DE102017110730B4

DE102017110730B4 - Elektromagnetischer Aktuator

Info

Publication number: DE102017110730B4
Application number: DE102017110730.4A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Sassa; Naofumi Adachi; Shingo KITANI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: DE102017110730A1; US20180115210A1; JP2018067685A; US10637317B2; CN107975449A; CN107975449B; JP6729288B2

Abstract

Elektromagnetischer Aktuator (30), der durch eine elektromagnetische Kraft einen Anker (33) antreibt, mit:einem Stator (82), der aus einem magnetischen Material gebildet ist und einen säulenförmigen Abschnitt (82b) und einen zylindrischen Abschnitt (82a) hat;einer Spule (81), die außerhalb des Stators (82) angeordnet ist, wobei die Spule (81) ein magnetisches Feld erzeugt, wenn dieselbe erregt wird;einem Isolator (84), der in dem zylindrischen Abschnitt (82a) des Stators (82) der Spule (81) in einer radialen Richtung zugewandt angeordnet ist, wobei sich der Isolator (84) in einer Umfangsrichtung teilweise entlang des Stators (82) erstreckt und einen Strom, der durch den Stator (82) in der Umfangsrichtung fließt, unterdrückt,einem zylindrischen Anschlag (83), der innerhalb des Stators (82) angeordnet ist, wobei der Anschlag (83) mit dem Anker (33) in eine Berührung gebracht wird, wenn sich der Anker (33) bewegt; undeiner Feder (31c), die innerhalb des Anschlags (83) angeordnet ist, wobei die Feder (31c) den Anker (33) vorspannt,wobeider säulenförmige Abschnitt (82b) des Stators (82) gänzlich entlang der Umfangsrichtung durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet ist, und ein Zwischenraum (86) zwischen einer Innenwand des Stators (82) und einer Außenwand des Anschlags (83) in einer Region definiert ist, in der die Spule (81) dem Stator (82) zugewandt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Aktuator, der durch eine elektromagnetische Kraft einen Anker antreibt.
HINTERGRUND
Der elektromagnetische Aktuator weist herkömmlicherweise eine Spule auf, die nach einer Erregung ein magnetisches Feld erzeugt. Ein Innenstator ist innerhalb der Spule angeordnet, und ein Wirbelstrom wird auf einer Seite des Innenstators nahe der Spule nach einer Erregung erzeugt. Ein magnetisches Feld wird durch den Wirbelstrom erzeugt, das das magnetische Feld, das durch die Spule erzeugt wird, tilgen kann. Als ein Resultat kann das magnetische Feld durch den Wirbelstrom einen Betrieb des Ankers stören.
Die US 2004/0114303 A1 offenbart ein Magnetventil, bei welchem ein Nabenabschnitt einstückig mit einem anziehenden Abschnitt eines Statorkerns an einer äußeren Umfangsseite des anziehenden Abschnitts ausgebildet ist. Der Nabenabschnitt hat eine sich verjüngende äußere Umfangsfläche und eine sich verjüngende innere Umfangsfläche. Ein Kolben hat einen Kommunikationsdurchgang, der sich im Allgemeinen entlang einer Mittelachse des Kolbens durch den Kolben erstreckt.
Die DE 102 35 240 A1 offenbart eine magnetventilgesteuerte Einspritzdüse mit einer Düsennadel, deren Öffnen und Schließen durch ein Magnetventil gesteuert wird, wobei das Magnetventil einen in einem Magnettopf enthaltenen Elektromagneten, einen Anker und ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilglied umfasst. Dabei besteht der Magnettopf aus einem Massivwerkstoff und er enthält einen radialen Schlitz.
Die US 2007/0052508 A1 offenbart ein für einen elektromagnetischen Aktuator verwendetes Joch, das durch Formen eines weichmagnetischen Eisenpulvers gebildet wird. Es wird dabei ein diskontinuierlicher Abschnitt gebildet, der das Auftreten von Wirbelstromverlusten verhindert. Dieser diskontinuierliche Abschnitt verhindert das Auftreten eines Wirbelstroms und ermöglicht es dem Aktuator, bei hoher Leistung effizient zu arbeiten.
Eine Offenlegungsschrift ( DE 102 35 240 A1 ) offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Unterdrücken eines Auftretens des Wirbelstroms. Die Patentschrift offenbart genauer gesagt einen Schlitz, der sich entlang der axialen Richtung über die ganze Region des magnetischen Materials erstreckt. Das magnetische Material wird somit durch den Schlitz gänzlich gespalten. Da ein Strom durch den Schlitz gesperrt wird, kann das Auftreten des Wirbelstroms unterdrückt werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist der Schlitz der Patentschrift, der das magnetische Material vollständig spaltet, lediglich einmal gebildet. Es ist daher schwierig, ausreichende Effekte eines Unterdrückens des Wirbelstroms aus dem einzelnen Schlitz zu erhalten. Wenn zwei oder mehr Schlitze in dem Stator gebildet sind, wird der Stator in eine Mehrzahl von Teilen gespalten, was zusätzlich eine komplexe Struktur erfordern könnte, um den Stator zu halten.
Angesichts des Vorhergehenden besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, einen elektromagnetischen Aktuator zu schaffen, der fähig ist, ein Auftreten eines Wirbelstroms mit einer einfachen Struktur zu unterdrücken.
KURZFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Gegenstands finden sich in den zugehörigen Unteransprüchen.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung liefert einen elektromagnetischen Aktuator, der durch eine elektromagnetische Kraft einen Anker antreibt. Der elektromagnetische Aktuator weist einen Stator, eine Spule und einen Isolator auf. Der Stator ist aus einem magnetischen Material gebildet und hat einen zylindrischen Abschnitt. Die Spule ist außerhalb des Stators angeordnet. Die Spule erzeugt ein magnetisches Feld, wenn dieselbe erregt wird. Der Isolator ist in einer speziellen Region des Stators der Spule in einer radialen Richtung zugewandt angeordnet. Der Isolator erstreckt sich in einer Umfangsrichtung teilweise entlang des Stators und unterdrückt einen Strom, der durch den Stator in der Umfangsrichtung fließt. Der Stator ist gänzlich entlang der Umfangsrichtung durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet.
Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Aspekt ist der Isolator in der speziellen Region des Stators, die der Spule in der radialen Richtung zugewandt ist, teilweise gebildet. Aufgrund der Existenz des Isolators kann ein Wirbelstrom, der durch den Stator in der Umfangsrichtung fließt, unterdrückt werden. Der Stator ist gänzlich entlang der Umfangsrichtung durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet. Der Stator ist mit anderen Worten durch den teilweise gebildeten Isolator nicht vollständig in eine Mehrzahl von Teilen gespalten. Ein Wirbelstrom, der in dem Stator erzeugt wird, wenn derselbe erregt wird, kann somit sicher unterdrückt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, durch einfaches Bilden des Isolators in dem Stator ein Auftreten des Wirbelstroms zu unterdrücken. Als ein Resultat ist es möglich, einen elektromagnetischen Aktuator vorzusehen, der durch ein magnetisches Feld, das in der Spule erzeugt wird, den Anker antreibt, während negative Effekte aufgrund eines Wirbelstroms, die das magnetische Feld in der Spule tilgen können, unterdrückt werden.
Figurenliste
Die vorhergehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlicher. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffsystems;
2 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils;
3 ein Diagramm, das einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils darstellt;
4 eine Querschnittsansicht, die einen Antriebsabschnitt darstellt;
5 eine Bodenansicht eines Stators;
6 eine perspektivische Ansicht des Stators;
7 eine perspektivische Ansicht des Stators, in der ein Abschnitt des Stators für eine Darstellung weggelassen ist;
8 eine grafische Darstellung einer elektromagnetischen Kraft; und
9 eine grafische Darstellung einer elektromagnetischen Kraft.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es ist unnötig, zu erwähnen, dass folgende Ausführungsbeispiele einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind, und daher ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsbeispiele begrenzt. Allen zwischen den Ausführungsbeispielen im Wesentlichen gleichen Strukturen ist ferner das jeweilige gemeinsame Bezugszeichen zugewiesen, und die Beschreibung der im Wesentlichen gleichen Strukturen wird in den anschließenden Ausführungsbeispielen weggelassen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 1 bis 9 wird im Folgenden ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Kraftstoffversorgungssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Kraftstoffversorgungssystem, das für eine Dieselmaschine verwendet wird. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 weist einen Kraftstofftank 100, einen Kraftstofffilter 200, eine Kraftstoffpumpe 300, eine ECU 400, eine gemeinsame Druckleitung 500 und Kraftstoffeinspritzventile 600 auf.
Der Kraftstofftank 100 ist ein Tank, der einen Kraftstoff speichert, mit dem eine Verbrennungsmaschine zu versorgen ist. Der Kraftstofftank 100 ist durch ein Rohr 700 für den Kraftstoff mit einer Versorgungspumpe 300 verbunden. Der Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 100 gespeichert ist, wird durch die Versorgungspumpe 300 hochgepumpt. Die Kraftstoffpumpe 300 pumpt den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 100 hoch und versorgt die gemeinsame Druckleitung 500 mit dem Kraftstoff. Ein überschüssiger Kraftstoff (ein Hauptrückführkraftstoff) in den Kraftstoffeinspritzventilen 600 und der gemeinsamen Druckleitung 500 und ein Kraftstoff (ein Pumpenrückführkraftstoff) von der Versorgungspumpe 300 werden als ein Rückführkraftstoff durch das Rohr 700 zu dem Kraftstofftank 100 zurückgeführt.
Das Rohr 700 weist ein Niederdruckrohr 710, ein Hochdruckrohr 720 und ein Rückführrohr 730 auf. Das Niederdruckrohr 710 ist ein Rohr, das sich zwischen dem Kraftstofftank 100 und der Versorgungspumpe 300 befindet. Das Hochdruckrohr 720 ist ein Rohr, das sich zwischen der Versorgungspumpe 300 und der gemeinsamen Druckleitung 500 befindet.
Das Rückführrohr 730 ist ein Rohr für einen Kraftstoff, das sich zwischen der Verbrennungsmaschine und dem Kraftstofftank 100 befindet. Das Rückführrohr 730 weist ein Hauptrückführrohr 731 und ein Pumpenrückführrohr 732 auf. Das Hauptrückführrohr 731 ist ein Rohr, durch das der Hauptrückführkraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 600 und der gemeinsamen Druckleitung 500 zu dem Kraftstofftank 100 zurückfließt. Das Pumpenrückführrohr 732 ist ein Rohr, durch das der Pumpenrückführkraftstoff von der Versorgungspumpe 300 zu dem Kraftstofftank 100 zurückfließt. Das Rückführrohr 730 lässt den Hauptrückführkraftstoff und den Pumpenrückführkraftstoff von dem Hauptrückführrohr 731 bzw. dem Pumpenrückführrohr 732 zu dem Kraftstofftank 100 zurücklaufen.
Der Kraftstofffilter 200 ist in dem Niederdruckrohr 710 zwischen dem Kraftstofftank 100 und der Versorgungspumpe 300 angeordnet. Der Kraftstofffilter 200 beseitigt durch Filtern des Kraftstoffs Fremdstoffe in dem Kraftstoff, wenn der Kraftstoff durch den Kraftstofffilter 200 geht. Ein Verstopfungsschalter 210, der mit der ECU 400 elektrisch verbunden ist, ist in dem Kraftstofffilter 200 auf einer Kraftstoffaustrittsseite des Kraftstofffilters angeordnet.
Der Verstopfungsschalter 210 weist ein elastisches Glied, das unter einem spezifizierten Druck verformbar ist, ein Schalterglied, das durch eine elastische Kraft des elastischen Glieds gedrückt wird, und ein Kontaktglied in einem Kontakt mit dem Schalterglied, das durch das elastische Glied gedrückt wird, auf. Der Verstopfungsschalter 210 gibt ein EIN-Signal zu der ECU 400 aus, wenn das Kontaktglied mit dem Schalterglied in Kontakt ist, und ein AUS-Signal zu der ECU 400 aus, wenn das Kontaktglied mit dem Schalterglied nicht in Kontakt ist. Das heißt, der Verstopfungsschalter 210 gibt während eines normalen Betriebs das EIN-Signal aus. Wenn im Gegensatz dazu ein Druck des Kraftstoffs auf einer Kraftstoffaustrittsseite des Kraftstofffilters 200 aufgrund eines Verstopfens des Kraftstofffilters 200 weniger als ein spezifizierter Druck ist, bewegt sich das Schalterglied weg von dem Kontaktglied.
Wenn genauer gesagt ein Druck zwischen der Kraftstoffpumpe 300 und dem Kraftstofffilter 200 negativ wird, wird das elastische Glied hin zu dem Rohr 700 gezogen, und das Schalterglied, das durch das elastische Glied gedrückt wurde, bewegt sich dann weg von dem Kontaktglied. Der Verstopfungsschalter 210 gibt dementsprechend das AUS-Signal zu der ECU 400 aus. Das heißt, der Verstopfungsschalter 210 ist ein sogenannter Schalter eines normalerweise geschlossenen Typs, der das EIN-Signal normalerweise ausgibt und das AUS-Signal lediglich ausgibt, wenn sich ein Druck aufgrund eines Verstopfens verringert. Die ECU 400 erfasst ein Verstopfen des Kraftstofffilters 200, wenn das AUS-Signal von dem Verstopfungsschalter 210 empfangen wird. Das heißt, der Verstopfungsschalter 210 und die ECU 400 können als ein Verstopfungsdetektor dienen.
Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 600 hat eine zylindrische Form und ist in einem jeweiligen Zylinder der Verbrennungsmaschine angeordnet. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 ist mit der gemeinsamen Druckleitung 500 verbunden, und das Kraftstoffeinspritzventil 600 wird von der gemeinsamen Druckleitung 500 mit Kraftstoff versorgt. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 ist mit der ECU 400 elektrisch verbunden und spritzt ansprechend auf Befehle von der ECU 400 Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 ist durch das Hauptrückführrohr 731 mit dem Kraftstofftank 100 verbunden. Kraftstoff, mit dem das Kraftstoffeinspritzventil 600 von der gemeinsamen Druckleitung 500 versorgt wurde, der jedoch nicht in den Zylinder eingespritzt wurde, wird durch das Hauptrückführrohr 731 als der Hauptrückführkraftstoff zu dem Kraftstofftank 100 zurückgeführt.
Die gemeinsame Druckleitung 500 hat eine zylindrische Form mit einem Raum darin. Die gemeinsame Druckleitung 500 ist durch das Hochdruckrohr 720 zwischen der gemeinsamen Druckleitung 500 und der Versorgungspumpe 300 mit der Versorgungspumpe 300 verbunden. Die gemeinsame Druckleitung 500 versorgt die Kraftstoffeinspritzventile 600, während dieselbe den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 300 durch das Hochdruckrohr 720 speichert, mit dem Kraftstoff. Die gemeinsame Druckleitung 500 weist einen Drucksensor 510 und einen Druckbegrenzer 520 auf. Der Drucksensor 510 erfasst einen Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung 500 und gibt den erfassten Druck zu der ECU 400 aus.
Der Druckbegrenzer 520 weist ein Ventil, das in sich einen elastischen Körper hat, auf. Der Druckbegrenzer 520 ist durch eine Leitung mit dem Kraftstofftank 100 verbunden. Das Ventil des Druckbegrenzers 520 ist durch eine Vorspannkraft, die aus der elastischen Natur des elastischen Körpers erzeugt wird, normalerweise geschlossen. Das Ventil des Druckbegrenzers 520 wird umgekehrt geöffnet, wenn der Druck in der gemeinsamen Druckleitung 500 größer als die Vorspannkraft des elastischen Körpers ist, und der elastische Körper durch den Druck verformt wird. Die gemeinsame Druckleitung 500 und der Kraftstofftank 100 sind dementsprechend durch das Hauptrückführungsrohr 731, das mit dem Druckbegrenzer 520 verbunden ist, miteinander verbunden. Der Druckbegrenzer 520 verhindert, dass der Druck in der gemeinsamen Druckleitung 500 einen spezifizierten Druck überschreitet, indem der Kraftstoff von der gemeinsamen Druckleitung 500 zu dem Kraftstofftank 100 entladen wird, um den Druck in der gemeinsamen Druckleitung 500 zu verringern.
Die ECU 400 weist eine CPU 410, die eine Reihe von Berechnungen ausführt, und einen Speicher 420 auf, der in sich Daten, die während der Berechnungen erzeugt werden, Berechnungsresultate und Programme, die im Voraus entworfen wurden, speichert. Die ECU 400 ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 600, der Kraftstoffversorgungspumpe 300, dem Verstopfungsschalter 210 und dem Drucksensor 510 elektrisch verbunden. Die ECU 400 berechnet durch Ausführen einer arithmetischen Verarbeitung der Drücke, die von dem Drucksensor 510 empfangen werden, Befehle für eine Menge an Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpumpe 300 hochzupumpen und von derselben zu entladen ist. Die ECU 400 gibt die berechneten Befehle zu der Versorgungspumpe 300 aus. Die ECU 400 steuert dementsprechend eine Menge an Kraftstoff, mit dem die gemeinsame Druckleitung 500 zu versorgen ist, und einen Druck von Kraftstoff, der durch jedes der Kraftstoffeinspritzventile 600 in einen Zylinder einzuspritzen ist. Die ECU 400 steuert ferner durch Ausgeben von Befehlen über eine Menge des Kraftstoffs zu jedem der Kraftstoffeinspritzventile 600 eine Menge an Kraftstoff, der von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 600 tatsächlich einzuspritzen ist. Die ECU 400 erfasst ein Auftreten eines Verstopfens bei dem Kraftstofffilter 200, wenn das AUS-Signal von dem Verstopfungsschalter 210 empfangen wird. Der Speicher 420 speichert im Voraus eine Korrelationsabbildung. Diese Korrelationsabbildung ist eine Abbildung, die durch Experimente vorbereitet wurde, und die eine Korrelation zwischen einer Temperatur von Kraftstoff und einer Zeit darstellt, die notwendig ist, um eine Wachsbildung bzw. Paraffinierung des Kraftstoffs aufzulösen. Die ECU 400 stellt basierend auf der Korrelationsabbildung einen Zwischenzeitraum, während dessen die Erfassung einer Verstopfung bei dem Kraftstofffilter 200 verboten ist, ein.
Die spezifischen Strukturen des Kraftstoffeinspritzventils 600 werden unter Bezugnahme auf 2 als Nächstes beschrieben werden. Ein Kraftstoffrohr 733 und das Hauptrückführrohr 731 sind mit jedem der Kraftstoffeinspritzventile 600 verbunden. Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 600 ist an einem Kopfglied befestigt, das in sich die Verbrennungskammer definiert. Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 600 ist in ein Durchgangsloch, das in dem Kopfglied gebildet ist, eingeführt. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 spritzt einen Kraftstoff, mit dem das Kraftstoffrohr 733 versorgt wurde, in die Verbrennungskammer durch eine Mehrzahl von Einspritzlöchern 44 direkt ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 weist eine Ventileinrichtung auf, um durch die Einspritzlöcher 44 eine Kraftstoffeinspritzung zu steuern. Die Ventileinrichtung weist ein Drucksteuerventil 35 und ein Hauptventil 50 auf. Das Drucksteuerventil 35 ist gemäß Steuersignalen von der ECU 400 in Betrieb. Das Hauptventil 50 schließt und öffnet die Einspritzlöcher 44 selektiv.
2 zeigt einen Querschnitt, der eines der Kraftstoffeinspritzventile 600 schematisch darstellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 weist einen Steuerkörper 40, eine Düsennadel 60, einen Anker 33, einen Antriebsabschnitt 30, eine Rückstellfeder 66 und eine schwimmende Platte 70 auf. Die Einspritzlöcher 44, ein Hochdruckkraftstoffkanal 51a, ein Zuflusskanal 52a, ein Abflusskanal 52b, ein Versorgungskanal 52c, eine Drucksteuerkammer 53, eine Ankerkammer 54 und ein Niederdruckkraftstoffkanal 51b sind in dem Steuerkörper 40 gebildet.
Der Steuerkörper 40 ist in einer Einführungsrichtung in die Verbrennungskammer eingeführt, und die Einspritzlöcher 44 sind an einem äußersten Ende des Steuerkörpers 40 in der Einführungsrichtung gebildet, wie es in 2 gezeigt ist. Das äußerste Ende hat eine kegelförmige oder eine halbkugelförmige Form. Die Einspritzlöcher 44 sind in dem Steuerkörper 40 gebildet, um sich in solchen Richtungen zu erstrecken, dass sich die Einspritzlöcher allmählich weg voneinander von einer Innenseite hin zu einer Außenseite des Steuerkörpers 40 trennen. Der hoch unter Druck gesetzte Kraftstoff wird durch die Einspritzlöcher 44 in die Verbrennungskammer eingespritzt. Der Kraftstoff wird zerstäubt, während derselbe durch die Kraftstoffeinspritzlöcher 44 geht, wodurch der zerstäubte Kraftstoff in einen Zustand geändert wird, in dem der Kraftstoff ohne Weiteres mit Luft gemischt werden kann.
Der Hochdruckkraftstoffkanal 51a ist mit dem Kraftstoffrohr 733 verbunden. Der Hochdruckkraftstoffkanal 51 a führt einen Hochdruckkraftstoff, mit dem von der gemeinsamen Druckleitung 500 versorgt wird, in den Zuflusskanal 52a und den Versorgungskanal 52c. Der Hochdruckkraftstoffkanal 51a und der Versorgungskanal 52c stehen miteinander durch den Zuflusskanal 52a in einer Fluidkommunikation. Der Zuflusskanal 52a führt einen hoch unter Druck gesetzten Kraftstoff in die Drucksteuerkammer 53. Die Drucksteuerkammer 53 und die Ankerkammer 54 stehen durch den Abflusskanal 52b miteinander in einer Fluidkommunikation. Der Abflusskanal 52b führt einen Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 53 zu der Ankerkammer 54. Der Versorgungskanal 52c führt einen hoch unter Druck gesetzten Kraftstoff, mit dem durch den Hochdruckkraftstoffkanal 51a versorgt wird, zu den Einspritzlöchern 44.
Die Drucksteuerkammer 53 ist in dem Steuerkörper 40 auf einer von den Einspritzlöchern 44 abgewandten Seite der Düsennadel 60 positioniert. Ein hoch unter Druck gesetzter Kraftstoff, mit dem durch das Kraftstoffrohr 733 und den Zuflusskanal 52a versorgt wird, fließt in die Drucksteuerkammer 53. Der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 variiert abhängig von einem Zufluss des hoch unter Druck gesetzten Kraftstoffs von dem Zuflusskanal 52a und einem Abfluss des Kraftstoffs zu der Ankerkammer 54 durch den Abflusskanal 52b. Die Düsennadel 60 bewegt sich innerhalb der Druckkammer 53 unter Verwendung der Druckvariationen hin und her.
Der Kraftstoff fließt von der Drucksteuerkammer 53 durch den Abflusskanal 52b in die Ankerkammer 54. Der Anker 33 ist in der Ankerkammer 54 hin und her bewegbar gehäust. Der Druck des Kraftstoffs in der Ankerkammer 54 ist weniger als der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53.
Der Niederdruckkraftstoffkanal 51b ist mit der Ankerkammer 54 und dem Hauptrückführrohr 731 verbunden. Der Niederdruckkraftstoffkanal 51b erstreckt sich entlang des Hochdruckkraftstoffkanals 51a in dem Steuerkörper 40. Der Niederdruckkraftstoffkanal 51b entlädt den Kraftstoff in der Ankerkammer 54 zu dem Hauptrückführrohr 731.
Der Steuerkörper 40 weist einen Düsenkörper 41, der aus einem Metall gebildet ist, einen Zylinder 56, eine Durchgangsplatte 46 und einen Halter 48 auf. Der Düsenkörper 41, die Durchgangsplatte 46 und der Halter 48 sind in dieser Reihenfolge von dem äußersten Ende des Kraftstoffeinspritzventils 600 angeordnet.
Der Düsenkörper 41 hat eine zylindrische Form mit einem Bodenabschnitt. Die Einspritzlöcher 44 und der Versorgungskanal 52c sind in dem Düsenkörper 41 gebildet. Der Düsenkörper 41 weist eine Düsennadelkammer 43 und einen Auflageabschnitt 45 auf. Die Düsennadelkammer 43 ist ein zylindrisches Loch und häust die Düsennadel 60 und den Zylinder 56. Der Versorgungskanal 52c ist in der Düsennadelkammer 43 durch den Zylinder 56 definiert. Der Auflageabschnitt 45 hat an dem äußersten Ende eine kegelförmige Form und ist dem Versorgungskanal 52c zugewandt.
Der Zylinder 56 hat eine zylindrische Form. Der Zylinder 56 definiert zusammen mit der Durchgangsplatte 46 und der Düsennadel 60 die Drucksteuerkammer 53. Der Zylinder 56 ist umfangsmäßig innerhalb des Düsenkörpers 41 zu dem Düsenkörper 41 koaxial angeordnet.
Die Durchgangsplatte 46 hat eine Scheibenform. Der Zuflusskanal 52a und der Abflusskanal 52b sind in der Durchgangsplatte 46 gebildet. Die Durchgangsplatte 46 weist einen Steuerauflageabschnitt 46a auf. Der Steuerauflageabschnitt 46a ist ein Abschnitt einer obersten Oberfläche der Durchgangsplatte 46, die dem Halter 48 zugewandt ist und die die Öffnung des Abflusskanals 52b umgibt. Der Steuerauflageabschnitt 46a begründet zusammen mit dem Anker 33 das Drucksteuerventil 35.
Der Halter 48 hat eine zylindrische Form. Zwei vertikale Löcher, die sich entlang einer axialen Richtung des Halters 48 erstrecken, sind in dem Halter 48 gebildet. Die zwei vertikalen Löcher dienen als der Hochdruckkraftstoffkanal 51a bzw. der Niederdruckkraftstoffkanal 51b. Der Antriebsabschnitt 30 ist in dem Halter 48 gehäust.
Die Düsennadel 60 ist aus einem Metall gebildet und hat als ein Ganzes eine säulenförmige Form. Die Düsennadel 60 ist in dem Düsenkörper 41 gehäust. Ein Ende der Düsennadel 60 ist in den Zylinder 56 eingeführt. Die Düsennadel 60 ist entlang einer Trägeroberfläche 56a, die an einer Innenwand des Zylinders 56 gebildet ist, hin und her bewegbar.
Die Düsennadel 60 weist eine Aufnahmeoberfläche 61 und einen Vorderflächenabschnitt 65 auf. Die Düsenadel 60 bewegt sich gemäß Variationen eines Drucks von Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 53, der an die Aufnahmeoberfläche 61 angelegt wird, entlang der axialen Richtung des Düsenkörpers 41 hin und her, wodurch der Vorderflächenabschnitt 65 auf dem Auflageabschnitt 45 aufliegt und sich von demselben trennt. Der Vorderflächenabschnitt 65 begründet das Hauptventil 50, das die Einspritzlöcher 44 zusammen mit dem Auflageabschnitt 45 selektiv öffnet und schließt. Wenn der Vorderflächenabschnitt 65 von dem Auflageabschnitt 45 getrennt wird, werden die Einspritzlöcher 44 geöffnet, und eine Kraftstoffeinspritzung wird gestartet. Wenn der Vorderflächenabschnitt 65 auf dem Auflageabschnitt 45 liegt, sind die Einspritzlöcher 44 geschlossen, und eine Kraftstoffeinspritzung ist gestoppt.
Der Anker 33 ist in der Ankerkammer 54 gehäust und innerhalb der Ankerkammer 54 hin und her bewegbar. Der Anker 33 ist aus einem ferromagnetischen Metall hergestellt und durch Anordnen von zwei säulenförmigen Körpern entlang der axialen Richtung desselben gebildet. Der Anker 33 variiert durch Steuern eines Abflusses des Kraftstoffs von der Drucksteuerkammer 53 zu der Ankerammer 54 einen Druck in der Drucksteuerkammer 53. Der Anker 33 weist einen Anziehungsabschnitt 33a und einen Steuervorderflächenabschnitt 33b auf. Der Anziehungsabschnitt 33a ist in einer Scheibenform gebildet. Der Anziehungsabschnitt 33a wird durch eine elektromagnetische Kraft, die durch den Antriebsabschnitt 30 erzeugt wird, hin zu dem Antriebsabschnitt 30 angezogen. Der Steuervorderflächenabschnitt 33b ist eine Endoberfläche eines säulenförmigen Abschnitts des Ankers 33, der von dem Mittelbereich des Anziehungsabschnitts 33a hin zu der Öffnung des Abflusskanals 52b vorspringt. Der Steuervorderflächenabschnitt 33b wird gemäß einer Bewegung des Ankers 33 gegen den Steuerauflageabschnitt 46a gedrückt und schließt die Öffnung des Abflusskanals 52b, der in der Ankerkammer 54 offen ist.
Der Antriebsabschnitt 30 ist ein elektromagnetischer Aktuator und treibt unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft den Anker 33 an. Der Antriebsabschnitt 30 ist über dem Anker 33 angeordnet. Der Antriebsabschnitt 30 weist ein Solenoid 31a, eine Magnetpolplatte 31b und eine Feder 31c auf. Das Solenoid 31a nimmt ein Antriebssignal, das einen Pulskurvenverlauf hat, von der ECU 400 auf. Das Solenoid 31a erzeugt ein elektromagnetisches Feld, wenn dasselbe das Antriebssignal aufnimmt. Die Magnetpolplatte 31b ist aus einem magnetischen Material hergestellt und hat eine Scheibenform. Die Magnetpolplatte 31b ist dem Anziehungsabschnitt 33a zugewandt. Die Magnetpolplatte 31b ist magnetisiert und zieht durch eine magnetische Kraft den Anziehungsabschnitt 33a an. Die Feder 31c ist eine Schraubenfeder, die aus einem metallischen Draht gebildet ist, der in einer spiralförmigen Gestalt gewickelt ist. Die Feder 31c spannt den Anker 33 in einer Richtung weg von der Magnetpolplatte 31b vor.
Der Antriebsabschnitt 30 bewirkt, dass der Steuervorderflächenabschnitt 33b durch eine Vorspannkraft der Feder 31c auf dem Steuerauflageabschnitt 46a ruht, wenn der Antriebsabschnitt 30 durch die ECU 400 nicht erregt ist. Das Drucksteuerventil 35 ist daher in einem geschlossenen Zustand, in dem eine Fluidkommunikation zwischen der Drucksteuerkammer 53 und der Ankerkammer 54 als die Kraftstoffabflusskammer blockiert ist.
Wenn im Gegensatz dazu der Antriebsabschnitt 30 durch die ECU 400 erregt wird, bewirkt der Antriebsabschnitt 30, dass sich die Steuervorderfläche 33b durch Anziehen des Ankers 33 weg von dem Steuerauflageabschnitt 46a trennt. Das Drucksteuerventil 35 ist somit in einem offenen Zustand, in dem eine Fluidkommunikation zwischen der Drucksteuerkammer 53 und der Ankerkammer 54 eingerichtet ist. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, steuert der Antriebsabschnitt 30 durch Steuern des Ankers 33, um sich hin und her zu bewegen, durch die ECU 400 das Drucksteuerventil 35, um sich selektiv zu öffnen und zu schließen. Als ein Resultat wird ein Abfluss des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammern 53 zu dem Anker 54 durch das Drucksteuerventil 35 gesteuert.
Die Rückstellfeder 66 ist eine Schraubenfeder, die aus einem metallischen Draht gebildet ist, der in einer spiralförmigen Gestalt gewickelt ist. Die Rückstellfeder 66 spannt die Düsennadel 60 hin zu den Einspritzlöchern 44 vor, sodass der Vorderflächenabschnitt 65 auf dem Auflageabschnitt 45 ruht.
Die schwimmende Platte 70 ist eine bewegliche Platte und in der Drucksteuerkammer 53 gehäust. Die schwimmende Platte 70 schaltet zwischen einem Zustand, in dem der Hochdruckkraftstoffkanal 51a in einer Fluidkommunikation mit der Drucksteuerkammer 53 steht, und einem Zustand, in dem der Hochdruckkraftstoffkanal 51a nicht in einer Fluidkommunikation mit der Drucksteuerkammer 53 steht. Ein Ausgangsdurchgang 71 ist in der schwebenden Platte 70 gebildet, und der Zuflusskanal 52b steht durch den Ausgangsdurchgang 71 in einer Fluidkommunikation mit der Drucksteuerkammer 53. Die schwimmende Platte 70 ist aus einem Metall hergestellt und hat eine Scheibenform. Die schwimmende Platte 70 ist in der Drucksteuerkammer 53 in der axialen Richtung des Düsenkörpers 41 hin und her bewegbar gehäust. Die schwimmende Platte 70 ist durch eine Blattfeder 72 hin zu der Durchgangsplatte 46 vorgespannt. Der Ausgangsdurchgang 71 ist in der schwimmenden Platte 70 gebildet. Der Ausgangsdurchgang 71 ist ein Durchgangsloch, das durch die schwimmende Platte 70 in einer Dickenrichtung derselben geht. Ein Schnittbereich eines Flusskanals des Ausgangsdurchgangs 71 ist kleiner als derselbe des Abflusskanals 52b. Wenn die schwimmende Platte 70 mit der Durchgangsplatte 46 in einer engen Berührung ist, ermöglicht der Ausgangsdurchgang 71, dass Kraftstoff aus der Drucksteuerkammer 53 hin zu dem Abflusskanal 52b fließt, während eine Menge des Abflusses des Kraftstoffs in den Abflusskanal 52b geregelt wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, fließt bei dem Kraftstoffeinspritzventil 600 ein Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 53 durch den Ausgangsdurchgang 71 und den Abflusskanal 52b hin zu der Ankerkammer 54, wenn das Drucksteuerventil 35 geöffnet ist. Als ein Resultat verringert sich ein Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53, und die Düsennadel 60 bewegt sich hin zu der Drucksteuerkammer 53, was bewirkt, dass sich die Einspritzlöcher 44 öffnen. Wenn dann die Fluidkommunikation zwischen der Drucksteuerkammer 53 und der Ankerkammer 54 durch das Drucksteuerventil 35, das geschlossen ist, gesperrt wird, fließt der Kraftstoff, mit dem durch den Zuflusskanal 52a versorgt wird, in die Drucksteuerkammer 53, während derselbe die schwimmende Platte 70 gegen die Vorspannkraft der Blattfeder 72 abwärtsdrückt. Als ein Resultat wird der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 wieder erhöht, und die Düsennadel 60 bewegt sich schnell hin zu dem Auflageabschnitt 45, um die Einspritzlöcher 44 zu schließen.
Unter Bezugnahme auf 3 wird als Nächstes ein Betrieb beschrieben, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 600 gemäß einem Antriebsstrom von der ECU 400 eine Kraftstoffeinspritzung durchführt. Der Antriebsstrom fließt vor einer Kraftstoffeinspritzung, das heißt während eines Nichteinspritz-Zeitraums, nicht durch das Solenoid 31a. Der Anker 33 ist somit in einem geschlossenen Zustand, und ein Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 wird aufrechterhalten, um hoch zu sein. Die Düsennadel 60 wird daher durch den Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 abwärtsgedrückt, wodurch die geschlossenen Zustände der Einspritzlöcher 44 aufrechterhalten werden.
Der Betrieb, bei dem die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wird als Nächstes beschrieben werden. Die ECU 400 führt durch Versorgen des Solenoids 31a mit einem Antriebsstrom eine Öffnungsventilsteuerung aus, um zu bewirken, dass sich das Drucksteuerventil 35 öffnet. Der Abflusskanal 52b wird mit der Ankerkammer 54 in eine Fluidkommunikation gebracht. Der Kraftstoff in der Druckkammer 53 fließt dann durch den Ausgangsdurchgang 71 und den Abflusskanal 52b hin zu der Ankerkammer 54. Als ein Resultat verringert sich der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53, und die Düsennadel 60 bewegt sich hin zu der Drucksteuerkammer 53, wodurch die Einspritzlöcher 44 in den offenen Zuständen sind. Eine Kraftstoffeinspritzung wird dementsprechend gestartet.
Der Betrieb, bei dem die Kraftstoffeinspritzung gestoppt wird, wird als Nächstes beschrieben werden. Wenn die ECU 400 ein Versorgen mit dem Antriebsstrom stoppt, wird das Drucksteuerventil 35 durch die Feder 31c geschlossen, und die Fluidkommunikation zwischen dem Abflusskanal 52b und der Ankerkammer 54 wird gesperrt. Der Kraftstoff durch den Zuflusskanal 52a fließt dann in die Drucksteuerkammer 53, während derselbe die schwimmende Platte 70 abwärtsdrückt. Als ein Resultat wird der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 53 wieder erhöht, und die Düsennadel 60 bewegt sich schnell hin zu dem Auflageabschnitt 45, um die Einspritzlöcher 44 zu schließen.
Die Konfiguration des Antriebsabschnitts 30 wird als Nächstes im stärkeren Detail unter Bezugnahme auf 4 bis 7 beschrieben werden. Das Solenoid 31a weist eine Spule 81, einen Stator 82 und einen Anschlag 83 auf. Die Spule 81 ist ein zylindrischer Elektromagnet, der eine elektromagnetische Kraft, die den Anker 33 anzieht, erzeugt. Das Stator 82 ist aus einem magnetischen Material gebildet und innerhalb der Spule 81 angeordnet. Der Stator 82 wird magnetisiert, wenn ein Strom durch die Spule 81 fließt. Wenn die Spule 81 erregt wird, wird zwischen dem Stator 82 und dem Anker 33 eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Die Spule 81 ist aus einem Spulenkern, der aus einem synthetischen Harz hergestellt ist, und einem Draht, der mit einer isolierenden Beschichtung beschichtet ist, gebildet. Der Draht ist um den Spulenkern mehrere Male gewickelt.
Der Stator 82 weist einen zylindrischen Abschnitt 82a und einen säulenförmigen Abschnitt 82b, der einen Radius, der größer als derselbe des zylindrischen Abschnitts 82a ist, wie es in 6 und 7 gezeigt ist, hat, auf. Der Stator 82 hat eine zweistufige säulenförmige Form mit dem zylindrischen Abschnitt 82a und dem säulenförmigen Abschnitt 82b, die zueinander koaxial abgeordnet sind. Der zylindrische Abschnitt 82a definiert darin einen Raum, um den Anschlag 83 zu häusen. Die Spule 81 ist um den zylindrischen Abschnitt 82a herum angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, ist der säulenförmige Abschnitt 82b ein Abschnitt in einer Berührung mit der oberen Oberfläche der Spule 81. Die Umfangsoberfläche des säulenförmigen Abschnitts 82b ist innerhalb des Halters 48 fixiert. Der säulenförmige Abschnitt 82b definiert einen Kommunikationskanal 82c, durch den die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 82a in einer Fluidkommunikation mit der Außenseite des zylindrischen Abschnitts 82a ist. Die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 82a und der Kommunikationskanal 82c dienen als ein Abschnitt des Niederdruckkraftstoffkanals 51b.
Wie in 6 gezeigt ist, sind zwei Schlitze 84 in dem zylindrischen Abschnitt 82a gebildet. Die Schlitze 84 gehen in einer radialen Richtung durch eine Wand des zylindrischen Abschnitts 82a, wodurch die Innenseite und die Außenseite des zylindrischen Abschnitts 82a miteinander in einer Fluidkommunikation stehen. Jeder der Schlitze 84 erstreckt sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 82a hin zu dem säulenförmigen Abschnitt 82b. Jeder der zwei Schlitze 84 ist in einer speziellen Region 82 des Stators positioniert, um voneinander in der radialen Richtung der Spule 81 abgewandt zu sein. Jeder der Schlitze 84 dient als ein Isolator, der einen Strom unterdrückt, der durch den zylindrischen Abschnitt 82a in einer Umfangsrichtung fließt. Die Schlitze 84 sind nicht in dem säulenförmigen Abschnitt 82b gebildet. Die Schlitze 84 erstrecken sich daher in der axialen Richtung zu einer mittleren Position des Stators 82, das heißt, erstrecken sich nicht gänzlich in der axialen Richtung über den Stator 82. Der Stator 82 ist mit anderen Worten gänzlich entlang der Umfangsrichtung durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Endabschnittsseite des zylindrischen Abschnitts 82a entlang der Umfangsrichtung aufgrund der Existenz der Schlitze 84 nicht ununterbrochen gebildet, während die Basisseite des zylindrischen Abschnitts 82a nahe dem säulenförmigen Abschnitt 82b gänzlich entlang der Umfangsrichtung ununterbrochen gebildet ist. Die Basisseite ist eine Region, die in der radialen Richtung nicht der Spule 81 zugewandt ist (das heißt, der andere verbleibende Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 82a als der spezielle Abschnitt).
Wie in 5 gezeigt ist, weist der zylindrische Abschnitt 82a Positionierungsabschnitte 85, die in der radialen Richtung vertieft sind und die Spule 81 positionieren (verriegeln), auf. Die Spule 81 weist Vorsprünge, die eine Form, die den Positionierungsabschnitten 85 entspricht, haben, auf. Ein Vorsprung ist mit einem entsprechenden Positionierungsabschnitt 85 im Eingriff. Als ein Resultat ist die Position der Spule 84 relativ zu dem Stator 82 verriegelt. Die Schlitze 84 sind in den Positionierungsabschnitten 85 gebildet.
Der Anschlag 83 ist in dem zylindrischen Abschnitt 82a des Stators 82 angeordnet. Der Anschlag 83 ist aus einem nichtmagnetischen Stahl, wie zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl, gebildet. Der Anschlag 83 hat eine Rohrform, die sich öffnende Enden an beiden Endseiten hat, wie es in 7 gezeigt ist. Ein Basisabschnitt des Anschlags 83 ist an dem Stator 82 fixiert, indem derselbe in den Stator 82 gepasst ist. In den anderen verbleibenden Abschnitten als dem Basisabschnitt des Anschlags 83 ist ein Zwischenraum 86 zwischen einer Innenwand des Stators 82 und einer Außenwand des Anschlags 83 gebildet. Die Region, in der der Zwischenraum 86 gebildet ist, ist eine Region, in der die Spule 81 in der radialen Richtung dem Stator 82 zugewandt ist.
In dem Antriebsabschnitt 30 ist, selbst wenn der Anker 33 die oberste Position erreicht, ein Spalt zwischen der oberen Oberfläche des Ankers 33 und der unteren Oberfläche des Stators 82 immer noch sichergestellt, um ein Auftreten eines Ansprechfehlers aufgrund eines Restmagnetismus nach einem Stoppen eines Versorgens der Spule 81 mit einem Strom zu verhindern. Der Spalt wird durch den Anschlag 83 garantiert. Der Anschlag 83 regelt daher die Position des obersten Abschnitts des Ankers 33. Die Feder 31c ist innerhalb des Anschlags 83 angeordnet. Die Feder 31c spannt den Anker 33 in eine Schließrichtung vor.
Obwohl es nicht in 4 gezeigt ist, ist ein Zwischenraumharzabschnitt 87 (ein zweiter Harzabschnitt), der aus Harz hergestellt ist, in dem Zwischenraum 86, der zwischen dem Stator 82 und dem Anschlag 83 gebildet ist, angeordnet, wie es in 5 gezeigt ist. Der Zwischenraumharzabschnitt 87 wird durch Einführen eines Harzes in den Zwischenraum 86 und dann Aushärten des Harzes in einem Zustand, in dem der Anschlag 83 an dem zylindrischen Abschnitt 82a fixiert ist, gebildet.
Schlitzharzabschnitte 88 (erste Harzabschnitte), die aus einem Harz hergestellt sind, sind ähnlicherweise in den Schlitzen 84 angeordnet. Die Schlitzharzabschnitte 88 werden durch Einführen eines Harzes in die Schlitze 84 und dann Aushärten des Harzes in einem Zustand, in dem der Stator 82 mit der Spule 81 gekoppelt ist, gebildet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Schlitzharzabschnitte 88 und der Zwischenraumharzabschnitt 87 gleichzeitig durch das gleiche Herstellungsverfahren gebildet. Die Schlitzharzabschnitte 88 und der Zwischenraum 86 sind daher miteinander verbunden. Wie in 5 gezeigt ist, ist ferner ein Raum zwischen dem Stator 82 und der Spule 81 mit einem Harz gefüllt.
Unter Bezugnahme auf 8 wird als Nächstes ein Vergleich zwischen einer elektromagnetischen Kraft, die durch das vorliegende Ausführungsbeispiel, das die Schlitze 84 hat, erzeugt wird, und einer elektromagnetischen Kraft, die durch ein Vergleichsbeispiel ohne die Schlitze 84 erzeugt wird, gezogen. Wie in 8 gezeigt ist, ist die elektromagnetische Kraft durch das vorliegende Ausführungsbeispiel zu einer Zeit tl größer als bei dem Vergleichsbeispiel, und die Steigung derselben bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ebenfalls größer als dieselbe bei dem Vergleichsbeispiel. Wie in 5 gezeigt ist, kann ein Auftreten eines Wirbelstroms, der durch den zylindrischen Abschnitt 82a des Stators 82 fließen würde, durch die Schlitze 84 unterdrückt werden, wodurch eine elektromagnetische Übergangskraft verbessert werden kann. Bei dem Vergleichsbeispiel ohne die Schlitze 84 wird mit anderen Worten ein behindernder magnetischer Fluss aufgrund eines Wirbelstroms, der in dem zylindrischen Abschnitt 82a des Stators 82 erzeugt wird, erzeugt, wodurch eine elektromagnetische Übergangskraft verringert wird.
Die Beziehung zwischen der Zahl der Schlitze 84 und der elektromagnetischen Kraft wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 9 beschrieben werden. 9 zeigt ein Vergleichsbeispiel, bei dem der Stator 82 keinen Schlitz 84 hat, ein erstes Beispiel mit einem Schlitz 84, ein zweites Beispiel mit zwei Schlitzen 84 und ein drittes Beispiel mit vier Schlitzen 84. Bei dem dritten Beispiel sind die vier Schlitze 84 in 90-Grad-Intervallen gebildet.
Wie in 9 gezeigt ist, erhöht sich die elektromagnetische Übergangskraft, sowie sich die Zahl der Schlitze 84 erhöht. Der Effekt eines Unterdrückens eines Auftretens eines Wirbelstroms erhöht sich mit anderen Worten, sowie sich die Zahl der Schlitze 84 erhöht. Die Zahl der Schlitze 84 kann eine notwendige elektromagnetische Kraft mit dem Herstellungsaufwand derselben abstimmend bestimmt werden.
Wenn lediglich ein Schlitz 84 gebildet wird, um in der radialen Richtung der Spule 81 zugewandt zu sein, kann ein Auftreten einer Verformung des zylindrischen Abschnitts 82a des Stators 82 während des Verfahrens eines Bildens des Schlitzes 84 zusätzlich zu einer Erhöhung der elektromagnetischen Kraft unterdrückt werden. Als ein Resultat kann eine Abmessungsgenauigkeit des Schlitzes 84 verbessert werden.
Gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 600 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die zwei Schlitze 84, die als Isolatoren funktionieren, in einer speziellen Region des Stators 82, die der Spule 81 in der radialen Richtung zugewandt ist, teilweise gebildet. Durch Bilden der Schlitze 84 kann ein Wirbelstrom, der durch den Stator 82 fließt, unterdrückt werden. Der säulenförmige Abschnitt 82b des Stators 82 ist ferner gänzlich entlang der Umfangsrichtung des säulenförmigen Abschnitts 82b durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet. Da sich mit anderen Worten die Schlitze nicht über die ganze Region des Stators 82 in der axialen Richtung erstrecken, ist der Stator 82 durch die Schlitze 84 nicht vollständig gespalten. Wenn somit die Spule 81 erregt wird, kann ein Auftreten des Wirbelstroms in dem Stator 82 unterdrückt werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann ein Auftreten des Wirbelstroms durch die Schlitze 84 in dem Stator 82 unterdrückt werden. Der Antriebsabschnitt 30 kann somit negative Effekte aufgrund des behindernden magnetischen Flusses aufgrund des Wirbelstroms unterdrücken und ist somit in der Lage, den Anker 33 durch ein magnetisches Feld, das bei der Spule 81 erzeugt wird, anzutreiben.
Die Schlitze 84 existieren mit anderen Worten lediglich in einer Region nahe der Spule 81, in der ein Wirbelstrom typischerweise erzeugt wird, das heißt von einer Endoberfläche des Stators 82 bis zu einem oberen Ende der Spule 81, was den Stator 82 nicht vollständig teilt. Es ist daher möglich, eine Mehrzahl der Schlitze 84 zu bilden, wodurch die Wirbelstromunterdrückungseffekte verbessert werden und die elektromagnetische Übergangskraft verbessert wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schlitze 84 von dem Endabschnitt des Stators 82 nahe zu dem Anker 33 und über die ganze Region des Stators 82, die der Spule 81 zugewandt ist. Die Schlitze 84 sind an voneinander abgewandten Positionen gebildet. Die Region des Stators 82, die der Spule 81 in der radialen Richtung zugewandt ist, ist eine Region, in der ein magnetisches Feld erzeugt wird. Es ist somit möglich, ein Auftreten eines Wirbelstroms in einer solchen Region durch die Schlitze 84 zu unterdrücken. Durch Bilden der Schlitze 84, um voneinander abgewandt zu sein, kann ferner der zylindrische Abschnitt 82a des Stators 82 gleichmäßig teilweise gespalten sein. Das Auftreten des Wirbelstroms kann daher effektiver unterdrückt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Zwischenraum 86 zwischen der Innenwand des Stators 82 und der Außenwand des Anschlags 83 gebildet. Es ist somit möglich, einen Strom daran zu hindern, zwischen dem Stator 82 und dem Anschlag 83 zu fließen. Selbst wenn somit die Spule 81 erregt wird, kann ein Auftreten eines Wirbelstroms zwischen dem Stator 82 und dem Anschlag 83 unterdrückt werden.
Die Schlitze 84, die als die Isolatoren dienen, sind ferner Durchgangslöcher, die durch die Wand des Stators 82 gehen. Die Isolatoren können daher ohne weiteres durch Bilden der Schlitze 84 in einer Teilregion des Stators 82 gebildet sein.
Da sich die Schlitze 84 ferner in der axialen Richtung erstrecken, kann, selbst wenn der Raum zwischen den zwei Schlitzen 84 klein ist, der Stator 82 durch die Schlitze 84 in der Umfangsrichtung sicher isoliert werden. Es ist somit möglich, den Stator 82 effektiv zu isolieren, während eine Verringerung des Volumens des Stators 82 unterdrückt wird.
Das Harz, das als ein Isolator dient, ist in den Zwischenraum 86 zwischen dem Stator 82 (den Schlitzen 84) und dem Anschlag 83 gefüllt. Es ist somit möglich, eine Situation zu vermeiden, in der Fremdstoffe, wie zum Beispiel Grate, die während eines Herstellungsverfahrens erzeugt werden, in den Zwischenraum 86 geraten und in dem Zwischenraum 86 bleiben, und dann solche Fremdstoffe aus dem Zwischenraum 86 fallen, wenn der Anker 33 einen Betrieb startet, und dann den Anker 33 stören. Es ist ferner ebenfalls möglich, eine Situation zu vermeiden, in der der Stator 82 und der Anschlag 83 durch die Fremdstoffe miteinander elektrisch verbunden werden, das heißt, eine elektrische Schaltung unerwartet gebildet wird, und als ein Resultat der Wirbelstromunterdrückungseffekt verschlechtert wird.
Durch Verwenden des Harzes in dem Stator 82 ist es ferner möglich, ein Kippen des Anschlags 83 aufgrund einer externen Kraft, die während eines Herstellungsverfahrens erzeugt wird, zu unterdrücken. Wenn der Anschlag 83 gekippt wird, um mit dem Stator 82 in Berührung zu sein, wird ein elektrischer Strom in dem Stator 82 durch den Anschlag 83 gebildet. Als ein Resultat würde ein Wirbelstrom erzeugt werden, und die elektromagnetische Übergangskraft würde verringert. Wenn ferner der Anschlag 83 gekippt wird, wird eine Wirkung der Feder 31c in dem Anschlag 83 ebenfalls negativ beeinträchtigt. Diese negativen Effekte können durch Verwenden des Harzes in dem Zwischenraum 86 vermieden werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Stator 82 die Positionierungsabschnitte 85, die in der radialen Richtung vertieft sind und die Spule 81 positionieren, auf. Jeder der Schlitze 84 ist in dem entsprechenden Positionierungsabschnitt 85 gebildet. Da ein Bereich der unteren Oberfläche des Stators 82 aufgrund der Existenz der Schlitze 84 reduziert ist, kann eine elektromagnetische Kraft ebenfalls verringert werden. Der aufgrund der Existenz der Schlitze 84 reduzierte Bereich sollte daher zwangsläufig klein sein. In dieser Hinsicht hat, da jeder der Positionierungsabschnitte 85 als ein vertiefter Abschnitt gebildet ist, die Dicke des Abschnitts des Stators 82, in dem der Positionierungsabschnitt 85 gebildet ist, einen minimalen Wert. Durch Bilden des Schlitzes 84 in einem solchen Abschnitt verringert sich somit die Länge des Schlitzes 84. Als ein Resultat ist es möglich, den reduzierten Bereich des Stators 82 aufgrund der Existenz der Schlitze 84 zu verringern.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 83 innerhalb des Stators 82 angeordnet. Ein Abschnitt des Anschlags 83 kann alternativ in den Stator 82 eingeführt sein, um den Anschlag 83 zu führen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Harz in den Zwischenraum 86 gefüllt. Der Anschlag 83 kann alternativ mit einer Isolatorschicht bedeckt sein. Da lediglich ein Außenumfangsabschnitt des Anschlags 83 beschichtet ist, ist ein Verfahren verglichen mit einer Situation einfacher, in der der Stator 82 gänzlich beschichtet ist, wodurch dasselbe hinsichtlich einer Qualitätskontrolle und des Aufwands vorteilhaft ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel dienen die Schlitze 84 als die Isolatoren. Ein isolierendes Material kann alternativ anstelle der Schlitze 84 verwendet sein. Der Stator 82 kann beispielsweise aus einem magnetischen Verbundmaterial gebildet sein, und isolierende Abschnitte können teilweise in dem Stator 82 gebildet sein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel dient das Durchgangsloch als der Schlitz, der sich entlang der axialen Richtung erstreckt. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, von denen jedes eine kreisförmige Form hat, kann alternativ gebildet sein, um sich in der axialen Richtung zu erstrecken. Die Durchgangslöcher haben ferner eine elliptische Form, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel dient der Antriebsabschnitt 30 des Kraftstoffeinspritzventils 600 als der elektromagnetische Aktuator. Andere Vorrichtungen zum Antreiben des Ankers 33 können alternativ als der elektromagnetische Aktuator dienen.

Claims

Elektromagnetischer Aktuator (30), der durch eine elektromagnetische Kraft einen Anker (33) antreibt, mit: einem Stator (82), der aus einem magnetischen Material gebildet ist und einen säulenförmigen Abschnitt (82b) und einen zylindrischen Abschnitt (82a) hat; einer Spule (81), die außerhalb des Stators (82) angeordnet ist, wobei die Spule (81) ein magnetisches Feld erzeugt, wenn dieselbe erregt wird; einem Isolator (84), der in dem zylindrischen Abschnitt (82a) des Stators (82) der Spule (81) in einer radialen Richtung zugewandt angeordnet ist, wobei sich der Isolator (84) in einer Umfangsrichtung teilweise entlang des Stators (82) erstreckt und einen Strom, der durch den Stator (82) in der Umfangsrichtung fließt, unterdrückt, einem zylindrischen Anschlag (83), der innerhalb des Stators (82) angeordnet ist, wobei der Anschlag (83) mit dem Anker (33) in eine Berührung gebracht wird, wenn sich der Anker (33) bewegt; und einer Feder (31c), die innerhalb des Anschlags (83) angeordnet ist, wobei die Feder (31c) den Anker (33) vorspannt, wobei der säulenförmige Abschnitt (82b) des Stators (82) gänzlich entlang der Umfangsrichtung durch das magnetische Material ununterbrochen gebildet ist, und ein Zwischenraum (86) zwischen einer Innenwand des Stators (82) und einer Außenwand des Anschlags (83) in einer Region definiert ist, in der die Spule (81) dem Stator (82) zugewandt ist.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach Anspruch 1, bei dem der Isolator (84) ein Durchgangsloch ist, das durch eine Wand des Stators (82) geht.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach Anspruch 2, bei dem das Durchgangsloch ein Schlitz (84) ist, der sich in einer axialen Richtung des Stators (82) erstreckt.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach Anspruch 2 oder 3, mit ferner einem ersten Harzabschnitt (88), der aus einem Harz gebildet ist und in dem Durchgangsloch angeordnet ist.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach Anspruch 1, mit ferner einem zweiten Harzabschnitt (87), der aus einem Harz gebildet ist und in dem Zwischenraum (86) angeordnet ist.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach Anspruch 2, bei dem der Stator (82) einen Endabschnitt nahe dem Anker (33) aufweist, das Durchgangsloch mindestens zwei Schlitze (84) aufweist, die sich über die spezielle Region in einer axialen Richtung des Stators (82) von dem Endabschnitt erstrecken, und die mindestens zwei Schlitze (84) in der radialen Richtung voneinander abgewandt sind.
Elektromagnetischer Aktuator (30) nach einem der Anspruch 2 bis 4, mit ferner einem Positionierungsabschnitt (85), der von dem Stator (82) in der radialen Richtung vertieft ist, wobei der Positionierungsabschnitt (85) konfiguriert ist, um die Spule (81) zu positionieren, wobei das Durchgangsloch in dem Positionierungsabschnitt (85) gebildet ist.