JP3302365B2 - 流体用電磁操作弁の開弁応答を改良する手段 - Google Patents
流体用電磁操作弁の開弁応答を改良する手段Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、広くは流体用電磁操作弁に関し、具体的に
は本明細書に、ガソリン等の揮発性燃料を２サイクル内
燃機関へ高圧で直接噴射する弁の改良手段として開示さ
れるものである。
は本明細書に、ガソリン等の揮発性燃料を２サイクル内
燃機関へ高圧で直接噴射する弁の改良手段として開示さ
れるものである。
発明の背景及び要約 開弁の入力信号命令に燃料インジェクタが応答する能
力は、燃焼室へ精密に燃料を噴射する燃料インジェクタ
の能力の重要な一要素である。燃料インジェクタの磁気
回路を形成するパラメータ（たとえば固定子、接極子、
この両者間の作業ギャップ）は、特に重要である。なぜ
なら、接極子に作用する磁力を発する磁束を伝えるの
は、この磁気回路だからである。磁束が形成される速度
は、接極子に作用する力が形成される速度を決定する。
この力が速く形成されれば、それだけ燃料インジェクタ
の開弁は速くなる。
力は、燃焼室へ精密に燃料を噴射する燃料インジェクタ
の能力の重要な一要素である。燃料インジェクタの磁気
回路を形成するパラメータ（たとえば固定子、接極子、
この両者間の作業ギャップ）は、特に重要である。なぜ
なら、接極子に作用する磁力を発する磁束を伝えるの
は、この磁気回路だからである。磁束が形成される速度
は、接極子に作用する力が形成される速度を決定する。
この力が速く形成されれば、それだけ燃料インジェクタ
の開弁は速くなる。
磁束の即時形成が不可能なことは認められているが、
従来、行なわれてきたのは、種々の燃料インジェクタ駆
動回路を用いて、ソレノイドコイル内での電流発生を最
大にすることであった。この措置で期待されたのは、磁
気回路内に磁束が形成される速度を最大にし、その結果
として燃料インジェクタ開弁時間を最小にすることであ
った。
従来、行なわれてきたのは、種々の燃料インジェクタ駆
動回路を用いて、ソレノイドコイル内での電流発生を最
大にすることであった。この措置で期待されたのは、磁
気回路内に磁束が形成される速度を最大にし、その結果
として燃料インジェクタ開弁時間を最小にすることであ
った。
磁束の過渡的形成は、弁の磁気回路内の導磁性材料
（すなわち固定子及び接極子）の横断面区域全面にわた
って一様には行なわれないことが、現在では分かってい
る。すなわち、磁束は、導磁性材料横断面内方に形成さ
れる前に、先ず材料の“外皮部分”に形成される。この
現象は、磁気回路材料の物理特性であり、横断面内方へ
の磁束伝播を遅延させる時間定数（たとえ小さい値で
も）の性質を有している。便宜上、ここでは、これを磁
束伝播遅延特性と呼ぶことにする。この結果、所与の磁
気回路構成体の場合、コイル内での電流発生に応答して
構成体横断面内の所定個所に生じる過渡的な磁束形成
は、コイルへの入力電力の関数、すなわち、時間と、横
断面前記個所の特定位置との関数である。磁束伝播遅延
特性は、磁気回路の磁束形成能力に対する固有の制約で
あり、駆動回路の、電磁コイル内での電流発生能力には
無関係である。したがって、そうした過渡現象の間に、
コイルの電流発生時間を最小化することが、磁束形成を
最大化する上で必しも決定的な要因とはならない。磁気
飽和も、使用される磁気回路内の磁性材料の固有物理特
性である。
（すなわち固定子及び接極子）の横断面区域全面にわた
って一様には行なわれないことが、現在では分かってい
る。すなわち、磁束は、導磁性材料横断面内方に形成さ
れる前に、先ず材料の“外皮部分”に形成される。この
現象は、磁気回路材料の物理特性であり、横断面内方へ
の磁束伝播を遅延させる時間定数（たとえ小さい値で
も）の性質を有している。便宜上、ここでは、これを磁
束伝播遅延特性と呼ぶことにする。この結果、所与の磁
気回路構成体の場合、コイル内での電流発生に応答して
構成体横断面内の所定個所に生じる過渡的な磁束形成
は、コイルへの入力電力の関数、すなわち、時間と、横
断面前記個所の特定位置との関数である。磁束伝播遅延
特性は、磁気回路の磁束形成能力に対する固有の制約で
あり、駆動回路の、電磁コイル内での電流発生能力には
無関係である。したがって、そうした過渡現象の間に、
コイルの電流発生時間を最小化することが、磁束形成を
最大化する上で必しも決定的な要因とはならない。磁気
飽和も、使用される磁気回路内の磁性材料の固有物理特
性である。
以上のことを別の言葉で説明すれば、次のように言う
ことができる。すなわち、磁束伝播遅延特性を考慮に入
れない場合には、磁力の過渡形成の間の電流発生の特定
速度は、一定時間内に導磁性材料の横断面面積にわた
り、一様の磁束密度を形成する効果を有するが、磁束伝
播遅延特性を考慮に入れた場合、その特定速度では、同
じ時間内で所定横断面にわたる一様な磁束は得られな
い。もしコイルが磁力の過渡形成の間に十分に起動され
ていれば、磁束のパターンは、磁気飽和を考慮すると、
磁気飽和した外皮と磁束の乏しい内部とから成ることに
なる。その場合、全体の磁束は、磁束伝播遅延特性を考
慮に入れない場合に生ぜしめられる磁束より少ない。
ことができる。すなわち、磁束伝播遅延特性を考慮に入
れない場合には、磁力の過渡形成の間の電流発生の特定
速度は、一定時間内に導磁性材料の横断面面積にわた
り、一様の磁束密度を形成する効果を有するが、磁束伝
播遅延特性を考慮に入れた場合、その特定速度では、同
じ時間内で所定横断面にわたる一様な磁束は得られな
い。もしコイルが磁力の過渡形成の間に十分に起動され
ていれば、磁束のパターンは、磁気飽和を考慮すると、
磁気飽和した外皮と磁束の乏しい内部とから成ることに
なる。その場合、全体の磁束は、磁束伝播遅延特性を考
慮に入れない場合に生ぜしめられる磁束より少ない。
コイル電流が発生し、導磁性材料の複数区域が磁化さ
れる時間中に過渡的に発生する磁力は、燃料インジェク
タの開弁に有意な貢献をする。最終的な定常状態の磁力
（飽和には達しない）が導磁性材料の横断面積の関数で
あるのに対し、この過渡的な磁力は導磁性材料の外皮の
長さ、すなわち横断面の外周の関数である。この外皮の
精密な定義は存在しないが、一般的には極めて薄手であ
り、たとえば数ミクロンにすぎない。この“外皮”の横
断面は僅かであるから、磁束が横断面内方へ伝播する前
に飽和する傾向がある。したがって、導磁性材料の全横
断面積を完全利用することは、この過渡状態中には不可
能であり、したがって過渡的な磁力の発生は制限され
る。
れる時間中に過渡的に発生する磁力は、燃料インジェク
タの開弁に有意な貢献をする。最終的な定常状態の磁力
（飽和には達しない）が導磁性材料の横断面積の関数で
あるのに対し、この過渡的な磁力は導磁性材料の外皮の
長さ、すなわち横断面の外周の関数である。この外皮の
精密な定義は存在しないが、一般的には極めて薄手であ
り、たとえば数ミクロンにすぎない。この“外皮”の横
断面は僅かであるから、磁束が横断面内方へ伝播する前
に飽和する傾向がある。したがって、導磁性材料の全横
断面積を完全利用することは、この過渡状態中には不可
能であり、したがって過渡的な磁力の発生は制限され
る。
燃料インジェクタが特定の開弁力の要求に応じねばな
らない場合、かつまた一定の寸法上の制約が燃料インジ
ェクタの寸法に負わされる場合には、公知技術によって
は必しも解決できない。したがって、解決の確率を高め
ることが望ましく、本発明の目的もそこに存在する。本
発明の原理は、燃料インジェクタに、従来、電磁操作弁
により可能であった寸法と等しいか、もしくはそれ以下
のパッケージ寸法で一定の開弁力に対する要求に応える
能力を付与する、というものである。加えて、この原理
は、従来の製造手続きを利用することで取入れることが
できる。
らない場合、かつまた一定の寸法上の制約が燃料インジ
ェクタの寸法に負わされる場合には、公知技術によって
は必しも解決できない。したがって、解決の確率を高め
ることが望ましく、本発明の目的もそこに存在する。本
発明の原理は、燃料インジェクタに、従来、電磁操作弁
により可能であった寸法と等しいか、もしくはそれ以下
のパッケージ寸法で一定の開弁力に対する要求に応える
能力を付与する、というものである。加えて、この原理
は、従来の製造手続きを利用することで取入れることが
できる。
磁力の発生に有害な他の効果は、渦電流の現象であ
る。電磁コイル内での電流変化により導磁材料内に渦電
流が発生し、燃料インジェクタの開弁を遅延させる。し
たがって、本発明による解決策が、この渦電流をも減衰
させるものであれば好都合であり、実際、本発明の実施
によりそのことが達成される。
る。電磁コイル内での電流変化により導磁材料内に渦電
流が発生し、燃料インジェクタの開弁を遅延させる。し
たがって、本発明による解決策が、この渦電流をも減衰
させるものであれば好都合であり、実際、本発明の実施
によりそのことが達成される。
米国特許第2881980号明細書は、弁ハウジングが設け
られており、該弁ハウジングが入口ポートを有してお
り、弁座が設けられており、該弁座が、前記ハウジング
に設けられた出口ポートを包囲するように配置されてお
り、弁部材が設けられており、該弁部材が、前記出口ポ
ートを通る流れを制御するように前記弁座と接触するよ
うになっており、ソレノイドコイルが設けられており、
該ソレノイドコイルが、内径と外径とを有しており、固
定子手段が設けられており、該固定子手段が、前記ソレ
ノイドコイルの内径内に同軸的に配置された内側固定子
管と、ソレノイドコイルの外径上に同軸的に配置された
外側固定子管と、前記ソレノイドコイルの一方の軸方向
端部上に同軸的に配置されておりかつ前記内側固定子管
と外側固定子管との間に半径方向に延びた横方向固定子
端壁とを有しており、接極子が設けられており、該接極
子が、前記ソレノイドコイルの反対側の軸方向端部に同
軸的に配置さておりかつ前記ソレノイドコイルの励磁に
よって前記固定子手段に向かって引き付けられたときに
前記弁部材を前記弁座に対して位置決めするための磁気
ギャップの分だけ前記固定子手段から離間されており、
前記固定子管のそれぞれが、個々の半径方向の内側円筒
面と、個々の半径方向の外側円筒面とを有しており、前
記横方向固定子端壁は、軸方向に前記ソレノイドコイル
に面した一方の面と、前記ソレノイドコイルとは反対側
に面した他方の面とを有しており、前記接極子が、前記
コイル及び前記固定子手段に面した軸方向の面を有して
おり、渦電流を減衰させるために固定子及び接極子にス
ロットが設けられている、弁を開示している。
られており、該弁ハウジングが入口ポートを有してお
り、弁座が設けられており、該弁座が、前記ハウジング
に設けられた出口ポートを包囲するように配置されてお
り、弁部材が設けられており、該弁部材が、前記出口ポ
ートを通る流れを制御するように前記弁座と接触するよ
うになっており、ソレノイドコイルが設けられており、
該ソレノイドコイルが、内径と外径とを有しており、固
定子手段が設けられており、該固定子手段が、前記ソレ
ノイドコイルの内径内に同軸的に配置された内側固定子
管と、ソレノイドコイルの外径上に同軸的に配置された
外側固定子管と、前記ソレノイドコイルの一方の軸方向
端部上に同軸的に配置されておりかつ前記内側固定子管
と外側固定子管との間に半径方向に延びた横方向固定子
端壁とを有しており、接極子が設けられており、該接極
子が、前記ソレノイドコイルの反対側の軸方向端部に同
軸的に配置さておりかつ前記ソレノイドコイルの励磁に
よって前記固定子手段に向かって引き付けられたときに
前記弁部材を前記弁座に対して位置決めするための磁気
ギャップの分だけ前記固定子手段から離間されており、
前記固定子管のそれぞれが、個々の半径方向の内側円筒
面と、個々の半径方向の外側円筒面とを有しており、前
記横方向固定子端壁は、軸方向に前記ソレノイドコイル
に面した一方の面と、前記ソレノイドコイルとは反対側
に面した他方の面とを有しており、前記接極子が、前記
コイル及び前記固定子手段に面した軸方向の面を有して
おり、渦電流を減衰させるために固定子及び接極子にス
ロットが設けられている、弁を開示している。
本発明は、前記固定子管のそれぞれの前記円筒面のう
ちの少なくとも一方が、前記磁気ギャップから前記半径
方向固定子端壁にまで軸方向に延びた一連のスロットを
有しており、 前記横方向固定子端壁の前記軸方向の面の内の少なく
とも一方が、前記内側固定子管から外側固定子管にまで
半径方向に延びた一連の半径方向スロットを有してお
り、 前記接極子の面が、少なくとも前記内側固定子管及び
外側固定子管までの半径方向範囲を有する一連の半径方
向スロットを有しており、 前記固定子管に設けられたスロットが、個々の固定子
管において個々の固定子管の外皮内にのみ半径方向に延
びており、これにより、このようなスロットがそれぞ
れ、個々の固定子管の反対側の円筒面にまで貫通してお
らず、 前記横方向の固定子端壁に設けられたスロットが、端
壁の外皮内にのみ軸方向に延びており、これにより、前
記端壁スロットがそれぞれ、固定子端壁の反対側の軸方
向面にまで貫通しておらず、 前記接極子スロットが、前記接極子を軸方向に貫通し
ないように、前記接極子の軸方向面の外皮内にのみ延び
ていることを特徴としている。
ちの少なくとも一方が、前記磁気ギャップから前記半径
方向固定子端壁にまで軸方向に延びた一連のスロットを
有しており、 前記横方向固定子端壁の前記軸方向の面の内の少なく
とも一方が、前記内側固定子管から外側固定子管にまで
半径方向に延びた一連の半径方向スロットを有してお
り、 前記接極子の面が、少なくとも前記内側固定子管及び
外側固定子管までの半径方向範囲を有する一連の半径方
向スロットを有しており、 前記固定子管に設けられたスロットが、個々の固定子
管において個々の固定子管の外皮内にのみ半径方向に延
びており、これにより、このようなスロットがそれぞ
れ、個々の固定子管の反対側の円筒面にまで貫通してお
らず、 前記横方向の固定子端壁に設けられたスロットが、端
壁の外皮内にのみ軸方向に延びており、これにより、前
記端壁スロットがそれぞれ、固定子端壁の反対側の軸方
向面にまで貫通しておらず、 前記接極子スロットが、前記接極子を軸方向に貫通し
ないように、前記接極子の軸方向面の外皮内にのみ延び
ていることを特徴としている。
簡単に言えば、本明細書には、本発明の有利な一実施
例が新規な磁気回路を備えた燃料噴射弁として開示され
ている。
例が新規な磁気回路を備えた燃料噴射弁として開示され
ている。
この磁気回路は、固定子と、接極子と、作業ギャップ
とを有している。全体として言えば、本発明は、磁性材
料の“外皮”の量を増大させ、しかもパッケージ寸法を
それに応じて増大させることのない手段を有している。
外皮量の増大は、磁性材料に複数組のスロットを設ける
ことにより達せられた。磁性材料は、また、渦電流の循
環通路を変化させる手段を有している。この変化は過渡
磁力の発生を妨げる渦電流を減衰させることにより生ぜ
しめられる。
とを有している。全体として言えば、本発明は、磁性材
料の“外皮”の量を増大させ、しかもパッケージ寸法を
それに応じて増大させることのない手段を有している。
外皮量の増大は、磁性材料に複数組のスロットを設ける
ことにより達せられた。磁性材料は、また、渦電流の循
環通路を変化させる手段を有している。この変化は過渡
磁力の発生を妨げる渦電流を減衰させることにより生ぜ
しめられる。
本明細書に開示された有利な実施例によれば、本発明
は、円環状の端壁から延び、管状のスペースを形成する
円筒形の内・外極部材を備えた固定子を有している。前
記スペース内へは、接極子を移動させ燃料インジェクタ
を開弁させるように働く磁界を発生させる電気式に起動
させる電磁コイルが配置されている。この有利な実施例
の磁気回路は、接極子と内・外極部材の自由端部との間
に設けられた２つの平行な環状の作業ギャップを有して
いる。パッケージ寸法を増大させることなく固定子外皮
量を増加させる手段は、極部材に沿って延びるスロット
を有している。しかし、本発明の広義の原理によれば、
スロットは磁気ギャップを横切る磁束を伝導する磁気回
路のどの部分に沿って設けても差支えない。
は、円環状の端壁から延び、管状のスペースを形成する
円筒形の内・外極部材を備えた固定子を有している。前
記スペース内へは、接極子を移動させ燃料インジェクタ
を開弁させるように働く磁界を発生させる電気式に起動
させる電磁コイルが配置されている。この有利な実施例
の磁気回路は、接極子と内・外極部材の自由端部との間
に設けられた２つの平行な環状の作業ギャップを有して
いる。パッケージ寸法を増大させることなく固定子外皮
量を増加させる手段は、極部材に沿って延びるスロット
を有している。しかし、本発明の広義の原理によれば、
スロットは磁気ギャップを横切る磁束を伝導する磁気回
路のどの部分に沿って設けても差支えない。
本発明のこのほかの目的、利点、能力は、以下の説明
により、更に明らかになろう。
により、更に明らかになろう。
図面の簡単な説明 本発明は、添付図面に示した実施例を以下で詳説する
ことにより、更によく理解されるであろう。
ことにより、更によく理解されるであろう。
図１は本発明の原理による燃料噴射弁の断面図、 図２は円筒形の外側磁極部材の内径及び外径に設けら
れた縦スロットを示す図１のソレノイド固定子の底面
図、 図３は図２の固定子の前面図で、円筒形外極部材の外
径に設けられた外側スロットを示した図、 図４は図２の４−４線に沿った断面図で、本発明のソ
レノイド・接極子ディスクの図、 図５は本発明の別の実施例のソレノイド固定子を示し
た底面図、 図６は図４の接極子の平面図である。
れた縦スロットを示す図１のソレノイド固定子の底面
図、 図３は図２の固定子の前面図で、円筒形外極部材の外
径に設けられた外側スロットを示した図、 図４は図２の４−４線に沿った断面図で、本発明のソ
レノイド・接極子ディスクの図、 図５は本発明の別の実施例のソレノイド固定子を示し
た底面図、 図６は図４の接極子の平面図である。
有利な実施例の説明 図面、特に図１には、本発明の原理により構成された
燃料噴射弁10の側断面が示されている。弁10は、出口16
を囲む弁座14を有する円筒形ハウジング12と、接極子組
立体18と、電気的に起動されるソレノイド20とを有して
いる。接極子組立体18は、接極子ディスク22と、弁棒24
と、弁針26とを有している。弁針26は弁座14と隣接し、
戻しばね32により、出口16を閉鎖するように予圧を与え
られている。戻しばね32は、戻しばね孔34内の、スペー
サブロック36とテンション調節機構38との間に配置され
ている。ソレノイド20は、固定子40と、外部電源（図示
せず）に接続するようにされた電気端子42とを有してい
る。端子42は、固定子の半径方向フランジ46とコイル48
とを貫通する１対の対応穴44を貫通している。コイル48
は、端子42が外部電源に接続されると、磁界を発生さ
せ、この磁界により戻しばね32の予圧が克服され、接極
子組立体18が弁座32から上昇し、燃料が流路28と出口16
とを通って噴射される。燃料噴射装置の他の部分（図示
せず）は、燃料噴射装置にシール接続された流体入口30
へ、制御された燃料供給を行なう。
燃料噴射弁10の側断面が示されている。弁10は、出口16
を囲む弁座14を有する円筒形ハウジング12と、接極子組
立体18と、電気的に起動されるソレノイド20とを有して
いる。接極子組立体18は、接極子ディスク22と、弁棒24
と、弁針26とを有している。弁針26は弁座14と隣接し、
戻しばね32により、出口16を閉鎖するように予圧を与え
られている。戻しばね32は、戻しばね孔34内の、スペー
サブロック36とテンション調節機構38との間に配置され
ている。ソレノイド20は、固定子40と、外部電源（図示
せず）に接続するようにされた電気端子42とを有してい
る。端子42は、固定子の半径方向フランジ46とコイル48
とを貫通する１対の対応穴44を貫通している。コイル48
は、端子42が外部電源に接続されると、磁界を発生さ
せ、この磁界により戻しばね32の予圧が克服され、接極
子組立体18が弁座32から上昇し、燃料が流路28と出口16
とを通って噴射される。燃料噴射装置の他の部分（図示
せず）は、燃料噴射装置にシール接続された流体入口30
へ、制御された燃料供給を行なう。
励磁信号、たとえば方形電圧パルスがソレノイド20に
加えられると、電流が過渡磁力を発生させる。これによ
り固定子外皮が飽和せしめられる。この飽和は、磁束
が、既述の伝播遅延特性により内方へ伝播され、磁化に
抗する渦電流が発生する前に生じる。また逆に、ソレノ
イド20が非励磁状態にされると、減少するコイル過渡電
流が磁気回路内に渦電流を生じさせ、この渦電流が磁気
回路の減磁に抵抗し、これの影響で噴射弁が閉じられ
る。
加えられると、電流が過渡磁力を発生させる。これによ
り固定子外皮が飽和せしめられる。この飽和は、磁束
が、既述の伝播遅延特性により内方へ伝播され、磁化に
抗する渦電流が発生する前に生じる。また逆に、ソレノ
イド20が非励磁状態にされると、減少するコイル過渡電
流が磁気回路内に渦電流を生じさせ、この渦電流が磁気
回路の減磁に抵抗し、これの影響で噴射弁が閉じられ
る。
本発明の一目的は、固定子の物理的寸法を増すことな
しに磁気回路内の固定子“外皮”量を増大させることで
あるが、その手段を有する磁気回路が図２〜図４に示さ
れている。本発明の原理により構成された磁気回路50
は、接極子ディスク22と、端壁56に設けられた円筒形の
内側磁極52と外側磁極54とを有する固定子40と、内側及
び外側の磁気作業ギャップ62,64とを有している。ソレ
ノイド20が励磁されると、符号66の仮想線で示した磁束
線が回路50の表面外皮に発生する（磁気回路50の各区域
は外表面から内方へ磁化される）。
しに磁気回路内の固定子“外皮”量を増大させることで
あるが、その手段を有する磁気回路が図２〜図４に示さ
れている。本発明の原理により構成された磁気回路50
は、接極子ディスク22と、端壁56に設けられた円筒形の
内側磁極52と外側磁極54とを有する固定子40と、内側及
び外側の磁気作業ギャップ62,64とを有している。ソレ
ノイド20が励磁されると、符号66の仮想線で示した磁束
線が回路50の表面外皮に発生する（磁気回路50の各区域
は外表面から内方へ磁化される）。
内側磁極52と外側磁極54は、いずれも固定的な直径を
有し、固定子全体の物理的寸法を増すことなしに磁気回
路50の固定子外皮量を増すために、円筒形外側磁極54
は、その内径をなす内面ないし内壁にスロット70が設け
られており、これらのスロット70の側壁74により外側磁
極54の内面ないし内壁72の表面積が増大する。かくし
て、磁束線66は、外皮量が増大し、この外皮を過渡磁束
が通過し、外側磁気ギャップ64内により多量の磁束線66
が得られる。磁気ギャップ内では、これらの増大した磁
束線は、過渡電流がソレノイドコイル48内で増大する
間、接極子ディスク22上で、増大する磁力に変換され
る。外側磁極54の外径をなす外壁78は、燃料噴射弁10の
ハウジング12内にプレスばめされるか、又は滑りばめさ
れている。外側磁気ギャップ64には、内面ないし内壁72
と、スロット側壁74と、スロット底部76のみが露出して
いる。外側磁気ギャップ64内では、増量された外皮と、
その結果として生じる磁束線能力とが外側磁気ギャップ
64を横切る磁力に変換できる。外側磁極54の外面ないし
外壁78は、スロットを有するようにすることによって、
磁気回路50の抵抗率が増大する。なぜなら、スロットも
磁気回路50内の渦電流に若干の影響を与えるからであ
る。図２に示したように、スロット70の後方に残るリブ
82とリブ82との間の材料がカットされない場合、渦電流
はリブ82の材料内に限定され、スロット底部に残されて
いるウエブ84内を流れる。ウエブ84内の通路は、外壁の
スロット86が半径方向に間隔をおいて形成され、内壁の
スロット70の間に位置するようにした場合には、更に制
限することができる。この内壁スロット70と外壁スロッ
ト86とを交互に配置するパターンにより、渦電流の通路
（符号88の仮想線で示す）は、スロットが設けられてい
ない固定子の場合より曲りくねったものとなる。
有し、固定子全体の物理的寸法を増すことなしに磁気回
路50の固定子外皮量を増すために、円筒形外側磁極54
は、その内径をなす内面ないし内壁にスロット70が設け
られており、これらのスロット70の側壁74により外側磁
極54の内面ないし内壁72の表面積が増大する。かくし
て、磁束線66は、外皮量が増大し、この外皮を過渡磁束
が通過し、外側磁気ギャップ64内により多量の磁束線66
が得られる。磁気ギャップ内では、これらの増大した磁
束線は、過渡電流がソレノイドコイル48内で増大する
間、接極子ディスク22上で、増大する磁力に変換され
る。外側磁極54の外径をなす外壁78は、燃料噴射弁10の
ハウジング12内にプレスばめされるか、又は滑りばめさ
れている。外側磁気ギャップ64には、内面ないし内壁72
と、スロット側壁74と、スロット底部76のみが露出して
いる。外側磁気ギャップ64内では、増量された外皮と、
その結果として生じる磁束線能力とが外側磁気ギャップ
64を横切る磁力に変換できる。外側磁極54の外面ないし
外壁78は、スロットを有するようにすることによって、
磁気回路50の抵抗率が増大する。なぜなら、スロットも
磁気回路50内の渦電流に若干の影響を与えるからであ
る。図２に示したように、スロット70の後方に残るリブ
82とリブ82との間の材料がカットされない場合、渦電流
はリブ82の材料内に限定され、スロット底部に残されて
いるウエブ84内を流れる。ウエブ84内の通路は、外壁の
スロット86が半径方向に間隔をおいて形成され、内壁の
スロット70の間に位置するようにした場合には、更に制
限することができる。この内壁スロット70と外壁スロッ
ト86とを交互に配置するパターンにより、渦電流の通路
（符号88の仮想線で示す）は、スロットが設けられてい
ない固定子の場合より曲りくねったものとなる。
スロット70,86は、外側磁極54の内壁（ID）及び外壁
（OD）に配置されているが、内側磁極52、接極子22又は
端壁56に配置することができる。言いかえると、コイル
48が励磁されるさいに発生する磁界にさらされる磁気回
路50の表面であれば、どの個所に設けておいてもよい。
また、その個所は、発生した磁束線が内側及び外側のギ
ャップ62,64を通過する個所、たとえば磁束線66が図４
の仮想線で示されている個所である。
（OD）に配置されているが、内側磁極52、接極子22又は
端壁56に配置することができる。言いかえると、コイル
48が励磁されるさいに発生する磁界にさらされる磁気回
路50の表面であれば、どの個所に設けておいてもよい。
また、その個所は、発生した磁束線が内側及び外側のギ
ャップ62,64を通過する個所、たとえば磁束線66が図４
の仮想線で示されている個所である。
図５には、本発明の別の実施例のソレノイド固定子が
底面図で示されている。この構成の場合、内側及び外側
の磁極92,94が、それぞれ回旋形又は波形の表面96,98を
有するようにし、それによって固定子のパッケージ寸法
を増すことなしに、外皮面積が増大するようにした。表
面96,98は、図３〜図５の実施例の場合のスロット70に
代る外皮面積を増す手段である。既述のように、内側及
び外側の磁極92,94の各外面と内面96,98が回旋形にされ
たのは、磁気回路の表面積を増すことは、増強された磁
束線が１つ以上の磁気ギャップを通過する場合には常に
有用だからである。また、図３のスロット70,86、もし
くは図５の波形の壁部96,98を用いることによる表面積
の増加により、定常状態の磁気回路のための磁極の横断
面が減少することにも注意せねばならない。外皮量を増
すためにスロットを設けることにより、定常磁束用の横
断面面積が減少するので、スロットの寸法と数とは、磁
気回路の磁気ギャップを横切る目標過渡磁力を発生させ
るのに要する最低限の値にすべきである。しかし、多く
の場合、磁気回路の横断面面積は、一般には、外皮面積
の増大により横断面面積が減少しても、定常磁束は飽和
に近づくことがない程度に十分に大きい。
底面図で示されている。この構成の場合、内側及び外側
の磁極92,94が、それぞれ回旋形又は波形の表面96,98を
有するようにし、それによって固定子のパッケージ寸法
を増すことなしに、外皮面積が増大するようにした。表
面96,98は、図３〜図５の実施例の場合のスロット70に
代る外皮面積を増す手段である。既述のように、内側及
び外側の磁極92,94の各外面と内面96,98が回旋形にされ
たのは、磁気回路の表面積を増すことは、増強された磁
束線が１つ以上の磁気ギャップを通過する場合には常に
有用だからである。また、図３のスロット70,86、もし
くは図５の波形の壁部96,98を用いることによる表面積
の増加により、定常状態の磁気回路のための磁極の横断
面が減少することにも注意せねばならない。外皮量を増
すためにスロットを設けることにより、定常磁束用の横
断面面積が減少するので、スロットの寸法と数とは、磁
気回路の磁気ギャップを横切る目標過渡磁力を発生させ
るのに要する最低限の値にすべきである。しかし、多く
の場合、磁気回路の横断面面積は、一般には、外皮面積
の増大により横断面面積が減少しても、定常磁束は飽和
に近づくことがない程度に十分に大きい。
以上に開示した新規な燃料噴射弁が備えている磁気回
路は、高い過渡磁力を迅速に発生させ、その固体の対応
物より少ないエネルギーを消費し、ソレノイド組立体に
機械的に等価であり、しかも製造費が従来より高くはな
らない。これは、スロットが、粉末冶金法又は金属射出
成形法により製造されたリブ付き又は波形の表面により
形成できるからである。
路は、高い過渡磁力を迅速に発生させ、その固体の対応
物より少ないエネルギーを消費し、ソレノイド組立体に
機械的に等価であり、しかも製造費が従来より高くはな
らない。これは、スロットが、粉末冶金法又は金属射出
成形法により製造されたリブ付き又は波形の表面により
形成できるからである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−150654（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−33264（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−87266（ＪＰ，Ｕ) 英国特許880369（ＧＢ，Ｂ) 米国特許5114077（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 51/06
Claims (1)
- 【請求項１】弁（10）であって、 弁ハウジング（12）が設けられており、該弁ハウジング
が、入口ポート（30）を有しており、 弁座（14）が設けられており、該弁座が、前記弁ハウジ
ングに設けられた出口ポート（16）を包囲するように配
置されており、 弁部材（26）が設けられており、該弁部材が、前記出口
ポートを通る流れを制御するために前記弁座と接触する
ようになっており、 ソレノイドコイル（48）が設けられており、該ソレノイ
ドコイルが、内径と外径とを有しており、 固定子手段（20）が設けられており、該固定子手段が、
前記ソレノイドコイルの内径内に同軸的に配置された内
側固定子管（52）と、ソレノイドコイルの外径上に同軸
的に配置された外側固定子管（54）と、前記ソレノイド
コイルの一方の軸方向端部上に同軸的に配置されかつ前
記内側固定子管と外側固定子管との間に半径方向に延び
た横方向固定子端壁（56）とを有しており、 接極子（22）が設けられており、該接極子が、前記ソレ
ノイドコイルの反対側の軸方向端部に同軸的に配置され
ておりかつ、前記ソレノイドコイルを励磁することによ
り前記固定子手段に向かって引き付けられたときに、前
記弁部材を前記弁座に対して位置決めするために、前記
固定子手段から磁気ギャップ（62,64）の分だけ離間さ
せられており、 前記固定子管（52,54）のそれぞれが、個々の半径方向
内側円筒面と、個々の半径方向外側円筒面とを有してお
り、前記横方向固定子端壁が、前記ソレノイドコイルに
向かって軸方向に面した一方の面と、前記ソレノイドコ
イルとは反対側に面した他方の面とを有しており、前記
接極子が、前記コイル及び前記固定子手段とに面した軸
方向の面を有している形式のものにおいて、 前記固定子管のそれぞれの前記円筒面のうちの少なくと
も一方が、前記磁気ギャップから前記横方向固定子端壁
にまで軸方向に延びた一連のスロット（70,86）を有し
ており、 前記横方向固定子端壁の前記軸方向の面のうちの少なく
とも一方が、前記内側固定子管と外側固定子管との間に
半径方向に延びた一連の半径方向スロット（87）を有し
ており、 前記接極子の面が、少なくとも前記内側固定子管及び外
側固定子管までの半径方向範囲を有する一連の半径方向
スロット（100）を有しており、 前記固定子管に設けられた前記スロットが、個々の固定
子管において、個々の固定子管の外皮内へのみ半径方向
に延びており、これにより、このようなスロットのそれ
ぞれが、個々の固定子管の反対側の円筒面にまで貫通し
ておらず、 前記横方向固定子端壁に設けられたスロットが、端壁の
外皮内へのみ軸方向に延びており、これにより、前記端
壁スロットのそれぞれが、固定子端壁の反対側の軸方向
面にまで貫通しておらず、 前記接極子スロットが、前記接極子を軸方向に貫通しな
いように、前記接極子の前記軸方向面の外皮内へのみ延
びている ことを特徴とする、弁。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US892,847 | 1992-06-03 | ||
| US07/892,847 US5207410A (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Means for improving the opening response of a solenoid operated fuel valve |
| PCT/US1993/004663 WO1993024750A1 (en) | 1992-06-03 | 1993-05-14 | Solenoid operated fluid valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07507373A JPH07507373A (ja) | 1995-08-10 |
| JP3302365B2 true JP3302365B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=25400602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50059694A Expired - Fee Related JP3302365B2 (ja) | 1992-06-03 | 1993-05-14 | 流体用電磁操作弁の開弁応答を改良する手段 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5207410A (ja) |
| EP (1) | EP0643806B1 (ja) |
| JP (1) | JP3302365B2 (ja) |
| KR (1) | KR100289632B1 (ja) |
| CN (1) | CN1086585A (ja) |
| DE (1) | DE69306781T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993024750A1 (ja) |
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