JP4736912B2

JP4736912B2 - 電磁ソレノイド

Info

Publication number: JP4736912B2
Application number: JP2006103974A
Authority: JP
Inventors: 武史藤井; 健治伊達
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-04-05
Also published as: JP2007281124A

Description

本発明は電磁ソレノイドに関するもので、特に自動車用燃料噴射装置のインジェクタに使用される電磁ソレノイドに好適である。

電磁ソレノイド、特に自動車用燃料噴射装置のインジェクタに使用される電磁ソレノイドにおいては、インジェクタの構造上、電磁コイルのマグネットワイヤーの巻き始めと巻き終りの一対の電気リード端部を同じ位置側にくるよう制約を受けている。この電磁ソレノイドは、通常、磁性体の中心コアーの外周に装着されたコイルボビンにマグネットワイヤーを巻回して電磁コイルを形成し、電磁ソレノイドの必要特性に応じて電磁コイルをコイルボビンの外周に複数段形成している。電磁コイルの巻回段が偶数の場合は、マグネットワイヤーの巻き始めと巻き終りの一対の電気リード端部が同じ位置になるが、電磁コイルの巻回段が奇数の場合は、マグネットワイヤーの巻き始めと巻き終りの一対の電気リード端部が互いに反対位置になる。そのため電磁コイルの巻回段が奇数の場合は、巻き終りのマグネットワイヤーを巻き終りの位置から巻き始めの位置へ巻き戻している。従って、本来必要でない巻き戻しワイヤーが存在することとなり、電磁コイルの外径がマグネットワイヤー２本分大きくなる。

また、自動車用燃料噴射装置の燃料噴射弁に使用される電磁ソレノイドにおいては、燃料噴射弁の限られたスペース内に装着される関係上、その体格とりわけ電磁コイルの積層方向の外径（コイルの直径方向）を小さくすることが要求される。そのため、巻回段が奇数の電磁コイルにおいて、上述の巻き戻しワイヤーを無くして電磁コイルの積層方向の外径を小さくした電磁コイルが特許文献１に記載されている。

即ち、特許文献１の図５及び図６に示されるように、「円筒形芯部分３１と第１のフランジ３２と第２のフランジ３３と、この第２のフランジ３３に連接される先端部に接続端子３９を有するリード導出片４０を有するＦＰＣからなるコイルボビン３０を設けており、そのＦＰＣからなるコイルボビン３０にはプリント配線３５を、リード導出片４０の先端の接続端子３９−第２のフランジ３３−円筒形芯部分（内底部分）３１−第１のフランジ３２へと延設し、その第１のフランジ３２の穴３２ａの周縁部に巻き始めの電極端子３６を形成する。もう一方のプリント配線３７は、リード導出片４０の先端の接続端子３９−第２のフランジ３３の外周縁部に巻き終りの電極端子３８を形成する。そこで、図６における展開された矩形状の平板３１´は、図４と同様に組み立てられて円筒形芯部分３１が形成され、図５に示すようなコイルボビン３０が得られる。ここで、リード導出片４０の先端の接続端子３９は、コネクタ４１へと接続することができる。そして、第１のフランジ３２まで延設された巻き始めの電極端子３６にワイヤーの一端を接続して、順次コイルボビン３０にワイヤーを巻回して奇数層で巻き終る場合には、ワイヤーの終端を巻き終りの電極端子３８に接続する。戻すべきワイヤー５６をコイルの上層に沿わせる必要がなくなり、その分、コイルボビンの径方向の短縮化を図ることができる。」と記載されている。

特開平１０−２４１９３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の電磁ソレノイドにおいては、リード導出片４０の先端の接続端子３９から巻き始めの電極端子３６までのワイヤーは、コイルボビン３０を構成する円筒形芯部分３１（平板３１´）に設けられたプリント配線３５である。このプリント配線３５はプリント配線基板構造上、円筒形芯部分３１の外周表面よりも上層部に突出して設けられており、このプリント配線３５に張力をかけてマグネットワイヤーを巻回する際、プリント配線３５が集中荷重を受け断線や、電気抵抗値が変化する。また、巻回したコイルの端子を巻き始めの電極端子３６と巻き終りの電極端子３８に、はんだ付け等の電気的接続を行わなければならなく、加工に手間がかかり、製造コストが上がるという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電磁コアーの外周に設けられた電気絶縁部材の一端部側から他端部側へ配設されるマグネットワイヤーが、このマグネットワイヤーに巻回されるマグネットワイヤーによって生じる断線や電気抵抗値の変化が抑制される電磁ソレノイドを提供することにある。

請求項１に係る発明では、磁気回路の一部をなす中心コアーの外周に電気絶縁部材が設けられ、電気絶縁部材の仮想中心軸を中心に周回するように電気絶縁部材の外周表面部にマグネットワイヤーが奇数段に巻回形成されるコイル部を有する共に、仮想中心軸の一方の端部側に、マグネットワイヤーの巻き始めと巻き終りの一対の電気接続リード端部を配置する電磁ソレノイドであって、仮想中心軸方向の、一方の端部側と他方の端部側との間にかけてマグネットワイヤーの径の全てを外周表面部よりも下層部に埋没させるように形成される溝部と、一方の端部側と他方の端部側との間を往復させて、電気絶縁部材にマグネットワイヤーを巻回する際、往路にて、溝部に、一方の端部側から他方の端部側までマグネットワイヤーを埋設させ、他方の端部側から一方の端部側へ向かって、外周表面部の周りを奇数段にコイル巻き形成されるコイル部とを備える。

上記構成によれば、巻回始めまでのマグネットワイヤーの径の全てを電気絶縁部材の外周表面部よりも下層部に形成した溝部内に埋没配設させているから、マグネットワイヤー同士が接触する部位におけるマグネットワイヤーの断面変形が抑制されて、断線の発生、および、電気抵抗値の変化を完全に防止し、マグネットワイヤーでの通電を安定させることができる。また、マグネットワイヤーは１本で巻回されてコイル部を形成しているので、マグネットワイヤーの電気的接続も必要なく製造も簡単でコストを低減でき安価である。

請求項２に係る発明では、電気絶縁部材は、フランジ状の一方の端部側に、一対の電気接続リード端部に対向する一対の切欠き部を有し、溝部は、一対の切欠き部の一方に開放している。

請求項３に係る発明では、電気絶縁部材は、中心コアーの外周に装着された電気絶縁性コイルボビンであり、溝部は電気絶縁性コイルボビンの外周表面部に開口する凹部を有して形成され、マグネットワイヤーを溝部に埋没させて奇数段にコイル巻き形成されるコイル部を備える。

上記構成によれば、電気絶縁部材を電気絶縁性コイルボビンにすることにより、このコイルボビン単体の状態でマグネットワイヤーを巻回してコイル部を形成でき、このコイル部を有するコイルボビンを中心コアーに装着するだけでよいから、製造が簡単である。

請求項４に係る発明では、電気絶縁部材は、中心コアーと当該中心コアーの外周表面部に覆わせて配置形成した電気絶縁薄膜層を含み、中心コアーの外周表面部に開口する凹部を有して形成されるコアー溝部と、このコアー溝部とマグネットワイヤーとの間に電気絶縁薄膜層が介在されて、マグネットワイヤーをコアー溝部に埋没させて、奇数段にコイル巻き形成されるコイル部を備える。

上記構成によれば、マグネットワイヤーを埋没する溝部を、中心コアーに形成したコアー溝部に直接絶縁薄膜層を付着させて構成しているから、コイルボビン等の別部材を必要とせず、コンパクト、軽量、安価にすることができる。

請求項５に係る発明では、電気絶縁部材に形成した溝部は複数設けられ、マグネットワイヤーが複数の溝部の各溝部に配設されて並列巻回で奇数段にコイル巻き形成されるコイル部を備える。

上記構成によれば、コイル部が並列巻きであっても、電気絶縁部材の溝部を複数形成するだけで並列巻きコイル部を得ることができる。

請求項６に係る発明では、マグネットワイヤーが溝部に複数本配設され、奇数段にコイル巻き形成されるコイル部を備える。

上記構成によれば、マグネットワイヤーを電気絶縁部材の溝部に複数本配設することにより、この複数本のマグネットワイヤーは、この上に巻回されるマグネットワイヤーにる張力を複数本で分散して受けるから、マグネットワイヤーが溝部に１本配設される場合により、断線や電気抵抗値の変化がより少ない。

請求項７に係る発明では、電磁ソレノイドは、自動車用燃料噴射装置のインジェクタに適用される。

上記構成によれば、断線や電気抵抗値の変化がなく、安価な電磁ソレノイドをインジェクタに適用しているから、高品位な自動車用噴射装置のインジェクタを提供することができる。

先ず、本発明になる電磁ソレノイドを装着した自動車用燃料噴射装置におけるインジェクタＡを説明する。図７は上記インジェクタＡの縦断面図、図８は図７の要部拡大図である。

図７、図８において、インジェクタＡは、ノズルボディ２１、ディスタンスピース２２、バルブボディ２３、ホルダ２４、およびリテーニングナット２５により、インジェクタＡに略丸棒状の全体形状を与える基体２が構成される。ノズルボディ２１、ディスタンスピース２２、バルブボディ２３、およびホルダ２４は対向端面で当接しリテーニングナット２５により互いに結合している。

棒状の基体２には内部に種々の凹所や孔が形成されて、これに構成部材が収容されるとともに、燃料の流路が形成される。インジェクタＡの下端部（以下、「上」「下」というときは図中の天側を指すものとする）は図示しない内燃機関の各気筒の燃焼室内に突出するノズル部１１であり、そのノズルボディ２１には基体２の軸方向に縦孔２１１が形成され、これにノズルニードル３１が収容されている。ノズルニードル３１はその上端部で縦孔２１１に圧入した筒状部材２１ａ内に摺動自在に保持されている。縦孔２１１の図中、下端側の底部はノズルボディ２１の先端部に達しており、該先端部がノズル室５１となっている。ノズル室５１の室壁を貫通して噴孔５２が形成してある。縦孔２１１はノズルニードル３１の摺動部よりも下端側で、ディスタンスピース２２、バルブボディ２３、およびホルダ２４に形成された燃料供給通路である高圧通路６１と連通しており、ノズルニードル３１の離座時には図示せぬコモンレールからの加圧された燃料（以下，適宜、高圧燃料という）が噴孔５２から噴射される。

縦孔２１１には、また、ノズルニードル３１の外周にコイルばね３２が収容され、常時、ノズルニードル３１を下方すなわち着座方向に付勢している。縦孔２１１のノズルニードル３１の摺動部よりも上側部分により、ノズルニードル３１の背圧を発生させるノズルニードル背圧室５３がディスタンスピース２２を上壁とするとともにノズルニードル３１の上端部を下壁として形成される。また、ノズルニードル３１には高圧通路６１からの燃料の圧力が離座方向に付勢されており、ニードル背圧室５３の圧力が所定の開弁開始圧力以下になったときにノズルニードル３１が離座して燃料が噴射され、ニードル背圧室５３の圧力が所定の閉弁開始圧力以上になったときにノズルニードル３１が着座して燃料噴射が停止する。

ノズルニードル背圧室５３の圧力の高低の切替えは次の構成によりなされる。バルブボディ２３には下端部で拡径する縦孔２３１がインジェクタＡの軸方向に形成され、縦孔２３１の拡径部により制御バルブである第１バルブニードル３３が配設される制御弁室である第１制御弁室５４が形成される。第１バルブニードル３３は棒状で下端寄りにくびれ部を有しており、くびれ部よりも上端部側の軸部３３ｂで縦孔２３１の小径部に摺動自在に保持されている。第１バルブニードル３３のくびれ部よりも下端側は第１制御弁室５４内に突出して、弁体部３３ａとなっている。第１バルブニードル弁体部３３ａは軸部３３ｂよりもやや大径で、かつ第１制御弁室５４の側壁面との間に環状の間隙が形成される大きさとしてある。また、その上端部および下端部はテーパ状に面とりされている。第１バルブニードル３３はコイルばね３４のスプリング力により常時、下方に付勢されている。

第１制御弁室５４が形成されるバルブボディ２３とノズルニードル背圧室５３が形成されるニードルボディ２１との間に挟まれ、第１制御弁室５４の下壁部およびノズルニードル背圧室５３の上壁部を形成するディスタンスピース２２には、インジェクタＡの軸方向に貫通する孔が形成されており、第１制御弁室５４とニードル背圧室５３とを連通する連通路６３となっている。連通路６３には途中にオリフィス６３１が形成されている。

第１制御弁室５４が形成されるバルブボディ２３には、高圧通路６１から分岐して第１制御弁室５４に通じる高圧分岐通路６４が形成されている。高圧分岐通路６４の先端は第１バルブニードル３３のくびれ部位置で第１制御弁室５４の側壁面に開口しており、第１制御弁室５４が第１バルブニードル３３のくびれ部の外周環状空間と常時、連通している。また、ディスタンスピース２２には、低圧通路６２から分岐して第１制御弁室５４に通じる低圧分岐通路６５が形成されている。低圧分岐通路６５は、第１バルブニードル弁体部３３ａの下端面と対向する位置で第１制御弁室５４の下壁面に開口しており、この開口端は第１バルブニードル３３が下方変位して第１制御弁室５４の下壁面と当接すると第１バルブニードル３３により閉鎖されるポート６５ａとなっている。この開口端の外周縁部が第１バルブニードル３３が着座するシート（以下、下側シートという）５４１となる。また、第１バルブニードル３３が上方変位すると、第１バルブニードル弁体部３３ａの上側のテーパ部が第１制御弁室５４の段面をシート（以下，上側シートという）５４２として着座する。

低圧分岐通路６５には、ポート６５ａの直下流に絞りであるオリフィス６５１が形成してある。

第１バルブニードル３３を制御するバルブ駆動手段であるバルブ駆動部１２について説明する。第１バルブニードル３３はその軸部３３ｂよりも上方に形成されるバルブ背圧室５５の圧力の増減により変位する。バルブ背圧室５５は、第１バルブニードル３３の上面側から穿成し底部がくびれ部位置まで達する縦孔３３１と、くびれ部位置で第１バルブニードル３３の側面から縦孔３３１の底部に達する横孔３３２とにより、高圧通路６１および高圧分岐通路６４から高圧燃料が供給されるようになっている。

バルブ背圧室５５は、連通路６６を介して別の制御弁室である第２制御弁室５６に通じている。連通路６６は第１のバルブボディ２３の縦孔２３１の底部から第１のバルブボディ２３の上端面に達する小孔により構成され、途中にオリフィス６６１が設けてある。

第２制御弁室５６は、第１のバルブボディ２３と、その上方の第２のバルブボディ２６の下端面に形成した凹所により形成される。第１のバルブボディ２３は第２制御弁室５６の下端壁をなしている。第２のバルブボディ２６の下端面は凹所の外周縁部２６ａが環状に突出して、第１のバルブボディ２３の上端面の環状溝に圧入され、第１のバルブボディ２３と第２のバルブボディ２６とが係合している。

第２制御弁室５６において、その下壁面に開口する連通路６６の開口端は、バルブ背圧室５５に通じるポート６６ａとなる。第２制御弁室５６はまた、その周縁部位置で低圧通路６２と常時、連通している。

第２のバルブボディ２６には、第２制御弁室５６の上壁部を貫通する縦孔２６１が形成されており、縦孔２６１に第２バルブニードル３６が摺動自在に保持されている。第２バルブニードル３６の下端部は第２制御弁室５６内に突出し、第２バルブニードル３６の上端部が第２のバルブボディ２６の上方のソレノイド室５７内に突出している。

第２バルブニードル３６は、下端部に半球状の別の制御バルブである弁体部３５を保持し一体に変位するようになっている。弁体部３５は、平坦な下端面が第２制御弁室５６の下壁面とポート６６ａ位置で対向している。ポート６６ａの外周縁部は弁体部３５が着座するシート面５６１であり、弁体部３５が着座することで、第２制御弁室５６とバルブ背圧室５５とが遮断される。

ソレノイド室５７内に突出する第２バルブニードル３６の上端部には円盤状のアーマチャ３７が固定されており、ソレノイド室５７内に配設した本発明になる電磁ソレノイドＢの磁極面と対向している。電磁ソレノイドＢは中心コアー４１及び外周コアー８１によって構成される二重筒状の環状空間部にマグネットワイヤー４２を巻回してコイル部４２ａを配設したもので、コイル部４２ａにリード線４３から通電される。中心コアー４１の内周にはコイルばね３８が収容されて、アーマチャ３７と弾接し、アーマチャ３７に対し、常時、中心コアー４１から離間する方向に付勢されている。電磁ソレノイドＢは第２のバルブボディ２３と閉鎖部材２４との間に挟持され、これらとともにホルダ２４の縦穴２４１に収容されている。閉鎖部材２７とホルダ２４との間はシール部材４４によりシールされている。なお、上記電磁ソレノイドＢの詳細構造については後述する。

電磁ソレノイドＢに通電されると、電磁ソレノイドＢがアーマチャ３７を吸引して、第２バルブニードル３６が上方変位する。これにより、高圧通路６１〜高圧分岐通路６４〜第１バルブニードル３３の横孔３３２〜縦孔３３１〜バルブ背圧室５５〜連通路６６〜第２制御弁室５６〜低圧通路６２という油圧通路において、バルブ背圧室５５の燃料が連通路６６〜第２制御弁室５６〜低圧通路６２という経路で低圧源である燃料タンクへと還流し、バルブ背圧室５５の圧力が低下する。第１バルブニードル３３は下側シート５４１から離座するとともに上側シート５４２に着座する。この状態では、上側シート５４２への着座により第１制御弁室５４と高圧通路６１との間が遮断されて、第１制御弁室５４への高圧燃料の供給が禁止されるとともに、下側シート５４１からの離座によりノズルニードル背圧室５３の燃料が連通路６３〜第１制御弁室５４〜低圧分岐通路６５〜低圧通路６２という開放通路が開成することにより燃料タンクに還流するため、ノズルニードル背圧室５３の圧力が燃料タンクに開放されて低下する。開弁開始圧力以下になるとノズルニードル３１は開弁し、噴孔５２から燃料が噴射される。

一方、電磁ソレノイドＢがオフし、第２バルブニードル３６が下方変位すると、油圧通路において、バルブ背圧室５５と低圧通路６２とが遮断されて、バルブ背圧室５５の圧力が、高圧通路６１〜高圧分岐通路６４〜第１バルブニードル３３の横孔３３２〜縦孔３３１という経路でバルブ背圧室５５に供給される高圧燃料により上昇する。これにより、第１バルブニードル３３が上側シート５４２から離座するとともに下側シート５４１に着座する。この状態では、第１制御弁室５４と低圧通路６２とが遮断されるとともに、高圧通路６１〜高圧分岐通路６４〜第１の制御弁室５４〜連通路６３という経路でニードル背圧室５３に高圧燃料が供給されるので、ニードル背圧室５３の圧力が上昇し、閉弁開始圧力以上になると、ノズルニードル３１は閉弁状態となり燃料の噴射が停止される。

次に、本発明になる電磁ソレノイドＢについて詳述する。図１は本発明になる電磁ソレノイドＢの第１実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）、（ｂ）は上記電磁ソレノイドＢにおける電気絶縁部材としてのコイルボビンの上面図、Ａ−Ａ線矢視断面図、図３は上記コイルボビンにマグネットワイヤーを巻回してコイル部を形成した状態を示す縦断面図である。

図２（ａ）、（ｂ）において、６６ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁樹脂で形成された電気絶縁部材（以下、適宜、絶縁部材という）としての電気絶縁性コイルボビン７０（以下、適宜、コイルボビンという）は、円筒部７１とその両端に形成されたフランジ状の一方の端部側７２、他方の端部側７３で構成されている。この一方の端部側７２とはリード線４３（図８に表示）が配設されている側の端部側であり、他方の端部側７３とは一方の端部側７２の反対側の端部側である。そして、一方の端部側７２には、対向する位置に切欠き部７２１、７２２が形成してある。一方の切欠き部７２１の位置における円筒部７１の外周表面部には、その長手方向に沿って溝部７１１が外周表面部よりも下層部に位置するように、開口する凹部を有して形成してある。この溝部７１１の一端は、一方の端部側７２の切欠き部７２１に開放しており、他端は他方の端部側７３にて閉塞しており、溝部７１１の断面積の幅、深さはマグネットワイヤー４２の径の全体が埋没する大きさになっている。

次に、図３により、マグネットワイヤー４２を上記絶縁部材７０としてのコイルボビンの長手方向仮想中心線を中心に周回するようにして巻回し、マグネットコイル部４２ａを形成するプロセスを説明する。先ず、マグネットワイヤー４２を、リード線４３（図８）と電気的に接続する電気接続リード端部４２ｂが一方の端部側７２の外側に位置するようにして、コイルボビン７０の切欠き部７２１を通して一方の端部側７２から他方の端部側７３まで溝部７１１内に配設する。この時、溝部７１１の断面積の幅、深さはマグネットワイヤー４２の径（０．１〜０．５ｍｍ）より大きいので、マグネットワイヤー４２は溝部７１１内に完全に埋没した状態になり、コイルボビン７０の円筒部７１の外周表面部より外側に出ないようになっている。

コイルボビン７０の他方の端部側７３まで配設されたマグネットワイヤー４２は、この位置（図３の巻回始め）からコイルボビン７０の円筒部７１の外周表面部に、一方の端部側７２に向かってコイルボビン７０の仮想中心線を中心に周回するように巻回（ワイヤー４２の径により１５〜４５回）され、１段目のコイル部４２ａが形成される。

１段目のコイル部４２ａが形成されると、１段目の外側にマグネットワイヤー４２が他方の端部側７３に向かってコイルボビン７０の仮想中心線を中心に周回するように巻回され、２段目のコイル部４２ａが形成される。同様に、２段目のコイル部４２ａが形成されると、２段目の外側にマグネットワイヤー４２が一方の端部側７２に向かってコイルボビン７０の仮想中心線を中心に周回するように巻回され、３段目のコイル部４２ａが形成され、マグネットワイヤー４２は、巻回終り位置から切欠き部７２２を通して一方の端部側７２の外側に導かれ電気接続リード端部４２ｂとなる。このようにしてマグネットワイヤー４２を溝部７１１に埋没配設した後、マグネットワイヤー４２を一方の端部側７２と他方の端部側７３との間で往復させてコイルボビン７０の仮想中心線を中心に周回するように巻回し、奇数段のコイル部４２ａがコイルボビン７０の円筒部７１の外周表面部に形成される。コイル部４２ａの巻回段数（奇数）は必要に応じて設定すればよい。

マグネットワイヤー４２をコイルボビン７０の円筒部７１の外周表面部に巻回する際、マグネットワイヤー４２には相当な張力がかかるが、溝部７１１内のマグネットワイヤー４２は、その径が完全に埋没状態（円筒部７１の外周表面部より突出していない）にあるため、巻回するマグネットワイヤー４２によって集中荷重を受けず、従って、断線、或いは電気抵抗値が変化することは全くない。また、マグネットワイヤー４２は巻き始めの電気接続リード端部４２ｂから巻き終りの接続電気リード端部４２ｂまで１本で巻回されてコイル部４２ａを形成しているので、マグネットワイヤー４２の電気的接続も不要で製造も簡単でコストを低減でき安価である。

次に、図１により電磁ソレノイドＢの全体構造を説明する。図１において、珪素鋼等の磁性体からなる中心コアー４１は円筒部４１１と一端に設けられたフランジ状の鍔部４１２で構成され、円筒部４１１の中心は中空部４１３となっており、この中空部４１３内にはコイルばね３８（図８に表示）が収容される。中心コアー４１の外側には珪素鋼等の磁性体からなる円筒状の外周コアー８１が配設されており、この外周コアー８１及び中心コアー４１のマグネットワイヤー４２取出し側には、珪素鋼等の磁性体からなる円盤状の継続コアー８２が装着されている。そして、中心コアー４１、アーマチャ３７、外周コアー８１及び継続コアー８２で磁力線の磁路を形成している。なお、８３は銅、アルミ等の非磁性体からなるリング状の磁路遮断コアーであり、中心コアー４１の鍔部４１２から外周コアー８１への磁路を遮断するためのものである。磁路遮断コアー８３の代わりに適当なスペースを設けたエアーギャップであってもよい。

継続コアー８２には、絶縁部材であるコイルボビン７０の切欠き部７２１、７２２に対向する部位に窓部８２１、８２２が形成してあり、この窓部８２１、８２２内をマグネットワイヤー４２が通るようになっている。

次に、図３で説明したコイル部４２ａを有するコイルボビン７０を中心コアー４１へ装着する手順を説明する。継続コアー８２を取外した状態で、コイルボビン７０を中心コアー４１の円筒部４１１に嵌め鍔部４１２に当接させて位置を定める。その後継続コアー８２を、その窓部８２１、８２２内にマグネットワイヤー４２を通して、外周コアー８１の内側と中心コアー４１の端部に当接させて装着する。以上により本発明になる電磁ソレノイドＢが完成する。なお、必要に応じ中心コアー４１と外周コアー８１との環状空間部にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を充填しコイル部４２ａを含浸してコイル線間を固着してもよい。

そして、上記構成になる電磁ソレノイドＢにおいては、電気絶縁部材はコイルボビン７０であるため、コイルボビン単体の状態でマグネットワイヤー４２を巻回してコイル部４２ａを形成でき、このコイル部４２ａを有するコイルボビン７０を中心コアー４１に装着するだけでよいから、製造が簡単である。

次に、図４〜図６により本発明になる電磁ソレノイドＢの第２実施形態を説明する。図４は電磁ソレノイドＢの縦断面図、図５は図４のＣ部の拡大図、図６（ａ）、（ｂ）は電磁ソレノイドＢにおける中心コアー９１の平面図、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。珪素鋼等の磁性体からなる中心コアー９１は円筒部９２と両端に設けられたフランジ状の一方の端部側９３、他方の端部側９４で構成され、円筒部９２の中心は中空部９２１となっており、この中空部９２１内にはコイルばね３８（図８）が収納される。この一方の端部側９３とはリード線４３（図８に表示）が配設されている側の端部側であり、他方の端部側９４とは一方の端部側９３の反対側の端部側である。そして、一方の端部側９３には対向する位置に切欠き部９３１、９３２が形成してある。一方の切欠き部９３１の位置における円筒部９２の外周表面部には、その長手方向に沿って溝部９２２が形成してある。この溝部９２２の一端は、一方の端部側９３の切欠き部９３１に開放しており、他端は他方の端部側９４にて閉塞しており、溝部９２２の断面積の幅、深さはマグネットワイヤー４２の径が完全に埋設する大きさになっている。

上記の中心コアー９１の円筒部９２の外周表面部、溝部９２２の表面、他方の端部側９４の内側などマグネットワイヤー４２が接触する表面には、ダイヤモンドライクカーボン等の電気絶縁材による電気絶縁部材９５としての薄膜層９５が高周波プラズマＣＶＤ法によって形成してある。薄膜層９５の膜厚（ｔ）は５〜２０ミクロンで、必要に応じて膜厚を設定すればよい。そして、本第２実施形態において電気絶縁部材（薄膜）９５に形成される溝部は、中心コアー９１の円筒部９２に形成した溝部９２２と、この溝部９２２の表面に覆うように形成される薄膜層の窪んだ形状部を含む。

本第２実施形態においては、電気絶縁部材９５をなす薄膜層９５が直接中心コアー９１に設けた例であり、この中心コアー９１へマグネットワイヤー４２を巻回し奇数段のコイル４２ａを形成する手順は、上述のコイルボビン７０へコイル部４２ａを形成する場合と同様である。即ち、マグネットワイヤー４２を、その電気接続リード端部４２ｂが一方の端部側９３の外側に位置するようにして、一方の端部側９３の切欠き部９３１を通し、この一方の端部側９３から他方の端部側９４まで溝部９２２内に配設する。この時、溝部９１１の断面積の幅、深さはマグネットワイヤー４２の径（０．１〜０．５mm）より大きいので、マグネットワイヤー４２は溝部９２２内に完全に埋没した状態になり、中心コアー９１の円筒部９２の外周表面部より外側に出ないようになっている。

中心コアー９１の他方の端部側９４まで配設されたマグネットワイヤー４２は、この位置（図４の巻回始め）から中心コアー９１の円筒部９２の外周表面部に、一方の端部側９３に向かって中心コアー９２の仮想中心線を中心に周回するように巻回（ワイヤー４２の径により１５〜４５回）され、１段目のコイル部４２ａが形成される。

１段目のコイル部４２ａが形成されると、その外側にマグネットワイヤー４２が他方の端部側９４に向かって中心コアー９１の仮想中心線を中心に周回するように巻回され、２段目のコイル部４２ａが形成される。同様に、２段目のコイル部４２ａが形成されると、その外側にマグネットワイヤー４２が一方の端部９３に向かって中心コアー９１の仮想中心線を中心に周回するように巻回され、３段目のコイル部４２ａが形成され、マグネットワイヤー４２は、巻回終り位置から切欠き部７２２を通して一方の端部側９３の外側に導かれ電気接続リード端部４２ｂとなる。このようにしてマグネットワイヤー４２を溝部９２２に埋没配設した後、マグネットワイヤー４２を一方の端部側９３と他方の端部側９４との間で往復させて中心コアー９１の仮想中心線を中心に周回するように巻回し、奇数段のコイル部４２ａが電気絶縁性薄膜層９５の外周表面部に直接形成される。コイル部４２ａの巻回段数（奇数）は必要に応じて設定すればよい。

図４に示す第２実施形態の電磁ソレノイドＢにおいては、電気絶縁部材９５を直接中心コアー９１の円筒部９２に形成した電気絶縁性薄膜層９５としているので、別部品であるコイルボビン等が不要となり、軽量となり、また、コイル部４２ａの外径も小さくすることができ、安価である。

以上、本発明になる電磁ソレノイドＢの実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態では、電気絶縁部材の溝部７１１、９２２内に埋没配設したマグネットワイヤー４２は１本の例であったが、マグネットワイヤー４２を複数本埋没配設して上述のようにコイル部４２ａを形成してもよく、マグネットワイヤーを電気絶縁部材の溝部に複数本配設することにより、この複数本のマグネットワイヤーが、この上に巻回されるマグネットワイヤーによる張力を複数本で分散して受けるから、マグネットワイヤーが溝部に１本配設される場合により、断線や電気抵抗値の変化がより少ない。更に、マグネットワイヤー４２を並列巻きする形式のものでは、溝部７１１、９２２を複数形成し上述した同様のプロセスでマグネットワイヤー４２を複数個所の溝部から並列巻回すればよい。また、本発明になる電磁ソレノイドＢは自動車用燃料噴射装置のインジェクタに適用した例であり、マグネットワイヤーの断線や抵抗値の変化がない高品位なインジェクタを提供できる。しかし、これに適用限定されるものではなく、他の機器に適用してもよい。

本発明になる電磁ソレノイドの第１実施形態を示す縦断面図である。（ａ）は、本発明の第１実施形態における絶縁部材としてのコイルボビンの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。本発明の第１実施形態において絶縁部材にマグネットワイヤーを巻回した状態を示す縦断面図である。本発明になる電磁ソレノイドの第２実施形態を示す縦断面図である。図４のＣ部の拡大図である。（ａ）は、本発明の第２実施形態における中心コアーの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。本発明になる電磁ソレノイドを適用したインジェクタの縦断面図である。図７に示すインジェクタの要部拡大図である。

符号の説明

４１、９１中心コアー
４１１、９２中心コアー４１、９１の円筒部
４２マグネットワイヤー
４２ａコイル部
４２ｂマグネットワイヤー４２の電気接続リード端部
７０、９５電気絶縁部材としての電気絶縁性コイルボビン、電気絶縁薄膜層
７１コイルボビン７０の円筒部
７１１、９２２溝部
７２電気絶縁部材７０の一方の端部側
７３電気絶縁部材７０の他方の端部側
Ａインジェクタ
Ｂ電磁ソレノイド

Claims

磁気回路の一部をなす中心コアーの外周に電気絶縁部材が設けられ、前記電気絶縁部材の仮想中心軸を中心に周回するように前記電気絶縁部材の外周表面部にマグネットワイヤーが奇数段に巻回形成されるコイル部を有する共に、前記仮想中心軸の一方の端部側に、前記マグネットワイヤーの巻き始めと巻き終りの一対の電気接続リード端部を配置する電磁ソレノイドであって、
前記仮想中心軸方向の、一方の端部側と他方の端部側との間にかけて、前記マグネットワイヤーの径の全てを前記外周表面部よりも下層部に埋没させるように形成される溝部と、
前記一方の端部側と前記他方の端部側との間を往復させて、前記電気絶縁部材に前記マグネットワイヤーを巻回する際、往路にて、前記溝部に、前記一方の端部側から前記他方の端部側まで前記マグネットワイヤーを埋設させ、前記他方の端部側から前記一方の端部側へ向かって、前記外周表面部の周りを奇数段にコイル巻き形成される前記コイル部と、
を備えることを特徴とする電磁ソレノイド。
前記電気絶縁部材は、フランジ状の前記一方の端部側に、前記一対の電気接続リード端部に対向する一対の切欠き部を有し、前記溝部は、前記一対の切欠き部の一方に開放していることを特徴とする請求項１記載の電磁ソレノイド。
前記電気絶縁部材は、前記中心コアーの外周に装着された電気絶縁性コイルボビンであり、前記溝部は前記電気絶縁性コイルボビンの外周表面部に開口する凹部を有して形成され、前記マグネットワイヤーを前記溝部に埋没させて奇数段にコイル巻き形成される前記コイル部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁ソレノイド。
前記電気絶縁部材は、前記中心コアーと当該中心コアーの外周表面部に覆わせて配置形成した電気絶縁薄膜層を含み、
前記中心コアーの外周表面部に開口する凹部を有して形成されるコアー溝部と、
前記コアー溝部と前記マグネットワイヤーとの間に前記電気絶縁薄膜層が介在されて、前記マグネットワイヤーを前記コアー溝部に埋没させて、奇数段にコイル巻き形成される前記コイル部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁ソレノイド。
前記電気絶縁部材に形成した溝部は複数設けられ、前記マグネットワイヤーが前記複数の溝部の各溝部に配設されて並列巻回で奇数段にコイル巻き形成される前記コイル部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電磁ソレノイド。
前記マグネットワイヤーが前記溝部に複数本配設され、奇数段にコイル巻き形成される前記コイル部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電磁ソレノイド。
前記電磁ソレノイドは、自動車用燃料噴射装置のインジェクタに適用されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電磁ソレノイド。