JP5126120B2 - コイル装置および燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、平角導線をボビンに巻回したコイルを含むコイル装置、およびコイル装置が発生する磁気吸引力によって駆動する燃料噴射弁に関する。

従来技術の燃料噴射弁は、コイル装置に通電することによって、固定コアに可動コアを吸引する磁力を発生し、可動コアとともに往復移動する弁部材が噴孔からの燃料噴射を断続するように構成される（たとえば特許文献１参照）。このような燃料噴射弁では、開弁応答性または閉弁応答性を向上することにより、微少量の燃料を噴射する場合にも高精度に燃料噴射量を制御することが要求されている。

しかしながら、特許文献１に記載の燃料噴射弁では、コイル装置を構成する巻線の断面形状は円形である。このような円形の巻線を巻回してコイル装置を構成すると、巻線同士の間に隙間が形成されるので、巻線の占積率が低くなる。ここで占積率とは、コイルのボビンが占める空間に対して巻線が占める空間の比率を表す。したがって、占積率が低いことは、巻線同士の間に形成される隙間が広いことを意味している。ボビンの内径が同じ場合、占積率が低くなるとボビンの外径または軸長が増加するので、コイル装置が発生する磁束の流れる磁路長が長くなる。その結果、磁束が漏れやすくなるので、弁部材とともに往復移動する可動コアを固定コアに吸引する磁力が低下し、開弁応答性を向上することが困難である。

このような課題を解決する従来技術の燃料噴射弁として、コイル装置を構成する巻線に平角導線を用いた構成が開示されている（たとえば特許文献２参照）。この従来技術では、巻線に平角導線を用いることによって、占積率を高くしている。

特開２００２−４８０３１号公報 特開２００６−６６８８５号公報

前述の平角導線を用いた従来技術では、ボビンに巻線を巻付けるときに、巻線にねじれが発生することがある。円形状の巻線ではねじれが発生しても問題にならないが、平角状の巻線にねじれが発生すると占積率が著しく低下するので、所望の開弁応答性を得ることができない。ここで巻線がねじれるとは、巻線がボビンの外周面に対して軸線周りに角変位するような状態である。

特に、ボビンの軸方向上方に位置するターミナルから軸方向下方に巻線を引き回した後、ボビンに巻線を巻付けるために巻線を引き回す方向をボビンの軸方向からボビンの周方向に転換する必要があるが、このような方向転換時に巻線がねじれやすい。このような方向転換時、すなわちボビンへの巻線の巻始めに巻線がボビンの外周面に対してねじれてしまうと、ボビンの外周面の対してねじれた状態のまま巻き付けられるので、整然とボビンに巻き付けることができない。したがって占積率の高い良好な整列巻線を得ることが困難である。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、平角状の巻線のボビンへの巻始めに、ねじれの発生を抑制することができるコイル装置、およびコイル装置を用いた燃料噴射弁を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、円柱状のボビン、およびボビンの軸の周りに巻回され、絶縁被膜によって被覆された断面長方形状の平角導線を含むコイルと、
ボビンから引き出されボビンの軸方向に沿って延びる平角導線の端部が電気的に接続されるターミナルと、
軸方向に沿って延びる平角導線がボビンへ巻始められる部分に設けられ、軸方向に沿って延びる平角導線をボビンの周方向へ案内するガイド面部と、を含み、
ガイド面部は、周方向一方から周方向他方にかけて傾斜角度が変化して行く平坦状の面部であって、軸方向の断面形状がボビンから平角導線が引き出される周方向他方側で軸方向に進むにつれて、ボビンの半径方向の外方に向かうように傾斜し、
ガイド面部は、周方向他方から周方向一方に進むにつれて、ガイド面部の半径方向に対する傾斜角度が徐々に大きくなり、
周方向一方に位置するガイド面部の端部は、ボビンの外周面に連なり、
ガイド面部は、傾斜角度が小さくなるにつれて徐々にボビンの半径方向外方に向かうことを特徴とするコイル装置である。

請求項１に記載の発明に従えば、コイル装置は、平角導線を案内するガイド面部を含む。ガイド面部は、平坦状であり、ボビンの半径方向に対して傾斜している。これによって平角導線がボビンへ巻始められる部分にて、軸方向に沿って延びる平角導線を滑らかにボビンの周方向へ案内することができる。

またガイド面部の当該半径方向に対する傾斜角度は、ボビンの周方向一方（巻回方向）に進むにしたがって、徐々に大きくなり、ボビンの周方向一方に位置するガイド面部の端部は、ボビンの外周面に連なる。したがって、ガイド面部が傾斜しているままの状態ではボビンの軸方向に沿う外周面にて、平角導線がボビンの外周面に対してねじれる場合があるが、ガイド面部の傾斜角度を徐々に大きくしているので、ボビンの外周面に対してねじれることなく、ボビンの外周面に沿った所望の状態で平角導線を導くことができる。

これによってボビンに平角導線を巻き付けるときに、平角導線がボビンの外周面に対してねじれた状態でボビンの外周面に導かれることを抑制することができるので、ボビンの外周面に平角導線の同一の側面が接触して支持されながら、巻回が行われる。これによって平角導線を整然とボビンの外周面に巻き付けることができるので、占積率を高くすることができる。したがってコイルにより発生する磁力を高めることができる。

また請求項２に記載の発明では、ガイド面部は、周方向に沿って延び、半径方向の内方に凹となるガイド溝の底部分であり、
ガイド溝の溝幅は、平角導線の幅寸法よりも大きいことを特徴とする。

請求項２に記載の発明に従えば、ガイド面部はガイド溝の底部分であり、ガイド溝と平角導線との幅寸法の関係によって、ガイド溝に平角導線を収容することができる。したがって平角導線をガイド溝が案内しているときに、平角導線がボビンの軸方向にずれることをガイド溝の壁部分によって防止することができる。したがってガイド溝によって、ボビンにおける所定の巻始めの位置に、平角導線を案内することができる。これによって巻始め位置がずれることを抑制し、占積率が巻始め位置のずれによって低下することを抑制することができる。

さらに請求項３に記載の発明では、ボビンの周方向他方に位置するガイド面部の端部は、半径方向に対する傾斜角度が４０度以上５０度以下であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明に従えば、ボビンの周方向他方に位置するガイド面部の端部は、傾斜角度が４０度以上５０度以下であるので、巻始めのときに急激に平角導線の角度を変更していない。したがって、平角導線の巻始めにおけるねじれの発生をさらに抑制することができる。

さらに請求項４に記載の発明では、前述のコイル装置と、
噴孔を開閉する弁部材と、
弁部材とともに軸方向に往復移動する可動コアと、
可動コアの噴孔と反対側に可動コアと向き合って設置されている固定コアと、を含み、
コイル装置は、ターミナルを介して平角導線に通電されると、固定コアに可動コアを吸引する磁力を発生することを特徴とする燃料噴射弁である。

請求項４に記載の発明に従えば、前述の作用および効果を有するコイル装置が、燃料噴射弁における可動コアを吸引する磁力を発生するために用いられる。前述のようにコイル装置は、平角導線のねじれの発生が抑制された構成によって占積率が高いので、磁束が漏れにくく、可動コアを固定コアに吸引する磁力が高い。したがって弁部材の開弁応答性を向上することができる。

第１実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。 インジェクタ１０の一部を拡大して示す断面図である。 コイル装置３１を示す正面図である。 コイル装置３１の一部を拡大して示す正面図である。 コイル装置３１に平角導線４０が巻回される前の状態を示す正面図である。 コイル装置３１を示す底面図である。 コイル装置３１に平角導線４０が巻回される前の状態を示す背面図である。 図５の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに見て示す断面図である。 図８の７つの切断面線Ａ−Ａ〜Ｆ−Ｆに見て示す断面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図９を用いて説明する。図１は、第１実施形態のインジェクタ１０を示す断面図である。図２は、インジェクタ１０の一部を拡大して示す断面図である。インジェクタ１０は、燃料噴射弁であって、たとえばポート噴射式のガソリンエンジンに適用される。ポート噴射式のガソリンエンジンにインジェクタ１０を適用する場合、インジェクタ１０はエンジンヘッド（図示せず）に搭載される。

インジェクタ１０は、予め定める軸方向Ｚ（開閉方向Ｚ）に延びる筒部材１１、筒部材１１の内方に設けられるフィルタ部材１２、筒部材１１を覆うハウジングホルダ１３、筒部材１１を覆う樹脂ハウジング１４、インジェクタ１０の内部に軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されるニードル１５、およびニードル１５を駆動する駆動部１６を有している。

以下、インジェクタ１０の方向として、筒部材１１が延びる方向を軸方向Ｚ（図１における上下方向）と称し、軸方向Ｚの一方を開弁方向Ｚ１（図１における上方）と称し、軸方向Ｚの他方を閉弁方向Ｚ２（図１における下方）と称することがある。

筒部材１１は、軸方向Ｚへ概ね内径が同一の筒状に形成されている。筒部材１１は、開弁方向Ｚ１に位置する端部が開口しており、燃料入口１７となる。燃料入口１７には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料が供給される。筒部材１１は、磁性を有する第１磁性部１８、第２磁性部１９、および磁性を有しない非磁性部２０を有している。第１磁性部１８は、非磁性部２０よりも開弁方向Ｚ１に位置する。第２磁性部１９は、非磁性部２０よりも閉弁方向Ｚ２に位置する。したがって閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部は、第２磁性部１９となる。このような非磁性部２０は、第１磁性部１８と第２磁性部１９との磁気的な短絡を防止する。第１磁性部１８および第２磁性部１９と非磁性部２０とは、たとえばレーザ溶接などにより一体に接続されている。また筒部材１１は、たとえば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。

フィルタ部材１２は、筒部材１１の内周側に圧入されている。フィルタ部材１２は、燃料に含まれる異物を除去する。したがって燃料入口１７に供給された燃料は、フィルタ部材１２を経由して筒部材１１の閉弁方向Ｚ２に流下する。

ハウジングホルダ１３は、筒状に形成される。ハウジングホルダ１３の外周には、インジェクタ１０を吸気管（図示せず）に係止させるための段差部２２が形成されている。またハウジングホルダ１３は、磁性を有する。ハウジングホルダ１３は、後述するコイル２３の外周側を覆っている。ハウジングホルダ１３は、第１磁性部１８および第２磁性部１９と磁気的に接続される。

樹脂ハウジング１４は、筒状に形成され、樹脂から成る。樹脂ハウジング１４は、ハウジングホルダ１３の開弁方向Ｚ１側に設けられる。樹脂ハウジング１４は、筒部材１１の外周を覆い、開弁方向Ｚ１側のハウジングホルダ１３の外周を覆っている。

ノズルボディ２１は、筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などによって、閉弁方向Ｚ２に位置する筒部材１１の端部に固定されている。ノズルボディ２１は、内周壁にニードル１５が着座可能な弁座部２４を有している。ノズルボディ２１の外周壁には、閉弁方向Ｚ２に位置するノズルボディ２１の端部を覆うように、カップ状の噴孔プレート２５が溶接によって固定されている。噴孔プレート２５は、薄板状に形成されており、中央部に内壁面と外壁面とを連通する噴孔２６が複数、形成されている。噴孔プレート２５の外側には、噴孔プレート２５をノズルボディ２１に固定するためのプレートホルダ２７が装着されている。プレートホルダ２７は、噴孔２６を閉塞しないように、開口している。

ニードル１５は、弁部材であって、筒部材１１およびノズルボディ２１の内周側に軸方向Ｚへ往復変位可能に収容されている。ニードル１５は、軸方向Ｚへ往復変位することによって噴孔２６を開閉して、噴孔２６からの燃料の噴射を断続する。ニードル１５は、ノズルボディ２１と概ね同軸上に配置されている。ニードル１５は、内部に燃料通路２８を有する中空の有底円筒状であり、底側（図１の下方側）に当接部２９が形成されている。当接部２９はノズルボディ２１に形成されている弁座部２４に着座可能である。当接部２９が弁座部２４に着座すると、噴孔２６が閉塞され燃料噴射が遮断される。

また当接部２９の上流側（図１の上方側）には、ニードル１５の側壁を貫通する燃料孔３０が形成されている。ニードル１５の燃料通路２８に流入した燃料は、燃料孔３０を内方から外方に通過し、当接部２９と弁座部２４とで区画される通路に流れる。

次に、ニードル１５を駆動する駆動部１６に関して説明する。駆動部１６は、ニードル１５を軸方向Ｚに沿って駆動する。駆動部１６は、コイル装置３１、固定コア３２、可動コア３４、コネクタ３５、およびスプリング３６を有している。

コイル装置３１は、コイル２３とターミナル３７とを含む。コイル２３は、通電されることによって固定コア３２に可動コア３４を吸引する磁力を発生する。ターミナル３７は、導電性を有し、コイル２３から引き出されるターミナルリード線３８ａ，３８ｂと電気的に接続される。ターミナル３７は、樹脂ハウジング１４に設けられるコネクタ３５まで引き出される。ターミナル３７は、コネクタ３５に装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、外部電気回路によってコイル２３への通電状態が制御される。

固定コア３２は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成される。固定コア３２は、筒部材１１の非磁性部２０および第１磁性部１８の内壁に圧入により固定されている。固定コア３２は、可動コア３４に対して開弁方向Ｚ１側に設けられる。固定コア３２の下端面は、噴孔２６とは反対側に位置する可動コア３４の上端面と対向している。固定コア３２の下端面と可動コア３４の上端面とは、閉弁状態では、離間している。

可動コア３４は、開弁方向Ｚ１に位置するニードル１５に端部に溶接などによって固定されている。可動コア３４は、筒部材１１の内周側に軸方向Ｚへ往復移動可能に設置されている。したがって可動コア３４は、ニードル１５と一体となって軸方向Ｚへ往復変位する。可動コア３４は、例えば鉄などの磁性材料によって筒状に形成されている。筒状の可動コア３４の内方の空間は、ニードル１５の燃料通路２８と連通する。

ハウジングホルダ１３は、前述のようにコイル２３の外周に設けられ、第１磁性部１８および第２磁性部１９に磁気的に接続されるので、固定コア３２、可動コア３４、第１磁性部１８、ハウジングホルダ１３、および第２磁性部１９は磁気回路を構成している。

スプリング３６は、固定コア３２の内周側に設けられる。スプリング３６は、一方の端部が可動コア３４に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ３９と接している。スプリング３６は、軸方向Ｚへ伸長する力を有している。そのためニードル１５は、スプリング３６により弁座部２４に着座する閉弁方向Ｚ２へ押し付けられる。

アジャスティングパイプ３９は、固定コア３２の内周側に圧入されている。これによりスプリング３６の荷重は、アジャスティングパイプ３９の圧入量を調整することにより調整される。コイル２３に通電していないとき、可動コア３４およびニードル１５は、閉弁方向Ｚ２へ押し付けられ、当接部２９は弁座部２４に当接する。

次に、燃料の流れに関して説明する。筒部材１１の燃料入口１７から流入する燃料は、筒部材１１を噴孔２６側（図１における下方側）に流下する。筒部材１１を流下するとき、フィルタ部材１２によって燃料内の異物が除去される。異物が除去された燃料は、順次、アジャスティングパイプ３９の内周側、固定コア３２の内周側、可動コア３４の内周側、ニードル１５の燃料通路２８および燃料孔３０を経由して、当接部２９と弁座部２４とで区画される通路へ流れる。これによって、開弁状態になると、噴孔２６から燃料が噴射される。

次に、コイル装置３１の構成に関してさらに説明する。図３は、コイル装置３１を示す正面図である。図４は、コイル装置３１の一部を拡大して示す正面図である。図５は、コイル装置３１に巻線である平角導線４０が巻回される前の状態を示す正面図である。図６は、コイル装置３１を示す底面図である。コイル装置３１は、前述したように磁気吸引力を発生させるコイル２３、コイル２３とコネクタ３５から引き出される一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂに電気的に接続される一対のターミナル３７、および平角導線４０をガイドするガイド溝４１を備える。

先ず、コイル２３の構成に関して説明する。コイル２３は、駆動電力が供給されると磁気吸引力（起磁力）を発生する励磁コイルである。したがってコイル２３は、通電されると周囲に磁束を発生する。コイル２３は、平角導線４０、円柱状のボビン４２、ターミナルガイド４３を備える。

平角導線４０は、ボビン４２に巻回される巻線である。平角導線４０は、銅または銅合金からなる断面四角形状の導体芯線の外周表面が断面四角筒形状の絶縁被膜により被覆された断面四角形状（断面長方形状）の導線である。断面形状が長方形状の平角導線４０の寸法は、厚み寸法と幅寸法との比が、たとえば１：３である。したがって、平角導線４０の形状は、たとえば厚み寸法が約０．０７ｍｍであり、幅寸法が約０．２１ｍｍである。
一般に、本発明で使用される平角銅線は、コイル線積率を考慮すると厚み寸法が０．１５ｍｍ以下、幅寸法が０．４ｍｍ以下となることが望ましい。

ボビン４２は、ハウジングホルダ１３と筒部材１１との間に設けられる。したがってボビン４２は、筒部材１１の外周側に設置されている。ボビン４２は、樹脂で筒状に形成され、外周側に平角導線４０が巻かれている。ボビン４２は、軸方向Ｚに離間した一対の鍔状部４４ａ，４４ｂを有する。一対の鍔状部４４ａ，４４ｂは、ボビン４２の残余の外周面部から半径方向に突出している。

平角導線４０は、ボビン４２の一対の鍔状部４４ａ，４４ｂ間に位置する外周面部に巻付けられる。平角導線４０は、断面形状が長方形状であり、巻き付けられるときは、その厚み方向がボビン４２の半径方向と略平行となる。このような積層状態で、ボビン４２の外周に複数回にわたって巻回されている。したがって平角導線４０がボビン４２に複数回にわたって巻回されると、断面が直方体状の煉瓦を積み上げたような状態となる。換言すると、１層目の平角導線４０の厚み方向一方の面部と、２層目の平角導線４０の厚み方向他方の面部は、接触する。また幅方向（図４における軸方向Ｚ）に隣接する平角導線４０同士は、対向する幅方向の面部が接触する。平角導線４０は、その巻き始め端部が上方に位置する鍔状部４４ａ側であり、上方の鍔状部４４ａから下方の鍔状部４４ｂまで巻回されて、ボビン４２の外周に１層分巻回され、引き続き折り返し巻回されて２層の巻線が形成さる。またこのような巻回工程を繰り返すことにより、ボビン４２の外周に、たとえば４層の巻線が形成されている。このようにボビン４２に平角導線４０が巻回されることによって、コイル２３が構成される。

またコイル２３は、ボビン４２に巻回されたコイルリード線４５の巻き始め端部および巻き終わり端部より取り出された一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂを有している。一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂは、平角導線４０の一部であって、ボビン４２に巻回される平角導線４０をコイル２３から引き出した部分である。一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂは、巻始め端部より延びる巻始めの部分と、巻き終わり端部より延びる巻き終わりの部分から構成される。したがって平角導線４０は、コイル２３から引き出される一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂと、コイル２３を構成するコイルリード線４５とから構成される。

ターミナルガイド４３は、一対のターミナル３７を支持する。ターミナルガイド４３は、上方に位置する鍔状部４４ａから、さらに上方に延びる。ターミナルガイド４３は、断面円弧状であり、筒部材１１の外周の一部を覆うように設けられる。

ターミナルガイド４３には、一対の係止溝４６ａ，４６ｂが設けられる。一対の係止溝４６ａ，４６ｂは、上方に位置する鍔状部４４ａに隣接して設けられる。一方の係止溝４６ａは、巻始め端部から延びるターミナルリード線３８ａの巻始めの部分を係止する。他方の係止溝４６ｂは、巻き終わり端部から延びるターミナルリード線３８ｂの巻き終わりの部分を係止する。一対の係止溝４６ａ，４６ｂは、上下方向に沿って延びる。したがって一対の係止溝４６ａ，４６ｂは、各ターミナルリード線３８ａ，３８ｂを、コイル２３から上方に向けて上下方向に沿ってまっすぐに送り込みやすくするように案内する。

次に、一対のターミナル３７に関して説明する。一対のターミナル３７は、コイル２３から引き出される一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂにそれぞれ電気的に接続される。一対のターミナル３７は、ターミナルガイド４３の内周面部に固定される。各ターミナル３７は、薄い平板状の金属板をプレス打ち抜き加工することによって所定の形状に形成されている。各ターミナル３７は、コイル２３の軸方向に沿って延びる薄い平板状のターミナル本体４７、およびターミナル本体４７よりコイル２３の軸方向に対して垂直な方向（図３のおける左右方向）にそれぞれ突出するように延びる薄い平板状のリード線結線部４８を有している。

ターミナル本体４７は、先端部が樹脂ハウジング１４に設けられるコネクタ３５まで引き出される。したがって各ターミナル本体４７のコイル２３側に対して逆側の先端部は、樹脂ハウジング１４に一体的に形成された角筒状のコネクタ３５内に露出して、外部電源側またはインジェクタ駆動回路側およびＧＮＤ側の雌型コネクタ（図示せず）に差し込まれて電気的な接続を成すコネクタピンとして機能する。

リード線結線部４８は、ターミナル本体４７のコイル２３寄りの部分に設けられる。各リード線結線部４８には、断面Ｕ字形状のヒュージング部４９、コイル２３より引き出された各ターミナルリード線３８ａ，３８ｂを任意の所定回数分だけ巻掛けられる巻掛け部５０、および巻掛け部５０に巻掛けられた各ターミナルリード線３８ａ，３８ｂの引き出し方向を転換するガイド部５１が一体的に形成されている。

コイル２３から一対の係止溝４６ａ，４６ｂによって上方に案内される一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂは、各巻掛け部５０に巻掛けられる。各巻掛け部５０に巻掛けられたターミナルリード線３８ａ，３８ｂは、ガイド部５１によって半径方向外方に位置するヒュージング部４９に引き出される。したがってガイド部５１は、ターミナルリード線３８ａ，３８ｂをヒュージング部４９に案内する。

一対のガイド部５１からコイル２３の半径方向外方に引き出された一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂは、各ヒュージング部４９に至る。一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂの端部は、各ヒュージング部４９に電気的に接続される。一方のターミナルリード線３８ａは、コイル２３の巻き始め端部より引き出されて、ＧＮＤ側のヒュージング部４９に接続される。したがって一方のターミナルリード線３８ａは、負極側（マイナス側）となる。また他方のターミナルリード線３８ｂは、コイル２３の巻き終わり端部より引き出されて、外部電源側またはインジェクタ駆動回路側のヒュージング部４９に接続される。したがって他方のターミナルリード線３８ｂは、正極側（プラス側）となる。

各ヒュージング部４９は、板厚方向にＵ字状に折り曲げられており、各ターミナルリード線３８ａ，３８ｂの端部を挟み込むことによって、ターミナルリード線３８ａ，３８ｂを把持している。換言すると、各ターミナルリード線３８ａ，３８ｂの端部は、各ヒュージング部４９によって押し潰された状態で挟み込まれる。このように挟み込んだ状態において、ヒュージング部４９全体にその板厚方向の両側から一対のヒュージング電極を当てて、加圧しながらヒュージング電極を通電することで、一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂに施された絶縁被膜を剥離し、一対のターミナルリード線３８ａ，３８ｂと一対のヒュージング部４９とが電気的に接続される。

次に、平角導線４０をガイドするガイド溝４１の構成に関して、図７〜図９を用いて説明する。図７は、コイル装置３１に平角導線４０が巻回される前の状態を示す背面図である。図８は、図５の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに見て示す断面図である。図９は、図８の７つの切断面線Ａ−Ａ〜Ｆ−Ｆに見て示す断面図である。図９（Ａ）は、切断面線Ａ−Ａに対応し、順次、図９（Ｂ）〜図９（Ｆ）までが切断面線Ｂ−Ｂ〜Ｆ−Ｆにそれぞれ対応する。

ガイド溝４１は、ボビン４２の周方向に沿って延び、ボビン４２の半径方向内方に凹となる溝である。ガイド溝４１は、図４に示すように、軸方向Ｚ（図８の紙面に対して垂直な方向）に沿って延びる一方のターミナルリード線３８ａがボビン４２へ巻始められる部分に設けられ、軸方向Ｚに沿って延びるターミナルリード線３８ａをボビン４２の周方向へ案内する。したがってガイド溝４１は、上方に位置する鍔状部４４ａに隣接し、一方の係止溝４６ａによって案内されるターミナルリード線３８ａを、ボビン４２へ滑らかに導くように構成される。ガイド溝４１は、図５および図７に示すように、ボビン４２の外周面部の全域（一周するように）に設けられるわけでなく、中心角が約９０度の円弧状の部分に設けられる。

ガイド溝４１の底部分は、ターミナルリード線３８ａ，３８ｂをボビン４２の外周面部に案内するガイド面部５２として機能する。またガイド溝４１の対向する壁部分５３は、図７に示すように、ターミナルリード線３８ａの軸方向Ｚの変位を規制する面部として機能する。したがってガイド溝４１の溝幅は、平角導線４０の幅寸法よりも大きい。

ガイド面部５２は、軸方向Ｚに傾斜する平坦状の面部である。ガイド面部５２の軸方向Ｚの断面形状は、ボビン４２から平角導線４０が引き出される軸方向（図９の上方）に進むにつれて、ボビン４２の半径方向外方（図９の右方）に向かうように傾斜する。したがってガイド面部５２は、巻掛け部５０からのターミナルリード線３８ａをボビン４２へ導入するガイド溝４１において周方向一方（巻回方向）に進むにしたがって傾斜角度が徐変して、平角導線４０をガイドする。

ガイド面部５２は、図８および図９（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、ボビン４２の周方向一方（図８の時計回り）に進むにつれて、ガイド面部５２の半径方向に対する傾斜角度が大きくなる。具体的には、最もボビン４２の周方向他方（図８の反時計周り）に位置するガイド面部５２のＡ−Ａ切断面では、図９（Ａ）に示すように、傾斜角度は、約４５度であり、最も小さい傾斜角度である。順次、ボビン４２の周方向一方（図８の時計周り）に向かうにつれて、ガイド面部５２の切断面は、図９（Ｂ）における傾斜角度は、約５０度であり、図９（Ｃ）における傾斜角度は、約６０度であり、図９（Ｄ）における傾斜角度は、約７０度であり、図９（Ｅ）における傾斜角度は、約８０度であり、図９（Ｆ）における傾斜角度は、約９０度である。

したがって図９（Ａ）に示すように、ボビン４２の周方向他方（図８の反時計回り）に位置するガイド面部５２の端部は、傾斜角度が４０度以上５０度以下であり、本実施の形態では４５度である。またボビン４２の周方向一方に位置するガイド面部５２の端部は、図８および図９（Ｆ）に示すように、傾斜角度が９０度であるのでボビン４２の外周面に連なる。このようにガイド面部５２は、連続的に傾斜角度が変化する。換言すると、ガイド面部５２は、連続する滑らかな曲面によって、平角導線４０がガイド面部５２に対してねじれないように案内する。したがって平角導線４０は、ガイド面部５２に対する接触状態が維持されている。

次に、コイルリード線４５およびターミナルリード線３８ａ，３８ｂをコイル装置３１に設ける製造工程に関して説明する。先ず、一方のターミナルリード線３８ａ（巻始め側のターミナルリード線３８ａ）の端部を、一方のヒュージング部４９（図４における右方側のヒュージング部４９）に挟み込む。これによって一方のターミナルリード線３８ａの端部が、一方のヒュージング部４９に固定される。このとき、一方のヒュージング部４９は、ターミナルリード線３８ａの厚み方向外方から挟み込む。このように挟み込んだ状態で、前述のようにヒュージング電極によって、一方のヒュージング部４９と一方のターミナルリード線３８ａの端部とを電気的に接続する。

次に、一方のヒュージング部４９から図４における左方に延びるターミナルリード線３８ａを、一方の巻掛け部５０（図４における右方側の巻掛け部５０）に巻掛ける。このとき、ターミナルリード線３８ａに巻掛け部５０に対してねじれが発生しないように、一方の巻掛け部５０に巻掛けられる。そして、ターミナルリード線３８ａは、一方の巻掛け部５０から、下方に引き出される。一方の巻掛け部５０から下方に引き出されたターミナルリード線３８ａは、図４に示すように、ターミナル３７に対してねじれることなく、その厚み方向が図４における紙面に垂直な方向と略平行となる。換言すると、ターミナル３７が平板状であるので、ターミナル３７の厚み方向一方の面部に沿って、一方の巻掛け部５０から下方に引き出される。

次に、一方の巻掛け部５０から引き出されたターミナルリード線３８ａは、一方の係止溝４６ａを経て、ガイド溝４１に至る。ガイド溝４１は、前述したように傾斜角度が徐々に変化するガイド面部５２を有するので、ガイド面部５２によってターミナルリード線３８ａがガイド面部５２に対してねじれることなく、下方に向かうターミナルリード線３８ａをボビン４２の周方向へ方向転換される。これによってターミナルリード線３８ａは、ボビン４２の外周面部に案内される。

次に、ボビン４２を、ボビン４２の軸線まわりに回転させるととともに、ボビン４２と平角導線４０を繰り出す位置との相対位置を軸方向Ｚに関して往復変位させることによって、ボビン４２に複数層の平角導線４０が巻回される。これによってボビン４２の外周面部には、コイルリード線４５が巻回され、コイル２３が構成される。

次に、ボビン４２の巻き終わり端部から引き出される他方のターミナルリード線３８ｂが上方に引き出され、他方の係止溝４６ｂ、および他方の巻掛け部５０（図４における右方側の巻掛け部５０）を経て、他方のヒュージング部４９（図４における右方側のヒュージング部４９）に機械的および電気的に接続される。このようにコイル装置３１にコイルリード線４５およびターミナルリード線３８ａ，３８ｂが設けられる。

次に、インジェクタ１０の作動について説明する。コイル２３への通電がオフのとき、可動コア３４と固定コア３２との間には磁気吸引力が発生していない。このとき、ニードル１５はスプリング３６の付勢力により閉弁方向Ｚ２へ付勢されているので、ニードル１５は閉弁方向Ｚ２へ移動し、当接部２９が弁座部２４に着座する。そのため、噴孔２６からの燃料の噴射は停止される。

コイル２３への通電をオンにすると、固定コア３２、可動コア３４、第１磁性部１８、ハウジングホルダ１３および第２磁性部１９からなる磁気回路を磁束が流れ、固定コア３２と可動コア３４との間に磁気吸引力が発生する。これにより、可動コア３４は固定コア３２に吸引されるとともに、可動コア３４と一体のニードル１５も固定コア３２側へ移動する。ニードル１５の移動にともなって当接部２９が弁座部２４から離れる、噴孔２６から燃料が噴射される。そして可動コア３４と固定コア３２とが当接することによって、ニードル１５の固定コア３２側への移動は制限される。

再びコイル２３への通電をオフにすると、磁気回路を流れる磁束が消失し、固定コア３２と可動コア３４との間の磁気吸引力も消失する。そのため、ニードル１５は、再びスプリング３６の付勢力により閉弁方向Ｚ２へ移動し、当接部２９が弁座部２４に着座する。これにより、噴孔２６からの燃料の噴射は停止される。

以上説明したように本実施の形態のインジェクタ１０を構成するコイル装置３１は、平角導線４０を案内するガイド面部５２を含む。ガイド面部５２は、平坦状であり、ボビン４２の半径方向に対して傾斜している。これによって平角導線４０がボビン４２へ巻始められる部分にて、軸方向Ｚに沿って延びる平角導線４０を滑らかにボビン４２の周方向へ案内することができる。

またガイド面部５２の半径方向に対する傾斜角度は、ボビン４２の周方向一方（巻回方向）に進むにしたがって、徐々に大きくなり、ボビン４２の周方向一方に位置するガイド面部５２の端部は、ボビン４２の外周面に連なる。したがって、ガイド面部５２が傾斜しているままの状態では、ボビン４２の軸方向Ｚに沿う外周面にて平角導線４０が外周面に対してねじれる場合があるが、ガイド面部５２の傾斜角度を徐々に大きくしているので、ボビン４２の外周面に対してねじれることなく導くことができる。

換言すると、ガイド面部５２はボビン４２の周方向に進むにしたがって傾斜角度が徐変して、ガイド面部５２に平角導線４０をガイドさせることで平角導線４０がガイド面部５２に対してねじれることなく、スムーズに平角導線４０の方向転換が可能となり、ボビン４２の巻付け部に巻付けられる。

これによってボビン４２に平角導線４０を巻き付けるときに、平角導線４０がボビン４２の外周面に対してねじれることを抑制することができるので、占積率を高くすることができる。したがってコイル２３により発生する磁力を高めることができる。

またガイド面部５２は、巻始め部分だけに設けられ、巻き終わり部分には設けられない。巻き終わり部分から引き出された平角導線４０に、ボビン４２の外周面に対するねじれが発生した場合であっても、ヒュージング部４９まで引き出され、ヒュージング部４９に挟み込まれる。したがって巻き終わり部分がボビン４２の外周面に対してねじれていてもなんら問題はない。

また本実施の形態では、ガイド面部５２はガイド溝４１の底部分であり、ガイド溝４１と平角導線４０との幅寸法の関係によって、ガイド溝４１に平角導線４０を収容することができる。したがって平角導線４０をガイド溝４１が案内しているときに、平角導線４０がボビン４２の軸方向Ｚにずれることをガイド溝４１の壁部分５３によって防止することができる。したがってガイド溝４１によって、ボビン４２における所定の巻始めの位置に、平角導線４０を案内することができる。これによって巻始め位置がずれることを抑制し、占積率が巻始め位置のずれによって低下することを抑制することができる。

さらに本実施の形態では、ボビン４２の周方向他方に位置するガイド面部５２の端部は、傾斜角度は４５度であり、４０度以上５０度以下であるので、巻始めのときに急激に平角導線４０の角度を変更していない。したがって、平角導線４０の巻始めにおけるボビン４２の外周面に対するねじれの発生をさらに抑制することができる。

また本実施の形態では、前述の作用および効果を有するコイル装置３１が、インジェクタ１０における可動コア３４を吸引する磁力を発生するために用いられる。前述のようにコイル装置３１は、平角導線４０のボビン４２の外周面に対するねじれの発生が抑制された構成によって占積率が高いので、磁束が漏れにくく、可動コア３４を固定コア３２に吸引する磁力が高い。したがってニードル１５の開弁応答性を向上することができる。

換言すると、平角導線４０を用いたコイル２３において、ガイド溝４１を設けることによって、平角導線４０がよじれることなくボビン４２の巻始め部分に導くことができ、通電性の確保および冷熱サイクルなどの環境に対して信頼性の高い巻付け構造を得ることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の第１実施形態では、インジェクタ１０は、ポート噴射式のガソリンエンジンに適用されているが、ポート噴射式のガソリンエンジンに限るものではなく、直噴式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジンなどに適用してもよい。

また前述の第１実施形態では、断面四角形状の平角導線４０として、絶縁被膜を施した平角導線４０を用いたが、これに限るものではなく、断面四角形状の平角導線４０として、平角導体（たとえば銅線）の表面に塗料または樹脂（たとえばポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、および四フッ化エチレン樹脂）を焼き付けて絶縁被膜とした平角エナメル線を適用しても良い。平角エナメル線として、たとえばエナメル銅線、ホルマール銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド銅線およびポリウレタン銅線がある。

また前述の第１実施形態では、インジェクタ１０のニードル１５を駆動するためにコイル装置３１を用いているが、これに限るものではなく、他の駆動装置にコイル装置３１を用いてもよい。たとえばコイル装置３１を、電動モータを備えた電動式アクチュエータに適用してもよい。

また前述の第１実施形態では、ガイド面部５２は、ガイド溝４１に底部分によって実現されているが、このような構成に限るものではなく、平角導線４０の側面に接触して支持しながら、巻回が行われる構成であれば、いわゆるむき出しのガイド面部５２だけであってもよい。このような構成であっても、ガイド面部５２による作用および効果を達成することができる。

１０…インジェクタ
１４…樹脂ハウジング
１５…ニードル
１６…駆動部
２３…コイル
２６…噴孔
３１…コイル装置
３２…固定コア
３４…可動コア
３７…ターミナル
３８ａ…一方のターミナルリード線
３８ｂ…他方のターミナルリード線
４０…平角導線
４１…ガイド溝
４２…ボビン
４３…ターミナルガイド
４５…コイルリード線
４９…ヒュージング部
５０…巻掛け部
５２…ガイド面部
５３…壁部分

Claims (4)

1. 円柱状のボビン、および前記ボビンの軸の周りに巻回され、絶縁被膜によって被覆された断面長方形状の平角導線を含むコイルと、
   前記ボビンから引き出され前記ボビンの軸方向に沿って延びる前記平角導線の端部が電気的に接続されるターミナルと、
   前記軸方向に沿って延びる前記平角導線が前記ボビンへ巻始められる部分に設けられ、前記軸方向に沿って延びる前記平角導線を前記ボビンの周方向へ案内するガイド面部と、を含み、
   前記ガイド面部は、周方向一方から周方向他方にかけて傾斜角度が変化して行く平坦状の面部であって、前記軸方向の断面形状が前記ボビンから前記平角導線が引き出される前記周方向他方側で前記軸方向に進むにつれて、前記ボビンの半径方向の外方に向かうように傾斜し、
   前記ガイド面部は、前記周方向他方から前記周方向一方に進むにつれて、前記ガイド面部の前記半径方向に対する傾斜角度が徐々に大きくなり、
   前記周方向一方に位置する前記ガイド面部の端部は、前記ボビンの外周面に連なり、
   前記ガイド面部は、前記傾斜角度が小さくなるにつれて徐々に前記ボビンの半径方向外方に向かうことを特徴とするコイル装置。
2. 前記ガイド面部は、前記周方向に沿って延び、前記半径方向の内方に凹となるガイド溝の底部分であり、
   前記ガイド溝の溝幅は、前記平角導線の幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記ボビンの前記周方向他方に位置する前記ガイド面部の端部は、前記半径方向に対する傾斜角度が４０度以上５０度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のコイル装置と、
   噴孔を開閉する弁部材と、
   前記弁部材とともに軸方向に往復移動する可動コアと、
   前記可動コアの前記噴孔と反対側に前記可動コアと向き合って設置されている固定コアと、を含み、
   前記コイル装置は、前記ターミナルを介して前記平角導線に通電されると、前記固定コアに前記可動コアを吸引する磁力を発生することを特徴とする燃料噴射弁。

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