JPH045242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可動子と軟磁性材料から成るコアと
を有する、例えば内燃機関の燃料噴射装置に対す
る燃料噴射弁を制御するための電磁石に関する。

従来の技術および問題点 可動子が励磁されない状態においてコアに対し
て間隔をおいた位置をとり、一方電磁的な励磁状
態において可動子がコアに吸引される、電磁的に
操作可能な弁は既に提案されている。しかしこの
形式の構成は多くの用途において望ましくない。
というのは例えば外方向に開いている噴射弁に使
用される場合、上記電磁石では弁を閉成するため
に持続的に電磁石装置が励磁されなければならな
いからである。

問題点を解決するための手段および作用 これに対して特許請求の範囲第１項および第６
項の要旨に記載の特徴を有する本発明の電磁石
は、電磁石が励磁されていない状態において可動
子がコアに当接しておりかつ電磁的に励磁される
とコアから離れ、その際電磁石は小形に構成で
き、制御精度が非常に高くしかも寿命が長いとい
う利点を有する。

特許請求の範囲第６項に記載の本発明の電磁石
では磁極部分の横断面が非常に著しく低減され、
このために小形化の他に漂遊による損失の低減も
可能になる。

実施例 第１図に図示の、電磁石の第１実施例におい
て、コアは軟鉄から成る第１磁極部分１と第２磁
極部分とから構成される。これら磁極部分は、第
１永久磁石３の他方の端部においてそれぞれ、ほ
ぼ平行に延在するように当接している。第１磁極
部分１は、アングル状の第１導磁部分４を有し、
第２磁極部分２はアングル状の第２導磁部分５を
有する。第１導磁部分４および第２導磁部分５は
互いに、エアギヤツプ６を挾んで対向するように
互いに配設されて延在している。第１磁極部分１
に第１電磁コイル８が設けられており、第２磁極
部分２に第２電磁コイル９が設けられている。第
１導磁部分４および第２導磁部分５は、永久磁石
３と電磁コイル８，９との間に延在する。第１永
久磁石３とは反対の側において第１磁極部分１は
第１磁極１０になり、第２磁極部分２は第２磁極
１１になつている。軟磁性材料から成る可動子１
２は、軸線方向の運動を行なうことができるよう
に、磁極１０，１１の近傍に、支承されている。
その際磁極１０，１１は磁力線が出来るだけ可動
子１２に導かれるようになつている。即ち磁極１
０，１１は互いに向き合う傾斜部を備えておりか
つ磁極１０上に凹面１３が形成されており、また
磁極１１上に凹面１４が形成されている。両方の
凹面とも、可動子１２の凸面１５と向かい合つて
いる。

例えば第５図に図示されているように、可動子
１２は内燃機関の燃料噴射装置に対する燃料を、
内燃機関の吸入管に噴射することができる燃料噴
射弁の可動の弁体部分１７に連結することができ
る。その際可動の弁体部分１７は非磁性材料から
製造されておりかつシール部材１８を有する。シ
ール部材は非磁性材料から成る弁座基体２０にお
ける弁座１９と協働する。弁座基体２０は詳しく
図示されていない弁ハウジングに装着されてい
る。弁座１９の流れの上流の方向に弁座基体２０
に流通孔２１が設けられている。この孔を通つ
て、弁体部分（シール部材）の固定用の孔２３内
に固定されている可動子１２の短軸部材２２が部
分的に突出している。短軸部材２２は固定用の孔
２３を通つて有利には、弁体部分１７の端面２４
まで達しており、かつ弁体部分１７と個所２５に
おいて溶着されている。その際弁ストローク、即
ち相互に連結されている要素１２，１７のストロ
ークは、可動子１２と弁体部分１７とを適当に軸
線方向において対応配設することによつて所望通
り定められる。可動子１２において、凸面１５の
後側に弁座１９とシール部材１８とが離れた際に
弁座基体２０に当接する平らなストツパ面２６が
設けられている。図示されていない燃料供給源か
ら燃料噴射弁に供給される燃料は、燃料噴射弁の
内室２７から燃料チヤネル２８に達する。その際
燃料チヤネルは弁座基体に形成されておりかつ流
通孔２１につながつている。この孔において、流
通孔２１と可動の弁体部分１７の連結部材２９の
周囲との間に形成される流れの横断面３０に対し
て燃料の円対称の分配が行なわれる。

流れの横断面３０は絞りのように形成すること
ができ、これにより調量のために用いられる。可
動子１２および弁体部分１７の半径方向のセンタ
リングのために、短軸部材２２における薄いシリ
ンダ状の案内部材３１を用いることができる。こ
の部材は流通孔２１に狭いすきまをおいて突出し
ている。外方向に向つて開いている弁体部分１７
が弁座１９から離れると、可動子１２はそのスト
ツパ面２６が弁座基体２０に当接し、かつ燃料は
開放された弁座１９を介して周囲に同じ厚さの燃
料膜として環状ギヤツプ３２に入る。この環状ギ
ヤツプは球状に形成されている、シール部材１８
の表面と、流れの方向において弁座基体２０にお
ける弁座１９に続いていて、徐々に拡大していく
直径を有する燃料射出用の孔３３との間に形成さ
れる。このギヤツプ内において燃料はシール部材
の表面を外に向かつて流れかつ周囲の空気と混合
される。つまりこの空気は円錐形に形成された燃
料膜の破裂後シール部材１８のかどの尖つた端面
２４に達した際に同じく内側から燃料と混合され
る。

第１図において第１永久磁石３の磁束φ_pは成
分φ_p1およびφ_p2に分割されている。その際磁束
φ_p1は導磁部分４，５およびエアギヤツプ６を介
して案内され、一方磁束φ_p2は磁極１０，１１お
よび可動子１２、磁極部分１，２を介して案内さ
れる。従つて電磁コイル８，９に電流が流れてい
ないとき、可動子１２は磁束φ_p2を介して例えば
飽和磁束φ_2satによつて吸引されて、磁極１０，
１１と当接する。エアギヤツプ６を有する導磁部
分４，５は、第１永久磁石３が電磁石の磁束φ_iを
導きにくいという理由から必要である。電磁石の
磁束φ_iは電流ｉがそれぞれの電磁コイル８，９に
印加されることによつて生じかつその際その磁束
は可動子１２を介して永久磁石磁束φ_p2とは反対
方向に経過する。簡単化されて電磁石の磁束φ_iは
エアギヤツプ６を介してしか案内されない。永久
磁石磁束φ_pの成分に対してφ_p1＝2φ_p2＝2φ_2satと選
択すると有利である。電磁コイル８，９に電流が
流れていなければ第５図の弁の構成において可動
子１２は磁極１０，１１の方向に制御され、従つ
て弁体部分１７は弁座１９における閉成位置に保
持される。ところで電磁コイル８，９に電流ｉ
が、磁束φ_piが可動子１２を介して磁束φ_p2とは反
対の方向において流れるように印加されると、電
磁石の磁束φ_iが永久磁石の磁束φ_p2の成分とほぼ
同じになつたとき、可動子１２は磁極１０，１１
から離れる。磁極１０，１１から離れていく可動
子において同時に弁体部分１７が弁座１９から離
れかつ第５図に図示の噴射弁は開放される。電磁
石の磁束φ_iの制限は、導磁部分４，５における飽
和によつて行なうことができる。

第２図に図示の、電磁石の第２実施例において
第１図の実施例に対して同じか、同じ作用する部
分には同じ番号が付されている。第２図の実施例
は第１図の実施例とは構成上次の点で異なつてい
る。即ち第１永久磁石３が磁極１０，１１および
電磁コイル８，９の間の磁極部分１，２を結合し
ておりかつ電磁コイル８，９は磁極部分１，２に
おいて第１永久磁石３と導磁部分４，５との間に
配置されている。エアギヤツプ６を有する導磁部
分４，５はこの場合、第１永久磁石３が短絡され
ないようにするために必要とされる。第１図の実
施例の場合のように第２図の実施例においても磁
束φ_iは可動子１２を介して永久磁石の磁束φ_p2の
成分の反対方向に走行するので、電磁石の磁束φ_i
が永久磁石の磁束φ_p2より僅かである限り、可動
子は磁極１０，１１に保持され、一方φ_i＝φ_p2で
は可動子１２に対してもはや磁気力で吸引してお
くことはできずかつ可動子は磁極１０，１１から
離れる。

第３図の実施例においても、第１図および第２
図の実施例と同じもしくは同じ作用をする部分は
同じ番号が付されている。第１図の実施例とは異
なつて第３図の実施例においては電磁コイル８，
９および磁極１０，１１の間に付加的に磁極１，
２を結合する第２永久磁石３５が設けられてい
る。これにより永久磁石３および３５によつて作
用する、可動子１２を介する磁束が生じる。この
磁束は、第１永久磁石３のφ_p2および第２永久磁
石３５の同方向に作用する成分φ_p2′とから、組合
わされておりかつ電磁コイル８，９の電磁石の磁
束φ_iに対して反対方向に作用する。２つの永久磁
石３，３５の磁束を適当に選択すれば第３図の実
施例において、第１図および第２図の実施例の場
合よりも磁極部分１，２の所要断面積は著しく僅
かですむ。

第１図、第２図および第３図において可動子１
２はそれぞれ、可動子が磁極１０，１１から離れ
ており、従つて第５図のように構成されている燃
料噴射弁が開放している位置において図示されて
いる。

温度の影響を補償するために、導磁部分４，５
においてエアギヤツプ６の周囲の領域を、飽和磁
束密度の大きな負の温度係数を有する磁石材料か
ら構成することができる。この種の磁石装置は、
高い温度において僅かな永久磁石磁束しか導かな
い。例えば図示されていないが、エアギヤツプ６
に平行に、飽和領域において駆動されるような材
料を配設することができる。導磁部分４，５の少
なくとも一方が他方の導磁部分の方を向いている
端面に突起３６を備えた横断面を有するようにす
ることによつて、飽和した温度に依存する導磁体
を、飽和していない導磁体に隣接する領域におい
てのみ飽和させるようにすればより経済的であ
る。飽和した突起３６は所望のように比較的高い
温度において僅かな永久磁石磁束しか導かない。
飽和特性曲線は平坦な飽和領域のため顕著でない
ので、電磁石の磁束φ_iは付加的な飽和の方向にお
いて比較的容易に流れることができる。電磁石磁
束φ_iが飽和している材料において受ける抵抗は、
比較的高い温度において一層大きくなるので、そ
の結果高い温度においてφ_iは永久磁石の磁束と類
似して減少する。

発明の効果 本発明の電磁石によれば小形に構成でき、制御
精度が非常に高くしかも寿命が長くなるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁石の第１実施例の断面略
図であり、第２図は、本発明の電磁石の第２実施
例の断面略図であり、第３図は本発明の電磁石の
第３実施例の断面略図であり、第４図は導磁部分
の実施例の部分断面図であり、第５図は可動子に
よつて操作される弁部分の部分断面図である。 １，２…磁極部分、３，３５…永久磁石、４，
５…導磁部分、６…エアギヤツプ、８，９…電磁
コイル、１０，１１…磁極、１２…可動子、１７
…弁体部分、１８…シール部材、１９…弁座。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可動子と軟磁性材料から成るコアとを有する
   電磁石において、 コアが、第１永久磁石３の一方に配設されてい
   る、第１電磁コイル８を支持する第１磁極部分１
   と、第１永久磁石３の他方の側に配設されてい
   る、第２電磁コイル９を支持する第２磁極部分２
   とから形成され、かつ第１磁極部分１は可動子１
   ２に対向している磁極１０並びにアングル状の第
   １導磁部分４を有し、第２磁極部分２は可動子１
   ２に対向している磁極１１並びにアングル状の第
   ２導磁部分５を有し、かつ第１導磁部分４および
   第２導磁部分５は互いに整列されて配設されてお
   り、かつギヤツプ６を挾んで互いに対向している
   ことを特徴とする電磁石。 ２ 磁極部分１，２の導磁部分４，５は、電磁コ
   イル８，９と第１永久磁石３との間に配置されて
   おりかつ電磁コイル８，９は磁極部分１，２にお
   いて磁極１０，１１と導磁部分４，５との間に配
   置されている特許請求の範囲第１項記載の電磁
   石。 ３ 電磁コイル８，９の一方の側に導磁部分４，
   ５が配置されておりかつ他方の側に第１の永久磁
   石と磁極部分１，２の磁極１０，１１が配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載の電磁石。 ４ 導磁部分４，５の少なくとも一方が、他方の
   導磁部分の方の側の端面において、突起３６を備
   えた横断面を有する特許請求の範囲第１項記載の
   電磁石。 ５ 磁極１０，１１は互いに向き合う方向におい
   て傾斜付けられて延在しておりかつ凸面１５を備
   えた可動子１２と向かい合つて両磁極１０，１１
   上に凹面１３，１４が形成されている特許請求の
   範囲第１項記載の電磁石。 ６ 可動子と軟磁性材料から成るコアとを有する
   電磁石において、 コアが、第１永久磁石３の一方に配設されてい
   る、第１電磁コイル８を支持する第１磁極部分１
   と、第１永久磁石３の他方の側に配設されてい
   る、第２電磁コイル９を支持する第２磁極部分２
   とから形成され、かつ第１磁極部分１は可動子１
   ２に対向している磁極１０並びにアングル状の第
   １導磁部分４を有し、第２磁極部分２は可動子１
   ２に対向している磁極１１並びにアングル状の第
   ２導磁部分５を有し、かつ第１導磁部分４および
   第２導磁部分５は互いに整列されて配設されてお
   り、かつギヤツプ６を挾んで互いに対向してお
   り、その際磁極部分１，２の導磁部分４，５は電
   磁コイル８，９と第１永久磁石３との間に配置さ
   れておりかつ電磁コイル８，９は磁極部分１，２
   において、磁極１０，１１と、導磁部分４，５と
   の間に配置されており、かつ電磁コイル８，９と
   磁極１０，１１との間に第２永久磁石３５が、該
   永久磁石に一方において第１磁極部分１が当接
   し、他方において第２磁極部分２が当接するよう
   に配設されていることを特徴とする電磁石。