JP2006226263A - 電磁駆動装置およびそれを用いた燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルとターミナルとの電気的接続部をヨーク側に曲げる作業を容易にするとともに、ターミナルおよびコイルとヨークとの絶縁不良を防止する電磁駆動装置およびそれを用いた燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】 電磁駆動装置のヨーク４０、４２は互いに磁気的に接続し、コイル４４の外周を覆っている。コイル４４はスプール５０に巻回されている。ターミナル４６はスプール５０の案内部５４に案内され、スプール５０に嵌合している。コイル４４の一端４５はターミナル４６の端部４７と電気的に接続している。スプール５０の周方向両側の側面に突起６０が形成されている。ターミナル４６の端部４７は、突起６０に形成されたテーパ面６２に係止されるまでヨーク４２の周方向端部４３側に曲げられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁駆動装置およびそれを用いた燃料噴射弁に関する。

従来、特許文献１の燃料噴射弁で用いられているように、ターミナルからコイルに電力を供給し電磁駆動力を発生する電磁駆動装置は各種用途において駆動部として用いられている。例えば図１０に示すように、ターミナル２００の端部２０２と、スプール２１０に巻回された図示しないコイルの一端２１２とを電気的に接続し、コイルの外周をヨーク２２０で覆った電磁駆動装置が知られている。図１０に示すような構成の電磁駆動装置では、コイルの一端２１２と接続しているターミナル２００の端部２０２が径方向外側に突出しないように、端部２０２をヨーク２２０側に折り曲げている。

特開平１０−１９６４８６号公報

しかしながら、ターミナル２００の端部２０２をヨーク２２０側に曲げる曲げ量を調整することは困難である。ヨーク２２０側への端部２０２の曲げ量が大きくなると、ターミナル２００とヨーク２２０とが近づき過ぎ、絶縁不良を起こす恐れがある。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、コイルとターミナルとの電気的接続部をヨーク側に曲げる作業を容易にするとともに、ターミナルおよびコイルとヨークとの絶縁不良を防止する電磁駆動装置およびそれを用いた燃料噴射弁を提供することを目的とする。

請求項１から７記載の発明では、ターミナルとコイルとが電気的に接続している電気的接続部をストッパが係止し、電気的接続部をヨーク側に曲げる曲げ量をストッパが規制する。この構成によれば、ストッパに当接するまで電気的接続部をヨーク側に曲げればよいので、電気的接続部の曲げ量はストッパの位置によって規制される。したがって、電気的接続部の曲げ量の調整が容易であり、電気的接続部の曲げ作業が容易になる。
また、ターミナルとコイルとが電気的に接続している電気的接続部とヨークとが近づき過ぎることを防止するので、ターミナルおよびコイルとヨークとの絶縁不良を防止できる。

請求項３記載の発明では、コイル、ターミナルおよびヨークを樹脂モールドして樹脂ハウジングを成形するときに、ストッパ側からターミナルとコイルとの電気的接続部に向かう樹脂流れをストッパが遮ることができる。その結果、ヨーク側に向けて曲げられた電気的接続部が曲げ方向と反対側に戻されることを防止できる。

請求項５記載の発明では、ヨーク側に電気的接続部を曲げるときにストッパのテーパ面に電気的接続部が当接する。これにより、電気的接続部とヨークとの間に絶縁不良を起こさない間隔を確保しつつ、電気的接続部は広い範囲でストッパに当接する。その結果、ヨーク側に電気的接続部を曲げるときに電気的接続部が狭い範囲でストッパに係止されることを防止し、電気的接続部に局所的に大きな力が加わることを防止する。これにより、電気的接続部がストッパに係止されるときに電気的接続部が変形することを防止できる。

また、ヨーク側に電気的接続部を曲げた状態で電気的接続部とストッパのテーパ面とは広い範囲で当接しているので、電気的接続部とストッパのテーパ面との隙間が小さくなる。したがって、電気的接続部とテーパ面との間に他部材が入り込みにくくなる。例えば、樹脂モールドで樹脂ハウジングを形成する場合に、電気的接続部とテーパ面との間に樹脂が入り込みにくくなる。したがって、電気的接続部とテーパ面との間に他部材が入り込み、曲げ方向と反対側に電気的接続部が戻されることを防止できる。

請求項６記載の発明では、電気的接続部の周囲をストッパが覆っているので、電気的接続部と他部材とが接触してストッパ側以外の方向に電気的接続部が力を受け変位することを防止できる。
ところで、燃料噴射弁の燃料噴射を断続する弁部材を電磁駆動装置で往復駆動する場合、電磁駆動装置においてターミナルとコイルとの電気的接続部とヨークとが絶縁不良を起こして導通すると、常にコイルに電流が流れて燃料を噴射し続けたり、弁部材の開閉作動を高精度に制御できなくなることがある。

そこで、請求項７記載の発明では、請求項１から６のいずれか一項記載の電磁駆動装置を燃料噴射弁の駆動部として用い、ターミナルとコイルとの電気的接続部とヨークとの絶縁不良を防止している。これにより、コイルへの通電を高精度に制御し、燃料噴射量を高精度に制御できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電磁駆動装置を用いた燃料噴射弁を図４に示す。燃料噴射弁１０は、ガソリンエンジン用の燃料噴射弁である。筒状部材１２は磁性部材および非磁性部材からなる円筒状に形成されている。筒状部材１２の内周側には燃料通路が形成されており、この燃料通路に、弁ボディ２０、弁部材２２、可動コア２４、スプリング２６、固定コア３０、アジャスティングパイプ３２および燃料フィルタ３４が収容されている。また、燃料噴射弁１０の他の構成部品であるヨーク４０、４２、コイル４４、ターミナル４６、スプール５０および樹脂ハウジング７０は、燃料噴射弁１０の電磁駆動装置を構成している。

筒状部材１２は、図４において下方の弁ボディ２０側から第１磁性部材１４、磁気抵抗部材としての非磁性部材１６、第２磁性部材１８をこの順で有し、一体に形成されている。筒状部材１２は、コイル４４の内周側に設置され可動コア２４および固定コア３０の外周を覆っている。第１磁性部材１４と非磁性部材１６、ならびに非磁性部材１６と第２磁性部材１８とは溶接により結合している。溶接は例えばレーザ溶接により行う。筒状部材１２の第１磁性部材１４および第２磁性部材１８は、可動コア２４、固定コア３０およびヨーク４０、４２と磁気回路を形成している。非磁性部材１６は第１磁性部材１４と第２磁性部材１８との間で磁束が短絡することを防ぐ。筒状部材１２の燃料入口側に燃料フィルタ３４が収容されている。

弁ボディ２０は第１磁性部材１４の噴孔側先端の内部に溶接により固定されている。弁ボディ２０は弁部材２２が着座可能な弁座２１を内周壁に有している。カップ状の噴孔プレート１９は弁ボディ２０の外周壁に溶接により固定されている。噴孔プレート１９は薄板状に形成されており、中央部に複数の噴孔１９ａが形成されている。

弁部材２２は有底円筒状の中空であり、弁部材２２の底側に当接部２３が形成されている。当接部２３は弁ボディ２０に形成されている弁座２１に着座可能である。当接部２３が弁座２１に着座すると、噴孔１９ａが閉塞され燃料噴射が遮断される。当接部２３の上流側に弁部材２２の側壁を貫通する燃料孔２２ａが複数形成されている。弁部材２２内に流入した燃料は、燃料孔２２ａを内から外に通過し、当接部２３と弁座２１とが形成する弁部に向かう。

可動コア２４は弁部材２２に対して弁ボディ２０と反対側で溶接等により弁部材２２に固定されている。付勢部材としてのスプリング２６は、弁部材２２が弁座２１に着座する方向に可動コア２４および弁部材２２を付勢している。
固定コア３０は円筒状に形成されており、筒状部材１２内に収容されている。固定コア３０は可動コア２４に対し弁ボディ２０と反対側に設置され可動コア２４と向き合っている。

アジャスティングパイプ３２は固定コア３０内に圧入され、スプリング２６の一端を係止している。アジャスティングパイプ３２の圧入量を調整することによりスプリング２６の付勢力を調整する。
ヨーク４０、４２は互いに磁気的に接続してコイル４４の外周を覆っている。ヨーク４０は円筒状に形成されており、第１磁性部材１４と磁気的に接続している。ヨーク４２は第２磁性部材１８と磁気的に接続している。ヨーク４２の周方向の一部は、ターミナル４６とコイル４４との接続箇所との接触を避けるために切り欠かれている（図１参照）。つまり、ヨーク４２は周方向の一部に開口を有している。

コイル４４を巻回しているスプール５０は筒状部材１２の外周に取付けられている。樹脂ハウジング７０は筒状部材１２およびコイル４４の外周を覆っている。ターミナル４６はコイル４４と電気的に接続しており、コイル４４に駆動電流を供給する。
筒状部材１２の上方から燃料噴射弁１０内に流入した燃料は、固定コア３０内の燃料通路、可動コア２４内の燃料通路、弁部材２２内の燃料通路、燃料孔２２ａ、当接部２３が弁座２１から離座したときに当接部２３と弁座２１との間に形成される開口を通り、噴孔１９ａから噴射される。

以上のように構成した燃料噴射弁１０において、コイル４４への通電がオフされると、スプリング２６の付勢力によって弁部材２２が図４の下方、つまり閉弁方向に移動して弁部材２２の当接部２３が弁座２１に着座し、噴孔１９ａが閉塞され燃料噴射が遮断される。
コイル４４への通電をオンすると、固定コア３０、可動コア２４、第１磁性部材１４、ヨーク４０、４２および第２磁性部材１８からなる磁気回路を磁束が流れ、固定コア３０と可動コア２４との間に磁気吸引力が発生する。すると、可動コア２４とともに弁部材２２はスプリング２６の付勢力に抗して固定コア３０側に移動し、当接部２３が弁座２１から離座する。これにより、燃料が噴孔１９ａから噴射される。

次に、燃料噴射弁１０に用いられている電磁駆動装置について説明する。
図１に樹脂ハウジング７０を除いた状態の電磁駆動装置を示す。ヨーク４２は、前述したように周方向の一部に開口を有している。そして、開口を形成するヨーク４２の周方向端部４３同士の間で、コイル４４の一端４５と、ターミナル４６の端部４７とが電気的に接続している。

図２および図３にスプール５０を示す。スプール５０は絶縁樹脂材で成形されており、、巻回部５１、鍔部５２、案内部５４、嵌合部５６、５７および突起６０を有している。巻回部５１は円筒状に形成されており、外周にコイル４４が巻回される。鍔部５２は巻回部５１の軸方向両端に巻回部５１よりも大径の円環状に設けられており、コイル４４の巻き崩れを防止する。

案内部５４は、断面を円弧状に形成され、軸方向に延びてターミナル４６を案内する。案内部５４の巻回部５１側には、嵌合部５６、５７が形成されている。嵌合部５６は、案内部５４の周方向の中央部に設置され、嵌合部５６の周方向の両側に嵌合部５７が形成されている。案内部５４と嵌合部５６と２個の嵌合部５７とにより嵌合凹部５８が２箇所形成されている。２個のターミナル４６は、それぞれ嵌合凹部５８に嵌合して位置決めされる。嵌合凹部５８の幅は径方向外側で狭くなっているので、嵌合凹部５８にターミナル４６が嵌合した状態でターミナル４６が径方向外側に抜けることを防止できる。

案内部５４の巻回部５１側の周方向両側側面にストッパとして突起６０が形成されている。突起６０の側方には、ヨーク４２側に向けて傾斜するテーパ面６２が形成されている。コイル４４の一端４５と電気的に接続しているターミナル４６の端部４７は、コイル４４の一端４５とともにヨーク４２側に曲げられ、突起６０のテーパ面６２に当接している。コイル４４の一端４５およびターミナル４６の端部４７は電気的接続部を構成している。ターミナル４６の端部４７をヨーク４２側に曲げるときは、端部４７がテーパ面６２に当接するまで端部４７を曲げる。

そして、ターミナル４６の端部４７をヨーク４２側に曲げ、図１のように組み付けられたコイル４４、ターミナル４６およびスプール５０を図５に示すように成形型７２に設置し、ゲート７４から樹脂を注入して樹脂ハウジング７０を形成する。樹脂ハウジング７０を成形するときのスライド７６の位置が図５に示すように、スプール５０の軸方向、ならびにターミナル４６側の２方向であるため、樹脂を注入するゲート７４の位置はスプール５０の案内部５４に対しターミナル４６の反対側、つまりターミナル４６の端部４７をヨーク４２に向けて曲げる側になる。このため、ゲート７４から注入された樹脂は、突起６０に対してターミナル４６の端部４７と反対側から端部４７に向けて流れ込んでくる。しかし、端部４７をヨーク４２に曲げる側、つまりゲート７４側に突起６０が設置されているので、ゲート７４から注入された樹脂流れは突起６０に遮られて迂回し、曲げ方向とは反対の元に戻る方向に端部４７を押す流れとならない。したがって、ターミナル４６の端部４７が樹脂ハウジング７０の表面側に押されることを防止する。

また、ターミナル４６の端部４７とテーパ面６２とが当接している範囲が広いので、ターミナル４６の端部４７とテーパ面６２との間に形成される隙間は小さい。その結果、ターミナル４６の端部４７とテーパ面６２との間に樹脂が入り込みにくいので、ターミナル４６の端部４７が樹脂ハウジング７０の表面側に押されることを防止する。
このように、ターミナル４６の端部４７が曲げ方向と反対側に戻されることを防止するので、端部４７と接続しているコイル４４にテンションが掛かることを防止できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６〜図９に示す。第２実施形態では、スプール８０に設けたストッパとしての突起８２の形状が第１実施形態と異なる以外の電磁駆動装置、および電磁駆動装置を用いた燃料噴射弁の構成は第１実施形態と実質的に同一であり、同一部分には同一符号を付す。

図８および図９に示すように、ストッパとしての突起８２には、第１実施形態と同様にヨーク４２側に向けて傾斜するテーパ面８３が形成されている。そして、このテーパ面８３を囲むように、軸方向両側およびヨーク４２側に、遮蔽部８４、８５が形成されている。
図６および図７に示すように、コイル４４の一端４５と電気的に接続しているターミナル４６の端部４７は、遮蔽部８４、８５に囲まれたテーパ面８３に当接するまでヨーク４２側に曲げられている。そして、テーパ面８３に当接した状態で、端部４７の周囲を遮蔽部８４、８５が覆っている。

この構成によれば、樹脂ハウジング７０を成形するときの端部４７に向かう樹脂流れが遮蔽部８４、８５により遮られ迂回される。さらに、ターミナル４６の端部４７とテーパ面８３とが当接している範囲が広いので、ターミナル４６の端部４７とテーパ面８３との間に形成される隙間は小さい。その結果、ターミナル４６の端部４７とテーパ面８３との間に樹脂が入り込みにくい。したがって、ターミナル４６の端部４７が樹脂ハウジング７０の表面側に押されることを防止する。また、端部４７の軸方向両側を遮蔽部８４が覆っているので、樹脂流れにより端部４７が軸方向に変位することを防止する。

以上説明したように、上記複数の実施形態では、コイル４４と電気的に接続するターミナル４６の端部４７をストッパとしての突起に係止されるまでヨーク４２側に曲げるので、端部４７の曲げ量をストッパで規制できる。したがって、コイル４４とターミナル４６との電気的接続部である端部４７の曲げ作業が容易である。

また、ターミナル４６の端部４７はストッパに係止されストッパよりもヨーク４２側に近づかない。これにより、ターミナル４６の端部４７とヨーク４２とが近づき過ぎることにより絶縁不良を起こすことを防止できる。そして、上記複数の電磁駆動装置を駆動部として用いた燃料噴射弁においては、コイル４４およびターミナル４６とヨーク４２との絶縁不良を防止することにより、コイル４４への通電制御不良を防止できる。したがって、燃料を噴射し続けたり、弁部材２２の開閉タイミングのずれによる噴射量の制御不良を防止し、燃料噴射量を高精度に制御できる。

また、樹脂モールドにより樹脂ハウジング７０を成形するときに、ターミナル４６の端部の曲げ方向と反対側に向かう樹脂流れをストッパが遮るので、端部４７が曲げ方向と反対側に変位することを防止し、樹脂ハウジング７０の表面側に端部４７が露出することを防止できる。さらに、ターミナル４６の端部の曲げ方向と反対側、第２実施形態ではさらに軸方向側に向かう樹脂流れをストッパが遮り端部４７の変位を防止するので、端部４７とともにコイル４４の一端４５が変位し、コイル４４にテンションが加わることを防止できる。

（他の実施形態）
上記複数の実施形態では、スプールに設けたストッパとしての突起に、ヨーク４２側に向けて傾斜するテーパ面を設けたが、コイル４４と電気的に接続するターミナル４６の端部４７をヨーク４２側に曲げる曲げ量を規制するためなら、ストッパにテーパ面を設けない構成でもよい。また、ターミナル４６の端部４７の曲げ量を規制するストッパは、スプール自体ではなく、スプールに設置したストッパ部品でもよい。
また、上記実施形態では、燃料噴射弁の電磁駆動装置として本発明の電磁駆動装置を用いたが、燃料噴射弁に限らず、どのような用途に本発明の電磁駆動装置を適用してもよい。

（Ａ）は樹脂ハウジングを除いた本発明の第１実施形態による電磁駆動装置を示す説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 （Ａ）は第１実施形態によるスプールを示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 （Ａ）は図２の（Ｂ）のIII方向矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 第１実施形態による燃料噴射弁を示す断面図である。 （Ａ）は（Ｂ）のＢ方向矢視図であり、（Ｂ）は樹脂ハウジングのモールド工程を示す説明図である。 （Ａ）は樹脂ハウジングを除いた本発明の第２実施形態による電磁駆動装置を示す説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ線部分の拡大図である。 （Ａ）は図６の（Ａ）のVII方向矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ線部分の拡大図である。 （Ａ）は第２実施形態によるスプールを示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 （Ａ）は図８の（Ｂ）のIX方向矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 従来の電磁駆動装置を示す説明図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁、１９ａ 噴孔、２２ 弁部材、２４ 可動コア、３０ 固定コア、４０、４２ ヨーク、４３ 周方向端部、４４ コイル、４５ 一端（電気的接続部）、４６ ターミナル、４７ 端部（電気的接続部）、５０、８０ スプール、６０、８２ 突起（ストッパ）、６２、８３ テーパ面、８４、８５ 遮蔽部

Claims (7)

1. コイルと、
   前記コイルと電気的に接続しているターミナルと、
   前記コイルの外周の少なくとも一部を覆うヨークと、
   を備え、前記コイルと前記ターミナルとの電気的接続部を前記ヨーク側に曲げる電磁駆動装置において、
   前記電気的接続部を係止し、前記電気的接続部の前記ヨーク側への曲げ量を規制するストッパを備えることを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記ヨークは周方向の一部に開口を有し、前記電気的接続部は前記開口の周方向端部に向けて曲がられていることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動装置。
3. 前記コイル、前記ターミナルおよび前記ヨークを樹脂モールドした樹脂ハウジングをさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の電磁駆動装置。
4. 前記コイルを巻回するスプールをさらに備え、前記ストッパは前記スプールの側面に設けられた突起であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電磁駆動装置。
5. 前記ストッパには、前記ヨーク側に前記電気的接続部を曲げるときに前記電気的接続部が当接するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電磁駆動装置。
6. 前記ストッパは、前記電気的接続部の周囲を覆っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電磁駆動装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項記載の電磁駆動装置と、
   固定コアと、
   前記電磁駆動装置が発生する磁気吸引力により前記固定コア側に吸引される可動コアと、
   前記可動コアとともに往復移動し燃料噴射を断続する弁部材と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射弁。

Images