する本体切欠部N21及び第2切欠部N51が設けられていたが、これら切欠部N21,N51が設けられていなくてもよい。
 上記第1実施形態では、覆い部材93、対向部材94及びボデー本体部21の両方が非磁性体により形成されていたが、これら覆い部材93や対向部材94、ボデー本体部21は非磁性体でなく磁性体により形成されていてもよい。ただし、覆い部材93及びボデー本体部21のうち一方は、可動コア41や第2固定コア51に比べて磁性が低い非磁性体等により形成されていることが好ましい。
 上記第1実施形態では、覆い体90が覆い部材93及び対向部材94という2つの部材により構成されていたが、覆い部材93だけが覆い体90を構成していてもよい。
 上記各実施形態では、可動構造体Mが閉弁方向に移動する場合に、覆い上室S1がダンパ機能を発揮する構成になっていたが、覆い上室S1がダンパ機能を発揮しない構成になっていてもよい。例えば、摺動部材33の摺動面33aについて、その周方向全体を対向部材94に摺動させるのではなく、周方向において部分的に対向部材94に摺動させる構成とする。
 上記各実施形態では、固定境界部Qの全体が溶接部96に含まれていたが、溶接部96には、少なくとも固定境界部Qの径方向外側の端部が含まれていればよい。この構成では、溶接部96には、ボデー本体部21の一部及び第2固定コア51の一部が含まれる一方で、覆い部材93は含まれない。すなわち、溶接部96によっては、覆い部材93がボデー本体部21及び第2固定コア51に固定されない。
 上記第1実施形態の覆い体90において、覆い部材93及び対向部材94の両方が非磁性体により形成されていたが、対向部材94は磁性体により形成されていてもよい。
 上記各実施形態では、固定境界部Qについて、溶接に伴って溶接部96が形成されていたが、溶接部96は形成されていなくてもよい。すなわち、第2固定コア51とボデー本体部21とは溶接されていなくてもよい。
 上記各実施形態では、ストッパ55において第1固定コア50よりも噴孔側に突出した部分が、固定コア50,51と可動コア41との間にギャップを確保する凸部になっていたが、凸部は可動構造体Mに設けられていてもよい。例えば、図11に示すように、可動構造体Mにおいて連結部材31が可動コア41よりも反噴孔側に突出しており、この突出部分が凸部になっている構成とする。この構成では、ストッパ55が第1固定コア50よりも噴孔側に突出していない。このため、連結部材31とストッパ55とが当接することで可動構造体Mの移動が規制された場合に、可動コア41から連結部材31が突出した長さ分だけ、固定コア50,51と可動コア41との間にギャップが確保される。
 上記各実施形態において、第1吸引面と固定コアとのギャップと、第2吸引面と固定コアとのギャップとを、同じ大きさに設定してもよいし、異なる大きさに設定してもよい。異なる大きさに設定する場合、第1吸引面および第2吸引面のうち、通過する磁束の量が少ない方の吸引面について、他方の吸引面よりもギャップを大きくすることが望ましい。その理由について以下に説明する。
 固定コアと吸引面との間に燃料が薄膜状に充満した状態では、リンキング作用により、吸引面が固定コアから引き剥がされにくくなっている。そして、固定コアと吸引面とのギャップを小さくするほどリンキング作用が大きくなり、通電オフに対する閉弁作動開始の応答性が悪くなる。しかし、リンキング作用低減を図るべくギャップを大きくすると、その背反として吸引力が小さくなってしまう。この点を鑑みると、磁束量が少ない方の吸引面については、ギャップを小さくしても吸引力向上に大きくは寄与しないので、ギャップを大きくしてリンキング作用低減を図った方が有効である。
 以上により、第1吸引面および第2吸引面のうち、磁束量が少ない方の吸引面について、他方の吸引面よりもギャップを大きくすることが望ましい。なお、上記各実施形態の例では、径方向外側に位置する吸引面(第2吸引面)を通過する磁束量は、径方向内側に位置する吸引面(第1吸引面)を通過する磁束量よりも少ない。よって、第2吸引面のギャップを第1吸引面のギャップよりも大きく設定している。
 マルテンサイト組織を有する金属は、オーステナイト組織を有する金属に比べて、縦弾性係数が大きくなりやすい。この点を鑑み、マルテンサイト組織を有する金属を長軸部材に採用し、オーステナイト組織を有する金属を可動コア41に採用することが望ましい。これによれば、長軸部材の縦弾性係数を可動コア41の縦弾性係数より大きく設定することを容易に実現できる。また、長軸部材および可動コア41にステンレス鋼を採用することが望ましい。例えば、マルテンサイト系のステンレス鋼を長軸部材に採用し、オーステナイト系のステンレス鋼を可動コア41に採用することが望ましい。
 長軸部材および可動コア41に、クロムCrを含有する鋼材、特にクロムを含有するステンレス鋼を採用することが望ましい。また、可動コア41に採用される鋼材に比べてクロム含有量の少ない鋼材を、長軸部材に採用することが望ましい。これによれば、長軸部材の縦弾性係数を可動コア41の縦弾性係数より大きく設定することを容易に実現できる。例えば、長軸部材のクロム含有量を16%未満とし、可動コア41のクロム含有量を16%以上とすることが望ましい。より好ましくは、長軸部材のクロム含有量を12%以上16%未満とすることである。
 長軸部材を可動コア41より高硬度にすることが望ましい。これによれば、長軸部材の縦弾性係数を可動コア41の縦弾性係数より大きく設定することを容易に実現できる。例えば、長軸部材の表面硬さをビッカース硬度600以上とし、可動コア41の表面硬さをビッカース硬度600未満とすることが望ましい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (21)

  1.  通電により磁束を生じさせるコイル(70)と、
     前記磁束の通路を形成して磁気力を生じさせる固定コア(50,51)と、
     前記磁気力により前記固定コアへ吸引される第1吸引面(42a)および第2吸引面(43a)を有し、前記吸引により移動することで、燃料を噴射する噴孔(23a)を開閉する可動構造体(M)と、
    を備え、
     前記第1吸引面および前記第2吸引面は、前記可動構造体の移動方向において互いに異なる位置に設けられており、
     前記可動構造体は、前記第1吸引面および前記第2吸引面を有する可動コア(41)と、前記可動コアに比べて前記移動方向に長い形状の長軸部材(30,31)と、を有し、
     前記長軸部材の縦弾性係数が前記可動コアの縦弾性係数より大きい燃料噴射弁。
  2.  前記第2吸引面は、前記移動方向において前記第1吸引面よりも前記噴孔の側に位置し、かつ、前記移動方向に対して垂直な方向おいて前記第1吸引面よりも前記長軸部材の反対側に位置し、
     前記可動コアの前記噴孔の側の面は、前記長軸部材側が前記長軸部材側とは反対側よりも前記噴孔の反対側へ凹む形状の凹部(42i)が形成されている請求項1に記載の燃料噴射弁。
  3.  前記可動コアは、前記長軸部材に対して前記移動方向に相対移動可能な状態で前記長軸部材に組み付けられている請求項1または2に記載の燃料噴射弁。
  4.  前記可動コアの表面のうち前記第1吸引面と前記第2吸引面とが連なる連接面(41c)には、前記可動コアを前記移動方向に貫通させる貫通孔(43h)が形成されている請求項1~3のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  5.  前記可動構造体に弾性力を閉弁側へ付与するコイルスプリング(SP1)を備え、
     前記第1吸引面は、前記移動方向において前記第2吸引面よりも前記噴孔の反対側に位置し、
     前記コイルスプリングの全体が、前記移動方向において前記第1吸引面よりも前記噴孔の反対側に位置する請求項1~4のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  6.  前記第2吸引面は、前記移動方向において前記第1吸引面よりも前記噴孔の側に位置し、かつ、前記移動方向に対して垂直な方向おいて前記第1吸引面よりも前記長軸部材の反対側に位置し、
     前記コイルは、円筒形状に巻回されており、
     前記第2吸引面の少なくとも一部は、前記コイルの円筒内周面よりも径方向外側に位置する請求項1~5のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  7.  前記第1吸引面および前記第2吸引面は磁束の流入方向が異なる請求項1~6のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  8.  前記長軸部材に当接して前記可動構造体に弾性力を閉弁側へ付与するコイルスプリング(SP1)を備え、
     前記長軸部材は、前記可動コアに比べて高硬度である請求項1~7のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  9.  内燃機関に形成された取付穴(4)に挿入され、前記内燃機関の燃焼室(2)へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁において、
     前記コイルを収容するケース(10)を備え、
     前記ケースのうち前記コイルを収容する領域の部分の全体が、前記取付穴の内周面(4a)により囲まれる請求項1~8のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  10.  前記固定コアには、前記可動構造体と当接することで前記可動構造体が反噴孔側へ移動することを規制するストッパ(55)が固定されており、
     前記可動構造体が前記ストッパに当接した状態では、前記可動コアと前記固定コアとの間に隙間が形成されている請求項1~9のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  11.  前記固定コアは、前記第1吸引面と対向する第1固定コア(50)、および前記第2吸引面と対向する第2固定コア(51)を有し、
     前記第1固定コアと前記第2固定コアとの間に設けられ、前記固定コアより弱い磁性の非磁性部材(60)を備える請求項1~10のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  12.  前記第1固定コアは、前記非磁性部材に接合される面であって、前記移動方向に対して垂直な面を傾斜させた形状の第1傾斜面(50b)を有し、
     前記第2固定コアは、前記非磁性部材に接合される面であって、前記移動方向に対して垂直な面を傾斜させた形状の第2傾斜面(51c)を有する請求項11に記載の燃料噴射弁。
  13.  前記非磁性部材は、可動コアの表面のうち前記第1吸引面と前記第2吸引面とが連なる連接面(41c)に対向する位置に配置されている請求項11または12に記載の燃料噴射弁。
  14.  前記コイルの前記移動方向における長さは、前記可動コアの前記移動方向における長さよりも短い請求項1~13のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  15.  前記長軸部材のシート面(30s)が離着座する着座面(23s)が形成された噴孔部材(23)を備え、
     前記着座面および前記シート面の少なくとも一方が球面形状または断面円弧形状である請求項1~14のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  16.  前記長軸部材のシート面(30s)が離着座する着座面(23s)が形成された噴孔部材(23)を備え、
     前記着座面および前記シート面の少なくとも一方には硬質膜がコーティングされている請求項1~15のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  17.  ガソリンよりもエネルギ密度の低い燃料を前記噴孔から噴射する請求項1~16のいずれか1つに記載の燃料噴射弁。
  18.  請求項1~17のいずれか1つに記載の燃料噴射弁と、
     前記コイルへ流れる電流または電圧を検出するとともに、その検出値の時間変化を表した検出波形を取得する波形取得部(12e)と、
     前記可動コアの移動停止に起因した脈動が前記検出波形に出現するタイミングを検出する脈動検出部(13e)と、
     前記脈動検出部により検出されたタイミングに基づき、前記噴孔からの噴射開始または噴射終了のタイミングを推定する推定部(14e)と、
    を備える燃料噴射システム。
  19.  請求項1~17のいずれか1つに記載の燃料噴射弁と、
     バッテリ電圧を昇圧してブースト電圧を生成する昇圧回路(11e)と、
    を備え、
     少なくとも前記コイルへの通電開始から電流が所定値まで上昇するまでの期間には、前記ブースト電圧を前記コイルに印加する燃料噴射システム。
  20.  請求項1~17のいずれか1つに記載の燃料噴射弁と、
     前記可動構造体がフルリフト位置に達する前に前記コイルへの通電をオフさせるように前記コイルへの通電時間を制御するパーシャル制御部(15e)と、
    を備える燃料噴射システム。
  21.  請求項1~17のいずれか1つに記載の燃料噴射弁と、
     内燃機関の1燃焼サイクル中に複数回の噴射を実行するように前記コイルへの通電を制御する多段制御部(17e)と、
    を備える燃料噴射システム。

     
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