JP5654556B2 - アクチュエータ構造 - Google Patents

Description

本発明は、電磁式燃料インジェクタ、特に圧縮点火式内燃エンジン即ち「ディーゼル」エンジン内で使用するのに適したアクチュエータ構造又はアクチュエータ装置に関する。

図１は、ディーゼルエンジン内で使用するのに適した公知の電磁作動式燃料インジェクタ２を示す。インジェクタ２は、全体に細長い形態をしており、その上端にノズルホルダ本体４を含む。ノズルホルダ本体４は、図示の配向で、その下端が噴射ノズル構造６に連結されている。

噴射ノズル構造６は、ほぼＵ字形状断面のキャップナット８内に収容された三つの構成要素を含む。キャップナット８は、その開放端がねじによってノズルホルダ本体４と係合し、これによって噴射ノズル構造６をノズルホルダ本体４に固定する。

噴射ノズル構造６の第１構成要素は、チップ端１２がキャップナット８のベースに形成された孔１４を通って延びる細長い噴射ノズル１０である。噴射ノズル１０は、ばねで押圧された噴射ニードル１６を収容している。噴射ニードル１６は、使用時に一組のノズル穴（図示せず）を通る燃料の送出量を制御するように、噴射ノズル１０内で摺動可能である。

第１距離ピース１８が、噴射ノズル１０の上方（図１の配向で）に設けられている。第１距離ピース１８は、貫通ドリル穴２０を含み、このドリル穴２０は、距離ピース１８と隣接してその上方に配置されたバルブブロック２２から噴射ノズル１０まで加圧燃料を搬送するのに役立つ。更に、距離ピース１８の中央には、盲穴２４が配置されている。この盲穴２４は、噴射ニードル１６の後端を受け入れ、噴射ニードル１６とボア２４の盲端との間に制御チャンバ２６を形成する。

バルブブロック２２は、距離ピース１８とノズルホルダ本体４との間に位置決めされている。バルブブロック２２は、燃料をノズルホルダ本体４に形成された高圧入口ドリル穴３０から、距離ピース１８のドリル穴２０まで搬送する高圧ドリル穴２８を含む。バルブブロック２２は、更に、細長いバルブピン３４及びこれに取り付けられたディスク状アーマチュア３６を含むバルブ構造３２を含む。

アーマチュア３６には、ノズルホルダ本体４の下側に形成された凹所４０内に受け入れられた電磁アクチュエータ３８が作用する。アクチュエータ３８の賦勢状態に応じてアーマチュア３６が上下し、これによってバルブ部材３４を二つの弁座４２及び４３の夫々と交互に係合し又は係合解除し、制御チャンバ２６内の燃料の圧力を制御する。

ノズルホルダ本体４の上領域４４には、電気コネクタ４８を受け入れる横方向凹所４６が設けられている。長さ方向ボア５０が、横方向凹所４６からアクチュエータ凹所４０まで延びている。電気供給リード５２（少なくとも二つのコアを持つ）が、電気コネクタ４８からアクチュエータの上面５３まで長さ方向ボア５０を通って延びており、アクチュエータの上面に接続し、これによって電気エネルギをアクチュエータに供給する。アクチュエータ３８を電気供給リード５２に連結する方法の正確な構造的詳細は説明しないということは理解されるべきである。

ノズルホルダ本体４は、更に、ノズルホルダ本体４のほぼ中央領域で横方向に延びるポートによって形成された高圧燃料入口５４を含む。
高圧燃料入口５４は、使用時に高圧燃料供給コネクタ（図示せず）と係合するように形成された円錐形の座面を形成する。斜行ドリル穴５６が入口５４からノズルホルダ本体４まで延びており、その後ドリル穴３０によって下方に角度を変え、バルブブロック２２に形成された高圧ドリル穴２８に連結する。

燃料噴射機器（ＦＩＥ）製造者には、より小型であり且つ軽量で、更に経済的なエンジン用の、小径のインジェクタを含むＦＩＥを製造するように圧力が加えられている。従って、図１を参照して上文中に説明した公知の燃料インジェクタ２等のエンジン構成要素の空間効率及び全体としての大きさを減少する必要がある。

本発明の第１の態様によれば、電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造（換言すれば、アクチュエータ装置）において、第１端面を持ち、第１端面から延びる穴を形成するポール部材と、穴内に受け入れられるアクチュエータコアとを含み、アクチュエータコアは、穴を通して露呈された接点面）を持つ少なくとも一つの接点部材を支持し、封入部材が穴内に受け入れられており、少なくとも一つの接点部材を取り囲み、ポール部材の第１端面、接点面、及び封入部材は、使用時に隣接した構成要素と結合するための実質的に平らな表面を持つアクチュエータ構造を提供するように構成される、アクチュエータ構造が提供される。

一実施例では、穴は、ポール部材の長さ方向軸線からオフセットしており、これによって、厚壁部分及び薄壁部分を提供する。厚壁部分の厚さが薄壁部分よりも厚いため、燃料を搬送するための軸線方向ドリル穴を厚壁部分に形成できる。有利には、軸線方向ドリル穴はアクチュエータの軸線と平行である。これにより、アクチュエータをインジェクタ内に設置した場合に燃料連結部に角度を付ける必要がない。

便利には、アクチュエータコアは、穴を通して露呈された第１及び第２の接点部材を支持していてもよく、穴は、コア部材を含んでいてもよい。ポール部材の穴及びコア部材は、この場合、有利には、コア部材を穴内でポール部材に対して角度的に配向できる形状を備えており、これによって可変の接点部材位置を提供する。

これによる利点は、製造中にコア部材を回転して配向し、次いで所定位置に固定できるということである。これによって、機械加工された部品に対して何ら変更を加える必要なく、ポール部材に対する接点部材の位置を変えることができる。従って、インジェクタ本体内で電気接点の位置を大幅に変えることができ、そのため、同じ設計のアクチュエータ構造を多くの形体の電気接点で使用できる。これらの形体は、エンジン製造者の設備の要件で決まる。

一実施例では、二つの構成要素の間で、穴の長さ方向軸線を中心として角度を制限なしに変化できるように、穴は円形であり、コア部材は円形である。しかしながら、他の相補的形状もまた、同じ利点を提供するということは理解されるべきである。

追加の特徴は、第１及び第２の接点部材は、コア部材で支持された絶縁体部材内に一体化されていてもよいということである。
使用時に隣接した部品と係合する「クリーン」な幾何学的表面を持つアクチュエータ構造を提供するため、絶縁体部材上に封入層が支持されていてもよい。封入層は、接点部材によって形成された接点面が封入層の第１面と実質的に面一であるように、第１及び第２の接点部材を取り囲む。更に、第１及び第２の接点部材によって形成された第１及び第２の接点面は、ポール部材の第１面と実質的に面一であってもよい。

便利には、アクチュエータコアは、第１及び第２の端子端を持つソレノイド及びコア部材と、コア部材上に支持された絶縁体部材と、絶縁体部材内に受け入れられた第１及び第２の電気接点部材とを含んでいてもよい。有利には、ソレノイドの第１端子端は、第１接点部材に固定されていてもよく、ソレノイドの第２端子端は、第２接点部材に固定されていてもよい。

ソレノイドと接点部材との間に簡単な連結部を提供するため、第１端子端を、第１接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で巻き付け、第２端子端を、第２接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で直接的に巻き付けるのが有利である。このようにして、接点部材の縁部は、ソレノイドの端子端の巻回部をグリップするように作用する。

ソレノイドの端子端は、電気接点面を形成する接点部材に直接巻き付けられるため、更にしっかりとした接点構造が提供される。更に、この構造は、素晴らしく簡単であり、手早く形成でき、及び従って、安価に製造できる。これは、ソレノイドの端子端を接点面から離れた接点部材の部品に連結する現在の方法と比較されるべきである。

更に、接点部材構造が簡単であるため、接点部材の好ましい位置が別の設備と異なる特定の設備に合わせてコア部材での各接点部材の位置を調節できる。この目的のため、絶縁部材がポリマー材料であるため、接点部材を絶縁部材に局所的溶融によって挿入できる。局所的溶融は、例えば、加熱によって、又は接点部材に適用される超音波溶接型の技術を使用することによって行われ、これによってポリマーを接点部材と接触する場所で局所的に溶融する。かくして、接点部材の各々を受け入れるために所定形状の凹所を絶縁部材に予備成形する必要がない。

接点部材は、本発明の利点を提供する限り、多くの様々な幾何学的形態をとってもよい。例えば、立方形等の正多面体が適当な形状である。
好ましくは、第１及び第２の接点部材は、先ず最初に、第１及び第２の接点部材に対して局所的な領域で絶縁部材を溶融し、第１及び第２の接点部材を絶縁部材の溶融した領域に押し込むことによって絶縁部材に受け入れられる。

好ましくは、ソレノイドは、コア部材によって支持された巻型に巻き付けられており、巻型及び絶縁部材は、コア部材に設けられたスロットを通って延びるリンク部材によって、絶縁部材及び巻型が一体の構成要素であるように関連されている。

本発明の第２の態様によれば、電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、穴を形成するポール部材と、穴内に受け入れられた、穴を通して露呈された第１及び第２の接点部材を支持するアクチュエータコアとを含み、ポール部材の穴、及びコア部材は、コア部材を穴内でポール部材に対して角度的に配向できる形状を備えており、これによって可変の接点部材位置を提供する、アクチュエータ構造が提供される。

本発明の第３の態様によれば、電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、第１及び第２の端子端を持つソレノイドを含むアクチュエータコアと、コア部材上に支持された絶縁体部材と、絶縁部材内に受け入れられた第１及び第２の電気接点部材とを含み、ソレノイドの第１端子端は第１接点部材に固定されており、ソレノイドの第２端子端は第２接点部材に固定されている、アクチュエータ構造が提供される。

本発明の第４の態様によれば、燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、アクチュエータコア部材を提供する工程と、絶縁部材をコア部材の第１端面上に型成形する工程と、少なくとも一つの接点部材を提供する工程と、絶縁部材を少なくとも一つの接点部材の領域で局所的に溶融し、絶縁部材を軟化し、少なくとも一つの接点部材を絶縁部材に押し込むことによって、少なくとも一つの接点部材を絶縁部材と一体化する工程とを含む、方法が提供される。

アクチュエータをこの方法で形成することにより、製造中、少なくとも一つの接点部材をアクチュエータに位置決めする上での融通性を提供する。従って、接点部材の正確な位置を、製造プロセス中、特定のインジェクタ設備に合わせて調節できる。上述のように、直接的加熱によって、又は例えば超音波溶接技術によって局所的加熱を行ってもよい。

有利には、方法は、巻型をコア部材上に型成形する工程及びソレノイドをコア部材上に形成する工程を含む。かくして、コア部材が巻型及びソレノイド巻き付けプロセスに対して構造的支持を提供するように、巻型はコア部材にその場で型成形される。巻型をその場で型成形することにより、壁を薄くでき、これによりソレノイド捲線に対して比較的大きな空間を提供する。

一実施例では、絶縁部材及び巻型は一体成形された構成要素であり、これらは同じ成形プロセスによって、好ましくは射出成形によって形成される。
第５の態様では、本発明は、燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、第１及び第２の面を持ち、穴を形成するポール部材を提供する工程と、ポール部材の第１及び第２の面をほぼ同時に機械加工する工程とを含む、方法が提供される。

ポール部材の上面及び下面の両方を同時に機械加工することにより、加工時間を大幅に短縮する。これには、アクチュエータの製造費を低減する効果がある。別の利点は、表面間の幾何学的適合の程度を改善するということである。これは、これらの面を、例えば燃料インジェクタ内の他の構成要素と係合するのを補助する。

方法は、更に、アクチュエータコア部材を穴内に受け入れる工程を含み、コア部材は、コア部材と関連した第１及び第２の電気接点部材を持ち、これらの接点部材は、穴を通して露呈されており、外ポール部材の第１端面と実質的に同一平面内にあり、コア部材の端面は、外ポール部材の第２端面と実質的に同一平面内にあるように穴を通して露呈される。第１及び第２のポール面を機械加工する工程は、更に、接点部材及びコア部材の第１端面をほぼ同時に機械加工する工程を含む。従って、ポール部材の第１及び第２の面を同時に機械加工することに加え、接点部材及びコア部材の面にも機械加工が行われ、かくして、加工時間が、各面を個々に機械加工する場合と比較して大幅に短縮する。

本発明は、更に、第６の態様において、燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、第１及び第２の面を持ち、穴を形成するポール部材を提供する工程と、アクチュエータコア部材を穴内に受け入れる工程とを含み、コア部材は、コア部材と関連した少なくとも一つの接点部材を有し、接点部材は、穴を通して露呈されており、外ポール部材の第１端面と実質的に同一平面内にあり、更に、ポール部材の第１端面及び少なくとも一つの接点部材をほぼ同時に機械加工する工程を含む、方法が提供される。

ポール部材の上面及び電気接点をほぼ同時に機械加工することにより、表面間の幾何学的適合性を改善する。これは、これらの面を、燃料インジェクタ内の他の隣接した構成要素と係合する上で有利である。

一実施例では、機械加工プロセスは研削であり、高精度の滑らかな仕上げを提供する。しかしながら、ラップ仕上げ、フライス削り、又はホーニング仕上げ等の他の機械加工プロセスも適用できる。

本発明の第１の態様の好ましい特徴及び／又は随意の特徴は、本発明の第２乃至第６の態様に、単独で又は適当な組み合わせで適用されていてもよいということは理解されよう。
本願発明は、下記のように構成してもよい。
［形態１］
電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、
第１端面（６１）を持ち、前記第１端面から延びる穴（６６）を形成するポール部材（６２）と、
前記穴（６６）内に受け入れられるアクチュエータコア（６４）とを備え、前記アクチュエータコアは、前記穴を通して露呈された接点面（１１２、１１４）を持つ少なくとも一つの接点部材（９８、１００）を支持し、
封入部材（１１６）が前記穴内に受け入れられ、前記少なくとも一つの接点部材を取り囲み、前記ポール部材の前記第１端面、前記接点面、及び前記封入部材は、使用時に隣接した構成要素に結合するための実質的に平らな表面を持つアクチュエータ構造を提供するように構成される、アクチュエータ構造。
［形態２］
形態１に記載のアクチュエータ構造において、
前記穴は、厚壁部分及び薄壁部分が前記ポール部材に設けられるように、前記ポール部材の長さ方向軸線からオフセットしており、前記厚壁部分は、軸線方向ドリル穴（７２）を形成する、アクチュエータ構造。
［形態３］
形態２に記載のアクチュエータ構造において、
前記軸線方向ドリル穴（７２）は、前記アクチュエータの前記長さ方向軸線と平行である、アクチュエータ構造。
［形態４］
形態１乃至３のいずれか１項に記載のアクチュエータ構造において、
前記アクチュエータコアは、前記穴（６６）を通して露呈された第１及び第２の接点部材（９８、１００）を支持し、前記アクチュエータコアは、コア部材（７４）を備え、
前記ポール部材（６１）の前記穴（６６）及び前記コア部材（７４）は、前記コア部材を前記穴内で前記ポール部材に対して角度的に配向できる形状を備えており、これによって可変の接点部材位置を提供する、アクチュエータ構造。
［形態５］
形態４に記載のアクチュエータ構造において、
前記穴は円形であり、前記コア部材は円形である、アクチュエータ構造。
［形態６］
形態４又は５に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材は、前記コア部材上に支持された絶縁体部材（８４）内に一体化されている、アクチュエータ構造。
［形態７］
形態６に記載のアクチュエータ構造において、
封入層（１０６）が前記絶縁体部材上に支持されており、前記封入層（１０６）は、前記接点部材によって形成された接点面が前記封入層の第１面（１１７）と実質的に同一平面となるように、前記第１及び第２の接点部材を取り囲む、アクチュエータ構造。
［形態８］
形態６に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材（９８、１００）によって形成された前記第１及び第２の接点面（１１２、１１４）は、前記ポール部材の第１面と実質的に同一平面となっている、アクチュエータ構造。
［形態９］
形態１乃至８のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
前記アクチュエータコアは、第１及び第２の端子端（１０８、１１０）を持つソレノイド（９６）と、コア部材（７４）とを含み、前記アクチュエータ構造は、更に、
前記コア部材（７４）上に支持された絶縁体部材（８４）と、
前記絶縁体部材内に受け入れられた第１及び第２の電気接点部材（９８、１００）とを含み、前記ソレノイド（９６）の前記第１端子端（１０８）は、前記第１接点部材（９８）に固定され、前記ソレノイド（９６）の前記第２端子端（１１０）は、前記第２接点部材（１００）に固定されている、アクチュエータ構造。
［形態１０］
形態９に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１端子端は、前記第１接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で巻き付けられており、前記第２端子端は、前記第２接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で巻き付けられている、アクチュエータ構造。
［形態１１］
形態１０に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材の各々には、夫々の端子端をグリップする縁部が設けられている、アクチュエータ構造。
［形態１２］
形態９乃至１１のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材（９８、１００）の各々は、使用時に、逆の極性の電力供給電極の夫々と係合する夫々の接点面（１１２、１１４）を形成する、アクチュエータ構造。
［形態１３］
形態９乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材の各々は、多面体である、アクチュエータ構造。
［形態１４］
形態９乃至１３のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
前記第１及び第２の接点部材は、先ず最初に、前記第１及び第２の接点部材に対して局所的な領域で前記絶縁部材を溶融し、前記第１及び第２の接点部材を前記絶縁部材の前記溶融した領域に押し込むことによって前、記絶縁部材（８４）に受け入れられる、アクチュエータ構造。
［形態１５］
形態９乃至１４のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
前記ソレノイド（９６）は、前記コア部材（７４）によって支持された巻型（９４）に巻き付けられており、
前記巻型及び前記絶縁部材は、前記コア部材に設けられたスロット（１０６）を通って延びるリンク部材（１０４）によって、前記絶縁部材及び前記巻型が一体の構成要素であるように連結されている、アクチュエータ構造。
［形態１６］
電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、
穴を形成するポール部材と、
前記穴内に受け入れられた、前記穴を通して露呈された第１及び第２の接点部材を支持するアクチュエータコアとを備え、
前記ポール部材の前記穴及び前記コア部材は、前記コア部材を前記穴内で前記ポール部材に対して角度的に配向できる形状を備えており、これによって可変の接点部材位置を提供する、アクチュエータ構造。
［形態１７］
電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、
第１及び第２の端子端を持つソレノイドを含むアクチュエータコアと、
前記コア部材上に支持された絶縁体部材と、
前記絶縁部材内に受け入れられた第１及び第２の電気接点部材とを含み、前記ソレノイドの前記第１端子端は前記第１接点部材に固定されており、前記ソレノイドの前記第２端子端は前記第２接点部材に固定されている、アクチュエータ構造。
［形態１８］
燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、
アクチュエータコア部材を提供する工程と、
絶縁部材を前記コア部材の第１端面上に型成形する工程と、
少なくとも一つの接点部材を提供する工程と、
前記絶縁部材を前記少なくとも一つの接点部材の領域で局所的に溶融し、前記絶縁部材を軟化し、前記少なくとも一つの接点部材を前記絶縁部材に押し込むことによって、前記少なくとも一つの接点部材を前記絶縁部材と一体化する工程とを含む、方法。
［形態１９］
形態１８に記載の方法において、
前記絶縁部材を超音波溶接によって局所的に溶融する工程を含む、方法。
［形態２０］
形態１８又は１９に記載の方法において、更に、
巻型を前記コア部材上に型成形し、ソレノイドを前記コア部材上に形成する工程を含む、方法。
［形態２１］
形態２０に記載の方法において、
前記絶縁部材及び巻型は、一体的に型成形された構成要素である、方法。
［形態２２］
燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、
第１及び第２の面を持ち、穴を形成するポール部材を提供する工程と、
前記ポール部材の前記第１及び第２の面をほぼ同時に機械加工する工程とを含む、方法。
［形態２３］
形態２２に記載の方法において、更に、
アクチュエータコア部材を前記穴内に受け入れる工程を含み、前記コア部材は、該コア部材と関連した第１及び第２の電気接点部材を持ち、これらの接点部材は、前記穴を通して露呈されており、前記外ポール部材の前記第１端面と実質的に同一平面内にあり、前記コア部材の端面は、前記外ポール部材の前記第２端面と実質的に同一平面内にあるように前記穴を通して露呈され、前記第１及び第２のポール面を機械加工する工程は、前記接点部材及び前記コア部材の前記第１端面をほぼ同時に機械加工する工程を含む、方法。
［形態２４］
燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、
第１及び第２の面を持ち、穴を形成するポール部材を提供する工程と、
アクチュエータコア部材を前記穴内に受け入れる工程とを含み、前記コア部材は、該コア部材と関連した少なくとも一つの接点部材を有し、前記接点部材は、前記穴を通して露呈されており、前記外ポール部材の前記第１端面と実質的と同一平面内にあり、更に、
前記ポール部材の前記第１端面及び前記少なくとも一つの接点部材をほぼ同時に機械加工する工程を含む、方法。
［形態２５］
形態２２乃至２４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記機械加工工程は、研削を含む、方法。

以上、公知の電磁式燃料インジェクタの概略図である図１を参照した。本発明を更によく理解するため、次に、添付図面を参照して説明する。

図１は、公知の電磁式燃料インジェクタの概略図である。 図２は、本発明によるアクチュエータ構造の斜視図である。 図３は、ポールピースを取り除いた、図２のアクチュエータ構造の斜視図である。 図４は、図２のアクチュエータ構造の断面図である。 図５は、図４のアクチュエータ構造の斜視図である。

図２乃至図５を参照すると、これらの図には、図１の電磁作動式燃料インジェクタ２内で使用するのに適したアクチュエータ構造（アクチュエータ装置）６０が示してある。
アクチュエータ構造６０は、二つの主要な構成要素、即ち、ほぼ円筒形の外ポール部材６２即ち「ポールピース」と、このポールピースによって収容されたアクチュエータコア６４とを含む。

ポールピース６２は、上面６１、下面６３、及びポールピース６２の長さ方向中央軸線からオフセットした、アクチュエータコア６４を受け入れる大きな円形の穴６６を含む。穴６６が、長さ方向軸線からオフセットしているため、ポールピース６２の壁は厚さが変化している。図４に明瞭に示すように、ポールピース６２には、薄壁領域６８が設けられており、この薄壁領域６８は、厚（比較的厚い）壁領域７０と比較して比較的薄い。

穴６６は、その長さの大部分に沿って直径が一定であるが、その下端に向かってテーパ区分を含み、その結果、ポールピース６２の下端面６３の穴は、ポールピース６２の上端面６１の穴６６よりも小径である。

ポールピース６２には、更に、ポールピース６２の厚壁領域７０に貫通ドリル穴７２が設けられている。この貫通ドリル穴７２は、使用時にアクチュエータ構造６０を燃料インジェクタの部分として組み立てるとき、燃料供給通路の部分を形成する。

アクチュエータコア６４を図３及び図４に更に明瞭に示す。アクチュエータコア６４は、概ねＴ字形状断面の金属製環状コア部材７４を含む。コア部材７４は、上面８１を持つ拡大上領域７６と、この上領域７６から図３及び図４で見て下方に垂下した比較的小径の下領域７８とを形成する。コア部材７４は、コア部材７４をポールピース６２に関して任意の数の角度位置で組み立てることができるように、ポールピース６２の円形の穴６６と相補的な円形の外輪郭を有する。図示の実施例では、コア部材７４は、穴６６内に設置されたときに固定的に保持されるように、ポールピース６２の穴６６に締り嵌めする。別の態様では、コア部材７４及び穴６６は、二つの構成要素間で回転が可能であるように遊び嵌め又は隙間嵌めしてもよい。次いで、製造中、使用時に移動が生じないように、溶接又は接着等の他の方法によってコア部材を所定位置に固定できる。

コア部材７４の上領域７６は、上面８１の縁部の周囲に環状溝８０を含み、これにより、溝８０から突出した環状リム８２を持つ上領域７６を提供する。しかし、リム８２の直径は、上領域７６の直径よりも僅かに小さい。

コア部材７４を環境に対して絶縁し、シールし、固定するのを補助するため、上面８１は、ディスク形態のポリマー製絶縁体部材８４を支持する。絶縁体ディスク８４は、絶縁体ディスク８４の外径がコア部材７４の上領域７６の外径とほぼ同じであるように、コア部材７４上に射出成形される。絶縁体ディスク８４が、コア部材７４の上面８１と形状が一致するように成形されるため、ディスク８４には、その外縁部から下方に垂下するスカート８６が設けられている。スカート８６は、更に、環状リム８２と形状が一致する内方に延びる小さなリップ８８を形成する。絶縁体ディスク８４は、かくして、コア部材７４の上領域７６と噛み合い、リム８２とリップ８８との間の係合によってここに固定される。

コア部材７４の下領域７８の中央には、上方に（図示の配向において）延びる盲ボア９０が配置されている。この盲ボア９０は、コア部材７４の上領域７６と下領域７８との間の移行部とほぼ同じ場所で終端する。添付図面には示してないけれども、使用時に、盲ボア９０が、アクチュエータ構造６０によって作動できるアーマチュアと関連した戻しばねを受け入れるということは理解されるべきである。盲ボア９０が設けられているため、下領域７８にリング状端面７９が形成される。

アクチュエータコア６４は、更に、コア部材７４の下領域７８に支持された、全体に参照番号９２を附した電気捲線構造を含む。電気捲線構造９２は、巻型９４、この巻型９４上に形成されたソレノイド９６、及び第１及び第２の接点部材９８、１００を含む。これらの接点部材９８、１００は、絶縁体ディスク８４によってコア部材７４の上面８１の上方に支持されており、絶縁体ディスク８４と一体である。

巻型９４は「ボビン」（巻枠）とも呼ばれ、環状の部材となっている。この環状部材は、好ましくは、例えば熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマー等のポリマー材料で形成されており、ソレノイド９６を受け入れるための半径方向外方に面するチャンネル１０２を形成するため、ほぼＣ字形状断面を有し、内壁の直径が、コア部材７４の下領域７８の直径とほぼ同じである。ソレノイド９６のコイルの正確な巻き数は、適当な作動特性を持つアクチュエータ構造６０を提供するため、予め決定されているということは理解されるべきである。しかしながら、コイルの巻き数は本発明にとって重要ではなく、ここでは詳細に論じない。

絶縁体ディスク８４及び巻型９４は、コア部材７４に設けられたスロット１０６を通って延びるリンク部材１０４によって互いに連結される。かくして、絶縁体ディスク８４、巻型９４、及びリンク部材１０４は、射出成形プロセスによって、一体化されたポリマー構成要素として形成される。

リンク部材１０４は、ソレノイド９６の第１及び第２の端子端１０８、１１０を、絶縁体部材の円形の外輪郭を越えて延びることなく、絶縁体ディスク８４の上面上に延ばすためのチャンネル１０５を提供する。第１及び第２の端子端１０８、１１０の各々は、第１及び第２の接点部材９８、１００の夫々に４回巻き付けられ、これにより強固に取り付けられるが、ワイヤを１回又は数回巻き付けても良好な固定が得られる。

第１及び第２の接点部材９８、１００の各々は、正立方形であり、これらは、夫々、平らな上面１１２、１１４を形成する。これらの上面１１２、１１４は、ポールピース６２の上面６１と実質的に面一である（即ち同一平面内にある）。ソレノイド９６の第１及び第２の端子端１０８、１１０が夫々の接点部材９８、１００に巻き付けられているため、夫々の接点部材の比較的尖った縁部が端子端をグリップし、これらをしっかりと取り付けられた状態にする。この形体により、各接点部材の構造が簡単になり、これは、接点部材の一部が、接点面から離れたソレノイドの端子端に連結された従来の技術と比較されるべきである。

図４及び図５に示すように、アクチュエータ構造６０は、更に、接点部材の接点面１１２、１１４だけが露呈されるように、絶縁体ディスク８４とポールピース６２の上面６１の表面高さとの間の空間を埋める、ポリマー材料層で形成された封入部材１１６（以下、封入体とも呼ぶ）を含む。封入体１１６は、更に、ポールピース６２とソレノイド９６との間の空間に入り込む。この後封入成形にも、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーが使用されるが、巻型及びディスクが損傷しないようにするため、これは、好ましくは、巻型及び絶縁体ディスクについて使用されたよりも低い注入圧力及び／又は温度を使用して適用される。封入体１１６は、かくして、使用時に電気供給構造に接続するための接点部材の接点面だけを露呈した状態で、ソレノイドの端子端を支持し、保護し、絶縁する。

封入体１１６は、穴６６の上端に着座しており、接点部材９８、１００の上面１１２、１１４及びポールピースの上端面６１と面一である。
接点部材９８、１００、封入体１１６、及びポールピース６２が面一であるため、アクチュエータは実質的に平らな表面１１７を有し、これにより、使用時に、燃料インジェクタ内の隣接した構成要素に結合できるということは理解されよう。このような平らな表面は、溝、チャンネル、スロット、又はクレビス等の凹凸が表面にほとんどない、平面的で滑らかで平らな上面を提供する。これは、製造中に粒子を捕捉することがないように保護するため、有利である。例えば、接点面での破片の存在は受容不能であり、アクチュエータ構造を設置する前に注意を払う必要がある。

アクチュエータ構造６０には、様々な設計のインジェクタ内に設置する上で、接点部材９８、１００の位置を最適化できるという利点がある。
第１に、第１及び第２の接点部材９８、１００は、絶縁体ディスク８４内に受け入れられているということに着目されるべきである。これらの接点部材は、絶縁体ディスク８４に予備成形した凹所に設置してもよいが、好ましくは、これらの接点部材は、接点部材の周囲の領域で絶縁体ディスク８４のポリマー材料を溶融するか或いは少なくとも軟化する適当な技術を適用し、ディスク８４に押し付けてもよい。適当には、超音波溶接技術を使用してもよい。しかしながら、局所的加熱技術もまた適しているということは理解されるべきである。このようにして、絶縁体ディスクに凹所を形成する追加の製造工程、又は複雑な形状のこのようなディスクを型成形する追加の製造工程をなくすことができる。

更に、超音波溶接を使用して接点部材９８、１００を絶縁体ディスク８４内に設置することにより、接点部材を位置決めする上で様々な方法を使用できる。かくして、内部でアクチュエータ構造が使用されるインジェクタの内部電気接続部が必要とする接点の位置に応じて、接点部材の位置を変えることができる。

別の有利な特徴は、ポールピース６２に設けられた穴６６及びコア部材７４の横外輪郭が、コア部材７４をポールピース６２に対して任意の角度位置に配向できるように形成されているということである。これにより、接点部材９８、１００を、関連したインジェクタの内部電気接続部の要件に合うように、ポールピース６２内で回転できる。以上説明した実施例では、穴６６は、コア部材７４の円形の輪郭と噛み合う、即ちこれと相補的な円形である。しかしながら、この特定の形状は単なる例示であって、コア部材及び／又は穴は、当業者に明らかなこの他の形態をとってもよく、それでも二つの構成要素間で相対的に角度的に移動できるということは理解されるべきである。

次に、図２、図３、及び図４のアクチュエータ構造を形成する方法を説明する。
第１工程において、巻型９４、リンク部材１０４、及び絶縁体ディスク８４を、その場で、コア部材７４上に射出成形する。次いで、接点部材９８、１００を絶縁体ディスク８４上に設置する。これは、好ましくは、上文中に説明したように、超音波溶接によって行われる。

これに続き、ソレノイド９６を巻型９４上で所定の巻回数まで形成する。ソレノイド９６を接点部材９８、１００に接続するため、リンク部材１０４が形成するチャンネル１０５に端子端１０８、１１０を通し、上文中に説明したように接点部材９８、１００に巻き付ける。

次いで、組み立てたアクチュエータコア６４をポールピース６２の穴６６に挿入し、接点部材９８、１００の第１及び第２の接点面１１２、１１４が、ポールピース６２の平らな上面６１と実質的に共通した平面内にあるように位置決めする。更に、この位置にあるとき、コア部材７４の下領域７８の端面７９は、ポールピース６２の下側面６３と実質的に同一平面内にある。

次いで、封入体部材１１６を、ポールピース６２とソレノイド９６との間の空間及び接点部材９８、１００の周囲の空間に、少なくとも上面６１の高さまで導入する。
アクチュエータ構造６０を完成するため、ポールピース６２の上面６１及び下面６３を接点部材９８、１００の接点面１１２、１１４とともに、ほぼ同時に機械加工し、滑らかな仕上げを提供する。上面６１及び下面６３を研削技術を使用して機械加工するのが好ましいが、ラップ仕上げ、ホーニング仕上げ、又はフライス削り等のこの他の技術も適用できるということは理解されるべきである。接点部材の接点面が、ポールピースの上面６１と同一平面内にあり、コア部材７４の下端面７９が、ポールピースの下側６３と同一平面内にあるため、これらの面もまた、ほぼ同時に機械加工される。

上面及び下面をほぼ同時に機械加工することは、「複式研削(duplex grinding)」とも呼ばれ、アクチュエータ構造の上面と下面との間を平行にする。これにより、隣接した構成要素に結合する上でのアクチュエータ構造の性能を向上する。更に、複式研削により、部品間のばらつきが小さくなり、多数のアクチュエータ構造間で一貫した磁気的性能が得られる。更に、アクチュエータの上面及び下面をこのように研削する上で、一度に一つの面を研削するのでなく、一回の製造工程しか必要とされない。

変形例では、ポールピース６２の上面６１だけを接点面１１２、１１４とともに同時に機械加工し、ポールピース６２の下面６３を、別の作動で機械加工する。この実施例は、上面６１と、接点面１１２、１１４並びに封入体部材１１６との間で、良好な幾何学的適合が形成されるという点で有利である。更に、この方法で行われた機械加工は、滑らかな、即ち何らかの態様で破片を捕捉してしまう溝、スロット、小孔、又は非同一平面領域がない「クリーンな」表面を形成する。

上述の実施例は、単なる例示として説明したものであって、特許請求の範囲によって定義された本発明の概念から逸脱することなく、変更を行うことができるということは当業者には理解されよう。

第１及び第２の接点部材９８、１００を上文中に立方形形態として説明したが、機能に対して悪影響を及ぼすことなく、この他の形状が可能であるということは理解されるべきである。例えば、接点部材９８、１００は、ソレノイド９６の端子端１０８、１１０を接点部材に複数回巻き付けることができ、これによって端子端を接点部材に固定的に取り付けるように、均等な多面体の組の一つであってもよい。更に、この他の形態の幾何学的な角柱、例えば正多角柱を適用でき、全体としての目的は、ソレノイドの端子端を、別の接点部品を必要とせずに夫々の接点部材に直接固定することであるということは理解されるべきである。

２ 電磁作動式燃料インジェクタ
６０ アクチュエータ構造
６１ 上面
６２ ポールピース
６３ 下面
６４ アクチュエータコア
６６ 穴
６８ 薄壁領域
７０ 厚壁領域
７２ 貫通ドリル
７４ 金属製環状コア部材
７６ 拡大上領域
７８ 下領域
７９ リング状端面
８０ 環状溝
８１ 上面
８２ 環状リム
８４ 絶縁体ディスク
８６ スカート
８８ リップ
９０ 盲ボア
９２ 電気捲線構造
９４ 巻型
９６ ソレノイド
９８、１００ 第１及び第２の接点部材
１０２ チャンネル
１０４ リンク部材
１０６ スロット
１０５ チャンネル
１０８、１１０ 第１及び第２の端子端
１１２、１１４ 上面

Claims (18)

1. 電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、
   第１端面（６１）を持ち、前記第１端面から延びる穴（６６）を形成するポール部材（６２）と、
   前記穴（６６）内に受け入れられるアクチュエータコア（６４）とを備え、前記アクチュエータコアは、前記穴を通して露呈された接点面（１１２、１１４）を持つ少なくとも一つの接点部材（９８、１００）を支持し、
   封入部材（１１６）が前記穴内に受け入れられ、前記少なくとも一つの接点部材を取り囲み、前記ポール部材の前記第１端面、前記接点面、及び前記封入部材は、使用時に隣接した構成要素に結合するための実質的に平らな表面を持つアクチュエータ構造を提供するように構成される、アクチュエータ構造。
2. 請求項１に記載のアクチュエータ構造において、
   前記穴は、厚壁部分及び薄壁部分が前記ポール部材に設けられるように、前記ポール部材の長さ方向中央軸線からオフセットしており、前記厚壁部分は、軸線方向ドリル穴（７２）を形成する、アクチュエータ構造。
3. 請求項２に記載のアクチュエータ構造において、
   前記軸線方向ドリル穴（７２）は、前記ポール部材（６２）の長さ方向中央軸線と平行である、アクチュエータ構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアクチュエータ構造において、
   前記アクチュエータコアは、前記穴（６６）を通して露呈された第１及び第２の接点部材（９８、１００）を支持し、前記アクチュエータコアは、コア部材（７４）を備え、
   前記ポール部材（６１）の前記穴（６６）及び前記コア部材（７４）は、前記コア部材を前記穴内で前記ポール部材に対して角度的に配向できるように円形となっており、これによって可変の接点部材位置を提供する、アクチュエータ構造。
5. 請求項４に記載のアクチュエータ構造において、
   前記第１及び第２の接点部材は、前記コア部材上に支持された絶縁体部材（８４）内に一体化されている、アクチュエータ構造。
6. 請求項５に記載のアクチュエータ構造において、
   封入部材（１１６）が前記絶縁体部材上に支持されており、前記封入部材（１１６）は、前記接点部材によって形成された接点面が前記封入部材の第１面（１１７）と実質的に同一平面となるように、前記第１及び第２の接点部材を取り囲む、アクチュエータ構造。
7. 請求項５に記載のアクチュエータ構造において、
   前記第１及び第２の接点部材（９８、１００）によって形成された前記第１及び第２の接点面（１１２、１１４）は、前記ポール部材の第１面と実質的に同一平面となっている、アクチュエータ構造。
8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
   前記アクチュエータコアは、第１及び第２の端子端（１０８、１１０）を持つソレノイド（９６）と、コア部材（７４）とを含み、前記アクチュエータ構造は、更に、
   前記コア部材（７４）上に支持された絶縁体部材（８４）と、
   前記絶縁体部材内に受け入れられた第１及び第２の電気接点部材（９８、１００）とを含み、前記ソレノイド（９６）の前記第１端子端（１０８）は、前記第１接点部材（９８）に固定され、前記ソレノイド（９６）の前記第２端子端（１１０）は、前記第２接点部材（１００）に固定されている、アクチュエータ構造。
9. 請求項８に記載のアクチュエータ構造において、
   前記第１端子端は、前記第１接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で巻き付けられており、前記第２端子端は、前記第２接点部材に一回又はそれ以上の巻回数で巻き付けられている、アクチュエータ構造。
10. 請求項９に記載のアクチュエータ構造において、
    前記第１及び第２の接点部材の各々には、夫々の端子端をグリップする縁部が設けられている、アクチュエータ構造。
11. 請求項８乃至１０のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
    前記第１及び第２の接点部材（９８、１００）の各々は、使用時に、逆の極性の電力供給電極の夫々と係合する夫々の接点面（１１２、１１４）を形成する、アクチュエータ構造。
12. 請求項８乃至１１のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
    前記第１及び第２の接点部材の各々は、多面体である、アクチュエータ構造。
13. 請求項８乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
    前記第１及び第２の接点部材は、先ず最初に、前記第１及び第２の接点部材に対して局所的な領域で前記絶縁部材を溶融し、前記第１及び第２の接点部材を前記絶縁部材の前記溶融した領域に押し込むことによって前記絶縁部材（８４）に受け入れられる、アクチュエータ構造。
14. 請求項８乃至１３のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ構造において、
    前記ソレノイド（９６）は、前記コア部材（７４）によって支持された巻型（９４）に巻き付けられており、
    前記巻型及び前記絶縁部材は、前記コア部材に設けられたスロット（１０６）を通って延びるリンク部材（１０４）によって、前記絶縁部材及び前記巻型が一体の構成要素であるように連結されている、アクチュエータ構造。
15. 電磁作動式燃料インジェクタ用のアクチュエータ構造において、
    穴を形成するポール部材と、
    前記穴内に受け入れられた、前記穴を通して露呈された第１及び第２の接点部材を支持するアクチュエータコアとを備え、
    前記ポール部材の前記穴及び前記コア部材は、前記コア部材を前記穴内で前記ポール部材に対して角度的に配向できるように円形となっており、これによって可変の接点部材位置を提供する、アクチュエータ構造。
16. 請求項１５に記載のアクチュエータ構造において、
    前記穴は、厚壁部分及び薄壁部分が前記ポール部材に設けられるように、前記ポール部材の長さ方向中央軸線からオフセットしており、前記厚壁部分は、軸線方向ドリル穴（７２）を形成する、アクチュエータ構造。
17. 燃料インジェクタ用電磁式アクチュエータの形成方法において、
    第１及び第２の面を持ち、穴を形成するポール部材を提供する工程と、
    前記ポール部材の前記第１及び第２の面をほぼ同時に機械加工する工程とを含み、
    更に、
    アクチュエータコア部材を前記穴内に受け入れる工程を含み、前記コア部材は、該コア部材と関連した第１及び第２の電気接点部材を持ち、これらの接点部材は、前記穴を通して露呈されており、前記外ポール部材の前記第１端面と実質的に同一平面内にあり、前記コア部材の端面は、前記外ポール部材の前記第２端面と実質的に同一平面内にあるように前記穴を通して露呈され、前記第１及び第２のポール面を機械加工する工程は、前記接点部材及び前記コア部材の前記第１端面をほぼ同時に機械加工する工程を含む、方法。
18. 請求項１７に記載の方法において、
    前記機械加工工程は、研削を含む、方法。

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