(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、渦電流の発生を抑制することができる電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】燃料噴射弁において、アーマチャを駆動する駆動部を有する。駆動部は、コイル部に通電してステータ８２との間で磁気回路を形成して、アーマチャを駆動する電磁力を発生する。ステータ８２のうちコイル部に対向する領域には、絶縁部として機能するスリット８４が部分的に形成されている。ステータ８２の周方向の少なくとも一部（円柱部８２ｂ）は、磁性材によって全周で繋がっている。したがって、複数の軸方向に延びるスリット８４であっても、軸方向の全域に延びていないので、ステータ８２が分離しない。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力によってアーマチャ（３３）を駆動する電磁アクチュエータ（３０）あって、
磁性材からなり、少なくとも一部が筒状のステータ（８２）と、
前記ステータの外部に設けられ、通電によって磁界を発生するコイル部（８１）と、を含み、
前記ステータのうち前記コイル部に径方向で対向する領域には、前記ステータを周方向に流れる電流を抑制する絶縁部（８４）が前記周方向に部分的に設けられており、かつ、
前記ステータは、磁性材によって全周で繋がっている電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ステータの内部に設けられ、前記アーマチャが駆動したときに接触する筒状のストッパ（８３）と、
前記ストッパの内部に設けられ、前記アーマチャを付勢するスプリング（３１ｃ）と、をさらに含み、
前記コイル部が前記ステータと対向する領域であって、前記ステータの内壁と前記ストッパの外壁との間には、クリアランス（８６）が設けられている請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記絶縁部は、前記ステータの壁部を貫通する貫通部である請求項１または２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記貫通部は、軸方向に延びるスリット状に形成されている請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
樹脂からなり、前記貫通部に設けられる貫通部用樹脂部（８８）をさらに含む請求項３または４に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
樹脂からなり、前記クリアランスに設けられるクリアランス用樹脂部（８７）をさらに含む請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記貫通部は、前記ステータのアーマチャ側に位置する先端から前記コイル部に対向する領域の全域で軸方向に延びるスリット状に形成されており、
スリット状の前記貫通部は、少なくとも対向する位置に２つ形成されている請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記ステータは、径方向に凹となり、前記コイル部を位置決めする位置決め部（８５）が形成されており、
前記貫通部は、前記位置決め部に形成されている請求項３〜５のいずれか１つに記載の電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力によってアーマチャを駆動する電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁アクチュエータは、通電されると磁界を発生するコイルを備えている。コイルの内側にはインナーステータが設けられるが、通電するとインナーステータのコイル側に渦電流が発生する。渦電流が発生すると磁界が発生し、この磁界は、コイルによって発生する磁界を阻害する磁界となる。このような渦電流による磁界によって、アーマチャの駆動が阻害される。
【０００３】
そこで特許文献１には、渦電流の発生を抑制する技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、軸方向の全域に延びて、磁性材を完全に分離するスリットが形成されている。このスリットによって電流の流れが遮断されるので、渦電流の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２３５２４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１には、磁性材を完全に分離するためスリットは１つしか設置することができず渦電流抑制効果が限定的になるおそれがある。また、スリットを２つ以上設けるとステータが分離され複雑な保持機能が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、渦電流の発生を抑制することができる電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、ステータ（８２）のうちコイル部（８１）に径方向で対向する領域には、ステータを周方向に流れる電流を抑制する絶縁部（８４）が部分的に設けられており、かつステータは、磁性材によって全周で繋がっている電磁アクチュエータである。
【０００９】
このような本発明に従えば、ステータのうちコイル部に径方向で対向する領域には、絶縁部が部分的に形成されている。絶縁部が形成されることによって、ステータを周方向に流れる渦電流の流れを抑制することができる。さらにステータは、磁性材によって全周で繋がっている。したがって、絶縁部がたとえば複数の軸方向に延びるスリットであっても、軸方向の全域に延びていないので、ステータが分離しない。これによってコイル部が通電しても、ステータに発生する渦電流を抑制することができる。
【００１０】
このようにステータに絶縁部を設けるという簡単な構造で、渦電流の発生を抑制することができる。したがって渦電流による阻害磁界の影響を抑制して、コイル部に発生する磁界によってアーマチャを駆動することができる電磁アクチュエータを実現することができる。
【００１１】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料システムを示す図。
【図２】燃料噴射弁を示す断面図。
【図３】燃料噴射弁の動作を説明する図。
【図４】駆動部を示す断面図。
【図５】ステータの周囲を示す底面図。
【図６】ステータを示す斜視図。
【図７】ステータの一部を除去して示す斜視図。
【図８】電磁力の変化を示すグラフ。
【図９】電磁力の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図９を用いて説明する。図１に示されるように、本発明の第１実施形態である燃料供給システム１０は、たとえばディーゼルエンジンなどに用いられる燃料供給システムである。燃料供給システム１０は、燃料タンク１００、燃料フィルタ２００、サプライポンプ３００、ＥＣＵ４００、コモンレール５００および燃料噴射弁６００を含んで構成される。
【００１５】
燃料タンク１００は、内燃機関に供給する燃料を貯蔵している容器である。燃料タンク１００は、サプライポンプ３００と燃料の流れる経路である管路７００によって接続されており、燃料タンク１００に貯蔵されている燃料は、サプライポンプ３００によって汲み上げられる。サプライポンプ３００は、燃料タンク１００から燃料を汲み上げてコモンレール５００に吐出する。また、燃料噴射弁６００およびコモンレール５００などにおける余剰な燃料である主リターン燃料、並びにサプライポンプ３００からのポンプリターン燃料は、リターン燃料として、管路７００を通じて燃料タンク１００に戻される。
【００１６】
管路７００は、低圧管路７１０、高圧管路７２０、およびリターン管路７３０を含んで構成される。低圧管路７１０は、燃料タンク１００とサプライポンプ３００との間に設けられた燃料の経路である。また、高圧管路７２０は、サプライポンプ３００とコモンレール５００との間に設けられた燃料の経路である。
【００１７】
リターン管路７３０は、内燃機関と燃料タンク１００との間に設けられた燃料の経路である。リターン管路７３０は、主リターン管路７３１およびポンプリターン管路７３２とを有する。主リターン管路７３１は、燃料噴射弁６００およびコモンレール５００からの主リターン燃料を燃料タンク１００に戻す経路である。ポンプリターン管路７３２は、サプライポンプ３００からポンプリターン燃料を燃料タンク１００に戻す経路である。リターン管路７３０は、これら主リターン管路７３１およびポンプリターン管路７３２から、主リターン燃料およびポンプリターン燃料を燃料タンク１００に戻している。
【００１８】
燃料フィルタ２００は、燃料タンク１００とサプライポンプ３００との間の低圧管路７１０に設けられている。燃料フィルタ２００は、燃料が通過することにより、かかる燃料をろ過して燃料内に存在する異物を除去する。また、燃料フィルタ２００には、燃料流出側にＥＣＵ４００と電気的に接続された目詰まりスイッチ部２１０が設けられている。
【００１９】
目詰まりスイッチ部２１０は、所定の圧力値において変形する弾性部材、弾性部材の弾性力によって押されるスイッチ部材、およびスイッチ部材が弾性部材によって押されることにより接触する接触部材などからなる。目詰まりスイッチ部２１０は、スイッチ部材が接触部材に接触している場合に、ＥＣＵ４００にＯＮ信号を送り、接触していない場合にはＯＦＦ信号を送る。目詰まりスイッチ部２１０は、正常時においては、弾性部材がスイッチ部材を押しており、スイッチ部材と接触部材とは接触している。すなわち、目詰まりスイッチ部２１０は、正常時においてはＯＮ信号をＥＣＵ４００に送信している。これに対して、燃料フィルタ２００の流出側における燃料の圧力が、燃料フィルタ２００の目詰まりなどにより、所定の圧力以下となった際には、スイッチ部材は、接触部材から離れる。
【００２０】
具体的には、サプライポンプ３００と燃料フィルタ２００との間の圧力が負圧となることにより、弾性部材に押されていたスイッチ部材は、弾性部材が管路７００側に引っ張られて接触部材から離れる。これにより、目詰まりスイッチ部２１０は、ＥＣＵ４００にＯＦＦ信号を送信する。すなわち、目詰まりスイッチ部２１０は、常時ＯＮ信号を送信し、目詰まりが起きて圧力が低下した場合にはＯＦＦ信号を送信するといったノーマリークローズタイプの構造体である。ＥＣＵ４００は、目詰まりスイッチ部２１０からＯＦＦ信号を受信することにより、燃料フィルタ２００の目詰まりを検出する。すなわち、目詰まりスイッチ部２１０およびＥＣＵ４００が目詰まり検出手段に相当する。
【００２１】
燃料噴射弁６００は、円筒状を呈しており、内燃機関の各気筒に設けられている。燃料噴射弁６００は、コモンレール５００と接続されており、燃料がコモンレール５００から供給される。また、燃料噴射弁６００は、ＥＣＵ４００と電気的に接続されており、ＥＣＵ４００からの指令信号に応じて各気筒内に燃料を噴射する。また、燃料噴射弁６００は、主リターン管路７３１を介して燃料タンク１００と接続されており、コモンレール５００から供給されて気筒内に噴射されなかった燃料は、主リターン燃料として、かかる主リターン管路７３１を通じて燃料タンク１００に戻される。
【００２２】
コモンレール５００は、内部が中空の円筒状を呈している。コモンレール５００は、サプライポンプ３００との間の高圧管路７２０を介してサプライポンプ３００と接続されている。コモンレール５００は、高圧管路７２０を通じてサプライポンプ３００から供給される燃料を保持しつつ、燃料噴射弁６００に燃料を供給する。また、コモンレール５００は、圧力センサ５１０とプレッシャリミッタ５２０とを有している。圧力センサ５１０は、コモンレール５００内の燃料の圧力を検出するとともに、検出した圧力をＥＣＵ４００に伝える。
【００２３】
プレッシャリミッタ５２０は、内部に弾性体を備えた弁部が設けられており、配管などを介して燃料タンク１００に接続されている。プレッシャリミッタ５２０の弁部は、弾性体の弾性力に起因する付勢力によって常時閉じている。一方で、プレッシャリミッタ５２０の弁部は、コモンレール５００内の圧力が弾性体の付勢力以上となった際に、弾性体が変形することにより、開かれる。これにより、コモンレール５００と燃料タンク１００とが、プレッシャリミッタ５２０に接続された主リターン管路７３１を介して接続される。そして、プレッシャリミッタ５２０は、燃料をコモンレール５００から燃料タンク１００に排出することにより、コモンレール５００内の圧力を低下させてコモンレール５００が所定圧以上になるのを防いでいる。
【００２４】
ＥＣＵ４００は、各種演算を行うＣＰＵ４１０、その演算途中のデータや演算結果、および予め設計されたプログラムなどを記憶するメモリ４２０などからなる。ＥＣＵ４００は、燃料噴射弁６００、サプライポンプ３００、目詰まりスイッチ部２１０、および圧力センサ５１０などに電気的に接続されている。ＥＣＵ４００は、圧力センサ５１０が検出した圧力を受信して演算処理を行うことで、サプライポンプ３００が汲み上げて吐出する燃料量の指令値を算出する。また、ＥＣＵ４００は、サプライポンプ３００が汲み上げてコモンレール５００に吐出する燃料量の指令値を、サプライポンプ３００に出力する。これによってＥＣＵ４００は、コモンレール５００に吐出する燃料量および燃料噴射弁６００による気筒内への噴射燃料圧力を制御している。さらに、ＥＣＵ４００は、噴射燃料の量の指令値を燃料噴射弁６００に出力することにより、燃料噴射弁６００が実際に噴射する噴射燃料の量を制御している。またさらに、ＥＣＵ４００は、目詰まりスイッチ部２１０からＯＦＦ信号を受信することで、燃料フィルタ２００が目詰まりをしていることを検出する。またメモリ４２０には、燃料の温度と燃料のワックス化が解消される時間とからなる予め実験などにより定められた相関マップが、記憶されており、かかる相関マップに基づいて燃料フィルタ２００の目詰まり検出を禁止する期間である検出禁止期間を設定する。
【００２５】
次に、燃料噴射弁６００の具体的な構成に関して、図２を用いて説明する。燃料噴射弁６００には、燃料配管７３３および主リターン管路７３１が接続されている。燃料噴射弁６００は、燃焼室を形成するヘッド部材の挿入孔に挿入された状態で、当該ヘッド部材に取り付けられている。燃料噴射弁６００は、燃料配管７３３を通じて供給される燃料を、複数の噴孔４４から燃焼室内に直接的に噴射する。燃料噴射弁６００は、噴孔４４からの燃料の噴射を制御する弁機構を備えている。弁機構は、ＥＣＵ４００からの駆動信号に基づいて作動する圧力制御弁３５と、噴孔４４を開閉する主弁部５０と、を含んでいる。
【００２６】
燃料噴射弁６００は、模式的な断面として表した図２に示すように、制御ボデー４０、ノズルニードル６０、アーマチャ３３、駆動部３０、リターンスプリング６６、およびフローティングプレート７０を備えている。制御ボデー４０には、噴孔４４、高圧燃料通路５１ａ、流入通路５２ａ、流出通路５２ｂ、供給通路５２ｃ、圧力制御室５３、アーマチャ室５４、および低圧燃料通路５１ｂが形成されている。
【００２７】
噴孔４４は、図２に示すように、燃焼室へ挿入される制御ボデー４０において、挿入方向の先端部に形成されている。先端部は、円錐状又は半球状に形成されている。噴孔４４は、制御ボデー４０の内側から外側に向けて放射状に複数設けられている。噴孔４４を通じて、高圧の燃料が燃焼室内に噴射される。噴孔４４を通過することにより、燃料は気化し、空気と混合し易い状態となる。
【００２８】
高圧燃料通路５１ａは、燃料配管７３３と接続されている。高圧燃料通路５１ａは、コモンレール５００から供給される高圧の燃料を、流入通路５２ａおよび供給通路５２ｃに流通させる。流入通路５２ａは、高圧燃料通路５１ａと圧力制御室５３とを連通させている。流入通路５２ａは、圧力制御室５３に高圧の燃料を流入させる。流出通路５２ｂは、圧力制御室５３とアーマチャ室５４とを連通させている。流出通路５２ｂは、圧力制御室５３内の燃料をアーマチャ室５４へ流出させる。供給通路５２ｃは、高圧燃料通路５１ａを通じて供給される高圧の燃料を、噴孔４４まで流通させる。
【００２９】
圧力制御室５３は、制御ボデー４０の内部において、ノズルニードル６０を挟んで噴孔４４の反対側に設けられている。圧力制御室５３には、燃料配管７３３および流入通路５２ａを通じて供給される高圧の燃料が流入する。圧力制御室５３内の燃料の圧力は、流入通路５２ａからの高圧の燃料の流入と、流出通路５２ｂを通じたアーマチャ室５４への燃料の流出とにより、変動する。圧力制御室５３は、燃料の圧力変動を利用して、ノズルニードル６０を往復変位させる。
【００３０】
アーマチャ室５４には、流出通路５２ｂを通じて圧力制御室５３から燃料が流出する。アーマチャ室５４は、アーマチャ３３を往復変位可能に収容している。アーマチャ室５４内の燃料の圧力は、圧力制御室５３内の燃料の圧力よりも低くなっている。
【００３１】
低圧燃料通路５１ｂは、アーマチャ室５４および主リターン管路７３１と接続されている。低圧燃料通路５１ｂは、制御ボデー４０内において、高圧燃料通路５１ａに沿って延伸している。低圧燃料通路５１ｂは、アーマチャ室５４内の燃料を、主リターン管路７３１へ排出させる。
【００３２】
制御ボデー４０は、金属材料よって形成されたノズルボデー４１、シリンダ５６、オリフィスプレート４６、およびホルダ４８等によって構成されている。ノズルボデー４１、オリフィスプレート４６、およびホルダ４８は、燃料噴射弁６００の挿入方向の先端部側から、この順序で並んでいる。
【００３３】
ノズルボデー４１は、有底円筒状の部材である。ノズルボデー４１には、噴孔４４と、供給通路５２ｃとが形成されている。ノズルボデー４１は、ノズルニードル収容室４３およびシート部４５を有している。ノズルニードル収容室４３は、円筒穴状に形成されており、ノズルニードル６０およびシリンダ５６を収容している。ノズルニードル収容室４３は、シリンダ５６と共に供給通路５２ｃを区画している。シート部４５は、先端部の内側に円錐状に形成されており、供給通路５２ｃに臨んでいる。
【００３４】
シリンダ５６は、円筒状に形成されている。シリンダ５６は、オリフィスプレート４６およびノズルニードル６０と共に圧力制御室５３を区画している。シリンダ５６は、ノズルボデー４１の内周側に、当該ノズルボデー４１と同軸となるように配置されている。
【００３５】
オリフィスプレート４６は、円盤状に形成されている。オリフィスプレート４６には、流入通路５２ａおよび流出通路５２ｂが形成されている。オリフィスプレート４６は、制御シート部４６ａを有している。制御シート部４６ａは、ホルダ４８側を向くオリフィスプレート４６の頂面のうちで、流出通路５２ｂの開口を囲むように形成されている。制御シート部４６ａは、アーマチャ３３と共に圧力制御弁３５を形成している。
【００３６】
ホルダ４８は、筒状に形成されている。ホルダ４８には、軸方向に沿って延伸する二つの縦孔が形成されている。各縦孔は、高圧燃料通路５１ａおよび低圧燃料通路５１ｂをそれぞれ形成している。ホルダ４８には、駆動部３０が収容されている。
【００３７】
ノズルニードル６０は、金属材料によって全体として円柱状に形成されている。ノズルニードル６０は、ノズルボデー４１に収容されている。ノズルニードル６０の一端は、シリンダ５６に挿入されている。ノズルニードル６０は、シリンダ５６の内周壁に形成された支持面５６ａに沿って、軸方向に往復変位可能である。
【００３８】
ノズルニードル６０は、弁受圧面６１およびフェース部６５を有している。ノズルニードル６０は、弁受圧面６１に受ける圧力制御室５３の燃料圧力の変動により、ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復変位し、フェース部６５をシート部４５に離着座させる。フェース部６５は、噴孔４４を開閉する主弁部５０を、シート部４５と共に形成している。シート部４５からフェース部６５が離れると、噴孔４４が開弁されて燃料が噴射される。またシート部４５にフェース部６５が着座すると、噴孔４４が閉弁されて燃料噴射が停止される。
【００３９】
アーマチャ３３は、アーマチャ室５４に収容されており、アーマチャ室５４内を往復変位可能である。アーマチャ３３は、強磁性体である金属材料によって形成された二段円柱状の部材である。アーマチャ３３は、圧力制御室５３からアーマチャ室５４への燃料の流出を制御することで、圧力制御室５３の圧力を変動させる。アーマチャ３３は、吸引部３３ａおよび制御フェース部３３ｂを有している。吸引部３３ａは、円形の板状に形成されている。吸引部３３ａは、駆動部３０の発生する磁力により、駆動部３０へ向けて吸引される。制御フェース部３３ｂは、吸引部３３ａの中央から流出通路５２ｂの開口へ向けて突出する円柱状部分の先端に形成されている。制御フェース部３３ｂは、アーマチャ３３の変位によって制御シート部４６ａに押し当てられて、アーマチャ室５４に臨む流出通路５２ｂの開口を塞ぐことができる。
【００４０】
駆動部３０は、電磁アクチュエータであって、磁力によってアーマチャ３３を駆動する。駆動部３０は、アーマチャ３３の上方に配置される。駆動部３０は、ソレノイド３１ａ、磁極面プレート３１ｂ、およびスプリング３１ｃを有している。ソレノイド３１ａには、ＥＣＵ４００からパルス状の駆動信号が供給される。ソレノイド３１ａは、駆動信号の供給により磁界を発生させる。磁極面プレート３１ｂは、磁性体によって形成された円形の板状部材である。磁極面プレート３１ｂは、吸引部３３ａと対向している。磁極面プレート３１ｂは、ソレノイド３１ａの発生させた磁界内で帯磁し、吸引部３３ａを磁力によって吸引する。スプリング３１ｃは、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイルスプリングである。スプリング３１ｃは、アーマチャ３３を磁極面プレート３１ｂから離間させる方向へ付勢している。
【００４１】
以上の駆動部３０は、ＥＣＵ４００からの電力供給が無い場合、スプリング３１ｃの付勢力により、制御フェース部３３ｂを制御シート部４６ａに着座させる。これにより、圧力制御弁３５は、圧力制御室５３と燃料流出室であるアーマチャ室５４との連通を遮断した閉弁状態となる。
【００４２】
一方、ＥＣＵ４００からの電力供給が有る場合、駆動部３０は、アーマチャ３３を吸引して、制御シート部４６ａから制御フェース部３３ｂを離座させる。これにより、圧力制御弁３５は、圧力制御室５３とアーマチャ室５４とを連通させた開弁状態となる。以上のように、駆動部３０は、ＥＣＵ４００の制御によってアーマチャ３３を往復変位させることにより、圧力制御弁３５を開閉する。その結果、圧力制御室５３からアーマチャ室５４への燃料の流出が圧力制御弁３５によって制御される。
【００４３】
リターンスプリング６６は、金属製の線材を螺旋状に巻設したコイルスプリングである。リターンスプリング６６は、ノズルニードル６０を噴孔４４に向けて付勢し、フェース部６５をシート部４５に着座させる。
【００４４】
フローティングプレート７０は、可動プレートであって、圧力制御室５３に収容され、高圧燃料通路５１ａが連通した状態と高圧燃料通路５１ａが遮断した状態とを切替える。またフローティングプレート７０は、流出通路５２ｂと圧力制御室５３とを連通する連通路であるアウトオリフィス７１が形成されている。フローティングプレート７０は、金属材料によって円盤状に形成されている。フローティングプレート７０は、ノズルボデー４１の軸方向に沿って往復変位可能な状態で、圧力制御室５３内に配置されている。フローティングプレート７０は、プレート用スプリング７２により、オリフィスプレート４６へ向けて付勢されている。フローティングプレート７０には、アウトオリフィス７１が形成されている。アウトオリフィス７１は、フローティングプレート７０を板厚方向に貫通する貫通孔である。アウトオリフィス７１の流路面積は、流出通路５２ｂの流路面積よりも狭く規定されている。アウトオリフィス７１は、フローティングプレート７０がオリフィスプレート４６に密着した状態において、圧力制御室５３から流出通路５２ｂへの燃料の流出を許容し、かつ、流出通路５２ｂに流出する燃料の流量を制限する。
【００４５】
以上の燃料噴射弁６００では、圧力制御弁３５の開弁により、圧力制御室５３内の燃料がアウトオリフィス７１および流出通路５２ｂを通じてアーマチャ室５４へ流出する。その結果、圧力制御室５３内の燃料圧力が下がり、ノズルニードル６０は、圧力制御室５３側に移動して、噴孔４４を開状態とする。そして、圧力制御弁３５の閉弁によって圧力制御室５３とアーマチャ室５４との連通が遮断されると、流入通路５２ａを通じて供給される燃料がフローティングプレート７０をプレート用スプリング７２の付勢力に抗して押し下げつつ、圧力制御室５３に流入する。その結果、圧力制御室５３の燃料圧力が回復し、ノズルニードル６０は、シート部４５側に素早く移動して、噴孔４４を閉状態とする。
【００４６】
次に、図３を用いて、燃料噴射弁６００がＥＣＵ４００からの駆動電流に応じて燃料噴射を行う動作について説明する。噴射前、すなわち噴射停止中は、ソレノイド３１ａに駆動電流が流れていない。したがってアーマチャ３３は閉弁状態であるので、圧力制御室５３の燃料圧力が高圧で維持されている。したがってノズルニードル６０は、圧力制御室５３の燃料圧力によって押し下げられており、噴孔４４の閉状態を維持している。
【００４７】
次に、噴射開始時の動作に関して説明する。噴射するために、ＥＣＵ４００からの駆動電流をソレノイド３１ａへ流して、圧力制御弁３５の開弁を開始させるように開弁制御すると、流出通路５２ｂはアーマチャ室５４と連通状態となる。すると圧力制御室５３内の燃料がアウトオリフィス７１および流出通路５２ｂを通じてアーマチャ室５４へ流出する。その結果、圧力制御室５３内の燃料圧力が下がり、ノズルニードル６０は、圧力制御室５３側に移動して、噴孔４４を開状態とする。これによって噴射が開始される。
【００４８】
次に、噴射終了時の動作に関して説明する。噴射を停止するために、ＥＣＵ４００によって駆動電流を停止すると、スプリング３１ｃによって圧力制御弁３５が閉弁し、流出通路５２ｂはアーマチャ室５４と遮断状態となる。すると流入通路５２ａを通じて供給される燃料がフローティングプレート７０を押し下げつつ、圧力制御室５３に流入する。その結果、圧力制御室５３の燃料圧力が回復し、ノズルニードル６０は、シート部４５側に素早く移動して、噴孔４４を閉状態とする。
【００４９】
次に、駆動部３０の構成に関して、図４〜図７を用いてさらに詳細に説明する。ソレノイド３１ａは、コイル部８１、ステータ８２およびストッパ８３を含んで構成される。コイル部８１は、アーマチャ３３を引き寄せる電磁力を発生する円筒状の電磁石である。ステータ８２は、磁性材からなり、コイル部８１の内側に配置されている。ステータ８２は、コイル部８１に電流が流れると磁化される。これによってコイル部８１が通電すると、ステータ８２とアーマチャ３３との間に電磁力を発生する。コイル部８１は、合成樹脂製のコイルボビンの外周側に、絶縁被覆を施した導線が複数回にわたって巻回されて構成される。
【００５０】
ステータ８２は、図６および図７に示すように、筒状の筒状部８２ａと、筒状部８２ａよりも大径の円柱部８２ｂとを有する。ステータ８２は、筒状部８２ａと円柱部８２ｂとが同軸に配置されて、外形が二段円柱状に構成されている。筒状部８２ａは、内部にストッパ８３を収容する空間が形成されている。筒状部８２ａの周囲は、コイル部８１が配置される。大径の円柱部８２ｂは、図４に示すように、コイル部８１の上面が当接する部分である。また円柱部８２ｂの外周は、ホルダ４８の内側で固定される。さらに円柱部８２ｂは、筒状部８２ａの内部と外部とを連通する連通路８２ｃが形成されている。筒状部８２ａの内部および連通路８２ｃは、低圧燃料通路５１ｂの一部として機能する。
【００５１】
筒状部８２ａには、図６に示すように、２本のスリット８４が形成されている。スリット８４は、筒状部８２ａの壁部を径方向に貫通して、筒状部８２ａの内側と外側とを連通している。スリット８４は、筒状部８２ａの先端から大径の円柱部８２ｂに向かって延びる。スリット８４は、ステータ８２のうちコイル部８１に径方向で対向する領域に形成されている。スリット８４は、筒状部８２ａを周方向に流れる電流を抑制する絶縁部として機能する。またスリット８４は、筒状部８２ａに形成されているが、円柱部８２ｂには形成されていない。したがってスリット８４は、ステータ８２の軸方向の途中まで延びるが、軸方向の全域に延びていない。換言すると、ステータ８２は、磁性材によって全周で繋がっている。本実施形態では、筒状部８２ａの先端は、スリット８４によって全周で繋がっていないが、根元側は全周で繋がっている。根元側は、コイル部８１に径方向において対向しない領域である。
【００５２】
図５に示すように、筒状部８２ａは、径方向に凹となり、コイル部８１を位置決めする位置決め部８５が形成されている。コイル部８１は、位置決め部８５の形状に対応する凸部を有し、凸部と位置決め部８５とが係合される。これによってコイル部８１とステータ８２との相対位置を規定している。そしてスリット８４は、位置決め部８５に形成されている。
【００５３】
またステータ８２の筒状部８２ａの内側には、ストッパ８３が配置されている。ストッパ８３は、非磁性鋼材、たとえばクロムモリブデン鋼によって構成されている。また、ストッパ８３は、図７に示すように、両側が開口した円筒状の非磁性金属パイプである。ストッパ８３は、根元部はステータ８２に圧入されて固定されている。ストッパ８３において根元部を除く部分は、ステータ８２の内壁とストッパ８３の外壁との間には、クリアランス８６が設けられている。クリアランス８６が設けられている領域は、コイル部８１がステータ８２と径方向に対向する領域である。
【００５４】
駆動部３０は、コイル部８１に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するため、アーマチャ３３がフルリフトした場合でも、アーマチャ３３の上面とステータ８２の下面との間に適正な隙間を確保している。このギャップは、ストッパ８３によって確保されている。したがってストッパ８３は、アーマチャ３３のフルリフト位置を規制する。またストッパ８３の内部には、スプリング３１ｃが設けられる。スプリング３１ｃは、アーマチャ３３を押し付ける方向、すなわち閉弁方向に付勢する。
【００５５】
また図４では図示していないが、図５に示すように、ステータ８２とストッパ８３との間に形成されるクリアランス８６には、樹脂からなるクリアランス用樹脂部８７が設けられている。クリアランス用樹脂部８７は、筒状部８２ａにストッパ８３を固定した状態で、クリアランス８６に樹脂を充填して硬化することによって形成される。
【００５６】
同様に、スリット８４には、樹脂からなるスリット用樹脂部８８が設けられている。スリット用樹脂部８８は、貫通部用樹脂部であって、ステータ８２をコイル部８１に組み付けた状態において、スリット８４に樹脂を充填して硬化することによって形成される。
【００５７】
本実施形態では、スリット用樹脂部８８とクリアランス用樹脂部８７は同一の工程で同時に製造される。したがってスリット用樹脂部８８とクリアランス８６とは、繋がっている。さらに図５に示すように、スリット８４だけでなく、ステータ８２の外周とコイル部８１との間も樹脂によって充填される。
【００５８】
次に、スリット８４を形成した実施例と、スリット８４を形成していない比較例との電磁力との違いについて、図８を用いて説明する。図８に示すように、実施例の方が、所定時間ｔ１における電磁力が比較例よりも大きく、電磁力の立上りが速いことがわかる。スリット８４を形成することによって、図５に示すように、ステータ８２の筒状部８２ａに流れる渦電流の発生を抑制しているので、過渡電磁力を向上することができる。換言すると、スリット８４が形成されていない比較例では、ステータ８２の筒状部８２ａに渦電流が発生して阻害磁束が発生して、過渡電磁力が小さくなっている。
【００５９】
次に、図９を用いて、スリット８４の本数と電磁力との関係について説明する。図９では、ステータ８２にスリット８４を形成していない比較例と、スリット８４を１本を形成した第１実施例と、２本形成した第２実施例と、４本形成した第３実施例とを示している。第３実施例では、４本のスリット８４を９０度毎に形成している。
【００６０】
この結果、スリット８４の本数が多いほど過渡の電磁力が向上していることがわかる。換言すると、スリット８４の本数を多いほど渦電流の発生を抑制する効果が大きいことがわかる。したがって加工コストと必要な電磁力などに応じて、スリット８４の本数が適宜選択される。
【００６１】
なお、上記のように、コイル部８１に径方向で対向するスリット８４を１本のみ形成した場合は、電磁力の向上に加え、スリットの加工時にステータ８２の筒状部８２ａをひずみにくくでき、スリット８４の寸法の精度を確保できる。
【００６２】
以上説明したように本実施形態の燃料噴射弁６００は、ステータ８２のうちコイル部８１の径方向に対向する領域には、絶縁部として機能するスリット８４が部分的、本実施形態では２本形成されている。スリット８４が形成されることによって、ステータ８２に流れる渦電流の流れを抑制することができる。そしてステータ８２の円柱部８２ｂは、磁性材によって全周で繋がっている。したがって、複数の軸方向に延びるスリット８４であっても、軸方向の全域に延びていないので、ステータ８２が分離しない。これによってコイル部８１が通電しても、ステータ８２に発生する渦電流を抑制することができる。
【００６３】
このようにステータ８２にスリット８４を設けるという簡単な構造で、渦電流の発生を抑制することができる。したがって渦電流による阻害磁界の影響を抑制して、コイル部８１に発生する磁界によってアーマチャ３３を駆動することができる駆動部３０を実現することができる。
【００６４】
換言すると、渦電流を抑制するためのスリット深さを渦電流が発生するコイル近傍のみ、すなわちステータ８２の端面からコイル部８１の上端近傍までとしステータ８２を完全に分離しない構造である。このような構造とすることで、スリット８４を複数個設置することが可能となり、渦電流抑制効果を高め過渡電磁力を向上させることができる。
【００６５】
また本実施形態では、スリット８４は、ステータ８２のアーマチャ側に位置する先端からコイル部８１に対向する領域の全域で軸方向に延びるスリット状に形成されている。そしてスリット８４は、対向する位置に２つ形成されている。コイル部８１の径方向に対向する領域は、磁界が発生する領域である。このような領域における渦電流の発生をスリット８４によって抑制することができる。さらに対向する２つの位置にスリット８４を形成することによって、ステータ８２の筒状部８２ａを均等に２分割することができる。これによって渦電流の発生をさらに抑制することができる。
【００６６】
また本実施形態では、ステータ８２の内壁とストッパ８３の外壁との間には、クリアランス８６が設けられている。これによってステータ８２とストッパ８３との間が通電することを抑制することができる。したがってコイル部８１が通電しても、ステータ８２とストッパ８３間で渦電流が発生することを抑制することができる。
【００６７】
さらに本実施形態では、絶縁部として機能するスリット８４は、ステータ８２の壁部を貫通する貫通部である。したがってステータ８２に部分的にスリット８４を形成することによって絶縁部を形成することができる。これによって簡単な構成で絶縁部を実現することができる。
【００６８】
またスリット８４は、軸方向に伸びているで、スリット８４の間隔を小さくしても、ステータ８２を周回する方向を確実に絶縁することができる。これによってステータ８２の体積をスリット８４で減少させることを抑制しつつ、効果的に絶縁することができる。
【００６９】
さらにスリット８４およびステータ８２とストッパ８３との間のクリアランス８６には、絶縁材として機能する樹脂を充填し、クリアランス８６を樹脂で充填している。このような構造とすることで、製造工程で発生するバリなどの異物がクリアランス８６に侵入して保持され、アーマチャ３３が作動中に異物が脱落しアーマチャ３３の作動を阻害することを防ぐことができる。さらに異物を介しステータ８２と内部部品であるストッパ８３とが導通することで電気回路が形成され渦電流抑制効果が低下することを防ぐことができる。
【００７０】
また、樹脂を設けることで加工力等の外力によるストッパ８３の傾きを抑制することができる。仮にストッパ８３が傾いてステータ８２と接触し、ストッパ８３を介してステータ８２に電気回路が形成されると、渦電流が発生して過渡電磁力が低下する。さらに仮にストッパ８３が傾くと、ストッパ８３の内部のスプリング３１ｃの作動を阻害する。このような悪影響をクリアランス８６に樹脂を設けることで回避することができる。
【００７１】
また本実施形態では、ステータ８２は、径方向に凹となり、コイル部８１を位置決めする位置決め部８５が形成されている。そしてスリット８４は、位置決め部８５に形成されている。スリット８４を形成するとステータ８２の下面の面積が減少するので、電磁力が減少する。したがってスリット８４によって減少する面積を極力小さくすることが好ましい。位置決め部８５は、凹となっているので、ステータ８２の内壁と外壁との間の距離が最も短い部分である。このような部位にスリット８４を形成することによって、スリット８４の距離が短くなる。これによってスリット８４を形成することによって生じる面積の減少をできるだけ抑制することができる。
【００７２】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００７３】
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７４】
前述の第１実施形態では、ステータ８２の内部はストッパ８３が配置されているがこのような構成に限るものではない。ステータ８２の内部に、アーマチャ３３の一部を挿入して、アーマチャ３３を案内する構成であってもよい。
【００７５】
また前述の第１実施形態では、クリアランス８６に樹脂を充填しているがこのような構成に限るものではない。たとえばストッパ８３を絶縁被膜で覆うってもよい。ストッパ８３への被膜は外径部のみ必要なため、ステータ８２に被膜処理する方法よりも簡易であり、品質管理およびコストの面で有利である。
【００７６】
また前述の第１実施形態では、絶縁部はスリット８４で実現されているがこのような構成に限るものではない。絶縁部は、絶縁材を用いて構成してもよい。たとえばステータ８２を複合磁性材料によって構成して、部分的に絶縁部分を設けてもよい。
【００７７】
さらに前述の第１実施形態では、貫通部は軸方向に延びるスリット状であるが、スリット状に限るものではない。たとえば円形状の貫通部を複数軸方向に並ぶように配置してもよいし、軸方向に延びる楕円状であってもよい。
【００７８】
また前述の第１実施形態では、電磁アクチュエータは燃料噴射弁６００の駆動部３０によって実現されているが、このような用途に限るものではない。電磁アクチュエータは、アーマチャ３３を駆動する他の装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０…燃料供給システム  ３０…駆動部（電磁アクチュエータ）  ３３…アーマチャ
８１…コイル部  ８２…ステータ  ８２ａ…筒状部  ８２ｂ…円柱部
８２ｃ…連通路  ８３…ストッパ  ８４…スリット（絶縁部）  ８５…位置決め部
８６…クリアランス  ８７…クリアランス用樹脂部
８８…スリット用樹脂部（貫通部用樹脂部）  ６００…燃料噴射弁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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