JP2007078111A - 電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール部材の磁気遮断による磁気特性低下を防止する。
【解決手段】 コイル２が挿入される磁性体金属製のボデー１と、ボデー１の開口部を閉塞する磁性体金属製のプレート３との間に、磁性体製のガスケット４を挟持させる。磁性体製のガスケット４を用いているため、磁気遮断による磁気特性低下を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、通電時に電磁力を発生する電磁駆動装置に関する。

従来の電磁駆動装置は、図５に示すように、磁性体金属製のボデー１内にコイル２が収納され、ボデー１の開口部が磁性体金属製のプレート３によって閉塞されている。そして、外部からの水の浸入防止を目的として、Ｏリング等のゴム製シール部材１００が設けられている（例えば、特許文献１参照）。因みに、ゴム製シール部材１００は、通常は厚さ１．５ｍｍ以上のものが用いられる。
特開２００１−１８２６３８号公報

しかしながら、従来の電磁駆動装置は、非磁性体で且つ厚さが大きいゴム製シール部材１００の磁気遮断により磁気特性（吸引力、応答性）が低下し、その磁気特性低下分を補うためにコイル２の体格アップを招いている。また、ゴム製シール部材１００を配置するための収納溝２９をコイル２に加工する必要があった。

さらに、コイル２をボデー１またはプレート３に組み付ける際に、シール部材１００が収納溝２９からはみ出してシール不良をおこす虞があった。さらにまた、コイル２をボデー１またはプレート３に組み付ける際に、シール部材１００がボデー１またはプレート３と摺動してシール部材１００の表面が荒れ、シール不良をおこす虞があった。

本発明は上記点に鑑みて、磁気特性低下を防止ないしは抑制することを主目的とする。また、シール部材を配置するための収納溝を不要にして加工工数を低減すること、および、シール性を向上させることを他の目的とする。

本発明は、コイル（２）が挿入される磁性体金属製のボデー（１）と、ボデー（１）の開口部（１２）を閉塞する磁性体金属製のプレート（３）との間に、磁性体製のガスケット（４）が挟持されていることを第１の特徴とする。

これによると、磁性体製のガスケットを用いているため、ガスケットの磁気遮断による磁気特性低下を防止することができる。

本発明は、ボデー（１）における開口部（１２）側のボデー端面（１３）と、プレート（３）におけるボデー端面（１３）に対向するプレート端面（３３）との間に、平板リング状のガスケット（４）が挟持されていることを第２の特徴とする。

これによると、ガスケットをボデーに仮組みする際に、ガスケットのシール面は他の構成部品に対して摺動しないので、ガスケットのシール面が他の構成部品にて荒らされることがなく、シール性を向上させることができる。また、従来の電磁駆動装置における収納溝や、その収納溝に相当するものが不要であるため、加工工数を低減することができる。

本発明は、ガスケット（４）の硬度が、ボデー（１）およびプレート（３）の硬度よりも低いことを第３の特徴とする。これによると、ガスケットの変形によりガスケットがボデーやプレートに密着するため、シール性を確実に得ることができる。

本発明は、ガスケット（４）の表面に、ガスケット（４）よりも硬度が低い弾性部材（９）を有することを第４の特徴とする。これによると、弾性部材が容易に変形してボデーやプレートにより気密的に密着するため、シール性を確実に得ることができる。

本発明は、弾性部材（９）が、ゴム製で且つ厚さが０．１５ｍｍ以下であることを第５の特徴とする。これによると、弾性部材が薄いため磁気遮断の度合いが小さく、磁気特性低下を抑制することができる。

本発明は、弾性部材（９）が磁性体製のゴムであることを第６の特徴とする。これによると、弾性部材の磁気遮断による磁気特性低下を防止することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電磁駆動装置を備えるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。この燃料噴射装置は、高圧燃料が蓄圧される蓄圧器１０１を備えており、蓄圧器１０１には、ディーゼルエンジン（以下、内燃機関という）２０１の各気筒毎に設けられる複数の噴射弁１０２が接続され、蓄圧器１０１内に蓄圧される高圧燃料が、各噴射弁１０２から対応する気筒に噴射されるようになっている。噴射弁１０２の開弁時期および開弁時間は、制御手段である電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１０３によって制御される。

ＥＣＵ１０３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶された各種処理を順に実行する。そして、ＥＣＵ１０３には、エンジン回転数や図示しないアクセルペダルの踏み込み量等の情報が入力され、ＥＣＵ１０３は、それらの情報に基づいて、噴射弁１０２や、後述する圧送量制御弁１０４、圧力制御弁Ｖの作動を制御する。

蓄圧器１０１内には、燃料ポンプ１０５から圧送される高圧燃料が、燃料の噴射圧力に相当する所定圧で蓄圧される。燃料ポンプ１０５としては、公知の構造の可変吐出量高圧ポンプが用いられ、低圧部としての燃料タンク１０６からフィードポンプ１０７を経て吸入される低圧燃料を高圧に加圧する。ＥＣＵ１０３は、蓄圧器１０１に設けた圧力センサ１０８からの信号を基に、噴射圧力が負荷や回転数に応じて定めた所定値となるように、燃料ポンプ１０５に設けた圧送量制御弁１０４を駆動して、圧送量を制御する。

蓄圧器１０１は排出流路を構成する低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に接続されており、この低圧流路１０９と蓄圧器１０１の間に、圧力制御弁Ｖが設けてある。圧力制御弁Ｖは、ＥＣＵ１０３によって内燃機関１の運転状態に応じて制御され、開弁時に蓄圧器１０１内の高圧燃料を低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に戻すことにより、蓄圧器１０１の圧力を目標値まで低減するものである。

次に、圧力制御弁Ｖについて説明する。図２は本発明の第１実施形態に係る電磁駆動装置を備える電磁弁の構成を示す断面図、図３は図２のＡ部の拡大図である。

図２および図３に示すように、電磁弁は、軸方向一端側に底部１１が形成されるとともに軸方向他端側に開口部１２を有する有底円筒状のボデー１を備えている。通電時に磁界を形成する筒状のコイル２は、開口部１２からボデー１に挿入され、ボデー１内に収納されている。ボデー１の開口部１２はプレート３にて閉塞されている。このプレート３は、ボデー１の開口部１２を覆う円盤状の蓋部３１と、蓋部３１の径方向中心部からコイル２の筒内空間に延びる柱状部３２とを備えている。

ボデー１とプレート３の間には、ボデー１とプレート３の合わせ面のシールを行う平板リング状のガスケット４が挟持されている。より詳細には、ボデー１における開口部１２側のボデー端面１３と、プレート３の蓋部３１におけるボデー端面１３に対向するプレート端面３３との間に、ガスケット４が挟持されている。ボデー端面１３およびプレート端面３３は、ボデー１の軸方向に対して直交する平面になっている。

そして、ボデー１には、開口部１２およびボデー端面１３を囲むようにして円筒状の筒部１４が形成されており、コイル２、プレート３、およびガスケット４をボデー１に仮組みした後、筒部１４の端部をかしめることにより、プレート３がボデー１に固定されるとともに、ガスケット４が圧縮状態でボデー１とプレート３とに挟持される。

ボデー１、プレート３、およびガスケット４は、いずれも磁性体金属製であり、磁気回路を形成する。ガスケット４は、ボデー１およびプレート３よりも硬度が低い材料を用いている。因みに、本実施形態では、ボデー１はクロム鋼を浸炭処理して用い、プレート３はステンレスの生材を用い、ガスケット４は冷間圧延鋼板を用いている。

ボデー１の底部１１の径方向中心部には、コイル２の筒内空間に連通する貫通穴１５が形成されており、この貫通穴１５内にアーマチャ５が配設されている。アーマチャ５は、磁性体金属よりなり、磁気回路を形成する。

ボデー１の底部１１の外側には、円柱状の弁体６を保持するバルブハウジング７が配置されている。このバルブハウジング７は、一端が開口されるとともに他端に底部７１が形成された有底円筒状をなしている。また、バルブハウジング７の径方向中心部には、軸方向に延びる摺動穴７２が形成されており、この摺動穴７２内に弁体６が摺動可能に配設されている。ボデー１の底部１１の外側には、円筒状の筒部１６が形成されており、この筒部１６の端部をかしめることにより、バルブハウジング７がボデー１に固定されている。

バルブハウジング７の底部７１の径方向中心部には、軸方向に延びて底部７１を貫通する第１排出通路７３が形成されており、バルブハウジング７の円筒部には、径方向に延びて円筒部を貫通する第２排出通路７４が形成されている。また、バルブハウジング７の底部７１において、弁体６と対向する部位には、テーパ状のシート面７５が第１排出通路７３と同軸に形成されている。そして、弁体６がシート面７５と接離することにより、第１排出通路７３と第２排出通路７４間が連通・遮断されるようになっている。

弁体６には、ボデー１の貫通穴１５内へ延びる円柱状のロッド６１が一体に形成されており、このロッド６１の外周にはアーマチャ５が嵌合固定されている。プレート３の柱状部３２内には、スプリング８が配置されており、このスプリング８はアーマチャ５および弁体６を閉弁方向に付勢している。

なお、第１排出通路７３が蓄圧器１０１（図１参照）に接続され、第２排出通路７４が燃料タンク１０６（図１参照）に接続される。

上記構成において、内燃機関２０１の減速時以外は、圧力制御弁Ｖのコイル２への通電が断たれており、スプリング８によってアーマチャ５および弁体６が閉弁方向に付勢され、弁体６がバルブハウジング７のシート面７５に当接して第１排出通路７３と第２排出通路７４間が遮断されている。

一方、アクセルペダルの踏み込み量が急激に減少した場合、すなわち内燃機関２０１の減速時には、ＥＣＵ１０３が圧力制御弁Ｖを開弁させ、これにより、蓄圧器１０１内の高圧燃料を燃料タンク１０６に排出し、蓄圧器１０１内の圧力を目標値まで急速に低下させる。

具体的には、圧力制御弁Ｖのコイル２に通電されて磁界が形成され、ボデー１、プレート３、ガスケット４、およびアーマチャ５に磁気回路が形成されて磁気吸引力が発生し、アーマチャ５がプレート３の柱状部３２側に吸引される。そして、アーマチャ５と一体の弁体６も柱状部３２側に移動し、弁体６がバルブハウジング７のシート面７５から離れるため、第１排出通路７３と第２排出通路７４間が連通し、蓄圧器１０１内の高圧燃料が、第１排出通路７３、第２排出通路７４および低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に排出される。

本実施形態では、ガスケット４を磁性体製にしているため、ガスケット４によって磁気遮断されることがなく、したがって磁気特性低下を防止することができる。

また、組み付けの際に、ガスケット４のシール面は他の構成部品に対して摺動しないので、ガスケット４のシール面が他の構成部品にて荒らされることがなく、シール性を向上させることができる。

また、従来の電磁駆動装置における収納溝２９（図５参照）や、その収納溝２９に相当するものが不要であるため、加工工数を低減することができる。

また、ガスケット４は、ボデー１およびプレート３よりも硬度が低い材料を用いているため、ガスケット４の変形によりガスケット４がボデー１やプレート３に密着し、シール性を確実に得ることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係る電磁駆動装置にて用いるガスケットの構成を示す断面図である。

図４に示すように、本実施形態は、磁性体金属よりなる平板リング状のガスケット４の両面、すなわち、ボデー端面１３（図３参照）およびプレート端面３３（図３参照）に対向する面に、ガスケット４よりも硬度が低い平板リング状の弾性部材９を接合している。

本実施形態では、ガスケット４は冷間圧延鋼板を用い、弾性部材９はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いている。そして、ガスケット４と弾性部材９は、熱溶着或いは接着剤によって接合している。また、ＮＢＲは非磁性であるため、弾性部材９による磁気遮断の度合いを小さくして磁気特性低下を抑制するために、弾性部材９の厚さを０．１５ｍｍ以下にしている。

なお、磁性を有するゴムにて弾性部材９を形成することにより、弾性部材９による磁気遮断を防止することができる。

本実施形態によると、弾性部材９はガスケット４よりも硬度が低いため、弾性部材９が容易に変形してボデー１やプレート３により気密的に密着するため、シール性を確実に得ることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、本発明の電磁駆動装置を電磁弁に適用したが、本発明の電磁駆動装置は、弁以外の被駆動部材を駆動するものにも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る電磁駆動装置を備えるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電磁駆動装置を備える電磁弁の構成を示す断面図である。 図２のＡ部の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る電磁駆動装置にて用いるガスケットの構成を示す断面図である。 従来の電磁駆動装置を備える電磁弁の構成を示す断面図である。

符号の説明

１…ボデー、２…コイル、３…プレート、４…ガスケット、１２…開口部。

Claims (7)

1. 磁気吸引力により被駆動部材を駆動する電磁駆動装置であって、
   筒状で一端側に開口部（１２）を有する磁性体金属製のボデー（１）と、
   前記開口部（１２）から前記ボデー（１）に挿入されて通電時に磁界を形成するコイル（２）と、
   前記開口部（１２）を閉塞する磁性体金属製のプレート（３）と、
   前記ボデー（１）と前記プレート（３）との間に挟持された磁性体製のガスケット（４）とを備えることを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記ボデー（１）における前記開口部（１２）側のボデー端面（１３）と、前記プレート（３）における前記ボデー端面（１３）に対向するプレート端面（３３）との間に、平板リング状の前記ガスケット（４）が挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
3. 前記ガスケット（４）は、前記ボデー（１）および前記プレート（３）よりも硬度が低いことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁駆動装置。
4. 前記ガスケット（４）は、磁性体金属製であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁駆動装置。
5. 前記ガスケット（４）の表面に、前記ガスケット（４）よりも硬度が低い弾性部材（９）を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁駆動装置。
6. 前記弾性部材（９）は、ゴム製で且つ厚さが０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の電磁駆動装置。
7. 前記弾性部材（９）は、磁性体製のゴムであることを特徴とする請求項５または６に記載の電磁駆動装置。

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