JP2010053812A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁アクチュエータのメインステータ１６の材料である複合焼結磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）を燃料、特に腐食性のある燃料から保護することで、耐久性を高めることを課題とする。
【解決手段】 電磁アクチュエータは、サブステータ１７の第１磁性リング６１とストッパ１８との全周溶接部Ｐ１、サブステータ１７の第２磁性リング６２と中間ハウジング１９との全周溶接部Ｐ２、サブステータ１７の第１磁性リング６１と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ３、サブステータ１７の第２磁性リング６２と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ４、中間ハウジング１９と上部ハウジング２０との全周溶接部Ｐ５等によって、アーマチャ１４を収容するアーマチャ収納空間４１に対して、メインステータ１６を収容するステータ収納空間４２が気密または液密に封止されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、移動体を駆動する電磁アクチュエータに関するもので、特にバルブを往復移動させる電磁アクチュエータを備えた電磁弁に係わる。

［従来の技術］
従来より、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射ノズルの上端部に設置されたオリフィスプレートに対して着座、離脱してオリフィスを閉鎖、開放するバルブと、このバルブをその軸線方向に往復移動させる電磁アクチュエータとを備えたインジェクタ用電磁弁が公知である。
ここで、電磁アクチュエータの動作応答性を高めるために、動作応答性に大きく作用する固定コアや可動コアの材料に複合焼結磁性材を用いたものがある。

複合焼結磁性材は、図１２に示したように、表面を非磁性材製の絶縁膜（例えば酸化物や合成樹脂被膜）１０１で覆った磁性体金属粉（例えば鉄粉等）１０２と合成樹脂粉１０３とを圧縮して成形した圧粉体（複合磁性材）を金型を用いて圧縮成形し、この圧縮成形した複合磁性材を焼結して固めた複合焼結磁性材よりなる。
この複合焼結磁性材は、渦電流の発生が少ないという利点がある反面、強度や硬度が小さく、且つ脆いという欠点がある。このため、固定コアがコイルに発生する電磁力により可動コアを吸引して、可動コアが固定コアに衝突した衝突エネルギーによって複合焼結磁性材製の固定コアや可動コアが破損するという可能性があった。

そこで、図１３に示したように、内燃機関用燃料噴射弁（インジェクタ）のノズルニードル５５をその軸線方向に往復移動させる可動コアと、燃料噴射弁の上端部に設置される有底円筒状の第１、第２ハウジング１１１、１１２と、これらの第１、第２ハウジング１１１、１１２に収容される電磁コイル１１３と、この電磁コイル１１３に発生する電磁力により可動コアを引き寄せる固定コアとを備えた電磁アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
そして、電磁アクチュエータの可動コアは、インジェクタ本体内に収容されるノズルニードル５５を直接駆動するプランジャ型のアーマチャ１０４を有している。

また、電磁アクチュエータの固定コアは、第２ハウジング１１２の内部に収容される複合焼結磁性材製のメインステータ１０６、およびこのメインステータ１０６のアーマチャ側端面に対向して配置される軟質磁性材製のサブステータ１０７によって構成されている。また、第２ハウジング１１２の内部には、アーマチャ１０４を移動自在に収容するアーマチャ収納空間１１４と、メインステータ１０６を移動自在に収容するステータ収納空間１１５とが形成されている。また、メインステータ１０６は、サブステータ１０７に一体的に形成された円柱棒軸状の軸部１１６によって第２ハウジング１１２に固定されている。
なお、アーマチャ１０４は、サブステータ１０７のアーマチャ側端面（磁極面）との間に所定のエアギャップ（以下ギャップと略す）を隔てて対向して配置されるサブステータ側端面（磁極面）を有している。

一方、図１４に示したように、磁性材製の内側磁気コア１２１、およびこの内側磁気コア１２１の径方向の外側に配置される磁性材製の外側磁気コア１２２に、その中心軸方向に８個のスリット１２３、１２４を等間隔で形成した電磁式燃料噴射弁が公知である（例えば、特許文献２参照）。
この電磁式燃料噴射弁においては、内側磁気コア１２１および外側磁気コア１２２に８個のスリット１２３、１２４が形成され、互いに分割されているので、コイルボビン１２５に巻回される電磁コイル１２６に流す駆動電流をオフした時に、内側磁気コア１２１および外側磁気コア１２２に生成される渦電流が磁気コア全体の周面に発生せず、各分割部の周面に発生する。これにより、内側磁気コア１２１および外側磁気コア１２２を８分割すると、分割されていない断面円形の磁気コアの周長よりも渦電流の経路が２倍以上の長さになる。すなわち、磁気回路を分割すると、渦電流の経路が２倍以上の長さになる。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の電磁アクチュエータにおいては、サブステータ１０７の外周面と第２ハウジング１１２の内周面との間に形成される隙間を介して、アーマチャ収納空間１１４とステータ収納空間１１５とが連通している。
ここで、アーマチャ収納空間１１４は、一般的に燃料で満たされている。このため、燃料として、仮に腐食性のある燃料を使用する場合、例えばＤＭＥ燃料（ジメチルエーテル燃料）やＣＮＧガス燃料（液化天然ガス燃料）を使ったり、腐食性の成分を含む燃料を使ったりする場合、腐食性のある燃料がサブステータ１０７の外周面と第２ハウジング１１２の内周面との間に形成される隙間を介して、アーマチャ収納空間１１４からステータ収納空間１１５に流れ込み、複合焼結磁性材からなるメインステータ１０６に触れ、複合焼結磁性材に含有される合成樹脂成分（合成樹脂粉や合成樹脂被膜等）が腐食性のある燃料で劣化して耐久性が低下するという問題がある。

一方、特許文献２に記載の電磁式燃料噴射弁においては、内側磁気コア１２１の外周と外側磁気コア１２２の内周との間に、合成樹脂によりモールド成形され、且つコイルボビン１２５に巻回される電磁コイル１２６が設置されている。
また、電磁コイル１２６の端末リード線に接続するターミナルとコネクタとの間に、ターミナルとコネクタとの間の隙間をシールする合成ゴム製のＯリングが装着されている。これにより、電磁コイル１２６をモールド成形する合成樹脂および合成ゴム製のＯリングが燃料に触れる可能性があるため、燃料として腐食性のある燃料を使用した場合、電磁コイル１２６をモールド成形する合成樹脂および合成ゴム製のＯリングが燃料で劣化して耐久性が低下するという問題がある。
特開２００４−８８８９１号公報 実開平５−８３３６０号公報

本発明の目的は、複合磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）を燃料、特に腐食性のある燃料から保護することで、耐久性を高めることのできる電磁アクチュエータを提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、電磁アクチュエータの可動コアに対向して配置される固定コアは、金属粉と樹脂粉とを固めた複合磁性材によって形成されるメインステータ、およびこのメインステータの可動コア側端面に対向して設置されて軟質磁性材を含んで構成されるサブステータを有している。このサブステータは、ハウジングに全周溶接により接合されている。そして、電磁アクチュエータのハウジングは、サブステータとの溶接部によって、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間が気密または液密に封止されている。

これによって、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間の気密性を確保できるので、第１空間内に満たされる燃料、特に腐食性のある燃料がメインステータを構成する複合磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）や第２空間内に収容される樹脂部品に直接触れないようになる。したがって、第１空間内に満たされる燃料、特に腐食性のある燃料から、複合磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）や樹脂部品を保護できるので、電磁アクチュエータ、特に複合磁性材からなるメインステータの耐久性を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、サブステータは、ハウジングの内部空間を第１空間と第２空間とに区画するように、第１空間と第２空間との中間に設置されている。
ここで、サブステータは、ハウジングの端面または外周面または内周面に対向して配置されている。また、サブステータは、ハウジングの外周面または内周面に径方向に重なるように設置されている。また、サブステータは、ハウジングの端面に板厚方向（可動コアの移動方向、軸線方向）に重なるように設置されている。
請求項３に記載の発明によれば、ハウジングは、メインステータの内周全体を覆うようにメインステータよりも径方向の内側に配置される有底筒状の第１金属パイプ、およびメインステータの外周全体を覆うようにメインステータよりも径方向の外側に配置される筒状の第２金属パイプを有している。

請求項４に記載の発明によれば、サブステータは、第１金属パイプに接触するように設置される環状の第１磁性部、および第２金属パイプに接触するように設置される環状の第２磁性部を有している。そして、第１磁性部は、第１金属パイプに全周溶接により接合されている。また、第２磁性部は、第２金属パイプに全周溶接により接合されている。
これにより、電磁アクチュエータのハウジングは、第１金属パイプと第１磁性部との溶接部、および第２金属パイプと第２磁性部との溶接部によって、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間が気密または液密に封止される。

請求項５に記載の発明によれば、サブステータは、第１磁性部の外周と第２磁性部の内周との間に、第１磁性部と第２磁性部との間で磁束が漏れることを防止する非磁性材製の磁気抵抗部を有している。
この磁気抵抗部は、第１磁性部に全周溶接により接合されており、且つ第２磁性部に全周溶接により接合されている。
これにより、電磁アクチュエータのハウジングは、第１金属パイプと第１磁性部との溶接部、第２金属パイプと第２磁性部との溶接部、第１磁性部と磁気抵抗部との溶接部、および第２磁性部と磁気抵抗部との溶接部によって、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間が気密または液密に封止される。
請求項６に記載の発明によれば、サブステータは、第１磁性部の外周と第２磁性部の内周との間に、第１磁性部と第２磁性部との間で磁束が漏れることを抑える軟質磁性材製の磁気抵抗部を有している。
この磁気抵抗部は、第１磁性部および第２磁性部よりも板厚が薄い薄肉部（磁気絞り）である。

請求項７に記載の発明によれば、移動体を駆動する、つまり移動体をその移動方向（軸線方向）に移動させる可動コアは、サブステータ（のアーマチャ側端面）との間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有している。そして、サブステータのメインステータ側端面に、サブステータの内周部からサブステータの外周部まで延びる放射状の第１スリットを複数形成し、且つサブステータのアーマチャ側端面に、サブステータの内周部からサブステータの外周部まで延びる放射状の第２スリットを複数形成している。
請求項８に記載の発明によれば、第１スリットおよび第２スリットは、サブステータよりも径方向の外側からサブステータを見たとき、隣合う２つの第１スリット間に、これらの第１スリットに対して逆方向に切り込みが入れられた第２スリットが設けられるように、第１スリットと第２スリットとが互い違いにサブステータに設置されている。

請求項９に記載の発明によれば、第１スリットは、サブステータをその板厚方向に貫通しない深さである。また、第２スリットは、サブステータをその板厚方向に貫通しない深さである。そして、第１スリットの深さは、少なくともサブステータの板厚の半分以上とされている。また、第２スリットの深さは、少なくともサブステータの板厚の半分以上とされている。
請求項７ないし請求項９に記載の発明によれば、サブステータの各断面で全周磁路になることを防止することができる。これにより、スリットが形成されていないタイプのサブステータと比べて、渦電流の経路が長くなるので、電気抵抗が大きくなり、サブステータの渦電流損失を低減することが可能となる。これによって、電磁コイルのコイル外径を大きくすることなく、固定コア（メインステータ、サブステータ）による可動コアの吸引力を向上できるので、電磁アクチュエータの動作応答性を高めることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、移動体を駆動する、つまり移動体をその移動方向（軸線方向）に移動させる可動コアは、サブステータ（のアーマチャ側端面）との間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有している。そして、サブステータのアーマチャ側端面に、サブステータの内周部からサブステータの外周部まで延びる放射状のスリットを複数形成している。
請求項１１に記載の発明によれば、スリットは、サブステータをその板厚方向に貫通しない深さである。そして、スリットの深さは、少なくともサブステータの板厚の半分以上とされている。
請求項１０および請求項１１に記載の発明によれば、サブステータの各断面で全周磁路になることを防止することができる。これにより、スリットが形成されていないタイプのサブステータと比べて、渦電流の経路が長くなるので、電気抵抗が大きくなり、サブステータの渦電流損失を低減することが可能となる。これによって、電磁コイルのコイル外径を大きくすることなく、固定コア（メインステータ、サブステータ）による可動コアの吸引力を向上できるので、電磁アクチュエータの動作応答性を高めることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、移動体を駆動する、つまり移動体をその移動方向（軸線方向）に移動させる可動コアは、サブステータ（のアーマチャ側端面）との間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有している。そして、サブステータは、メインステータのアーマチャ側端面の中央部に対向して設置される磁性部、およびメインステータのアーマチャ側端面の外周部に対向して設置される磁気抵抗部を有している。そして、磁性部は、磁気抵抗部に全周溶接により接合して、第１空間に対して第２空間を気密封止している。また、磁気抵抗部は、ハウジングに全周溶接により接合して、第１空間に対して第２空間を気密封止している。
すなわち、サブステータの磁性部と磁気抵抗部との接合部を全周溶接により接合して磁性部と磁気抵抗部との間を気密封止（または液密封止）している。また、ハウジングとサブステータの磁気抵抗部との接合部を全周溶接により接合してハウジングと磁気抵抗部との間を気密封止（または液密封止）している。
これによって、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間を確実に気密封止（または液密封止）することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、磁性部のアーマチャ側端面に、磁性部の内周部または中心部から磁性部の外周部まで延びる放射状の第１スリットを複数形成し、且つ磁性部のメインステータ側端面に、磁性部の内周部または中心部から磁性部の外周部まで延びる放射状の第２スリットを複数形成している。
請求項１４に記載の発明によれば、第１スリットおよび第２スリットは、サブステータの磁性部よりも径方向の外側からサブステータの磁性部を見たとき、隣合う２つの第１スリット間に、これらの第１スリットに対して逆方向に切り込みが入れられた第２スリットが設けられるように、第１スリットと第２スリットとが互い違いに磁性部に設置されている。

請求項１５に記載の発明によれば、第１スリットは、磁性部をその板厚方向に貫通しない深さである。また、第２スリットは、前記磁性部をその板厚方向に貫通しない深さである。そして、第１スリットの深さは、少なくとも磁性部の板厚の半分以上とされている。また、第２スリットの深さは、少なくとも磁性部の板厚の半分以上とされている。
請求項１３ないし請求項１５に記載の発明によれば、サブステータの各断面で全周磁路になることを防止することができる。これにより、スリットが形成されていないタイプのサブステータと比べて、渦電流の経路が長くなるので、電気抵抗が大きくなり、サブステータの渦電流損失を低減することが可能となる。これによって、電磁コイルのコイル外径を大きくすることなく、固定コア（メインステータ、サブステータ）による可動コアの吸引力を向上できるので、電磁アクチュエータの動作応答性を高めることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、第１空間内に充満する燃料の流動抵抗力を利用して可動コアの動きを鈍らせるダンパ機構を設けている。例えば可動コアがフルリフトする時に、第１空間内に充満する燃料の流動抵抗力（油密ダンパ作用）を利用して可動コアの動きを鈍らせるようにした場合、可動コアがサブステータ等に衝突する衝突速度が遅くなり、可動コアのバウンスを抑えることができる。
また、可動コアがフルリフトする際に、可動コアがフルリフト位置に到達する寸前で、第１空間内に充満する燃料の流動抵抗力（油密ダンパ作用）を利用して可動コアの動きを鈍らせるようにした場合、電磁アクチュエータの動作応答性の低下を抑えることができる。

請求項１７に記載の発明によれば、サブステータは、磁性部の外周面を周方向に取り囲む磁気抵抗部を構成する環状の非磁性部を有している。ここで、非磁性部は、サブステータの磁性部との接合部を全周溶接により接合しているので、磁性部の外周面と非磁性部の内周面との間が気密封止（または液密封止）される。つまり、磁性部の内周部または中心部から磁性部の外周部（外周面）まで延びる放射状の第１、第２スリットにおける磁性部の外周部（外周面）で開口した外周開口部分は、磁気的には開放されているが、燃料通路（燃料逃がし通路）としては環状の非磁性部によって閉鎖されている。
そして、可動コアのサブステータ側端面は、可動コアがフルリフトした際に非磁性部に当接する環状突起を有している。そして、可動コアを収容する第１空間は、可動コアの環状突起よりも径方向の内側で、且つ磁性部のアーマチャ側端面と可動コアのサブステータ側端面との間に形成される内側空間、および可動コアの環状突起よりも径方向の外側で、且つ可動コアとハウジングとの間に形成される外側空間を有している。
そして、第１空間内に充満する燃料の流動抵抗力を利用して可動コアの動きを鈍らせるダンパ機構は、サブステータの非磁性部、可動コアの環状突起、第１空間内に充満する燃料、内側空間と外側空間とを連通するクリアランスによって構成されている。

これによって、可動コアがフルリフトする時に、可動コアがフルリフト位置に到達する寸前で、内側空間内に充満する燃料がサブステータの非磁性部と可動コアの環状突起との間に形成されるクリアランスを通過して、外側空間側に流れ込む際に発生する燃料の流動抵抗力（油密ダンパ作用）によって、可動コアの動きが鈍くなる。これにより、可動コアがサブステータ等に衝突する衝突速度が遅くなるので、可動コアのバウンスを抑えることができる。
請求項１８に記載の発明によれば、可動コアに駆動される移動体は、インジェクタ用電磁弁のバルブである。このバルブは、可動コアにより開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動される。

本発明を実施するための最良の形態は、複合磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）を燃料、特に腐食性のある燃料から保護することで、電磁アクチュエータの耐久性を高めるという目的を、ハウジングとサブステータとの溶接部（接合部）を全周溶接により接合して、可動コアを収容する第１空間に対して、メインステータを収容する第２空間を気密または液密に封止することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１はインジェクタを示した図で、図２はインジェクタ用電磁弁を示した図で、図３は電磁アクチュエータを示した図で、図４はサブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した図である。

本実施例の燃料噴射装置は、例えば複数の気筒を有するディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）である。
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料を加圧して高圧化する燃料供給ポンプ（サプライポンプ）と、このサプライポンプより圧送された高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールから高圧燃料が分配供給される複数のインジェクタとを備え、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタを介してエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。

本実施例のインジェクタは、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されて、コモンレールの内部に蓄圧された高圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの内燃機関用燃料噴射弁である。このインジェクタは、コモンレールより分岐する複数のインジェクタ配管の燃料流方向の下流端に接続されて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズルの弁体を開弁作動方向に駆動するインジェクタ用電磁弁等から構成された電磁式燃料噴射弁である。

ここで、本実施例のインジェクタは、燃料噴射ノズルのハウジングであるインジェクタボディ（ロアボディ）１と電磁弁のハウジングであるバルブボディ２との間にオリフィスプレート（バルブシート）３を挟み込んだ状態で、インジェクタボディ１の軸線方向の後端部（図示上端部）の外周にフランジハウジング４を締め付け固定することで、燃料噴射ノズルと電磁弁とが一体的に結合されている。
燃料噴射ノズルは、インジェクタボディ１と、複数の噴射孔を開閉するノズルニードル５と、このノズルニードル５を摺動自在に収容するノズルボディ６と、ノズルニードル５の軸線方向の後端部（図示上端部）に連結されて、インジェクタボディ１の内部に摺動自在に収容されるコマンドピストン７とを備えている。
電磁弁は、燃料噴射ノズルの軸線方向の後端部（図示上端部）に組み付けられるオリフィスプレート３と、このオリフィスプレート３に対して着座、離脱することが可能なバルブ（電磁弁の弁体）１０と、このバルブ１０を駆動する電磁アクチュエータとによって構成されている。

電磁アクチュエータは、電磁弁の弁体であるバルブ１０を開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する可動コアと、この可動コアをバルブ１０と共にオリフィスプレート３の弁座に押し付ける方向（閉弁作動方向）に付勢するコイルスプリング１１と、可動コアを引き寄せる電磁力を発生する円筒状の電磁石とを備えている。この電磁石は、電力の供給を受けて可動コアと固定コアとの間に磁気吸引力（電磁力）を発生するソレノイドコイル（電磁コイル）１２、およびこの電磁コイル１２に発生する電磁力により可動コアを引き寄せる固定コア等によって構成されている。

ここで、電磁弁のバルブ１０を駆動する電磁アクチュエータの可動コアは、固定コアのサブステータ１７のアーマチャ側端面（電磁石の磁極面）との間に所定のギャップを隔てて対向して配置される平板型のアーマチャ１４、およびバルブボディ２によって軸線方向に摺動自在に支持されるシャフト（アーマチャステム）１５等を有している。
電磁アクチュエータの固定コアは、内部に電磁コイル１２を収容する複合焼結磁性材製のメインステータ１６、およびこのメインステータ１６よりもアーマチャ側に配置される軟質磁性材（軟磁性鋼材）と非磁性材からなるサブステータ１７等によって構成されている。
なお、本実施例の電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁の詳細は後述する。

燃料噴射ノズルのノズルニードル５は、ノズルボディ６に形成された複数の噴射孔を開閉する。
ノズルボディ６およびインジェクタボディ１は、例えばクロム・モリブデン鋼または低炭素鋼等の金属材料によって円筒形状に形成されている。
ノズルボディ６の軸線方向の先端側には、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に高圧燃料を噴射する複数の噴射孔が形成されている。また、ノズルボディ６の軸線方向の中央部には、燃料溜まり室２１が形成されている。また、インジェクタボディ１の軸線方向の後端側（図示上端側）には、圧力制御室２２が形成されている。また、インジェクタボディ１の軸線方向の前端部（図示下端部）には、ノズルニードル５を閉弁方向に付勢するコイルスプリング（ニードル付勢手段）２３が収容されている。

そして、ノズルボディ６およびインジェクタボディ１の内部には、コモンレールに接続される配管継ぎ手のインレットポートから、燃料中に混入した異物を捕捉するバーフィルタを経て、燃料溜まり室２１および圧力制御室２２に高圧燃料を供給するための燃料供給通路（高圧燃料通路）２４が形成されている。
そして、圧力制御室２２の開口周縁部には、オリフィスプレート３が組み付けられている。また、オリフィスプレート３の内部には、通過する燃料の流量を調節する入口側、出口側オリフィス２５、２６が形成されている。

圧力制御室２２は、オリフィスプレート３に形成された入口側オリフィス２５を介して燃料供給通路２４に連通している。また、圧力制御室２２は、出口側オリフィス２６、電磁弁側のバルブ収容室、燃料排出通路２７を介して、アウトレット２８またはアーマチャ収納空間４１に連通している。
また、インジェクタボディ１の内部には、コイルスプリング２３を収容するスプリング収納空間２９から余剰燃料が流れ込む燃料回収通路が形成されている。
燃料回収通路内に流入した余剰燃料は、電磁弁側の燃料排出通路、アウトレット２８を経て、燃料タンクに戻される。

また、インジェクタボディ１の軸線方向の後端部には、図１および図２に示したように、図示上方に突出するように円筒部３１が設けられている。この円筒部３１の内周には、電磁弁側のバルブボディ２の外周ねじ部に螺合する内周ねじ部が形成されている。また、円筒部３１の外周には、電磁弁側のフランジハウジング４の内周ねじ部に螺合する外周ねじ部が形成されている。
また、円筒部３１は、後述する中間スペーサ３３の図示下端面（密着面）に対向して配置される平面状の密着面（対向面）を有し、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面とフランジハウジング４の段差部３２の環状端面との間に中間スペーサ３３が挟み込まれることによって、円筒部３１の密着面と中間スペーサ３３の密着面とが面シールされる。

次に、本実施例の電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁の詳細を図１および図２に基づいて説明する。
本実施例の電磁弁は、上述したように、バルブボディ２、オリフィスプレート３、フランジハウジング４、バルブ１０および電磁アクチュエータによって構成されている。この電磁アクチュエータは、電磁弁のバルブ１０を開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する可動コア（アーマチャ１４）と、この可動コアとの間に所定のギャップを隔てて対向して配置される固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）と、可動コアおよび固定コアを収容する内部空間を有するハウジングと、このハウジング内部に保持されて、電力の供給を受けると電磁力を発生する電磁コイル１２とを備えている。

バルブ１０は、可動コアのシャフト１５の先端側に保持される球面体形状の弁体（ボールバルブ）であって、例えばクロム・モリブデン鋼または低炭素鋼等の金属材料によって球面体（ボール）形状に形成されている。このバルブ１０は、オリフィスプレート３の出口側オリフィス２６の開口周縁部（オリフィスプレート３の弁座）に対して着座、離脱することで、電磁弁の弁孔として機能する出口側オリフィス２６を閉鎖、開放する。また、バルブ１０は、電磁アクチュエータによって、オリフィスプレート３に着座して出口側オリフィス２６を閉鎖するバルブ全閉位置と、オリフィスプレート３より離座して出口側オリフィス２６を開放するバルブ全開位置との２位置に駆動される。

ここで、電磁アクチュエータのハウジングは、非磁性鋼材からなる下部ハウジング（バルブボディ２、オリフィスプレート３）と、非磁性鋼材からなるフランジハウジング４と、非磁性鋼材からなるコップ状のストッパ（有底筒状の第１金属パイプ）１８と、非磁性鋼材または磁性鋼材からなる円筒状の中間ハウジング（筒状の第２金属パイプ）１９と、非磁性鋼材からなる上部ハウジング２０と、非磁性鋼材からなる円環状の中間スペーサ３３とによって構成されている。
また、電磁アクチュエータのハウジングは、可動コア（アーマチャ１４）および固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）を収容する内部空間を有している。このハウジングの内部空間は、可動コアのうち少なくともアーマチャ１４を燃料と共に収容するアーマチャ収納空間（第１空間）４１、およびメインステータ１６を収容するステータ収納空間（第２空間）４２を有している。なお、メインステータ１６の内部には、電磁コイル１２を収容する円筒状のコイル収納空間４３が形成されている。また、ストッパ１８の内部には、コイルスプリング１１を収容するスプリング収納空間４４が形成されている。

ここで、本実施例のアーマチャ収納空間４１は、円板状空間であって、バルブボディ２のアーマチャ収納空間４１内に臨む壁面（アーマチャ側端面）と、電磁石の磁極面（サブステータ１７のアーマチャ収納空間４１内に臨む壁面：アーマチャ側端面）との間に形成されている。このアーマチャ収納空間４１の外周部は、インジェクタボディ１の円筒部３１のアーマチャ収納空間４１内に臨む内壁面（アーマチャ１４の外周部を円周方向に取り囲む内壁面）によって覆われている。
また、本実施例のステータ収納空間４２は、円筒状空間であって、サブステータ１７のステータ収納空間４２内に臨む壁面（メインステータ側端面）と、上部ハウジング２０のステータ収納空間４２内に臨む壁面（メインステータ側端面）との間に形成されている。このステータ収納空間４２の内周部は、ストッパ１８のステータ収納空間４２内に臨む壁面（外周面）によって覆われている。また、ステータ収納空間４２の外周部は、中間ハウジング１９のステータ収納空間４２内に臨む壁面（内周面）によって覆われている。

バルブボディ２は、非磁性鋼材（例えばクロム・モリブデン鋼）によって円筒形状に形成されている。このバルブボディ２の内部には、燃料排出通路２７が形成されている。また、バルブボディ２は、電磁石のサブステータ１７の磁極面およびストッパ１８のリフト規制面との間に、アーマチャ１４と共に燃料を収容するアーマチャ収納空間４１を形成している。また、バルブボディ２の中心軸線上には、可動コアのシャフト１５が摺動する摺動孔（貫通孔）が形成されている。また、摺動孔のオリフィスプレート側の開口端には、摺動孔の孔径よりも大きい開口径のバルブ収容室が設けられている。また、摺動孔のアーマチャ側の開口端には、電磁弁の閉弁時におけるバウンスを低減するため、バルブボディ２とアーマチャ１４間に燃料の流動抵抗力（油密ダンパ作用）を持たせるためのクリアランス調整用プレート３４を収容する円形状凹部が形成されている。

フランジハウジング４は、非磁性鋼材（例えばクロム・モリブデン鋼）によって円筒形状に形成されている。このフランジハウジング４は、インジェクタボディ１の円筒部３１の外周ねじ部に螺合する内周ねじ部を有している。また、フランジハウジング４は、段差部３２より図示上方側に厚肉部を有し、且つ段差部３２より図示下方側に厚肉部よりも薄い薄肉部を有している。なお、フランジハウジング４の内周と上部ハウジング２０の外周との間には、気密性を確保するための合成ゴム製のＯリング４５が配置されている。

本実施例の可動コアは、軟磁性鋼材の一例として純鉄または低炭素鋼またはフェライト系の磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ１３）によって構成（形成）されている。この可動コアは、中実円柱状のシャフト１５と円板型のアーマチャ１４とが一体化された一体部品であって、電磁弁のバルブ１０の移動方向（電磁弁の中心軸線方向）と同一方向に往復移動する磁性可動体（ムービングコア）を構成している。
可動コアのシャフト１５は、アーマチャ１４の反サブステータ側端面の中央部より軸線方向の先端側（図示下方側）に向けて突出している。このシャフト１５は、バルブボディ２の摺動孔内に摺動自在に支持されている。また、シャフト１５の軸線方向の先端凹部内には、バルブ１０が組み込まれている。

可動コアのアーマチャ１４は、そのサブステータ側端面（図示上端面）に、電磁石の磁極面（サブステータ１７の磁極面）との間に所定のギャップを隔てて対向して配置される磁極面を有している。このアーマチャ１４には、アーマチャ１４を軸線方向（アーマチャ１４の板厚方向）に貫通する複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、アーマチャ１４がストッパ１８の規制面に当接した際に、電磁石のサブステータ１７の磁極面とアーマチャ１４の磁極面との間に挟み込まれる不要な燃料を逃がすために形成されている。
なお、シャフト１５とアーマチャ１４とを別部品で構成して、両者を圧入または溶接等により結合しても良い。この場合には、シャフト１５の材質として耐摺動性に優れる軸受鋼および非磁性材を用いても良い。

可動コアは、電磁コイル１２の電磁力によってサブステータ１７の磁極面側に吸引され、開弁作動方向（電磁アクチュエータの軸線方向の上方側（一方側）：図示上方側）に移動する。これにより、バルブ１０がオリフィスプレート３の弁座より離座して出口側オリフィス２６を開く。
また、可動コアは、電磁コイル１２への通電が停止されると、コイルスプリング１１の付勢力（バネ荷重）によって閉弁作動方向（電磁アクチュエータの軸線方向の下方側（他方側）：図示下方側）に移動してバルブ１０をオリフィスプレート３に押し当てる。これにより、バルブ１０がオリフィスプレート３の弁座に着座して出口側オリフィス２６を閉じる。

すなわち、オリフィスプレート３の図示上端面は、コイルスプリング１１の付勢力によって可動コアが図示下方に押し戻されて、可動コアがオリフィスプレート３の弁座（図示上端面）側に移動した際に、可動コアのアーマチャ１４の移動量を規制する第１規制面として利用されている。これにより、バルブ１０がオリフィスプレート３の第１規制面に着座した際に、バルブ１０および可動コアのそれ以上の移動が規制される。つまり、バルブ１０の位置がデフォルト位置となる。これに伴ってアーマチャ１４の位置がデフォルト位置にて規制される。
したがって、本実施例の電磁弁は、常閉型（ノーマリクローズタイプ）の電磁開閉弁を構成する。

電磁石は、通電されると周囲に磁束を発生させる電磁コイル１２、およびこの電磁コイル１２に励磁電流（インジェクタ駆動電流）が流れると磁化される固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）等によって構成されている。
電磁コイル１２は、電力の供給を受けると可動コア（アーマチャ１４）と固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）との間に磁気吸引力（電磁力）を発生するソレノイドコイルである。この電磁コイル１２は、合成樹脂製のコイルボビン１３の外周に、絶縁被膜を施した導線が複数回巻装されている。コイルボビン１３は、メインステータ１６のコイル収納空間４３内に収容された樹脂成形部品である。
なお、メインステータ１６のコイル収納空間４３内でコイルボビン１３に巻回された電磁コイル１２は、合成樹脂（モールド樹脂）によってモールド成形されている。

電磁コイル１２は、コイルボビン１３の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線を有している。
電磁コイル１２より引き出された一対の端末リード線には、一対のターミナル４６を介して、一対の外部接続端子（スタッドボルト）４７が電気的に接続されている。
一対のターミナル４６は、上部ハウジング２０に形成されるターミナル貫通孔４８をその軸線方向に貫通するように設置されている。そして、電磁コイル１２の端末リード線をターミナル４６の第１結合部に巻回して熱かしめを行うことで、電磁コイル１２とターミナル４６とが電気的に接続される。一対のスタッドボルト４７は、合成樹脂製のコネクタハウジング（ターミナルレジン）４９の端面（図示上端面）よりボルト軸部が突出した状態で、ボルト頭部がコネクタハウジング４９内に保持固定されている。これらのスタッドボルト４７は、橋渡しターミナル（図示せず）を介して、ターミナル４６の第２結合部に溶接等により電気的に接続されている。

ここで、本実施例の電磁弁では、電磁コイル１２に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するため、可動コアのアーマチャ１４がフルリフトした場合でも、アーマチャ１４の磁極面とサブステータ１７の磁極面との間に適正な軸線方向隙間（ギャップ）を確保している。このギャップは、ストッパ１８によって確保されている。
本実施例のストッパ１８は、非磁性鋼材の一例としてのクロム・モリブデン鋼（ＳＣＭ４１５等）によって構成（形成）されている。また、ストッパ１８は、他端側（図示下端側）が開口し、一端側（図示上端側）が閉塞された有底円筒状の非磁性金属パイプである。また、ストッパ１８は、メインステータ１６の内周部をガイドするように、ステータ収納空間４２内にメインステータ１６を収容している。このストッパ１８は、電磁石のメインステータ１６の内周よりも径方向の内側に配置されている。
そして、ストッパ１８は、固定コアのサブステータ１７の内周部（内周面）に対して接触または対向するように配置されている。

ストッパ１８は、可動コア、特にアーマチャ１４のフルリフト位置を規制するアーマチャストッパであって、電磁石のメインステータ１６の内周面（内壁面）との間に所定の筒状隙間が形成されている。このストッパ１８の内部（スプリング収納空間４４）には、バルブ１０および可動コアを、オリフィスプレート３の弁座に押し付ける方向（閉弁作動方向）に付勢するコイルスプリング１１が収容されている。
また、ストッパ１８の軸線方向の先端面（図示下端面）は、電磁コイル１２の電磁力によって可動コアが図示上方に引き寄せられて、可動コアがサブステータ１７の磁極面側に移動した際に、可動コアのアーマチャ１４のフルリフト位置を規制するリフト規制面として利用されている。これにより、アーマチャ１４がストッパ１８のリフト規制面に当接した際に、可動コアのそれ以上の移動が規制される。つまり、アーマチャ１４の位置がフルリフト位置となる。これに伴って、バルブ１０のリフト位置もフルリフト位置にて規制される。

ストッパ１８のリフト規制面と電磁石のサブステータ１７の磁極面とは、面一に形成されている。なお、ストッパ１８のリフト規制面とサブステータ１７の磁極面とは、面一であるものに限定されず、ストッパ１８のリフト規制面がサブステータ１７の磁極面よりもアーマチャ側に突出しているものであっても良い。
また、ストッパ１８は、電磁コイル１２に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するために非磁性鋼材（非磁性金属）によって形成することが望ましい。また、ストッパ１８は、サブステータ１７の内周面に対向して設置される円筒状の外周面（スプリング収納空間４４の開口部よりも径方向の外側面）を有している。また、ストッパ１８の外周面は、サブステータ１７の内周面に当接している。そして、ストッパ１８は、サブステータ１７の内周面に全周レーザ溶接により接合されている。

本実施例の中間ハウジング１９は、非磁性鋼材の一例としてのクロム・モリブデン鋼（ＳＣＭ４１５等）によって構成（形成）されている。この中間ハウジング１９は、両端が開口した円筒状の非磁性金属パイプである。なお、中間ハウジング１９は、非磁性鋼材（非磁性金属）により構成しても、磁性鋼材（磁性金属）により構成しても構わない。
中間ハウジング１９は、メインステータ１６の外周部をガイドするように、ステータ収納空間４２内にメインステータ１６を収容している。この中間ハウジング１９は、電磁石のメインステータ１６の外周全体を覆うように、つまりメインステータ１６の周囲を周方向に取り囲むように設置されて、メインステータ１６の外周面よりも径方向の外側に配置されている。

そして、中間ハウジング１９は、電磁石のサブステータ１７の外周部（特にメインステータ側端面の外周端縁）に対して接触または対向するように配置されている。また、中間ハウジング１９は、上部ハウジング２０の外周部（特にメインステータ側の外周面）に対して接触または対向するように配置されている。
また、中間ハウジング１９は、内径の大きい円筒状の径大部（円筒部）、および内径の小さい円筒状の径小部（円筒部）を有している。径大部と径小部との間に形成される段差部の外周には、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面との間に中間スペーサ３３を挟み込む円環状のフランジ５０が径方向の外側に向けて突出するように設けられている。

フランジ５０は、中間スペーサ３３を間に挟んで、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面とフランジハウジング４の段差部３２の環状端面との間に挟み込まれている。また、フランジ５０は、中間スペーサ３３の図示上端面（密着面）に対向して配置される平面状の密着面（対向面）を有し、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面とフランジハウジング４の段差部３２の環状端面との間に中間スペーサ３３が挟み込まれることによって、中間スペーサ３３の密着面とフランジ５０の密着面とが面シールされる。
中間ハウジング１９の径大部は、メインステータ１６の外周面および上部ハウジング２０の外周面を覆うように円筒状に形成されている。この中間ハウジング１９の径大部は、メインステータ１６の外周面および上部ハウジング２０の外周面に対向して設置される内周面を有している。また、中間ハウジング１９の径大部の内周面は、上部ハウジング２０の外周面に当接している。そして、中間ハウジング１９の径大部は、上部ハウジング２０の外周面に全周レーザ溶接により接合されている。

中間ハウジング１９の径小部は、メインステータ１６の外周面を覆うように円筒状に形成されている。また、中間ハウジング１９の径小部は、サブステータ１７のメインステータ側端面（外周側端面）に対向して設置される円環状の環状先端面（中間ハウジング１９の径小部のアーマチャ側の環状端面）を有している。また、中間ハウジング１９の径小部のアーマチャ側の環状先端面は、サブステータ１７の外周側端面に当接している。そして、中間ハウジング１９の径小部は、サブステータ１７の外周側端面に全周レーザ溶接により接合されている。これにより、サブステータ１７および中間ハウジング１９と上部ハウジング２０との間にメインステータ１６およびストッパ１８が保持固定される。

中間スペーサ３３は、非磁性鋼材の一例としての非磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３等）によって構成（形成）されている。この中間スペーサ３３は、中間ハウジング１９のフランジ５０近傍の周囲を周方向に取り囲むように円環形状に形成されている。また、中間スペーサ３３は、自身の厚みによって可動コアのアーマチャ１４のフルリフト量を決めるリフト調整用中間スペーサであって、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面と中間ハウジング１９のフランジ５０の環状端面との間に挟み込まれている。
そして、中間スペーサ３３の密着面（図示上端面）には、中間ハウジング１９のフランジ５０の密着面との間のシール面圧を上げるための円環状凹部（窪み、溝）が形成されている。また、中間スペーサ３３の密着面（図示下端面）には、インジェクタボディ１の円筒部３１の密着面との間のシール面圧を上げるための円環状凹部（窪み、溝）が形成されている。

そして、フランジハウジング４をインジェクタボディ１の円筒部３１の外周ねじ部にねじ込むことによって、中間スペーサ３３を挟んで中間ハウジング１９のフランジ５０が、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面に押し当てられる。すると、メインステータ１６、サブステータ１７、ストッパ１８および上部ハウジング２０が、インジェクタボディ１に対して位置決めされる。これにより、インジェクタボディ１とバルブボディ２との間に挟み込まれたオリフィスプレート３の弁座とサブステータ１７の磁極面およびストッパ１８の規制面との間の軸方向距離が決まり、バルブ１０およびアーマチャ１４のフルリフト量が設定される。

上部ハウジング２０は、例えば非磁性鋼材（例えばＳＣＭ４１５等）によって円筒形状に形成されている。この上部ハウジング２０は、図示上端面（コネクタ側端面）と図示下端面（メインステータ側端面）とを連通するように軸線方向に貫通するターミナル貫通孔４８を有している。このターミナル貫通孔４８は、ステータ収納空間４２内に臨む壁面で開口しているので、ステータ収納空間４２と連通している。そして、ターミナル貫通孔４８の内部には、金属製のターミナル４６、合成樹脂製の絶縁ブッシュ５１および合成ゴム製のＯリング５２が挿入されている。

絶縁ブッシュ５１は、円筒形状に形成されており、上部ハウジング２０とターミナル４６との間の電気絶縁性を確保する絶縁体である。また、Ｏリング５２は、上部ハウジング２０とターミナル４６との間の気密性を確保するシール材である。
また、上部ハウジング２０のメインステータ側端面は、メインステータ１６のアーマチャ側端面に対して反対側の端面（図示上端面）に当接するように対向して配置されている。また、上部ハウジング２０のメインステータ側端面の中央部には、内部にスプリング収納空間４４が形成されたストッパ１８の図示上方側（閉塞部側）を圧入嵌合（圧入固定）するストッパ嵌合孔（圧入孔）５３が形成されている。

電磁アクチュエータの固定コアは、上述したように、複合焼結磁性材からなるメインステータ１６、および軟磁性鋼材を含んで構成されるサブステータ１７等を有している。メインステータ１６およびサブステータ１７は、電磁コイル１２への通電により可動コアのアーマチャ１４と共に磁化される磁性固定体（ステータコア）である。そして、メインステータ１６およびサブステータ１７は、電磁コイル１２およびアーマチャ１４を伴って磁気回路を形成する。

メインステータ１６は、表面を非磁性材製の絶縁被膜（例えば酸化物や合成樹脂被膜）で覆った磁性体金属粉（例えば鉄粉等）と合成樹脂粉（例えば耐熱性に優れるポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳまたはポリイミド樹脂：ＰＩ）とを圧縮して成形した圧粉体（複合磁性材）を金型を用いて圧縮成形し、この圧縮成形した複合磁性材を焼結して固めた複合焼結磁性材よりなる。この複合焼結磁性材は、渦電流の発生が少ないという利点がある反面で、強度や硬度が低く、且つ脆いという欠点を有している。

このメインステータ１６は、内周側コア部、外周側コア部、これらの両コア部を繋ぐ連結部（上端部）を有し、内周側コア部の外周と外周側コア部の内周との間に挟み込まれるようにコイル収納空間４３が形成されている。内周側コア部および外周側コア部は、円筒形状に形成されている。また、内周側コア部の外周と外周側コア部の内周との間に形成されるコイル収納空間４３には、電磁コイル１２およびコイルボビン１３が収容されている。また、外周側コア部、つまりメインステータ１６のコイル収納空間４３よりも半径方向の外径側は、円筒状の中間ハウジング１９によって保護されている。

ここで、メインステータ１６は、中間ハウジング１９の段差部５４に対応した段差部を有する有底二重円筒状に形成され、中間ハウジング１９の内周側に挿入されている。メインステータ１６の外周側コア部の外周は、段差部を境に図示下方に向かって縮径している。そして、段差部が中間ハウジング１９の内周側に設けられた段差部５４と当接することにより、メインステータ１６が中間ハウジング１９から脱落するのを防止している。

サブステータ１７は、メインステータ１６の内周側コア部および外周側コア部のアーマチャ側端面に対向して配置される円環板形状の磁性プレート（磁性＋非磁性プレート）である。また、サブステータ１７は、可動コアのアーマチャ１４の磁極面との間に所定の隙間を隔てて対向する磁極面（アーマチャ側端面）を有している。また、サブステータ１７は、電磁アクチュエータのハウジングの内部空間をアーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２とに区画するように、アーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２との中間に設置されている。

サブステータ１７は、軟磁性鋼材からなる第１、第２磁性リング６１、６２および非磁性鋼材からなる非磁性リング６４を有している。
第１、第２磁性リング６１、６２は、軟磁性鋼材の一例として、鉄の中に珪素が含有された珪素鋼によって構成（形成）されている。本実施例では、珪素の含有率が１質量以上３質量以下の珪素鋼（１ＬＳＳ〜３ＬＳＳ）が用いられる。

第１磁性リング６１は、ストッパ１８のリフト規制面近傍の外周を覆うようにストッパ１８よりも径方向の外側に配置される円環状の第１磁性部である。この第１磁性リング６１は、ストッパ１８の先端外周面に直接接触するように設置されて、ストッパ１８の先端外周面に全周レーザ溶接により接合されている。
第２磁性リング６２は、非磁性リング６４の外周全体を覆うように第１磁性リング６１および非磁性リング６４よりも径方向の外側に配置される円環状の第２磁性部である。この第２磁性リング６２は、中間ハウジング１９の径小部のアーマチャ側の環状端面（環状先端面）に直接接触するように設置されて、中間ハウジング１９の環状先端面に全周レーザ溶接により接合されている。

非磁性リング６４は、非磁性鋼材の一例としての非磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）によって構成（形成）されている。この非磁性リング６４は、第１磁性リング６１の外周と第２磁性リング６２の内周との間に設置されて、第１磁性リング６１の外周全体を覆うように第１磁性リング６１よりも径方向の外側に配置されると共に、第２磁性リング６２の内周全体を覆うように第２磁性リング６２よりも径方向の内側に配置される円環状の非磁性部（磁気抵抗部）である。

そして、非磁性リング６４は、磁気抵抗部としての磁気絞り部を構成している。すなわち、非磁性リング６４は、第１磁性リング６１と第２磁性リング６２との間で磁束が漏れることを防止して（磁束を流れ難くして）、サブステータ１７の磁極面に対する可動コアのアーマチャ１４の磁気吸引力を増加させるように働く。そして、非磁性リング６４は、第１磁性リング６１の外周面に対向して配置される内周面、および第２磁性リング６２の内周面に対向して配置される外周面を有している。そして、非磁性リング６４は、第１磁性リング６１の外周面に全周レーザ溶接により接合されている。また、非磁性リング６４は、第２磁性リング６２の内周面に全周レーザ溶接により接合されている。

以上により、電磁アクチュエータのハウジングを構成するストッパ１８、中間ハウジング１９および上部ハウジング２０は、サブステータ１７の第１磁性リング６１とストッパ１８との全周溶接部Ｐ１、サブステータ１７の第２磁性リング６２と中間ハウジング１９との全周溶接部Ｐ２、サブステータ１７の第１磁性リング６１と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ３、サブステータ１７の第２磁性リング６２と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ４、中間ハウジング１９と上部ハウジング２０との全周溶接部Ｐ５、中間スペーサ３３の板厚方向の両側の面シールおよびＯリング５２等によって、アーマチャ収納空間４１に対してステータ収納空間４２が気密または液密に封止される。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁を備えたインジェクタの作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。

インジェクタの電磁弁の電磁コイル１２が通電されると、電磁コイル１２および固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）よりなる電磁石に電磁力が発生する。この電磁石の電磁力によってサブステータ１７の磁極面側に可動コアのアーマチャ１４が吸引される。そして、アーマチャ１４がサブステータ１７の磁極面に近づく方向（軸線方向の一方側）へ移動して、アーマチャ１４がストッパ１８のリフト規制面に当接する。これにより、アーマチャ１４の位置がフルリフト位置にて規制される。

このとき、バルブ１０よりも燃料流方向の上流側の圧力制御室２２内には、コモンレールからインレットポート、入口側オリフィス２５を介して高圧燃料が導入されている。また、バルブ１０よりも燃料流方向の下流側の燃料排出通路２７内は、燃料排出通路、アウトレット２８を介して、燃料タンク（燃料系の低圧側）に連通している。
このため、バルブ１０よりも燃料流方向の上流側の方が、バルブ１０よりも燃料流方向の下流側よりも燃料圧力が高いので、可動コアのアーマチャ１４の軸線方向の上方側への移動（リフト）に伴って、バルブ１０がオリフィスプレート３の弁座から離脱して、オリフィスプレート３の出口側オリフィス２６が開放される。したがって、圧力制御室２２の内部に充満していた燃料は、圧力制御室２２から燃料流路孔（出口側オリフィス２６を含む）→バルブ収容室→燃料排出通路２７→燃料排出通路→アウトレット２８を経て燃料タンクに戻される。

以上の電磁弁自身の開弁動作に伴って、圧力制御室２２内の燃料圧力（ノズルニードル５を押し下げる方向（閉弁方向）に作用する油圧力）が低下し、燃料溜まり室２１内の燃料圧力（ノズルニードル５を押し上げる方向（開弁方向）に作用する油圧力）が、圧力制御室２２内の油圧力にコイルスプリング２３の付勢力（ノズルニードル５を押し下げる方向（閉弁方向）に作用する付勢力）を加えた合力よりも大きくなる。これにより、ノズルニードル５がノズルボディ６の弁座（シート面）より離脱するため、複数の噴射孔が開放される。すなわち、燃料噴射ノズルの弁体（ノズルニードル５）が開弁し、コモンレールの内部に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給される。よって、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射が開始される。

噴射タイミングから指令噴射期間が経過すると、電磁弁の電磁コイル１２への通電が停止される。すると、可動コアのアーマチャ１４がコイルスプリング１１の付勢力によってサブステータ１７の磁極面より遠ざかる方向へ移動し、バルブ１０がオリフィスプレート３の弁座に押し付けられる。これにより、出口側オリフィス２６が閉塞されるため、コモンレールから燃料供給通路２４、入口側オリフィス２５を経由して圧力制御室２２内に供給される高圧燃料が圧力制御室２２内に充満する。これに伴って、圧力制御室２２内の燃料圧力が上昇し、圧力制御室２２内の燃料圧力にコイルスプリング２３の付勢力を加えた合力が燃料溜まり室２１内の燃料圧力よりも大きくなり、ノズルニードル５がノズルボディ６の弁座（シート面）に着座するため、複数の噴射孔が閉塞される。すなわち、燃料噴射ノズルの弁体（ノズルニードル５）が閉弁し、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射が終了する。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁においては、バルブ１０および可動コアの動作応答性を高めるために、動作応答性に大きく作用する固定コア（特にメインステータ１６）の材料に複合焼結磁性材を用いている。この複合焼結磁性材は、渦電流の発生が少ないという利点がある反面、強度や硬度が小さく、且つ脆いという欠点がある。このため、本実施例の電磁アクチュエータにおいては、複合焼結磁性材からなるメインステータ１６のアーマチャ側端面を覆うように、軟磁性鋼材からなる円環状の第１、第２磁性リング６１、６２および非磁性鋼材からなる円環状の非磁性リング６４を有するサブステータ１７を配置しているので、固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）が電磁コイル１２に発生する電磁力により可動コアのアーマチャ１４を吸引して、可動コアのアーマチャ１４が仮に固定コアに衝突した場合でも複合焼結磁性材製の固定コア（メインステータ１６）の破損を防止することができる。

そして、本実施例のサブステータ１７は、電磁アクチュエータのハウジングの内部空間をアーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２とに区画するように、アーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２との中間に設置されている。また、サブステータ１７の第１磁性リング６１は、電磁アクチュエータのハウジングを構成するストッパ１８の先端外周面に全周レーザ溶接により接合されている。また、サブステータ１７の第２磁性リング６２は、電磁アクチュエータのハウジングを構成する中間ハウジング１９の径小部の環状先端面に全周レーザ溶接により接合されている。また、サブステータ１７の非磁性リング６４は、第１磁性リング６１の外周面に全周レーザ溶接により接合され、且つ第２磁性リング６２の内周面に全周レーザ溶接により接合されている。さらに、中間ハウジング１９の径大部は、上部ハウジング２０の外周側端面に全周レーザ溶接により接合されている。

そして、電磁アクチュエータのハウジング（特にインジェクタボディ１）は、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面とフランジハウジング４の段差部３２の環状端面との間に中間スペーサ３３が挟み込まれることによって、円筒部３１の密着面と中間スペーサ３３の密着面とが面シールされる。また、インジェクタボディ１の円筒部３１の環状端面とフランジハウジング４の段差部３２の環状端面との間に中間スペーサ３３が挟み込まれることによって、中間スペーサ３３の密着面とフランジ５０の密着面とが面シールされる。また、上部ハウジング２０とターミナル４６との間には、合成ゴム製のＯリング５２が挿入されている。

これにより、電磁アクチュエータのハウジングを構成するストッパ１８、中間ハウジング１９および上部ハウジング２０は、サブステータ１７の第１磁性リング６１とストッパ１８との全周溶接部Ｐ１、サブステータ１７の第２磁性リング６２と中間ハウジング１９との全周溶接部Ｐ２、サブステータ１７の第１磁性リング６１と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ３、サブステータ１７の第２磁性リング６２と非磁性リング６４との全周溶接部Ｐ４、中間ハウジング１９と上部ハウジング２０との全周溶接部Ｐ５、中間スペーサ３３の板厚方向の両側の面シールおよびＯリング５２等によって、アーマチャ１４を燃料と共に収容するアーマチャ収納空間４１に対して、メインステータ１６を収容するステータ収納空間４２が気密または液密に封止されている。

これによって、アーマチャ収納空間４１に対してステータ収納空間４２の気密性を確保することができる。ここで、アーマチャ収納空間４１内に満たされる燃料として、腐食性のある燃料を使用する場合、例えばＤＭＥ燃料（ジメチルエーテル燃料）やＣＮＧガス燃料（液化天然ガス燃料）を使ったり、腐食性の成分を含む燃料を使ったりする場合であっても、アーマチャ収納空間４１に対してステータ収納空間４２の気密性を確保できるので、腐食性のある燃料がメインステータ１６を構成する複合焼結磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）やステータ収納空間４２内に収容される樹脂部品（コイルボビン１３、電磁コイル１２をモールド成形する合成樹脂（モールド樹脂）、合成樹脂製の絶縁ブッシュ５１）およびゴム部品（ステータ収納空間４２に連通するターミナル貫通孔４８内に収容される合成ゴム製のＯリング５２）に直接触れないようになる。
したがって、アーマチャ収納空間４１内に満たされる、例えば腐食性のある燃料から、メインステータ１６を構成する複合焼結磁性材に含有される樹脂成分（樹脂粉等）や樹脂部品およびゴム部品を保護することができるので、電磁アクチュエータ、特に複合焼結磁性材からなるメインステータ１６の耐久性を高めることができる。

図５は本発明の実施例２を示したもので、図５（ａ）、（ｂ）はサブステータ（磁性プレート）を示した図である。

本実施例の電磁アクチュエータのサブステータ１７は、ストッパ１８の先端外周面に直接接触するように設置される円環状の第１磁性部（第１磁性固定体）７１、中間ハウジング１９の径小部のアーマチャ側の環状端面（環状先端面）に直接接触するように設置される円環状の第２磁性部（第２磁性固定体）７２、および第１磁性部７１の外周と第２磁性部７２の内周との間に設置される円環状の磁気抵抗部（非磁性固定体）７４を有している。

これらの第１、第２磁性部７１、７２および磁気抵抗部７４は、軟磁性鋼材によって一体化された円環状の磁性プレートを構成する。この磁性プレートは、軟磁性鋼材の一例として、実施例１と同様に、鉄の中に珪素が含有された珪素鋼によって構成（形成）されている。本実施例では、珪素の含有率が１質量以上３質量以下の珪素鋼（１ＬＳＳ〜３ＬＳＳ）が用いられる。

そして、サブステータ（磁性プレート）１７のアーマチャ側端面には、実施例１の非磁性鋼材からなる非磁性リング６４に相当する部分に円環状の凹部（リング溝）７５が形成されている。このリング溝７５は、２つの第１、第２磁性部７１、７２よりも磁気抵抗部７４の板厚（ｔ）を薄くすることで形成される。なお、サブステータ（磁性プレート）１７のメインステータ側端面、つまり第１、第２磁性部７１、７２および磁気抵抗部７４の各平端面の位置は同一平面上（面一）となっている。

第１磁性部７１は、ストッパ１８のリフト規制面近傍の外周を覆うようにストッパ１８よりも径方向の外側に配置されて、ストッパ１８の先端外周面に全周レーザ溶接により接合されている。
第２磁性部７２は、中間ハウジング１９の環状先端面に全周レーザ溶接により接合されている。
磁気抵抗部７４は、２つの第１、第２磁性部７１、７２よりも板厚が薄い薄肉部である。つまり磁気抵抗部７４の板厚（ｔ）は、２つの第１、第２磁性部７１、７２よりも薄くなっている。これにより、磁気抵抗部７４は、磁気回路中に薄肉磁気絞りを構成しているので、第１磁性部７１と第２磁性部７２との間で磁束が漏れることを防止して（磁束を流れ難くして）、サブステータ１７の磁極面に対するアーマチャ１４の磁気吸引力を増加させることが可能となる。

以上のように、本実施例の電磁アクチュエータのサブステータ（磁性プレート）１７は、軟磁性鋼材によってサブステータ１７を一部品化し、実施例１の非磁性鋼材からなる非磁性リング６４に相当する部分にリング溝７５を形成して、磁気抵抗部７４を薄肉磁気絞りとしている。これによって、実施例１よりも全周レーザ溶接を実施する箇所を減少できるので、電磁アクチュエータの製造コスト、特にサブステータ（磁性プレート）１７の製造コストを低減することができる。

図６および図７は本発明の実施例３を示したもので、図６（ａ）、（ｂ）および図７はサブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した図である。

ここで、特許文献１に記載の電磁アクチュエータにおいては、渦電流損失が小さく、高い動作応答性を得ることが可能な複合焼結磁性材製のメインステータよりもアーマチャ側に軟質磁性材製のサブステータを配置しているので、サブステータの渦電流損失により動作応答性が悪化してしまうという問題がある。
そこで、本実施例の電磁アクチュエータのサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７は、サブステータ１７の内周部（内周面）からサブステータ１７の外周部（外周面）まで真っ直ぐに延びる放射状の第１、第２スリット６６、６７を複数形成して、サブステータ１７を周方向に複数個（１６個）に分割している。

複数の第１スリット６６は、軟磁性鋼材からなる第１、第２磁性リング６１、６２および非磁性鋼材からなる非磁性リング６４によって構成される円環状のサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７のメインステータ側端面に形成されている。また、複数の第２スリット６７は、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７のアーマチャ側端面に形成されている。

第１スリット６６および第２スリット６７は、サブステータ１７よりも径方向の外側からサブステータ１７の外周面を見たとき、隣合う２つの第１スリット６６間に、これらの第１スリット６６に対して逆方向に切り込みが入れられた第２スリット６７が設けられるように、第１スリット６６と第２スリット６７とを互い違いに等間隔でサブステータ１７に設置している。

なお、第１スリット６６は、サブステータ１７のメインステータ側端面においてサブステータ１７の周方向に所定の間隔（等間隔、例えば４５°間隔）で複数個（８個）形成されている。また、第２スリット６７は、サブステータ１７のアーマチャ側端面においてサブステータ１７の周方向に所定の間隔（等間隔、例えば４５°間隔）で複数個（８個）形成されている。

また、各第１スリット６６は、サブステータ１７をその板厚方向に貫通しない深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝であり、また、各第２スリット６７は、サブステータ１７をその板厚方向に貫通しない深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝である。
また、各第１スリット６６の深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝は、少なくともサブステータ１７の板厚（Ｔ）の半分以上とされており、また、各第２スリット６７の深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝は、少なくともサブステータ１７の板厚（Ｔ）の半分以上とされている。つまり、第１スリット６６の深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝と第２スリット６７の深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝との間にオーバーラップを持たせている｛Ｄ（Ｓ１）＋Ｄ（Ｓ２）＞Ｔ｝。

以上のように、本実施例の電磁アクチュエータにおいては、軟磁性鋼材からなる第１、第２磁性リング６１、６２および非磁性鋼材からなる非磁性リング６４等によって構成されるサブステータ１７の両端面（メインステータ側端面およびアーマチャ側端面）に互い違いに放射状の第１、第２スリット６６、６７を設けることにより、スリットが形成されていないタイプ（実施例１）のサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７と比べて、渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、サブステータ１７の渦電流損失を低減することが可能となる。

また、第１、第２スリット６６、６７の深さ｛Ｄ（Ｓ１）、Ｄ（Ｓ２）｝を、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７の板厚（プレート厚さ：Ｔ）の１／２以上（例えば２／３程度の深さ）とすることで、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７の各第１、第２磁性リング６１、６２の周方向断面で全周磁路になることを防ぐことができる。すなわち、渦電流損失が小さく、高い動作応答性を得ることが可能な複合焼結磁性材製のメインステータ１６よりもアーマチャ側に、軟質磁性材を含んで構成されるサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７を配置した電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁の場合であっても、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７における渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、電磁コイル１２に供給される駆動電流がオフになった時に、サブステータ１７の第１、第２磁性リング６１、６２に発生する渦電流が小さくなる。

これによって、電磁コイル１２のコイル外径を大きくすることなく、つまり電磁アクチュエータの体格をコイル径方向に大型化することなく、固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）による可動コアのアーマチャ１４の磁気吸引力を向上することができる。したがって、電磁弁のバルブ１０および電磁アクチュエータのアーマチャ１４等の動作応答性を高めることができる。

図８および図９は本発明の実施例４を示したもので、図８はサブステータ（磁性プレート）を示した図で、図９は磁気吸引力波形を示したグラフである。

本実施例の電磁アクチュエータのサブステータ（磁性プレート）１７は、第１磁性部７１の内周部（内周面）から第１磁性部７１の外周部（外周面）まで真っ直ぐに延びる放射状の第１スリット７６を複数形成すると共に、第２磁性部７２の内周部（内周面）から第２磁性部７２の外周部（外周面）まで真っ直ぐに延びる放射状の第２スリット７７を複数形成して、サブステータ１７の各第１、第２磁性部７１、７２を周方向に複数個（１６個）に分割している。なお、磁気抵抗部７４は、その板厚（ｔ）が、２つの第１、第２磁性部７１、７２よりも薄くなっている。

複数の第１、第２スリット７６、７７は、２つの第１、第２磁性リング７１、７２間に磁気抵抗部７４およびリング溝７５を配置した軟磁性鋼材からなる円環状のサブステータ（磁性プレート）１７の第１、第２磁性リング７１、７２の各アーマチャ側端面に形成されている。
また、各第１スリット７６は、サブステータ１７の第１磁性リング７１をその板厚方向に貫通しない深さであり、また、各第２スリット７７は、サブステータ１７の第２磁性リング７２をその板厚方向に貫通しない深さである。
また、各第１スリット７６の深さは、少なくともサブステータ１７の板厚（Ｔ）の半分以上で、且つリング溝７５の深さと同等以上とされている。

以上のように、本実施例の電磁アクチュエータにおいては、２つの第１、第２磁性リング７１、７２間に磁気抵抗部７４およびリング溝７５を配置した軟磁性鋼材からなる円環状のサブステータ１７の第１、第２磁性部７１、７２の各アーマチャ側端面に放射状の第１、第２スリット７６、７７を設けることにより、スリットが形成されていないタイプ（実施例２）のサブステータ（磁性プレート）１７と比べて、渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、サブステータ１７の渦電流損失を低減することが可能となる。

また、第１、第２スリット７６、７７の深さを、サブステータ（磁性プレート）１７の板厚（プレート厚さ：Ｔ）の１／２以上（例えば２／３程度の深さ）で、且つリング溝７５の深さと同等以上とすることで、サブステータ１７の周方向断面で全周磁路になることを防ぐことができる。すなわち、渦電流損失が小さく、高い動作応答性を得ることが可能な複合焼結磁性材製のメインステータ１６よりもアーマチャ側に、軟質磁性材からなるサブステータ（磁性プレート）１７を配置した電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁の場合であっても、サブステータ（磁性プレート）１７における渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、電磁コイル１２に供給される駆動電流がオフになった時に、サブステータ１７に発生する渦電流が小さくなる。

これによって、電磁コイル１２のコイル外径を大きくすることなく、つまり電磁アクチュエータの体格をコイル径方向に大型化することなく、固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）による可動コアのアーマチャ１４の磁気吸引力を向上することができる。したがって、電磁弁のバルブ１０および電磁アクチュエータのアーマチャ１４等の動作応答性を高めることができる。
ここで、図９のグラフから、スリットが形成されていないタイプ（実施例２）のサブステータ１７と比べて、本実施例のように第１、第２スリット７６、７７を形成したサブステータ１７の方が、固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）による可動コアのアーマチャ１４の磁気吸引力が向上していることが分かる。

図１０および図１１は本発明の実施例５を示したもので、図１０はインジェクタの電磁アクチュエータを示した図で、図１１（ａ）はサブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した図で、図１１（ｂ）は磁性プレートを示した図である。

ここで、特許文献１に記載のプランジャ型の可動コアを有する電磁アクチュエータは、平板型の可動コアを有する電磁アクチュエータ（実施例１〜４）に対して電磁コイルが同一外径であっても、可動コアと固定コアとの間に作用する磁気吸引力が小さい。このため、電磁コイルの外径（コイル径）を大きくする必要がある。また、内燃機関（エンジン）への燃料の噴射圧力を高圧化すると、全閉方向に付勢するコイルスプリングの付勢力をより大きくする必要があり、このコイルスプリングの付勢力に打ち勝つ吸引力を得るために電磁コイルの外径（コイル径）を更に大きくする必要がある。
以上のように、電磁コイルおよび固定コア等により構成される電磁石の磁気吸引力を大きくするという目的で、電磁コイルの外径を現状のものよりも大きくすると、電磁アクチュエータの体格（径方向のサイズ）が大きくなり過ぎて、エンジン等への搭載性が悪化するという問題がある。

そこで、平板型の可動コアに代えてプランジャ型の可動コアを採用した場合であっても、電磁コイル１２の大型化を阻止して搭載性を悪化させることなく、渦電流損失を低減して動作応答性を高めるという目的で、図１０および図１１に示した電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁を採用している。
本実施例のインジェクタは、燃料のリークレス化を図るために、電磁アクチュエータによりノズルニードルを直接動かす、所謂直接駆動方式のインジェクタである。このインジェクタは、インジェクタ本体と、このインジェクタ本体の弁体であるノズルニードル５５を直接駆動する電磁アクチュエータとを備えている（図１３参照）。
インジェクタ本体のハウジングは、インジェクタボディ５６およびノズルボディ５７によって構成されており、これらはリテーニングナット５８の締め付けにより一体結合される。インジェクタボディ５６およびノズルボディ５７には、同軸の貫通孔が設けられ、これらの貫通孔には、長尺のノズルニードル５５が収容されている（図１３参照）。

インジェクタボディ５６の図示下部には、コイルスプリング５９を収容するスプリング収納空間２９が形成されており、ノズルニードル５５は、コイルスプリング５９の付勢力を受けて、常に図示下方に付勢されている。
また、インジェクタボディ５６の図示下端には、スプリング収納空間２９の下部を形成するディスタンスピース７８が配置されている。このディスタンスピース７８は、リテーニングナット５８の締結軸力を受けるノズルボディ５７によってインジェクタボディ５６の図示下部に組み付けられている。

インジェクタボディ５６の図示上側には、インレット７９から供給された高圧燃料をノズルニードル５５と貫通孔との間に形成されるクリアランスに導く第１燃料供給通路８１、およびこの第１燃料供給通路８１によって供給される高圧燃料をアーマチャ収納空間４１に導く第２燃料供給通路８２が形成されている。
第１燃料供給通路８１からノズルニードル５５の周囲に導かれた高圧燃料は、ノズルボディ５７の貫通孔とノズルニードル５５との間に形成されるノズル室８３に導かれ、ノズルニードル５５が上昇（フルリフト）すると、ノズルボディ５７に形成される噴射孔から噴射される。

インジェクタ本体と電磁アクチュエータとは、インジェクタボディ５６と第１ハウジング８４との間に第２ハウジング８５および中間スペーサ８６を挟み込んだ状態で、インジェクタボディ５６の円筒部８７の外周に第１ハウジング８４の円筒部（薄肉部）８８を締め付け固定することで、インジェクタ本体と電磁アクチュエータとが一体的に結合されている。

電磁アクチュエータは、電力の供給を受けて電磁力（磁気吸引力）を発生する電磁コイル１２と、ノズルニードル５５をその軸線方向に往復移動させるプランジャ型の可動コア（アーマチャ１４）と、このアーマチャ１４との間に所定のギャップを隔てて対向して配置される固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）と、アーマチャ１４、メインステータ１６およびサブステータ１７を収容する内部空間（アーマチャ収納空間４１、ステータ収納空間４２等）を有するハウジングと、アーマチャ収納空間４１内に充満する燃料の流動抵抗力を利用してアーマチャ１４の動きを鈍らせるダンパ機構とを備えている。

電磁アクチュエータのハウジングは、インジェクタボディ５６の円筒部８７の外周に締め付け固定される非磁性鋼材からなる有底円筒状の第１ハウジング８４、内部空間（アーマチャ収納空間４１、ステータ収納空間４２等）を有する軟質磁性材（軟磁性鋼材）からなる有底円筒状の第２ハウジング８５、およびインジェクタボディ５６の環状端面と第２ハウジング８５の環状端面との間に挟み込まれた非磁性材からなる中間スペーサ８６によって構成されている。

第１ハウジング８４の薄肉部８８には、インジェクタボディ５６の円筒部８７の外周ねじ部に螺合する内周ねじ部が形成されている。なお、第１ハウジング８４の円筒部（厚肉部）８９の内周と第２ハウジング８５の円筒部（薄肉部）９０の外周との間には、電磁コイル１２を収容する円筒状のコイル収納空間４３が形成されている。なお、コイル収納空間４３内で巻回された電磁コイル１２は、合成樹脂（モールド樹脂）によってモールド成形されている。

電磁アクチュエータの固定コアは、複合焼結磁性材からなるメインステータ１６、および軟磁性鋼材を含んで構成されるサブステータ１７等を有している。
メインステータ１６は、第２ハウジング８５に圧入固定される中実円柱状のピン９１の外周を取り囲むように円筒状に形成されている。
サブステータ１７は、第２ハウジング８５の内部空間をアーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２とに区画するように、アーマチャ収納空間４１とステータ収納空間４２との中間に設置されている。このサブステータ１７は、軟磁性鋼材からなる円板状の磁性部（磁性プレート）６３、およびこの磁性プレート６３の径方向の外側に設置される円環状の非磁性部（非磁性リング）６４等によって構成されている。

磁性プレート６３は、非磁性リング６４の内周面に直接接触するように設置されて、非磁性リング６４の内周面に全周レーザ溶接により接合されている。
ここで、本実施例のサブステータ１７は、磁性プレート６３の中心部から磁性プレート６３の外周部（外周面）まで真っ直ぐに延びる放射状の第１、第２スリット６６、６７を複数形成して、サブステータ１７を周方向に複数個（１６個）に分割している。
複数の第１スリット６６は、軟磁性鋼材からなる磁性プレート６３のメインステータ側端面に形成されている。また、複数の第２スリット６７は、磁性プレート６３のアーマチャ側端面に形成されている。

第１スリット６６および第２スリット６７は、サブステータ１７の磁性プレート６３よりも径方向の外側からサブステータ１７の外周面を見たとき、隣合う２つの第１スリット６６間に、これらの第１スリット６６に対して逆方向に切り込みが入れられた第２スリット６７が設けられるように、第１スリット６６と第２スリット６７とを互い違いに等間隔で磁性プレート６３に設置している。
なお、第１スリット６６は、磁性プレート６３のメインステータ側端面においてサブステータ１７の周方向に所定の間隔（等間隔、例えば４５°間隔）で複数個（８個）形成されている。また、第２スリット６７は、磁性プレート６３のアーマチャ側端面においてサブステータ１７の周方向に所定の間隔（等間隔、例えば４５°間隔）で複数個（８個）形成されている。

また、各第１スリット６６は、実施例３と同様に、サブステータ１７の磁性プレート６３をその板厚方向に貫通しない深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝であり、また、各第２スリット６７は、サブステータ１７の磁性プレート６３をその板厚方向に貫通しない深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝である（図７参照）。また、各第１スリット６６の深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝は、少なくともサブステータ１７の板厚（Ｔ）の半分以上とされており、また、各第２スリット６７の深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝は、少なくともサブステータ１７の板厚（Ｔ）の半分以上とされている。つまり、第１スリット６６の深さ｛Ｄ（Ｓ１）｝と第２スリット６７の深さ｛Ｄ（Ｓ２）｝との間にオーバーラップを持たせている（図７参照）。

非磁性リング６４は、磁性プレート６３の外周面を周方向に取り囲むように設置されている。この非磁性リング６４は、磁性プレート６３の外周面で開口する複数の第１、第２スリット６６、６７を塞ぐように円環状に形成されている。また、非磁性リング６４は、第２ハウジング８５の薄肉部９０の内周面に直接接触するように設置されて、第２ハウジング８５の薄肉部９０の内周面に全周レーザ溶接により接合されている。なお、実施例１〜４と同様に磁気抵抗部を構成する非磁性リング６４は、磁性プレート６３の外周と第２ハウジング８５の薄肉部９０の内周との間に設置されて、磁性プレート６３と第２ハウジング８５との間で磁束が漏れることを防止して（磁束を流れ難くして）、サブステータ１７の磁極面に対するアーマチャ１４の磁気吸引力を増加させる磁気絞り部である。

電磁アクチュエータの可動コアは、サブステータ１７のアーマチャ側端面（磁極面）との間に所定のギャップを隔てて対向して配置されて、軟磁性鋼材からなるアーマチャ１４を有している。
アーマチャ１４は、ノズルニードル５５の上端部を圧入嵌合している。このアーマチャ１４は、そのサブステータ側端面に、アーマチャ１４がフルリフトした際に非磁性リング６４のアーマチャ側端面に当接する円環状の環状突起９２を有している。この環状突起９２は、アーマチャ１４のサブステータ側端面の外周部からサブステータ１７の非磁性リング６４のアーマチャ側端面側に向かって突出している。

ここで、アーマチャ収納空間４１は、円筒状空間であって、インジェクタボディ５６のアーマチャ収納空間４１内に臨む壁面と、サブステータ１７のアーマチャ収納空間４１内に臨む壁面（アーマチャ側端面）との間に形成されている。このアーマチャ収納空間４１の外周部は、第２ハウジング８５および中間スペーサ８６のアーマチャ収納空間４１内に臨む壁面（内周面）によって覆われている。また、アーマチャ収納空間４１は、環状突起９２よりも径方向の内側で、且つサブステータ１７の磁性プレート６３のアーマチャ側端面とアーマチャ１４のサブステータ側端面との間に形成される円形状の内側空間９３、および環状突起９２よりも径方向の外側で、且つアーマチャ１４の径方向の外周面と第２ハウジング８５の内周面との間に形成される円筒状の外側空間９４を有している。

また、本実施例のステータ収納空間４２は、円筒状空間であって、サブステータ１７のステータ収納空間４２内に臨む壁面（メインステータ側端面）と、第２ハウジング８５のステータ収納空間４２内に臨む壁面（底面、メインステータ側端面）との間に形成されている。このステータ収納空間４２の内周部は、ピン９１のステータ収納空間４２内に臨む壁面（外周面）によって覆われている。また、ステータ収納空間４２の外周部は、第２ハウジング８５のステータ収納空間４２内に臨む壁面（内周面）によって覆われている。

以上のように、電磁アクチュエータのハウジングを構成する第１、第２ハウジング８４、８５は、サブステータ１７の磁性プレート６３と非磁性リング６４の全周溶接部Ｐ６、サブステータ１７の非磁性リング６４と第２ハウジング８５との全周溶接部Ｐ７等によって、アーマチャ１４を燃料と共に収容するアーマチャ収納空間４１に対して、メインステータ１６を収容するステータ収納空間４２が気密または液密に封止されている。

本実施例のダンパ機構は、サブステータ１７の非磁性リング６４、アーマチャ１４の環状突起９２、アーマチャ収納空間４１内に充満する燃料、内側空間９３と外側空間９４とを連通するクリアランス９５を有している。このクリアランス９５は、サブステータ１７の非磁性リング６４のアーマチャ側端面とアーマチャ１４の環状突起９２のサブステータ側端面（最頂面）との間に形成されている。

これによって、アーマチャ１４がフルリフトする時に、アーマチャ１４がフルリフト位置に到達する寸前で、内側空間９３内に充満する燃料が、サブステータ１７の非磁性リング６４とアーマチャ１４の環状突起９２との間に形成されるクリアランス９５を通過して外側空間９４側に流れ込む際に発生する燃料の流動抵抗力（油密ダンパ作用）によって、アーマチャ１４の動きが鈍くなる。これにより、アーマチャ１４の環状突起９２がサブステータ１７の非磁性リング６４に衝突する衝突速度が遅くなるので、アーマチャ１４のバウンスを抑えることができる。

以上のように、本実施例の電磁アクチュエータにおいては、軟磁性鋼材からなる磁性プレート６３および非磁性鋼材からなる非磁性リング６４によって構成されるサブステータ１７の両端面（メインステータ側端面およびアーマチャ側端面）に互い違いに放射状の第１、第２スリット６６、６７を設けることにより、スリットが形成されていないタイプ（実施例１）のサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７と比べて、渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、サブステータ１７の渦電流損失を低減することが可能となる。

また、第１、第２スリット６６、６７の深さ｛Ｄ（Ｓ１）、Ｄ（Ｓ２）｝を、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７の板厚（プレート厚さ：Ｔ）の１／２以上（例えば２／３程度の深さ）とすることで、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７の磁性プレート６３の周方向断面で全周磁路になることを防ぐことができる。すなわち、渦電流損失が小さく、高い動作応答性を得ることが可能な複合焼結磁性材製のメインステータ１６よりもアーマチャ側に、軟質磁性材を含んで構成されるサブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７を配置した電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁の場合であっても、サブステータ（磁性＋非磁性プレート）１７における渦電流の経路が長くなるので、渦電流の電気抵抗が大きくなり、電磁コイル１２に供給される駆動電流がオフになった時に、サブステータ１７の磁性プレート６３に発生する渦電流が小さくなる。

これによって、電磁コイル１２のコイル外径を大きくすることなく、つまり電磁アクチュエータの体格をコイル径方向に大型化することなく、固定コア（メインステータ１６、サブステータ１７）による可動コアのアーマチャ１４の磁気吸引力を向上することができる。したがって、電磁弁のバルブ１０および電磁アクチュエータのアーマチャ１４等の動作応答性を高めることができる。
また、平板型のアーマチャ１４に代えてプランジャ型のアーマチャ１４を採用した場合であっても、電磁コイル１２の大型化を阻止して搭載性を悪化させることなく、渦電流損失を低減することができるので、電磁弁のバルブ１０および電磁アクチュエータのアーマチャ１４等の動作応答性を高めることができる。

［変形例］
本実施例では、本発明の電磁アクチュエータを、電磁アクチュエータを利用したインジェクタ用電磁弁に適用しているが、内部に燃料が通過するものであれば、バルブ等の移動体だけでなく、シャッターやドア等の移動体を２位置にて駆動する電磁アクチュエータに適用しても良い。また、本発明の電磁アクチュエータを利用した電磁式流体制御弁を採用しても良い。電磁アクチュエータを利用した電磁式流体制御弁としては、サプライポンプの電磁弁（燃料調量弁）やコモンレールの減圧弁のようにバルブ等の移動体の位置を連続的または段階的に変更可能な電磁アクチュエータを備えた電磁式流量制御弁がある。

本実施例では、内燃機関用燃料噴射弁（インジェクタ）として、電磁弁の開弁時における燃料の排出をインジェクタボディ１の肩部に捩じ込まれたアウトレット２８から行うサイドリターンタイプのインジェクタに適用したが、インジェクタとして、電磁弁の開弁時における燃料の排出を上部ハウジング２０に設けられるトップリターンチューブから行うトップリターンタイプのインジェクタに適用しても良い。

インジェクタを示した断面図である（実施例１）。 インジェクタ用電磁弁を示した断面図である（実施例１）。 電磁アクチュエータを示した断面図である（実施例１）。 サブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した平面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はサブステータ（磁性プレート）を示した斜視図、断面図である（実施例２）。 （ａ）、（ｂ）はサブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した平面図、斜視図である（実施例３）。 サブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した展開図である（実施例３）。 サブステータ（磁性プレート）を示した斜視図である（実施例４）。 磁気吸引力波形を示したグラフである（実施例４）。 インジェクタの電磁アクチュエータを示した断面図である（実施例５）。 （ａ）はサブステータ（磁性＋非磁性プレート）を示した平面図で、（ｂ）は磁性プレートを示した斜視図である（実施例５）。 複合焼結磁性材を示した概念図である（従来の技術）。 電磁アクチュエータを備えたインジェクタを示した断面図である（従来の技術）。 電磁式燃料噴射弁を示した断面図である（従来の技術）。

符号の説明

１ インジェクタボディ
１０ バルブ
１２ 電磁コイル
１４ アーマチャ（可動コア）
１６ メインステータ（固定コア）
１７ サブステータ（固定コア）
１８ ストッパ（ハウジング、第１金属パイプ）
１９ 中間ハウジング（ハウジング、第２金属パイプ）
２０ 上部ハウジング（ハウジング）
４１ アーマチャ収納空間（第１空間）
４２ ステータ収納空間（第２空間）
５１ 絶縁ブッシュ
５２ Ｏリング
６１ 第１磁性リング（第１磁性部）
６２ 第２磁性リング（第２磁性部）
６３ 磁性プレート（磁性部）
６４ 非磁性リング（磁気抵抗部、非磁性部）
６６ 第１スリット
６７ 第２スリット
７１ 第１磁性部
７２ 第２磁性部
７４ 磁気抵抗部
７６ 第１スリット
７７ 第２スリット
９２ アーマチャの環状突起
９３ 内側空間
９４ 外側空間
９５ クリアランス
Ｐ１ 全周溶接部
Ｐ２ 全周溶接部
Ｐ３ 全周溶接部
Ｐ４ 全周溶接部
Ｐ５ 全周溶接部
Ｐ６ 全周溶接部
Ｐ７ 全周溶接部

Claims (18)

1. （ａ）移動体を駆動する可動コアと、
   （ｂ）この可動コアに対向して配置される固定コアと、
   （ｃ）前記可動コアおよび前記固定コアを収容する内部空間を有するハウジングと、
   （ｄ）このハウジング内部に保持されて、電力の供給を受けて前記可動コアと前記固定コアとの間に磁気吸引力を発生させるコイルと
   を備えた電磁アクチュエータにおいて、
   前記固定コアは、金属粉と樹脂粉とを固めた複合磁性材によって形成されるメインステータ、およびこのメインステータの可動コア側端面に対向して設置されて軟質磁性材を含んで構成されるサブステータを有し、
   前記ハウジングの内部空間は、前記可動コアを収容する第１空間、および前記メインステータを収容する第２空間を有し、
   前記サブステータは、前記ハウジングに全周溶接により接合されており、
   前記ハウジングは、前記サブステータとの溶接部によって、前記第１空間に対して前記第２空間が気密または液密に封止されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記サブステータは、前記ハウジングの内部空間を前記第１空間と前記第２空間とに区画するように、前記第１空間と前記第２空間との中間に設置されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記ハウジングは、前記メインステータの内周全体を覆うように前記メインステータよりも径方向の内側に配置される有底筒状の第１金属パイプ、および前記メインステータの外周全体を覆うように前記メインステータよりも径方向の外側に配置される筒状の第２金属パイプを有していることを特徴とする電磁アクチュエータ。
4. 請求項３に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記サブステータは、前記第１金属パイプに接触するように設置される環状の第１磁性部、および前記第２金属パイプに接触するように設置される環状の第２磁性部を有し、
   前記第１磁性部は、前記第１金属パイプに全周溶接により接合されており、
   前記第２磁性部は、前記第２金属パイプに全周溶接により接合されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
5. 請求項４に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記サブステータは、前記第１磁性部の外周と前記第２磁性部の内周との間に、非磁性材によって形成される磁気抵抗部を有し、
   前記磁気抵抗部は、前記第１磁性部に全周溶接により接合されており、且つ前記第２磁性部に全周溶接により接合されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
6. 請求項４に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記サブステータは、前記第１磁性部の外周と前記第２磁性部の内周との間に、軟質磁性材によって形成される磁気抵抗部を有し、
   前記磁気抵抗部は、前記第１磁性部および前記第２磁性部よりも板厚が薄い薄肉部であることを特徴とする電磁アクチュエータ。
7. 請求項５または請求項６に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記可動コアは、前記サブステータとの間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有し、
   前記サブステータのメインステータ側端面には、前記サブステータの内周部から前記サブステータの外周部まで延びる放射状の第１スリットが複数形成されており、
   前記サブステータのアーマチャ側端面には、前記サブステータの内周部から前記サブステータの外周部まで延びる放射状の第２スリットが複数形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
8. 請求項７に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記第１スリットおよび前記第２スリットは、前記サブステータよりも径方向の外側から前記サブステータを見たとき、隣合う２つの前記第１スリット間に、これらの第１スリットに対して逆方向に切り込みが入れられた前記第２スリットが設けられるように、前記第１スリットと前記第２スリットとが互い違いに前記サブステータに設置されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
9. 請求項７または請求項８に記載の電磁アクチュエータにおいて、
   前記第１スリットは、前記サブステータをその板厚方向に貫通しない深さであり、
   前記第２スリットは、前記サブステータをその板厚方向に貫通しない深さであり、
   前記第１スリットの深さは、少なくとも前記サブステータの板厚の半分以上とされており、
   前記第２スリットの深さは、少なくとも前記サブステータの板厚の半分以上とされていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
10. 請求項５または請求項６に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記可動コアは、前記サブステータとの間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有し、
    前記サブステータのアーマチャ側端面には、前記サブステータの内周部から前記サブステータの外周部まで延びる放射状のスリットが複数形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
11. 請求項１０に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記スリットは、前記サブステータをその板厚方向に貫通しない深さであり、
    前記スリットの深さは、少なくとも前記サブステータの板厚の半分以上とされていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
12. 請求項１または請求項２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記可動コアは、前記サブステータとの間にギャップを隔てて対向して配置されるアーマチャを有し、
    前記サブステータは、前記メインステータのアーマチャ側端面の中央部に対向して設置される磁性部、および前記メインステータのアーマチャ側端面の外周部に対向して設置される磁気抵抗部を有し、
    前記磁性部は、前記磁気抵抗部に全周溶接により接合して、前記第１空間に対して前記第２空間を気密封止し、
    前記磁気抵抗部は、前記ハウジングに全周溶接により接合して、前記第１空間に対して前記第２空間を気密封止していることを特徴とする電磁アクチュエータ。
13. 請求項１２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記磁性部のアーマチャ側端面には、前記磁性部の内周部または中心部から前記磁性部の外周部まで延びる放射状の第１スリットが複数形成されており、
    前記磁性部のメインステータ側端面には、前記磁性部の内周部または中心部から前記磁性部の外周部まで延びる放射状の第２スリットが複数形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
14. 請求項１３に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記第１スリットおよび前記第２スリットは、前記磁性部よりも径方向の外側から前記磁性部を見たとき、隣合う２つの前記第１スリット間に、これらの第１スリットに対して逆方向に切り込みが入れられた前記第２スリットが設けられるように、前記第１スリットと前記第２スリットとが互い違いに前記磁性部に設置されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
15. 請求項１３または請求項１４に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記第１スリットは、前記磁性部をその板厚方向に貫通しない深さであり、
    前記第２スリットは、前記磁性部をその板厚方向に貫通しない深さであり、
    前記第１スリットの深さは、少なくとも前記磁性部の板厚の半分以上とされており、
    前記第２スリットの深さは、少なくとも前記磁性部の板厚の半分以上とされていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
16. 請求項１３ないし請求項１５のうちのいずれか１つに記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記第１空間内に充満する燃料の流動抵抗力を利用して前記可動コアの動きを鈍らせるダンパ機構を備えたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
17. 請求項１６に記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記サブステータは、前記磁性部の外周面を周方向に取り囲む前記磁気抵抗部を構成する環状の非磁性部を有し、
    前記可動コアは、そのサブステータ側端面に、前記可動コアがフルリフトした際に前記非磁性部に当接する環状突起を有し、
    前記第１空間は、前記環状突起よりも径方向の内側で、且つ前記磁性部のアーマチャ側端面と前記可動コアのサブステータ側端面との間に形成される内側空間、および前記環状突起よりも径方向の外側で、且つ前記可動コアと前記ハウジングとの間に形成される外側空間を有し、
    前記ダンパ機構は、前記非磁性部、前記環状突起、前記第１空間内に充満する燃料、前記内側空間と前記外側空間とを連通するクリアランスを有し、
    前記クリアランスは、前記非磁性部と前記環状突起との間に形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
18. 請求項１ないし請求項１７のうちのいずれか１つに記載の電磁アクチュエータにおいて、
    前記移動体は、インジェクタ用電磁弁のバルブであることを特徴とする電磁アクチュエータ。

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