DE102007000164B4

DE102007000164B4 - Spulenvorrichtung und diese umfassendes Einspritzventil

Info

Publication number: DE102007000164B4
Application number: DE200710000164
Authority: DE
Inventors: Kenji Date; Masatoshi Kuroyanagi; Yutaka Miyamoto; Takeshi Fujii
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: DE102007000164A1; JP2007288129A

Abstract

Spulenvorrichtung mit:
einer Spule (5), die aus einem gewickelten leitfähigen Draht (50) ausgebildet ist; und
einem Kern, der aus einem zentralen Kern (2), einem diesen umgebenden äußeren Kern (4), die jeweils aus einem magnetischen Material hergestellt sind, sowie einem diese verbindenden Kernverbindungselement (3) gebildet ist, und der radial nach innen gerichtet in der Spule (5) platziert ist, wobei:
der Kern einen Aufnahmebereich (10) aufweist, der die Spule (5) zwischen dem äußeren Kern (4), dem zentralen Kern (2) und dem Kernverbindungselement (3) aufnimmt und eine äußere Oberfläche aufweist, die den leitfähigen Draht (50) kontaktiert;
die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) eine dielektrische Beschichtung (6) hat, die durch Anfügen eines dielektrischen Materials an die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ausgebildet ist; und
das dielektrische Material diamantartiger Kohlenstoff ist.

Description

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf eine Spulenvorrichtung und ein Einspritzventil.
Ein elektromagnetisches Ventil (Magnetventil) wird herkömmlich als ein Stellglied für ein Treibstoffeinspritzventil bei einer Verbrennungskraftmaschine verwendet. Das elektromagnetische Ventil wird über eine Spulenvorrichtung mit einem Kern und einer Spule betrieben.
Die herkömmlichen Spulenvorrichtungen sind zum Beispiel in JP2000-46224A und JP2004-14700A offenbart.
In JP2000-46224A ist ein Produktionsverfahren eines plattenähnlichen elektromagnetischen Ventils offenbart. Das plattenähnliche elektromagnetische Ventil umfasst eine Kerneinheit, eine magnetische Spule, eine Hülle und einen plattenähnlichen Rotor (bzw. Läufer/Armatur). Die Kerneinheit umfasst ein magnetisches Material. Die Magnetspule ist in einem Spulenaufnahmeteil in der Kerneinheit platziert. Die Hülle umfasst ein nichtmagnetisches Material und ist an die Kerneinheit geschweißt, um das Spulenaufnahmeteil zu schließen. Die Magnetspule hält den plattenähnlichen Rotor. Die Kerneinheit ist in einen inneren Teil eines magnetischen Materials, einen äußeren Teil eines magnetischen Materials und einen oberen Teil eines magnetischen Materials aufgeteilt. Die Hülle ist zwischen dem inneren und äußeren Teil eines magnetischen Materials zusammengefügt und geschweißt. Anschließend werden die Kerneinheit und die Hülle wärmebehandelt.
In JP2004-14700A ist ein Magnetventil für ein elektromagnetisches Ventil offenbart. Das Magnetventil umfasst eine Spule, ein Spulenstützelement und einen Statorkern. Die Spule weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und erzeugt bei Erregung eine magnetische Kraft. Das Spulenstützelement, das eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, ist aus Harz hergestellt, und beinhaltet die Spule. Der Statorkern, der aus einem magnetischen Material besteht, besitzt ein Aufnahmeteil, das das Spulenstützelement aufnimmt. Das Magnetventil wird mit einer Betriebsflüssigkeit in Kontakt stehend mit einer magnetischen Anziehungsoberfläche verwendet, die einen Rotor anzieht. Ein Hüllenelement ist an der magnetischen Anziehungsoberfläche bereitgestellt. Das Hüllelement, das aus Metall hergestellt ist, teilt eine Kammer des Aufnahmeteils auf, und dichtet diese ab. Der Rotor ist in der Kammer angeordnet, die mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist. Das Hüllelement umfasst einen inneren kreisförmigen magnetischen Polteil, einen äußeren kreisförmigen magnetischen Polteil und ein Magnetismus-Hemmteil. Der innere kreisförmige magnetische Polteil, der aus magnetischem Metall besteht, führt eine magnetische Kraft an eine innere kreisförmige Seite des Statorkerns zu der Kammer. Der äußere kreisförmige magnetische Polteil, der aus einem magnetischen Metall besteht, führt magnetische Kraft an eine äußere kreisförmige Seite des Statorkerns zu der Kammer. Der Magnetismushemmungsteil, der ringförmig ist, und aus einem nichtmagnetischen Metall besteht, ist zwischen dem inneren und dem äußeren kreisförmigen magnetischen Polteil angeordnet.
In JP2000-46224A und JP2004-14700A ist eine Spulenvorrichtung durch Wickeln eines leitfähigen Drahtes um ein Spulenstützelement (zum Beispiel Spulenkörper), der aus Harz besteht, und eine Wanddicke von einigen hundert Mikrometer aufweist, durch Anwenden von Harzgießen an den Spulenkörper und den Kern, um diese integral auszubilden, gebildet.
Jedoch ist es schwierig, solch eine Spulenvorrichtung zu miniaturisieren. Genauer gesagt, wenn die Spulenvorrichtung miniaturisiert wird, verringert sich die Proportion des Kerns zu der Spulenvorrichtung, und dadurch verringert sich eine Erzeugung eines Magnetismus, da eine vorbestimmte Wanddicke für den Spulenkörper und das Harzgießen notwendig ist. Das heißt, dass ein Miniaturisieren der Spulenvorrichtung mit einer herkömmlichen Konfiguration eine Verschlechterung der magnetischen Leistungsfähigkeit verursacht, und daher gewünschte magnetische Eigenschaften nicht erhalten werden können.
Um solch einem Problem zu begegnen, sind in JP2001-500321A und JP S60-121247 U eine Spulenvorrichtung offenbart, die nicht das Spulenstützelement, wie etwa das Spulengehäuse, verwendet, offenbart.
In JP2001-500321A ist ein Ventil mit einer Magnetspule offenbart. Die Magnetspule umgibt eine metallische Basis, die auf der Innenseite ein Längsloch aufweist, und einen Windungskörper und ein Windungskörperstützelement besitzt, das elektrische Isoliereigenschaften aufweist. Der Windungskörper ist auf das Windungskörperstützelement gewickelt, das bereits der metallischen Basis bereitgestellt ist. Weiterhin ist das Windungskörperstützelement mit einer dünnen Schicht eines darauf haftenden Materials mit den elektrischen Isoliereigenschaften bereitgestellt.
In JP S60-121247 U ist ein in Serie gewickelter Umlenkjochkern offenbart. Der in Serie gewickelte Umlenkjochkern ist durch doppeltes Beschichten einer Oberfläche eines Ferrit-Umlenkjochkernhauptkörpers mit einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht ausgebildet. Die innere Schicht besteht aus hartem Harz mit einer exzellenten elektrischen Isolierung. Die äußere Schicht besteht aus weichem Harz, das flexibel ist.
In JP2001-500321A und JP S60-121247 U ist eine dielektrische Schicht mit den elektrischen Isoliereigenschaften an einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des Kerns ausgebildet, und die Spule ist durch Wickeln von leitfähigen Drähten an der dielektrischen Schicht ausgebildet. Demzufolge ist es nicht notwendig, das Spulenstützelement, wie etwa das Spulengehäuse, zu verwenden, wodurch die Spulenvorrichtung miniaturisiert wird.
Dennoch, da bei der Spulenvorrichtung von JP2001-500321A und JP S60-121247 U die an dem Kern ausgebildete dielektrische Schicht aus Harz besteht, unterscheidet sich ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Harzes und des Metalls, aus dem der Kern gebildet ist, stark. Folglich ist ein Temperaturbereich, in dem die Spulenvorrichtung verwendet wird, beschränkt. Genauer gesagt wird die Spulenvorrichtung zum Beispiel als ein Fahrzeugeinspritzventil verwendet. Es ist notwendig, dass das Einspritzventil in einem großen Temperaturbereich von –40 bis 150°C verwendet wird. Der lineare Ausdehnungskoeffizient des Kerns (Metall) der Spulenvorrichtung ist klein, wobei der der dielektrischen Schicht (Harz) groß ist. Als eine Folge, wenn eine Betriebstemperatur der Spulenvorrichtung hoch wird (100 bis 200°C), löst sich die dielektrische Schicht von dem Kern. Das Lösen der dielektrischen Schicht kann zu einem Kurzschluss zwischen dem Kern und den leitfähigen Drähten führen.
Darüber hinaus weisen die Spulenvorrichtungen von JP2001-500321 A und JP S60-121247 U die Schwierigkeit bei einem Verdünnen der Dicke der dielektrischen Schicht auf. Genauer gesagt ist es bei dem Einspritzventil, in dem die Spulenvorrichtung verwendet wird, notwendig, dass das Einspritzventil (und Kern) miniaturisiert sein sollten, um deren eingenommenen Platz eine größere Flexibilität zu gewähren. Das Einspritzventil nimmt einen Hochdruckdurchflussdurchlass für Treibstoff, einen Niederdruckdurchflussdurchlass für Treibstoff, und die Spulenvorrichtung bei einem Bereich mit kleinem Durchmesser in axialer Richtung eines Einspritzventilkörpers auf. Ein Miniaturisieren des Spulenkörpers der Spulenvorrichtung ist wichtig bei der Ausbildung einer miniaturisierten Spulenvorrichtung. Bei der Spulenvorrichtung von JP2001-500321A und JP-U-60-121247 dient die dielektrische Schicht als der Spulenkörper. Es ist notwendig, dass die dielektrische Schicht eine hohe Festigkeit (dielektrische Durchbruchfestigkeit) gegen einen Isolationszusammenbruch aufweist. Der Isolationszusammenbruch bedeutet, dass wenn Spannung an ein Isoliermaterial angelegt wird, die ein bestimmtes Limit erreicht oder übersteigt, das Isoliermaterial elektrisch zusammenbricht, so dass die elektrische Isoliereigenschaft verloren geht. Bei der herkömmlichen Spulenvorrichtung wird die Dicke der dielektrischen Schicht erhöht, um eine hohe dielektrische Zusammenbruchstärke zu erreichen. Das heißt, dass bei der herkömmlichen Spulenvorrichtung eine Beschränkung besteht, die Dicke der dielektrischen Schicht auszudünnen.
Außerdem ist die Spule in der Spulenvorrichtung von JP2001-500321A und JP S60-121247 U durch Wickeln von leitfähigen Drähten an den Kern ausgebildet. Als eine Folge kann ein Schaden, der der dielektrischen Schicht zugefügt wird, entstehen, während die leitfähigen Drähte gewickelt werden (während die Spule ausgebildet wird). Genauer gesagt werden die leitfähigen Drähte und die dielektrische Schicht bei dem Wickeln der leitfähigen Drähte einem Wickelvorgang unterworfen, und dadurch werden die leitfähigen Drähte und die dielektrische Schicht gegeneinander gedrückt, während diese verschoben werden. Die herkömmliche dielektrische Schicht weist einen hohen Reibungskoeffizienten auf, sodass der Schaden leicht sowohl an der Oberflächenschicht der dielektrischen Schicht als auch der ausgebildeten Spule verursacht wird.
Die Druckschrift WO 02/059920 A1 offenbart eine Spulenvorrichtung, bei der ein zylindrische Ferritkern vorgesehen ist, an dem ein erstes hoch-dielektrisches Material zumindest an einem wesentlichen Anteil der Oberfläche des Kerns aufgebracht wird. Die Spule wird um den Teil des Kerns gewickelt, auf das das dielektrische Material aufgebracht ist. Weiterhin wird auf der Spule selbst ein zweites hoch-dielektrisches Material aufgebracht.
Weiterhin offenbart die Druckschrift US 2005/0 051 748 A1 eine Magnetantriebsanordnung mit einer Spule, die an einem aus nicht-magnetischem Material ausgebildeten Spulenkörper angeordnete ist; aus einem magnetischen Material ausgebildete Endabschnitte, die benachbart zu beiden Enden der Spule angeordnet sind; ein aus einem magnetischen Material ausgebildetes Joch, das die Spule und die Endabschnitte umgebend angeordnet ist; und einen Kolben, der gleitfähig in einem Hohlabschnitt angeordnet ist, der in dem Spulenkörper und den Endabschnitten in der radialen Richtung ausgebildet ist; der Kolben umfasst: eine aus einem magnetischen Material ausgebildete Basis, und eine aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildete erste Schicht, die der radialen Richtung außerhalb der Basis angeordnet ist.
Die DE 199 45 855 A1 beschreibt eine Mikrospule, bei der die Leiter der Spule mit einem Isoliermaterial aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) in Kontakt sind.
Die gegenwärtige Erfindung begegnet den vorstehend beschriebenen Nachteilen. Daher ist es eine Aufgabe, eine miniaturisierte Spulenvorrichtung und ein Einspritzventil bereitzustellen, bei denen die Spule eng an den Kern und ihn umgebende Seitenwände angebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Spulenvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und alternativ durch eine Spulenvorrichtung gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung, zusammen mit zusätzlichen Zielen, Merkmalen und Vorteilen davon, wird am besten anhand der folgenden Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und den anhängenden Zeichnungen verstanden, in denen gilt:
1 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung;
2 ist eine Draufsicht eines zentralen Kerns der Spulenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ist eine Schnittansicht des zentralen Kerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist eine weitere Schnittansicht des zentralen Kerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ist eine Schnittansicht eines benachbarten Bereichs einer Oberfläche des zentralen Kerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
6 ist eine Schnittansicht eines benachbarten Bereichs einer Oberfläche des zentralen Kerns, auf dem eine dielektrische Schicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist;
7 ist eine Schnittansicht eines benachbarten Bereichs einer Oberfläche des zentralen Kerns, um den ein leitfähiger Draht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gewickelt ist;
8 ist eine Schnittansicht eines benachbarten Bereichs einer Oberfläche des zentralen Kerns gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9 ist eine Schnittansicht eines Einspritzventils, in dem die Spulenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet wird;
10 ist eine weitere Schnittansicht des Einspritzventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
11 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung;
12 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung;
13 ist eine schematische Ansicht, die ein Element eines leitfähigen Drahts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
14 ist eine Schnittansicht des Elements des leitfähigen Drahts gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
15 ist eine Schnittansicht eines Elements eines leitfähigen Drahts gemäß einer Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels;
16 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung;
17 ist eine schematische Ansicht, die ein Element eines leitfähigen Drahtes gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
18 ist eine Schnittansicht des Elements eines leitfähigen Drahtes gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel; und
19 ist eine Schnittansicht eines Elements eines leitfähigen Drahtes gemäß einer Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels.
Die gegenwärtige Erfindung wird anhand nachstehender spezifischer Ausführungsbeispiele beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Spulenvorrichtung 1 umfasst einen zentralen Kern 2, ein Kernverbindungselement 3, einen äußeren Kern 4, eine Spule 5, eine dielektrische Schicht 6 und einen Harzabguss 7 (8). Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bilden der zentrale Kern 2, das Kernverbindungselement 3 und der äußere Kern 4 einen Kern.
Der zentrale Kern 2 umfasst einen Hauptkörper 20 und Flanschteile 21, 22. Der Hauptkörper 20 ist säulenförmig. Die Flanschteile 21, 22 sind an beiden Enden des Hauptkörpers 20 in einer axialen Richtung des Hauptkörpers 20 ausgebildet, und erstrecken sich in einer radialen Richtung des Hauptkörpers 20. Der zentrale Kern 2 besteht aus einem magnetischen Material. Eisen, ein magnetisches Stahlblech, rostfreier Edelstahl oder ein SMC (weiche magnetische Legierung) können zum Beispiel als das magnetische Material angewendet werden, aus dem der zentrale Kern 2 ausgebildet ist. Der zentrale Kern 2 ist in den 2 bis 5 gezeigt. 2 ist eine Draufsicht, die das Flanschteil 22 des zentralen Kerns 2 zeigt. 3 ist eine Schnittansicht des zentralen Kerns 2 entlang einer Linie III-III in 1. 4 ist eine Schnittansicht des zentralen Kerns 2 entlang einer Linie IV-IV in 1.
Das Flanschteil 21 ist in einer im Wesentlichen plattenförmigen Weise ausgebildet. Ähnlich dem Flanschteil 21 ist das Flanschteil 22 plattenförmig, und weist lose Teile 220, 221 auf, die entsprechende Nuten umfassen. Das lose Teil 220 besitzt die Nut, die sich zu einer Unterseite einer Kerbe 200 des Hauptkörpers 20 erstreckt. Eine Tiefe der Nut des losen Teils 221 ist nicht beschränkt, aber die Nut kann sich bevorzugt bis zu einer Position irgendeiner Oberfläche des Hauptkörpers 20 erstrecken, auf der die Kerbe 200 nicht ausgebildet ist.
An einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20 des zentralen Kerns 2 erstreckt sich die Kerbe 200 an einer Schräge des Flanschteils 22 zu dem Flanschteil 21 in der axialen Richtung des Hauptkörpers 20 (erstreckt sich im Wesentlichen in einer spiralförmigen Weise an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20). Die Kerbe 200 ist konkav ausgebildet, sodass ein gesamter Durchmesser eines folgenden Segments 53 eines leitfähigen Drahtes 50 in der Kerbe 200 aufgenommen werden kann. Aufgrund der Kerbe 200 kann eine Dicke (radiale Dicke) der Spule 5 davor bewahrt werden, teilweise aufgrund des folgenden Segments 53 groß zu werden. Ein Ende der Kerbe 200 an einer Seite des Flanschteils 22 verknüpft und verbindet das lose Teil 220. Die Kerbe 200 kann sich an einer Schräge in der axialen Richtung des Hauptkörpers 20, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, erstrecken, oder kann sich parallel zu der axialen Richtung erstrecken.
An einem Ende der Kerbe 200, an einer Seite des Flanschteils 21 an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20 des zentralen Kerns 2, ist eine kegelförmige Kerbe 201 entlang des Flanschteils 21 ausgebildet. Ein Teil des leitfähigen Drahtes 50, der an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20 in einer kreisförmigen Richtung des Hauptkörpers 20 gewickelt ist, wird in der kegelförmigen Kerbe 201 aufgenommen. Die kegelförmige Kerbe 201 erstreckt sich in der kreisförmigen Richtung des Hauptkörpers 20 an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20. Die kegelförmige Kerbe 201 ist in einer kegelförmigen Weise ausgebildet, sodass eine Tiefe der kegelförmigen Kerbe 201 relativ zu einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des anderen Teils des Hauptkörpers 20 allmählich verkleinert wird, wenn die kegelförmige Kerbe 201 von der Kerbe 200 um die äußere kreisförmige Oberfläche des Hauptkörpers 20 verläuft, wodurch der Kreis gebildet wird.
Eine Führungskerbe 205 ist an einer Oberfläche des Hauptkörpers 20 ausgebildet, in der die Kerbe 200 nicht ausgebildet ist, und an entsprechenden Oberflächen der Flanschteile 21, 22, die sich gegenseitig in einer axialen Richtung der Flanschteile 21, 22 gegenüberstehen. Die Führungskerbe 205 führt den leitfähigen Draht 50 wenn der leitfähige Draht 50 gewickelt wird. Die Führungskerbe 205 führt den leitfähigen Draht 50, der um die äußere kreisförmige Oberfläche des zentralen Kerns 2 gewickelt ist, und erstreckt sich in einer im Wesentlichen spiralförmigen Weise.
Das Kernverbindungselement 3 ist ein ringförmiges Element, das in ein Äußeres des Flanschteils 21 des zentralen Kerns 2 eingefügt wird. Das Kernverbindungsteil 3 ist rechteckförmig an einer Schnittoberfläche in einer kreisförmigen Richtung des Flanschteils 21 ausgebildet. Eine innere kreisförmige Oberfläche des Kernverbindungselements 3 überschneidet sich mit einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des Flanschteils 21. Das Kernverbindungselement 3 besteht aus einem nichtmagnetischen Material. Rostfreier Edelstahl, Aluminium oder Kupfer können zum Beispiel als ein nichtmagnetisches Metall des Kernverbindungselements 3 angewendet werden. Weiterhin können nichtmagnetische Materialien, wie etwa Harzmaterialien (zum Beispiel Nylon-6,6, Polyethylen und Polypropylen) angewendet werden.
Der äußere Kern 4 ist ein zylindrisches Element, das in ein Äußeres des zentralen Kerns 2 eingeführt wird. Der äußere Kern 4 weist die gleiche Länge wie der zentrale Kern 2 in dessen axialer Richtung auf. Ein innerer Durchmesser des äußeren Kerns 4 stimmt mit einem äußeren Durchmesser des Kernverbindungselements 3 überein. Der äußere Kern 4 besteht aus einem magnetischen Metall. Eisen, ein magnetisches Stahlblech, magnetischer rostfreier Edelstahl, oder ein SMC (weiche magnetische Legierung) können zum Beispiel für das magnetische Metall des äußeren Kerns 4 angewendet werden. Obwohl sowohl der zentrale Kern 2 als auch der äußere Kern 4 aus dem magnetischen Metall bestehen, können diese aus einem Metall bestehen, dessen Eigenschaften die gleichen, oder verschieden sind.
Die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels weist einen Aufnahmeraum 10 auf, in dem die Spule 5 zwischen dem äußeren Kern 4, dem zentralen Kern 2 und dem Kernverbindungselement 3 aufgenommen wird. Der Aufnahmeraum 10 ist ein ringförmiger Raum, der sich entlang der äußeren kreisförmigen Oberfläche des zentralen Kerns 2 erstreckt.
Die Spule 5 ist durch Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 um die äußere kreisförmige Oberfläche des zentralen Kerns 2 ausgebildet. Demzufolge weist die Spule 5 eine im Wesentlichen zylindrische Form, und einen inneren Durchmesser, der mit einem äußeren Durchmesser des zentralen Kerns 2 übereinstimmt, auf. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Spule 5 in dem Aufnahmeraum 10 angeordnet. Beide Enden des leitfähigen Drahtes 50 der Spule 5 ragen von einem Ende der Spule (Oberseite von 1) heraus.
Ein leitfähiger Draht, der bei einer herkömmlichen Spulenvorrichtung verwendet wird, wird als der leitfähige Draht 50 angewendet, der die Spule 5 bildet. Der leitfähige Draht 50 ist ein Drahtstab, der einen leitfähigen Teil 500 und ein Umhüllungsmaterial 501 (7) umfasst. Der leitfähige Teil 500 besteht aus Metall, wie etwa Kupfer. Das Ummantelungsmaterial 501 (zum Beispiel Harz) ummantelt den äußeren Kreisumfang des leitfähigen Teils 500, und weist elektrische Isoliereigenschaften auf.
Eine dielektrische Schicht 6 ist ein Überzug (imprägnierte Schicht), der aus diamantartigem Kohlenstoff (DLC) besteht. Wenn eine Dicke der dielektrischen Schicht 6 sich in einem Bereich von 1 bis 100 μm befindet, können elektrische Isoliereigenschaften erhalten werden. Wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 6 kleiner als 1 μm ist, ist die dielektrische Schicht 6 zu dünn, sodass die dielektrische Schicht 6 schwer ausgebildet werden kann, und die dielektrische Schicht 6, die ausgebildet ist, nicht die elektrischen Isoliereigenschaften aufweist. Auch wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 6 größer als 100 μm ist, ist die dielektrische Schicht 6 zu dick, sodass eine Rate (Drahtbelegungsrate), die der leitfähige Draht 50 für die Spulenvorrichtung 1 beansprucht, verringert wird, und die gesamte Spulenvorrichtung in der Größe wächst. Eine bevorzugte Dicke der dielektrischen Schicht 6 kann in einem Bereich von 1 bis 20 μm liegen. Daher ist die dielektrische Schicht 6 mit einer Dicke von 1 bis 20 μm integral mit einer Oberfläche des zentralen Kerns 2 ausgebildet, auf der die Kerbe 200, die kegelförmige Kerbe 201 und die Führungskerbe 205 ausgebildet sind. Die aus DLC hergestellte Beschichtung weist die elektrischen Isoliereigenschaften auf. In dem ersten Ausführungsbeispiel besteht die dielektrische Schicht 6 aus DLC, aber die dielektrische Schicht 6 kann aus Nitriden hergestellt sein, wie etwa Chromnitrid (CrN) und Titannitrid (TiN), oder Wolframcarbid (WC/C), anstatt aus DLC ausgebildet zu sein.
Der Harzabguss 7 besteht aus Harz, mit dem der Aufnahmeraum 10 gefüllt wird. Der Harzabguss 7 fixiert die Spule 5 an den zentralen Kern 2, das Kernverbindungselement 3 und dem äußeren Kern 4, und fixiert den leitfähigen Draht 50, der die Spule 5 bildet. Der Öffentlichkeit bekanntes Harz, zum Beispiel hitzebeständiges Nylon oder Epoxidharz, können für das Harz des Harzabgusses 7 angewendet werden.
(Produktionsverfahren)
Die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels kann zum Beispiel mit dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
Zunächst wird der zentrale Kern 2 produziert. Der zentrale Kern 2 kann mit einem bekannten Verfahren hergestellt werden. 5 zeigt einen benachbarten Bereich einer Oberfläche, die nahe einem zentralen Bereich des Hauptkörpers 20 des zentralen Kerns 2 in der axialen Richtung des Hauptkörpers 20 angeordnet ist.
Anschließend wird die aus DLC hergestellte dielektrische Schicht 6 auf einer vorbestimmten Oberfläche auf der äußeren kreisförmigen Oberfläche des zentralen Kerns 2 (der Oberfläche, auf der die Kerbe 200, die kegelförmige Kerbe 201 und die Führungskerbe 205 ausgebildet sind, und einer inneren Oberfläche von jeder Kerbe) ausgebildet. Die dielektrische Schicht 6 ist nicht an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Flanschteils 21 in seiner kreisförmigen Richtung ausgebildet. Die aus DLC hergestellte dielektrische Schicht 6 kann durch ein bekanntes Verfahren, zum Beispiel durch Verwenden einer Hochfrequenzplasma-CVD-Vorrichtung, die eine Elektrode aufweist, die eine Form hat, die einer Oberflächenform des zentralen Kerns 2 entspricht, ausgebildet werden. 6 zeigt einen benachbarten Bereich der Oberfläche des Hauptkörpers 20, auf dem die dielektrische Schicht 6 ausgebildet ist.
Als Nächstes wird die Spule 5 durch Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 um die äußere kreisförmige Oberfläche des Hauptkörpers 20 ausgebildet, auf der die dielektrische Schicht 6 ausgebildet ist. Wenn damit begonnen wird, den leitfähigen Draht 50 zu wickeln, wird ein Ende (Windungsstartende 51) des leitfähigen Drahtes 50 in der Kerbe 200 durch die losen Teile 220 des Flanschteils 22 eingebettet. Anschließend wird der leitfähige Draht 50 in die kegelförmige Kerbe 201 von einem Ende des Hauptkörpers 20 an einer Seite des Flanschteils 21 eingebettet, und entlang der Führungskerbe 205 gewickelt. Der leitfähige Draht 50 wird gewickelt, um eine ungerade Anzahl von Schichten (die Anzahl der Schichten des leitfähigen Drahtes 50, die in radialer Richtung der Spule 5 ausgebildet sind, ist ungerade) gewickelt. Wenn das Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 beendet ist, ragt das andere Ende (Windungsendende 52) des leitfähigen Drahtes 50 aus dem losen Teil 221 des Flanschteils 22 in der axialen Richtung des Hauptkörpers 20 heraus. Als eine Folge wird die Spule 5 gebildet. Beide Enden des leitfähigen Drahtes 50 ragen von dem Flanschteil 22 in der axialen Richtung des Hauptkörpers 20 heraus. 7 zeigt einen benachbarten Bereich der Oberfläche des Hauptkörpers 20, um den der leitfähige Draht 50 gewickelt wird.
Anschließend wird das Kernverbindungselement 3 in ein äußeres des einen der Flanschteile des zentralen Kerns 2 (das heißt außerhalb des Flanschteils 21 an einer unteren Seite des zentralen Kerns 2 in 1) eingeführt, und der äußere Kern 4 wird in ein Äußeres von diesem eingeführt. Demzufolge ist die Spule 5 in dem Aufnahmeraum 10 angeordnet. Zusätzlich wird das Kernverbindungselement 3 eingeführt, nachdem die Spule 5 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Jedoch kann die Spule 5 durch Wickeln des leitfähigen Drahtes 50, nachdem das Kernverbindungselement 3 in das äußere des zentralen Kerns 2 eingeführt wird, ausgebildet werden.
Anschließend wird Harz in den Aufnahmeraum 10 eingespritzt, um mit der Spule 5, die in dem Aufnahmeraum 10 angeordnet ist, abgegossen zu werden. Ein Verfahren des Harzgießens ist nicht beschränkt. 8 zeigt einen benachbarten Bereich der Oberfläche des Hauptkörpers 20, auf dem der Harzabguss 7 ausgebildet ist.
Bei der vorstehenden Prozedur kann die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels produziert werden.
Bei der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist die Spule 5 durch direktes Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 um den zentralen Kern 2 ausgebildet. Dadurch wird ein herkömmliches Verfahren nicht angewendet, wo ein leitfähiger Draht um ein Spulenstützelement, wie etwa ein Spulengehause, gewickelt wird. Das heißt, dass der leitfähige Draht 50 in einem Raum gewickelt werden kann, den das Spulenstützelement, das bei einer herkömmlichen Konfiguration notwendig ist, einnimmt. Demzufolge erhöht sich eine Rate (Drahtbelegungsrate), die die Spule 5 in der Spulenvorrichtung 1 einnimmt. Da die Drahtbelegungsrate steigt, kann die gewünschte Arbeitsleistung durch Verwenden der miniaturisierten Spulenvorrichtung erreicht werden. Die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels kann miniaturisiert werden, wobei ihre Arbeitsleistung beibehalten wird, ohne ein Spulenstützelement aufzuweisen.
Weil ebenso die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels die aus DLC hergestellte dielektrische Schicht 6 aufweist, wird ein Kurzschluss durch Reiben des leitfähigen Drahtes 50 während des Wickelns nicht ausgelöst. Demzufolge können Isoliereigenschaften zwischen der Spule 5 und dem zentralen Kern 2 erhalten werden.
Die aus DLC hergestellte dielektrische Schicht 6 und der zentrale Kern 2 weisen eine Materialzusammensetzungsaffinität (engl. material compositional affinity) auf, um verbunden zu werden (Anbringen durch Adhäsion), mit einem Interface (einer Schnittstelle) zwischen ihnen. Das heißt, das DLC wird in die dielektrische Schicht 6 als eine Folge einer chemischen Bindung aufgrund von chemischen Reaktionen (zum Beispiel Dekomposition, Reduzierung und Substitution) und Ionisierung auf einer Oberfläche des zentralen Kerns 2 aufgebracht. Daher ist die dielektrische Schicht 6 stark mit dem zentralen Kern 2 verbunden. Sowohl das DLC als auch das magnetische Material weisen in etwa den gleichen linearen Ausdehningskoeffizienten von 10 bis 20 × 10^–6(/K) in einem Temperaturbereich von –40 bis 150°C auf. Demzufolge löst sich die dielektrische Schicht 6 nicht von dem zentralen Kern 2 ab, auch bei Verwenden bei einer hohen Temperatur (100 bis 200°C).
Die linearen Ausdehnungskoeffizienten des DLC und des magnetischen Materials unterscheiden sich wenig, und eine Ausdehnungsdifferenz wird mit einer Elastizität der dielektrischen Schicht 6 ausgeglichen. Als eine Folge werden die Isoliereigenschaften zwischen der Spule 5 und dem zentralen Kern 2 erhalten, auch wenn die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels in einem Hochtemperaturbereich verwendet wird.
Da zusätzlich das DLC eine amorphe Struktur aufweist, und Kristallkorngrenzen nicht existieren, besitzt die dielektrische Schicht 6 eine sehr weiche Oberfläche mit einem kleinen Reibungskoeffizienten. Daher hält die dielektrische Schicht 6 beim Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 um den zentralen Kern 2 eine angelegte Kraft aus, wenn der leitfähige Draht 50 aufgeschoben und gegen die dielektrische Schicht 6 gedrückt wird. Als eine Folge kann auch wenn die dielektrische Schicht 6 und der leitfähige Draht 50 gegeneinander verschoben und aufeinander gedrückt werden, eine Beschädigung des Oberflächenschichtteils der dielektrischen Schicht 6 und eines Oberflächenschichtteils der Spule 5 vermieden werden. Das heißt, dass bei dem Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 der Kurzschluss nicht durch das Reiben des leitfähigen Drahtes 50 und dergleichen verursacht wird, sodass die Spulenvorrichtung 1 ausreichende Isoliereigenschaften erhält.
Darüber hinaus ist die Kerbe 200 in der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels an der äußeren kreisförmigen Oberfläche des zentralen Kerns 2 ausgebildet. Folglich kann die Spule 5, in der der leitfähige Draht 50 gleichmäßig gewickelt ist, leicht durch Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 entlang der Kerbe 200 ausgebildet werden.
(Einspritzventil)
Durch Verwenden der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels wird ein Einspritzventil A einer Fahrzeugkraftstoffeinspritzvorrichtung produziert. Die 9, 10 zeigen eine Konfiguration des Einspritzventils A.
Das Einspritzventil A umfasst eine Basis A2, die eine Gesamtform einer im Wesentlichen runden Stange zu dem Einspritzventil A durch einen Ventilkörper A21 erzeugt, ein Distanzstück A22, einen ersten Ventilkörper A23, eine Halterung A24 und eine Sicherungsmutter A25. Der Ventilkörper A21, das Distanzstück A22, der erste Ventilkörper A23 und die Halterung A24 berühren sich an deren entsprechenden entgegengesetzten Endflächen, und sind mit der Sicherungsmutter A25 zusammengefügt.
Verschiedene Vertiefungen und Löcher sind innerhalb der stangenförmigen Basis A2 ausgebildet. Komponenten werden davon aufgenommen, und ein Durchflussdurchlass des Treibstoffs ist in diesen Vertiefungen und Löchern ausgebildet. Ein unteres Ende de Einspritzventils A (nachstehend bezeichnen „oberes” oder „unteres” eine Kopf- oder Fußseite einer Zeichnung) stellt ein Düsenteil All dar, das in eine Verbrennungskammer jedes Zylinders einer (nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine ragt. Der Ventilkörper A21 besitzt ein Längsloch A211 in einer axialen Richtung der Basis A2, und eine Düsennadel A31 wird in dem Längsloch A211 aufgenommen. Die Düsennadel A31 wird verschiebbar in einem zylindrischen Element A21a gehalten, die in das Längsloch A211 an ihrem oberen Ende eingepresst ist. Ein unterer Teil (unteres Ende) des Längslochs A211 erreicht ein Ende des Ventilkörpers A21, und das untere Ende des Längslochs A211 ist ein Düsenraum A51. Ein Düsenloch A52 dringt durch eine Wand des Düsenraums A51 ein. Das Längsloch A211 ist mit einer Hochdruckpassage A61 unterhalb eines verschiebbaren Teils der Düsennadel A31 verbunden. Die Hochdruckpassage A61 ist eine Treibstoffzufuhrpassage, die in dem Distanzteil A22, dem ersten Ventilkörper A23 und der Halterung A24 ausgebildet ist. Wenn die Düsennadel A21 von ihrem Sitz entfernt wird, wird unter Druck stehender Treibstoff (nachstehend entsprechend als Hochdrucktreibstoff bezeichnet) von einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Leitung von dem Düsenloch A52 eingespritzt.
In dem Längsloch A211 wird eine Spulenfeder A32 um den äußeren Kreisumfang der Düsennadel A31 aufgenommen, und drückt die Düsennadel A31 konstant in Richtung der unteren Seite (das heißt in eine Richtung, in der die Düsennadel A31 ihren Sitz hat). Eine Düsennadelrückdruckkammer A53 ist durch die obere Endseite des Längslochs A211 oberhalb des verschiebbaren Teils der Düsennadel A31 definiert. Die Rückdruckkammer A53 erzeugt einen Rückdruck der Düsennadel A31. Eine obere Wand der Rückdruckkammer A53 überdeckt sich mit dem Distanzstück A22, und eine untere Wand der Rückdruckkammer A53 deckt sich mit einem oberen Ende der Düsennadel A31. Ein Druck des Treibstoffs in der Hochdruckpassage A61 drückt die Düsennadel A31 in eine Richtung, in der die Düsennadel A31 von ihrem Sitz entfernt wird. Wenn ein Druck der Rückdruckkammer A53 gleich oder kleiner einem vorbestimmten Ventilöffnungsstartdruck wird, wird die Düsennadel A31 von ihrem Sitz gelöst, um Treibstoff einzuspritzen. Wenn der Druck der Rückdruckkammer A53 gleich oder größer einem vorbestimmten Ventilschließstartdruck wird, befindet sich die Düsennadel A31 auf ihrem Sitz, um ein Einspritzen von Treibstoff zu stoppen.
Hoch-Niedrigschalten des Drucks der Rückdruckkammer A53 wird durch die folgende Konfiguration realisiert. In dem ersten Ventilkörper A23 ist ein Längsloch A231, dessen Durchmesser an dem unteren Ende zunimmt, in einer axialen Richtung der Einspritzdüse A ausgebildet. Ein erster Steuerventilkasten A54 ist durch einen Teil mit vergrößertem Durchmesser des Längslochs A231 definiert. Der erste Steuerventilkasten A54 ist ein Steuerventilkasten, in dem eine erste Ventilnadel A33 platziert ist. Die erste Ventilnadel A33 ist ein Steuerventil. Die erste Ventilnadel A33 ist stabförmig und weist einen verengten Teil an ihrer Unterseite auf. Ein Wellenteil A33b, der sich an einer oberen Endseite der ersten Ventilnadel 33 oberhalb des verengten Teils befindet, wird verschiebbar durch einen Teil mit kleinem Durchmesser des Längslochs A231 gehalten. Ein unteres Ende der ersten Ventilnadel A33, unter dem verengten Teil, ragt in den ersten Steuerventilkasten A54 hinein, und ist als ein Ventilstecker A33a ausgebildet. Der Ventilstecker A33a der ersten Ventilnadel A33 weist einen ein wenig größeren Durchmesser als der Wellenteil A33b auf. Eine ringförmige Lücke ist zwischen dem Ventilstecker A33a und einer Seitenwandoberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 ausgebildet. Obere und untere Enden des Ventilsteckers A33a sind in einer konischen Weise abgeschrägt. Eine Federkraft einer Spulenfeder A34 drückt die erste Ventilnadel A33 konstant nach unten.
Das Distanzstück A22, das einen unteren Wandteil des ersten Steuerventilkastens A54 und einen oberen Wandteil der Rückdruckkammer A53 definiert, ist zwischen dem ersten Ventilkörper A23, in dem der erste Steuerventilkasten A54 ausgebildet ist, und dem Ventilkörper A21, in dem die Rückdruckkammer A53 ausgebildet ist, angeordnet. Ein Loch, das eine Verbindungspassage A63 ist, und den ersten Steuerventilkasten A54 und die Rückdruckkammer A53 verbindet, dringt durch das Distanzstück A22 in der axialen Richtung der Einspritzdüse A ein. Die Verbindungspassage A63 weist eine Mündung A631 auf halben Weg durch die Verbindungspassage A63 auf.
Eine Hochdruckabzweigungspassage A64, die von der Hochdruckpassage A61 abzweigt, und zu dem ersten Steuerventilkasten A54 führt, ist in dem ersten Ventilkörper A23 ausgebildet. Die Hochdruckabzweigungspassage A64 weist eine Öffnung an der Seitenwandoberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 an dem verengten Teil der ersten Ventilnadel A33 auf. Der erste Steuerventilkasten A54 ist konstant mit einer ringförmigen Lücke um den verjüngten Teil verbunden. Eine Niederdruckabzweigungspassage A65, die von einer Niederdruckpassage A62 abzweigt, und zu dem ersten Steuerventilkasten A54 führt, ist in dem Distanzstück A22 ausgebildet. Die Niederdruckabzweigungspassage A65 weist eine Öffnung an einer unteren Wandoberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 auf, und die Öffnung steht einer unteren Endoberfläche des Ventilsteckers A33a gegenüber. Dieses offene Ende an der unteren Wandoberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 ist ein Anschluss A65a, der durch die erste Ventilnadel A33 geschlossen wird, wenn sich die erste Ventilnadel A33 nach unten bewegt, um die untere Wandoberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 zu kontaktieren. Ein äußerer kreisförmiger Teil des offenen Endes dient als ein Sitz (nachstehend als ein Unterseitensitz bezeichnet) A541, auf dem die erste Ventilnadel A33 sitzt. Wenn sich die erste Ventilnadel A33 nach oben bewegt, sitzt eine obere Seite eines verjüngten Teils des Ventilsteckers A33a der ersten Ventilnadel A33 auf einem Sitz (nachstehend als ein Oberseitensitz bezeichnet) A542, der eine abgeschrägte Oberfläche des ersten Steuerventilkastens A54 ist.
Die Niederdruckabzweigungspassage A65 weist eine Mündung A651 an einer direkt stromabwärtigen Seite des Anschlusses A65a auf, die eine Drossel ist.
Ein Ventilansteuerteil A12, der eine Ventilansteuereinrichtung zum Steuern der ersten Ventilnadel A33 ist, wird nun beschrieben. Die erste Ventilnadel A33 wird durch eine Steigerung oder einer Verminderung eines Drucks einer Ventilrückdruckkammer A55, die oberhalb des Wellenteils A33b ausgebildet ist, versetzt. Die Ventilrückdruckkammer A55 wird mit Hochdrucktreibstoff von der Hochdruckpassage A61 und der Hochdruckabzweigungspassage A64 über ein Längsloch A331 und ein Nebenloch A332 versorgt. Das Längsloch A331 ist von der oberen Endseite der ersten Ventilnadel A33 ausgebohrt. Ein Unterteil des Längslochs A331 erreicht den verengten Teil der ersten Ventilnadel A33 an dem verengten Teil. Das Nebenloch A332 erstreckt sich von einer Seitenoberfläche der ersten Ventilnadel A33 zu dem Unterteil des Längslochs A331.
Die Ventilrückdruckkammer A55 führt zu einem zweiten Steuerventilkasten A56, der ein weiterer Steuerventilkasten ist, durch eine Verbindungspassage A66. Die Verbindungspassage A66 ist ein kleines Loch, das sich von einem oberen Ende des Längslochs A231 des ersten Ventilkörpers A23 zu einer oberen Endoberfläche des ersten Ventilkörpers A23 erstreckt, und eine Mündung A661 aufweist.
Der zweite Steuerventilkasten A56 ist durch den ersten Ventilkörper A23 und einer auf einer unteren Endoberfläche des zweiten Ventilkörpers A26 ausgebildeten Vertiefung, die sich oberhalb des ersten Ventilkörpers A23 befindet, definiert. Der erste Ventilkörper A23 dient als eine untere Endwand des zweiten Steuerventilkastens A56. Ein äußerer kreisförmiger Teil A26a der Vertiefung an der unteren Endoberfläche des zweiten Ventilkörpers A26 ragt kreisförmig heraus, und die untere Endoberfläche des zweiten Ventilkörpers A26 ist unter Kraftaufwand in eine ringförmige Kerbe auf der oberen Endoberfläche des ersten Ventilkörpers A23 eingeführt, sodass der erste Ventilkörper A23 im Eingriff mit dem zweiten Ventilkörper A26 steht.
Ein offenes Ende der Verbindungspassage A66, die eine Öffnung an einer unteren Wandoberfläche des zweiten Steuerventilkastens A56 aufweist, dient als ein Anschluss A66a, der zu der Ventilrückdruckkammer A55 führt. Der zweite Steuerventilkasten A56 befindet sich in konstanter Verbindung mit der Niederdruckpassage A62 an einem peripheren Teil des zweiten Steuerventilkastens A56.
Ein Längsloch A261, das durch einen oberen Wandteil des zweiten Steuerventilkastens A56 eindringt, ist in dem zweiten Ventilkörper A26 ausgebildet. Ein zweite Ventilnadel A36 wird verschiebbar durch das Längsloch A261 gehalten. Ein unteres Ende der zweiten Ventilnadel A36 ragt in den zweiten Steuerventilkasten A56 hinein. Ein oberes Ende der zweiten Ventilnadel A36 ragt in eine Magnetventilkammer A57 hinein, die sich an einer oberen Seite des zweiten Ventilkörpers A26 befindet.
Die zweite Ventilnadel A36 hält einen Ventilstecker A35, der ein weiteres hemisphärisches Steuerventil darstellt, an dem unteren Ende der zweiten Ventilnadel A36, und wird gemeinsam mit dem Ventilstecker A35 verschoben. Eine flache untere Endoberfläche des Ventilsteckers A35 befindet sich gegenüber der unteren Wandoberfläche des zweiten Steuerventilkastens A56 an einer Position des Anschlusses A66a. Ein äußerer kreisförmiger Teil des Anschlusses A66a ist eine Sitzoberfläche A561, auf der der Ventilstecker A35 sitzt. Wenn der Ventilstecker A35 an der Sitzoberfläche A561 sitzt, wird der zweite Steuerventilkasten A56 von der Ventilrückdruckkammer A55 abgesperrt.
Das untere Ende der zweiten Ventilnadel A36, das in die Magnetventilkammer A57 hineinragt, ist an einem plattenähnlichen Rotor A37 fixiert. Der Rotor A37 befindet sich gegenüber einer Schaftfläche der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, der in der Magnetventilkammer A57 platziert ist. Die Spule 5 wird durch Wickeln des leitfähigen Drahtes 50 um den zentralen Kern 2 ausgebildet, und in der Spulenvorrichtung 1 platziert. Die Spulenvorrichtung 1 wird über das Windungsstartende 51 und Windungsendende 52 des leitfähigen Drahtes 50 der Spule 5 erregt. Eine Spulenfeder A38 wird in einem inneren kreisförmigen Teil des zentralen Kerns 2 aufgenommen, und kontaktiert den Rotor A37 elastisch. Die Spulenfeder A38 drückt den Rotor A37 konstant in eine Richtung, in der der Rotor A37 von dem zentralen Kern 2 entfernt wird. Die Spulenvorrichtung 1 wird zwischen dem zweiten Ventilkörper A26 und einem Schließelement A27 gehalten, und die Spulenvorrichtung 1, der zweite Ventilkörper A26 und das Schließelement A27 werden durch ein Längsloch A241 der Halterung A24 aufgenommen. Eine Lücke zwischen dem Schließelement A27 und der Halterung A24 wird mit einem Dichtungselement A44 abgedichtet.
Wenn die Spulenvorrichtung 1 erregt wird, zieht die Spulenvorrichtung 1 den Rotor A37 an, sodass die zweite Ventilnadel A36 nach oben verschoben wird. Als eine Folge wird in einer Ölhydraulikpassage, die die Hochdruckpassage A61, die Hochdruckabzweigungspassage A64, das Nebenloch A332 der ersten Ventilnadel A33, das Längsloch A331, die Ventilrückdruckkammer A55, die Verbindungspassage A66, den zweiten Steuerventilkasten A56 und die Niederdruckpassage A62 in dieser Reihenfolge umfasst, Treibstoff in der Ventilrückdruckkammer A55 in einen Treibstofftank zurückgeführt, der eine Niederdruckquelle ist, wobei ein Weg durch die Niederdruckpassage A62 nach Durchlaufen der Verbindungspassage A66 und des zweiten Steuerventilkastens A56 durchlaufen wird, wodurch ein Druck der Ventilrückdruckkammer A55 abnimmt. Die erste Ventilnadel A33 wird von dem unteren Seitensitz A541 gelöst, und sitzt auf dem oberen Seitensitz A542. Wenn die erste Ventilnadel A33 an dem oberen Seitensitz A542 sitzt, ist der erste Steuerventilkasten A54 von der Hochdruckpassage A61 abgetrennt, wodurch verhindert wird, das Hochdrucktreibstoff dem ersten Steuerventilkasten A54 zugeführt wird. Wenn die erste Ventilnadel A33 von dem unteren Seitensitz A541 gelöst wird, wird Treibstoff in der Rückdruckkammer A53 in den Treibstofftank rückgeführt, nachdem eine Entspannungspassage, die die Verbindungspassage A63, den ersten Steuerventilkasten A54, die Niederdruckabzweigungspassage A65 und die Niederdruckpassage A62 in dieser Reihenfolge umfasst, geöffnet wird. Folglich wird ein Druck der Rückdruckkammer A53 in den Treibstofftank freigegeben und verringert sich. Wenn der Druck der Rückdruckkammer A53 gleich oder kleiner dem Ventilöffnungsstartdruck wird, wird die Düsennadel A31 geöffnet, sodass Treibstoff von dem Düsenloch A52 eingespritzt wird.
Wenn andererseits die Spulenvorrichtung 1 ausgeschaltet wird, und dadurch die zweite Ventilnadel A36 nach unten verschoben wird, wird die Ventilrückdruckkammer A55 von der Niederdruckpassage A62 in der Ölhydraulikpassage abgetrennt. Demzufolge steigt der Druck der Ventilrückdruckkammer A55 aufgrund des Hochdrucktreibstoffs, der der Ventilrückdruckkammer A55 entlang einer Route von der Hochdruckpassage A61 zu dem Längsloch A331 durch die Hochdruckabzweigungspassage A64 und das Längsloch A332 der ersten Ventilnadel A33 in dieser Reihenfolge folgt, zugeführt wird. Als eine Folge löst sich die erste Ventilnadel A33 von dem oberen Seitensitz A542, und sitzt an dem unteren Seitensitz A541. Der erste Steuerventilkasten A54 wird von der Niederdruckpassage A62 abgetrennt. Der Druck der Rückdruckkammer A53 steigt, da Hochdrucktreibstoff der Rückdruckkammer A53 durch Folgen einer Route von der Hochdruckpassage A61 zu der Verbindungspassage A63 durch die Hochdruckabzweigungspassage A64 und den ersten Steuerventilkasten A54 in dieser Reihenfolge zugeführt wird. Wenn der Druck der Rückdruckkammer A53 gleich oder größer einem Ventilschließstartdruck wird, wird die Düsennadel A31 geschlossen, wodurch die Treibstoffeinspritzung gestoppt wird.
Wie vorstehend beschrieben, weist die dielektrische Schicht 6 in der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, die eine elektrische Isolierung des zentralen Kerns 2 von der Spule 5 bereitstellt, eine hohe Härte, einen niedrigen Reibungskoeffizienten, einen hohen Verschleißwiderstand und elektrische Isoliereigenschaften auf. Daher wird, auch wenn die Spulenvorrichtung 1 für eine Einspritzdüse in der Fahrzeugtreibstoffeinspritzvorrichtung angewendet wird, die in einer schwierigen Umgebung verwendet wird, ihre Leistungsfähigkeit sichergestellt. Weiterhin führt das Miniaturisieren der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels zu einer Verbesserung des Einspritzventils bei ihrer Konstruktionsflexibilität, wie etwa dem Miniaturisieren.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Spulenvorrichtung 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels ist gleich der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, außer das eine Führungskerbe 205 nur nahe beiden Enden eines zentralen Kerns 2 in einer axialen Richtung des zentralen Kerns 2 ausgebildet ist. 11 zeigt eine Schnittansicht der Spulenvorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Führungskerbe 205 ist nahe beiden Enden einer äußeren kreisförmigen Oberfläche eines Hauptkörpers 20 des zentralen Kerns 2 und an entsprechenden Oberflächen von Flanschteilen 21, 22 ausgebildet, die einander in einer axialen Richtung der Flanschteile 21, 22 gegenüberstehen. Jeder Bereich nahe beiden Enden der äußeren kreisförmigen Oberfläche des Hauptkörpers 20 ist zwei bis fünf Mal länger als ein Durchmesser eines leitfähigen Drahtes 50 in der axialen Richtung des zentralen Kerns 2.
Die Spulenvorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels kann in solch einer Weise ausgebildet sein, dass die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Obwohl die Führungskerbe 205 nur nahe beiden Enden des zentralen Kerns 2 in der Spulenvorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, ist der leitfähige Draht 50 gleichmäßig gewickelt. Solch eine Methode, in der die Führungskerbe 205 ausgebildet ist, ist besonders vorteilhaft, wenn die Spule 5 mit einer kleinen Anzahl von Schichten des leitfähigen Drahtes 50 ausgebildet ist.
In der Spulenvorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist die Führungskerbe 205 teilweise ausgebildet. Als eine Folge, können zum Ausbilden der Führungskerbe 205 benötigte Kosten reduziert werden.
Neben diesen Effekten, können gleiche Effekte, wie die des ersten Ausführungsbeispiels, erreicht werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Führungskerbe 205 nur an einem Teil des zentralen Kerns 2 ausgebildet. Nichtsdestotrotz, als eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels kann die Führungskerbe 205 nicht an dem zentralen Kern 2 ausgebildet sein. Auch bei dieser Modifikation werden gleiche Effekte, wie die des ersten Ausführungsbeispiels, erreicht.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In einer Spulenvorrichtung 1 eines dritten Ausführungsbeispiels, ist eine Führungskerbe 400 an einer inneren kreisförmigen Oberfläche eines äußeren Kerns 4 (eine Oberfläche, die einen Aufnahmeraum 10 definiert) ebenso ausgebildet, und die Spulenvorrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist gleich der Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, außer das diese keinen Harzguss 7 aufweist.
Die Spulenvorrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels kann in solcher Weise ausgebildet sein, dass die Spulenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist.
In der Spulenvorrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist die Führungskerbe 400 an der inneren kreisförmigen Oberfläche des äußeren Kerns 4 ebenso ausgebildet. Ein leitfähiger Draht 50 einer Spule 5 wird durch den Aufnahmeraum 10 aufgenommen, indem der leitfähige Draht 50 in die Führungskerbe 400 eingepasst wird. Demzufolge wird der leitfähige Draht 50 in dem Aufnahmeraum 10 nicht falsch ausgerichtet. Als eine Folge wird die Spule 5 in dem Aufnahmeraum 10 fixiert, ohne den Harzabguss 7 zu verwenden. Daher kann in der Spulenvorrichtung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ein Raum für den Harzabguss 7 reduziert werden, wodurch die Spulenvorrichtung 1 miniaturisiert wird. Zusätzlich können zum Ausbilden des Harzabgusses 7 benötigte Kosten reduziert werden.
Neben diesen Effekten, werden gleiche Effekte, wie die des ersten Ausführungsbeispiels, erreicht.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf die 12 bis 14 beschrieben. 12 ist eine Schnittansicht einer Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels. Die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels umfasst einen zentralen Kern 2, ein Kernverbindungselement 3, einen äußeren Kern 4 und eine Spule 8. In dem vierten Ausführungsbeispiel bilden der zentrale Kern 2, das Kernverbindungselement 3 und der äußere Kern 4 einen Kern.
Der zentrale Kern 2 umfasst einen Hauptkörper 20 und Flanschteile 21, 22. Der Hauptkörper 20 ist säulenförmig. Die Flanschteile 21, 22 sind an beiden Enden des Hauptkörpers 20 in einer axialen Richtung des Hauptkörpers 20 ausgebildet, und erstrecken sich in einer radialen Richtung des Hauptkörpers 20. Der zentrale Kern 2 besteht aus magnetischem Metall. Eisen, magnetisches Stahlblech, rostfreier Edelstahl oder ein SMC können zum Beispiel als das magnetische Metall, aus dem der zentrale Kern 2 ausgebildet ist, angewendet werden.
Die Flanschteile 21, 22, die an dem zentralen Kern 2 bereitgestellt sind, sind ausgebildet, um gleiche Formen wie die des ersten Ausführungsbeispiels aufzuweisen.
Das Kernverbindungselement 3 ist ein ringförmiges Element, das in ein Äußeres des Flanschteils 21 des zentralen Kerns 2 eingeführt wird. Das Kernverbindungselement 3 ist rechteckförmig an einer Schnittoberfläche in einer kreisförmigen Richtung des Flanschteils 21. Eine innere kreisförmige Oberfläche des Kernverbindungselements 3 überschneidet sich mit einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des Flanschteils 21. Das Kernverbindungselement 3 besteht aus einem nichtmagnetischen Metall. Rostfreier Edelstahl, Aluminium oder Kupfer können zum Beispiel für das nichtmagnetische Metall des Kernverbindungselements 3 angewendet werden. Weiterhin können nichtmagnetische Materialien, wie etwa Harzmaterialien (zum Beispiel Nylon-6,6, Polyethylen und Polypropylen) angewendet werden.
Der äußere Kern 4 ist ein zylindrisches Element, das in ein Äußeres des zentralen Kerns 2 eingeführt wird. Der äußere Kern 4 weist dieselbe Länge wie der zentrale Kern 2 in dessen axialer Richtung auf. Ein innerer Durchmesser des äußeren Kerns 4 stimmt mit einem äußeren Durchmesser des Kernverbindungselements 3 überein. Der äußere Kern 4 besteht aus magnetischem Metall. Eisen, magnetisches Stahlblech, magnetischer rostfreier Edelstahl oder ein SMC können zum Beispiel für das magnetische Metall des äußeren Kerns 4 angewendet werden. Obwohl sowohl der zentrale Kern 2 als auch der äußere Kern 4 aus dem magnetischen Metall bestehen, können sie aus Metall bestehen, dessen Eigenschaften die gleichen sind, oder sich unterscheiden.
Die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels besitzt einen Aufnahmeraum 10, in dem die Spule 8 zwischen dem äußeren Kern 4 und dem zentralen Kern 2 und dem Kernverbindungselement 3 aufgenommen wird. Der Aufnahmeraum 10 ist ein ringförmiger Raum, der sich entlang einer äußeren kreisförmigen Oberfläche des zentralen Kerns 2 erstreckt.
Die Spule 8 ist durch Wickeln eines bandähnlichen (plattenähnlichen) leitfähigen Drahtelements 80 in dessen Längsrichtung entlang einer kreisförmigen Richtung des zentralen Kerns 2 ausgebildet.
Das leitfähige Drahtelement 80 umfasst ein bandförmiges Basiselement 81 und eine Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82. Das Basiselement 81 besteht aus Isolierharz. Die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist in dem Basiselement 81 integral mit dem Basiselement 81 bereitgestellt. 13 zeigt das leitfähige Drahtelement 80. 14 ist eine Schnittansicht des leitfähigen Drahtelements 80 entlang einer Linie XIV-XIV in 13.
Das Basiselement 81 besteht aus Harz, das in einer bandähnlichen Weise ausgebildet ist, und elektrische Isoliereigenschaften aufweist. Das Basiselement 81 ist zu einem solchen Ausmaß flexibel, das es sich mindestens in seiner Längsrichtung biegt. Polyester, Polyurethan, Polyamid, Polyethylen oder Fluor-Gummi können zum Beispiel als das Harz des Basiselements 81 angewendet werden.
Der leitfähige Drahtstab 82 ist kürzer als die Länge des Basiselements 81 in ihrer Längsrichtung, und besteht aus Metall, wie etwa Kupfer. Der leitfähige Drahtstab 82 ist innerhalb des Basiselements 81 in einer Längsrichtung des Basiselements 81 angeordnet. Die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist parallel zueinander in dem Basiselement 81 angeordnet.
Zwei Verbindungsdrahtstäbe 83, 83 sind entsprechend an beiden Enden des leitfähigen Drahtelements 80 in seiner Längsrichtung bereitgestellt. Die Verbindungsdrahtstäbe 83, 83 erstrecken sich in einer Breitenrichtung des Basiselements 81 und ragen von einem Ende des Basiselements 81 in seiner Breitenrichtung heraus. Die zwei Verbindungsdrahtstäbe 83, 83 ragen von der gleichen Endseite des Basiselements 81 in seiner Breitenrichtung heraus. Gleich den leitfähigen Drahtstäben 82, ist der Verbindungsdrahtstab 83 innerhalb des Basiselements 81 angeordnet. Jedes Ende der Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist mit dem Verbindungsdrahtstab 83 innerhalb des Basiselements 81 verbunden. Das heißt, dass die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 parallel elektrisch zwischen dem Paar von Verbindungsdrahtstäben 83, 83 verbunden ist. In dem leitfähigen Drahtelement 80 hält das Basiselement 81 nicht nur die leitfähigen Drahtstäbe 82, sondern dient als eine Isolierbeschichtung, die eine elektrische Isolierung des leitfähigen Drahtstabs 82 von dem Äußeren schützt, wenn die Spule 8 ausgebildet wird. In dem vierten Ausführungsbeispiel ist der leitfähige Drahtstab 82 (leitfähiger Draht) in der Isolierbeschichtung integriert.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 in einer Ebene angeordnet. Wie jedoch in 15 gezeigt, kann die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 in einer Dickerichtung des Basiselements 81 sowie in der Breitenrichtung des Basiselements 81 angeordnet sein.
(Produktionsverfahren)
Die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels kann zum Beispiel durch das folgende Verfahren produziert werden.
Zunächst wird der zentrale Kern 2 produziert. Der zentrale Kern 2 kann durch ein herkömmliches Verfahren produziert werden.
Anschließend wird die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80, das zuvor produziert wurde, um eine äußere kreisförmige Oberfläche des Hauptkörpers des zentralen Kerns 2 in einer Vielzahl von Schichten ausgebildet. Demzufolge weist die Spule 8 eine Struktur auf, in der die Vielzahl von Schichten des leitfähigen Drahtelements 80 in einer radialen Richtung des zentralen Kerns 2 gestapelt ist. In der Spule 8 ragt der Verbindungsdrahtstab 83 des leitfähigen Drahtelements 80 von einer Seite (obere Seite in 12) des Hauptkörpers 20 in seiner radialen Richtung heraus.
Anschließend wird das Kernverbindungselement 3 in ein Äußeres eines Flanschteils 21 des zentralen Kerns 20 eingeführt, und der äußere Kern 4 wird in ein Äußeres von diesen eingeführt. Demzufolge wird die Spule 8 in dem Aufnahmeraum 10 angeordnet.
Anhand der vorstehenden Prozedur kann die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels produziert werden.
In der Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels ist die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80, worin der leitfähige Drahtstab 82 innerhalb des Basiselements 81 eine elektrische Isolierung besitzt, direkt um den zentralen Kern 2 ausgebildet. Dies wendet nicht die herkömmliche Struktur an, bei der leitfähige Drähte um das Spulenstützelement, wie etwa ein Spulenkörper, gewickelt werden. Das heißt, dass der leitfähige Drahtstab 82 um einen Raum für das Spulenstützelement gewickelt werden kann, der für die herkömmliche Struktur notwendig ist. Demzufolge steigt eine Rate (Drahtbelegungsrate), die die Spule 8 in der Spulenvorrichtung 1 einnimmt. Da die Drahtbelegungsrate zunimmt, kann eine gewünschte Leistungsfähigkeit durch Verwenden der miniaturisierten Spulenvorrichtung erreicht werden. Die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels kann miniaturisiert werden, wobei ihre Leistungsfähigkeit beibehalten wird, ohne das Spulenstützelement aufzuweisen.
Ebenso verhindert das Basiselement 81 des leitfähigen Drahtelements 80 der Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels einen Kurzschluss, der durch den leitfähigen Drahtstab 82 durch Reiben während des Wickelns verursacht wird, und erhält Isoliereigenschaften zwischen der Spule 8 und dem zentralen Kern 2.
Darüber hinaus wendet die Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels eine Struktur an, bei der die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80 gebildet wird. Als eine Folge ist es nicht notwendig, Führungsrillen an dem zentralen Kern 2 auszubilden, zum Beispiel sodass die Spule 8 einfach ausgebildet werden kann.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Eine Spulenvorrichtung 1 eines fünften Ausführungsbeispiels ist gleich der Spulenvorrichtung 1 des vierten Ausführungsbeispiels, außer dass ein leitfähiges Drahtelement 80, das eine Spule 8 bildet, sich von dem des vierten Ausführungsbeispiels unterscheidet. 16 zeigt einen Aufbau der Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels.
Das leitfähige Drahtelement 80 des fünften Ausführungsbeispiels umfasst ein bandähnliches Basiselement 81 und eine Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82. Das Basiselement 81 besteht aus isolierendem Harz. Die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist in dem Basiselement 81 integral mit dem Basiselement 81 bereitgestellt. 17 zeigt das leitfähige Drahtelement 80. 18 ist eine Schnittansicht des leitfähigen Drahtelements 80 entlang einer Linie XVIII-XVIII in 17.
Das Basiselement 81 besteht aus isolierendem Harz, der in einer bandähnlichen Weise ausgebildet ist. Eine Länge des Basiselements 81 in seiner Längsrichtung ist die gleiche wie die des Hauptkörpers 20 eines zentralen Kerns 2 in seiner Kreisumfangsrichtung. Das Basiselement 81 ist bis zu solch einem Ausmaß flexibel, dass es sich mindestens in seiner Längsrichtung biegt. Polyester, Polyurethan, Polyamid, Polyethylen oder Fluor-Gummi können zum Beispiel als das Harz des Basiselements 81 angewendet werden.
Der leitfähige Drahtstab 82 ist kürzer als eine Länge des Basiselements 81 in seiner Längsrichtung, und besteht aus Metall, wie etwa Kupfer. Der leitfähige Drahtstab 82 ist angeordnet, im Vergleich zu einer Längsrichtung des Basiselements 81 innerhalb des Basiselements 81 abgeschrägt zu sein. Die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist so angeordnet, dass beide Enden des leitfähigen Drahtstabs 82 mit beiden Enden des Basiselements 81 in seiner Längsrichtung übereinstimmen. Unter der Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 ist ein leitfähiges Drahtelement 821 angeordnet, das an einer Endseite des Basiselements 81 in seiner Breitenrichtung positioniert ist, das über ein weiteres leitfähiges Drahtelement 820 oberhalb des leitfähigen Drahtelements 820 in einer Dickerichtung des Basiselements 81 verläuft.
Der leitfähige Drahtstab 82 ist so angeordnet, dass wenn beide Enden des leitfähigen Drahtelements 80 in seiner Längsrichtung in Kontakt miteinander gebracht werden, ein Ende des leitfähigen Drahtstabs 82 das andere Ende eines weiteren leitfähigen Drahtstabs 82 kontaktiert. Das heißt, dass wenn beide Enden des leitfähigen Drahtelements 80 in seiner Längsrichtung in Kontakt miteinander gebracht werden, die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 miteinander elektrisch in Serie verbunden sind.
Das leitfähige Drahtelement 821 und ein leitfähiges Drahtelement 822 sind die leitfähigen Drahtstäbe 82, die nicht mit den anderen leitfähigen Drahtstäben 82 unter der Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 verbunden sind, wenn beide Enden des leitfähigen Drahtelements 80 in seiner Längsrichtung miteinander in Kontakt gebracht werden. Die Enden des leitfähigen Drahtelements 821 und des leitfähigen Drahtelements 822, die an einer Endseite des Basiselements 81 in seiner Breitenrichtung positioniert sind, sind elektrisch verbunden, um die Drahtstäbe 83 entsprechend zu verbinden. Zwei Verbindungsdrahtstäbe 83 ragen von der gleichen Endseite des Basiselements 81 in seiner Breitenrichtung heraus. Die Verbindungsdrahtstäbe 83 sind innerhalb des Basiselements 81 gleich den leitfähigen Drahtstäben 82 angeordnet. In dem leitfähigen Drahtelement 80 hält das Basiselement 81 nicht nur die leitfähigen Drahtstäbe 82, sondern dient als eine dielektrische Schicht, wenn die Spule 8 ausgebildet wird. Das heißt, dass in dem fünften Ausführungsbeispiel der leitfähige Drahtstab 82 (leitfähige Draht) in der Isolierbeschichtung integriert ist.
In dem leitfähigen Drahtelement 80 des fünften Ausführungsbeispiels ist die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 an einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche angeordnet. Nach Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80 um eine äußere kreisförmige Oberfläche des zentralen Kerns 2 kann ein weiteres leitfähiges Drahtelement 80 um die äußere kreisförmige Oberfläche gewickelt werden, um die das leitfähige Drahtelement 80 gewickelt ist. Als eine Folge kann die Spule 8, in der die Anzahl von Wicklungen des leitfähigen Drahtes hoch ist, ausgebildet werden.
Des Weiteren ist in dem leitfähigen Drahtelement 80 die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 in einer Ebene angeordnet. Wie jedoch in 19 gezeigt, kann die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 in einer Dickerichtung des Basiselements 81 sowie in der Breitenrichtung des Basiselements 81 angeordnet sein. In einem in 19 gezeigten Aufbau ist ebenso jedes der leitfähigen Drahtstäbe 82 des leitfähigen Drahtelements 80 so angeordnet, dass wenn beide Enden des Basiselements 81 in seiner Längsrichtung in Kontakt miteinander gebracht werden, ein Ende des leitfähigen Drahtstabs 82 das andere Ende des anderen leitfähigen Drahtstabs 82 (benachbart angeordneter leitfähiger Drahtstab) kontaktieren kann.
(Produktionsverfahren)
Die Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels kann zum Beispiel durch das folgende Verfahren hergestellt werden.
Zunächst wird der zentrale Kern 2 produziert. Der zentrale Kern 2 kann mit einem herkömmlichen Verfahren produziert werden.
Anschließend wird die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80, das zuvor hergestellt wurde, um eine äußere kreisförmige Oberfläche des Hauptkörpers 20 des zentralen Kerns 2 ausgebildet, und beide Enden des leitfähigen Drahtelements 80 werden in seiner Längsrichtung in Kontakt miteinander gebracht. Als eine Folge ragen die Verbindungsdrahtstäbe 83 des leitfähigen Drahtelements 80 von einer Seite (Oberseite in 16) des Hauptkörpers 20 in seiner axialen Richtung heraus.
Anschließend wird das Kernverbindungselement 3 in ein Äußeres eines Flanschteils 21 des zentralen Kerns eingeführt, und der äußere Kern 4 wird in ein Äußeres von diesen eingeführt. Demzufolge wird die Spule 8 in dem Aufnahmeraum 10 platziert.
Anhand der vorstehenden Prozedur kann die Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels produziert werden.
In der Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels ist die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80, dessen leitfähiger Drahtstab 82 sich innerhalb des Basiselements 81 befindet, und eine elektrische Isolierung besitzt, direkt um den zentralen Kern 2 ausgebildet. Es wird nicht der herkömmliche Aufbau angewendet, bei dem die leitfähigen Drähte um das Spulenstützelement, wie etwa ein Spulengehäuse, gewickelt werden. Das heißt, dass der leitfähige Drahtstab 32 um einen Raum für das Spulehstützelement gewickelt werden kann, der bei dem herkömmlichen Aufbau notwendig ist. Demzufolge erhöht sich eine Rate (Drahtbelegungsrate), die die Spule 8 in der Spulenvorrichtung 1 einnimmt. Da die Drahtbelegungsrate ansteigt, kann eine gewünschte Leistungsfähigkeit durch Verwenden der miniaturisierten Spulenvorrichtung erreicht werden. Die Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels kann miniaturisiert werden, wobei ihre Leistungsfähigkeit beibehalten wird, ohne das Spulenstützelement aufzuweisen.
Ebenso verhindert das Basiselement 81 des leitfähigen Drahtelements 80 in der Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels einen Kurzschluss, der durch Reiben des leitfähigen Drahtstabs 82 während des Wickelns verursacht wird, und erreicht Isoliereigenschaften zwischen der Spule 8 und dem zentralen Kern 2.
Darüber hinaus wendet die Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels einen Aufbau an, bei dem die Spule 8 durch Wickeln des leitfähigen Drahtelements 80 ausgebildet wird. Als eine Folge müssen keine Führungskerben an dem zentralen Kern 2 ausgebildet sein, zum Beispiel, sodass die Spule einfach ausgebildet werden kann.
Zusätzlich wird in der Spulenvorrichtung 1 des fünften Ausführungsbeispiels die Spule 8, in der die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 in dem leitfähigen Drahtelement 80 in Serie verbunden sind, ausgebildet. Als eine Folge kann eine gewünschte Leistungsfähigkeit erreicht werden, wobei ein schwacher elektrischer Strom verwendet wird, als im Vergleich zu einem Fall, in dem die Vielzahl von leitfähigen Drahtstäben 82 parallel verbunden sind.
Die Spulenvorrichtung der gegenwärtigen Erfindung ist nicht nur auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Spulenvorrichtung kann miniaturisiert werden, wobei ihre Leistungsfähigkeit beibehalten wird. Darüber hinaus weist die dielektrische Schicht eine hohe Härte, einen niedrigen Reibungskoeffizienten, einen hohen Verschleißwiderstand und elektrische Isoliereigenschaften auf, und ist fest mit dem zentralen Kern verbunden. Daher ist die Spulenvorrichtung insbesondere vorteilhaft, wenn diese für ein Treibstoffeinspritzventil verwendet wird, das in einem breiten Temperaturbereich verwendet wird.

Claims

Spulenvorrichtung mit: einer Spule (5), die aus einem gewickelten leitfähigen Draht (50) ausgebildet ist; und einem Kern, der aus einem zentralen Kern (2), einem diesen umgebenden äußeren Kern (4), die jeweils aus einem magnetischen Material hergestellt sind, sowie einem diese verbindenden Kernverbindungselement (3) gebildet ist, und der radial nach innen gerichtet in der Spule (5) platziert ist, wobei: der Kern einen Aufnahmebereich (10) aufweist, der die Spule (5) zwischen dem äußeren Kern (4), dem zentralen Kern (2) und dem Kernverbindungselement (3) aufnimmt und eine äußere Oberfläche aufweist, die den leitfähigen Draht (50) kontaktiert; die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) eine dielektrische Beschichtung (6) hat, die durch Anfügen eines dielektrischen Materials an die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ausgebildet ist; und das dielektrische Material diamantartiger Kohlenstoff ist.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Beschichtung (6) auf der gesamten äußeren Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ausgebildet ist.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ein Raumbildungsteil umfasst, das einen ringförmigen Raum definiert, der sich in einer Umfangsrichtung des Kerns (10) erstreckt; und die dielektrische Beschichtung (6) entlang des gesamten Raumbildungsteils der äußeren Oberfläche des Aufnahmebereichs ausgebildet (10) ist.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Teil der äußeren Oberfläche des Aufnahmebereichs (10), der das Anfangsegment der Wicklung (51) des leitfähigen Drahtes (50) kontaktiert, eine Führungskerbe (220) umfasst, die den leitfähigen Draht (50) führt.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Teil der äußeren Oberfläche des Aufnahmebereichs (10), der das Endsegment der Wicklung (52) des leitfähigen Drahtes (50) kontaktiert, eine Führungskerbe (221) umfasst, die den leitfähigen Draht (50) führt.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der leitfähige Draht (50) um den Aufnahmebereich (10) herum um eine zentrale Achse des Kerns (10) gewickelt ist, und ein Anfangssegment der Wicklung (51) und ein Endsegment der Wicklung (52) des leitfähigen Drahtes (50) in einem axialen Endbereich des Spulenaufnahmebereichs (10) platziert sind.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) eine Aufnahmenut (200) umfasst, die zwischen dem einen axialen Endbereich des Aufnahmebereichs (10) und einem gegenüberliegenden axialen Endbereich des Aufnahmebereichs (10), der dem einen axialen Endbereich gegenüber liegt, angeordnet ist, um ein Folgesegment (53) des leitfähigen Drahtes (50), das auf das Anfangssegment der Windung (51) des leitfähigen Drahtes (50) folgt, aufzunehmen.
Spulenvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei: eine radiale Tiefe der Aufnahmenut (200) gleich oder größer einem äußeren Durchmesser des Folgesegments (53) des leitfähigen Drahtes (50) ist, um das gesamte Folgeelement (53) des leitfähigen Drahtes (50) in der Aufnahmenut (200) aufzunehmen; und der leitfähige Draht (50) um den Aufnahmebereich (10) gewickelt ist, um eine ungerade Anzahl von Schichten des leitfähigen Drahtes (50) zu bilden.
Spulenvorrichtung mit: einer Spule (5, 8), die aus einem gewickelten leitfähigen Draht (50, 82) ausgebildet ist; und einem Kern, der aus einem zentralen Kern (2), einem diesen umgebenden äußeren Kern (4), die jeweils aus einem magnetischen Material hergestellt sind, sowie einem diese verbindenden Kernverbindungselement (3) gebildet ist, und der radial nach innen gerichtet in der Spule (5, 8) platziert ist, wobei: der Kern einen Aufnahmebereich (10) aufweist, der die Spule (5, 8) zwischen dem äußeren Kern (4), dem zentralen Kern (2) und dem Kernverbindungselement (3) aufnimmt und eine äußere Oberfläche aufweist, die den leitfähigen Draht (50, 82) kontaktiert; die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) eine dielektrische Beschichtung (6, 81) hat, die durch Anfügen eines dielektrischen Materials an die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ausgebildet ist; die äußere Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ein Raumbildungsteil umfasst, das einen ringförmigen Raum definiert, der sich in einer Umfangsrichtung des Kerns (10) erstreckt; und die dielektrische Beschichtung (6, 81) entlang des gesamten Raumbildungsteils der äußeren Oberfläche des Aufnahmebereichs (10) ausgebildet ist.
Einspritzventil, das die Spulenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.