(57)【要約】【課題】  ソレノイド付勢時の吸引力を増大させ、ソレノイド消勢時に吸引力を急速に消滅させる。【解決手段】  ニードル弁２に取付けたアーマチャ５をソレノイドのコア７の吸引端部１３，１４により吸引してニードル弁２を開弁させる。ソレノイドを付勢したときのアーマチャ５に対する吸引力を高めるためにコア７の吸引端部１３，１４間に永久磁石１５を配置する。また、ソレノイドを消勢したときにアーマチャ５に対する吸引力を即座に消滅させるためにコア７の一部７ｃを粉末磁性材から形成し、残りのコア部分７ａ，７ｂを溶製材から形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル弁に取付けたアーマチャをソレノイドのコアの吸引端部により吸引してニードル弁を開弁させるようにした燃料噴射弁において、ソレノイドを付勢したときのアーマチャに対する吸引力を高めるためにソレノイドのコアの吸引端部に永久磁石を配置し、ソレノイドのコアの一部を粉末磁性材から形成してソレノイドを消勢したときにアーマチャに対する吸引力を即座に消滅させるようにした燃料噴射弁。
【請求項２】
ソレノイドのコアはソレノイド付勢時に夫々反対の極が現われる一対の吸引端部を有しており、これら吸収端部間に上記永久磁石が配置されている請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
粉末磁性材から形成されたコア部分以外のコア部分が溶製材から形成されている請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
ソレノイド付勢時にアーマチャが当接するコア部分は溶製材から形成されている請求項３に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
上記アーマチャは溶製材および粉末磁性材よりも飽和磁束密度の高いコバルト系磁性材から形成されている請求項３に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
上記コアが溶製材からなる円板状の頂部と、該頂部の下壁面から下方に向けて延びる粉末磁性材製の薄肉内筒と、該頂部の下壁面から下方に向けて延びかつ該薄肉内筒の周りに同心的に配置された粉末磁性材製の薄肉外筒とにより構成され、該頂部の下壁面上には下方に突出するリブが一体形成されると共に薄肉内筒の上端部および薄肉外筒の上端部が該リブに嵌合されており、該薄肉内筒と薄肉外筒間の中央部にはコイルボビンが、下端部には永久磁石が挿入されており、これら薄肉内筒と薄肉外筒間には樹脂が充填され、充填された樹脂により永久磁石が固定化される請求項３に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
薄肉内筒上端部の上記リブとの接触面および薄肉外筒上端部の上記リブとの接触面上に夫々薄肉内筒および薄肉外筒の全周に亘って延びる凹溝が形成されており、これら凹溝内には樹脂が充填され、充填された樹脂により薄肉内筒および薄肉外筒が頂部に固定化される請求項６に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニードル弁に一対のアーマチャが間隔を隔てて取付けられており、これらアーマチャを吸引するために一対のソレノイドが間隔を隔てて配置されている燃料噴射弁が公知である（特許文献１を参照）。また、燃料噴射制御弁を駆動するために一対のソレノイドを具備しており、燃料噴射制御弁を閉弁位置又は開弁位置に保持するために一対の永久磁石を具備している燃料噴射装置が公知である（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５４１８９号公報
【特許文献２】特開平７−３３２１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところがこれらの燃料噴射弁や燃料噴射装置ではソレノイドが消勢されたときにソレノイドのコア内に大きな渦電流が発生し、その結果磁束密度の急速な低下が抑制される。従って、例えばメイン噴射前にパイロット噴射を行うようにした場合、即ちパイロット噴射を停止すべくソレノイドを消勢した後にメイン噴射を開始すべくソレノイドを再び付勢する場合、パイロット噴射とメイン噴射間のインターバルが長いときには問題とならないがこのインターバルが短くなるとメイン噴射を開始すべくソレノイドを付勢するときにコア内の磁束密度が低下しきっておらず、即ち例えばアーマチャに対する吸引力が残存しており、このようにアーマチャに対する吸引力が残存しているときにソレノイドが付勢されるとニードル弁の開弁時期が早くなるためにメイン噴射時期が早められてしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題点を解決するために本発明によれば、ニードル弁に取付けたアーマチャをソレノイドのコアの吸引端部により吸引してニードル弁を開弁させるようにした燃料噴射弁において、ソレノイドを付勢したときのアーマチャに対する吸引力を高めるためにソレノイドのコアの吸引端部に永久磁石を配置し、ソレノイドのコアの一部を粉末磁性材から形成してソレノイドを消勢したときにアーマチャに対する吸引力を即座に消滅させるようにしている。
【発明の効果】
【０００５】
コアの吸引端部に永久磁石を配置することによってソレノイド付勢時のアーマチャに対する吸引力を高めることができ、コアの一部を粉末磁性材から形成することによってソレノイド消勢時にアーマチャに対する吸引力を即座に消滅させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１を参照すると、１は燃料噴射弁、２は燃料噴射弁１の先端部３に形成された噴口（図示せず）の開閉制御を行うニードル弁、４は燃料供給口を夫々示し、燃料供給口４から燃料噴射弁１内に供給された高圧の燃料はニードル弁２が開弁したときに噴口から噴射される。ニードル弁２上には第１のアーマチャ５および第２のアーマチャ６が取付けられており、これらアーマチャ５，６を吸引するためにこれらアーマチャ５，６に隣接して夫々第１のソレノイドのコア７および第２のソレノイドのコア８が配置されている。
【０００７】
第１のコア７内に位置するニードル弁２上には円筒状のストッパ９が固定されている。一方、第１のアーマチャ５はニードル弁２上に摺動可能に挿入されており、この第１のアーマチャ５の上端面は図示しないばねによってストッパ９の下端面に押し付けられている。第１のコア７のソレノイドが付勢されると第１のアーマチャ５は第１のコア７の下端面、即ち吸引端面に向けて吸引される。このときアーマチャ５によりストッパ９が上昇せしめられ、それによりニードル弁２が上昇せしめられるためにニードル弁２が開弁し、燃料噴射が行われる。
【０００８】
一方、第２のアーマチャ６はニードル弁２に固定されている。第２のコア８のソレノイドが付勢されると第２のアーマチャ６は第２のコア８の下端面、即ち吸引端面に向けて吸引され、その結果ニードル弁２が上昇せしめられるために燃料噴射が行われる。ニードル弁２が閉弁しているときの第１のアーマチャ５の上端面と第１のコア７の下端面との間隙は第２のアーマチャ６の上端面と第２のコア８の吸引端面との間隙に比べて小さくされている。従って第２のコア８のソレノイドが付勢されたときのニードル弁２のリフト量の方が第１のコア７のソレノイドが付勢されたときのニードル弁２のリフト量よりも大きくなる。従って図１に示される燃料噴射弁１を用いてメイン噴射前にパイロット噴射を行うようにした場合には、第１のコア７のソレノイドを付勢することによってパイロット噴射が行われ、第２のコア８のソレノイドを付勢することによってメイン噴射が行われる。
【０００９】
図１に示す第１のコア７と第２のコア８は同一の構造を有している。従って以下、第１のコア７のみの構造について説明し、第２のコア８の構造については説明を省略する。第１のコア７の拡大断面図を示す図２を参照すると、ソレノイドのコア７は全体として中空円筒状をなしており、コア７の中心軸線上にはニードル弁２の挿通孔１０が形成されている。また、挿通孔１０の周りにはコイル１１を担持した全体として中空円筒状をなすコイルボビン１２が配置されている。
【００１０】
一方、コア７は円板状をなす頂部７ａおよび挿通孔１０を画定する薄肉中空部７ｂからなる第１の部分と、薄肉中空部７ｂの周りに配置されて全体として中空円筒状をなしかつコイルボビン１２の上端部、内周面および外周面周りにおいて断面Ｕ字型をなす第２の部分７ｃとにより構成される。図２に示される実施例では第１の部分７ａ，７ｂは通常用いられているＳＵＳ系磁性材の溶製材からなり、第２の部分７ｃは粉末磁性材からなる。本発明による実施例ではこの粉末磁性材は、純鉄からなる小粒子の周囲に絶縁被膜を形成し、これら小粒子を高圧で押し固めたものである。この粉末磁性材は第１の部分７ａ，７ｂを構成している溶製材に比べると機械的強度は劣るが大きな体積抵抗率を有する。
【００１１】
コイル１１に電流を流すと、即ちソレノイドを付勢するとコア７の内側吸引端部１３と外側吸引端部１４には夫々反対の極が現われ、これら内側吸引端部１３と外側吸引端部１４間にはリング状の永久磁石１５が挿入されている。ソレノイドが消勢されているときには永久磁石１５による磁路がコア７内に形成されるように永久磁石１５は半径方向に磁化させており、永久磁石１５の磁極は、ソレノイドにより発生するコア７内の磁束の方向に対して永久磁石１５による磁束の方向が逆向きになるように設定されている。
【００１２】
ソレノイドが消勢されているときには図２に示されるようにアーマチャ５はコア７の吸引端部１３，１４から離れており、このとき上述したように永久磁石１５の磁路はコア７内においてコイル１１周りに形成される。次いでソレノイドが付勢されると永久磁石１５による磁路とは逆向きにコア７からアーマチャ５内を経て再びコア７に戻る磁路が形成される。ところがこのときソレノイドによる磁束の方が永久磁石１５による磁束よりもはるかに密度が高いので永久磁石１５によるコア７内の磁束は消滅し、永久磁石１５による磁路はソレノイドによる磁路と同じ方向に、即ちアーマチャ５内を通る向きに切換えられる。従ってソレノイドが付勢されたときにはソレノイドによる磁束と永久磁石１５による磁束がアーマチャ内を通るようになるのでアーマチャ５内に対して強力な吸引力が作用することになる。
【００１３】
一方、上述したようにコアの第２の部分７ｃを構成している粉末磁性材は体積抵抗率が大きく、従ってコア７内、正確に言うとコア７の第２の部分７ｃ内は電流が流れずらくなっている。従ってソレノイドが消勢されたときにコア７内における渦電流の発生が低減され、その結果コア７内における磁束密度は急速に低下する。斯くしてアーマチャ５に対する吸引力が急速に低下することになる。
【００１４】
このように本発明によれば、ソレノイドを付勢したときのアーマチャ５に対する吸引力を高めるためにソレノイドのコア７の吸引端部１３，１４に永久磁石１５が配置され、ソレノイドを消勢したときにアーマチャ５に対する吸引力を即座に消滅させるためにソレノイドのコア７の一部７ｃが粉末磁性材から形成されている。
【００１５】
なお、前述したようにコア部分７ｃを構成している粉末磁性材はコア部７ａ，７ｂを構成している溶製材よりも機械的強度が弱い。従ってソレノイド付勢時にアーマチャ５が当接するコア部分７ｂは溶製材から形成されている。また、ソレノイド付勢時にソレノイドによる磁束と永久磁石１５による磁束が共にアーマチャ５内を十分に流れるように、アーマチャ５は溶製材および粉末磁性材よりも飽和磁束密度の高いコバルト系磁性材から形成されている。
【００１６】
図３にソレノイドを付勢したときとソレノイドを消勢したときのアーマチャ５に対するコア７の吸引力の時間的変化を示している。なお、図３において実線は本発明における場合を示しており、破線はコア７の全体を溶製材から構成すると共にコア７の吸引端部１３，１４に永久磁石１５を取付けた場合を示しており、一点鎖線はコア７の全体を溶製材から構成し、永久磁石１５を有さない従来の場合を示している。
【００１７】
実線および破線で示されるように永久磁石１５を有する場合には一点鎖線で示される永久磁石１５を有さない場合に比べてソレノイド付勢時に大きな吸引力が得られることがわかる。一方、実線で示されるようにコア７の一部を粉末磁性材から形成した場合には破線および一点鎖線で示されるコア７の全体を溶製材から形成した場合に比べてソレノイド消勢時に吸引力が急速に低下することがわかる。このように吸引力が急速に低下すると冒頭で述べたようにパイロット噴射とメイン噴射とのインターバルを短くしたとしてもメイン噴射を行うべくソレノイドを付勢するときに吸引力は発生しておらず、斯くしてメイン噴射を予め定められた時期に行うことができる。
【００１８】
図４および図５に、より実用的なコア７を示す。なお、図４および図５に示される実施例において図２に示される実施例と同様な構成要素は同一の符号で示す。
図４および図５に示される実施例においてもコア７は溶製材からなる第１の部分７ａ，７ｂと、粉末磁性材からなる第２の部分７ｃとにより構されるがこの実施例ではコア７の第２の部分７ｃは、溶製材からなる円板状の頂部７ａの下壁面から下方に向けて延びる薄肉内筒１６と、頂部７ａの下壁面から下方に向けて延びかつ薄肉内筒１６の周りに同心的に配置された薄肉外筒１７とにより構成される。
【００１９】
図４に示されるようにコア７の頂部７ａの下壁面上には下方に突出する断面矩形のリブ１８が一体形成されている。薄肉内筒１６の上端部の外周面はリブ１８に嵌合されており、薄肉外筒１７の上端部の内周面もリブ１８に嵌合されている。薄肉内筒１６と薄肉外筒１７間の中央部にはコイル１１およびコイルボビン１２が挿入されており、薄肉内筒１６と薄肉外筒１７間の下端部には永久磁石１５が挿入されている。
【００２０】
コア７の頂部７ａの一部に切欠き１９が形成されており、この切欠き１９内および薄肉内筒１６と薄肉外筒１７間には樹脂２０が充填されている。この樹脂２０が固化すると固化した樹脂２０によりコイル１１、コイルボビン１２および永久磁石１５がコア７内に固定化される。また、コイル１１のリード線２１も樹脂１５内に固定化される。
【００２１】
一方、薄肉内筒１６の上端部のリブ１８との接触面および薄肉外筒１７の上端部のリブ１８との接触面上には夫々薄肉内筒１６および薄肉外筒１７の全周に亘って延びる凹溝２２および２３が形成されている。これらの凹溝２２および２３内にも樹脂２０が充填され、充填された樹脂２０により薄肉内筒１６および薄肉外筒１７がコア７の頂部７ａに固定化される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】燃料噴射弁の側面断面図である。
【図２】コアの拡大側面断面図である。
【図３】コアによる吸引力の時間的変化を示す図である。
【図４】コアの別の実施例を示す側面断面図である。
【図５】図４に示すコアの平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    燃料噴射弁
２    ニードル弁
５，６    アーマチャ
７，８    コア
１１    コイル
１２    コイルボビン
１３，１４    吸引端部
１５    永久磁石
１８    リブ
２０    樹脂
２２，２３    凹溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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