WO2023008132A1 - ソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁 - Google Patents

ソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁 Download PDF

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WO2023008132A1
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axial direction
casing
solenoid
valve
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久雄 小川
智 細田
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三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
株式会社東邦製作所
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Definitions

  • the present disclosure relates to a solenoid device and a solenoid valve of a fuel injection device.
  • a common rail fuel injection device applied to a diesel engine or the like includes a fuel pump, a common rail, and a fuel injection valve.
  • the fuel pump sucks fuel from the fuel tank, pressurizes it, and supplies it to the common rail as high-pressure fuel.
  • the common rail maintains high pressure fuel supplied from the fuel pump at a predetermined pressure.
  • the fuel injection valve injects high-pressure fuel on the common rail into the combustion chamber of the diesel engine by opening and closing the injection valve.
  • a fuel injection valve has an electromagnetic valve that includes a solenoid device that generates an electromagnetic force by, for example, applying current to a coil wound around a core, and a valve unit that is formed using a magnetic material.
  • a solenoid valve for example, an elastic force is applied to the valve unit to hold down the fuel flow path. state. Further, when the electromagnetic force is generated by the solenoid device, the valve unit is drawn toward the solenoid device by the electromagnetic force, and the valve unit is separated from the flow channel to open the flow channel.
  • valve unit When the valve unit is attracted to the solenoid device, it does not come into contact with the electromagnetic force generating surface of the solenoid device, so that a small gap is secured.
  • a configuration that serves as a stopper is known (see, for example, Patent Document 1, etc.).
  • the present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a solenoid device and a solenoid valve for a fuel injection device having a stopper structure with excellent impact resistance.
  • a solenoid device is a solenoid device that drives a valve unit of an electromagnetic valve provided in a fuel injection device by electromagnetic force, and includes a cylindrical core, a coil wound around the core, the core and the a casing that houses a coil and covers at least one end in the axial direction of the central axis of the core; and terminals that are arranged between the core and the casing in the axial direction and are connected to the coil.
  • a terminal fixing member disposed on the inner peripheral side of the core so as to penetrate the core and the casing in the axial direction, and protruding in a radial direction perpendicular to the axial direction between the casing and the terminal fixing member; a cylindrical member having projecting portions held from both sides in the axial direction, and having an end on the other side in the axial direction disposed at a position capable of coming into contact with the valve unit.
  • the solenoid valve of the fuel injection device is formed using the above-described solenoid device and a magnetic body, is arranged to face the other end of the core in the axial direction,
  • the solenoid device does not generate an electromagnetic force
  • the elastic force presses the fuel flow path to a closed state
  • the solenoid device generates an electromagnetic force a valve unit that is attracted by the core to a position where it contacts the cylindrical member by the electromagnetic force and moves away from the flow path to open the flow path.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel injection device of this embodiment.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing an example of a fuel injection valve.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing an example of an electromagnetic valve.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing an example of a tubular member.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration along the AA cross section in FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of the operation of the solenoid valve.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel injection device 10 of this embodiment.
  • the fuel injection device 10 is mounted on a diesel engine (internal combustion engine).
  • the fuel injection device 10 includes a fuel pump 11 , a common rail 12 and a plurality of fuel injection valves 13 .
  • the fuel pump 11 is connected to the fuel tank 14 via a fuel line L11.
  • the fuel pump 11 sucks the fuel stored in the fuel tank 14 from the fuel line L11 and pressurizes it to generate high pressure fuel.
  • the fuel pump 11 is connected to a common rail 12 via a fuel high pressure line L12.
  • the common rail 12 keeps the high pressure fuel supplied from the fuel pump 11 at a predetermined pressure.
  • the common rail 12 is connected to the fuel injection valves 13 via a plurality of (four in this embodiment) fuel supply lines L13.
  • the fuel injection valve 13 injects high-pressure fuel on the common rail 12 into each cylinder (combustion chamber) of the diesel engine by opening and closing an electromagnetic valve.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of the fuel injection valve 13.
  • the fuel injection valve 13 has a shape extending in the axial direction of the central axis AX, and has an injection portion 20 and an electromagnetic valve 40 .
  • the side of the fuel injection port 30 in the axial direction of the central axis AX is referred to as the front end side
  • the side of the solenoid valve 40 is referred to as the base end side.
  • the injection part 20 has a casing 21 and a piston valve 22 .
  • the casing 21 includes a fuel inlet 24, an injection-side flow path 25, a control-side flow path 26, an injection-side pressure chamber 27, a control-side pressure chamber 28, a cylinder chamber 29, a fuel injection port 30, a fuel It has a discharge port 31 and an electromagnetic valve side pressure chamber 32 .
  • the injection-side flow path 25 connects the fuel inlet 24 and the injection-side pressure chamber 27 .
  • the control-side flow path 26 connects the fuel inlet 24 and the control-side pressure chamber 28 .
  • the injection side pressure chamber 27 is connected to the fuel injection port 30 .
  • the fuel injection port 30 is arranged at the tip end of the casing 21 and ejects fuel toward each cylinder of the diesel engine.
  • the control-side pressure chamber 28 is connected to the fuel outlet 31.
  • the fuel discharge port 31 is arranged at the proximal end of the casing 21 and connected to the electromagnetic valve side pressure chamber 32 .
  • the electromagnetic valve side pressure chamber 32 is connected to the electromagnetic valve 40 (a space portion 46d described later).
  • the cylinder chamber 29 is connected to the injection side pressure chamber 27 and the control side pressure chamber 28 .
  • Cylinder chamber 29 accommodates piston valve 22 .
  • the cylinder chamber 29 is connected to the electromagnetic valve side pressure chamber 32 via a flow path 29a.
  • the piston valve 22 is accommodated in the cylinder chamber 29 and provided movably toward the injection side pressure chamber 27 side or the control side pressure chamber 28 side.
  • the piston valve 22 has a spring seat member 22a, a control-side piston member 22b, a connecting member 22c, and a valve body 22d. Note that the spring seat member 22a, the control-side piston member 22b, and the connecting member 22c are integral.
  • the spring seat member 22a receives elastic force of an elastic member 23, which will be described later.
  • the control-side piston member 22b receives the pressure of the control-side pressure chamber 28. As shown in FIG.
  • the connecting member 22c connects the spring seat member 22a and the control-side piston member 22b.
  • the valve body 22d protrudes from the spring seat member 22a toward the distal end side in the axial direction of the central axis AX.
  • the valve body 22d abuts on the spring seat member 22a by the resultant force of the pressure received from each pressure chamber and the elastic force.
  • the valve body 22 d is formed in a shape such that the tip thereof can close the fuel injection port 30 . 22 d of valve bodies receive the pressure of the injection side pressure chamber 27. As shown in FIG.
  • the solenoid valve 40 has a solenoid device 41 and a valve unit 42 .
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of the solenoid valve 40. As shown in FIG. FIG. 3 shows an enlarged part of FIG. As shown in FIG. 3, the solenoid device 41 drives the valve unit 42 along the axial direction of the central axis AX by electromagnetic force.
  • the solenoid device 41 has a core 43 , a coil 44 , a casing 45 , a tubular member 46 and a terminal fixing member 47 .
  • the core 43 has a tubular portion 43a, a flange portion 43b, and a side portion 43c.
  • the tubular portion 43a is formed, for example, in a cylindrical shape.
  • the flange portion 43 b is, for example, disk-shaped and is arranged on the proximal end side of the core 43 .
  • the cylindrical portion 43 a and the flange portion 43 b are arranged such that their central axes coincide with the central axis AX of the fuel injection valve 13 .
  • the side surface portion 43c has a cylindrical shape that encloses the cylindrical portion 43a.
  • the side surface portion 43c is radially spaced apart from the tubular portion 43a and extends toward the distal end side.
  • the tubular portion 43a, the flange portion 43b, and the side portion 43c are formed using a magnetic material.
  • the core 43 accommodates the coil 44 in a space surrounded by the tubular portion 43a, the flange portion 43b and the side portion 43c.
  • a space in the core 43 where the coil 44 is arranged is sealed by a sealing portion 49 .
  • the sealing portion 49 is formed using, for example, a resin material.
  • the terminal fixing member 47 is arranged between the core 43 and a casing 45 described later in the axial direction of the central axis AX, and fixes a terminal 44 a connected to the coil 44 .
  • the terminal 44a penetrates the casing 45 and is pulled out to the outside.
  • the terminal fixing member 47 is formed using a resin material or the like, for example.
  • the coil 44 is wound around the cylindrical portion 43a.
  • the coil 44 is connected to a power source (not shown) through a casing 45, which will be described later.
  • the solenoid device 41 generates electromagnetic force by applying current to the coil 44 .
  • the casing 45 accommodates the core 43 and the coil 44.
  • the casing 45 has a core accommodating portion 45a and a holding portion 45b.
  • the core accommodating portion 45a and the holding portion 45b are integrally formed using a non-magnetic material.
  • the core housing portion 45 a houses the core 43 including the coil 44 .
  • the core accommodating portion 45a is arranged so as to cover the flange portion 43b and the side surface portion 43c of the core 43 .
  • the holding portion 45b is arranged on the proximal end side of the core accommodating portion 45a.
  • the holding portion 45 b holds the cylindrical member 46 .
  • the holding portion 45b is provided with a stepped portion 45d corresponding to a later-described projecting portion 46a of the cylindrical member 46. As shown in FIG. The shape and dimensions of the stepped portion 45d are set so that the projecting portion 46a is held in contact with the entire holding portion 45b.
  • the cylindrical member 46 is accommodated in the holding portion 45b, and the terminal fixing member 47 and the core 43 are accommodated in the core accommodating portion 45a.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of the tubular member 46. As shown in FIG. FIG. 4 extracts and shows the cylindrical member 46 from the electromagnetic valve 40 shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4 , the cylindrical member 46 is, for example, cylindrical and arranged such that its central axis coincides with the central axis AX of the fuel injection valve 13 .
  • the tubular member 46 has a projecting portion 46a.
  • the protruding portion 46a protrudes from the outer peripheral surface of the tubular member 46 in a radial direction orthogonal to the axial direction of the central axis AX.
  • the projecting portion 46a is held by the holding portion 45b of the casing 45 and the terminal fixing member 47 from both sides in the axial direction of the central axis AX. That is, the protruding portion 46 a is held by the stepped portion 45 d at the base end side and the side face in the axial direction of the central axis AX, and is held by the terminal fixing member 47 at the tip end side. This configuration restricts the axial movement of the central axis AX of the cylindrical member 46 .
  • the tubular member 46 and the inner circumference of the core 43 can be prevented from sliding relative to each other in the axial direction of the central axis AX, and wear of the core 43 can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the intrusion of fuel into the worn portion of the core 43 .
  • the cylindrical member 46 is arranged at a position where the end surface 46b on the tip end side can come into contact with the valve unit 42 .
  • the end surface 46b is flush with the tip end surface of the side surface portion 43c of the core 43 and the tip end surface of the sealing portion 49, for example.
  • the cylindrical member 46 may be arranged at a position where the end surface 46 b protrudes toward the distal end side with respect to the distal end surface of the side surface portion 43 c and the distal end surface of the sealing portion 49 .
  • the tubular member 46 has a support portion 46d on its inner periphery.
  • the support portion 46 d is formed in a stepped shape in a cross-sectional view so as to reduce the diameter of the cylindrical member 46 .
  • the tubular member 46 accommodates the elastic member 48 in a space portion 46e between the end surface 46b and the support portion 46d.
  • the elastic member 48 is accommodated in the space portion 46e with its proximal end supported by the support portion 46d.
  • the elastic member 48 applies an elastic force to the valve unit 42 toward the distal end in the axial direction of the central axis AX.
  • the tubular member 46 has a connecting portion 46c.
  • the connection portion 46 c is provided to protrude from the holding portion 45 b of the casing 45 toward the proximal end side.
  • the connecting portion 46c is connected to an external fuel discharge channel 50 .
  • the connection portion 46c has a space portion 46f on the inner peripheral side.
  • the space portion 46f is connected to the space portion 46e via a connection channel 46g. Therefore, the inner side of the cylindrical member 46 communicates from the distal side to the proximal side.
  • the cylindrical member 46 is connected to the electromagnetic valve side pressure chamber 32 at the space 46e. Therefore, the tubular member 46 functions as a joint that connects the solenoid valve side pressure chamber 32 and the external fuel discharge flow path 50 .
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration along the AA cross section in FIG.
  • the projecting portion 46a has an engaging portion 46h that engages the casing 45 in the direction around the central axis AX.
  • the engaging portion 46h has, for example, a shape in which a part of the circular arc of the protruding portion 46a is linearly cut away when viewed from the axial direction of the central axis AX.
  • the casing 45 (the core side portion 45a and the holding portion 45b) has an opening provided with a linear portion corresponding to the locking portion 46h when viewed from the axial direction of the central axis AX.
  • the valve unit 42 moves in the axial direction of the central axis AX due to the electromagnetic force generated by the solenoid device 41 .
  • the valve unit 42 has an armature 42a, a valve body 42b, and a step portion 42c.
  • the armature 42a is formed using a magnetic material.
  • the armature 42a is, for example, disk-shaped.
  • the armature 42 a is arranged so as to face the tip end of the core 43 of the solenoid device 41 .
  • the valve body 42b extends from the armature 42a toward the distal end side.
  • the valve body 42 b is formed into a shape that allows the fuel discharge port 31 to be closed at its tip.
  • the stepped portion 42c is formed in a state where the central portion of the armature 42a protrudes toward the solenoid device 41 side.
  • the stepped portion 42c is shaped and dimensioned to contact the end surface 46b of the tubular member 46 when the valve unit 42 is pulled toward the solenoid device 41 side. Further, the step portion 42 c receives elastic force from the elastic member 48 .
  • the elastic force of the elastic member 48 is transmitted to the armature 42a and the valve body 42b via the stepped portion 42c.
  • the elastic force of the elastic member 48 is applied to the armature 42a and the valve body 42b toward the distal end side in the axial direction of the central axis AX. Note that the step portion 42c may not be provided.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of the operation of the solenoid valve 40. As shown in FIG. FIG. 6 shows an example in which a current is passed through the coil 44 . As shown in FIG. 6 , when an electromagnetic force is generated in the solenoid device 41 , the armature 42 a of the valve unit 42 is pulled toward the core 43 by the electromagnetic force, and the valve body 42 b is separated from the fuel discharge port 31 . As a result, the fuel outlet 31 is opened.
  • the pressure in the control-side pressure chamber 28 decreases.
  • the piston valve 22 moves toward the control-side pressure chamber 28 side.
  • the valve body 22d of the piston valve 22 is separated from the fuel injection port 30 and the fuel injection port 30 is opened.
  • the fuel injection port 30 is open, the fuel that has flowed from the fuel inlet 24 through the injection-side passage 25 and into the injection-side pressure chamber 27 is injected from the fuel injection port 30 .
  • the stepped portion 42c of the valve unit 42 contacts the end surface 46b of the cylindrical member 46, as shown in FIG.
  • the cylindrical member 46 functions as a stopper that restricts movement of the valve unit 42 toward the proximal end side.
  • the tubular member 46 is held by the casing 45 and the terminal fixing member 47 at the projecting portion 46a from both sides in the axial direction of the central axis AX. Therefore, the casing 45 and the terminal fixing member 47 can receive the impact when the valve unit 42 contacts the cylindrical member 46 . Further, when the valve unit 42 contacts, movement of the cylindrical member 46 in the axial direction of the central axis AX is restricted. Therefore, sliding between the tubular member 46 and the core 43 is suppressed, and abrasion of the inner peripheral surface of the core 43 is suppressed.
  • the solenoid device 41 is a solenoid device 41 that drives the valve unit 42 of the solenoid valve 40 provided in the fuel injection device 10 by electromagnetic force.
  • 43 a casing 45 that houses the core 43 and the coil 44 and covers at least one end of the core 43 in the axial direction of the central axis AX, and the core 43 and the casing 45 in the axial direction.
  • a terminal fixing member 47 is arranged between and fixes a terminal 44a connected to the coil 44, and a terminal fixing member 47 is arranged on the inner peripheral side of the core 43 so as to pass through the core 43 and the casing 45 in the axial direction, and is perpendicular to the axial direction.
  • a cylindrical member 46 which protrudes in the radial direction and has a protruding portion 46a which is held from both sides in the axial direction by a casing 45 and a terminal fixing member 47, and whose end surface 46b is disposed at a position where it can come into contact with the valve unit 42; Prepare.
  • the cylindrical member 46 is held by the casing 45 and the terminal fixing member 47 at the projecting portion 46a from both sides in the axial direction of the central axis AX.
  • This allows the casing 45 and the terminal fixing member 47 to receive the impact when the valve unit 42 contacts the cylindrical member 46 .
  • movement of the cylindrical member 46 in the axial direction of the central axis AX is restricted. Therefore, sliding between the tubular member 46 and the core 43 is suppressed, and abrasion of the inner peripheral surface of the core 43 is suppressed. This makes it possible to provide the solenoid device 41 with excellent impact resistance.
  • the protruding portion 46a has an engaging portion 46h that engages the casing 45 in the direction around the central axis AX. According to this configuration, the rotation of the cylindrical member 46 in the direction around the central axis AX is suppressed, so that the occurrence of breakage of the solenoid device 41 such as the core 43 can be suppressed more reliably.
  • the cylindrical member 46 has a connecting portion 46c connected to the external fuel discharge passage 50 at one end in the axial direction. According to this configuration, since the contact portion with the valve unit 42 and the joint portion with the fuel discharge flow path 50 are provided in the single cylindrical member 46, the number of parts can be reduced.
  • the solenoid valve 40 of the fuel injection device 10 is formed using the solenoid device 41 and a magnetic material, and is arranged to face the other end of the core 43 in the axial direction.
  • the solenoid device 41 does not generate an electromagnetic force
  • the elastic force presses the fuel flow passage to a closed state
  • the solenoid device 41 generates an electromagnetic force
  • the tubular member 46 has a support portion 46d that supports an elastic member 48 that imparts elastic force to the valve unit 42. As shown in FIG. According to this configuration, the contact portion with the valve unit 42 and the support portion 46d of the elastic member 48 are provided in the cylindrical member 46, which is one member, so that the number of parts can be reduced.
  • the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention.
  • the configuration in which the solenoid valve 40 is provided in the fuel injection valve 13 of the fuel injection device 10 has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the solenoid valve 40 may be provided at another portion of the fuel injection device 10 .
  • the form of the fuel injection device 10 and the form of the fuel pump 11 are not limited to the embodiments described above.
  • the number of common rails 12 and fuel injection valves 13, the connection position of the fuel pump 11, and the like can be appropriately set.
  • Fuel injection device 11 fuel pump 12 common rail 13 fuel injection valve 14 fuel tank 20 injection part 21, 45 casing 22 piston valve 22a spring seat member 22b control side piston member 22c connecting member 22d, 42b valve body 23, 48 elastic member 24 fuel Inlet 25 Injection side flow path 26 Control side flow path 27 Injection side pressure chamber 28 Control side pressure chamber 29 Cylinder chamber 30 Fuel injection port 31 Fuel discharge port 32 Solenoid valve side pressure chamber 40 Solenoid valve 41 Solenoid device 42 Valve unit 42a Armature 42c, 45d Stepped portion 43 Core 43a Cylindrical portion 43b Flange portion 43c Side portion 44 Coil 44a Terminal 45a Core housing portion 45b Holding portion 46b End surface 46 Cylindrical member 46a Projecting portion 46c Connecting portion 46d Supporting portions 46e, 46f Space portion 46g Connection Channel 46h Locking portion 47 Terminal fixing member 49 Sealing portion 50 Fuel discharge channel AX Central axis L11 Fuel line L12 Fuel high pressure line L13 Fuel supply line

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Abstract

ソレノイド装置は、燃料噴射装置に設けられる電磁弁のバルブユニットを電磁力により駆動するソレノイド装置であって、筒状のコアと、コアに巻かれたコイルと、コア及びコイルを収容し、少なくともコアの中心軸の軸線方向の一方側の端部を覆うケーシングと、軸線方向についてコアとケーシングとの間に配置され、コイルに接続される端子を固定する端子固定部材と、軸線方向にコアとケーシングとを貫通するようにコアの内周側に配置され、軸線方向に直交する径方向に突出しケーシングと端子固定部材とで軸線方向の両側から保持される突出部を有し、軸線方向の他方側の端部がバルブユニットに接触可能な位置に配置される筒状部材とを備える。

Description

ソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁
　本開示は、ソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁に関する。
　ディーゼルエンジン等に適用されるコモンレール式の燃料噴射装置は、燃料ポンプと、コモンレールと、燃料噴射弁とを備える。燃料ポンプは、燃料タンクの燃料を吸入して加圧し、高圧燃料としてコモンレールに供給する。コモンレールは、燃料ポンプから供給された高圧燃料を所定の圧力に保持する。燃料噴射弁は、噴射弁を開閉することで、コモンレールの高圧燃料をディーゼルエンジンの燃焼室に噴射する。
　燃料噴射弁は、例えばコアに巻かれたコイルに電流を流すことで電磁力を発生させるソレノイド装置と、磁性体を用いて形成されるバルブユニットとを有する電磁弁を有する。このような電磁弁では、例えばバルブユニットに弾性力を作用させて燃料の流路を押さえる構成とし、ソレノイド装置で電磁力を発生させない場合には当該弾性力により燃料の流路を押さえて閉じた状態とする。また、ソレノイド装置により電磁力を発生させる場合には、当該電磁力によりソレノイド装置側にバルブユニットを引き寄せ、バルブユニットを流路から離すことで流路を開いた状態とする。
　バルブユニットがソレノイド装置に引き寄せられる際、ソレノイド装置の電磁力発生面に接触させないため微小隙間が確保させるように、例えばコアに円筒状のスリーブ等を埋め込み、この部分にのみバルブユニットを当接させるストッパとする構成が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００６－１９４２３７号公報
　特許文献１に記載の構成では、バルブユニットがスリーブに接触する際、スリーブを介してコア等のソレノイド装置の内部に衝撃が加わり、スリーブ固定力が弱まることでバルブユニットのリフト不斉が発生する可能性がある。このため、耐衝撃性が高いストッパ構造を持つソレノイド装置が求められている。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性に優れたストッパ構造を持つソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁を提供することを目的とする。
　本開示に係るソレノイド装置は、燃料噴射装置に設けられる電磁弁のバルブユニットを電磁力により駆動するソレノイド装置であって、筒状のコアと、前記コアに巻かれたコイルと、前記コア及び前記コイルを収容し、少なくとも前記コアの中心軸の軸線方向の一方側の端部を覆うケーシングと、前記軸線方向について前記コアと前記ケーシングとの間に配置され、前記コイルに接続される端子を固定する端子固定部材と、前記軸線方向に前記コアと前記ケーシングとを貫通するように前記コアの内周側に配置され、前記軸線方向に直交する径方向に突出し前記ケーシングと前記端子固定部材とで前記軸線方向の両側から保持される突出部を有し、前記軸線方向の他方側の端部が前記バルブユニットに接触可能な位置に配置される筒状部材とを備える。
　本開示に係る燃料噴射装置の電磁弁は、上記のソレノイド装置と、磁性体を用いて形成され、前記コアの前記軸線方向の他方側の端部に対向して配置され、前記コアから前記軸線方向に離れる方向に弾性力が付与され、前記ソレノイド装置で電磁力が生じない場合には前記弾性力により燃料の流通路を押さえて閉じた状態とし、前記ソレノイド装置で電磁力が生じる場合には当該電磁力により前記筒状部材に接触する位置まで前記コアに引き寄せられて前記流通路から離れることで前記流通路を開くバルブユニットとを備える。
　本開示によれば、耐衝撃性に優れたソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁を提供することができる。
図１は、本実施形態の燃料噴射装置の一例を示す概略構成図である。 図２は、燃料噴射弁の一例を示す縦断面図である。 図３は、電磁弁の一例を示す縦断面図である。 図４は、筒状部材の一例を示す縦断面図である。 図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。 図６は、電磁弁の動作の一例を示す縦断面図である。
　以下、本開示に係るソレノイド装置及び燃料噴射装置の電磁弁の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、本実施形態の燃料噴射装置１０の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、燃料噴射装置１０は、ディーゼルエンジン（内燃機関）に搭載される。燃料噴射装置１０は、燃料ポンプ１１と、コモンレール１２と、複数の燃料噴射弁１３とを備える。
　燃料ポンプ１１は、燃料ラインＬ１１を介して燃料タンク１４が接続される。燃料ポンプ１１は、燃料タンク１４に貯留されている燃料を燃料ラインＬ１１から吸入し、加圧して高圧燃料を生成する。燃料ポンプ１１は、燃料高圧ラインＬ１２を介してコモンレール１２が接続される。コモンレール１２は、燃料ポンプ１１から供給された高圧燃料を所定の圧力に保持する。コモンレール１２は、複数（本実施形態では、４個）の燃料供給ラインＬ１３を介して燃料噴射弁１３がそれぞれ接続される。燃料噴射弁１３は、電磁弁を開閉することで、コモンレール１２の高圧燃料をディーゼルエンジンの各シリンダ（燃焼室）に噴射する。
　図２は、燃料噴射弁１３の一例を示す縦断面図である。図２に示すように、燃料噴射弁１３は、中心軸ＡＸの軸線方向に延びた形状であり、噴射部２０と、電磁弁４０とを有する。以下、燃料噴射弁１３の構成を説明するにあたり、中心軸ＡＸの軸線方向のうち燃料噴射口３０側を先端側と表記し、電磁弁４０側を基端側と表記する。
　噴射部２０は、ケーシング２１と、ピストン弁２２とを有する。ケーシング２１は、燃料流入口２４と、噴射側流路２５と、制御側流路２６と、噴射側圧力室２７と、制御側圧力室２８と、シリンダ室２９と、燃料噴射口３０と、燃料排出口３１と、電磁弁側圧力室３２を有する。
　燃料流入口２４は、燃料供給ラインＬ１３からの燃料が流入する。噴射側流路２５は、燃料流入口２４と噴射側圧力室２７とを接続する。制御側流路２６は、燃料流入口２４と制御側圧力室２８とを接続する。
　噴射側圧力室２７は、燃料噴射口３０に接続される。燃料噴射口３０は、ケーシング２１の先端側の端部に配置され、ディーゼルエンジンの各シリンダに向けて燃料を噴出する。
　制御側圧力室２８は、燃料排出口３１に接続される。燃料排出口３１は、ケーシング２１の基端側の端部に配置され、電磁弁側圧力室３２に接続される。電磁弁側圧力室３２は、電磁弁４０（後述する空間部４６ｄ）に接続される。
　シリンダ室２９は、噴射側圧力室２７及び制御側圧力室２８に接続される。シリンダ室２９は、ピストン弁２２を収容する。シリンダ室２９は、流路２９ａを介して電磁弁側圧力室３２に接続される。
　ピストン弁２２は、シリンダ室２９に収容され、噴射側圧力室２７側又は制御側圧力室２８側に移動可能に設けられる。ピストン弁２２は、ばね座部材２２ａと、制御側ピストン部材２２ｂと、連結部材２２ｃと、弁体２２ｄとを有する。なお、ばね座部材２２ａ、制御側ピストン部材２２ｂ及び連結部材２２ｃは、一体である。ばね座部材２２ａは、後述する弾性部材２３の弾性力を受ける。制御側ピストン部材２２ｂは、制御側圧力室２８の圧力を受ける。連結部材２２ｃは、ばね座部材２２ａと制御側ピストン部材２２ｂとを連結する。弁体２２ｄは、ばね座部材２２ａから中心軸ＡＸの軸線方向の先端側に向けて突出する。弁体２２ｄは、各圧力室からの受圧力と弾性力との合力により、ばね座部材２２ａと当接する。弁体２２ｄは、先端部が燃料噴射口３０を閉塞可能な形状に形成される。弁体２２ｄは、噴射側圧力室２７の圧力を受ける。
　噴射側圧力室２７の圧力が制御側圧力室２８の圧力と弾性部材２３の弾性力との合力よりも小さい場合、ピストン弁２２は、噴射側圧力室２７側に押圧された状態となる。この場合、弁体２２ｄにより燃料噴射口３０が閉塞された状態となる。この状態から、噴射側圧力室２７の圧力が制御側圧力室２８の圧力と弾性部材２３の弾性力との合力よりも大きくなった場合、ピストン弁２２は、制御側圧力室２８側に押圧された状態となる。この場合、弁体２２ｄが燃料噴射口３０から離れ、燃料噴射口３０が開いた状態となる。
　電磁弁４０は、ソレノイド装置４１と、バルブユニット４２とを有する。図３は、電磁弁４０の一例を示す縦断面図である。図３は、図２の一部を拡大して示している。図３に示すように、ソレノイド装置４１は、電磁力によりバルブユニット４２を中心軸ＡＸの軸線方向に沿って駆動する。ソレノイド装置４１は、コア４３と、コイル４４と、ケーシング４５と、筒状部材４６と、端子固定部材４７とを有する。
　コア４３は、筒状部４３ａと、フランジ部４３ｂと、側面部４３ｃとを有する。筒状部４３ａは、例えば円筒状に形成される。フランジ部４３ｂは、例えば円板状であり、コア４３の基端側に配置される。筒状部４３ａ及びフランジ部４３ｂは、それぞれ中心軸が燃料噴射弁１３の中心軸ＡＸと一致するように配置される。
　側面部４３ｃは、筒状部４３ａを内包する円筒状である。側面部４３ｃは、筒状部４３ａとの間に径方向に間隔を空けて配置され、先端側に向けて延びている。筒状部４３ａ、フランジ部４３ｂ及び側面部４３ｃは、磁性体を用いて形成される。コア４３は、筒状部４３ａ、フランジ部４３ｂ及び側面部４３ｃで囲まれた空間にコイル４４を収容する。コア４３において、コイル４４が配置される空間は、封止部４９により封止される。封止部４９は、例えば樹脂材料を用いて形成される。また、端子固定部材４７は、中心軸ＡＸの軸線方向についてコア４３と後述するケーシング４５との間に配置され、コイル４４に接続される端子４４ａを固定する。なお、端子４４ａは、ケーシング４５を貫通して外部に引き出される。端子固定部材４７は、例えば樹脂材料等を用いて形成される。
　コイル４４は、筒状部４３ａに巻かれた状態で配置される。コイル４４は、後述するケーシング４５を貫通して不図示の電源部に接続される。ソレノイド装置４１は、コイル４４に電流を流すことにより電磁力を発生させる。
　ケーシング４５は、コア４３及びコイル４４を収容する。ケーシング４５は、コア収容部４５ａ及び保持部４５ｂを有する。コア収容部４５ａ及び保持部４５ｂは、それぞれ非磁性材料を用いて一体に形成される。コア収容部４５ａは、コイル４４を含めたコア４３を収容する。コア収容部４５ａは、コア４３のフランジ部４３ｂ及び側面部４３ｃを覆うように配置される。保持部４５ｂは、コア収容部４５ａの基端側に配置される。保持部４５ｂは、筒状部材４６を保持する。保持部４５ｂは、筒状部材４６の後述する突出部４６ａに対応する段部４５ｄが設けられる。段部４５ｄは、突出部４６ａが保持部４５ｂの全体に接触した状態で保持されるように形状及び寸法等が設定される。
　ケーシング４５には、保持部４５ｂに筒状部材４６が収容され、コア収容部４５ａに端子固定部材４７及びコア４３が収容される。これにより、ケーシング４５の保持部４５ｂと端子固定部材４７とで突出部４６ａを中心軸ＡＸの軸線方向の両側から挟むように保持する構成を実現可能となる。
　筒状部材４６は、中心軸ＡＸの軸線方向にコア４３とケーシング４５とを貫通するように設けられる。図４は、筒状部材４６の一例を示す縦断面図である。図４は、図３に示す電磁弁４０から筒状部材４６を抽出して示している。図３及び図４に示すように、筒状部材４６は、例えば円筒状であり、中心軸が燃料噴射弁１３の中心軸ＡＸと一致するように配置される。
　筒状部材４６は、突出部４６ａを有する。突出部４６ａは、筒状部材４６の外周面から中心軸ＡＸの軸線方向に直交する径方向に突出する。突出部４６ａは、ケーシング４５の保持部４５ｂと端子固定部材４７とで中心軸ＡＸの軸線方向の両側から保持される。つまり、突出部４６ａは、中心軸ＡＸの軸線方向の基端側及び側面が段部４５ｄにより保持され、先端側が端子固定部材４７により保持される。この構成により、筒状部材４６の中心軸ＡＸの軸線方向への移動が規制される。このため、例えば筒状部材４６とコア４３の内周とが中心軸ＡＸの軸線方向に相対的に摺動することを抑制し、コア４３の摩耗を抑制することができる。また、コア４３の摩耗箇所に燃料が浸入することを抑制できる。
　筒状部材４６は、先端側の端面４６ｂがバルブユニット４２に接触可能となる位置に配置される。本実施形態において、端面４６ｂは、例えばコア４３の側面部４３ｃの先端側端面及び封止部４９の先端側端面と面一状態となっている。筒状部材４６は、端面４６ｂが側面部４３ｃの先端側端面及び封止部４９の先端側端面に対して先端側に突出する位置に配置されてもよい。
　筒状部材４６は、内周部に支持部４６ｄを有する。支持部４６ｄは、筒状部材４６の径を縮小するように断面視において段状に形成される。筒状部材４６は、端面４６ｂと支持部４６ｄとの間の空間部４６ｅにおいて、弾性部材４８を収容する。弾性部材４８は、基端側の端部が支持部４６ｄに支持された状態で空間部４６ｅに収容される。弾性部材４８は、バルブユニット４２に対して中心軸ＡＸの軸線方向の先端側に向けた弾性力を付与する。
　筒状部材４６は、接続部４６ｃを有する。接続部４６ｃは、ケーシング４５の保持部４５ｂから基端側に突出して設けられる。接続部４６ｃは、外部の燃料排出流路５０に接続される。接続部４６ｃは、内周側に空間部４６ｆを有する。空間部４６ｆは、接続流路４６ｇを介して空間部４６ｅに接続される。したがって、筒状部材４６は、内側が先端側から基端側に連通している。筒状部材４６は、空間部４６ｅが電磁弁側圧力室３２に接続される。このため、筒状部材４６は、電磁弁側圧力室３２と外部の燃料排出流路５０とを接続する継手としての機能を有する。
　図５は、図４におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図５に示すように、突出部４６ａは、ケーシング４５に対して中心軸ＡＸの軸回り方向に係止する係止部４６ｈを有する。係止部４６ｈは、中心軸ＡＸの軸線方向から見て、例えば突出部４６ａの円弧の一部を直線状に切り欠いた形状となっている。ケーシング４５（コア側部分４５ａ及び保持部分４５ｂ）は、中心軸ＡＸの軸線方向から見て、係止部４６ｈに対応する直線部分が設けられた開口部を有する。係止部４６ｈがケーシング４５の当該直線部分に係止されることにより、筒状部材４６の中心軸ＡＸの軸回り方向への回動が抑制される。このため、筒状部材４６とコア４３との間の回転方向への摺動が抑制される。
　図３に示すように、バルブユニット４２は、ソレノイド装置４１により生じる電磁力により中心軸ＡＸの軸線方向に移動する。バルブユニット４２は、アーマチャ４２ａと、弁体４２ｂと、段部４２ｃとを有する。アーマチャ４２ａは、磁性体を用いて形成される。アーマチャ４２ａは、例えば円板状である。アーマチャ４２ａは、ソレノイド装置４１のコア４３の先端側の端部と対向して配置される。弁体４２ｂは、アーマチャ４２ａから先端側に向けて延びている。弁体４２ｂは、先端部が燃料排出口３１を閉塞可能な形状に形成される。
　段部４２ｃは、アーマチャ４２ａの中央部がソレノイド装置４１側に突出した状態で形成される。段部４２ｃは、バルブユニット４２がソレノイド装置４１側に引き付けられる際、筒状部材４６の端面４６ｂに接触する形状及び寸法に形成される。また、段部４２ｃは、弾性部材４８からの弾性力を受ける。弾性部材４８の弾性力は、段部４２ｃを介してアーマチャ４２ａ及び弁体４２ｂに伝達される。アーマチャ４２ａ及び弁体４２ｂは、中心軸ＡＸの軸線方向の先端側に向けて弾性部材４８の弾性力が付与される。なお、段部４２ｃは、設けられなくてもよい。
　上記のように構成された燃料噴射弁１３の動作を説明する。ソレノイド装置４１のコイル４４に電流を流さない場合、ソレノイド装置４１において電磁力が発生しない。この場合、バルブユニット４２は、弾性部材４８の弾性力により弁体４２ｂが燃料排出口３１を先端側に押さえる。これにより、燃料排出口３１が閉塞した状態となる。
　燃料排出口３１が閉塞された状態においては、制御側圧力室２８の受圧力と弾性部材２３の弾性力との合力が噴射側圧力室２７の受圧力よりも大きくなる。このため、ピストン弁２２は、燃料噴射口３０を押さえて閉塞した状態となる。
　また、ソレノイド装置４１のコイル４４に電流を流した場合、ソレノイド装置４１において電磁力が発生する。図６は、電磁弁４０の動作の一例を示す縦断面図である。図６では、コイル４４に電流を流した場合の例を示している。図６に示すように、ソレノイド装置４１において電磁力が生じた場合、バルブユニット４２は、当該電磁力によりアーマチャ４２ａがコア４３側に引き寄せられ、弁体４２ｂが燃料排出口３１から離れる。これにより、燃料排出口３１が開いた状態となる。
　燃料排出口３１が開くことにより、制御側圧力室２８の圧力が低下する。制御側圧力室２８の受圧力と弾性部材２３の弾性力との合力が噴射側圧力室２７の受圧力よりも小さくなった場合、ピストン弁２２が制御側圧力室２８側に移動する。この場合、ピストン弁２２の弁体２２ｄが燃料噴射口３０から離れて燃料噴射口３０が開いた状態となる。燃料噴射口３０が開いた状態となった場合、燃料流入口２４から噴射側流路２５を流通して噴射側圧力室２７に流入した燃料が燃料噴射口３０から噴射される。
　上記動作において、バルブユニット４２がソレノイド装置４１の電磁力によりコア４３側に引き寄せられる場合、図６に示すように、バルブユニット４２の段部４２ｃが筒状部材４６の端面４６ｂに接触する。この場合において、筒状部材４６は、バルブユニット４２の基端側に向けた移動を規制するストッパとして機能する。
　段部４２ｃが筒状部材４６の端面４６ｂに接触する際、筒状部材４６を介してコア４３等のソレノイド装置４１の内部に衝撃が加わる。本実施形態に係るソレノイド装置４１では、筒状部材４６が突出部４６ａにおいてケーシング４５と端子固定部材４７とで中心軸ＡＸの軸線方向の両側から保持されている。このため、バルブユニット４２が筒状部材４６に接触する際の衝撃は、ケーシング４５及び端子固定部材４７において受けることができる。また、バルブユニット４２の接触時において、中心軸ＡＸの軸線方向への筒状部材４６の移動が規制される。このため、筒状部材４６とコア４３との間の摺動が抑制され、コア４３の内周面の摩耗等が抑制される。
　以上のように、本実施形態に係るソレノイド装置４１は、燃料噴射装置１０に設けられる電磁弁４０のバルブユニット４２を電磁力により駆動するソレノイド装置４１であって、筒状のコア４３と、コア４３に巻かれたコイル４４と、コア４３及びコイル４４を収容し、少なくともコア４３の中心軸ＡＸの軸線方向の一方側の端部を覆うケーシング４５と、軸線方向についてコア４３とケーシング４５との間に配置され、コイル４４に接続される端子４４ａを固定する端子固定部材４７と、軸線方向にコア４３とケーシング４５とを貫通するようにコア４３の内周側に配置され、軸線方向に直交する径方向に突出しケーシング４５と端子固定部材４７とで軸線方向の両側から保持される突出部４６ａを有し、端面４６ｂがバルブユニット４２に接触可能な位置に配置される筒状部材４６とを備える。
　この構成によれば、筒状部材４６が突出部４６ａにおいてケーシング４５と端子固定部材４７とで中心軸ＡＸの軸線方向の両側から保持されている。これにより、バルブユニット４２が筒状部材４６に接触する際の衝撃は、ケーシング４５及び端子固定部材４７において受けることができる。また、バルブユニット４２の接触時において、中心軸ＡＸの軸線方向への筒状部材４６の移動が規制される。このため、筒状部材４６とコア４３との間の摺動が抑制され、コア４３の内周面の摩耗等が抑制される。これにより、耐衝撃性に優れたソレノイド装置４１を提供できる。
　本実施形態に係るソレノイド装置４１において、突出部４６ａは、ケーシング４５に対して中心軸ＡＸの軸回り方向に係止する係止部４６ｈを有する。この構成によれば、筒状部材４６の中心軸ＡＸの軸回り方向への回動が抑制されるため、コア４３等のソレノイド装置４１の破損の発生をより確実に抑制できる。
　本実施形態に係るソレノイド装置４１において、筒状部材４６は、軸線方向の一方側の端部に、外部の燃料排出流路５０に接続される接続部４６ｃを有する。この構成によれば、１部材の筒状部材４６に、バルブユニット４２との接触部分と、燃料排出流路５０との継手部分とが設けられるため、部品点数を削減することができる。
　本実施形態に係る燃料噴射装置１０の電磁弁４０は、上記のソレノイド装置４１と、磁性体を用いて形成され、コア４３の軸線方向の他方側の端部に対向して配置され、コア４３から軸線方向に離れる方向に弾性力が付与され、ソレノイド装置４１で電磁力が生じない場合には弾性力により燃料の流通路を押さえて閉じた状態とし、ソレノイド装置４１で電磁力が生じる場合には当該電磁力により筒状部材４６に接触する位置までコア４３に引き寄せられて流通路から離れることで流通路を開くバルブユニット４２とを備える。
　この構成によれば、内部構成の破損の発生を抑制可能なソレノイド装置４１を備えるため、耐衝撃性の高い電磁弁４０を得ることができる。
　本実施形態に係る燃料噴射装置１０の電磁弁４０において、筒状部材４６は、バルブユニット４２に弾性力を付与する弾性部材４８を支持する支持部４６ｄを有する。この構成によれば、１部材の筒状部材４６に、バルブユニット４２との接触部分と、弾性部材４８の支持部４６ｄとが設けられるため、部品点数を削減することができる。
　本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、電磁弁４０が燃料噴射装置１０のうち燃料噴射弁１３に設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。電磁弁４０は、燃料噴射装置１０の他の部位に設けられてもよい。
　また、燃料噴射装置１０の形態や燃料ポンプ１１の形態は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、コモンレール１２や燃料噴射弁１３の数、燃料ポンプ１１の接続位置等については、適宜設定することができる。
１０　燃料噴射装置
１１　燃料ポンプ
１２　コモンレール
１３　燃料噴射弁
１４　燃料タンク
２０　噴射部
２１，４５　ケーシング
２２　ピストン弁
２２ａ　ばね座部材
２２ｂ　制御側ピストン部材
２２ｃ　連結部材
２２ｄ，４２ｂ　弁体
２３，４８　弾性部材
２４　燃料流入口
２５　噴射側流路
２６　制御側流路
２７　噴射側圧力室
２８　制御側圧力室
２９　シリンダ室
３０　燃料噴射口
３１　燃料排出口
３２　電磁弁側圧力室
４０　電磁弁
４１　ソレノイド装置
４２　バルブユニット
４２ａ　アーマチャ
４２ｃ，４５ｄ　段部
４３　コア
４３ａ　筒状部
４３ｂ　フランジ部
４３ｃ　側面部
４４　コイル
４４ａ　端子
４５ａ　コア収容部
４５ｂ　保持部
４６ｂ　端面
４６　筒状部材
４６ａ　突出部
４６ｃ　接続部
４６ｄ　支持部
４６ｅ，４６ｆ　空間部
４６ｇ　接続流路
４６ｈ　係止部
４７　端子固定部材
４９　封止部
５０　燃料排出流路
ＡＸ　中心軸
Ｌ１１　燃料ライン
Ｌ１２　燃料高圧ライン
Ｌ１３　燃料供給ライン

Claims (5)

  1. 　燃料噴射装置に設けられる電磁弁のバルブユニットを電磁力により駆動するソレノイド装置であって、
    　筒状のコアと、
    　前記コアに巻かれたコイルと、
    　前記コア及び前記コイルを収容し、少なくとも前記コアの中心軸の軸線方向の一方側の端部を覆うケーシングと、
    　前記軸線方向について前記コアと前記ケーシングとの間に配置され、前記コイルに接続される端子を固定する端子固定部材と、
    　前記軸線方向に前記コアと前記ケーシングとを貫通するように前記コアの内周側に配置され、前記軸線方向に直交する径方向に突出し前記ケーシングと前記端子固定部材とで前記軸線方向の両側から保持される突出部を有し、前記軸線方向の他方側の端部が前記バルブユニットに接触可能な位置に配置される筒状部材と
    　を備えるソレノイド装置。
  2. 　前記突出部は、前記ケーシングに対して前記中心軸の軸回り方向に係止する係止部を有する
    　請求項１に記載のソレノイド装置。
  3. 　前記筒状部材は、前記軸線方向の一方側の端部に、外部の燃料排出流路に接続される接続部を有する
    　請求項１又は請求項２に記載のソレノイド装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソレノイド装置と、
    　磁性体を用いて形成され、前記コアの前記軸線方向の他方側の端部に対向して配置され、前記コアから前記軸線方向に離れる方向に弾性力が付与され、前記ソレノイド装置で電磁力が生じない場合には前記弾性力により燃料の流通路を押さえて閉じた状態とし、前記ソレノイド装置で電磁力が生じる場合には当該電磁力により前記筒状部材に接触する位置まで前記コアに引き寄せられて前記流通路から離れることで前記流通路を開くバルブユニットと
    　を備える燃料噴射装置の電磁弁。
  5. 　前記筒状部材は、前記バルブユニットに前記弾性力を付与する弾性部材を支持する支持部を有する
    　請求項４に記載の燃料噴射装置の電磁弁。
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