(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を有する管状のステータ（２４）と、
弁要素（１８）を有する噴射弁（１２，１４，１６，１８）と、
噴射弁の弁要素（１８）と連結され、開弁位置と閉弁位置との間でステータ（２４）の端部の方へ、また端部から離れる方向に軸線に沿って移動可能なアーマチャ（２０）と、
ステータ（２４）を取り囲むソレノイドコイル（３０）と、
円筒状側部（３８）がステータ（２４）と同軸的にソレノイドコイル（３０）を取り囲み、一方の端部（４０）がステータ（２４）と連結されたコイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）と、
ソレノイドコイル（３０）が付勢されるとステータ（２４）の方へ磁気的に誘引されて噴射弁（１２，１４，１６，１８）を開くアーマチャ（２０）を、ステータ（２４）から離れる方向に閉弁位置の方へ偏倚する手段（２２）とより成り、
コイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）とステータ（２４）は、ソレノイドコイル（３０）の付勢時にコイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）の円筒状側部（３８）を軸方向に貫通する、磁界を発生させる磁気回路の一部を形成し、コイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）は、その両端部間の円筒状側部（３８）を、円周方向に離隔して、軸方向に延びる比較的狭いスロット（４６，４７，５０，５２）を有し、かくして、ソレノイドコイル（３０）の脱勢時磁界の減衰により生ずる円周方向の渦電流が、渦電流の方向に直角に延びるスロット（４６，４７，５０，５２）により、またスロットによるコイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）の磁性材料の減少により、最小限に抑えられ、磁界の減衰と噴射弁（１２，１４，１６，１８）の閉弁動作が加速され、
前記一方の端部（４０）は円筒状側部（３８）とステータ（２４）の間の連結部を形成する半径方向端部を構成し、スロット（４６、４７、４８、５０、５２）の少なくとも一部（４７、４８、５２）は円筒状側部（３８）から半径方向端部（４０）内に延びることおよび、
前記半径方向端部（４０）は、前記ソレノイドコイル（３０）からの電気端子が貫通する端子用開口（４２）を有し、前記スロットの一部（４６，４７，４８，５０，５２）は、端子用開口（４２）と軸方向整列関係にあり、それらの端部は端子用開口に隣接して離隔すること
を特徴とするソレノイド作動式燃料噴射器（１０）。
【請求項２】
スロットの少なくとも一部（４７，４８，５２）は、それらの端部が半径方向端部（４０）の内側端縁部と内方に隣接して離隔し且つ円筒状側部（３８）の反対端部に軸方向に隣接して離隔する請求項１の燃料噴射器。
【請求項３】
コイルハウジング（２６，３８，４０，４２，４６，４７，４８，５０，５２）の任意の横断面におけるスロット（４６，４７，４８，５０，５２）の全幅は、コイルハウジングの磁束支持能力がステータ（２４）の磁束支持能力と比べて有意に少なくないような請求項１または２の燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は内燃機関のソレノイド作動式燃料噴射器に関し、さらに詳細には、ソレノイドの脱勢時磁界が減衰する際発生する、弁運動を遅延させる渦電流を減少することにより燃料噴射弁の閉弁時間を減少させるスロット付きハウジングを備えた燃料噴射器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
燃料噴射器を迅速に開閉できるか否かは、内燃機関内に噴射される燃料の量を決定する上で重要な要素である。燃料噴射器は、噴射器内のソレノイドの磁気回路に電圧を引加することにより開放される。磁気回路が発生する磁力は、弁及びアーマチャ組立体を上方に誘引することにより、戻しバネの力に抗して噴射弁を開き、燃料が流れるようにする。
【０００３】
戻しバネによる燃料噴射弁の閉弁動作は、ソレノイドの磁気回路を非磁化すると生じる。この非磁化は、電源を切り離すと始まるが、この切り離しにより磁束線が急速に減衰する。この急速な減衰により、磁界内の導電性材料に磁束線に直角な方向の望ましくない渦電流が発生する。これらの渦電流は磁束の減衰に抵抗してその減衰速度を緩めるため、燃料噴射弁の閉弁時間が望ましい値よりも大きくなる。
【０００４】
これまで、渦電流による損失は、ソレノイドの極またはハウジングを磁性材料の非常に薄い層を積層化して形成することにより克服するのが一般的であった。各層の両側に絶縁材料を被覆して層間に電流が流れないようにしていた。しかしながら、この積層型ハウジングは製造コストが高い。
【０００５】
米国特許第５，２０７，４１０号は、電流径路の長さ及び抵抗を増加させることにより、表面積を増加させ渦電流を減少させる磁極の溝または表面スロットを開示している。
米国特許第４，４７４，３３２号は、磁性フレームの内側及び外側部分に渦電流を減少させるかその発生を阻止するスロットが設けられたソレノイド式噴射器を開示している。
【０００６】
【発明の概要】
本発明によると、軸線を有する管状のステータと、弁要素を有する噴射弁と、
噴射弁の弁要素と連結され、開弁位置と閉弁位置との間でステータの端部の方へ、また端部から離れる方向に軸線に沿って移動可能なアーマチャと、ステータを取り囲むソレノイドコイルと、円筒状側部がステータと同軸的にソレノイドコイルを取り囲み、一方の端部がステータと連結されたコイルハウジングと、ソレノイドコイルが付勢されるとステータの方へ磁気的に誘引されて噴射弁を開くアーマチャを、ステータから離れる方向に閉弁位置の方へ偏倚する手段とより成り、コイルハウジングとステータは、ソレノイドコイルの付勢時にコイルハウジングの円筒状側部を軸方向に貫通する、磁界を発生させる磁気回路の一部を形成し、コイルハウジングは、その両端部間の円筒状側部を、円周方向に離隔して、軸方向に延びる比較的狭いスロットを有し、かくして、ソレノイドコイルの脱勢時磁界の減衰により生ずる円周方向の渦電流が、渦電流の方向に直角に延びるスロットにより、またスロットによるコイルハウジングの磁性材料の減少により、最小限に抑えられ、磁界の減衰と噴射弁の閉弁動作が加速され、前記一方の端部は円筒状側部とステータの間の連結部を形成する半径方向端部を構成し、スロットの少なくとも一部は円筒状側部から半径方向端部内に延びることを特徴とするソレノイド作動式燃料噴射器が提供される。
本発明は、内燃機関内への燃料噴射を制御するソレノイド作動式噴射弁を備えた燃料噴射器を提供する。この燃料噴射器のハウジングには、磁束線の方向に縦方向及び半径方向に延び、従って、ソレノイドコイルの脱勢時磁束の減衰により生じる渦電流の流れ方向に垂直に延びるスロットが設けられている。これらのスロットは、ハウジングの円周方向の電流径路面積を著しく減少させるため、その方向の渦電流の流れが減少する。しかしながら、磁気回路の飽和強度は、スロットが比較的狭くハウジングの磁束線方向と整列関係にあるため大きく減少することはない。
【０００７】
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図面と共に本発明の下記の詳細な説明を読めばより完全に理解できるであろう。
【０００８】
図面を詳細に参照して、数字１０は、内燃機関用のソレノイド作動式燃料噴射器を総括的に示す。この噴射器１０は噴射弁を有し、この噴射弁は出口ノズル１６を画定する弁座１４を有する弁本体１２を備えている。弁本体１２内で往復運動可能に支持された弁要素１８は、ノズル１６を閉じるために弁座１４の円錐状表面と係合可能な球状端部を有する。この弁要素１８は、該弁要素と共に軸方向移動可能なアーマチャ２０に連結されている。アーマチャと弁要素１８は、戻しバネ２２により偏倚されるため、該弁要素が閉弁位置の方に偏倚される。
【０００９】
ソレノイドコイル組立体は、管状のステータ２４、ほぼ円筒状のコイルハウジング２６、弁本体の外殻部２８、及びコイルハウジング２６内に半径方向内側に包囲されたプラスチック製のボビン３２に巻き付けられたソレノイドコイル３０より成る。ボビン３２により支持される電気端子３４は、コイル３０に付勢用電圧を供給するために該コイルに接続されている。非強磁性の外殻部３６は、弁本体外殻部２８をコイル３０の内側においてステータ２４と連結する。コイルハウジング２６は弁本体の外殻部２８から上方に延びるほぼ円筒状の側部３８を有し、この円筒状側部はステータ２４と係合する半径方向端部４０と一体的に形成されている。端子用開口４２が、電気端子３４をコイルハウジング２６の外方に延ばすために半径方向端部４０に形成されている。
【００１０】
コイル３０が付勢されると、磁界が発生し、これによりステータ２４を軸方向に、ハウジング２６を半径方向外方から軸方向下方に、さらに弁本体外殻部２８を半径方向内方に延びて、アーマチャ２０への小さな半径方向ギャップ、さらにアーマチャ２０とステータ２４の間の軸方向作動ギャップ４４をまたぐ磁気回路が形成される。このため、磁気的誘引力が発生して、アーマチャ２０が戻しバネ２２の力に抗してステータ２４へ引き寄せられ、ギャップ４４が閉じて、噴射弁を開き、燃料がノズル１６から噴射される。
【００１１】
噴射弁を閉じるには、ソレノイドコイル３０を脱勢して磁界を減衰させる。しかしながら、減衰磁界の作用により磁気回路に渦電流が発生し、この渦電流が磁界の減衰を遅延させて噴射弁の閉弁動作を遅らせる。
【００１２】
本発明によると、コイルハウジング２６に、下方端部４８がコイルハウジングの下方端部から離隔した、軸方向に延びる比較的狭いスロット４６、４７が円周方向に離隔して設けられる。端子用開口４２と整列する一部のスロット４６は、それらの上方端部５０が円筒状側部３８の上方端部に隣接してそれらの下方に離隔し、一方残りのスロット４７の上方端部５２は半径方向端部４０を内方に延びて、隣接するステータ２４と半径方向端部４０との連結部から半径方向外方に離隔している。スロット４７をスロット４６と同じ長さにしても良い。
【００１３】
スロット４６、４７はコイルハウジング２６に生じる渦電流の方向に垂直に延びるため、コイルハウジング２６を流れる電流に対する抵抗を増加させて渦電流の流れを減少させる。加えて、スロット４６、４７によりコイルハウジング２６の磁性材料が減少するため、コイルハウジング２６に生じる渦電流の量も減少する。コイルハウジング２６を流れる渦電流の量及び流れが減少する結果、磁界の減衰時における渦電流の遅延効果が減少する。従って、磁界はより早い速度で減衰するため、戻しバネは噴射弁をより迅速に閉じて燃料の流れを遮断することができる。大きなスロットを少数設けるよりも小さなスロットを多数設ける方が好ましいことがわかるが、製造上の観点からスロットの数には実際限度があるであろう。例えば、ハウジング２６は中位の幅のスロットを１２個有している。
【００１４】
ソレノイド作動式燃料噴射器の磁気回路を設計する際、この回路の各要素の磁束支持能力に注意を向ける必要がある。このため、各構成要素の磁性材料の飽和磁束密度及び各構成要素を貫通する磁界径路の断面積を考慮しなければならない。コイルハウジングはその大きさにより磁束が流れる比較的大きな断面積を有するため、コイルハウジング２６を流れる磁束に対する抵抗を大きく増加させることなく軸方向のスロット及び恐らくは半径方向のスロット４６を切断形成することが可能である。同時に、縦方向に延びるスロット４６はコイルハウジング２６を流れる円周方向の渦電流に対してかなりの抵抗を与える。磁気回路の磁束支持能力に制約を与えることなく渦電流を所望の程度減衰させるには、設計パラメータをバランスさせる必要がある。
【００１５】
本発明を特定の実施例につき説明したが、図示説明した本発明の思想の精神及び範囲に含まれる多数の変形例及び設計変更が想到されることが理解されるであろう。従って、本発明は所望の実施例に限定されず、頭書の特許請求の範囲の用語により画定される広い範囲を有するものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の一実施例である燃料噴射器の断面図である。
【図２】  図２は、図１の燃料噴射器のハウジング及びステータ組立体の斜視図である。
【図３】  図３は、スロット付きハウジングの頂面図である。
【図４】  図４は、スロット付きハウジングの側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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