(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時に磁界を形成するコイル（１２）と、
前記コイル（１２）への通電により磁気吸引力を発生するステータコア（１３）と、
前記ステータコア（１３）の磁気吸引力により前記ステータコア（１３）側に吸引される弁部材（１４、１５）と、
前記弁部材（１４、１５）を反吸引側に付勢するコイルスプリング（１７）とを備え、
前記ステータコア（１３）に形成された収納穴（１３ｃ）に前記コイルスプリング（１７）が収納された電磁弁において、
前記コイルスプリング（１７）の外周面が前記収納穴（１３ｃ）の内周面に接触しないように前記コイルスプリング（１７）を位置決めするストッパ（１８）を備え、
前記ストッパ（１８）は、前記収納穴（１３ｃ）の底部側に配置される大径部（１８ａ）および前記大径部（１８ａ）から前記弁部材（１４、１５）側に向かって延びる小径部（１８ｂ）を有し、
前記コイルスプリング（１７）は前記小径部（１８ｂ）の外周側に配置され、
前記コイルスプリング（１７）の軸方向一端が前記大径部（１８ａ）にて支持されるとともに、前記コイルスプリング（１７）の軸方向他端が前記弁部材（１４、１５）にて支持され、
前記弁部材（１４、１５）は、前記ステータコア（１３）側に吸引された際に前記小径部（１８ｂ）に当接して、前記ステータコア（１３）側への移動を規制され、
前記コイルスプリング（１７）の軸方向一端と前記大径部（１８ａ）との間に第１シム（１９）を有し、
前記収納穴（１３ｃ）の底部と前記大径部（１８ａ）との間に第２シム（２０）を有することを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記収納穴（１３ｃ）の内径をＤｓｃ、前記大径部（１８ａ）の外径をＤｓｔ１、前記小径部（１８ｂ）の外径をＤｓｔ２、前記コイルスプリング（１７）の外径をＤｃｓ１、前記コイルスプリング（１７）の内径をＤｃｓ２としたとき、Ｄｓｃ−Ｄｃｓ１＞（Ｄｓｃ−Ｄｓｔ１）＋（Ｄｃｓ２−Ｄｓｔ２）、であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記小径部（１８ｂ）における前記弁部材（１４、１５）側に、前記弁部材（１４、１５）側に向かって細くなる逃がし部（１８ｃ）を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記ストッパ（１８）は非磁性材よりなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気吸引力により弁部材を吸引し、コイルスプリングにより弁部材を反吸引側に付勢する電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁弁は、コイルへの通電により弁部材がステータコア側に吸引され、コイルスプリングにより弁部材が反吸引側に付勢されている。また、ステータコアに形成された収納穴にコイルスプリングが収納されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８２６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された電磁弁は、コイルへの通電によりコイルスプリングがステータコアに吸引されてコイルスプリングが倒れ、コイルスプリングの外周面がステータコアの収納穴の内周面に接触するため、コイルスプリングとステータコアが摺動してコイルスプリングおよびステータコアが摩耗する。そして、コイルスプリングおよびステータコアの摩耗粉が弁部材の摺動部に噛み込んで弁部材の摺動不良が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、摩耗粉による弁部材の摺動不良を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ステータコア（１３）に形成された収納穴（１３ｃ）に、弁部材（１４、１５）を付勢するコイルスプリング（１７）が収納された電磁弁において、コイルスプリング（１７）の外周面が収納穴（１３ｃ）の内周面に接触しないようにコイルスプリング（１７）を位置決めするストッパ（１８）を備えることを特徴とする。
【０００６】
このようにすれば、コイルスプリング（１７）とステータコア（１３）の摺動による摩耗が発生しないため、摩耗粉による弁部材（１４、１５）の摺動不良を防止することができる。
【０００７】
また、コイルスプリング（１７）とステータコア（１３）は摺動しないため、コイルスプリング（１７）が伸縮する際のコイルスプリング（１７）とステータコア（１３）の摩擦抵抗が発生せず、したがって弁部材（１４、１５）の作動応答性が向上する。
【０００８】
この場合、ストッパ（１８）が、収納穴（１３ｃ）の底部側に配置される大径部（１８ａ）および大径部（１８ａ）から弁部材（１４、１５）側に向かって延びる小径部（１８ｂ）を有し、さらに、コイルスプリング（１７）の軸方向一端と大径部（１８ａ）との間にシム（１９）を配置することができる。
【０００９】
このようにすれば、シム（１９）にてコイルスプリング（１７）のセット荷重を調整することによりセット荷重バラツキを抑えられるため、弁部材（１４、１５）の応答性のバラツキを低減することができる。また、エアギャップを変化させることなく、セット荷重を調整することができる。
【００１０】
また、ストッパ（１８）が、収納穴（１３ｃ）の底部側に配置される大径部（１８ａ）および大径部（１８ａ）から弁部材（１４、１５）側に向かって延びる小径部（１８ｂ）を有し、弁部材（１４、１５）が、ステータコア（１３）側に吸引された際に小径部（１８ｂ）に当接してステータコア（１３）側への移動を規制され、さらに、収納穴（１３ｃ）の底部と大径部（１８ａ）との間にシム（２０）を配置することができる。このようにすれば、シム（２０）にてエアギャップを調整することができる。
【００１１】
以上よりエアギャップ調整シム（２０）とコイルスプリング（１７）セット荷重調整シム（１９）を併設することができるため、エアギャップ及びコイルスプリング（１７）セット荷重両方の機能を損なうことなく、共に調整可能かつ精度向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、収納穴（１３ｃ）の内径をＤｓｃ、大径部（１８ａ）の外径をＤｓｔ１、小径部（１８ｂ）の外径をＤｓｔ２、前記コイルスプリング（１７）の外径をＤｃｓ１、コイルスプリング（１７）の内径をＤｃｓ２としたとき、Ｄｓｃ−Ｄｃｓ１＞（Ｄｓｃ−Ｄｓｔ１）＋（Ｄｃｓ２−Ｄｓｔ２）、とすることができる。
【００１３】
このようにすれば、コイルスプリング（１７）の外周面と収納穴（１３ｃ）の内周面との干渉を確実に防止することができる。
【００１４】
また、小径部（１８ｂ）における弁部材（１４、１５）側に、弁部材（１４、１５）側に向かって細くなる逃がし部（１８ｃ）を設けることができる。
【００１５】
このようにすれば、コイルスプリング（１７）がステータコア（１３）に吸引されてコイルスプリング（１７）が倒れた場合でも、逃がし部（１８ｃ）でのストッパ（１８）とコイルスプリング（１７）との干渉を防止することができる。
【００１６】
また、ストッパ（１８）を非磁性材製とすることができる。ストッパ（１８）が磁性材の場合は、コイルスプリング（１７）がストッパ（１８）に吸引されるのに対し、ストッパ（１８）が非磁性材の場合は、コイルスプリング（１７）はストッパ（１８）に吸引されない。したがって、ストッパ（１８）が非磁性材の場合は、ストッパ（１８）が磁性材の場合よりも、コイルスプリング（１７）が伸縮する際のコイルスプリング（１７）とストッパ（１８）の摩擦抵抗が小さくなり、弁部材（１４、１５）の作動応答性が向上する。
【００１７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下説明する第１〜第４実施形態のうち、特許請求の範囲に記載した発明の実施形態は第２〜第４実施形態であり、第１実施形態は本発明の前提となる参考例である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電磁弁を備えるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。この燃料噴射装置は、高圧燃料が蓄圧される蓄圧器１０１を備えており、蓄圧器１０１には、ディーゼルエンジン（以下、内燃機関という）２０１の各気筒毎に設けられる複数の噴射弁１０２が接続され、蓄圧器１０１内に蓄圧される高圧燃料が、各噴射弁１０２から対応する気筒に噴射されるようになっている。噴射弁１０２の開弁時期および開弁時間は、制御手段である電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１０３によって制御される。
【００１９】
ＥＣＵ１０３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶された各種処理を順に実行する。そして、ＥＣＵ１０３には、エンジン回転数や図示しないアクセルペダルの踏み込み量等の情報が入力され、ＥＣＵ１０３は、それらの情報に基づいて、噴射弁１０２や、後述する圧送量制御弁１０４、電磁弁１の作動を制御する。
【００２０】
蓄圧器１０１内には、燃料ポンプ１０５から圧送される高圧燃料が、燃料の噴射圧力に相当する所定圧で蓄圧される。燃料ポンプ１０５としては、公知の構造の可変吐出量高圧ポンプが用いられ、低圧部としての燃料タンク１０６からフィードポンプ１０７を経て吸入される低圧燃料を高圧に加圧する。ＥＣＵ１０３は、蓄圧器１０１に設けた圧力センサ１０８からの信号を基に、噴射圧力が負荷や回転数に応じて定めた所定値となるように、燃料ポンプ１０５に設けた圧送量制御弁１０４を駆動して圧送量を制御する。
【００２１】
蓄圧器１０１は排出流路を構成する低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に接続されており、この低圧流路１０９と蓄圧器１０１の間に、電磁弁１が設けてある。電磁弁１は、ＥＣＵ１０３によって内燃機関１の運転状態に応じて制御され、開弁時に蓄圧器１０１内の高圧燃料を低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に戻すことにより、蓄圧器１０１の圧力を目標値まで低減するものである。
【００２２】
図２は電磁弁１の具体的な構成を示す断面図で、電磁弁１は、一端が開口されるとともに他端に底部１１ａが形成された有底円筒状のソレノイドハウジング１１を備えている。ソレノイドハウジング１１内には、通電時に磁界を形成する筒状のコイル１２が収容されており、ソレノイドハウジング１１の開口部はステータコア１３にて閉塞されている。ステータコア１３は、ソレノイドハウジング１１の開口部を覆う円盤状の蓋部１３ａと、蓋部１３ａの径方向中心部からコイル１２の筒内空間に延びる柱状部１３ｂとを備えている。
【００２３】
ソレノイドハウジング１１の底部１１ａの径方向中心部には、コイル１２の筒内空間に連通する貫通穴１１ｂが形成されており、この貫通穴１１ｂ内に、アーマチャ１４が配設されている。
【００２４】
ソレノイドハウジング１１、ステータコア１３およびアーマチャ１４は、いずれも磁性体金属よりなり、磁気回路を形成する。そして、コイル１２への通電によりアーマチャ１４がステータコア１３側に吸引されるようになっている。
【００２５】
ソレノイドハウジング１１の底部１１ａの外側には、円柱状の弁体１５を保持するバルブハウジング１６が配置されている。このバルブハウジング１６は、一端が開口されるとともに他端に底部１６ａが形成された有底円筒状をなしている。また、バルブハウジング１６の径方向中心部には、軸方向に延びる摺動穴１６ｂが形成されており、この摺動穴１６ｂ内に弁体１５が摺動可能に配設されている。
【００２６】
ソレノイドハウジング１１の底部１１ａの外側には、円筒状の筒部１１ｃが形成されており、この筒部１１ｃの端部をかしめることにより、バルブハウジング１６がソレノイドハウジング１１に固定されている。また、筒部１１ｃの外周部には雄ねじ１１ｄが形成されており、この雄ねじ１１ｄを利用して電磁弁１が蓄圧器１０１（図１参照）に固定されるようになっている。
【００２７】
バルブハウジング１６の底部１６ａの径方向中心部には、軸方向に延びて底部１６ａを貫通する第１排出通路１６ｃが形成されており、この第１排出通路１６ｃは蓄圧器１０１に連通されている。
【００２８】
バルブハウジング１６の円筒部には、径方向に延びて円筒部を貫通する第２排出通路１６ｄが形成されており、この第２排出通路１６ｄは低圧流路１０９（図１参照）に連通されている。
【００２９】
バルブハウジング１６の底部１６ａにおいて、弁体１５と対向する部位には、テーパ状の弁座１６ｅが第１排出通路１６ｃと同軸に形成されている。
【００３０】
弁体１５において弁座１６ｅと対向する部位にはテーパ状のシート面１５ａが形成されており、シート面１５ａが弁座１６ｅと接離することにより、第１排出通路１６ｃと第２排出通路１６ｄ間が連通・遮断されるようになっている。
【００３１】
弁体１５においてシート面１５ａと反対側には、ソレノイドハウジング１１の貫通穴１１ｂ内へ延びる円柱状のロッド１５ｂが一体に形成されており、このロッド１５ｂの外周にアーマチャ１４が嵌合固定されている。なお、アーマチャ１４および弁体１５は、本発明の弁部材を構成している。
【００３２】
ステータコア１３の柱状部１３ｂには、その径方向中心部に円柱状の収納穴１３ｃが形成され、この収納穴１３ｃは、ステータコア１３の軸方向に延びるとともに、弁体１５側の端部が開口している。
【００３３】
また、この収納穴１３ｃには、アーマチャ１４および弁体１５を反吸引側に付勢するコイルスプリング１７、およびコイルスプリング１７を位置決めするストッパ１８が収納されている。
【００３４】
このストッパ１８は、収納穴１３ｃの底部側に配置される円柱状の大径部１８ａと、大径部１８ａの径方向中心部から弁体１５側に向かって延びる円柱状の小径部１８ｂを有する。
【００３５】
小径部１８ｂの外周側にコイルスプリング１７が配置され、小径部１８ｂによってコイルスプリング１７はその径方向の移動範囲が規制され、これにより、コイルスプリング１７の外周面が収納穴１３ｃの内周面に接触しないようになっている。
【００３６】
コイルスプリング１７の軸方向一端が大径部１８ａにて支持され、コイルスプリング１７の軸方向他端がアーマチャ１４または弁体１５のロッド１５ｂにて支持されている。
【００３７】
また、アーマチャ１４および弁体１５がステータコア１３側に吸引された際には、弁体１５のロッド１５ｂが小径部１８ｂの先端に当接して、アーマチャ１４および弁体１５のステータコア１３側への移動範囲が規制されるようになっている。
【００３８】
上記構成において、内燃機関２０１の減速時以外は、電磁弁１のコイル１２への通電が断たれており、コイルスプリング１７によってアーマチャ１４および弁体１５が閉弁方向に付勢され、弁体１５のシート面１５ａがバルブハウジング１６の弁座１６ｅに当接して、第１排出通路１６ｃと第２排出通路１６ｄ間が遮断されている。
【００３９】
一方、アクセルペダルの踏み込み量が急激に減少した場合、すなわち内燃機関２０１の減速時には、ＥＣＵ１０３が電磁弁１を開弁させ、これにより、蓄圧器１０１内の高圧燃料を燃料タンク１０６に排出し、蓄圧器１０１内の圧力を目標値まで急速に低下させる。
【００４０】
具体的には、電磁弁１のコイル１２に通電され、これによりアーマチャ１４がステータコア１３の磁気吸引力によりステータコア１３の柱状部１３ｂ側に吸引される。そして、アーマチャ１４と一体の弁体１５もステータコア１３の柱状部１３ｂ側に移動し、弁体１５のシート面１５ａがバルブハウジング１６の弁座１６ｅから離れるため、第１排出通路１６ｃと第２排出通路１６ｄ間が連通し、蓄圧器１０１内の高圧燃料が、第１排出通路１６ｃ、第２排出通路１６ｄおよび低圧流路１０９を介して燃料タンク１０６に排出される。
【００４１】
本実施形態の電磁弁１は、ストッパ１８によりコイルスプリング１７を位置決めして、コイルスプリング１７の外周面が収納穴１３ｃの内周面に接触しないようにしているため、コイルスプリング１７とステータコア１３の摺動による摩耗が発生せず、摩耗粉による弁体１５の摺動不良を防止することができる。
【００４２】
因みに、本実施形態の電磁弁１および従来の電磁弁の耐久試験を行ったところ、１０７回作動後において、従来の電磁弁においては収納穴１３ｃの内周面の摩耗量が２０μｍであったのに対し、本実施形態の電磁弁１の摩耗量は０であった。
【００４３】
また、コイルスプリング１７とステータコア１３は摺動しないため、コイルスプリング１７が伸縮する際のコイルスプリング１７とステータコア１３の摩擦抵抗が発生せず、したがって弁体１５の作動応答性が向上する。
【００４４】
因みに、ストッパ１８を非磁性材にした場合、図３に示すように、コイル１２に通電したとき（すなわち、開弁作動時）の応答性が従来の電磁弁よりも０．２ｍｓ向上した。
【００４５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る電磁弁の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図４に示すように、本実施形態では、コイルスプリング１７の軸方向一端とストッパ１８の大径部１８ａとの間に第１シム１９を配置して、セット荷重を調整可能にしている。
【００４７】
また、ステータコア１３の収納穴１３ｃの底部とストッパ１８の大径部１８ａとの間に第２シム２０を配置して、セット荷重を変化させることなく、コイルスプリング１７のエアギャップＧを調整可能にしている。
【００４８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る電磁弁の要部の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態では、収納穴１３ｃの内径Ｄｓｃ、大径部１８ａの外径Ｄｓｔ１、小径部１８ｂの外径Ｄｓｔ２、コイルスプリング１７の外径Ｄｃｓ１、およびコイルスプリング１７の内径Ｄｃｓ２を、Ｄｓｃ−Ｄｃｓ１＞（Ｄｓｃ−Ｄｓｔ１）＋（Ｄｃｓ２−Ｄｓｔ２）、となるように設定している。このようにすれば、コイルスプリング１７の外周面と収納穴１３ｃの内周面との干渉を確実に防止することができる。
【００５０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図６は本発明の第４実施形態に係る電磁弁の要部の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態では、小径部１８ｂにおけるアーマチャ１４側に、アーマチャ１４側に向かって細くなるテーパ状の逃がし部１８ｃを設けている。このようにすれば、コイルスプリング１７がステータコア１３に吸引されてコイルスプリング１７が倒れた場合でも、逃がし部１８ｃでのストッパ１８とコイルスプリング１７との干渉を防止することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、電磁弁をコモンレール式燃料噴射装置に用いる例を示したが、本発明の電磁弁はコモンレール式燃料噴射装置以外の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁弁を備えるコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の電磁弁１の断面図である。
【図３】電磁弁の開弁応答時間の評価結果を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電磁弁の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電磁弁の要部の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電磁弁の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１２…コイル、１３…ステータコア、１３ｃ…収納穴、１４…アーマチャ（弁部材）、１５…弁体（弁部材）、１７…コイルスプリング、１８…ストッパ。
【図１】
0004609336.tif 000002
【図２】
0004609336.tif 000003
【図３】
0004609336.tif 000004
【図４】
0004609336.tif 000005
【図５】
0004609336.tif 000006
【図６】
0004609336.tif 000007