JP4703697B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents
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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。 The present invention relates to an electromagnetic actuator for driving a moving body, and more particularly to an electromagnetic valve provided with an electromagnetic actuator for reciprocating a valve.
[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。
[Conventional technology]
Conventionally, a valve that sits on and disengages from an orifice plate installed at the upper end of a fuel injection nozzle that injects fuel to an internal combustion engine, closes and opens the orifice, and reciprocates the valve in its axial direction. An injector solenoid valve equipped with an electromagnetic actuator is known.
Here, in order to improve the operation responsiveness of the electromagnetic actuator, there is a material using a composite sintered magnetic material as a material of a fixed core or a movable core that greatly affects the operation responsiveness.
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。
As shown in FIG. 12, the composite sintered magnetic material is synthesized with a magnetic metal powder (eg, iron powder) 102 whose surface is covered with an insulating film (eg, oxide or synthetic resin film) 101 made of a non-magnetic material. A green compact (composite magnetic material) formed by compressing the
This composite sintered magnetic material has the advantage of less generation of eddy currents, but has the disadvantages of low strength and hardness and brittleness. For this reason, there is a possibility that the fixed core or the movable core made of composite sintered magnetic material is damaged by the collision energy that the fixed core attracts the movable core by the electromagnetic force generated in the coil and the movable core collides with the fixed core. there were.
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。
Therefore, as shown in FIG. 13, a movable core that reciprocates the
The movable core of the electromagnetic actuator has a plunger-
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。
The fixed core of the electromagnetic actuator is made of a composite sintered magnetic material
The
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。
On the other hand, as shown in FIG. 14, the inner
In this electromagnetic fuel injection valve, since eight
[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。
[Conventional technical problems]
However, in the electromagnetic actuator described in
Here, the
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。
Further, a synthetic rubber O-ring that seals a gap between the terminal and the connector is mounted between the terminal connected to the terminal lead wire of the
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。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator capable of enhancing durability by protecting a resin component (resin powder or the like) contained in a composite magnetic material from fuel, particularly corrosive fuel. .
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。 According to the first aspect of the present invention, the fixed core disposed to face the movable core of the electromagnetic actuator includes a main stator formed of a composite magnetic material obtained by solidifying metal powder and resin powder, and the main stator. The sub-stator is provided so as to be opposed to the end surface of the movable core and includes a soft magnetic material. This sub-stator is joined to the housing by welding all around. In the housing of the electromagnetic actuator, the second space that houses the main stator is hermetically or liquid-tightly sealed with respect to the first space that houses the movable core by the welded portion with the sub-stator.
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。 As a result, the airtightness of the second space for accommodating the main stator can be ensured with respect to the first space for accommodating the movable core, so that fuel filled in the first space, in particular, corrosive fuel, causes the main stator to pass through the main stator. The resin component (resin powder and the like) contained in the composite magnetic material to be configured and the resin parts accommodated in the second space are not directly touched. Accordingly, since the resin component (resin powder, etc.) and resin parts contained in the composite magnetic material can be protected from the fuel filled in the first space, particularly the corrosive fuel, the electromagnetic actuator, particularly the composite magnetic material is used. The durability of the main stator can be increased.
また、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。
さらに、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。特に、第1金属パイプは、非磁性材で形成され、可動コアに対向する開放端側が可動コアのフルリフト位置を規制するストッパとして構成されている。
これにより、第1金属パイプは、非磁性材であるため漏洩磁路を形成することがなく、この第1金属パイプ内に収容する復元ばね(コイルスプリング)が磁性材製であっても、この復元ばねが漏洩磁路を形成するのを遮断することができるため、磁束漏れが発生することがない。さらに、この非磁性材の第1金属パイプの可動コアに対向する開放端側が可動コアのフルリフト位置を規制するストッパを構成しているため、コイルへの通電遮断時における残留磁気を全く心配しなくてもよい。
Further, the sub-stator is installed between the first space and the second space so as to partition the internal space of the housing into the first space and the second space.
Here, the sub-stator is disposed to face the end surface, outer peripheral surface, or inner peripheral surface of the housing. The sub-stator is installed so as to overlap the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the housing in the radial direction. Further, the sub-stator is installed so as to overlap the end surface of the housing in the thickness direction (moving core moving direction, axial direction).
The housing further includes a bottomed cylindrical first metal pipe disposed radially inward of the main stator so as to cover the entire inner periphery of the main stator, and the main stator so as to cover the entire outer periphery of the main stator. Also has a cylindrical second metal pipe disposed outside in the radial direction . In particular, the first metal pipe is formed of a nonmagnetic material, and the open end side facing the movable core is configured as a stopper that regulates the full lift position of the movable core.
Thereby, since the first metal pipe is a non-magnetic material, it does not form a leakage magnetic path, and even if the restoring spring (coil spring) accommodated in the first metal pipe is made of a magnetic material, Since the restoring spring can block the leakage magnetic path from being formed, magnetic flux leakage does not occur. Furthermore, since the open end side of the first metal pipe of the non-magnetic material facing the movable core constitutes a stopper that regulates the full lift position of the movable core, there is no concern about residual magnetism when the coil is de-energized. May be.
なお、請求項1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。
According to the first aspect of the present invention, the sub-stator has an annular first magnetic part installed so as to contact the first metal pipe, and an annular stator installed so as to contact the second metal pipe. It has the 2nd magnetic part. And the 1st magnetic part is joined to the 1st metal pipe by all-around welding. Moreover, the 2nd magnetic part is joined to the 2nd metal pipe by the perimeter welding.
As a result, the housing of the electromagnetic actuator is formed in the first space that houses the movable core by the welded portion between the first metal pipe and the first magnetic portion and the welded portion between the second metal pipe and the second magnetic portion. The second space that houses the main stator is hermetically or liquid-tightly sealed.
請求項2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3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。
According to the second aspect of the present invention, in the sub-stator, the magnetic flux leaks between the first magnetic part and the second magnetic part between the outer periphery of the first magnetic part and the inner periphery of the second magnetic part. It has a magnetoresistive part made of a non-magnetic material to prevent this.
The magnetoresistive portion is joined to the first magnetic portion by all-around welding, and is joined to the second magnetic portion by all-around welding.
Thereby, the housing of the electromagnetic actuator includes a welded portion between the first metal pipe and the first magnetic portion, a welded portion between the second metal pipe and the second magnetic portion, a welded portion between the first magnetic portion and the magnetic resistance portion, The second space that houses the main stator is hermetically or liquid-tightly sealed with respect to the first space that houses the movable core by the welded portion between the second magnetic portion and the magnetic resistance portion.
According to the invention of
The magnetoresistive portion is a thin portion (magnetic diaphragm) that is thinner than the first magnetic portion and the second magnetic portion.
請求項4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5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。
According to the fourth aspect of the present invention, the movable core that drives the moving body, that is, moves the moving body in the moving direction (axial direction) is spaced apart from the sub-stator (the armature side end surface). The armatures are arranged opposite to each other. A plurality of radial first slits extending from the inner peripheral portion of the sub-stator to the outer peripheral portion of the sub-stator are formed on the end surface on the main stator side of the sub-stator, and the outer peripheral portion of the sub-stator from the inner peripheral portion of the sub-stator to the armature-side end surface of the sub-stator A plurality of radial second slits extending to the end are formed.
According to the fifth aspect of the present invention, the first slit and the second slit are formed in the first slit between the two adjacent first slits when the sub stator is viewed from outside in the radial direction of the sub stator. On the other hand, the first slits and the second slits are alternately arranged in the sub-stator so that the second slits cut in the opposite direction are provided.
請求項6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4ないし請求項6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。
According to invention of
According to the invention described in
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8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7および請求項8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。
According to the seventh aspect of the present invention, the movable core that drives the moving body, that is, moves the moving body in the moving direction (axial direction) is spaced apart from the sub-stator (the armature side end face). The armatures are arranged opposite to each other. A plurality of radial slits extending from the inner periphery of the sub-stator to the outer periphery of the sub-stator are formed on the armature-side end surface of the sub-stator.
According to invention of Claim 8 , a slit is the depth which does not penetrate a sub-stator in the plate | board thickness direction. The depth of the slit is at least half the thickness of the sub-stator.
According to the seventh and eighth aspects of the invention, it is possible to prevent the entire stator magnetic path from being formed in each cross section of the sub-stator. As a result, the eddy current path becomes longer than that of the sub-stator of the type in which no slit is formed, so that the electrical resistance is increased and the eddy current loss of the sub-stator can be reduced. Accordingly, the attractive force of the movable core by the fixed core (main stator, sub-stator) can be improved without increasing the coil outer diameter of the electromagnetic coil, so that the operation responsiveness of the electromagnetic actuator can be improved.
請求項9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。 According to the ninth aspect of the present invention, the moving body driven by the movable core is a valve of an electromagnetic valve for an injector. This valve is driven in the valve opening operation direction or the valve closing operation direction by the movable core.
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。 The best mode for carrying out the present invention is to increase the durability of an electromagnetic actuator by protecting resin components (resin powder, etc.) contained in a composite magnetic material from fuel, particularly corrosive fuel. The welded portion (joint portion) between the housing and the sub-stator is joined by all-around welding, and the second space containing the main stator is hermetically sealed against the first space containing the movable core. It was realized by doing.
[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。
[Configuration of Example 1]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a view showing an injector, FIG. 2 is a view showing an electromagnetic valve for an injector, and FIG. 3 is a view showing an electromagnetic actuator. FIG. 4 is a view showing a sub-stator (magnetic + nonmagnetic plate).
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。
The fuel injection device of the present embodiment is a common rail fuel injection system (accumulation fuel injection device) known as a fuel injection system for an internal combustion engine (engine) such as a diesel engine having a plurality of cylinders.
In this common rail fuel injection system, a fuel supply pump (supply pump) that pressurizes fuel to increase pressure, a common rail that accumulates high pressure fuel pumped from the supply pump, and high pressure fuel is distributed and supplied from the common rail. A plurality of injectors, and configured to inject and supply high-pressure fuel accumulated in the common rail into the combustion chamber of each cylinder of the engine via each injector.
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。 The injector of the present embodiment is mounted corresponding to each cylinder of the engine, and is a direct injection type fuel injection for an internal combustion engine that supplies high pressure fuel accumulated in the common rail in a mist form directly into the combustion chamber. It is a valve. The injector is connected to a downstream end in a fuel flow direction of a plurality of injector pipes branched from a common rail, and performs fuel injection into a combustion chamber for each cylinder of the engine, and a valve body of the fuel injection nozzle This is an electromagnetic fuel injection valve composed of an injector solenoid valve or the like that drives the valve in the valve opening operation direction.
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。
Here, the injector of the present embodiment has an orifice plate (valve seat) 3 sandwiched between an injector body (lower body) 1 that is a housing of a fuel injection nozzle and a
The fuel injection nozzle includes an
The solenoid valve includes an
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。
The electromagnetic actuator is a movable core that drives the
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。
Here, the movable core of the electromagnetic actuator that drives the
The fixed core of the electromagnetic actuator includes a
The details of the injector solenoid valve using the electromagnetic actuator of this embodiment will be described later.
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。
The nozzle needle 5 of the fuel injection nozzle opens and closes a plurality of injection holes formed in the
The
A plurality of injection holes for injecting high-pressure fuel into the combustion chamber for each cylinder of the engine are formed on the tip end side in the axial direction of the
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。
The
The
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。
The
Further, a fuel recovery passage is formed inside the
Excess fuel that has flowed into the fuel recovery passage is returned to the fuel tank via the fuel discharge passage on the solenoid valve side and the
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。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
The
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。
Next, details of the electromagnetic valve for an injector using the electromagnetic actuator of this embodiment will be described with reference to FIGS.
As described above, the electromagnetic valve of the present embodiment is constituted by the
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。
The
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。
Here, the housing of the electromagnetic actuator includes a lower housing (
The housing of the electromagnetic actuator has an internal space that accommodates the movable core (armature 14) and the fixed core (
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。
Here, the
Further, the
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。
The
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。
The
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。
The movable core of the present embodiment is composed (formed) of pure iron, low carbon steel, or ferritic magnetic stainless steel (SUS13) as an example of soft magnetic steel. This movable core is an integral part in which a solid
The
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。
The
The
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。
The movable core is attracted to the magnetic pole surface side of the sub-stator 17 by the electromagnetic force of the
When the energization of the
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。
That is, the illustrated upper end surface of the
Therefore, the electromagnetic valve of the present embodiment constitutes a normally closed type (normally closed type) electromagnetic on-off valve.
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。
The electromagnet includes an
The
The
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。
The
A pair of external connection terminals (stud bolts) 47 are electrically connected to the pair of terminal lead wires drawn out from the
The pair of
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。
Here, in the solenoid valve of the present embodiment, in order to prevent poor response due to residual magnetism after the exciting current flowing through the
The
And the
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。
The
The tip end surface (lower end surface in the drawing) of the
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。
The lift restricting surface of the
The
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。
The
The
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。
The
The
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。
The
The large diameter portion of the
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。
A small-diameter portion of the
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。
The
An annular recess (a depression or a groove) is formed on the contact surface (the upper end surface in the drawing) of the
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。
Then, by screwing the
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。
The
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。
The
Further, the end surface on the main stator side of the
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。
As described above, the fixed core of the electromagnetic actuator includes the
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。
The
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。
The
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。
Here, the
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。
The sub-stator 17 is an annular plate-shaped magnetic plate (magnetic + non-magnetic plate) disposed to face the armature side end surfaces of the inner peripheral side core portion and the outer peripheral side core portion of the
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。
The sub-stator 17 includes first and second
The first and second
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。
The first
The second
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。
The
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。
And the
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。
As described above, the
[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。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the injector provided with the injector solenoid valve using the electromagnetic actuator of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
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。
When the
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。
At this time, high-pressure fuel is introduced into the
For this reason, since the fuel pressure is higher on the upstream side in the fuel flow direction than the
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。
As the solenoid valve itself opens, the fuel pressure in the pressure control chamber 22 (the oil pressure acting in the direction in which the nozzle needle 5 is pushed down (the valve closing direction)) decreases, and the fuel in the
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。
When the command injection period elapses from the injection timing, energization to the
[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。
[Effect of Example 1]
As described above, in the solenoid valve for an injector using the electromagnetic actuator of the present embodiment, the fixed core (particularly the main stator 16) that greatly affects the operation responsiveness in order to improve the operation responsiveness of the
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。
The sub-stator 17 of this embodiment is installed between the
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。
The housing of the electromagnetic actuator (particularly the injector body 1) has an
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。
As a result, the
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。
Thereby, the airtightness of the
Therefore, the resin component (resin powder, etc.), the resin component, and the rubber component contained in the composite sintered magnetic material constituting the
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。 FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and FIGS. 5A and 5B show a sub-stator (magnetic plate).
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。
The sub-stator 17 of the electromagnetic actuator of the present embodiment includes an annular first magnetic part (first magnetic fixed body) 71 installed so as to be in direct contact with the outer peripheral surface of the
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。
The first and second
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。
An annular recess (ring groove) 75 is formed on the armature side end face of the sub-stator (magnetic plate) 17 in a portion corresponding to the
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。
The first
The second
The
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。
As described above, the sub-stator (magnetic plate) 17 of the electromagnetic actuator according to the present embodiment is formed as a single part of the sub-stator 17 with a soft magnetic steel material, and a ring corresponding to the
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。 FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the present invention, and FIGS. 6A, 6B, and 7 show a sub-stator (magnetic + nonmagnetic plate).
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。
Here, in the electromagnetic actuator described in
Therefore, the sub-stator (magnetic + non-magnetic plate) 17 of the electromagnetic actuator of the present embodiment is a radial first, extending straight from the inner peripheral portion (inner peripheral surface) of the sub-stator 17 to the outer peripheral portion (outer peripheral surface) of the sub-stator 17. A plurality of
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。
The plurality of
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。
The
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。
Note that a plurality (eight) of
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}。
Each first slit 66 has a depth {D (S1)} that does not penetrate the sub-stator 17 in the plate thickness direction, and each
The depth {D (S1)} of each
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。
As described above, in the electromagnetic actuator of this embodiment, both end surfaces of the sub-stator 17 (the first and second
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。
Further, the depth {D (S1), D (S2)} of the first and
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。
Accordingly, the magnetism of the
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。 FIGS. 8 and 9 show Example 4 of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing a sub-stator (magnetic plate), and FIG. 9 is a graph showing a magnetic attractive force waveform.
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。
The sub-stator (magnetic plate) 17 of the electromagnetic actuator of the present embodiment is a radial first extending straight from the inner peripheral portion (inner peripheral surface) of the first
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。
The plurality of first and
Further, each
The depth of each
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。
As described above, in the electromagnetic actuator of the present embodiment, the annular sub-stator 17 made of a soft magnetic steel material in which the
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。
Further, the depth of the first and
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。
Accordingly, the magnetism of the
Here, it can be seen from the graph of FIG. 9 that the sub-stator 17 in which the first and
図10および図11は実施例5として、本発明が適用されていない参考例を示したもので、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。 10 and 11 show a reference example to which the present invention is not applied as Example 5 , FIG. 10 is a diagram showing an electromagnetic actuator of an injector, and FIG. 11A is a sub-stator (magnetic + non-magnetic). FIG. 11B is a diagram showing a magnetic plate.
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(上述した本発明が適用された実施例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。
Here, the electromagnetic actuator having the plunger-type movable core described in
As described above, when the outer diameter of the electromagnetic coil is made larger than the current one for the purpose of increasing the magnetic attractive force of the electromagnet composed of the electromagnetic coil and the fixed core, the size of the electromagnetic actuator (the size in the radial direction) ) Becomes too large, and there is a problem that mountability to an engine or the like deteriorates.
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)。
Therefore, even when a plunger-type movable core is adopted instead of the flat-plate-type movable core, the eddy current loss can be reduced without preventing the
The injector of the present embodiment is a so-called direct drive type injector in which the nozzle needle is directly moved by an electromagnetic actuator in order to reduce fuel leakage. The injector includes an injector body and an electromagnetic actuator that directly drives a
The housing of the injector body is constituted by an
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。
A
A
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。
On the upper side of the
The high-pressure fuel guided from the first
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。
The injector body and the electromagnetic actuator are configured such that the
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。
The electromagnetic actuator includes an
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。
The electromagnetic actuator housing includes a bottomed cylindrical
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。
The
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。
The fixed core of the electromagnetic actuator has a
The
The sub-stator 17 is installed between the
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。
The
Here, the sub-stator 17 of the present embodiment forms a plurality of radial first and
The plurality of
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。
The
Note that a plurality (eight) of
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)。
In addition, each
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。
The
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。
The movable core of the electromagnetic actuator has an
The
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。
Here, the
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。
Further, the
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。
As described above, the first and
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。
The damper mechanism of the present embodiment has a
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。
As a result, when the
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。
As described above, in the electromagnetic actuator of the present embodiment, both end surfaces (the main stator side end surface and the armature side end surface) of the sub-stator 17 constituted by the
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。
Further, the depth {D (S1), D (S2)} of the first and
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。
Accordingly, the magnetism of the
Further, even when a plunger-
[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。
[Modification]
In this embodiment, the electromagnetic actuator of the present invention is applied to an electromagnetic valve for an injector using the electromagnetic actuator. However, as long as the fuel passes inside, not only a moving body such as a valve but also a shutter or You may apply to the electromagnetic actuator which drives moving bodies, such as a door, in 2 positions. Moreover, you may employ | adopt the electromagnetic fluid control valve using the electromagnetic actuator of this invention. Electromagnetic fluid control valves that use electromagnetic actuators are electromagnetic valves that can change the position of a moving body such as a supply pump solenoid valve (fuel metering valve) or a common rail pressure reducing valve continuously or stepwise. There is an electromagnetic flow control valve with an actuator.
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。
In this embodiment, the fuel injection valve (injector) for an internal combustion engine is applied to a side return type injector that discharges fuel from an
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
1
16 Main stator (fixed core)
17 Sub-stator (fixed core)
18 Stopper (housing, first metal pipe)
19 Intermediate housing (housing, second metal pipe)
20 Upper housing (housing)
41 Armature storage space (first space)
42 Stator storage space (second space)
51 Insulating bush 52 O-
62 Second magnetic ring (second magnetic part)
63 Magnetic plate (magnetic part)
64 Nonmagnetic Ring (Magnetoresistive part, Nonmagnetic part)
66 1st slit 67 2nd slit 71 1st
Claims (9)
(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ていて、
前記サブステータは、前記ハウジングの内部空間を、前記可動コアを収容する第1空間と前記メインステータを収容する第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おり、
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て、
前記第1金属パイプは、非磁性材で形成され、前記可動コアに対向する開放端側が前記可動コアのフルリフト位置を規制するストッパとして構成されており、
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磁性部を有していて、
前記第1磁性部が、前記第1金属パイプに全周溶接により接合されるとともに、前記第2磁性部が、前記第2金属パイプ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。 (A) a movable core that drives the moving body;
(B) a fixed core disposed opposite to the movable core;
(C) a housing having an internal space for accommodating the movable core and the fixed core;
(D) An electromagnetic actuator comprising a coil that is held inside the housing and receives a power supply to generate a magnetic attractive force between the movable core and the fixed core.
The fixed core is a main stator formed of a composite magnetic material obtained by solidifying metal powder and resin powder, and a sub-stator configured to include a soft magnetic material that is disposed to face the movable core side end surface of the main stator. Have
The Sabusuteta is between internal space of said housing, said a between the first air for accommodating the movable core so as to partition into the second space for accommodating the main stator, and the first space and the second space It is installed in the middle
The housing covers the entire inner periphery of the main stator so as to cover the entire outer periphery of the main stator, and a bottomed cylindrical first metal pipe disposed radially inside the main stator. It has a cylindrical second metal pipe disposed on the outer side in the radial direction than the main stator,
The first metal pipe is formed of a non-magnetic material, and an open end side facing the movable core is configured as a stopper that regulates a full lift position of the movable core,
The sub-stator has an annular first magnetic part installed so as to contact the first metal pipe, and an annular second magnetic part installed so as to contact the second metal pipe,
The first magnetic part is joined to the first metal pipe by all-around welding, and the second magnetic part is joined to the second metal pipe by all-around welding,
The electromagnetic actuator, wherein the housing is hermetically or liquid-tightly sealed with respect to the first space by a welded portion with the sub-stator.
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。 The electromagnetic actuator according to claim 1,
The sub-stator has a magnetoresistive portion formed of a nonmagnetic material between the outer periphery of the first magnetic portion and the inner periphery of the second magnetic portion,
2. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the magnetoresistive part is joined to the first magnetic part by all-around welding, and is joined to the second magnetic part by all-around welding .
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。 The electromagnetic actuator according to claim 1 ,
The sub-stator has a magnetoresistive portion formed of a soft magnetic material between the outer periphery of the first magnetic portion and the inner periphery of the second magnetic portion,
2. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the magnetoresistive portion is a thin portion that is thinner than the first magnetic portion and the second magnetic portion .
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。 The electromagnetic actuator according to claim 2 or請 Motomeko 3,
The movable core has an armature disposed opposite to the sub-stator with a gap therebetween,
A plurality of radial first slits extending from the inner peripheral portion of the sub-stator to the outer peripheral portion of the sub-stator are formed on the main stator side end surface of the sub-stator,
An electromagnetic actuator , wherein a plurality of radial second slits extending from an inner peripheral portion of the sub-stator to an outer peripheral portion of the sub-stator are formed on an armature side end surface of the sub-stator .
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。 The electromagnetic actuator according to claim 4, wherein
The first slit and the second slit are cut in opposite directions with respect to the first slit between the two adjacent first slits when the sub stator is viewed from a radially outer side than the sub stator. The electromagnetic actuator is characterized in that the first slit and the second slit are alternately installed in the sub-stator so that the second slit in which is inserted is provided .
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。 The electromagnetic actuator according to claim 4 or 5 ,
The first slit has a depth that does not penetrate the sub-stator in the plate thickness direction;
The second slit has a depth that does not penetrate the sub-stator in its plate thickness direction,
The depth of the first slit is at least half the plate thickness of the sub-stator,
The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein a depth of the second slit is at least half of a thickness of the sub-stator .
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。 The electromagnetic actuator according to claim 2 or 3 ,
The movable core has an armature disposed opposite to the sub-stator with a gap therebetween,
An electromagnetic actuator, wherein a plurality of radial slits extending from an inner peripheral portion of the sub-stator to an outer peripheral portion of the sub-stator are formed on an armature side end surface of the sub-stator.
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。 The electromagnetic actuator according to claim 7, wherein
The slit is a depth that does not penetrate the sub-stator in its plate thickness direction,
The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein a depth of the slit is at least half of a plate thickness of the sub-stator .
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。 The electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 8 ,
The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the moving body is a valve of an electromagnetic valve for an injector .
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