JP5316140B2 - 電磁弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁装置に関するものであり、特に内燃機関の燃焼室へ供給する燃料を調節する燃料噴射弁に用いて好適である。

従来の電磁弁装置として特許文献１に記載の装置が知られている。この従来の電磁弁装置は、燃料噴射弁に適用され、弁部が電気的に駆動されることによって燃料通路の一部である開口部が開閉されて燃料の噴射、停止の制御を行う。従来の電磁弁装置は、ソレノイドを有する電磁吸引部と、弁部を駆動するアーマチャとを備え、ソレノイドが励磁するとアーマチャが磁気吸引されることによって弁部が駆動されて開弁され、ソレノイドが消磁するとばねの付勢力で弁部が駆動されて閉弁されるようになっている。このアーマチャは、軸方向に突出する形状の軸部と、軸部の端部に軸部と一体に設けられる磁性材料からできている盤状部と、を備えた構成である。アーマチャは、電磁弁装置のハウジングに固定されるバルブボデー部材と一体に組み付けられる摺動案内部材に対して軸部が摺動することにより軸方向に往復変位する部材である。

次に、図４を参照しながらバルブボデー部材１００と摺動案内部材２００の構成について説明する。図４は、バルブボデー部材１００と摺動案内部材２００の関係を説明する図であり、図４（ａ）は、バルブボデー部材１００がハウジングに締付けられる前の状態を示し、図４（ｂ）は締付け後の組付け状態を示す模式的断面図である。

図４（ａ）に示すように、バルブボデー部材１００は、中心を軸方向に貫通する貫通孔１０１と、貫通孔１０１の一方側の開口端周囲に軸方向に凹むように形成された凹所１０２と、外周部に形成された雄ねじ部１０３と、を備えた筒状部材である。バルブボデー部材１００は、雄ねじ部１０３がハウジングに形成された雌ねじ部に螺合されることにより、ハウジングに対して固定される。さらに、貫通孔１０１の他方側には、半径方向外方にくぼんだ凹部１０４が形成されている。

摺動案内部材２００は、アーマチャの軸部が挿入された状態で当該軸部を摺動可能に支持する筒状のスリーブ部２０１と、スリーブ部２０１の一端側で半径方向に放射状に延びる形状の平板部２０２と、を備え、アーマチャの軸方向の摺動を案内する部材である。さらに、スリーブ部２０１の他端側で凹部１０４に対応する位置には、半径方向外方に突出する凸部２０３が形成されている。

摺動案内部材２００は、スリーブ部２０１がバルブボデー部材１００の貫通孔１０１に挿入された状態で配置され、スリーブ部２０１の外周面と貫通孔１０１の内周面との間には所定の隙間（δ１）が形成されている。このようにスリーブ部２０１が貫通孔１０１に配置された状態では、バルブボデー部材１００の凹所１０２には摺動案内部材２００の平板部２０２が収容されるようになっている。このとき、凹所１０２の内周面と平板部２０２の外周面との間には、所定の隙間（δ２）が形成されている。また、バルブボデー部材１００と摺動案内部材２００は、両者の軸心が一致するように設けられている。バルブボデー部材１００がハウジングに締付けられる前には、凸部２０３は貫通孔１０１に係止される状態にはない。

次に、バルブボデー部材１００をハウジングに締め付けた後の組付け状態について図４（ｂ）を参照して説明する。バルブボデー部材１００はハウジングに締結されることによって図４（ｂ）に示すように変形する場合がある。このような変形が生じると、バルブボデー部材１００は凹所１０２の底面部分が下方に向けて撓み、貫通孔１０１の上部が半径方向外方に開くように撓むようになる。これにより、平板部２０２の下面と凹所１０２の底面部分との間に隙間が生じ、スリーブ部２０１の上部外周面と貫通孔１０１の内周面との間に隙間が生じ、貫通孔１０１と凹部１０４とで形成される段差部分に凸部２０３が係止されるようになる。したがって、摺動案内部材２００は、下方に位置する凸部２０３においてバルブボデー部材１００に固定され、バルブボデー部材１００に対する位置が決定される。

特開２００７−２１８４２５号公報

上記従来の電磁弁装置では図４を参照して前述したように、摺動案内部材２００は、ハウジングに固定されるバルブボデー部材１００に比較的外径寸法の小さいスリーブ部２０１を係止させることで固定されるため、組付け時にスリーブ部２０１がハウジングに対して傾き易い傾向にある。また、スリーブ部２０１の傾きは、バルブボデー部材１００の変形の程度によっても、少なからず影響を受けると考えられる。

スリーブ部２０１がその軸心が傾いて設置されると、これに伴ってアーマチャも傾いた状態でスリーブ部２０１の内側を摺動するようになり、たとえば弁部の開閉弁性能が低下したり、弁部が着座する面に偏った磨耗が生じたりするという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内側をアーマチャが摺動する部分となるスリーブ部の傾きを抑制できる電磁弁装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の電磁弁装置の発明は以下の特徴を有する。電磁弁装置は、内周部に雌ねじ部が形成されたハウジングと、ハウジングの内部で軸方向に移動して流体が流れる流体通路を開閉する弁部と、軸方向一方に棒状に延びる形状でありその端部に弁部が設けられるシャフト部、および軸方向他方側でシャフト部と一体に設けられシャフト部よりも半径方向外方に延びる外形の鍔部を含むアーマチャと、軸方向に伸縮する部材であって鍔部に対して弁部側に付勢する力を作用させる付勢部材と、弁部側に付勢する付勢力とは逆向きの電磁駆動力を鍔部に作用させてアーマチャを軸方向に変位させる固定子と、軸方向に貫通する貫通孔が形成されるとともに外周部に雄ねじ部を有する部材であって雄ねじ部がハウジングの雌ねじ部に螺合されてハウジングに固定されるバルブボデー部材と、軸方向一方に筒状に延びる部分であってバルブボデー部材の貫通孔に挿入された状態で設置されるスリーブ部、およびスリーブ部の軸方向他方側から半径方向外方に突出する円盤状部を含んで構成され、スリーブ部に嵌められるシャフト部の軸方向の摺動を支持する摺動案内部材と、
を備える。

円盤状部は、外周部に形成された雄ねじ部を有し、摺動案内部材は、ハウジングの雌ねじ部に螺合される円盤状部の雄ねじ部によって、ハウジングに固定されていることを特徴とする。

この発明によれば、摺動案内部材は、円盤状部の外周部に形成された雄ねじ部とハウジングの内周部の雌ねじ部とが螺合することにより、ハウジングに対して位置決めされる。円盤状部の外周部はスリーブ部よりも外径寸法が大きいため、摺動案内部材を支持する基準点が摺動案内部材の中心軸から遠い位置に設けられることになる。このため、中心軸から遠い基準点で固定すれば、ねじ締め時に仮にわずかなずれが生じたとしても、スリーブ部で固定した場合のずれに対して、中心軸付近の傾き、ずれ等は非常に小さいものとなる。したがって、内側をアーマチャが摺動する部分となるスリーブ部の傾きを抑制し、弁部の開閉弁性能の低下や弁部の着座面の偏磨耗の防止が図れる電磁弁装置が得られる。また、摺動案内部材の円盤状部に雄ねじを形成することにより、ハウジングの雌ねじ部は、バルブボデー部材を固定するためと、摺動案内部材を固定するための両方に共用することができるため、部品点数の低減および組立て工数の低減においても有用である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スリーブ部の外周面とバルブボデー部材の貫通孔の内周面との間には、所定の間隙が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、スリーブ部の外周側に形成された間隙が燃料を低圧側に逃がすリーク用燃料通路として機能させることができる。これにより、バルブボデー部材の締め付けによる変形の影響を受けない部分に燃料通路を形成することができるため、燃料のリーク性能を確実に向上させる電磁弁を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る電磁弁装置を適用した燃料噴射装置を示す縦断面図である。 第１実施形態に係る電磁弁装置の要部を示す部分縦断面図である。 第２実施形態に係る電磁弁装置の要部を示す部分縦断面図である。 従来の電磁弁装置における固定部材を示した部分縦断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である電磁弁装置２は、ソレノイドコイルによる電磁駆動力を利用した電気式の駆動弁であり、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションに使用される電磁弁や、自動車の燃料タンクで発生する蒸発燃料をエンジンへ送り出すシステムで蒸発燃料の流路を開閉する電磁弁に適用することができる。

本実施形態で示す電磁弁装置２が用いられる燃料噴射弁１は、蓄圧式の燃料噴射装置として用いられ、たとえば、自動車等の車両に搭載された多気筒（たとえば、４気筒）のディーゼルエンジン（以下、エンジンともいう）の気筒毎に設けられ、高圧燃料供給ポンプ３から圧送された高圧燃料を蓄圧器４（以下、コモンレール４ともいう）内に蓄圧し、このコモンレール４に蓄圧した高圧燃料を燃焼室内に直接噴射供給するいわゆるインジェクタである。

以下、本発明の一例である第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電磁弁装置２を適用した燃料噴射弁１を示す縦断面図である。図２は電磁弁装置２の要部を示す部分縦断面図である。

図１に示すように、燃料噴射弁１は、ノズルニードル２０を軸方向に移動可能に収容するノズルボデー１２と、ノズルニードル２０を閉弁側に付勢する付勢部材であるスプリング２１を収容するロアボデー１１と、ノズルボデー１２とロアボデー１１とを所定の締付け軸力により締結する締付け部材であるリテーニングナット１４と、電磁弁装置２と、を含んで構成されている。ノズルボデー１２、ロアボデー１１およびリテーニングナット１４は、燃料噴射弁１のノズル本体を構成している。ノズルニードル２０とノズルボデー１２はノズル部を構成している。電磁弁装置２は、ロアボデー１１上部の一部とアッパーボデー７３との間に収納される弁装置である。

ノズルボデー１２は、略筒状体に形成され、先端部（図１中の下方側の端部）側に、高圧燃料を燃焼室に噴射するための噴孔１２ｂを１個または複数個備えた略筒状部材である。ノズルボデー１２の内部には、中実円柱状のノズルニードル２０を軸方向に移動可能に保持するための収容孔である第１ニードル収容孔１２ｅが形成されている。この第１ニードル収容孔１２ｅの軸方向の中間部位には、その孔径が拡げられた燃料溜り室１２ｃが設けられている。ノズルボデー１２の内周部には、燃料流れの下流に向かって、第１ニードル収容孔１２ｅ、燃料溜り室１２ｃ、弁座１２ａが順に形成されており、弁座１２ａのさらに下流側にノズルボデー１２の内外を貫通する噴孔１２ｂが設けられている。

弁座１２ａは、円錐状の内壁面で形成されており、この円錐状面の大径側が第１ニードル収容孔１２ｅに連続し、小径側が噴孔１２ｂに向かって延びている。ノズルニードル２０は弁座１２ａに着座および離座可能に配置され、着座および離間することによりノズルニードル２０が閉弁および開弁する。

さらに、ノズルボデー１２には、ノズルボデー１２の上端側の合わせ面から燃料溜り室１２ｃへ延びる燃料送出路１２ｄが設けられている。燃料送出路１２ｄは、ロアボデー１１の燃料供給路１１ａと連通することで、コモンレール４内で蓄圧された高圧の燃料を燃料溜り室１２ｃを経由して弁座１２ａ側へ送り込むことができる。燃料送出路１２ｄと燃料供給路１１ａとは高圧の燃料が流れる高圧燃料通路を構成する。

ロアボデー１１は、略筒状体の内部であってスプリング２１が収容されている部分よりも上方に、ノズルニードル２０を駆動するための制御ピストン３０を軸方向に移動可能に収容する収容孔である第２ニードル収容孔１１ｂが形成されている。第２ニードル収容孔１１ｂの下端側の合わせ部分には、第２ニードル収容孔１１ｂの中間の収容室１１ｂ１よりも大きい内径寸法である下方の収容室１１ｂ２（以下、スプリング室１１ｂ２ともいう）が形成されている。

下方の収容室１１ｂ２は、スプリング２１、および環状部材３１、および制御ピストン３０のニードル部３０ａを収容するスプリング室である。環状部材３１は、スプリング２１とノズルニードル２０との間に挟み込まれて配置されており、スプリング２１をノズルニードル２０の閉弁方向に付勢するスプリング受け部を構成する。ニードル部３０ａは、ノズルニードル２０に環状部材３１を介して間接的もしくは直接的に当接可能に構成されている。

ロアボデー１１には、コモンレール４の分岐管に接続される高圧配管（図示せず）が気密に連結する継手部であるインレット部１１ｃが設けられている。インレット部１１ｃは、コモンレールから供給された高圧燃料を、内部に装着されたバーフィルタ１３を介して燃料供給路１１ａへ導く燃料導入部である。スプリング室１１ｂ２の周囲には、燃料供給路１１ａが設けられている。

また、ロアボデー１１には、スプリング室１１ｂ２に導かれた燃料を、燃料タンク等の低圧配管系内に戻すための燃料リーク通路（図示せず）が設けられている。燃料リーク通路、スプリング室１１ｂ２は低圧燃料通路を構成する。

制御ピストン３０の他端部側（上端部側）には、電磁弁装置２により油圧が給排される圧力制御室８および圧力制御室１６ｃが設けられている。この圧力制御室８，１６ｃの油圧が増減することで、ノズルニードル２０は閉弁および開弁される。圧力制御室８，１６ｃから油圧が抜かれて圧力が減少すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング２１の付勢力に抗して軸方向上方（軸方向他方側）に移動し、ノズルニードル２０が開弁する。一方、圧力制御室８，１６ｃに油圧が導入され、圧力が増加すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング２１の付勢力によって軸方向下方（軸方向一方側）に移動し、ノズルニードル２０が閉弁する。圧力制御室８，１６ｃは、制御ピストン３０の軸方向上方端部の外壁と、第２ニードル収容孔１１ｂと、圧力制御室１６ｃの内壁とによって形成される。

次に、電磁弁装置２について図２を参照しながら説明する。電磁弁装置２は、圧力制御室８，１６ｃと、燃料を低圧側に逃がす燃料リーク通路との連通を断続する電磁二方弁である。電磁弁装置２は、ハウジングとしてのロアボデー１１の反噴孔側（軸方向他方側）の端部に配設されている。電磁弁装置２は、リテーニングナット７２によりロアボデー１１に固定されている。

第２ニードル収容孔１１ｂの反噴孔側（軸方向他方側）の端部には、弁座部材としての弁座プレート１６が設けられている。弁座プレート１６には、高圧導入通路として連通するインオリフィス１６ｂ、圧力制御室１６ｃおよびアウトオリフィス１６ａが形成されている。インオリフィス１６ｂは高圧導入通路の入口側絞り部であり、アウトオリフィス１６ａは高圧導入通路の出口側絞り部である。圧力制御室１６ｃはインオリフィス１６ｂの下流側であってアウトオリフィス１６ａの上流側に配置されており、第２ニードル収容孔１１ｂに通じる部屋でもある。

アウトオリフィス１６ａは、弁室１７ｃと圧力制御室１６ｃとを連通するように設けられ、可動コアであるアーマチャ４０による弁部４３の開弁および開弁の動作によって、燃料通路が閉塞および流通される。インオリフィス１６ｂは、圧力制御室１６ｃと燃料供給路１１ａとを連通するように設けられている。

弁座プレート１６の反噴孔側（軸方向他方側）には、弁のハウジングとしてのバルブボデー部材１７が設けられている。バルブボデー部材１７は、略円筒形状に形成されており、その外周部には雄ねじ部１７ａが形成されている。ロアボデー１１の上部には、バルブボデー部材１７が収納される凹部１１ｅが形成されている。雄ねじ部１７ａは、凹部１１ｅの内周部に形成された雌ねじ部１１ｄに螺合可能なねじ部である。雄ねじ部１７ａと雌ねじ部１１ｄとが螺合することにより、バルブボデー部材１７は、ロアボデー１１に締結され、凹部１１ｅで固定される。バルブボデー部材１７がロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄにねじ込まれることによって、弁座プレート１６がバルブボデー部材１７とロアボデー１１とに挟持される。

また、バルブボデー部材１７は、その中心軸周りに軸方向に貫通する貫通孔１７ｂが形成されているとともに、貫通孔１７ｂよりも外周寄りの部分で軸方向に貫通する貫通孔１７ｄが形成されている。バルブボデー部材１７の上面側（軸方向他方側）には、摺動案内部材５０を介してアーマチャ４０が配置されている。バルブボデー部材１７の下面側（軸方向一方側）には、弁座プレート１６がバルブボデー部材１７の締結により、ロアボデー１１とバルブボデー部材１７とで挟持されている。

アーマチャ４０は、上方に位置する鍔部４１と、鍔部４１の下面から下方に延びる形状のシャフト部４２と、が一体に構成された可動コアである。シャフト部４２は軸方向一方に棒状に延びる形状でありその端部に弁部４３が設けられている。弁部４３は、平面部を有する球状体である。この平面部は、弁座１６ｄに密着（着座）および離間するように（離座可能に）配置されている。弁部４３は、平面部の着座時にアウトオリフィス１６ａを閉塞する。鍔部４１は、アーマチャ４０の軸方向他方側でシャフト部４２と一体に設けられシャフト部４２よりも半径方向外方に延びる傘状の部分である。鍔部４１の上面は、固定子６３の磁極面に対向して配置される磁極面が形成されている。アーマチャ４０の縦断面（軸方向に沿った断面）形状は、Ｔ字状を呈している。アーマチャ４０は磁性材からなり、例えばパーメンジュールで形成されている。

アーマチャ４０は、弁部４３を介して弁座プレート１６の弁座１６ｄに着座および離座が可能である。弁座プレート１６は、ピン等の位置決め部材７６を介してロアボデー１１に位置決め固定されている。弁座プレート１６の貫通孔１６ｅは、位置決め部材７６を挿入する係止穴である。

摺動案内部材５０は、軸方向一方に筒状に延びる部分であるスリーブ部５２と、スリーブ部５２の上部側（軸方向他方側）から半径方向外方に突出する円盤状部５１と、が一体に形成された部材であり、スリーブ部５２の内側に嵌められるシャフト部４２の軸方向の摺動（シャフト部４２がスリーブ部５２の内側をすべりながら動くこと）を支持する。摺動案内部材５０の中心軸周りには上端部から下端部にかけて貫通する貫通孔５３が形成されており、この貫通孔５３の内周壁はスリーブ部５２の内周面である。円盤状部５１の外周部には、ロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合される雄ねじ部５１ａが形成されている。また、摺動案内部材５０は、非磁性材でできており、バルブボデー部材１７側に固定子６３からの電流を供給させない機能を有する。

摺動案内部材５０は、雄ねじ部５１ａがロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合されることによって、ロアボデー１１に締め付けられてハウジングに固定される。ロアボデー１１に固定された摺動案内部材５０には、シャフト部４２がスリーブ部５２に挿入されて設置されることにより、アーマチャ４０が軸方向に摺動可能な状態で一体に設けられる。このとき、アーマチャ４０と摺動案内部材５０は、鍔部４１の下面部分と円盤状部５１の上面部分とが互いに直面する状態で配置されている。このように摺動可能に一体となった両部材は、スリーブ部５２がバルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂに挿入された状態でロアボデー１１に固定されていることで、ハウジングに対して所定の位置に配置されることになる。

また、スリーブ部５２の下方（軸方向一方）の端部は、シャフト部４２の下方（軸方向一方）の端部や弁部４３の下端部よりも上方（軸方向他方）に位置する。シャフト部４２の下方の端部の外周面とバルブボデー部材１７の下方の端部の内周面との間には、スリーブ部５２の下方の端部は存在せず、全周に亘って弁室１７ｃが形成されている。

また、このように摺動案内部材５０とアーマチャ４０が一体に設けられた状態では、バルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂを形成する内周面とスリーブ部５２の外周面との間には、所定長さの間隙６０が形成されている。この間隙６０は、スリーブ部５２の外周面の外側に環状に形成されるとともに、下方側で弁室１７ｃに通じ、上方側で摺動案内部材５０の円盤状部５１の下面側を介して貫通孔１７ｄの上端開口に通じている。

シャフト部４２がスリーブ部５２に対して軸方向に摺動可能に配置されることにより、アーマチャ４０は、鍔部４１に、スプリング７５による軸方向一方に作用する弾性力（付勢力）とは逆向きの固定子６３による電磁駆動力が作用することにより、軸方向に変位する。アウトオリフィス１６ａと弁室１７ｃは、軸方向に変位するアーマチャ４０の先端部に配された弁部４３によって、互いに連通状態または遮断状態となる。したがって、弁部４３の開弁時にアウトオリフィス１６ａと繋がった弁室１７ｃに流入した燃料は、間隙６０を上昇し、貫通孔１７ｄの上端開口から凹部１１ｅ内に至り、前述の燃料リーク通路（図示せず）を流下して燃料タンク等を含む低圧配管系内に戻る。

コイル６１は、樹脂製のスプール６２に直接巻回され、スプール６２およびコイル６１の外周側は樹脂モールドにより覆われている。巻回装置により巻回されたコイル６１の外周を樹脂モールドにより被覆した後に、被覆されたコイル６１に２次樹脂成形を行なってスプール６２と一体に成形されるものであってもよい。コイル６１の端部には、ターミナル７１が電気的に接続されている。

固定子６３は、略円筒状であり、内周側のコア部と、外周側のコア部と、これら両コア部に接続する上端部と、を備え、内周側のコア部と外周側のコア部との間にコイル６１が挟み込まれている。固定子６３は磁性材で形成されている。固定子６３の下部側には、アーマチャ４０の鍔部４１が固定子６３に向き合うように配置されている。固定子６３の磁極面である下端面と鍔部４１の磁極面である上端面は、近接し、離間可能に配置されている。電流が供給されると、コイル６１に発生する電磁力を利用し、内周側のコア部および外周側のコア部の磁極面からアーマチャ４０の磁極面に向けて磁束が流れ、磁束密度に応じた吸引力がアーマチャ４０に作用する。

固定子６３の内側には、略円筒状のストッパ部６４が挿入されて配置され、固定子６３とアッパーボデー７３との間に挟まれて固定されている。ストッパ部６４内には、スプリング７５が配置されている。このスプリング７５の付勢力はアーマチャ４０に作用し、アーマチャ４０の磁極面と固定子６３の磁極面のエアギャップが広がる方向に付勢している。ストッパ部６４のアーマチャ４０側の端面は、アーマチャ４０が最大リフトするときのリフトを規制する。

電磁弁装置２のハウジングは、アッパーボデー７３、リテーニングナット７２と、中間ハウジング７４、ロアボデー１１等から構成されている。中間ハウジング７４は略筒状であり、固定子６３をガイドするように収容している。固定子６３は段付きの略有底円筒状に形成され、中間ハウジング７４の下端部の内周側に挿入されている。固定子６３の外周は、段付きを境に下方に向かって径が小さくなっており、その段付きが中間ハウジング７４の内周側に形成された段差に係止されることにより、固定子６３が中間ハウジング７４から脱落するのを防止している。

また、ストッパ部６４およびアッパーボデー７３の内側には、弁室１７ｃ、貫通孔１７ｂを通って流出した燃料が低圧側へ流出される燃料通路３２が形成されている。この燃料通路３２は、前述の間隙６０（貫通孔１７ｂを形成する内周面とスリーブ部５２の外周面との間の空間）にも通じ、前述のリーク用燃料通路とも連通している。

次に、燃料噴射弁１の作動について説明する。高圧の燃料が高圧燃料の源であるコモンレール４から高圧配管、燃料供給路１１ａ、燃料送出路１２ｄを流下して燃料溜り室１２ｃに供給されるとともに、燃料供給路１１ａ、インオリフィス１６ｂを流下して圧力制御室８，１６ｃにも供給される。

コイル６１への非通電時には、アーマチャ４０および弁部４３は、スプリング７５の付勢力により弁座１６ｄ側（軸方向一方側）へ押し当てられ、弁部４３が弁座１６ｄに着座する。弁部４３の着座によりアウトオリフィス１６ａが閉塞され、圧力制御室８，１６ｃから弁室１７ｃへの燃料流れが遮断される。

このとき、圧力制御室８，１６ｃに蓄えられている燃料圧力（以下、背圧という）は、コモンレール４の内部の燃料圧力（以下、コモンレール圧という）と同一の圧力に維持される。圧力制御室８，１６ｃに蓄えられている背圧により制御ピストン３０を介してノズルニードル２０を噴孔閉塞方向へ付勢する作用力（以下、第１作用力という）と、スプリング２１の付勢力によりノズルニードル２０を噴孔閉塞方向へ付勢する作用力（以下、第２作用力という）との和は、燃料溜り室１２ｃおよび弁座１２ａ近傍のコモンレール圧によりノズルニードル２０が噴孔開放方向に受ける作用力（以下、第３作用力という）より大きくなっている。そのため、ノズルニードル２０は弁座１２ａに着座し、噴孔１２ｂが閉塞され、噴孔１２ｂから燃料は噴射されない。弁座１６ｄに着座している弁部４３には、閉塞されているアウトオリフィス１６ａ内の燃料圧力が作用している。

コイル６１への通電が開始されると、コイル６１に電磁力が発生し、固定子６３とアーマチャ４０の両磁極面間に発生する磁気吸引力により、アーマチャ４０が固定子６３の方向（軸方向他方）に吸引されて移動しようとする。このとき、弁部４３は、アウトオリフィス１６ａの背圧により離座方向に受ける作用力（以下、第４作用力という）が働くため、アーマチャ４０とともに弁部４３が弁座１６ｄから離座する。

このとき、アーマチャ４０および弁部４３の弁座１６ｄからの離座により、アウトオリフィス１６ａを介して圧力制御室８，１６ｃから弁室１７ｃへの燃料流れが形成される。このように圧力制御室８，１６ｃ内の燃料が低圧側へ開放されるため、圧力制御室８，１６ｃの背圧が低下する。背圧が低下すると、第１作用力が次第に減少する。そして、ノズルニードル２０の噴孔を閉塞する方向に作用する第１作用力および第２作用力よりも、ノズルニードル２０の噴孔を開放する方向に作用する第３作用力が大きくなると、ノズルニードル２０は弁座１２ａから離座し、上方へリフトする。ノズルニードル２０が上方へリフトすると、噴孔１２ｂは開放され、噴孔１２ｂより燃料が噴射される。

また、コイル６１への通電が停止されると、コイル６１の電磁力が消滅するため、スプリング７５の付勢力によりアーマチャ４０および弁部４３が弁座１６ｄの方向（軸方向一方）に移動する。弁部４３の平面部が弁座１６ｄに着座すると、圧力制御室８，１６ｃから弁室１７ｃへの燃料の流出が停止される。そして、圧力制御室８，１６ｃの背圧が増加し、第１作用力および第２作用力が第３作用力に勝るようになると、ノズルニードル２０が下方へ移動し始める。そして、ノズルニードル２０が弁座１２ａに着座すると、外部への燃料噴射が終了する。

シャフト部４２をスリーブ部５２に挿入してアーマチャ４０を摺動案内部材５０に対して摺動可能に設置する場合には、スリーブ部５２がハウジングに対して傾いた状態であると、アーマチャ４０の姿勢もこの傾きに伴ってハウジングに対して傾くようになる。換言すれば、スリーブ部５２の軸心がハウジングに対して適切に設定されないと、スリーブ部５２の芯だしが適正になされず、アーマチャ４０の摺動が所定の位置からずれるため、弁部４３の開弁および閉弁性能が確保できず、所望の燃料噴射特性が得られないことになる。

本実施形態では、バルブボデー部材１７はハウジングであるロアボデー１１に螺合手段によって締め付けられてハウジングに固定される構成であるため、締結による曲げ等の変形がバルブボデー部材１７に生じる可能性がある。この場合には、スリーブ部５２と対向するバルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂ側が変形しうる。

仮に、摺動案内部材５０がバルブボデー部材１７との間で固定される構造である場合には、摺動案内部材５０の設置姿勢は、バルブボデー部材１７の変形の影響を受けてしまい、摺動案内部材５０が所望の姿勢で設置されなくなり、アーマチャ４０の摺動に悪影響が出てしまう。また、摺動案内部材５０がスリーブ部５２において固定されるような構造である場合には、スリーブ部５２が周囲の部材からの影響を受けて、わずかでもその軸心がずれた状態で設置されると、摺動に関与する部分がずれることになるため、直接的にアーマチャ４０の摺動に悪影響が出てしまう。

そこで、本実施形態の電磁弁装置２では、摺動案内部材５０は円盤状部５１の外周部に形成された雄ねじ部５１ａとロアボデー１１の内周部に形成された雌ねじ部１１ｄとが螺合することによってハウジングに固定される構造である。これにより、摺動案内部材５０はバルブボデー部材１７に組みつけられる構造でないため、バルブボデー部材１７の締結による曲げ等の変形が摺動案内部材５０に生じる懸念がない。ハウジングに対する摺動案内部材５０の位置決めは軸心から円盤状部５１の半径分離れた外周部で規定されるため、軸心の傾きや偏芯が生じにくい取り付け構造が得られる。したがって、摺動部分が偏芯、ずれ、振れ等なく設計仕様どおりの所定の位置に設置されるため、電磁弁装置２はアーマチャ４０の摺動性が安定し、適正な開弁および閉弁の挙動性能を発揮することができる。

以下、本実施形態の電磁弁装置２がもたらす作用効果について述べる。電磁弁装置２は以下の特有の構成を備える。電磁弁装置２は、ロアボデー１１（ハウジング）の内部で軸方向に移動して流体通路を開閉する弁部４３と、アーマチャ４０と、アーマチャ４０を軸方向に変位させる固定子６３と、外周部の雄ねじ部１７ａがロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合されて固定されるバルブボデー部材１７と、アーマチャ４０の軸方向の摺動を支持する摺動案内部材５０と、を備える。アーマチャ４０は、軸方向に棒状であり軸方向一方の端部に弁部４３が設けられるシャフト部４２、および軸方向他方側でシャフト部４２よりも半径方向外方に延びる鍔部４１を一体に備える。固定子６３は、弁部４３側に付勢するスプリング７５（付勢部材）の付勢力とは逆向きの電磁駆動力を鍔部４１に作用させてアーマチャ４０を軸方向に変位させる。摺動案内部材５０は、バルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂに挿入された状態で設置されるスリーブ部５２と、スリーブ部５２の軸方向他方側から半径方向外方に突出する円盤状部５１と、を含んで構成され、スリーブ部５２の内側に挿入されるシャフト部４２の軸方向の摺動を支持する。

円盤状部５１は、外周部に形成された雄ねじ部５１ａを有し、摺動案内部材５０は、ロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合される雄ねじ部５１ａによってロアボデー１１に固定される。

以上の構成によれば、摺動案内部材５０は、円盤状部５１の外周部の雄ねじ部５１ａとロアボデー１１の内周部の雌ねじ部１１ｄとが螺合することにより、ロアボデー１１を基準として位置決めがなされる。円盤状部５１の外周部はスリーブ部５２よりも外径寸法が大きいため、摺動案内部材５０を支持する基準部分が摺動案内部材５０の中心軸から遠い位置に設けられることになる。このため、摺動案内部材５０の中心軸から遠い基準点で固定されれば、ねじ締め時に基準点で仮にわずかなずれ等が生じたとしても、中心軸から近いスリーブ部５２を基準点として固定した場合に生じるずれに対して、中心軸付近の傾き、ずれ等は非常に小さいものにできる。

したがって、アーマチャ４０が摺動する部分となるスリーブ部５２の傾きを抑制し、弁部４３の開閉弁性能の低下や弁部４３の着座面の偏磨耗の防止が図れる。また、摺動案内部材５０の円盤状部５１に雄ねじ部５１ａを形成することにより、ロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄは、バルブボデー部材１７を固定するためと、摺動案内部材５０を固定するための両方に共用することができる。このため、部品点数の低減および組立て工数の低減が図れる。

また、摺動案内部材５０は変形の可能性が高いバルブボデー部材１７に固定されるのでなく、ハウジングであるロアボデー１１に固定されるため、締め付けによる各部の変形の影響を受けない取付けを実施することができる。また、円盤状部５１の外周部が固定される部分であることにより、アーマチャ４０の摺動にとって影響の少ない部分で固定が行われるので、摺動部分の形状に悪影響を及ぼして摺動性を損なうこともない。このようなことから、弁部４３の挙動を安定したものにすることができる。したがって、弁部４３の応答性向上とともに、安定した挙動を提供することもできる。

また、バルブボデー部材１７をハウジングに対して固定するためのロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄを利用して、摺動案内部材５０を固定して摺動部の適正な芯だしを行うため、部品点数を増加させることなく、十分な固定性能および適正な開閉弁性能を実現することができる。

従来技術では、バルブボデー部材１７が締結される前に、バルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂの内周面と貫通孔１７ｂに挿入される部分の外周面との間に所定の間隙が形成されている場合に、締結後には、この間隙が軸方方向について等間隔でなくなる。この場合にはスリーブ部５２の外周面と貫通孔１７ｂの内周面との隙間が均一に形成できなくなり、燃料の流体抵抗が一定にならないおそれがある。そこで本実施形態によれば、雄ねじ部５１ａがロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合されて、摺動案内部材５０がロアボデー１１に固定される構成とともに、スリーブ部５２の外周面とバルブボデー部材１７の貫通孔１７ｂの内周面との間には、所定の間隙６０が形成される構成を有する。

これによれば、スリーブ部５２の外周側に形成された間隙６０を所定の半径方向長さで軸方向に狭い部分と広い部分が生じることなく形成することができる。さらに適切な間隔を有する間隙６０は、燃料を低圧側に逃がすリーク用燃料通路として機能させることができる。したがって、バルブボデー部材１７の締め付けによる変形の影響を受けない部分にリーク用燃料通路を形成することができるため、燃料のリーク性能を確保することができる。

また、スプリング２１およびスプリング７５はコイルスプリングで構成されていることにより、両スプリングの各コイルスプリングのばね定数に基づいて、開弁時および閉弁時の付勢部材のセット荷重を容易に設定することができる。したがって、開弁時と閉弁時の両方において応答性に優れた付勢部材を実現しやすくなる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、摺動案内部材をハウジングに対して固定する構造についての他の形態である電磁弁装置２Ａを図３にしたがって説明する。図３は、本実施形態に係る電磁弁装置２Ａの要部を示す部分縦断面図である。図３において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であって同様の作用効果を奏するものである。また、電磁弁装置２Ａは図１の燃料噴射弁１に適用可能な弁装置である。

電磁弁装置２Ａは、摺動案内部材５０Ａの円盤状部５１Ａを、ねじによる螺合構造ではなく、半径方向および軸方向の作用させる拘束力によってハウジングに対して固定するものである。図３に示すように、電磁弁装置２Ａは、さらに、円盤状部５１Ａに対して下方（軸方向一方）の荷重を与える固定部材の一例であるウェーブワッシャ８０と、を備え、円盤状部５１Ａの外周部には雄ねじ部は形成されていないものである。摺動案内部材５０Ａは、円盤状部５１Ａの外周部がロアボデー１１の内周部に接触して配置されることによって半径方向の位置が固定され、ウェーブワッシャ８０が円盤状部５１Ａに与える上記荷重によって軸方向の位置が固定されるように構成されている。すなわち、ウェーブワッシャ８０によって下向き（軸方向一方）のテンションを円盤状部５１Ａに付勢させることにより、摺動案内部材５０Ａの軸方向の動きを規制する。

ウェーブワッシャ８０は、ばね鋼製の平座金を波型に曲げて形成したものであり、たとえばステンレスからなる。ウェーブワッシャ８０は、つぶされることによりばねの働きをして円盤状部５１Ａに軸方向の押圧力を提供する。ウェーブワッシャ８０は、固定部材の中でも薄手に形成することができるため、軸方向の収容スペースを低減でき、装置の小型化に寄与することができる。また、ウェーブワッシャ８０を採用すれば、ウェーブワッシャ８０が有する軸方向の押圧力を調整することにより、円盤状部５１Ａへの荷重を容易に調整することができる。

本実施形態の電磁弁装置２Ａによれば、軸方向に移動して流体通路を開閉する弁部４３と、アーマチャ４０と、アーマチャ４０を軸方向に変位させる固定子６３と、外周部の雄ねじ部１７ａがロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合されて固定されるバルブボデー部材１７と、アーマチャ４０の軸方向の摺動を支持する摺動案内部材５０Ａと、摺動案内部材５０Ａに対して軸方向の荷重を与えて固定するウェーブワッシャ８０と、を備える。

この構成によれば、摺動案内部材５０Ａは、円盤状部５１Ａの外周部とロアボデー１１の内周部とで互いに接触して半径方向の移動が規制されるとともに、ウェーブワッシャ８０等の固定部材の荷重によって軸方向の移動が規制される。これによって、摺動案内部材５０Ａはロアボデー１１を基準として位置決めがなされる。このように円盤状部５１Ａが固定の対象部分となることにより、円盤状部５１Ａの外周部はスリーブ部５２よりも外径寸法が大きいため、摺動案内部材５０Ａを支持する基準部分が摺動案内部材５０Ａの中心軸から遠い位置に設けられることになる。このため、中心軸から遠い基準点で固定すれば、ねじ締め時に仮にわずかなずれが生じたとしても、スリーブ部で固定した場合のずれに対して、中心軸付近の傾き、ずれ等は非常に小さいものにできる。したがって、アーマチャ４０が摺動する部分となるスリーブ部５２の傾きを抑制し、弁部４３の開閉弁性能の低下や弁部４３の着座面の偏磨耗の防止が図れる。

また、摺動案内部材５０Ａは変形の可能性が高いバルブボデー部材１７に固定されるのでなく、ハウジングであるロアボデー１１に固定されるため、締め付けによる各部の変形の影響を受けない取付けを実施することができる。また、円盤状部５１Ａが固定される部分であることにより、アーマチャ４０の摺動にとって影響の少ない部分で固定が行われるので、摺動部分の形状に悪影響を及ぼして摺動性を損なうこともない。このようなことから、弁部４３の挙動を安定したものにすることができる。したがって、弁部４３の応答性向上とともに、安定した挙動を提供することもできる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、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。

上記実施形態において摺動案内部材５０の円盤状部５１は、完全な円盤の形状でなくてもよい。すなわち、円盤状部５１の外周部に形成される雄ねじ部５１ａがロアボデー１１の雌ねじ部１１ｄに螺合可能であればよく、円盤状部５１の外周に部分的に雄ねじ部５１ａが形成されている形態でもよい。つまり、円盤状部５１の外周の一部に軸心側への切り欠き部分が形成されているものでもよい。

上記実施形態において付勢部材は、スプリング２１、スプリング７５のような圧縮コイルスプリングであるが、この形態に限定されるものではない。例えば、付勢部材としては他に、板ばね、軸方向に作用する外力によって軸方向に伸縮する伸縮性の素材からなる部材等、その材質、形状に関わりなく広く採用することができる。

また、上記実施形態において、ノズルボデー１２、ロアボデー１１、リテーニングナット１４、リテーニングナット７２、アッパーボデー７３、中間ハウジング７４、弁座プレート１６、バルブボデー部材１７等は、特にその材質を限定するものではない。各部品に求められる機能を発揮できる素材であれば、適宜採用することができる。

また、第２実施形態における固定部材として、ウェーブワッシャ８０の他、その他の薄板ばね、皿ばね等を採用してもよい。

２，２Ａ…電磁弁装置
１１，１１Ａ…ロアボデー（ハウジング）
１１ｄ…雌ねじ部
１６ａ…アウトオリフィス（流体通路）
１７…バルブボデー部材
１７ａ…雄ねじ部
１７ｂ…貫通孔
４０…アーマチャ
４１…鍔部
４２…シャフト部
４３…弁部
５０，５０Ａ…摺動案内部材
５１，５１Ａ…円盤状部
５１ａ…雄ねじ部
５２…スリーブ部
６０…間隙
６３…固定子
７５…スプリング（付勢部材）
８０…ウェーブワッシャ（固定部材）

Claims (2)

1. 内周部に雌ねじ部が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングの内部で軸方向に移動して流体が流れる流体通路を開閉する弁部と、
   前記軸方向一方に棒状に延びる形状でありその端部に前記弁部が設けられるシャフト部、および前記軸方向他方側で前記シャフト部と一体に設けられ前記シャフト部よりも半径方向外方に延びる外形の鍔部を含むアーマチャと、
   前記軸方向に伸縮する部材であって前記鍔部に対して前記弁部側に付勢する力を作用させる付勢部材と、
   前記弁部側に付勢する前記付勢力とは逆向きの電磁駆動力を前記鍔部に作用させて前記アーマチャを前記軸方向に変位させる固定子と、
   前記軸方向に貫通する貫通孔が形成されるとともに外周部に雄ねじ部を有する部材であって、前記雄ねじ部が前記ハウジングの前記雌ねじ部に螺合されて前記ハウジングに固定されるバルブボデー部材と、
   前記軸方向一方に筒状に延びる部分であって前記バルブボデー部材の前記貫通孔に挿入された状態で設置されるスリーブ部、および前記スリーブ部の前記軸方向他方側から半径方向外方に突出する円盤状部を含んで構成され、前記スリーブ部に嵌められる前記シャフト部の軸方向の摺動を支持する摺動案内部材と、
   を備え、
   前記円盤状部は、外周部に形成された雄ねじ部を有し、
   前記摺動案内部材は、前記ハウジングの前記雌ねじ部に螺合される前記円盤状部の前記雄ねじ部によって、前記ハウジングに固定されていることを特徴とする電磁弁装置。
2. 前記バルブボデー部材の前記貫通孔を形成する内周面と前記スリーブ部の外周面との間には、間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁装置。

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