(57)【要約】本発明は、ソレノイド装置であって、ソレノイドコイル（４１）が設けられており、該ソレノイドコイル（４１）が、ソレノイドポット（４０）によって取り囲まれていて、コンタクトラグ（３２）に導電的に接続されており、ソレノイドコイル（４１）の外面とソレノイドポット（４０）の内面と間に中間室が形成されており、該中間室内に流動性の材料が装入されるようになっている形式のものに関する。本発明によれば、ソレノイドコイル（４１）が、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）によって取り囲まれており、該コイル枠体（１，２０，３０）に管状のコンタクトガイドエレメント（６，７）が一体成形されており、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）が、無機質の充填剤と混合された耐熱性のプラスチック材料から製造されている。
2005507177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイド装置であって、ソレノイドコイル（４１）が設けられており、該ソレノイドコイル（４１）が、ソレノイドポット（４０）によって取り囲まれていて、コンタクトラグ（３２）に導電的に接続されており、ソレノイドコイル（４１）の外面とソレノイドポット（４０）の内面と間に中間室が形成されており、該中間室内に流動性の材料が装入されるようになっている形式のものにおいて、ソレノイドコイル（４１）が、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）によって取り囲まれており、該コイル枠体（１，２０，３０）に管状のコンタクトガイドエレメント（６，７）が一体成形されており、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）が、無機質の充填剤と混合された耐熱性のプラスチック材料から製造されていることを特徴とする、ソレノイド装置。
【請求項２】
耐熱性のプラスチック材料が、ＴＧ≧１２０℃を備えた高性能熱可塑性樹脂である、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項３】
耐熱性のプラスチック材料が、ＴＧ≧１２０℃を備えた熱硬化性の材料である、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項４】
肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の肉厚（５）が、２００μｍ〜３００μｍの範囲内に寸法設定されている、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項５】
肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の肉厚（５）が、有利には２００μｍ未満に寸法設定されている、請求項４記載のソレノイド装置。
【請求項６】
肉薄のコイル枠体（１，３０）が、コンタクトガイドエレメント（６，７）とは反対の側の端部（４）で開放して形成されている、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項７】
肉薄のコイル枠体（２０）が、コンタクトガイドエレメント（６，７）とは反対の側の端部に、一体成形された底部分（２１）を有している、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項８】
コンタクトガイドエレメント（６，７）が、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の環状のカバー区分（３）に取り付けられていて、肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の軸線（９）に対して平行に延びている、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項９】
コンタクトガイドエレメント（６，７）が、長手方向スリット（１１）を有しており、該長手方向スリット（１１）が、その上側の端面（１０）から肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の環状のカバー区分（３）にまで延びている、請求項８記載のソレノイド装置。
【請求項１０】
コンタクトガイドエレメント（６，７）が、半円形のシェル（３４）として形成された、コンタクトラグ（３２）のためのそれぞれ１つのガイド区分（３５）を有している、請求項８記載のソレノイド装置。
【請求項１１】
肉薄のコイル枠体（１，２０，３０）の流動距離／肉厚比が１００以下である、請求項１記載のソレノイド装置。
【請求項１２】
ソレノイドコイル（４１）のコイル線材が、焼付けワニス被覆層を備えており、該焼付けワニス被覆層によって、ソレノイドコイル（４１）のコイル線材が、コイルの安定性を高めるために焼付け可能である、請求項１記載のソレノイド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
内燃機関に用いられる燃料供給装置の燃料インジェクタには、ピエゾアクチュエータのほかにソレノイドコイルを使用することもできる。電磁弁のソレノイドコイルには、短い切換時間を達成しかつ電磁石（ソレノイド）の過熱を良好な熱導出特性によって回避するために、切換動特性を改善するという要求が課せられている。
【０００２】
背景技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１５２３４号明細書は、ソレノイド制御装置を備えた、蓄圧噴射システムに用いられる直接噴射式の燃料噴射弁に関する。この燃料噴射弁は、各弁ハウジング内で、ばね負荷されたノズルニードルに通じる、弁機能を備えた制御ピストンによって遮断可能な供給管路と、さらに、ばね室内に支持された、ノズルニードルをそのニードル座に向かって押圧するノズルニードルばねとを有している。システム圧下にある制御ピストンの裏側には、制御室が配置されている。電磁弁によって、制御室が放圧管路に接続可能となると同時に噴射のために、ノズルニードルに通じる供給管路の遮断が、制御ピストンに配置された高圧弁によって排除可能となる。さらに、燃料噴射弁には、供給管路と放圧管路との間のバイパスとしての絞られた管路接続部が設けられている。この場合、この管路接続部は、電磁弁に作用接続された漏れ弁を有している。この漏れ弁によって、噴射の間、管路接続部を遮断することができる。
【０００３】
ヨーロッパ特許出願公開第０６５７６４２号明細書は、内燃機関に用いられる燃料噴射装置を対象にしている。内燃機関に用いられる燃料噴射装置は、燃料高圧ポンプによって充填可能な高圧集合室を有している。この高圧集合室からは高圧管路が個々の噴射弁に導出している。この場合、これらの個々の噴射弁には、噴射弁での高圧噴射を制御するための個々の制御弁と、これらの制御弁と高圧集合室との間の付加的な蓄圧室とが使用されている。高いシステム圧が常に噴射弁に加えられていることを回避するためには、制御弁が、噴射弁における噴射休止の間、蓄圧室への噴射弁の接続部を閉鎖しかつ噴射弁と放圧室との間の接続部を開制御するように形成されている。制御弁は３ポート２位置弁として形成されている。この３ポート２位置弁のピストン状の弁部材は、ハウジングとばね受けとの間で弁部材に支持された圧縮ばねに抗して弁部材の一方の端面に作用する電気的な作動磁石によって操作される。この電気的な作動磁石は制御装置によって通電される。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１４８１２号明細書は、慣用のソレノイドコイルに関する。この慣用のソレノイドコイルは巻線線材によって形成される。この巻線線材は巻線枠体に巻き付けられている。このような形式のソレノイドコイルは特に電磁弁に使用される。この電磁弁は、圧送量と圧送経過とを制御するために内燃機関の燃料ポンプに使用される。運転中には、電磁弁の周りが、高圧で負荷された燃料によって少なくとも部分的に通流される。燃料との接触を回避するためには、ソレノイドコイルをカプセル封止することが必要となる。特にコモンレール燃料噴射装置または「ユニットインジェクタ」とも呼ばれるポンプ・ノズルユニットには、極端に短い切換時間を備えた電磁弁が必要となる。短い切換時間によって、ソレノイドコイルが運転中に加熱され、したがって、ソレノイドコイルにおける熱導出が懸念されなければならない。なぜならば、運転中のソレノイドコイルの熱負荷は望ましくないからである。
【０００５】
公知先行技術に基づき、枠体なしのソレノイドコイルが公知である。この公知のソレノイドコイルは巻線を有している。この巻線はソレノイドポット内に収容されている。巻線は特に焼付けワニス線材から形成される。この焼付けワニス線材は被覆層を備えている。この被覆層はソレノイドコイルの巻線に結合されている。ソレノイドコイルの巻線は輪環体状のカップ内に配置されている。封止コンパウンドによる位置決めによって、コイルとソレノイドポットとの間の中間室を著しく減少させることができる。これによって、動特性と熱導出との改善を得ることができる。他方では、正確な位置決めの操作と、コイル線材とソレノイドポットとの間の電気的な短絡の形成の危険と、封止コンパウンドの内部のボイドとに関する問題が生ぜしめられる。さらに、ソレノイドポットからの進出部におけるコイル線材の、規定されていない支承部によって非シール性が生ぜしめられるので、この解決手段は欠点を随伴している。
【０００６】
発明の開示
本発明による解決手段の利点は、極端に肉薄のコイル枠体の使用時に、規定された極めて小さな中間室をコイルボディとソレノイドポットとの間に有する磁石を使用することができる点に特に見ることができる。これによって、極端に小型化された電磁石の構成が可能となる。本発明による解決手段によって、５〜６ｍｍよりも小さな中間の直径を備えた極めて小さなソレノイドコイルの取扱いが容易となる。さらに、肉薄のコイル枠体によって取り囲まれたソレノイドコイルをソレノイドポットの内部に極めて正確に位置決めすることができる。コイル枠体をソレノイドポット内に配置することによって、装入したい封止コンパウンドのための均一なギャップが形成されるので、封止コンパウンドはギャップ内で均一に流動し、材料堆積物であれ許容することができないほど薄い肉厚を備えた領域であれ封止コンパウンドの内部の望ましくないボイドは形成され得ない。電磁石とソレノイドポットとの間の環状ギャップにおける封止コンパウンドの不均一な分配は熱導出に極めて不利な影響を与えるので、このため、可能な限り回避しなければならない。
【０００７】
有利には２００〜３００μｍ未満に寸法設定された肉厚を備えた肉薄のコイル枠体を使用することによって、コイルとソレノイドポットとの間の短絡の発生が阻止される。
【０００８】
本発明による肉薄のコイル枠体の変化形では、このコイル枠体に管状の付設体が取り付けられていてよい。この付設体はコンタクトラグのより容易な挿入を可能にしている。さらに、肉薄のコイル枠体によって予め提供されたスペースを硬化性の封止コンパウンドの流込みのために使用することができる。
【０００９】
肉薄のコイル枠体の使用は、その構成部材の取扱い時に生ぜしめられる、組付けの間の構成部材の僅かな損傷も予防している。この損傷は、組み立てられたソレノイドコイルののちの正確な機能性に著しい影響を与え得る。
【００１０】
本発明により提案された解決手段によって、良好に規定された、均一に延びる、コイルとソレノイドポットとの間の中間室の協働が可能となる。これによって、流動性のコンパウンドの封止／注入が有利となり、熱導出に関して最適化された磁石が結果的に得られる。
【００１１】
実施例
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１には、コンタクト貫通ガイドとは反対の側で開放して形成されたコイル枠体が示してある。
【００１３】
図１に示したコイル枠体１は、有利には、ＴＧ≧１２０℃を備えた高性能熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性の材料から製造される。この場合、ＴＧは、可塑化への転移が始まるガラス転移温度を示している。使用される熱可塑性の材料、たとえば高性能熱可塑性樹脂または熱硬化性の材料には、熱伝導特性を改善するために、無機充填剤が混加されている。
【００１４】
肉薄のコイル枠体１はその下側の領域に周壁２を有している。この周壁２は、開放した端部４で終わっている。肉薄のコイル枠体１の周壁領域の上面は環状のカバーエレメント３によって仕切られる。符号５によって、肉薄のコイル枠体１の周壁領域の肉厚が示してある。この肉厚５は、有利には２００〜３００μｍの範囲内で形成されていて、特に有利には、この範囲未満に寸法設定されている。肉薄のコイル枠体１の環状のカバー区分３の、開放した端部４とは反対の側の面には、互いに間隔を置いて２つの管状のコンタクトガイド６；７が一体成形されている。管状に形成された両コンタクトガイド６；７は、図１に示した肉薄のコイル枠体１の軸線９に対して平行に延びている。図１に示した、軸線９に対して平行に延びるコンタクトガイド６；７の代わりに、コンタクトガイド６；７はカバー区分３の周囲に任意に位置していてよい。肉薄のコイル枠体１のこの構成では、管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７が第１の長さ８で形成されている。肉薄のコイル枠体１の環状のカバー区分３の環状面に射出成形によって一体に成形されていてよい管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７はその上面に端面１０を有している。管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７の端面１０から軸方向のスリット１１が延びている。このスリット１１は肉薄のコイル枠体１の軸線９に対して平行に延びている。スリット１１は、管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７の第１の全長８にわたって延びていてよい。さらに、スリット１１を、管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７の周壁面に第１の長さ８の部分範囲にわたってしか形成しないことも可能である。
【００１５】
管状のコンタクトガイドエレメント６；７の内径は符号１２で示してあり、図１には示していないコンタクトラグ３２（図３参照）の外側寸法に調和されている。念のために付言しておくが、肉薄のコイル枠体１の内径は符号１３で示してある。肉薄のコイル枠体１の内径１３は、ここでは環状のカバー区分３の領域に記入してあるにもかかわらず、肉薄のコイル枠体１の周壁区分２の領域における内径の寸法にも相当している。
【００１６】
図２には、図１に示したコイル枠体が示してあるものの、付加的に一体成形された底部分が設けられている。
【００１７】
図２に示した、本発明により提案された肉薄のコイル枠体の別の構成は符号２０で示してある。図２に示した別の構成は、肉薄のコイル枠体２０の下側の領域に一体成形された底領域２１の点で図１に示した第１の構成と異なっている。外周壁面２３の下面に一体成形された底領域２１からの軸方向での環状のカバー区分３の間隔は符号２２で示してある。
【００１８】
図１に類似して、図２に示した肉薄のコイル枠体２０の外周壁面区分２３は内径１３で形成されている。
【００１９】
肉薄のコイル枠体２０の環状に形成されたカバー区分３の上面には、図１に示した第１の構成に類似して、肉薄のコイル枠体２０の軸線９に対して平行に延びる、一体成形された２つの管状のコンタクトガイドエレメント６；７が形成されている。両コンタクトガイドエレメント６；７も同じく、肉薄のコイル枠体２０の軸線９に対して平行に延びる長手方向スリット１１を有している。この長手方向スリット１１はコンタクトガイドエレメント６；７の第１の全長８にわたって形成されていてよい。しかし、管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７の周壁面に設けられた長手方向スリット１１は、管状のコンタクトガイドエレメント６；７の第１の長さ８の部分範囲にわたってしか延びていないように形成されていてもよい。
【００２０】
図３には、コンタクトラグが収容されたスリット付けされたコンタクトガイドエレメントを備えた肉薄のコイル枠体が示してある。
【００２１】
図２に示した別の構成とは異なり、管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７は、第１の長さ８とは異なる長さ３１もしくは別の長さで肉薄のコイル枠体３０の軸線９に対して平行に軸方向に形成されている。管状に形成された各コンタクトガイドエレメント６；７は、主として、円形の横断面を備えている。この場合、コンタクトガイドエレメント６；７の仕切り壁には、肉薄のコイル枠体３０の軸線９に対して平行に延びる長手方向スリット１１が形成されていてよい。第１のコンタクトガイドエレメント６は段部３３を有している。肉薄のコイル枠体３０の環状のカバー区分３の上面に一体成形された第１のコンタクトガイドエレメント６のボイド内には、図３によれば、コンタクトラグ３２が挿入されている。管状に形成された第１のコンタクトガイドエレメント６の周壁面の、段部３３の上方で延びる半円形に形成された区分３４は、収容したいコンタクトラグ３２のためのガイド面３５として働く。
【００２２】
環状のカバー区分３の上面に形成された第２のコンタクトガイドエレメント７は軸方向の第２の長さ３１で形成されている。この場合、第２のコンタクトガイドエレメント７の端面１０はほぼ第１のコンタクトガイドエレメント６の段部３３の高さに位置している。第２のコンタクトガイドエレメント７もその周壁面に長手方向スリット１１を備えている。この長手方向スリット１１は端面１０から、図３に示した肉薄のコイル枠体３０の環状のカバー区分３の上面に向かって下方に延びている。図１および図２で説明した、本発明により提案された肉薄のコイル枠体１；２０の構成に類似して、コンタクトガイドエレメント６；７の内径１２はコンタクトラグ３２の外径に適合されている。肉薄のコイル枠体１；２０；３０の内径１３はソレノイドポット４０、つまり、ポット状のソレノイドハウジング内への組込みジオメトリに適合されている。
【００２３】
有利には耐熱性のプラスチック材料、たとえば高性能熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂から無機充填剤と混合されて製造された肉薄のコイル枠体１；２０；３０の肉厚５は２００〜３００μｍの範囲、有利には、この範囲未満に寸法設定されている。流動距離／肉厚比ｌ／ｓ≦１００が生ぜしめられる。流動距離／肉厚比とは、中間室の幅ｓと比較した相対的な長さｌを意味している。この比率が大きければ大きいほど、このように長く延びる薄い室内に、プラスチックであれ、のちに硬化する流動性の別の材料であれ、封止コンパウンドを装入することがますます困難となる。流動距離／肉厚比が大きい場合には、流動距離／肉厚比≦１００によって規定された中間室の完全な充填を達成するために、外部から強い圧力を加えることが必要となる。
【００２４】
管状に形成されたコンタクトガイドエレメント６；７の一体成形によって、肉薄のコイル枠体１；２０；３０によって収容したいソレノイドコイル４１のコイル線材に電気的に接続されるコンタクトラグ３２を導入するための組込みスペースが予め提供される。ソレノイドコイル４１の、図１および図３に示した肉薄のコイル枠体１；３０の構成には図示していないコイル線材は焼付けワニス線材被覆層を備えてよい。この焼付けワニス線材被覆層は、コイル枠体への線材の巻付け後、ソレノイドコイル４１の安定性を高めるために、インパルスでの負荷によって焼き付けることができる。このような形式で提供されたソレノイドコイル４１をソレノイドポット４０内に組み込むことによって、肉薄のコイル枠体１；２０；３０を、このコイル枠体１；２０；３０に収容されたソレノイドコイル４１と共にソレノイドポット４０内に挿入することができ、精密に位置決めすることができる。しかし、これに対して、図２による巻付け時には、焼付けワニス線材被覆層は必ずしも必要ではない。
【００２５】
図４には、収容された肉薄のコイル枠体を備えた、部分的に断面されたソレノイドポットが示してある。
【００２６】
図１に詳しく示した肉薄のコイル枠体１は、図４によれば、ソレノイドコイル４１を部分的に取り囲んでソレノイドポット４０内に挿入されている。肉薄のコイル枠体１の周壁面２もしくは環状区分３はソレノイドコイル４１をその内面で取り囲んでおり、上側の領域では、焼付けワニス線材被覆層によって安定化させることができるソレノイドコイル４１の外面と、ソレノイドポット４０の内面との間に中間室４２が形成されている。符号４３で示した別の中間室は、肉薄のコイル枠体１の周壁の内面と、ソレノイドコイル４１および肉薄のコイル枠体１を収容するための環状溝の内側の仕切り壁との間に形成されている。図４に示した部分的な断面図には、長手方向スリット１１を備えた第１のコンタクトガイドエレメント６を見ることができる。この第１のコンタクトガイドエレメント６は、符号３２で示したコンタクトラグのための可能なコンタクト形成手段を成している。第１のコンタクトガイドエレメント６もしくは第２のコンタクトガイドエレメント７に挿入されたコンタクトラグ３２は、ここでは概略的にしか図示していないソレノイドコイル４１に導電的に接続されている。
【００２７】
耐熱性の材料、有利には射出成形法で処理可能なプラスチックから製造された肉薄のコイル枠体１；２０；３０を使用することによって、極めて小さな中間室４２をソレノイドコイル４１とソレノイドポット４０の内面との間に得ることができる。肉薄のコイル枠体１；２０；３０の使用時に生ぜしめられる、ソレノイドコイル４１の外面とソレノイドポット４０の内面との間の中間室４２は均一に延びていて、この中間室４２内に流し込みたい封止コンパウンドの均一な流動を可能にしている。内側の中間室４３は内側磁極の外径とコイル４１の内径１３との寸法における誤差に基づき生ぜしめられ得る。コイル４１をソレノイドポット４０内に大きな抵抗、すなわち、壁との接触なしに導入することが目標とされる。なぜならば、さもないと、コイル線材が損傷する危険があるからである。外側の中間室４２は公差の範囲内で構造によって設定される。封止／射出成形による取囲み、すなわち、中間室４２内への流動性の材料の装入を介して、中間室４２を完全に塞ぐことが可能となる。
【００２８】
熱導出能に関して最適化された材料、たとえば高い割合の無機充填物が混加された熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂と、均一に形成された、ソレノイドコイル４１の外面とソレノイドポット４０の内面との間の中間室４２内に流し込みたい材料とが協働して、ソレノイドポット４０の周壁面による最適な熱導出を得ることができる。これによって、極めて小さなソレノイドコイル４１の安定性が著しく延長される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
コンタクト貫通ガイドとは反対の側で開放したコイル枠体を示す図である。
【図２】
一体成形された底領域を備えた図１によるコイル枠体を示す図である。
【図３】
コンタクトラグを収容するためのスリット付けされた導入管を備えたコイル枠体を示す図である。
【図４】
挿入された肉薄のコイル枠体を備えたソレノイドポットを部分的に段面して示す斜視図である。
【符号の説明】
１  コイル枠体、  ２  周壁、  ３  カバー区分、  ４  端部、  ５  肉厚、  ６  コンタクトガイドエレメント、  ７  コンタクトガイドエレメント、  ８  長さ、  ９  軸線、  １０  端面、  １１  長手方向スリット、  １２  内径、  １３  内径、  ２０  コイル枠体、  ２１  底領域、  ２２  間隔、  ２３  外周壁面、  ３０  コイル枠体、  ３１  長さ、  ３２  コンタクトラグ、  ３３  段部、  ３４  区分、  ３５  ガイド面、  ４０  ソレノイドポット、  ４１  ソレノイドコイル、  ４２  中間室、  ４３  中間室
【国際公開パンフレット】
2005507177.tif 000003
2005507177.tif 000004
2005507177.tif 000005
2005507177.tif 000006
2005507177.tif 000007
2005507177.tif 000008
2005507177.tif 000009
2005507177.tif 000010
2005507177.tif 000011
2005507177.tif 000012
2005507177.tif 000013
2005507177.tif 000014
2005507177.tif 000015
2005507177.tif 000016
2005507177.tif 000017
2005507177.tif 000018
【国際調査報告】
2005507177.tif 000019
2005507177.tif 000020
2005507177.tif 000021
2005507177.tif 000022
2005507177.tif 000023
2005507177.tif 000024