JP2018155278A - 電磁弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁装置において部品点数を削減することで製造コストを低減する。
【解決手段】電磁弁装置の用いられる燃料噴射装置１０は、軸方向に沿って円筒状に形成されたボディ１２を有し、このボディ１２は鍛造成形によって形成され、先端側に形成された固定コア部３０の外周側には、例えば、高周波誘導加熱によって焼鈍しのなされた熱処理部３８が形成される。そして、熱処理部３８の外周側にはコイル６８が設けられると共に、鍛造成形によって塑性変形した部位には、可動コア４２の当接する当接部４０が形成される。また、ボディ１２の中心を貫通する貫通孔３２には、弁体２０の連結された摺動部材５２が摺動自在に設けられ、該貫通孔３２も鍛造成形によって塑性変形した部位に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイルを含むソレノイド部の励磁作用下に可動コアを移動させることで弁体を開閉させる電磁弁装置に関する。

本出願人は、コイルを有したソレノイド部への通電作用下に可動コアを固定コア側へと吸引することで弁体を弁座から離間させる電磁式の燃料噴射弁を提案している（特許文献１参照）。

この電磁式燃料噴射弁は、中空円筒状の弁ハウジングボディと、前記弁ハウジングボディの前端部内周面に連結される弁座部材と、前記弁ハウジングボディの後端外周に連結される磁性円筒体と、この磁性円筒体の後端に連結される非磁性円筒体とを有し、非磁性円筒体の後端には固定コアが連結され、その端部に臨むように可動コアが移動自在に設けられる。そして、固定コアの外周側に設けられたコイルの励磁作用下に可動コアが固定コア側へと移動し、弁体が弁座から離間する。

特開２０１４−９２１００号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、部品点数の削減を図ることで製造コストを低減することが可能な電磁弁装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、ハウジングの内部に設けられる固定コアと、ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、可動コアに連結されハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、固定コアがソレノイド部によって励磁され可動コアが固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
可動コアは、固定コア側へと移動した際に固定コアの当接面に対して当接すると共に、当接面が塑性変形によって硬化されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁弁装置を構成するハウジングの内部に可動コアが軸方向に沿って移動自在に設けられ、この可動コアがソレノイド部の励磁作用下に固定コア側へと移動した際、固定コアの当接面に対して当接すると共に、可動コアの当接する当接面が塑性変形によって硬化されている。

従って、塑性変形によって硬化された当接面を固定コアに設けることで、可動コアが当接する当接部位にストッパ手段を別に設ける必要がなく、ストッパ手段としてガイドリテーナを設けていた従来の燃料噴射弁と比較して部品点数を削減することで製造コストを削減することが可能となる。

また、本発明は、ハウジングと、ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、ハウジングの内部に設けられる固定コアと、ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、可動コアに連結されハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、固定コアがソレノイド部によって励磁され可動コアが固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
弁体は、固定コアの内部において摺動自在にガイドされると共に、弁体の摺動する固定コアの内面が塑性変形によって硬化されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁弁装置を構成するハウジングの内部に可動コアが軸方向に沿って移動自在に設けられ、可動コアには弁体が連結され弁座部に対して着座・離間自在に設けられると共に、弁体が固定コアの内部において摺動自在にガイドされ、弁体の摺動する固定コアの内面が塑性変形によって硬化されている。

従って、塑性変形によって硬化された固定コアの内面に沿って弁体を摺動させることで、従来の燃料噴射弁のガイドリテーナのようなガイド手段を設ける必要がなく弁体を確実に軸方向へと案内でき、部品点数の削減を図ることで製造コストを削減することができる。

さらに、ハウジングと、ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、ハウジングの内部に設けられる固定コアと、ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、可動コアに連結されハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、固定コアがソレノイド部によって励磁され可動コアが固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
固定コアは塑性変形によって形成された成形体であり、固定コアにおけるソレノイド部に臨む層が均質化されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁弁装置を構成するハウジングの内部に固定コアが設けられ、この固定コアを塑性変形によって形成した成形体とし、固定コアにおけるソレノイド部に臨む層を均質化している。

従って、均質化された層によってソレノイド部からから固定コアへと回るように形成される磁界の磁気性能を向上させることができると共に、ソレノイド部に臨む固定コアの外周側のみに均質化された層を設けているため、固定コアの外周面全域にわたって均質化させる場合と比較し、最小限とすることで均質化に要するエネルギーの消費を抑えることが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、電磁弁装置を構成するハウジングの内部に可動コアを軸方向に沿って移動自在に設け、この可動コアがソレノイド部の励磁作用下に固定コア側へと移動した際、固定コアの当接面に対して当接させると共に、可動コアの当接する当接面を塑性変形によって硬化させることで、可動コアが当接する当接部位にストッパ手段を別に設ける必要がなく、ストッパ手段としてガイドリテーナを設けていた従来の燃料噴射弁と比較して部品点数を削減することで製造コストを削減することができる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁装置の用いられた燃料噴射装置の全体断面図である。 図１の燃料噴射装置におけるボディ単体を示す断面図である。 図１の燃料噴射装置の拡大断面図である。

本発明に係る電磁弁装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電磁弁装置の一例である燃料噴射装置を示す。

この燃料噴射装置１０は、図１に示されるように、軸方向に沿って円筒状に形成されたボディ１２と、該ボディ１２の先端に設けられるバルブハウジング１４と、前記バルブハウジング１４の先端に設けられる弁座部材１６と、前記弁座部材１６の弁座１８に着座する弁体２０と、前記ボディ１２及び前記バルブハウジング１４の外周側を覆う樹脂モールド部２２とを含む。

なお、以下、燃料噴射装置１０におけるボディ１２側を基端側（矢印Ａ方向）とし、弁座部材１６側を先端側（矢印Ｂ方向）として説明する。

ボディ１２は、図１及び図２に示されるように、例えば、磁性材料を鍛造成形することで円筒状に形成され、その基端側（矢印Ａ方向）には燃料の供給される供給ポート２４が開口し、該供給ポート２４には燃料中に含まれる不純物等を除去するためのフィルタ部材２６が装着される。このフィルタ部材２６は、その基端が前記ボディ１２の基端に対して係合され、網目状のフィルタ２８の装着された円筒部位が供給ポート２４の内部に挿入されている。

また、ボディ１２の先端側（矢印Ｂ方向）には固定コア部３０が形成され、その内部には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った貫通孔３２が形成される。この貫通孔３２は、供給ポート２４と連通し先端まで貫通すると共に、その内部には円筒状のリテーナ３４が設けられる。また、貫通孔３２の内部にはリテーナ３４の先端に当接するようにスプリング３６が収納される。

この固定コア部３０の外周側には、例えば、高周波誘導加熱のなされた熱処理部３８が形成され、この熱処理部３８は、固定コア部３０の外周面から径方向内側に向かって所定深さで周方向に沿った環状に形成される。換言すれば、固定コア部３０の内周側には、熱処理がなされておらず鍛造によって塑性変形した鍛造組織が残っている。

この熱処理部３８は、例えば、固定コア部３０の外周側に配置された高周波コイルＣ（図２参照）に通電することで生じる高周波誘導電流によって前記固定コア部３０の表面から所定深さだけ焼鈍しがなされ、鍛造成形によって塑性変形した素材の組織が均質化される。なお、熱処理部３８は、高周波誘導加熱を行う際の交流電流の周波数を調整することで、焼鈍しのなされる深さを自在に調整することが可能である。

さらに、固定コア部３０の先端には、弁体２０側（矢印Ｂ方向）に向かって若干だけ突出し、後述する可動コア４２の当接する当接部４０が形成される。この当接部４０は、熱処理のなされていない部位の先端に形成されているため、熱処理部３８と比較して高い硬度を有している。

バルブハウジング１４は、図１及び図３に示されるように、例えば、円筒状に形成され、その内部に可動コア４２が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられると共に、基端側（矢印Ａ方向）には同じく円筒状に形成されたスペーサ４４が溶接等によって同軸となるように連結される。

このスペーサ４４は、例えば、非磁性材料から形成され、ボディ１２における固定コア部３０の外周面に形成された段付部４６に挿入されることでバルブハウジング１４と共に連結される。なお、バルブハウジング１４及びスペーサ４４の外周径はボディ１２の外周径と同一となるように形成されている。

一方、バルブハウジング１４の先端には、その内部に弁座部材１６の基端側が挿入され固定される。

可動コア４２は、例えば、磁性材料から断面円形状に形成され、その内部には軸方向に貫通した複数の連通孔４８が形成され、ボディ１２の内部とバルブハウジング１４の内部とを連通している。そして、可動コア４２の基端側には、シャフト５０の基端に接続された摺動部材５２が当接している。

この摺動部材５２は、中央部にシャフト５０が挿通されることで連結され、径方向外側へと拡径した部位が固定コア部３０の内周面へと摺接する。また、摺動部材５２には、スプリング３６の先端部が当接することで、このスプリング３６の弾発力によって前記摺動部材５２を介して可動コア４２が常に先端側（矢印Ｂ方向）へと付勢される。

シャフト５０は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って長尺に形成され、ボディ１２及びバルブハウジング１４の内部に沿って収納されると共に、その基端が可動コア４２の中心に挿通された後に摺動部材５２に連結される。

そして、可動コア４２は、スプリング３６の弾発力が先端側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢された状態で、その基端が固定コア部３０の先端との間に所定間隔を有した状態で配置される。

弁座部材１６は、図１に示されるように、燃料噴射装置１０において最も先端側（矢印Ｂ方向）に設けられ、その先端中央には弁孔５４が形成されると共に、先端側（矢印Ｂ方向）に向かって縮径する円錐状の弁座１８が形成される。そして、弁座部材１６の内部には、後述する弁体２０が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に収納される。

弁体２０は、例えば、金属製材料からなる球体であり、可動コア４２に連結されたシャフト５０の先端に対して溶接等によって連結される。

樹脂モールド部２２は、例えば、樹脂製材料から形成され、ボディ１２及びバルブハウジング１４の外周側を覆う本体部５６と、該本体部５６の側方から突出し接続端子５８の収納されるカプラ部６０とからなり、前記本体部５６の内部にはコイルハウジング６２が設けられると共に、該コイルハウジング６２のさらに内側にはコイル組立体６４が設けられる。

このコイル組立体６４は、通電作用下に励磁するソレノイド部として機能し、固定コア部３０及びスペーサ４４の外周面に当接するボビン６６と、該ボビン６６の外周側に巻回されるコイル６８とからなり、その外周側がコイルハウジング６２によって囲繞され、該コイルハウジング６２の先端がバルブハウジング１４の外周面に対して固定される。このコイル６８は、ボディ１２における固定コア部３０の外周側となるように配置される。

また、本体部５６の基端には、ボディ１２の外周側となるように環状のОリング７０が設けられ、前記ボディ１２の基端に図示しない燃料供給配管が接続される際、前記Оリング７０が前記燃料供給配管の内周面に当接することで高圧燃料の漏出が防止される。

カプラ部６０は、例えば、断面長方形状に形成され本体部５６の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して所定角度だけ傾斜するように斜め上方に向かって突出し、その開口した端部には接続端子５８の一端部が露出するように設けられる。この接続端子５８は、他端部側がカプラ部６０の内部へと延在してコイル６８と電気的に接続されている。

そして、カプラ部６０には、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子５８へと入力されコイル６８が通電される。

本発明の実施の形態に係る電磁弁装置の一例である燃料噴射装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しないコントローラからの制御信号がカプラ部６０の接続端子５８へと入力されることで、コイル６８が通電して励磁して磁束が生じる。この磁束は、固定コア部３０、コイルハウジング６２、バルブハウジング１４及び可動コア４２を回るように流れ、発生する磁力によって可動コア４２が弁体２０と共に固定コア部３０側（矢印Ａ方向）へと吸引され、それに伴って、弁座１８が開放される。

この際、ボディ１２の固定コア部３０は、コイル６８に臨む外周側が熱処理され組織の均質化された熱処理部３８を有しており、前記コイル６８から固定コア部３０へと回るように形成される磁界の磁気性能（例えば、透磁率）が高められているため、前記可動コア４２がより大きな力で吸引される。

そして、このように弁座１８が開放されることで、ボディ１２の供給ポート２４から貫通孔３２を通じて可動コア４２の連通孔４８へと流れ、弁座部材１６の内部まで到達していた燃料が、弁体２０と弁座１８との間を通じて弁孔５４へと流れた後、先端側（矢印Ｂ方向）から外部へと噴射される。

また、コイル６８への通電を停止することで可動コア４２に対する固定コア部３０側（矢印Ａ方向）への吸引力が滅勢され、スプリング３６の弾発力によって前記可動コア４２が固定コア部３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）に押圧され弁体２０が弁座１８へと着座することで燃料の弁孔５４への流通が遮断され噴射が停止する。

以上のように、本実施の形態では、燃料噴射装置１０として用いられる電磁弁装置において、固定コア部３０を含むボディ１２を鍛造成形で形成し、該固定コア部３０の先端に、可動コア４２が吸着された際に当接する当接部４０を設け、この当接部４０の当接面を鍛造成形によって塑性変形した部位に設けているため、前記可動コア４２の固定コア部３０側への移動を規制するストッパ手段を別に設ける必要がない。その結果、ストッパ手段としてガイドリテーナを設けていた従来の燃料噴射弁と比較して部品点数の削減を図ることで製造コストの削減が可能となる。

また、固定コア部３０の貫通孔３２において、弁体２０に連結された摺動部材５２を軸方向に沿って摺動自在に案内すると共に、前記貫通孔３２が鍛造成形によって塑性変形した部位に形成されているため、従来の燃料噴射弁のガイドリテーナのようなガイド手段を設ける必要がなく前記弁体２０を確実に軸方向へと案内でき、部品点数の削減を図ることが可能となる。

さらに、固定コア部３０を含むボディ１２は、鍛造成形によって塑性変形させることで硬度を高めることができ、しかも、固定コア部３０の外周面に焼鈍しのなされた熱処理部３８を設けることで塑性変形した組織を均質化できるため、コイル組立体６４のコイル６８から固定コア部３０へと回るように形成される磁界の磁気性能を向上させることができる。換言すれば、固定コア部３０の外周面から径方向内側に向かって所定深さだけ焼鈍しをした熱処理部３８を設けることで、外周側では磁界の磁気性能を確保しつつ、内周側及び先端部では鍛造成形による硬度を確保することが可能となる。

さらにまた、ボディ１２においてコイル６８に臨む固定コア部３０の外周側のみに熱処理部３８を設けているため、前記ボディ１２の外周面全域にわたって前記熱処理部３８を設ける場合と比較し、熱処理部３８の設定範囲を最小限とすることができるため、熱処理に要するエネルギーの消費を抑えることが可能となる。

また、上述したようにボディ１２の全体を鍛造成形し、磁気回路となる固定コア部３０のみを焼鈍しをして熱処理部３８を形成する場合に限定されるものではなく、例えば、前記ボディ１２の全体を熱処理して、硬度が必要とされる部位をバニシング加工等によって加工硬化させるようにしてもよい。

なお、本発明に係る電磁弁装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…燃料噴射装置 １２…ボディ
１４…バルブハウジング １６…弁座部材
２０…弁体 ３０…固定コア部
３２…貫通孔 ３８…熱処理部
４０…当接部 ４２…可動コア
５０…シャフト ５２…摺動部材
５４…弁孔 ６０…カプラ部
６４…コイル組立体 ６６…ボビン
６８…コイル

Claims (3)

1. ハウジングと、該ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、該ハウジングの内部に設けられる固定コアと、前記ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、前記可動コアに連結され前記ハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、前記固定コアが前記ソレノイド部によって励磁され前記可動コアが前記固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
   前記可動コアは、前記固定コア側へと移動した際に該固定コアの当接面に対して当接すると共に、前記当接面が塑性変形によって硬化されていることを特徴とする電磁弁装置。
2. ハウジングと、該ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、該ハウジングの内部に設けられる固定コアと、前記ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、前記可動コアに連結され前記ハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、前記固定コアが前記ソレノイド部によって励磁され前記可動コアが前記固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
   前記弁体は、前記固定コアの内部において摺動自在にガイドされると共に、該弁体の摺動する前記固定コアの内面が塑性変形によって硬化されていることを特徴とする電磁弁装置。
3. 請求項１又は２記載の電磁弁装置において、
   ハウジングと、該ハウジングに設けられ通電作用下に励磁するソレノイド部と、該ハウジングの内部に設けられる固定コアと、前記ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる可動コアと、前記可動コアに連結され前記ハウジングの弁座部に対して着座・離間自在に設けられる弁体とを有し、前記固定コアが前記ソレノイド部によって励磁され前記可動コアが前記固定コア側に吸引される電磁弁装置において、
   前記固定コアは塑性変形によって形成された成形体であり、前記固定コアにおける前記ソレノイド部に臨む層が均質化されていることを特徴とする電磁弁装置。

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