(57)【要約】【課題】  コイルの外周を覆うヨークを圧入及び溶接することなくハウジングに固定できる電磁弁を提供する。【解決手段】  固定コア３２と、固定コア３２の軸方向の一端部に向き合う可動コア３３と、固定コア３２及び可動コア３３の外周側に設置され、固定コア３２に可動コア３３を吸引する磁力を発生するコイル１４と、可動コア３３の外周を覆うハウジング５１と、コイル１４の外周を覆い、固定コア３２とハウジング５１とを磁気的に接続するヨーク１６と、ヨーク１６をハウジング５１に固定する固定部材３７と、を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定コアと、
前記固定コアの軸方向の一端部に向き合う可動コアと、
前記固定コア及び前記可動コアの外周側に設置され、前記固定コアに前記可動コアを吸引する磁力を発生するコイルと、
前記可動コアの外周を覆うハウジングと、
前記コイルの外周を覆い、前記固定コアと前記ハウジングとを磁気的に接続するヨークと、
前記ヨークを前記ハウジングに固定する固定部材と、
を備えることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記固定部材は前記固定コアの前記一端部とは逆側の端部にねじ結合され、前記ヨークを前記ハウジングに押し当てて固定することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記固定部材は磁性材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記ハウジングは、磁性材からなり前記可動コアの外周を覆う筒状部材を有し、
前記筒状部材は前記固定コア側から前記可動コア側に向かって前記筒状部材の外径を広くするテーパ面を有し、
前記固定部材は、前記ヨークを前記テーパ面に押し当てて固定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記ヨークは、前記筒状部材の前記テーパ面に面接触するテーパ面を有することを特徴とする請求項４に記載の電磁弁。
【請求項６】
前記ヨークと前記固定コアとは、同種材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルの外周を覆う弁ハウジング（ヨーク）であって磁気回路を構成するヨークが同じく磁気回路を構成する吸引部材（固定コア）に圧入により結合され、フランジ（ハウジング）に溶接固定される電磁弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電磁弁では、ヨークは電気コネクタを規定位置に位置決めしつつハウジングとの間に電磁コイル（コイル）を挟み込んでいる。
【０００３】
また、電磁弁本体部がねじ部を備えており、高圧ポンプ本体側のねじ部と結合する構成の高圧ポンプ用電磁弁も知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の電磁弁によると、電磁コイル（ヨークを含む）の組み付けは電磁弁本体部を高圧ポンプに組み付けた後に実施され、電気コネクタ部の高圧ポンプ本体に対する位置決めを可能にしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０４４４６号公報
【特許文献２】特開２００２−１９５１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電磁弁によると、ヨークを固定コアに圧入する際、圧入荷重が過大になると、肉薄部となっている非磁性材の中間部材を変形させ、固定コアと可動子間のギャップが小さくなることで弁作動の動特性に影響し、製品の性能ばらつきが大きくなってしまうという問題がある。よってこの固定方法では、各部材の圧入部の径を厳しい公差で管理する必要があり、また高価な溶接設備を必要とするため、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の電磁弁によると、電磁コイル（ヨークを含む）の固定方法は言明されていない。
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、コイルの外周を覆うヨークを圧入及び溶接することなくハウジングに固定できる電磁弁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】
請求項１記載の発明によると、ヨークは固定部材によってハウジングに固定されるため、ヨークを固定コアに圧入したりハウジングに溶接したりして固定する必要がない。このため圧入部の径を厳しい公差で管理することや高価な溶接設備が不要であり、製造コストを低減できる。
請求項２記載の発明によると、固定部材は固定コアにねじ結合されるため、ヨークの固定が容易である。
【０００８】
請求項３記載の発明によると、固定部材が磁性材で形成されているため固定コアとヨークとが固定部材を介して確実に接続され、固定コアとヨークとの接触不良に起因する磁気回路の動作不良を防止できる。
請求項４記載の発明によると、筒状部材がテーパ面を有しているため、固定部材でヨークを押圧するとヨークが筒状部材のテーパ面に押し当てられて筒状部材により確実に接触し、ヨークとハウジングとの接触不良に起因する磁気回路の動作不良を防止できる。
【０００９】
請求項５記載の発明によると、ヨークのテーパ面が筒状部材のテーパ面に面接触するため、ヨークと筒状部材とをより安定して接触させることができる。
請求項６記載の発明によると、ヨークと固定コアとが同種材料で形成されている。圧入により固定する場合はヨークと固定コアとが同種材料、例えば共にフェライト系ステンレス鋼であると凝着（焼き付き）を起こし、圧入荷重が更に高くなる可能性がある。請求項６記載の発明によると、ヨークと固定コアとを同種材料で形成しても両者は圧入によって固定されるのではないため凝着が起こることはなく、圧入荷重が高くなることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を複数の図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電磁弁を有する燃料供給装置を図１に示す。燃料供給装置１は、高圧燃料の圧送量を開閉弁としての電磁弁の開閉により制御する燃料装置であって、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンのインジェクタに燃料を供給する高圧サプライポンプである。燃料供給装置１は、電磁弁１０と、吸入した燃料を加圧し圧送するポンプ部５０とを有している。
【００１１】
まず、電磁弁１０の構成について説明する。電磁弁１０は、弁部３０、コイル部１１、及び固定部材３７を有している。
弁部３０は、ポンプハウジング５１、固定コア３２、可動コア３３、弁部材３５、可動コア３３を図１の下方に付勢する弁スプリング３４、弁部材３５が着座可能な弁座３６ａを有する弁ボディ３６等を有している。第１実施形態では燃料供給装置１のポンプハウジング５１が電磁弁１０のハウジングを兼ねており、ポンプハウジング５１と筒状部材としてのパイプ部材３１とは特許請求の範囲に記載のハウジングを構成している。固定コア３２は後述するヨーク１６に形成されている嵌合孔４０に軸方向の一端部３２ｂが挿入され、パイプ部材３１の一方の端部に固定されてパイプ部材３１の当該一方の端部を閉塞する。固定コア３２は軸方向の他方の端部３２ａがパイプ部材３１から突出しており、突出した端部３２ａの外周壁に周方向に螺旋状のねじ山が形成されている。可動コア３３はパイプ部材３１に外周を覆われて往復移動可能に収容されている。可動コア３３は固定コア３２の端部３２ｂと向き合っている。弁部材３５は可動コア３３とともに往復移動する。固定コア３２、可動コア３３、固定部材３７、パイプ部材３１及びヨーク１６は磁性材で形成されている。
【００１２】
パイプ部材３１の他方の端部はポンプハウジング５１内に位置し、弁ボディ３６と向き合っている。パイプ部材３１は弁ボディ３６の外周壁に嵌合し、弁ボディ３６に溶接されている。パイプ部材３１の外周壁とポンプハウジング５１の内周壁との間をシール部材としてのＯリング２００がシールしている。
弁スプリング３４は固定コア３２から離れる方向に可動コア３３を付勢している。固定コア３２、可動コア３３、固定部材３７、パイプ部材３１及びヨーク１６は磁気回路を構成しており、コイル１４に通電することにより発生する磁気吸引力により、弁スプリング３４の付勢力に抗し可動コア３３は固定コア３２に向けて図１の上方に吸引される。
【００１３】
弁ボディ３６は、ポンプ部５０のハウジングを構成しているポンプハウジング５１およびシリンダ５２内に全体を収容されている。弁ボディ３６の外周壁に形成されているねじ山と、シリンダ５２の内周壁に形成されているねじ山とがねじ結合している。弁ボディ３６とシリンダ５２とのねじ結合箇所は、燃料中に浸漬している。
【００１４】
弁ボディ３６は筒状に形成されており、筒状の内部流路１０２と燃料流入路１００とを連通する連通孔１０３が燃料流入路１００と面している部分に形成されている。内部流路１０２および連通孔１０３は、燃料流入路１００と燃料加圧室１０１とを連通可能な連通路を構成している。弁ボディ３６が有する弁座３６ａに弁部材３５が着座することにより内部流路１０２が閉塞され、燃料流入路１００と燃料加圧室１０１との連通が遮断される。燃料流入路１００には図示しない低圧ポンプから低圧燃料が供給される。弁ボディ３６には、コイル１４への非通電時、弁スプリング３４の付勢力により弁部材３５が図１の下方である開弁方向に移動する移動量を規制するストッパプレート３８が保持されている。ストッパプレート３８は外周に切欠部を設けており、この切欠部を通り燃料流入路１００から連通孔１０３、内部流路１０２を通り燃料加圧室１０１に燃料が流入する。環状部材３９は弁ボディ３６内の燃料加圧室１０１側に固定され、ストッパプレート３８を支持している。
【００１５】
コイル部１１は、弁部３０に駆動力を与える電磁駆動部である。コイル部１１は固定コア３２及び可動コア３３の外周側に設置されている。コイル部１１はボビン１３と、ボビン１３に巻回しているコイル１４とを有し、ヨーク１６に外周を覆われている。コネクタ１２はボビン１３とコイル１４とを覆うモールド樹脂である。ターミナル１５はコイル１４と電気的に接続している。コイル部１１はパイプ部材３１周りに回動自在である。
【００１６】
ヨーク１６は金属製であり、コイル部１１の外周を覆っている。ヨーク１６はパイプ部材３１に接触するように公差が管理されており、また、コイル部１１と同様にパイプ部材３１周りに回動自在である。
固定部材３７は有底孔の内周壁に前述した固定コア３２のねじ山に噛み合うねじ山が形成されているめねじである。なお、孔は有底孔でなく突き抜けた開口部であってもよい。固定部材３７は固定コア３２のねじ山にねじ結合される。固定部材３７はねじ結合されるとポンプハウジング５１側を向く面がヨーク１６に当接し、ヨーク１６をポンプハウジング５１に押し当てる。これによりヨーク１６は固定部材３７とポンプハウジング５１とに挟持されて固定される。固定部材３７によってヨーク１６を固定する場合、始めにコネクタをパイプ部材３１の軸周りに回動させてコネクタの角度を微調整する。次に、固定部材３７をねじ結合することによりヨーク１６をポンプハウジング５１に押し当てる。
【００１７】
次に、ポンプ部５０について説明する。ポンプ部５０のハウジングは、ポンプハウジング５１とシリンダ５２とから構成されている。ポンプハウジング５１は燃料流入路１００を形成しており、シリンダ５２と別体である。ポンプハウジング５１は、シリンダ５２の燃料加圧室１０１側を覆っており、複数のボルト５６で取付部材５５に結合している。シリンダ５２はボルト５６の結合力によりポンプハウジング５１と取付部材５５との間に挟持されている。ポンプハウジング５１とシリンダ５２との間をＯリング２０１がシールしている。
【００１８】
シリンダ５２は、可動部材としてのプランジャ６０を往復移動可能に支持している。シリンダ５２の内周壁とプランジャ６０と弁部材３５とにより燃料加圧室１０１が形成されている。プランジャスプリング６１は一端をスプリング座６２に当接し、他端をスプリング座６３に当接している。プランジャスプリング６１はスプリング座６２をタペット６４の底部内壁に押し付けている。スプリング座６２はプランジャ６０の頭部６０ａを係止している。スプリング座６３はタペットガイド６５の上部とシリンダ５２との間に挟持されている。タペット６４の底部外壁６４ａはエンジンのバルブカムシャフトに取り付けられたポンプカムと当接している。タペットガイド６５は略円筒状に形成されており、内周壁でタペット６４を摺動可能に支持している。シリンダ５２とスプリング座６３、スプリング座６３とタペットガイド６５、タペットガイド６５と取付部材５５との間はそれぞれＯリングでシールされている。
【００１９】
デリバリバルブ７０は、シリンダ５２とねじ結合しており、燃料加圧室１０１と連通可能な燃料吐出流路１０４を形成している。デリバリバルブ７０は、弁座部材７１、弁部材７２およびスプリング７３を有している。燃料加圧室１０１の燃料圧力が所定圧以上になると、弁部材７２はスプリング７３の付勢力に抗し弁座部材７１から離座し、燃料加圧室１０１と燃料吐出流路１０４とが連通する。そして、デリバリバルブ７０に結合された図示しない燃料配管に燃料が圧送される。デリバリバルブ７０から圧送された燃料は、図示しない蓄圧管に供給される。
【００２０】
次に、燃料供給装置１の作動について、(1) 燃料の吸入行程、(2) 燃料の加圧圧送行程に分けて説明する。
(1) 燃料の吸入行程
バルブカムシャフトの回転に伴いポンプカムが回転し、タペット６４およびスプリング座６２とともにプランジャ６０が往復移動する。電磁弁１０のコイル１４への通電が遮断され、プランジャ６０が上死点である図１の上方から下死点である図１の下方側に移動すると、弁スプリング３４の付勢力により弁部材３５が弁座３６ａから離座し電磁弁１０は開弁状態となる。このとき、プランジャ６０が図１の下方に移動することにより、低圧燃料ポンプから吐出された低圧燃料が、燃料流入路１００、連通孔１０３、内部流路１０２を通り燃料加圧室１０１に流入する。そしてプランジャ６０が下死点に位置するとき、燃料加圧室１０１内には最大量の低圧燃料が流入する。
【００２１】
(2) 燃料の加圧圧送行程
プランジャ６０が下死点から上死点に移動する行程において、所望の燃料圧送量に対応した位置にプランジャ６０が到達したとき、電子制御ユニットにより電磁弁１０のコイル１４への通電がオンされる。これにより、可動コア３３は固定コア３２側に吸引され弁部材３５は弁座３６ａに着座する。すなわち、電磁弁１０は閉弁状態となる。その後、プランジャ６０がさらに上死点側に移動すると、燃料加圧室１０１内の燃料は高圧となる。燃料加圧室１０１の燃料圧力が所定圧以上に上昇すると、スプリング７３の付勢力に抗して弁部材７２が弁座部材７１から離座する。すると、燃料加圧室１０１の高圧燃料が燃料吐出流路１０４から圧送される。
【００２２】
以上説明した本発明の第１実施形態に係る電磁弁１０によると、固定部材３７が固定コア３２の端部３２ａにねじ結合され、ねじ結合された固定部材３７がヨーク１６をポンプハウジング５１に押し当てて位置決めするため、ヨーク１６を固定コア３２に圧入したりポンプハウジング５１に溶接したりすることなくポンプハウジング５１に固定できる。従って、圧入する場合に比べて各部材の圧入部の径に厳しい公差が要求されず、公差の管理が容易になる。また、溶接が不要であるため、高価な溶接設備が不要である。よって電磁弁１０によると、電磁弁１０の製造コストを低減できる。
【００２３】
また、電磁弁１０のコイル部１１及びヨーク１６は、固定部材３７によって固定されるまではパイプ部材３１周りに回動可能である。このため作業者はコネクタの位置を容易に微調整できる。よってこの電磁弁１０によると、圧入する場合に比べてコネクタの位置決めが容易である。
また、第一実施形態の固定部材３７は固定コア３２にねじ結合されるため、ヨーク１６を容易に固定できる。
【００２４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図２に示す。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態のパイプ部材１１２は、固定コア３２側から可動コア３３側に向かってパイプ部材１１２の外径を広くするテーパ面１１３を有している。ヨーク１１１もパイプ部材１１２のテーパ面１１３に面接触するテーパ面１１４が形成されている。固定部材３７によってヨーク１１１がパイプ部材１１２の可動コア３３側に押圧されると、図示するようにヨーク１１１のテーパ面１１４とパイプ部材１１２のテーパ面１１３とが密着して固定される。
【００２５】
第２実施形態の電磁弁１１０によると、パイプ部材１１２がテーパ面１１３を有している。このため、ヨーク１１１を、ハウジングの一部としてのパイプ部材１１２に安定して当接させることができ、ハウジングとヨーク１１１との接触不良に起因する磁気回路の動作不良を低減できる。また、パイプ部材１１２のテーパ面の加工はプレス加工で容易に制作できるため、動作不良の低減を低コストで実現できる。
また、ヨーク１１１もパイプ部材１１２のテーパ面１１３に面接触するテーパ面１１４を有しているため、更に安定して当接させることができる。
【００２６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図３に示す。第２実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
第３実施形態の電磁弁１２０のハウジングは、第２実施形態のパイプ部材に替えて第一の筒状部材１２２と筒状部材としての第二の筒状部材１２３とを備えている。第一の筒状部材１２２は非磁性材で形成されており、固定コア３２と第二の筒状部材１２３とに溶接固定されている。第二の筒状部材１２３は磁性材で形成されている。第二の筒状部材１２３は内径が一定のままストッパプレート３８側に向かって徐々に肉厚になり、ある厚さになった以後は一定の厚さでストッパプレート３８側に延びている。第二の筒状部材１２３は内径が一定で徐々に肉厚になることで図示するようにテーパ面１２４が形成されている。第一の筒状部材１２２は非磁性材で形成されているため、通電してコイル１４に磁気を発生させると、磁束が第二の筒状部材１２３、ヨーク１１１、固定コア３２の順で可動コア３３に流れる磁気回路を形成できる。このため、第一の筒状部材１２２に磁束が流れにくくすることで、磁束が固定コア３２から可動コア３３へより多く流れるようにでき、可動コア３３を吸引する吸引力を増大することができる。
【００２７】
第３実施形態の電磁弁１２０によると、第二の筒状部材１２３がテーパ面１２４を有し、ヨーク１１１がテーパ面１１４を有しているため、第２実施形態と同様にヨーク１１１をより安定して第二の筒状部材１２３、すなわちハウジングに当接させることができる。
【００２８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図４に示す。図４（Ａ）は第４実施形態に係る電磁弁１３０の上面図であり、図４（Ｂ）は電磁弁１３０の断面図である。図４ではポンプ部を省略して示している。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
第４実施形態の電磁弁１３０は、図４（Ｂ）に示すように第３実施形態の第二の筒状部材１２３を有しておらず、第一の筒状部材１２２がハウジングとしての取付フランジ１３２に溶接固定されている。ヨーク１３１は固定部材３７によって取付フランジ１３２に押し当てられて固定されている。取付フランジ１３２は磁性材で形成されており、ヨーク１３１などと共に磁気回路を形成している。
【００３０】
第４実施形態に示すように磁性材からなる取付フランジ１３２を有している場合は、第３実施形態のような第二の筒状部材１２３を備えずヨーク１３１を直接取付フランジ１３２に押し当てるようにしてもよい。
【００３１】
（他の実施形態）
第１実施形態ではヨーク１６の嵌合孔４０はパイプ部材３１に接触しているが、パイプ部材３１の長さを短くし、嵌合孔４０を固定コア３２に接触させてもよい。
また、第３実施形態では第二の筒状部材１２３はテーパ面を備えているが、第二の筒状部材１２３はテーパ面を備えないストレート形状であってもよい。
また、ヨークと固定コアとは同種材料で形成してもよい。具体的には例えば共にフェライト系ステンレス鋼で形成してもよい。圧入により固定する場合はヨークと固定コアとが同種材料であると凝着（焼き付き）を起こし、圧入荷重が更に高くなる可能性があるが、各実施形態で説明したようにヨークと固定コアとは圧入によって固定されるのではないため凝着が起こることはなく、ヨークと固定コアとを同種材料で形成しても圧入荷重が高くなることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態による電磁弁を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による電磁弁を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による電磁弁を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態による電磁弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  燃料供給装置、１０  電磁弁、１４  コイル、１６  ヨーク、３１  パイプ部材（ハウジング、筒状部材）、３２  固定コア、３３  可動コア、３７  固定部材、４０  嵌合孔、５１  ポンプハウジング（ハウジング）、１１０  電磁弁、１１１  ヨーク、１１２  パイプ部材（ハウジング、筒状部材）、１１３  テーパ面、１１４  テーパ面、１２０  電磁弁、１２２  第一の筒状部材（筒状部材）、１２３  第二の筒状部材（ハウジング、筒状部材）、１３０  電磁弁、１３１  ヨーク、１３２  取付フランジ（ハウジング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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