JP7035651B2

JP7035651B2 - 磁気装置

Info

Publication number: JP7035651B2
Application number: JP2018045638A
Authority: JP
Inventors: 耕平久野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: DE102019104645A1; CN110274078A; DE102019104645B4; JP2019161008A; CN110274078B

Description

この明細書による開示は、磁気回路を備えた磁気装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、磁気回路を備えた磁気装置の一種である電磁弁が開示されている。特許文献１の磁気回路は、ステータコア、プレート及びヨーク等の複数の部材によって形成されている。加えて、ステータコアの雄ねじ部には、ナットの雌ねじ部が螺合している。

特開２０１６－３５３０２号公報

特許文献１に開示のように、ステータコアの雄ねじ部にナットの雌ねじ部を螺合させる構成では、例えばナットとプレートとの摺動部分に凝着が生じ得る。その結果、例えば一定の締結を行ったとしても、プレートをヨークへ向けて押し付けるナットの軸力には、ばらつきが生じる。こうした軸力のばらつきによれば、プレートとヨークとの接触状態が不安定となり、磁気回路の磁気抵抗にもばらつきが生じ得た。

本開示は、磁気回路を形成する二つの部材間に生じる軸力の安定化が可能な磁気装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部（７５ａ）を有する第一磁性部材（７５）と、磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部に螺合する第二ねじ部（９０ａ）を有する第二磁性部材（９０）と、磁気回路の一部を形成し、第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、第二磁性部材は、第二ねじ部の第一ねじ部への螺合に伴う軸力を座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、軸力面部の外表面には、座面部とは異なる材料により形成された非凝着層（９３）が設けられている磁気装置とされる。

また開示された一つの態様は、複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部（７５ａ）を有する第一磁性部材（７５）と、磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部に螺合する第二ねじ部（９０ａ）を有する第二磁性部材（９０）と、磁気回路の一部を形成し、第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、第二磁性部材は、第二ねじ部の第一ねじ部への螺合に伴う軸力を座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、座面部の外表面には、軸力面部とは異なる材料により形成された非凝着層（３９３）が設けられている磁気装置とされる。

これらの態様では、座面部に軸力を作用させる軸力面部の外表面に、座面部とは異なる材料の非凝着層が設けられるか、又は軸力面部から軸力を受ける座面部の外表面に、軸力面部とは異なる材料の非凝着層が設けられる。故に、第二ねじ部を第一ねじ部に螺合させる工程において、軸力面部及び座面部の間に生じる凝着力が低減され得る。以上によれば、第二磁性部材から第三磁性部材に作用する軸力の安定化が可能となる。

また開示された一つの態様は、複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、磁気回路の一部を形成し、第一嵌合部（２７５ａ）を有する第一磁性部材（２７５）と、磁気回路の一部を形成し、第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部（２９０ａ）を有する第二磁性部材（２９０）と、磁気回路の一部を形成し、第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備第二磁性部材は、第二嵌合部の第一嵌合部への嵌合に伴う軸力を座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、第一嵌合部の外表面には、第二嵌合部とは異なる材料により形成された非凝着層（４９３）が設けられている磁気装置とされる。

これらの態様では、第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部の外表面に、第一嵌合部とは異なる材料の非凝着層が設けられるか、第一嵌合部の外表面に、第二嵌合部とは異なる材料の非凝着層が設けられる。故に、第二嵌合部と第一嵌合部とを嵌合させる工程において、これらの間に生じる凝着力が低減され得る。以上によれば、嵌合に伴い軸力面部が座面部に作用させる軸力、即ち、第二磁性部材から第三磁性部材に作用する軸力は、安定化可能となる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第一実施形態による減圧弁が適用される燃料供給システムの全体構成を示す図である。減圧弁の構成を示す縦断面図である。樹脂層を有するナットの縦断面図である。樹脂層を形成する浸漬工程の様子を模式的に示す図である。軸力面部及び座面部の摺動部分の微視的な様子を模式的に示す図であって、樹脂層による直接接触点の発生抑制作用を示す図である。アクリル樹脂を用いて樹脂層を形成した場合の軸力安定化効果を示す図である。樹脂層の層厚と吸引力の低下率との相関を示す図である。第二実施形態による減圧弁の構成を示す縦断面図である。第三実施形態による調量弁の構成を示す縦断面図である。第四実施形態による減圧弁の構成を示す縦断面図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
本開示の第一実施形態による減圧弁１００は、図１に示す燃料供給システム１に用いられる。燃料供給システム１は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関に、燃料タンク４に貯留された軽油等の燃料を供給する。燃料供給システム１は、フィードポンプ１１、サプライポンプ１３、コモンレール２０、複数のインジェクタ１７及び機関制御装置１９を、減圧弁１００と共に備えている。

フィードポンプ１１は、通電により作動し、燃料タンク４に貯留された燃料を吸入する例えばトロコイド式の電動ポンプである。フィードポンプ１１は、吸入した燃料を所定の低圧値（例えば０．４ＭＰａ程度）にまで加圧し、サプライポンプ１３へ向けて吐出する。フィードポンプ１１と燃料タンク４とを繋ぐ燃料配管には、燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ１２が設けられている。

サプライポンプ１３は、例えばプランジャ式のポンプである。サプライポンプ１３は、エンジンの出力軸によって駆動される。サプライポンプ１３は、フィードポンプ１１により供給された燃料をさらに昇圧し、高圧燃料としてコモンレール２０に供給する。サプライポンプ１３からコモンレール２０に供給される高圧燃料量は、機関制御装置１９から調量弁１３ａに入力される制御信号によって調整される。

コモンレール２０は、金属材料によって長細い筒状に形成されている。コモンレール２０には、サプライポンプ１３から供給された高圧の燃料を蓄えるレール室２１（図２参照）が形成されている。コモンレール２０には、レール室２１の圧力を計測する圧力センサ１４と、レール室２１の圧力を調整する減圧弁１００とが設けられている。コモンレール２０には、高圧燃料配管１５、高圧分配配管１５ａ及びリリーフ配管１６が接続されている。高圧燃料配管１５は、サプライポンプ１３によって昇圧された高圧燃料を、コモンレール２０に供給する。各高圧分配配管１５ａは、それぞれインジェクタ１７と接続されており、レール室２１に蓄えられた高圧燃料を、各インジェクタ１７に供給する。リリーフ配管１６は、リターン配管１８と接続されており、レール室２１から排出された燃料（以下「リーク燃料」）を燃料タンク４に還流させる。

インジェクタ１７は、内燃機関の各気筒に一つずつ設けられている。インジェクタ１７には、コモンレール２０から高圧燃料が供給される。インジェクタ１７は、機関制御装置１９から入力される制御信号に基づき、各気筒に適切な量の燃料を最適なタイミングで、噴孔１７ａから噴射する。

機関制御装置１９は、マイクロコンピュータ又はマイクロコントローラを主体に構成されている。機関制御装置１９は、サプライポンプ１３、インジェクタ１７及び減圧弁１００等と電気的に接続されている。機関制御装置１９には、圧力センサ１４、クランクセンサ１９ａ、スロットルセンサ１９ｂ及び水温センサ１９ｃ等が電気的に接続されている。機関制御装置１９は、各センサ１４，１９ａ～１９ｃ等の検出情報に基づき、サプライポンプ１３、インジェクタ１７及び減圧弁１００等の作動を制御する。

次に、コモンレール２０及び減圧弁１００の構成の詳細を、図２に基づき、図１を参照しつつ説明する。

コモンレール２０は、例えば内燃機関の本体構造系に取り付けられている。コモンレール２０には、レール室２１に加えて、弁収容室２２、レール排出路２４、レールねじ部２５及びシール突部２６等が形成されている。

弁収容室２２は、コモンレール２０の軸方向における一方の端部に形成されている。弁収容室２２は、コモンレール２０の内部に形成された空間であって、レール室２１と連続した円柱状の空間である。コモンレール２０において弁収容室２２を区画する部分の内径は、レール室２１を区画する部分の内径よりも大きくされている。弁収容室２２は、減圧弁１００の少なくとも一部を収容している。弁収容室２２のうちで、コモンレール２０及び減圧弁１００によって区画される一部の空間は、リーク燃料が排出される排出室２３となる。

レール排出路２４は、コモンレール２０の円筒壁を径方向に貫通している。レール排出路２４は、排出室２３と連続しており、燃料タンク４に繋がるリリーフ配管１６に連通している。レール排出路２４は、排出室２３に排出されたリーク燃料をリリーフ配管１６に流出させる。

レールねじ部２５は、弁収容室２２を区画するコモンレール２０の円筒壁のうちで、コモンレール２０の端面と連続する区間に形成されている。レールねじ部２５は、減圧弁１００に設けられた弁体ねじ部５２（後述する）に螺合することで、減圧弁１００を保持可能である。

シール突部２６は、レール室２１と弁収容室２２とを連続させる内周壁の段差部分に形成されている。シール突部２６は、コモンレール２０の軸方向に沿って、段差部分から減圧弁１００へ向かって円環状に突出している。シール突部２６は、弁収容室２２に挿入された減圧弁１００の挿入方向の先端面に押し当てられる。シール突部２６は、減圧弁１００の先端面に密着することにより、高圧のレール室２１と低圧の排出室２３との間を実質的に液密に区画している。

減圧弁１００は、磁気回路７０ａを備えた磁気装置である。減圧弁１００は、機関制御装置１９から入力される制御信号（励磁電流）に基づき、レール室２１から燃料タンク４へ向けて排出されるリーク燃料量を調整する。詳記すると、機関制御装置１９は、レール室２１の燃料圧力に対応した圧力信号を、検出情報の一つとして圧力センサ１４から取得する。機関制御装置１９は、圧力信号に基づくレール室２１の燃料圧力が目標圧力値よりも高い場合に、減圧弁１００を開弁させる又は開弁時間を長くする等の制御を行い、レール室２１を減圧する。

減圧弁１００は、弁ボディ３０及び電磁アクチュエータ７０等によって構成されている。弁ボディ３０は、流路形成部材４０及び嵌合部材５０等を組み合わせてなる。流路形成部材４０及び嵌合部材５０は、共に金属材料により全体として円柱状に形成されている。流路形成部材４０及び嵌合部材５０は、コモンレール２０と同軸上且つ互いに軸方向に並ぶ配置にて、弁収容室２２に挿入され、コモンレール２０に保持されている。弁ボディ３０には、高圧室３１、連通路３２、低圧室３５、ボディ排出路３６、弁座面４１、ロッド挿通孔５１及び弁体ねじ部５２等が形成されている。

高圧室３１及び連通路３２は、流路形成部材４０を軸方向に貫通する一つの貫通孔によって形成されている。高圧室３１は、連通路３２よりもレール室２１側に位置している。レール室２１に臨む流路形成部材４０の先端面中央には、真円状の流入開口３３が形成されている。流入開口３３を通じた高圧燃料の供給により、高圧室３１の燃料圧力は、レール室２１と実質同一に維持される。連通路３２には、弁フィルタ３８が収容されている。

弁フィルタ３８は、例えばステンレス系の金属の薄板をプレス加工することで形成されている。弁フィルタ３８は、高圧室３１を区画する流路形成部材４０の内周壁に嵌合している。弁フィルタ３８には、複数の貫通孔が形成されている。弁フィルタ３８は、高圧室３１から低圧室３５へと流れる高圧燃料の異物を捕捉する。

連通路３２は、高圧室３１と低圧室３５とを連通させている。連通路３２には、高圧室３１から低圧室３５への燃料の流出流量を制限する絞り部３２ａが形成されている。流路形成部材４０において嵌合部材５０と対向する基端面の中心には、低圧室３５に臨む真円状の流出開口３４が形成されている。

低圧室３５は、流路形成部材４０及び嵌合部材５０によって区画された円盤状の空間である。低圧室３５には、絞り部３２ａの通過によって圧力の低下した燃料が、流出開口３４を通じて供給される。

ボディ排出路３６は、流路形成部材４０にて高圧室３１の外周側に設けられた複数の貫通孔によって形成されている。ボディ排出路３６は、低圧室３５と排出室２３とを連通させており、低圧室３５に排出されたリーク燃料を排出室２３に流通させている。

弁座面４１は、嵌合部材５０と軸方向にて対向する流路形成部材４０の基端面の中央に設けられている。弁座面４１は、基端面に開口する流出開口３４の周囲を円環状に囲む形状である。弁座面４１は、流路形成部材４０の軸方向に対して実質直交する平滑な平面状に形成されている。

ロッド挿通孔５１は、嵌合部材５０と同軸の円筒孔であり、嵌合部材５０を軸方向に貫通する貫通孔によって形成されている。弁体ねじ部５２は、嵌合部材５０の外周壁に、レールねじ部２５と螺合するよう形成されている。弁体ねじ部５２のレールねじ部２５への嵌合により、減圧弁１００は、流路形成部材４０の先端面をシール突部２６に押し付けた状態でコモンレール２０に保持される。

電磁アクチュエータ７０は、電磁力によって可動弁体８２を駆動し、着座面８４ａを弁座面４１に離着座させる作動により、高圧室３１から低圧室３５へ流れるリーク燃料の流量を制御する。電磁アクチュエータ７０は、磁束発生部７１、ステータ７４、スプリング８０、アーマチャ８１、可動弁体８２、ステータハウジング８５、コネクタ８７、ナット９０等によって構成されている。以下の説明では、着座面８４ａが弁座面４１から離れる方向を開弁方向とし、着座面８４ａが弁座面４１に近づく方向を閉弁方向とする。

磁束発生部７１は、円筒状に形成されており、ステータ７４の外周側に位置している。磁束発生部７１は、樹脂ボビン７３に金属線材を巻回した構成であるコイル７２を有している。コイル７２は、磁気回路７０ａを構成する複数の部材、具体的には、後述のステータコア７５、アーマチャ８１、プレート７６、ステータハウジング８５及びナット９０によって内外周を囲まれている。コイル７２は、機関制御装置１９による通電により、周囲の磁気回路７０ａに磁束を発生させる。

ステータ７４は、ステータコア７５、プレート７６、カラー７７及びストッパ７８等によって構成されている。ステータ７４の各構成は、ステータハウジング８５に収容され、嵌合部材５０の同軸上に保持されている。

ステータコア７５は、磁気特性の高い金属、例えば純鉄及び電磁ステンレス鋼等の金属磁性材により、有底円筒状に形成されている。ステータコア７５は、磁気回路７０ａの一部を形成している。ステータコア７５は、嵌合部材５０側へ開口部を向けた姿勢で、プレート７６及びカラー７７等を介して、嵌合部材５０に間接的に保持されている。ステータコア７５は、雄ねじ部７５ａを有している。雄ねじ部７５ａは、ステータコア７５の外周側面のうちで、底壁部の周囲を囲む領域に形成されている。

プレート７６は、純鉄及び電磁ステンレス鋼等の金属磁性材により、貫通円筒状に形成されている。プレート７６は、磁気回路７０ａの一部を液性している。カラー７７は、金属非磁性材により貫通円筒状に形成されている。カラー７７は、ステータコア７５及びプレート７６に接合されている。カラー７７は、ステータコア７５及びプレート７６間での磁束の短絡を規制する。

ストッパ７８は、金属材によって円柱ロッド状に形成され、ステータコア７５に嵌入されている。ストッパ７８には、スプリング８０の一端を着座させる円環状のシム７９が外嵌されている。ストッパ７８の端面には、開弁方向への可動弁体８２の移動を規制するストッパ面７８ａが形成されている。

スプリング８０は、金属製の線材により形成された圧縮コイルばねである。スプリング８０は、ステータコア７５及びストッパ７８の間に区画された円筒状の収容室７４ａに収容されている。スプリング８０は、可動弁体８２及びシム７９の間にて軸方向に圧縮された状態であり、閉弁方向の復元力を可動弁体８２に作用させている。

アーマチャ８１は、純鉄及び電磁ステンレス鋼等の金属磁性材により、貫通円筒状に形成されている。アーマチャ８１は、磁気回路７０ａの一部を形成している。アーマチャ８１には、可動弁体８２の一端が嵌入されている。アーマチャ８１は、プレート７６及びカラー７７の内周側且つ同軸上に配置され、可動弁体８２と一体で軸方向に往復移動可能である。アーマチャ８１は、ステータコア７５と軸方向に対向しおり、ステータコア７５との間に軸方向ギャップを形成している。軸方向ギャップの軸方向幅は、アーマチャ８１及び可動弁体８２の開弁方向への一体変位によって縮小する。

可動弁体８２は、プッシュロッド８３及びボール弁体８４等を組み合わせてなる。プッシュロッド８３及びボール弁体８４は、共に金属材によって形成されている。プッシュロッド８３は、円柱ロッド状に形成されている。プッシュロッド８３の両端部には、接触端面８３ａ及び弁体保持部８３ｂが設けられている。接触端面８３ａは、ストッパ面７８ａと対向配置され、プッシュロッド８３の開弁方向への移動によってストッパ面７８ａに当接する。弁体保持部８３ｂは、弁座面４１と対向する端面に設けられた凹部である。弁体保持部８３ｂは、ボール弁体８４を収容している。

ボール弁体８４は、部分球状に形成されている。ボール弁体８４において弁座面４１と対向する部分には、着座面８４ａが平滑な平面状に形成されている。ボール弁体８４は、弁座面４１に対し着座面８４ａが実質平行となる姿勢で、プッシュロッド８３の弁体保持部８３ｂに保持されている。

可動弁体８２は、弁ボディ３０に対する軸方向への相対変位により、着座面８４ａを弁座面４１に離着座させる。可動弁体８２は、弁座面４１に着座させた着座面８４ａにより、連通路３２の流出開口３４を塞き、高圧室３１及び低圧室３５間の連通路３２による連通を遮断する。

ステータハウジング８５は、一例として金属磁性材である電磁ステンレス鋼により、有底円筒状に形成されている。ステータハウジング８５は、磁気回路７０ａの一部を形成している。ステータハウジング８５は、磁束発生部７１を外周側から覆っており、磁束発生部７１及びコネクタ８７を保持している。ステータハウジング８５には、座面部８５ａが設けられている。座面部８５ａは、ステータハウジング８５の開口部を囲む部分円環状の端面に形成されている。座面部８５ａは、ナット９０との接触状態を維持しており、閉弁方向へ向かう軸力をナット９０から受ける。

コネクタ８７は、樹脂ボディ８８に金属ターミナル８９を埋設した状態に設けられている。樹脂ボディ８８は、樹脂ボビン７３に装着され、磁束発生部７１の外周側に張り出した形状である。金属ターミナル８９は、樹脂ボディ８８に組み付けられるワイヤハーネス介して、コイル７２の金属線材と機関制御装置１９との間を通電可能に接続し、機関制御装置１９から入力される制御信号を磁束発生部７１に供給する。コネクタ８７は、磁束発生部７１及びステータハウジング８５等と一体的な構成とされている。この一体構成は、ステータ７４に対する回転を規制された状態で、嵌合部材５０及びナット９０間で挟持されている。

図２及び図３に示すナット９０は、ステータハウジング８５と実質同一の金属磁性材である電磁ステンレス鋼により、貫通円環状に形成されている。ナット９０は、磁気回路７０ａの一部を形成している。ナット９０は、ステータコア７５に組み付けられ、ステータコア７５及びステータハウジング８５等と共に磁気回路７０ａのヨークとして機能する。ナット９０には、螺合孔９２、雌ねじ部９０ａ、軸力面部９１及び樹脂層９３が設けられている。

螺合孔９２は、ナット９０を軸方向に貫通する貫通孔である。雌ねじ部９０ａは、螺合孔９２を形成するナット９０の内周面に設けられている。雌ねじ部９０ａは、ステータコア７５の雄ねじ部７５ａと螺合可能である。雌ねじ部９０ａの雄ねじ部７５ａへの螺合により、ステータコア７５の底壁部が螺合孔９２に嵌め込まれる。

軸力面部９１は、嵌合部材５０側を向くナット９０の底面に形成された円環状の平面である。軸力面部９１は、ステータコア７５へのナット９０の組み付けにより、座面部８５ａと接触する。軸力面部９１は、雌ねじ部９０ａ及び雄ねじ部７５ａの螺合に伴う閉弁方向の軸力を、座面部８５ａに作用させる。軸力面部９１から座面部８５ａに作用する軸力により、ナット９０及びステータハウジング８５は、互いに密着した状態となる。

樹脂層９３は、軸力面部９１及び雌ねじ部９０ａの外表面に少なくとも設けられている。第一実施形態の樹脂層９３は、アルキド樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂等の樹脂材料によって形成された薄膜状の被覆層である。樹脂層９３は、ナット９０の母材となる電磁ステンレス鋼の全体を被覆しており、ナット９０の外表面の全体に設けられている。樹脂層９３は、ステータハウジング８５とは異なる材料によって形成されている。樹脂層９３は、非磁性であってよい。軸力面部９１及び雌ねじ部９０ａの各外表面を形成する部分において、樹脂層９３の厚さは、２０マイクロメートル（μｍ）以下とされている。

樹脂層９３は、図４に示すように、上述した樹脂のコーティング用の溶剤ＳＶ中に、ナット９０を浸漬させる浸漬工程によって形成される。詳記すると、溶剤ＳＶは、浸漬のための容器Ｃｏに貯留されている。浸漬工程では、まず多数のナット９０が、各螺合孔９２に挿通された円柱状の支持棒ＳＲによって支持された状態とされる。支持棒ＳＲに支持された多数のナット９０は、互いに間隔を開けた状態で、支持棒ＳＲと共に容器中に配置される。各ナット９０は、所定時間、溶剤ＳＶに浸された状態とされる。そして、溶剤ＳＶからナット９０を引き上げたうえで、ナット９０の表面に付着した樹脂材の硬化処理が行われる。以上により、図２及び図３に示すような樹脂層９３によって被覆されたナット９０が製造される。

次に、減圧弁１００を組み立てる各工程のうちで、電磁アクチュエータ７０の組み立てに関連した一部を、以下説明する。

コネクタ８７、磁束発生部７１及びステータハウジング８５からなる一体構成は、ステータ７４に外嵌される。このとき、ステータ７４と磁束発生部７１との間には、僅かな径方向の隙間が確保されている。故に、コネクタ８７を含む一体構成は、ステータ７４に対し相対回転可能となる。この段階にて、弁ボディ３０に対するコネクタ８７の向きが調整される。

コネクタ８７の向きが調整された後、ナット９０がステータコア７５に組み付けられる。ナット９０をステータコア７５に締め付けて、雄ねじ部７５ａ及び雌ねじ部９０ａを螺合させる工程（以下、「締付工程」）により、軸力面部９１から座面部８５ａには、閉弁方向の軸力が作用する。こうした軸力により、ステータコア７５に対するコネクタ８７の相対回転が規制される。

以上のナット９０の締付工程にて、樹脂層９３の無い形態（以下、「比較例」）では、図５に示すように、微視的な直接接触点ＤＣＰが、軸力面部９１と座面部８５ａとの間に多数発生する。特に、軸力面部９１及び座面部８５ａが同一材料で形成されている場合では、直接接触点ＤＣＰにて生じる凝着結合の力が大きくなる。締付工程では、直接接触点ＤＣＰでの凝着結合を剪断するように、軸力面部９１が座面部８５ａに対して相対変位する。その結果、散在する各直接接触点ＤＣＰにて、ナット９０及びステータハウジング８５の各母材が引きちぎられるようになり、凝着摩耗が発生する。こうしたかしり（かじり）の発生に起因し、軸力面部９１及び座面部８５ａの荒れに伴う締付トルクの増大及び軸力の低下が発生し得る。加えて、ナット９０からステータハウジング８５に作用する軸力も、個体毎にばらつき易くなる（図６参照）。

そのため第一実施形態では、軸力面部９１の外表面に、座面部８５ａとは異なる材料よりなる樹脂層９３が設けられている。故に締付工程にて、ナット９０及びステータハウジング８５の間には、異種材である樹脂層９３が介在する。その結果、比較例に示すような直接接触点ＤＣＰは、発生し難くなる。以上によれば、軸力面部９１と座面部８５ａとの間に生じる凝着力は、低減され得る。そのため、図６に示すように、ナット９０からステータハウジング８５に作用する軸力は、ナット９０の締結角度の増加に従い、概ね一定の上昇を示す。したがって、ナット９０からステータハウジング８５に作用する軸力の安定化が可能となる。

そして、軸力の安定化によれば、軸力面部９１と座面部８５ａとの接触状態のばらつきが低減可能となる。以上によれば、励磁された磁気回路７０ａに現出する磁束密度の個体差、ひいては、制御信号に対する開閉弁作動の個体差が低減可能となる。

加えて第一実施形態の樹脂層９３は、軸力面部９１の外表面だけでなく、雌ねじ部９０ａの外表面にも設けられている。故に、雄ねじ部７５ａと雌ねじ部９０ａと間にも、これらとは異種材となる樹脂層９３が介在する。以上によれば、雄ねじ部７５ａ及び軸力面部９１の間にて生じる凝着力も、低減され得る。したがって、ナット９０からステータハウジング８５に作用する軸力は、いっそう安定化可能となる。

また第一実施形態では、ナット９０の外表面全体が樹脂層９３によって被覆されている。こうした形態であれば、母材からの剥離の起点となるような縁部が、樹脂層９３に存在しなくなる。そのため、軸力面部９１が樹脂層９３によって被覆された状態で、上述の締付工程が実施される。以上によれば、樹脂層９３による軸力安定化の効果は、高い確実性をもって発揮されるようになる。

さらに第一実施形態における樹脂層９３の厚さは、２０μｍ以下とされている。樹脂層９３の厚さの制限によれば、図７に示すように、樹脂層９３の介在に起因するアーマチャ８１の吸引力低下は、限定的となる。加えて、２０μｍ以下の範囲では、それ以上の範囲と比較して、層厚の変化に対する吸引力低下率の変動が小さい。故に、樹脂層９３を２０μｍ以下とすれば、層厚のばらつきに起因した開閉弁作動の個体差が低減可能となる。

また第一実施形態では、コネクタ８７を含む一体構成の回転が、軸力面部９１の軸力によって規制される。こうした構成であれば、コネクタ８７の向きに自由度を持たせつつ、組付け性の向上によって実質一定の軸力が確保可能となる。

そして、第一実施形態のようにナット９０及びステータハウジング８５が共に低硬度の電磁ステンレス鋼によって形成された場合にて、樹脂層９３の形成による軸力安定化の効果は、特に顕著に発揮される。加えて、ナット９０の母材である電磁ステンレス鋼に対し、樹脂層９３は剥離し難い。故に、非凝着層として設けられる樹脂層９３は、二つの部材間に介在して、凝着摩耗の発生を効果的に低減できる。

尚、第一実施形態では、機関制御装置１９が「制御装置」に相当し、ステータコア７５が「第一磁性部材」に相当し、雄ねじ部７５ａが「第一ねじ部」に相当し、ステータハウジング８５が「第三磁性部材」に相当する。また、コネクタ８７が「コネクタ部」に相当し、ナット９０が「第二磁性部材」に相当し、雌ねじ部９０ａが「第二ねじ部」に相当し、樹脂層９３が「非凝着層」に相当し、減圧弁１００が「磁気装置」に相当する。

（第二実施形態）
図８に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の減圧弁２００には、第一実施形態のステータコア７５（図２参照）及びナット９０（図３参照）に相当する構成として、ステータコア２７５及び圧入リング２９０が設けられている。ステータコア２７５は、磁性金属材である純鉄により、第一実施形態と同様の有底円筒状に形成されている。ステータコア２７５からは、第一実施形態の雄ねじ部７５ａ（図２参照）に相当する構成が省略されている。ステータコア２７５は、雄ねじ部７５ａに相当する構成として、嵌合軸部２７５ａを有している。嵌合軸部２７５ａは、ステータコア２７５の外周側面のうちで、底壁部の周囲を囲む領域に、円筒面状に形成されている。

圧入リング２９０は、ステータコア２７５と実質同一の磁性金属材である純鉄により、貫通円環状に形成されている。圧入リング２９０は、ステータコア２７５の嵌合軸部２７５ａに圧入され、ステータコア２７５及びステータハウジング８５等と共に磁気回路７０ａのヨークとして機能する。圧入リング２９０には、第一実施形態と実質同一の軸力面部９１に加えて、圧入孔２９２、圧入面部２９０ａ及びメッキ層２９３が設けられている。

圧入孔２９２は、圧入リング２９０を軸方向に貫通する貫通孔である。圧入面部２９０ａは、圧入孔２９２を形成する圧入リング２９０の内周面に設けられている。圧入面部２９０ａは、ステータコア２７５の嵌合軸部２７５ａと嵌合可能である。圧入面部２９０ａへの嵌合軸部２７５ａの圧入により、圧入リング２９０は、ステータコア２７５に固定される。軸力面部９１は、圧入面部２９０ａ及び嵌合軸部２７５ａの嵌合に伴う軸力を、ステータハウジング８５の座面部８５ａに作用させる。

メッキ層２９３は、第一実施形態の樹脂層９３（図３参照）に相当する非凝着層であり、例えばニッケル及びリンを含有する薄膜状の金属層である。メッキ層２９３は、圧入リング２９０の母材となる純鉄の全体を被覆しており、圧入リング２９０の外表面の全体に設けられている。そのため、軸力面部９１及び圧入面部２９０ａの各外表面にも、メッキ層２９３が設けられている。メッキ層２９３は、ステータコア２７５とは異なる材料により、２０μｍ以下の厚さに形成されている。

以上の第二実施形態では、圧入リング２９０の圧入工程にて、圧入リング２９０及びステータコア２７５の間には、異種材であるメッキ層２９３が介在する。故に、圧入面部２９０ａ及び嵌合軸部２７５ａの間において、直接接触点ＤＣＰ（図５参照）は、発生し難くなる。以上によれば、圧入面部２９０ａと嵌合軸部２７５ａとの間に生じる凝着力は、低減され得る。そのため、所定の圧入条件にて圧入リング２９０をステータコア２７５に嵌合させた場合に、圧入リング２９０からステータハウジング８５に作用する軸力の安定化が可能となる。

加えて第二実施形態のように、圧入リング２９０の母材である純鉄に対し、メッキ層２９３は剥離し難い。故に、非凝着層として設けられるメッキ層２９３は、圧入リング２９０及びステータコア２７５間に介在して、凝着摩耗の発生を効果的に低減できる。尚、第二実施形態では、ステータコア２７５が「第一磁性部材」に相当し、嵌合軸部２７５ａが「第一嵌合部」に相当し、圧入リング２９０が「第二磁性部材」に相当し、圧入面部２９０ａが「第二嵌合部」に相当する。さらに、メッキ層２９３が「非凝着層」に相当し、減圧弁２００が「磁気装置」に相当する。

（第三実施形態）
図９に示す本開示の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態では、サプライポンプ１３に設けられた調量弁３００（図１も参照）が、磁気回路７０ａを備える磁気装置である。調量弁３００は、機関制御装置１９から入力される制御信号に基づき、サプライポンプ１３のプランジャ室１３ｂからコモンレール２０（図１参照）へ向けて圧送される高圧燃料量を調整する。

調量弁３００は、第一実施形態と同様に弁ボディ３３０及び電磁アクチュエータ３７０等によって構成されている。調量弁３００は、電磁アクチュエータ３７０による可動弁体８２の往復駆動により、供給通路１３ｃ及びプランジャ室１３ｂ間を連通させた連通（開弁）状態と、供給通路１３ｃ及びプランジャ室１３ｂ間の連通を遮断した遮断（閉弁）状態とを切り替える。

電磁アクチュエータ３７０は、第一実施形態と同様に、磁束発生部７１、ステータ７４、スプリング８０、アーマチャ８１、可動弁体８２、ステータハウジング８５、コネクタ８７、及びナット９０等によって構成されている。第三実施形態では、ナット９０に替えて、ステータハウジング８５に、樹脂層３９３が形成されている。樹脂層３９３は、第一実施形態と同様に、ナット９０とは異なる樹脂材により、ステータハウジング８５の外表面全体に設けられている。そのため座面部８５ａは、外表面に形成された樹脂層３９３によって被覆されている。

ここまで説明した第三実施形態では、ステータハウジング８５の座面部８５ａの外表面に樹脂層３９３が設けられている。故に、ステータコア７５の雄ねじ部７５ａにナット９０の雌ねじ部９０ａを組み付ける締付工程にて、ナット９０及びステータハウジング８５の間には、樹脂層３９３が介在する。その結果、軸力面部９１と座面部８５ａとの間に生じる凝着力は、第一実施形態と同様に低減され得る。したがって、第三実施形態でも、ナット９０からステータハウジング８５に作用する軸力の安定化が可能となる。尚、第三実施形態では、樹脂層３９３が「非凝着層」に相当し、調量弁３００が「磁気装置」に相当する。

（第四実施形態）
図１０に示す本開示の第四実施形態は、第二実施形態の変形例である。第四実施形態による減圧弁４００において、メッキ層４９３は、磁気回路７０ａを構成する複数の部材のうちで、圧入リング２９０に替えて、ステータコア２７５に形成されている。メッキ層４９３は、ステータコア２７５の外表面全体のうちで、嵌合軸部２７５ａを含む一部分のみに形成されている。

以上の第四実施形態でも、圧入リング２９０の圧入工程にて、圧入面部２９０ａ及び嵌合軸部２７５ａの間には、メッキ層４９３が介在する。故に、圧入面部２９０ａと嵌合軸部２７５ａとの間に生じる凝着力は、低減され得る。以上によれば、第二実施形態と同様の効果を奏し、軸力面部９１及び座面部８５ａ間において、圧入リング２９０からステータハウジング８５に作用する軸力の安定化が可能となる。尚、第四実施形態では、メッキ層４９３が「非凝着層」に相当し、減圧弁４００が「磁気装置」に相当する。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記第一，第三実施形態の樹脂層は、ステータコア及びナットのうちの一方のみに設けられていた。同様に、上記第二，第四実施形態のメッキ層は、ステータコア及び圧入リングのうちの一方のみに設けられていた。しかし、ステータコア及びナットの両方、又はステータコア及び圧入リングの両方に、非凝着層となるコーティング層が設けられていてもよい。

上記第一，第三実施形態の樹脂層は、軸力面部だけでなく雌ねじ部にも形成されていた。しかし、非凝着層の形成範囲は、適宜変更可能であり、例えば軸力面部に限定されていてもよい。さらに、軸力面部及び雌ねじ部がそれぞれ異なる非凝着層によって被覆されていてもよい。

非凝着層の材料は、ステータコア及びステータハウジング等の材料と異なっていれば、適宜変更されてよい。加えて、非凝着層の材料と、ナット及び圧入リング等の母材材料との組み合わせも、適宜変更可能である。さらに、非凝着層の層厚は、その形成材料に応じて適宜変更されてよい。

非凝着層は、組み立て時に生じる接触箇所の摺動により、部分的に剥離してもよい。即ち、分解された電磁アクチュエータにおいて、非凝着層は、組み立て前の状態を維持していなくてもよく、軸力面部、圧入面部及び雌ねじ部等の各外表面から剥離した状態であってもよい。

以上のような非凝着層であれば、接触箇所に軸力安定剤を塗布するよりも、一定の層厚の異種材を部材間に介在させることができる。以上によれば、磁気回路における磁束密度の個体差が低減可能になる。さらに、非凝着層は、シート材よりも薄く形成され得る。故に、吸引力の低下が抑制可能となる。

上記実施形態では、減圧弁及び調量弁の磁気回路を形成する部材に、非凝着層を設けた構成を説明した。しかし、磁気装置は、減圧弁及び調量弁に限定されない。例えば、燃料供給システムのうちで、インジェクタを磁気装置として、インジェクタの磁気回路を形成する部材の一つに非凝着層が形成されていてもよい。さらに、非凝着層は、種々の磁気装置において、磁気回路を構成する部材の軸力面部等に適宜形成可能である。

１９機関制御装置（制御装置）、７０ａ磁気回路、７１磁束発生部、７５，２７５ステータコア（第一磁性部材）、７５ａ雄ねじ部（第一ねじ部）、２７５ａ嵌合軸部（第一嵌合部）、８５ステータハウジング（第三磁性部材）、８５ａ座面部、８７コネクタ（コネクタ部）、９０ナット（第二磁性部材）、９０ａ雌ねじ部（第二ねじ部）、２９０圧入リング（第二磁性部材）、２９０ａ圧入面部（第二嵌合部）、９１軸力面部、９３，３９３樹脂層（非凝着層）、２９３，４９３メッキ層（非凝着層）、１００，２００，４００減圧弁（磁気装置）、３００調量弁（磁気装置）

Claims

複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、
前記磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部（７５ａ）を有する第一磁性部材（７５）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第一ねじ部に螺合する第二ねじ部（９０ａ）を有する第二磁性部材（９０）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、
前記第二磁性部材は、前記第二ねじ部の前記第一ねじ部への螺合に伴う軸力を前記座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、
前記軸力面部の外表面には、前記座面部とは異なる材料により形成された非凝着層（９３）が設けられている磁気装置。
前記非凝着層は、前記軸力面部及び前記第二ねじ部の各外表面に設けられている請求項１に記載の磁気装置。
複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、
前記磁気回路の一部を形成し、第一ねじ部（７５ａ）を有する第一磁性部材（７５）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第一ねじ部に螺合する第二ねじ部（９０ａ）を有する第二磁性部材（９０）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、
前記第二磁性部材は、前記第二ねじ部の前記第一ねじ部への螺合に伴う軸力を前記座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、
前記座面部の外表面には、前記軸力面部とは異なる材料により形成された非凝着層（３９３）が設けられている磁気装置。
複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、
前記磁気回路の一部を形成し、第一嵌合部（２７５ａ）を有する第一磁性部材（２７５）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部（２９０ａ）を有する第二磁性部材（２９０）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、
前記第二磁性部材は、前記第二嵌合部の前記第一嵌合部への嵌合に伴う軸力を前記座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、
前記第二嵌合部の外表面には、前記第一嵌合部とは異なる材料により形成された非凝着層（２９３）が設けられている磁気装置。
前記非凝着層は、前記第二磁性部材の外表面の全体に設けられている請求項１，２，４のいずれか一項に記載の磁気装置。
複数の部材よりなる磁気回路（７０ａ）が設けられた磁気装置であって、
前記磁気回路の一部を形成し、第一嵌合部（２７５ａ）を有する第一磁性部材（２７５）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第一嵌合部に嵌合する第二嵌合部（２９０ａ）を有する第二磁性部材（２９０）と、
前記磁気回路の一部を形成し、前記第二磁性部材と接触する座面部（８５ａ）を有する第三磁性部材（８５）と、を備え、
前記第二磁性部材は、前記第二嵌合部の前記第一嵌合部への嵌合に伴う軸力を前記座面部に作用させる軸力面部（９１）、をさらに有し、
前記第一嵌合部の外表面には、前記第二嵌合部とは異なる材料により形成された非凝着層（４９３）が設けられている磁気装置。
前記非凝着層は、樹脂材料によって形成されている請求項１～６のいずれか一項に記載の磁気装置。
前記非凝着層は、ニッケル及びリンを含有するメッキ層である請求項１～６のいずれか一項に記載の磁気装置。
前記非凝着層の厚さは、２０マイクロメートル以下である請求項１～８のいずれか一項に記載の磁気装置。
前記第一磁性部材の外周側に位置し、前記磁気回路に磁束を発生させる磁束発生部（７１）と、
前記磁束発生部と一体で前記第一磁性部材に対し相対回転可能な構成とされ、制御装置（１９）から入力される制御信号を前記磁束発生部に供給するコネクタ部（８７）と、をさらに備え、
前記コネクタ部の前記第一磁性部材に対する相対回転は、前記軸力面部が前記座面部に作用させる軸力によって規制される請求項１～９のいずれか一項に記載の磁気装置。