CN101411044A - 电磁致动器以及燃料喷射装置 - Google Patents

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CN101411044A CNA2007800107312A CN200780010731A CN101411044A CN 101411044 A CN101411044 A CN 101411044A CN A2007800107312 A CNA2007800107312 A CN A2007800107312A CN 200780010731 A CN200780010731 A CN 200780010731A CN 101411044 A CN101411044 A CN 101411044A
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Abstract

本发明提供一种体积小、成本低、推力大而平滑并使柱塞往复运动的电磁致动器。该电磁致动器，具备：磁轭(130)；配置在磁轭周围的线圈(180)；滑动自如地配置在磁轭的内侧并与柱塞(110)形成一体的电枢(120)；使电枢返回停止位置的复位弹簧(150)，其中，磁轭(130)在轴线方向L的规定位置具有切除外周(131)的一部分壁厚而形成的环状间隙槽(133)，该环状间隙槽(133)具有向外扩展的梯形截面。上述结构能够缩短磁路、使相对于电枢的移动量所产生的电磁力(推力)大而平滑、提高电枢的加速度(应答性)，并且没有必要对安装位置进行高精度的管理，能够减少部件数、简化组装作业、降低成本等。

Description

电磁致动器以及燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及具有往复运动的柱塞的电磁致动器以及以该电磁致动器为驱动源对发动机的进气通道进行燃料喷射的燃料喷射装置，特别是涉及适用于搭载在二轮车等小型发动机上的电磁致动器以及燃料喷射装置。
背景技术
作为搭载在二轮车等的电子控制型燃料喷射装置，已知的有如下结构：配置于比燃料箱更低位置的吸气管等上，将从燃料箱引出来的燃料通过被电磁驱动的柱塞泵进行压送并从燃料喷嘴喷射，同时将剩余的燃料以及所产生的蒸汽通过回流管送回燃料箱内。
这种燃料喷射装置具备：一柱塞泵；一筒体，使柱塞滑动自如地收容于其内并划定压送室；一吸入止回阀，控制从燃料供给通道向压送室的燃料的供给；一溢流阀，从压送室排出剩余的燃料以及所产生的蒸汽；一回流通道，使剩余的燃料以及所产生的蒸汽返回燃料箱并形成于内磁轭的外侧与线圈的内侧之间；一喷嘴，对从压送室排出的燃料进行喷射，其中，作为电磁致动器的柱塞泵包括：通过往复运动对燃料进行压送和吸入的柱塞；与柱塞一体移动的圆筒状的电枢；配置在电枢周围并且为了确保空隙而被分割成上磁轭与下磁轭两部分的圆筒状的内磁轭；配置在内磁轭周围的励磁线圈；配置在线圈周围的外磁轭以及端部磁轭等。参见专利文献1以及专利文献2。
可是，这种燃料喷射装置存在如下缺点：由于被分割成两部分的内磁轭与电枢的关系，柱塞的推力具有随着移动量的增加而增加的特性，因此为了消除装置彼此间的差异并得到规定的推力，在组装时需要高精度地管理柱塞或电枢的位置。还有，因为内磁轭由两个部件构成，所以增加了部件管理和组装工时等，从而增加了成本。
另外，在内磁轭和线圈之间设置了回流通道而且外磁轭以及端部磁轭超过压送室延伸至喷嘴附近，所以整个磁路变长，磁损失大(磁效率低)。
还有，吸入止回阀比较大并在与柱塞的往复运动方向相垂直的方向具有比内磁轭的外径更突出的结构，所以组装比较困难、装置的轮廓比较大，导致发动机上的搭载位置受到限制、安装的自由变小。
专利文献1：日本专利特开2002-155828号公报。
专利文献2：日本专利特开2003-166455号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述现有技术中所存在的问题而提出的，其目的在于提供一种电磁致动器以及以该电磁致动器为驱动源的燃料喷射装置。该电磁致动器以及燃料喷射装置具有部件数少、结构简单、体积小、成本低、易组装等优点的同时，可提高电磁力(驱动力或推力)的增加和平滑以及应答性，改善生产性，降低电力消耗，并可进行高精度且稳定的燃料喷射。
解决课题的手段
本发明的电磁致动器具有如下结构，其具备：一圆筒状的磁轭；一励磁线圈，配置于磁轭周围；一电枢，滑动自如地配置于磁轭的内侧；一复位弹簧，使电枢返回停止位置，电磁致动器将电枢与柱塞一体地驱动，其中，上述磁轭在轴线方向的规定位置具有切除外周的一部分壁厚而形成的环状间隙槽，该环状间隙槽具有向外扩展的梯形截面。
根据这种结构，圆筒状的磁轭与以往的分割成两部分的磁轭不同由一个部件构成，空隙在其外周面作为具有梯形截面的环状间隙槽而形成，而且电枢直接滑动自如地被支持在圆筒状的磁轭上，所以能够缩短磁路，相对于电枢的移动量可以使所产生的电磁力(推力)大而平滑。因此，可以提高电枢的加速度(应答性)。而且，没有必要高精度地管理电枢和磁轭的相对组装位置，因此能够减少部件数、简化组装作业、降低成本等。
在上述电磁致动器中可以采用如下结构，电枢具有向轴线方向突出的环状缩径部，其在停止位置与划定环状间隙槽的底部的壁面相隔离且相对于该底部的壁面。
根据这种结构，电枢的环状缩径部在磁轭的环状间隙槽(的划定底部的壁面)从内侧留有一点点间隙且相对于该底部的壁面，所以能够进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。
在上述电磁致动器中可以采用如下结构，具有配置于圆筒状的磁轭以及线圈的外侧的第二磁轭，第二磁轭在圆筒状的磁轭的轴线方向不突出圆筒状的磁轭的范围。
根据这种结构，第二磁轭(例如，将圆筒状的磁轭作为内磁轭时的外磁轭)在轴线方向其长度设定为与圆筒状的磁轭相同长度或比圆筒状的磁轭更短的长度，因此能够缩短整个磁路的长度并进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。
在上述电磁致动器中可以采用如下结构，电枢和柱塞由同一材料一体成形。
根据这种结构，由于用同一材料一体成形，能够减少组装工时、减少部件数、降低成本等。
本发明的燃料喷射装置具有如下结构，其具备：一柱塞，通过往复运动将燃料吸入压送室并进行压送；一供给通道，将燃料供给压送室；一回流通道，使被供给的一部分燃料返回原处；一电磁致动器；一喷嘴，喷射从压送室排出的燃料，其中，电磁致动器包括：一电枢，对柱塞进行电磁驱动并与柱塞一体移动；一圆筒状的磁轭，使电枢滑动自如地收容于其内；一励磁线圈，配置于磁轭周围；一复位弹簧，使电枢返回停止位置，其中，上述磁轭在轴线方向的规定位置具有切除外周的一部分壁厚而形成的环状间隙槽，该环状间隙槽具有向外扩展的梯形截面。
根据这种结构，圆筒状的磁轭与以往的分割成两部分的磁轭不同由一个部件构成，空隙在其外周面作为具有梯形截面的环状间隙槽而形成，而且电枢直接滑动自如地被支持在圆筒状的磁轭上。
因此，能够缩短磁路，相对于电枢的移动量可以使所产生的电磁力(推力)大而平滑，因此可以提高电枢以及柱塞的加速度(应答性)，即，可以缩短加压冲程所需要的时间。由此，如果只需要与以往同样的排出特性，则可以缩小驱动脉冲宽度而降低电力消耗，另一方面，如果将驱动脉冲宽度设定为与以往同样的宽度，则可以提高排出(喷射量)精度。还有，因为没有必要高精度地管理电枢和磁轭的相对组装位置，所以能够减少部件数、简化组装作业、降低成本等。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，电枢具有向轴线方向突出的环状缩径部，其在停止位置与划定环状间隙槽的底部的壁面相隔离且相对于该底部的壁面。
根据这种结构，电枢的环状缩径部在磁轭的环状间隙槽(的划定底部的壁面)从内侧留有一点点间隙且相对于该底部的壁面，因此能够进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。因此，可以提高柱塞的应答性，并提高喷射量的精度。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，具有配置于圆筒状的磁轭以及线圈的外侧的第二磁轭，第二磁轭在圆筒状的磁轭的轴线方向不突出圆筒状的磁轭的范围。
根据这种结构，第二磁轭(例如，将圆筒状的磁轭作为内磁轭时的外磁轭)在轴线方向其长度设定为与圆筒状的磁轭相同长度或比圆筒状的磁轭更短的长度，所以能够缩短整个磁路的长度并进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。因此，可以进一步提高柱塞的应答性以及喷射量的精度。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，回流通道设置在圆筒状的磁轭的内侧。
根据这种结构，与将回流通道设置在磁轭和线圈之间的情况相比，可以将磁轭接近线圈配置，所以能够更加缩短磁路并进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，回流通道在轴线方向贯通电枢的内部。
根据这种结构，可以最大限度地保证电枢在磁轭的内周面滑动时的滑动面，因此能够降低滑动阻力并使电枢更加圆滑地动作。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，回流通道由在轴线方向切除电枢的外周面壁厚而形成。
根据这种结构，与在电枢内部形成贯通孔的情况相比，因为与磁轭的内周面共同划定回流通道，所以使电枢的制造变得容易从而可以降低成本。
在上述燃料喷射装置中可以采用如下结构，电枢和柱塞由同一材料一体成形。
根据这种结构，由同一材料一体成形，能够减少组装工时、减少部件数、降低成本等。
发明效果
根据具有上述结构的电磁致动器以及燃料喷射装置，能够减少部件数、简化结构、减小体积、降低成本、改善组装效率的同时，可提高电磁力(驱动力或推力)的增大和平滑以及应答性，改善生产性，降低电力消耗等，并可得到高精度且稳定的燃料喷射特性。
附图说明
图1为表示有关本发明电磁致动器以及燃料喷射装置的一实施方式的纵截面图；
图2为表示有关本发明电磁致动器以及燃料喷射装置的一实施方式的纵截面图；
图3为表示构成图1所示的电磁致动器以及燃料喷射装置的一部分的内磁轭的图，其中，(a)为侧面图、(b)为纵截面图；
图4为表示构成图1所示的电磁致动器以及燃料喷射装置的一部分的柱塞和电枢的图，其中，(a)为平面图、(b)为侧面图、(c)为(a)中E1-E1的纵截面图、(d)为(b)中E2-E2的纵截面图；
图5为表示图1所示的电磁致动器中磁路以及磁力线的流动的图，其中，(a)为电枢在停止位置时的模式图、(b)为电枢在最大冲程位置时的模式图；
图6为表示图1所示的电磁致动器以及燃料喷射装置中相对于电枢和柱塞的冲程的推力的图表；
图7为表示图1所示的燃料喷射装置搭载在发动机的状态的示意图；
图8为表示有关本发明电磁致动器以及燃料喷射装置的另一实施方式的纵截面图；
图9为表示有关本发明电磁致动器以及燃料喷射装置的另一实施方式的纵截面图；
图10为表示构成图8所示的电磁致动器以及燃料喷射装置的一部分的柱塞和电枢的图，其中，(a)为平面图、(b)为侧面图、(c)为(a)中E3-E3的纵截面图；以及
图11为表示图8所示的电磁致动器中磁路以及磁力线的流动的图，其中，(a)为电枢在停止位置时的模式图、(b)为电枢在最大冲程位置时的模式图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1至图5为表示有关本发明的电磁致动器以及燃料喷射装置的一种实施方式的图。其中，图1和图2为装置的纵截面图，图3为表示圆筒状的磁轭的侧面图和纵截面图，图4为表示电枢和柱塞的平面图、侧面图以及截面图，图5为表示电磁致动器的磁力线的流动的模式图。
如图1和图2所示，该燃料喷射装置具备以电磁致动器为驱动源而进行燃料压送的柱塞泵100，以及对加压到规定压力以上的燃料进行喷射的喷嘴300。
如图1和图2所示，柱塞泵100具备：在上下方向(轴线方向L)作往复运动的柱塞110；与柱塞形成一体的电枢120；圆筒状的内磁轭130；装配于内磁轭130的下端并形成通道的通道部件140；使电枢120(以及柱塞110)返回上方的停止位置的复位弹簧150；连接于内磁轭130的上端的回流管160；装配于内磁轭130的周围的线圈架170；卷绕在线圈架170上的励磁线圈180；从线圈架170的上端伸长至下端的作为第二磁轭的外磁轭190；以覆盖线圈180的方式成形并且形成供给管201和接电用连接器202的树脂制壳体200；装配于通道部件140周围的过滤器部件210；配置于通道部件140上的吸入止回阀220以及溢流阀230。
其中，使柱塞110作往复运动的电磁致动器由电枢120、作为圆筒状的磁轭的内磁轭130、线圈架170和线圈180、作为第二磁轭的外磁轭190、以及复位弹簧150等构成。
如图1、图2以及图4所示，柱塞110由磁性不锈钢材料与电枢120形成一体并具有圆柱状结构以便滑动自如地装配于后述的通道部件140的贯通通道141内，并在其上方区域形成有沿轴线方向L伸长的壁厚切除部111。
壁厚切除部111划定一部分回流通道，并在周向等间距地形成有4个。
柱塞110与后述的电枢120一体移动，并相对于划定在贯通通道141的下方的压送室C，在返回上方的停止位置时进行吸入燃料的吸入冲程，在向下方移动时对压送室C的燃料进行压缩和压送的压送冲程。
如图1、图2以及图4所示，电枢120由磁性不锈钢材料与柱塞110形成一体并具有圆筒状结构以便滑动自如地装配于后述的内磁轭130的内周面132内，并形成有在其内部划定一部分回流通道的贯通通道121，以及在其下端缩径和突出的环状缩径部122。
如图1和图2所示，环状缩径部122具有如下结构：当电枢120(以及柱塞110)位于上方的停止位置时，其外周面与划定后述的内磁轭130的环状间隙槽133底部的内周面(壁面)132’相隔规定间隙且相对于该底部的内周面(壁面)132’。
如上所述，通过设置在停止位置与划定内磁轭130的环状间隙槽133的底部的内周面(壁面)132’相隔规定间隙且相对于该底部的内周面(壁面)132’的环状缩径部122，能够进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大，提高柱塞110的应答性。
还有，电枢120以及柱塞110由同一材料一体成形，所以能够减少组装工时、减少部件数、降低成本等。
如图1至图3所示，内磁轭130用具有磁路作用的磁性材料形成划定外周面131以及内周面132的圆筒状，在其轴线方向L的大致中间区域具有切除外周面131的一部分壁厚而形成的环状间隙槽133，该环状间隙槽133具有向外扩展的梯形截面，在其上端外周具有略微缩径并与外磁轭190接合的装配部134，以及在其上端内周具有略微扩径并与回流管160装配的装配孔135。
外周面131与后述的线圈架170的贯通通道171紧密配合。内周面132与电枢120紧密接触并引导电枢120在轴线方向L滑动自如地运动。
如图3(b)所示，环状间隙槽133，当外周面131至内周面132的壁厚H0为大约2mm时，其底部的壁厚H1为大约0.3mm，即，整个厚度的大约15％。而且，根据电枢120以及柱塞110的冲程(从停止位置至最大移动端的移动量)适宜地设定环状间隙槽133的底部的轴线方向L的长度G。
如上所述，内磁轭130不像以往那样设置完全分离的空隙并被分割成两个部件，而是采用具有薄壁底部的环状间隙槽133形成一个部件，因此能够减少部件数、简化组装工时或管理工时。还有，通过使环状间隙槽133形成划定向外侧扩展的锥面的同时在电枢120形成环状缩径部122并且将电枢120直接滑动自如地支持在内周面132上，能够缩短磁路并相对于电枢120的移动量使所产生的电磁力(推力)大而平滑。由此，可以提高电枢120和柱塞110的加速度(应答性)。
如图1和图2所示，通道部件140由非磁性的不锈钢材料形成，并具备：使柱塞110滑动自如地装配于其内并具有圆形截面的贯通通道141；从贯通通道141的侧面向径向贯通的贯通孔141a；在比贯通孔141a更上方位置从贯通通道141的侧面向径向贯通的贯通孔141b；在贯通孔141a的外侧安装吸入止回阀220的凹部142；在贯通孔141b的外侧安装溢流阀230的凹部143；在上端具有装配内磁轭130的下端的圆筒部144a的接合部144；使过滤器部件210装配于外侧的外周面145；支撑过滤器部件210的环状凸缘146；支撑装配于环状凸缘146的外侧的O型圈的环状凸缘147；装配固定喷嘴300并具有圆形截面的装配凹部148；在上下方向伸长的切除壁厚的多个壁厚切除部149，其作为回流通道将通过过滤器部件210的燃料引导到上方的内磁轭130内。
在设置有贯通通道141的贯通孔141a和141b的附近区域，划定吸入燃料并进行压缩的压送室C。
还有，在凹部142安装有吸入止回阀220，而在凹部143安装有溢流阀230。
在此，因为通道部件140由非磁性不锈钢材料形成，所以能够遮断由于向线圈180通电而产生的磁力线流入这个领域，而使其流向由内磁轭130以及后述的外磁轭190所形成的短的磁路内。
如图1和图2所示，复位弹簧150是压缩型的线圈弹簧，被收藏在内磁轭130的下方空间内，其上端与电枢120的环状缩径部122的下面抵接，而其下端在通道部件140的圆筒部144a的内侧与接合部144抵接，并在压缩到规定的压缩量的状态下进行安装。
复位弹簧150，当线圈180通电时允许电枢120(以及柱塞110)向下方移动，而当线圈180断电时施加弹力以便使电枢120(以及柱塞110)返回上方的停止位置。
回流管160划定将剩余的燃料以及所产生的蒸汽送回原处(燃料箱FT)的回流通道的同时，如图7所示，与回流软管RH连接，并且将使电枢120停止在停止位置的定位部件161夹在当中与内磁轭130的装配孔135进行装配连接。
如图1和图2所示，线圈架170用树脂材料形成，并在中央划定圆形截面的贯通通道171而在外周面划定矩形截面的环状槽172。
如图1和图2所示，在贯通通道171装配有内磁轭130，在环状槽172卷绕有励磁线圈180。
如图1和图2所示，外磁轭190用具有磁路作用的磁性材料形成，并划定在上下方向夹着线圈架170的上磁轭191和下磁轭192，以及连接上磁轭191和下磁轭192并在上下方向(轴线方向L)伸长的两个纵磁轭193。纵磁轭193在轴线方向L其长度设定为不突出内磁轭130的长度(相同长度或更短的长度)。
上磁轭191从外侧与内磁轭130的装配部134装配接合，下磁轭192从外侧与内磁轭130的外周面131装配接合。
由此，由内磁轭130以及外磁轭190所形成的磁路的长度与以往相比可以设定得更短，从而可以抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。因此，可以提高柱塞110的应答性，并进一步提高从喷嘴300喷射的喷射量的精度。
如图1和图2所示，壳体200在将卷绕有线圈180的线圈架170以及外磁轭190组装成一体的状态下，用树脂材料成形(模制)，并具备：划定供给燃料的供给通道201a的供给管201；连接器202；装配O型圈并具有比内磁轭130的外周面131更大直径的内周面203；具有比内周面203更大直径的内周面204，其与O型圈进行装配的同时与通道部件140进行装配并划定回流通道的壁面。
如图7所示，供给管201与从燃料箱FT供给燃料的供给软管FH连接。
如图1和图2所示，过滤器部件210用树脂材料形成，并安装有分离垃圾等参杂物或蒸汽的过滤器。过滤器部件210装配于通道部件140的外周面145，其下端被支撑在环状凸缘146上，而其上端推压装配于内周面203的O型圈。
如图1所示，吸入止回阀220由具有大致半球状的头部的阀体221和将阀体221向关闭方向施加力的压缩型弹簧222构成，并安装在通道部件140的凹部142内。
吸入止回阀220，在柱塞110的吸入冲程允许规定压力以上的燃料通过贯通孔141a流入压送室C内，而在柱塞110的压送冲程限制燃料从贯通孔141a向外部(供给通道201a或作为回流通道的壁厚切除部111)流出。
如图1所示，溢流阀230由具有大致半球状的头部的阀体231和将阀体231向关闭方向施加力的压缩型弹簧232构成，并安装在通道部件140的凹部143内。
溢流阀230，在柱塞110的吸入冲程限制燃料通过贯通孔141b向压送室C内流入，而在柱塞110的压送冲程的初期阶段允许燃料或蒸汽从贯通孔141b向外部(回流通道)流出。
在上述结构中，将剩余的燃料或所产生的蒸汽送回燃料箱FT的回流通道由通道部件140的壁厚切除部149、由内磁轭130的内周面132划定的空间、柱塞110的壁厚切除部111、以及电枢120的贯通通道121所划定。
即，从供给通道201a供给的一部分燃料，在柱塞的吸入冲程，经由过滤器部件210从吸入止回阀220流入压送室C内，剩余的燃料和在过滤器部件的上方所产生的蒸汽经由回流通道(由壁厚切除部149以及内周面132划定的空间、壁厚切除部111以及贯通通道121)被引入回流管160，然后通过回流软管RH返回燃料箱FT。
如上所述，因为回流通道通过圆筒状的内磁轭130的内侧，所以与设置在内磁轭和线圈之间的现有技术相比，可以将内磁轭130接近线圈180配置，因此，能够更加缩短磁路并进一步抑制磁损失，使所产生的电磁力(推力)更大。
还有，因为一部分回流通道作为在轴线方向L贯通电枢120内部的贯通通道121而形成，所以当电枢120在内磁轭130的内周面132滑动时可以确保最大的滑动面，减少滑动阻力并使电枢120更加圆滑地动作。
如图1和图2所示，喷嘴300具备：装配在通道部件140的贯通通道141以及装配凹部148的形成筒状的喷嘴体310；形成在压送室C的下端的排出通道311；只允许从排出通道311流出的止回阀320(即，阀体321以及将阀体321向关闭方向施加力的弹簧322)；当燃料的压力高于规定的压力时开阀的提升阀330(即，提升阀体331以及将提升阀体331向关闭方向施加力的弹簧332)等。
下面，对该装置的工作原理进行说明。
首先，如图5(a)所示，在电枢120(以及柱塞110)处于停止位置的状态下向线圈180通电时，由内磁轭130的上侧、电枢120和环状缩径部122、内磁轭130的下侧、以及外磁轭190所形成的磁路内就有磁力线流动，处于停止位置的柱塞110将抵抗复位弹簧150的施加力开始向下移动，一边对压送室C内的燃料进行加压一边开始压送冲程。
于是，在该压送冲程的初期阶段，被压送的燃料的压力高于规定的压力时(加压)溢流阀230被打开，混有蒸汽的燃料经由回流通道(壁厚切除部149和111、以及贯通通道121)向回流管160排出。
接着，由于柱塞110进一步移动进入压送冲程的后期阶段，柱塞110的侧面关闭贯通孔141b的同时，使压送室C内的燃料进一步升压。
在压送室C内的燃料的压力上升到规定的压力时，打开止回阀320，规定压力以上的燃料使提升阀330打开的同时被喷射到发动机E的吸气通道内。
在此，如图5(b)所示，即使在柱塞110移动到最大冲程时，磁力线还是在由内磁轭130的上侧、电枢120和环状缩径部122、内磁轭130的下侧、以及外磁轭190所构成的磁路内流动，所以能够抑制磁损失，并且从移动开始就可以得到大致平滑而较大的推力，使柱塞110迅速移动。
另外，在燃料喷射后切断向线圈180的通电时，由于复位弹簧150的施加力柱塞110以及电枢120开始向上方移动。这时，吸入止回阀220被打开开始吸入冲程，供给通道201a内的燃料经由过滤器部件210被吸入到压送室C内。
此时，在燃料内所产生的蒸汽由过滤器部件210积极分离并向回流通道(壁厚切除部149和111、以及贯通通道121)排出。
在从喷嘴300的燃料喷射中，连续反复进行由上述柱塞泵100的压送冲程和吸入冲程构成的一系列动作。
如上所述，根据以上述电磁致动器为驱动源的燃料喷射装置，内磁轭130与以往的分割成两部分的磁轭不同由一个部件构成，空隙在其外周面131作为具有梯形截面的环状间隙槽133而形成，而且电枢120直接滑动自如地被支持在内磁轭130的内周面132上，所以能够减少部件数的同时缩短磁路，而且，如图6所示，相对于电枢120的移动量可以使所产生的电磁力(推力)大而平滑。
从而，可以提高电枢120以及柱塞110的加速度(应答性)，即，可以缩短加压冲程所需要的时间。因此，如果只需要与以往同样的排出特性，则可以缩小驱动脉冲宽度而降低电力消耗，如果将驱动脉冲宽度设定为与以往同样的宽度，则可以提高排出(喷射量)精度。还有，在电枢120(以及柱塞110)的移动范围内，推力变得平滑，因此没有必要高精度地管理电枢120与内磁轭130的相对组装位置，可以简化组装作业、降低成本等。
还有，如图7所示，以上述电磁致动器为驱动源的燃料喷射装置M，与以往的燃料喷射装置M’相比更加小型化，所以增加了安装在发动机E的自由度，而且，因为可以把供给管201的高度设定得低于以往的高度，所以能够充分保证从供给管201到燃料箱FT的落差，并能够稳定地供给燃料。
图8至图11为表示有关本发明的电磁致动器以及燃料喷射装置的其他实施方式的图，其中，图8和图9为装置的纵截面图，图10为表示电枢以及柱塞的平面图、侧面图以及纵截面图，图11为表示电磁致动器的磁力线的流动的模式图。
在这个实施方式中，更改了电枢120’以及柱塞110’以外，其他与上述一样，因此对同样的结构注上同样的符号并省略说明。
在这个装置中，如图8至图10所示，柱塞110’用磁性不锈钢材料与电枢120’形成一体并呈圆柱状。
柱塞110’与电枢120’一体移动，并相对于划定在贯通通道141的下方的压送室C，在回到上方的停止位置时进行吸入燃料的吸入冲程，向下方移动时对压送室C的燃料进行压缩和压送的压送冲程。
如图8至图10所示，电枢120’用磁性不锈钢材料与柱塞110’形成一体，在其外周面的一部分具有在轴线方向L切除壁厚的3个壁厚切除部121’。
即，在电枢120’和内磁轭130区域中的回流通道，由内磁轭130的内周面132与电枢120’的壁厚切除部121’所划定。
如上所述，回流通道在内磁轭130的内侧而且由切除电枢120’的外周面的壁厚而形成，所以与在电枢120的内部形成贯通孔121的情况相比，电枢120’的制造变得更加容易，从而可降低成本。
还有，虽然在电枢120’没有设置如上述的环状缩径部122，但是如在图11(a)的停止位置以及图11(b)的最大冲程位置所示，因为能够形成短的磁路而抑制磁损失，所以与上述一样可以得到平滑而大的推力。
还有，电枢120’以及柱塞110’由同一材料一体成形，所以可以减少组装工时、减少部件数、降低成本等。
即，根据本实施方式的燃料喷射装置，与上述一样，内磁轭130与以往的分割成两部分的磁轭不同而由一个部件构成，空隙在其外周面131作为具有梯形截面的环状间隙槽133而形成，而且电枢120’直接滑动自如地被支持在内磁轭130的内周面132上，所以能够减少部件数并缩短磁路，而且，相对于电枢120’的移动量可以使所产生的电磁力(推力)大而平滑。
从而，可以提高电枢120’以及柱塞110’的加速度(应答性)，缩短加压冲程所需要的时间。因此，如果只需要与以往同样的排出特性，则可以缩小驱动脉冲宽度而降低电力消耗，如果将驱动脉冲宽度设定为与以往同样的宽度，则可以提高排出(喷射量)精度。
还有，与以往的燃料喷射装置M’相比更加小型化，所以增加了安装在发动机E的自由度，而且，因为可以把供给管201的高度设定得低于以往的高度，所以可以充分保证从供给管201到燃料箱FT的落差，并能够稳定地供给燃料。
在上述实施方式中，对将有关本发明的电磁致动器作为燃料喷射装置的驱动源应用的情况进行了说明，但是，并不局限于此，只要是使柱塞在一个方向往复运动的装置，也可以作为其他机械的驱动源应用。
在上述实施方式中，对将柱塞110、110’和电枢120、120’形成一体的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以用其他轻质的材料形成单个的柱塞110、110’后与电枢进行接合。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的电磁致动器以及燃料喷射装置，能够减少部件数、简化结构、减小体积、降低成本、改善组装性等的同时，能够提高电磁力(推力)的增加和平滑以及应答性，因此可适用于具有小型化要求的搭载在二轮车上的发动机的燃料喷射装置，也可适用于没有小型化要求的搭载在其他车辆上的发动机。

Claims (11)

1.一种电磁致动器，具备：一圆筒状的磁轭；一励磁线圈，配置于所述磁轭周围；一电枢，滑动自如地配置于所述磁轭的内侧；一复位弹簧，使所述电枢返回停止位置，所述电磁致动器将所述电枢与柱塞一体地驱动，其特征在于：
所述磁轭在轴线方向的规定位置具有切除外周的一部分壁厚而形成的环状间隙槽，该环状间隙槽具有向外扩展的梯形截面。
2.根据权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于：
所述电枢具有向轴线方向突出的环状缩径部，其在停止位置与划定所述环状间隙槽的底部的壁面相隔离且相对于该底部的壁面。
3.根据权利要求1或2所述的电磁致动器，其特征在于：
具有配置于所述圆筒状的磁轭以及线圈的外侧的第二磁轭，
所述第二磁轭在所述圆筒状的磁轭的轴线方向不突出所述圆筒状的磁轭的范围。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电磁致动器，其特征在于：
所述电枢和柱塞由同一材料一体成形。
5.一种燃料喷射装置，具备：一柱塞，通过往复运动将燃料吸入压送室并进行压送；一供给通道，将燃料供给所述压送室；一回流通道，使被供给的一部分燃料返回原处；一电磁致动器；一喷嘴，喷射从所述压送室排出的燃料，其中，电磁致动器包括：一电枢，对所述柱塞进行电磁驱动并与所述柱塞一体移动；一圆筒状的磁轭，使所述电枢滑动自如地收容于其内；一励磁线圈，配置于所述磁轭周围；一复位弹簧，使所述电枢返回停止位置，其特征在于：
所述磁轭在轴线方向的规定位置具有切除外周的一部分壁厚而形成的环状间隙槽，该环状间隙槽具有向外扩展的梯形截面。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射装置，其特征在于：
所述电枢具有向轴线方向突出的环状缩径部，其在停止位置与划定所述环状间隙槽的底部的壁面相隔离且相对于该底部的壁面。
7.根据权利要求5或6所述的燃料喷射装置，其特征在于：
具有配置于所述圆筒状的磁轭以及线圈的外侧的第二磁轭，
所述第二磁轭在所述圆筒状的磁轭的轴线方向不突出所述圆筒状的磁轭的范围。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于：
所述回流通道设置在所述圆筒状的磁轭的内侧。
9.根据权利要求8所述的燃料喷射装置，其特征在于：
所述回流通道在轴线方向贯通所述电枢的内部。
10.根据权利要求8所述的燃料喷射装置，其特征在于：
所述回流通道由在轴线方向切除所述电枢的外周面壁厚而形成。
11.根据权利要求5至10中的任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于：
所述电枢和所述柱塞由同一材料一体成形。
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