(57)【要約】【課題】加工工程を簡素化し、磁気特性が良好な磁気回路を有する電磁弁を提供する。【解決手段】樹脂形成部材８０は、コイル１２およびターミナル１３を収容する収容部材８１と、コイル１２の径方向内側、かつ、コネクタ２０とステータ４０とのとの間に位置して磁気的短絡を防止する非磁性部材８２と、を有する。収容部材８１と非磁性部材８２とは、樹脂で一体に形成される。収容部材８１と非磁性部材８２とはインサート成形により一体に形成されているので、部品点数を低減することができ、コネクタ２０と非磁性部材８２、およびステータ４０と非磁性部材８２とを溶接する必要がないので、加工工程を簡素化することができる。また、磁気回路を形成する部材に磁気特性のよい材質を選択することにより、磁気特性が良好な磁気回路を形成することができる。【選択図】  図１
2009287733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体通路、および、弁座を有する弁体と、
前記弁座に着座または離座することにより前記第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する弁部材と、
前記弁部材を開弁方向または閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁部材とともに軸方向に往復移動可能である可動子と、
前記可動子を往復移動可能に収容する磁性材からなるコネクタと、
前記可動子および前記コネクタとともに磁気回路を形成して前記可動子を吸引する磁性材からなるステータと、
通電することにより前記可動子を前記ステータに吸引する磁力を発生するコイルと、
前記コイルと電気的に接続し駆動電流を供給するターミナルと、
前記コイルおよび前記ターミナルを埋設する収容部材と、前記コイルの径方向内側、かつ、前記コネクタと前記ステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する非磁性材からなる非磁性部材と、を有し、前記収容部材と前記非磁性部材とは樹脂で一体に成形される樹脂成形部材と、
を設けることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
第１の流体通路、および、弁座を有する弁体と、
前記弁座に着座または離座することにより前記第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する弁部材と、
前記弁部材を開弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁部材とともに軸方向に往復移動可能である可動子と、
前記可動子を往復移動可能に収容する磁性材からなるコネクタと、
前記可動子および前記コネクタとともに磁気回路を形成して前記可動子を吸引する磁性材からなるステータと、
通電することにより前記可動子を前記ステータに吸引する磁力を発生するコイルと、
前記コイルと電気的に接続し駆動電流を供給するターミナルと、
前記コイルおよび前記ターミナルを埋設する収容部材と、前記コイルの径方向内側、かつ、前記コネクタと前記ステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する非磁性材からなる非磁性部材と、を有し、前記収容部材と前記非磁性部材とは樹脂で一体に成形される樹脂成形部材と、
を設けた電磁弁と、
前記電磁弁から流入する流体を加圧するピストン、および、当該ピストンを往復摺動可能に収容するシリンダボディを有するポンプ部と、
を備えることを特徴とする電磁弁を備えた流体ポンプ。
【請求項３】
第１の流体通路、弁座、および、前記第１の流体通路に連通する噴孔を有する弁体と、
前記弁座に着座または離座することにより前記第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する弁部材と、
前記弁部材を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁部材とともに軸方向に往復移動可能である可動子と、
前記可動子を往復移動可能に収容する磁性材からなるコネクタと、
前記可動子および前記コネクタとともに磁気回路を形成して前記可動子を吸引する磁性材からなるステータと、
通電することにより前記可動子を前記ステータに吸引する磁力を発生するコイルと、
前記コイルと電気的に接続し駆動電流を供給するターミナルと、
前記コイルおよび前記ターミナルを埋設する収容部材と、前記コイルの径方向内側、かつ、前記コネクタと前記ステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する非磁性材からなる非磁性部材と、を有し、前記収容部材と前記非磁性部材とは樹脂で一体に成形される樹脂成形部材と、
を設けた電磁弁を備えた流体噴射装置であって、
前記ステータは、円筒状であり、内部に前記第１の流体通路に連通する第２の流体通路を有することを特徴とする電磁弁を備えた流体噴射装置。
【請求項４】
前記樹脂成形部材は、前記第２の流体通路に連通する第３の流体通路を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁弁を備えた流体噴射装置。
【請求項５】
第１の流体通路、弁座、および、前記第１の流体通路に連通する噴孔を有する弁体と、
前記弁座に着座または離座することにより前記第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する弁部材と、
前記弁部材を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁部材とともに軸方向に往復移動可能である可動子と、
前記可動子を往復移動可能に収容する磁性材からなるコネクタと、
前記可動子および前記コネクタとともに磁気回路を形成して前記可動子を吸引する磁性材からなるステータと、
通電することにより前記可動子を前記ステータに吸引する磁力を発生するコイルと、
前記コイルと電気的に接続し駆動電流を供給するターミナルと、
前記コイルおよび前記ターミナルを埋設する収容部材を有する樹脂成形部材と、
前記コイルの径方向内側、かつ、前記コネクタと前記ステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する非磁性材からなる非磁性部材と、
を設けた電磁弁を備えた流体噴射装置であって、
前記ステータは、円筒状であり、内部に前記第１の流体通路に連通する第２の流体通路を有し、
前記樹脂形成部材は、前記第２の流体通路に連通する第３の流体通路を有することを特徴とする電磁弁を備えた流体噴射装置。
【請求項６】
前記樹脂成形部材は、前記コネクタまたは前記ステータの少なくとも一方と金属樹脂複合体として一体成形され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、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置。
【請求項７】
前記樹脂形成部材は、前記コネクタまたは前記ステータの少なくとも一方と連続要素として液密に一体成形されていることを特徴とする請求項６に記載の電磁弁、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置。
【請求項８】
前記コイルは、空芯コイルであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁弁、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関し、特に磁力線の短絡を防止する非磁性材を樹脂で成形する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気回路の一部に非磁性部材を用いることにより磁力線の短絡を防止し吸引力を確保する電磁弁が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この構成では可動子以外に、磁性材からなるフランジ、磁性材からなる吸引部材、および、非磁性材からなる中間部材の少なくとも３つの部材がないと磁気回路が成立しないため、部品点数が多いという問題点があった。また、非磁性部材の両端を磁性部材と液密に固定する必要があり、溶接等によりシールおよび固定していたため、設備費およびランニングコストが高いという問題点があった。
【０００３】
また、磁気絞りを用いることによって磁力線の短絡を最小限に抑え吸引力を確保する電磁弁が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この電磁弁では、コアを除いて１部材で磁気回路を構成することができるが、磁気絞り部を精密に加工しないと吸引力に差が出てしまうため、磁気絞り部の厚さおよび長さを精密に加工する必要があった。また、磁気絞り部は剛性が低いため、インジェクタ等をエンジンやポンプに組み付ける際に変形しやすいという問題点があった。
【０００４】
さらに、複合磁性パイプを用いた電磁弁が開示されている。（例えば、特許文献３参照）。この電磁弁では、複合磁性パイプを用いることにより、コアを除いて１部材で磁性−非磁性−磁性という磁気回路を構成することが可能であるが、複合磁性材の磁性部分は、他の手法で用いられる磁性部材と比較して、磁気特性が劣るため、同一体格では吸引力が小さいという問題点があった。
【特許文献１】特開２００１−２９５７２０号公報
【特許文献２】特開昭６０−２５６５５０号公報
【特許文献３】特開平７−１１３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工工程を簡素化し、磁気特性が良好な磁気回路を有する電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の電磁弁は、弁体、弁部材、付勢部材、可動子、コネクタ、ステータ、コイル、ターミナル、および、樹脂成形部材を備えている。
弁体は、第１の流体通路および弁座を有している。弁部材は、弁座に着座または離座することにより第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する。付勢部材は、弁部材を開弁方向または閉弁方向に付勢する。可動子は、弁部材とともに軸方向に往復移動可能に磁性材からなるコネクタに収容されている。ステータは、磁性材からなり、コネクタと可動子とともに磁気回路を形成する。コイルは、ターミナルより駆動電力が供給されると、可動子をステータに吸引する磁力を発生する。樹脂成形部材は、収容部材と非磁性部材とを有している。収容部材は、コイルおよびターミナルを埋設する。非磁性部材は、非磁性材からなり、コイルの径方向内側、かつ、コネクタとステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する。収容部材と非磁性部材とは、樹脂で一体に成形されている。
【０００７】
非磁性部材は、収容部材と樹脂でインサート成形により一体に成形されているので、部品点数を低減できる。例えば、樹脂でのインサート成形のみで、コネクタと樹脂部、および、ステータと樹脂部を液密に固定するならば、コネクタとステータとを溶接する必要がないので、加工工程を簡素化することができる。さらに、磁気回路を形成する部材に溶接性を留意せずに磁気特性のよい材質を選択すれば、磁気特性が良好な磁気回路を形成することができる。
【０００８】
請求項２に記載の流体ポンプは、上述の電磁弁を備える流体ポンプであり、以下に示す構成とすることができる。
流体ポンプは、弁体、弁部材、付勢部材、可動子、コネクタ、ステータ、コイル、ターミナル、樹脂成形部材、および、ポンプ部を備えている。弁体は、第１の燃料通路および弁座を有している。弁部材は、弁座に着座または離座することにより第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する。付勢部材は、弁部材を開弁方向に付勢する。可動子は、弁部材とともに軸方向に往復移動可能に磁性材からなるコネクタに収容されている。ステータは、磁性材からなり、コネクタと可動子とともに磁気回路を形成する。コイルは、ターミナルより駆動電力が供給されると、可動子をステータに吸引する磁力を発生する。樹脂成形部材は、収容部材と非磁性部材とを有している。収容部材は、コイルおよびターミナルを埋設する。非磁性部材は、非磁性材からなり、コイルの径方向内側、かつ、コネクタとステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する。収容部材と非磁性部材とは、樹脂で一体に成形されている。ポンプ部は、電磁弁から流入する流体を加圧するピストン、および、ピストンを往復摺動可能に収容するシリンダボディを有している。
非磁性部材は、収容部材と樹脂でインサート成形により一体に成形されているので、上述の電磁弁と同様の効果を奏する。
【０００９】
請求項３に記載の流体噴射装置は、上述の電磁弁を備える流体噴射装置であり、以下に示す構成とすることができる。
流体噴射装置は、弁体、弁部材、付勢部材、可動子、コネクタ、ステータ、コイル、ターミナル、および、樹脂成形部材を備えている。弁体は、第１の流体通路、弁座、および、第１の流体通路の連通する噴孔を有している。弁部材は、弁座に着座または離座することにより第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する。付勢部材は、弁部材を閉弁方向に付勢する。可動子は、弁部材とともに軸方向に往復移動可能に磁性材からなるコネクタに収容されている。ステータは、磁性材からなり、コネクタと可動子とともに磁気回路を形成する。ステータは、円筒状であり、内部に第１の流体通路に連通する第２の流体通路を有している。コイルは、ターミナルより駆動電力が供給されると、可動子をステータに吸引する磁力を発生する。樹脂成形部材は、収容部材と非磁性部材とを有している。収容部材は、コイルおよびターミナルを埋設する。非磁性部材は、非磁性材からなり、コイルの径方向内側、かつ、コネクタとステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する。収容部材と非磁性部材とは、樹脂で一体に成形されている。
非磁性部材は、収容部材と樹脂でインサート成形により一体に成形されているので、上述の電磁弁と同様の効果を奏する。
【００１０】
請求項４に記載の電磁弁を備える流体噴射装置の樹脂形成部材は、第２の流体通路に連通する第３の流体通路を有している。すなわち、流体通路の一部を樹脂形成部材によって形成し、ステータを磁気回路上必要な長さまで短縮している。これにより、ステンレス鋼などの金属で形成されているステータが短くなるので、流体噴射装置を軽量化することが可能である。
【００１１】
また、以下に示す構成を採用してもよい。
請求項５に記載の電磁弁を備える流体噴射装置は、弁体、弁部材、付勢部材、可動子、コネクタ、ステータ、コイル、ターミナル、および、樹脂成形部材を備えている。
弁体は、第１の流体通路、弁座、および、第１の流体通路の連通する噴孔を有している。弁部材は、弁座に着座または離座することにより第１の流体通路の流体流れを遮断または許容する。付勢部材は、弁部材を閉弁方向に付勢する。可動子は、弁部材とともに軸方向に往復移動可能に磁性材からなるコネクタに収容されている。ステータは、磁性材からなり、コネクタと可動子とともに磁気回路を形成する。ステータは、円筒状であり、内部に第１の流体通路に連通する第２の流体通路を有している。コイルは、ターミナルより駆動電力が供給されると、可動子をステータに吸引する磁力を発生する。樹脂形成部材は、コネクタとターミナルを埋設する収容部材を有している。また、樹脂形成部材は、第２の流体通路に連通する第３の流体通路を有している。非磁性部材は、コイルの径方向内側、かつ、コネクタとステータとの間に位置して磁気的短絡を防止する。
【００１２】
すなわち、樹脂形成部材が流体通路の一部を形成し、ステータを磁気回路上必要な長さまで短縮している。これにより、ステンレス鋼などの金属で形成されているステータが短くなるので、流体噴射装置を軽量化することが可能である。
請求項６に記載の電磁弁、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置は、コネクタまたはステータの少なくとも一方と樹脂形成部材とは金属樹脂複合体として一体成形されている。金属樹脂複合体は、例えばＮＭＴ（ナノモールディングテクノロジー）工法を用いて加工することができる。金属と樹脂とが一体加工されればどのような方法で樹脂と金属を接合してもよい。これにより、金属と樹脂との間の締結強度が向上し、剛性が高まるので、エンジンやポンプに組み付ける際の変形が生じにくい。
【００１３】
請求項７に記載の電磁弁、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置の樹脂形成部材は、コネクタまたはステータの少なくとも一方と連続要素として液密に一体成形されている。金属樹脂複合体は、例えばＮＭＴ（ナノモールディングテクノロジー）工法を用いて加工することができる。金属と樹脂とが液密に一体加工されればどのような方法で樹脂と金属を接合してもよい。樹脂と金属が連続要素として液密に接合されているので、例えば、従来ボビンに設けられていた封止部が不要になり、ボビン単体の低コスト化が図れる。また、請求項４または５に記載の電磁弁を備えた流体噴射装置に適用すれば、燃料通路からの燃料リークを防ぐことができる。
【００１４】
請求項８に記載の電磁弁、電磁弁を備えた流体ポンプ、または、電磁弁を備えた流体噴射装置に用いられるコイルは、空芯コイルである。これにより、ボビンが不要になるため、さらに部品点数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、請求項２に対応する流体ポンプに係る実施の形態を第１実施形態として図２に示す。請求項３に対応する流体噴射装置に係る実施の形態を第３実施形態として図５に示し、請求項４に対応する流体噴射装置に係る実施の形態を第４実施形態として図６に示し、請求項５に対応する流体噴射装置に係る実施の形態を第５実施形態として図７に示す。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電磁弁１を示す。電磁弁１は、例えばガソリン気筒内直接噴射エンジン用の高圧サプライポンプの燃料調量弁として用いられる。
電磁弁１は、駆動力発生部１０、コネクタ２０、ハウジング３０、ステータ４０、可動子５０、付勢部材としてのコイルスプリング５５、弁体としての弁ボディ６０、弁部材７０、樹脂成形部材８０等を備えている。
駆動力発生部１０は、ボビン１１、コイル１２、および、ターミナル１３を有している。ボビン１１は、ステータ４０および可動子５０の径方向外側に配置されている。コイル１２は、ボビン１１に巻装されている。ターミナル１３は、コイル１２と電気的に接続されており、外部電源からの電力はターミナル１３を通じてコイル１２へ供給される。
【００１７】
コネクタ２０は、磁気ステンレス鋼等の磁性材からなり、通路形成部２１およびフランジ部２２を有している。通路形成部２１は円筒状であり、可動子５０を往復移動可能に収容している。フランジ部２２は、通路形成部２１の径方向外側へ突出する肉厚板状である。
【００１８】
ハウジング３０は、磁気ステンレス鋼等の磁性材からなり、円板部３１および脚部３２を有している。円板部３１には固定孔３３が円筒孔状に形成されており、ステータ４０が圧入されている。脚部３２は、円板部３１の外周縁の一部に沿う断面円弧状であり、フランジ部２２に対して略平行に配置された円板部３１からフランジ部２２側へ延伸している。この脚部３２の延伸側先端面は、フランジ部２２と当接している。
【００１９】
ステータ４０および可動子５０は、磁気ステンレス鋼等の磁性材からなり、コネクタ２０およびハウジング３０とともに、コイル１２に通電されるとき磁気回路を構成する。
ステータ４０は、軸方向の一端部側から他端部側へ向かって順に第１小径部４１、大径部４２、第２小径部４３を有している。円柱状の第１小径部４１は、ハウジング３０の固定孔３３に嵌合固定されている。有底円筒状の第２小径部４３は、凹部４４を有しており、コイルスプリング５５の一端部を収容している。
【００２０】
可動子５０は、コネクタ２０の通路形成部２１の径方向内側に往復移動可能に配置される。コイルスプリング５５は、ステータ４０と可動子５０との間に介装されている。コイルスプリング５５の付勢力は、可動子５０をステータ４０から離間させるとともに、弁座６４からシート部７１を離座させる方向へ作用する。コイル１２に通電することにより発生する磁気吸引力により、可動子５０はコイルスプリング５５の付勢力に抗して、ステータ４０の方向に吸引される。
【００２１】
弁ボディ６０は、円筒状に形成されており、コネクタ２０の通路形成部２１と同軸上に装着されている。弁ボディ６０は、筒状の内部通路６１、図２に示す電磁弁１の外周に形成される吸入通路９４を連通する第１連通孔６２、および、ストッパプレート７５の燃料孔７６と連通する第２連通孔６３を形成している。第１連通孔６２、内部通路６１、および、第２連通孔６３は、ストッパプレート７５の燃料孔７６を経由して、吸入通路９４と加圧室９５とを連通する。また、弁ボディ６０において、内部通路６１と第２連通孔６３との間には、弁部材７０が離着座可能な弁座６４が形成されている。
【００２２】
弁部材７０は、反ステータ４０側において可動子５０と一体に形成されており、通路形成部２１および弁ボディ６０の内周側に同軸上に配置され、可動子５０とともに軸方向に往復移動可能となっている。また、弁部材７０には、弁座６４に離着座可能なシート部７１が形成されている。弁部材７０のシート部７１が弁座６４から離座すると内部通路６１と第２連通孔６３とが連通し、シート部材７１が弁座６４に着座すると内部通路６１と第２連通孔６３とが遮断される。
【００２３】
ストッパプレート７５は、略円板状に形成され、燃料孔７６を有している。ストッパプレート７５は、弁ボディ６０とスリーブ７７とに挟持され、溶接されている。
スリーブ７７は、略円筒状に形成されている。スリーブ７７は、図２に示すポンプ部９０のハウジング本体９３に挿入される。
なお、第１連通孔６２、内部通路６１、第２連通孔６３、燃料孔７６が、「特許請求の範囲」における第１の燃料通路を構成している。
【００２４】
樹脂形成部材８０は、収容部材８１と、非磁性部材８２とからなり、収容部材８１と非磁性部材８２とは樹脂で一体に成形されている。収容部材８１は、ボビン１１、コイル１２およびターミナル１３を埋設している。非磁性部８２は、コイル１２の径方向内側、かつ、コネクタ２０とステータ４０との間に位置している。非磁性部８２は、コネクタ２０とステータ４０との間で磁束が短絡することを防止する。駆動力発生部１０、コネクタ２０、ステータ４０、および、樹脂形成部８０は、金属樹脂複合体８３として一体成形される。金属樹脂複合体８３の加工方法については、図３に基づいて後述する。
【００２５】
ここで電磁弁１の作動を説明する。
コイル１２への通電が停止されているとき、ステータ４０と可動子５０との間に磁気吸引力が発生していない。そのため、弁部材７０は、コイルスプリング５５の付勢力により、可動子５０とともにステータ４０と反対方向へ移動している。すなわち、コイル１２への通電が停止されているとき、弁部材７０のシート部７１は弁座６４から離座している。したがって、弁部材７０はストッパプレート７５に係止された状態で内部通路６１と第２連通孔６３とは連通している。
【００２６】
コイル１２に通電されると、コイル１２に発生した磁界によりステータ４０、ハウジング３０、コネクタ２０、および、可動子５０に磁気回路が形成される。このとき、非磁性部材８２は、コネクタ２０とステータ４０との間で磁束が短絡することを防いでいる。これにより、ステータ４０と可動子５０との間には磁気吸引力が発生する。ステータ４０と可動子５０との間に発生する磁気吸引力がコイルスプリング５５の付勢力よりも大きくなると、一体の可動子５０および弁部材７０はステータ４０側へ移動する。その結果、弁部材７０のシート部７１は弁座６４に着座する。したがって、内部通路６１と第２連通孔６３とは遮断されている。このとき、ステータ４０と可動子５０との間には隙間が形成され、ステータ４０と可動子５０とは接触しない。
【００２７】
コイル１２への通電を停止すると、ステータ４０と可動子５０との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、一体の可動子５０および弁部材７０はコイルスプリング５５の付勢力によってステータ４０とは反対方向へ移動する。そのため、シート部７１は再び弁座６４から離座する。したがって、弁部材７０はストッパプレート７５に係止された状態で内部通路６１と第２連通孔６３とは連通する。
【００２８】
次に、図２に電磁弁１を用いた高圧ポンプを示す。流体ポンプとしての高圧ポンプ２は、電磁弁１と、吸入した燃料を加圧し吐出するポンプ部９０とを備えている。高圧ポンプ２は、高圧燃料の吐出量を電磁弁１の開閉により制御する。
ポンプ部９０のポンプハウジング９１は、ハウジングカバー９２とハウジング本体９３から構成されている。ハウジングカバー９２は、弁ボディ６０の外周に吸入通路９４を形成している。吸入通路９４には、図示しない低圧ポンプにより燃料タンクからの燃料が供給される。また、吸入通路９４は、第一の連通孔６２と連通している。
【００２９】
ハウジング本体９３は、ピストンとしてのプランジャ９６を往復移動可能に収容するシリンダボディとしてのシリンダ９７を形成している。シリンダ９７を形成するハウジング本体９３の内周面と、スリーブ７７の内周面と、プランジャ９６の電磁弁１側の端面と、ストッパプレート７５のプランジャ９６側の端面と、から加圧室９５が形成される。プランジャ９６は、図示しないカムの駆動により軸方向へ往復移動する。
【００３０】
ハウジング本体９３には、デリバリバルブ１１０が設置されている。デリバリバルブ１１０は、ケーシング１１１を有している。ハウジング本体９３は、加圧室９５に連通する吐出通路９９を形成している。
ケーシング１１１は、筒状に形成され、内部に吐出弁１２０を収容する収容部１１２および燃料通路１１３を有している。
【００３１】
吐出弁１２０は、ケーシング１１１の内側に収容されており、弁ボディ１２１、弁部材１２２、通路形成部材１２３、および、スプリング１２４を有している、弁ボディ１２１は、筒状に形成され、ケーシング１１１の内側に設置されている。弁ボディ１２１の内周側は、吐出通路９９に連通する燃料通路１２５を形成している。弁ボディ１２１の通路形成部材１２３側の端部には弁部材１２２が着座可能である。通路形成部材１２３は、弁ボディ１２１のハウジング本体９３とは反対側に設置されている。弁部材１２２は、円板状に形成され、通路形成部材１２３の内側を通路形成部材１２３の軸方向へ往復移動する。スプリング１２４は、弁部材１２２を弁ボディ１２１方向へ付勢している。
【００３２】
加圧室９５の燃料の加圧に伴い、吐出通路９９に連通する弁ボディ１２１の燃料通路１２５の圧力が増大すると、燃料通路１２５の燃料が弁部材１２２を押し付ける力は増大する。そして、燃料通路１２５の燃料から弁部材１２２に加わる力が、燃料通路１１３の燃料およびスプリング１２４から弁部材１２２に加わる力よりも大きくなると、弁部材１２２は弁ボディ１２１から離座する。これにより、吐出通路９９と、ケーシング１１１の燃料通路１１３とが連通し、加圧された燃料は高圧ポンプ２の外部へ吐出される。一方、燃料通路１１３の圧力が吐出通路９９の圧力よりも高いとき、弁部材１２２は弁ボディ１２１に着座し、燃料通路１１３から吐出通路９９への燃料の流れを遮断する。すなわち、吐出弁１２０は、加圧室９５から外部への燃料の流れのみを許容する逆止弁として機能する。
【００３３】
ここで、電磁弁１を用いた高圧ポンプ２の作動について説明する。
図示しないカムの駆動により、プランジャ９６が上死点から下死点まで移動するとき、電磁弁１が開弁し、吸入通路９４から所定量の燃料が加圧室９５へ流入する。プランジャ９６が上昇に転じると、加圧室９５の燃料は、吸入通路９４へと排出される。所定量の燃料が吸入通路９４へと排出されると、電磁弁は閉弁する。加圧室９５の燃料は、プランジャ９６が上昇することによって加圧される。加圧室９５の燃料の圧力が増大すると、吐出通路９９の燃料圧力も増大する。そして、吐出通路９９の燃料の圧力が、燃料通路１１３の圧力よりも大きくなると、吐出弁１２０が開弁し、加圧室９５から高圧ポンプ２の外部へ燃料が吐出される。
【００３４】
ところで、本発明は、収容部材８１と、非磁性部８２とを樹脂で一体に形成している点に特徴を有している。
まず、従来技術による電磁弁の非磁性部材の加工方法について説明する。非磁性金属で円筒状に形成された非磁性部材をコネクタに圧入する第１の圧入工程（１）、コネクタの突起部と非磁性部材とをレーザー溶接を行う第１のレーザー溶接工程（２）、コネクタと非磁性部材との同軸度を確保するために、内径分に切削加工を行う切削加工工程（３）を行う。さらに、形成されたコネクタと非磁性部材の複合体にステータを圧入する第２の圧入工程（４）、非磁性部材との接合部をレーザー溶接加工する第２のレーザー溶接工程（５）の５つの工程が必要であった。
【００３５】
また、ステンレス等の金属で一体に成形されたステータ、コネクタ、および、非磁性部材と、樹脂で形成されたボビンおよびボビンとターミナルを埋設する樹脂部と、の間に水分が侵入するおそれがあるので、これを抑制するためにボビンに封止部を設ける必要があり、ボビンのコストを上昇させる要因になっていた。
【００３６】
次に、本実施形態における非磁性部材の加工方法について説明する。
図３（Ａ）に、図示しない金型を用いた樹脂形成部材８０の加工の準備段階を示す。ステータ４０の大径部４２の反コネクタ側端部がボビン１１の内周の反コネクタ側端部と略一致し、ボビン１１の径方向内側に位置するようにステータ４０を配置する。コネクタ２０は、コネクタ２０のステータ側の端部２４と、ステータ４０の大径部４２のコネクタ側端部４５との間に距離Ｌを設けて配置する。距離Ｌは、コイル１２に通電することによって発生する磁気吸引力によりコイルスプリング５５の付勢力に抗して可動子５０がステータ４０の方向に吸引され弁部材７０のシート部７１が弁座６４に着座したとき、ステータ４０と可動子５０の間に隙間が残るように設定する必要がある。また、所定の応答性を確保するためには距離Ｌは短い方が好ましく、このような条件を満たすように適切に距離Ｌを設定し、コネクタ２０を配置する。
【００３７】
図３（Ｂ）に示すように、適切に配置された駆動力発生部１０、コネクタ２０、および、ステータ４０が一体となるように図示しない金型を用いて、樹脂形成部材８０をインサート成形する。樹脂と金属の接合部は、例えばＮＭＴ工法などにより液密に一体加工する。これにより、駆動力発生部１０、コネクタ２０、ステータ４０、および、樹脂成形部材８０が一体成形された金属樹脂複合体８３が形成される。このとき、ボビン１１と、ステータ４０と、コネクタ２０との間に形成された領域が、非磁性部材８２であり、コネクタ２０とステータ４０との間で磁束の短絡を防止する機能を発揮する。
【００３８】
図３に示した方法で形成された駆動力発生部１０、コネクタ２０、ステータ４０、および、樹脂成形部材８０が一体に形成された金属樹脂複合体８３にハウジング３０を圧入溶接する。また、金属樹脂複合体８３に、コイルスプリング５５、弁ボディ６０、可動子５０、および、弁部材７０をバルブアッセンブリ溶接により組み付ける。さらに弁ボディ６０に、ストッパプレート７５およびスリーブ７７を溶接し、電磁弁１が形成される。
【００３９】
以上詳述したように、従来、非磁性部材の加工工程はレーザー溶接を含む５工程で行っていたが、本実施形態における電磁弁１によれば、駆動力発生部１０、ステータ４０、および、コネクタ２０を適切な位置に位置決めをしてインサート成形することにより、１工程で行うことができる。また、コネクタ２０およびステータ４０と非磁性部材８２とのレーザー溶接が不要になることから、従来コネクタ８２に設けられていた突起部を省略することができる。さらに、駆動力発生部１０、コネクタ２０、ステータ４０と樹脂形成部材８０との接着面は、金属樹脂複合体８３として液密に一体成形されているので、従来ボビン１１に設けられていた封止部が不要になる。加工工程が簡素化され、部品点数が低減され、ボビン１１やコネクタ２０の形状が簡素化可能であるため、大幅にコストを低減することが可能である。
【００４０】
さらに、本実施形態においては、非磁性部材８２が、駆動力発生部１０を収容する収容部材８１と一体に形成されている点に特徴を有している。本実施形態の構成を採用し、駆動力発生部１０、ステータ４０、および、コネクタ２０の位置を適切に位置決めしておけば、従来のように非磁性部材８２の厚さや長さを精密に加工しなくても、吸引力が安定する。また、樹脂形成部材８０が、駆動力発生部１０、ステータ４０、および、コネクタ２０と金属樹脂複合体８３として一体に成形されており、締結強度が向上し剛性が高いので、エンジンやポンプの組み付ける際の変形を防ぐことができる。さらに、磁性部材に磁気特性の良い材料を選択可能であるため、磁気特性が良好な磁気回路を構成することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電磁弁を図４に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付す。
第２実施形態による電磁弁３においては、ターミナル３１３は樹脂で形成された板状のターミナル保持部材３１４に保持されており、コイル３１２は空芯コイルである。
【００４２】
駆動力発生部３１０は、ボビンを廃止した空芯コイル３１２、ターミナル３１３、および、ターミナル保持部材３１４からなる。駆動力発生部３１０、ステータ４０、コネクタ２０、および、樹脂形成部材８０を金属樹脂複合体３８３として一体成形することにより、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらにボビンを廃止することにより部品点数を減らすことができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態では高圧ポンプに用いる電磁弁について説明したが、本発明による電磁弁は様々な用途に適用可能である。そこで次に、本発明による電磁弁をインジェクタに適用した例について説明する。
【００４４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電磁弁を用いたインジェクタを図５に示す。
流体噴射装置としてのインジェクタ４は、例えばガソリンエンジンの吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置として用いられる。
インジェクタ４は、動力発生部４１０、コネクタ４２０、ハウジング４３０、ステータ４４０、可動子４５０、付勢部材としてのコイルスプリング４５５、弁体としての弁ボディ４６０、弁部材としてのニードル４７０、樹脂成形部材４８０等を備えている。
【００４５】
駆動力発生部４１０は、ボビン４１１、コイル４１２、および、ターミナル４１３を有している。ボビン４１１は、コネクタ４２０とステータ４４０との径方向外側に設置される。コイル４１２は、ボビン４１１に巻装されている。ターミナル４１３は、コイル４１２と電気的に接続されており、外部電源からの電力はターミナル４１３を通じてコイル４１２に供給される。
【００４６】
コネクタ４２０は、磁気ステンレス鋼等の磁性材により円筒状に形成され、可動子４５０およびニードル４７０を往復移動可能に収容している。コネクタ４２０は、内部に燃料通路４２５を形成している。燃料通路４２５は、スペーサ４７５の燃料孔４７６に連通している。
ハウジング４３０は、コイル４１２の外周を覆っている。ハウジング４３０は、コネクタ４２０とステータ４４０とを磁気的に接続している。
【００４７】
ステータ４４０および可動子４５０は、磁気ステンレス鋼等の磁性材からなり、コネクタ４２０およびハウジング４３０とともに磁気回路を構成している。
ステータ４４０は、円筒状に形成され、コイル４１２の径方向内側に設置されている。ステータ４４０の反コネクタ４２０側の端部は、燃料入口４４６が形成されている。燃料入口４４６には、図示しない燃料ポンプから燃料が供給される。燃料入口４４６に供給された燃料は、燃料フィルタ４４７を経由してステータ４４０の内周面４４８により形成される第２の流体通路としての燃料通路４４９に流入する。燃料通路４４９は、可動子４５０とニードル４７０との間に形成される隙間４５１に連通している。燃料フィルタ４４７は、燃料に含まれる異物を除去する。
【００４８】
可動子４５０は、円筒状に形成され、コネクタ４２０の径方向内側に軸方向に往復移動可能に設置されている。可動子４５０は、ステータ４４０の反対側の端部がニードル４７０と一体に接続している。可動子４５０は、ステータ４４０側の端部において、コイルスプリング４５５と接している。コイルスプリング４５５は、一方の端部が可動子４５０に接しており、他方の端部がアジャスティングパイプ４５６に接している。アジャスティングパイプ４５６は、ステータ４４０に圧入されている。アジャスティングパイプ４５６の圧入量を調整することにより、可動子４５０を付勢するコイルスプリング４５５の荷重が変更される。
【００４９】
弁ボディ４６０は、コネクタ４２０のステータ４４０と反対側の端部に設置されている。弁ボディ４６０は、円筒状に形成され、軸方向において燃料入口４４６とは反対側の端部に噴孔４６５を有している。弁ボディ４６０は、先端の噴孔４６５に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内壁４６６を有している。円錐状の内壁４６６に弁座４６４を有している。弁ボディ４６０の噴孔４６５側の外周には、スリーブ４７７が形成されている。
【００５０】
弁部材としてのニードル４７０は、コネクタ４２０および弁ボディ４６０の径方向内側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル４７０は、燃料入口４４６と反対側の端部にシート部４７１を有している。シート部４７１は、弁ボディ４６０の弁座４６４に離着座可能である。ニードル４７０は、弁ボディ４６０との間に燃料が流れる燃料溜まり室４７２を形成する。なお、可動子４５０とニードル４７０との間に形成される隙間４５１、燃料通路４２５、スペーサ４７５の燃料孔４７６、および、燃料溜まり室４７２が、「特許請求の範囲」における第１の流体通路を構成している。
【００５１】
樹脂形成部材４８０は、収容部材４８１と、非磁性部材４８２とからなる。収容部材４８１は、駆動力発生部４１０、コネクタ４２０、ハウジング４３０、および、ステータ４４０を覆っている。非磁性部材４８２は、コイル４１２の径方向内側、かつ、コネクタ４２０とステータ４４０との間に位置しており、収容部材４８１と一体に樹脂成形されている。非磁性部材４８２は、コネクタ４２０とステータ４４０との間で磁束が短絡することを防止する。樹脂形成部材４８０の加工方法については後述する。
【００５２】
次に、インジェクタ４の作動について説明する。
コイル４１２への通電が停止されているとき、ステータ４４０と可動子４５０との間には磁気吸引力が発生していない。そのため、可動子４５０は、コイルスプリング４５５の付勢力によりニードル４７０とともにステータ４４０と反対方向へ移動している。すなわち、コイル４１２への通電が停止されているとき、ニードル４７０のシート部４７１は弁座４６４に着座している。しがたって、燃料は噴孔４６５から噴射されない。
【００５３】
コイル４１２に通電されると、コイル４１２に発生した磁界によりハウジング４３０、コネクタ４２０、可動子４５０、および、ステータ４４０に磁気回路が形成される。このとき、非磁性部材４８２は、コネクタ４２０とステータ４４０との間で磁束が短絡することを防いでいる。これにより、ステータ４４０と可動子４５０との間には磁気吸引力が発生する。ステータ４４０と可動子４５０との間に発生する磁気吸引力がコイルスプリング４５５の付勢力よりも大きくなると、一体の可動子４５０およびニードル４７０はステータ４４０側へ移動する。その結果、ニードル４７０のシート部４７１は弁座４６４から離座する。
【００５４】
燃料入口４４６からインジェクタ４の内部へ流入した燃料は、燃料フィルタ４４７、燃料通路４４９、可動子４５０とニードル４７０との間に形成される隙間４５１、燃料通路４２５、および、スペーサ４７５の燃料孔４７６を経由して燃料溜まり室４７２へ流入する。燃料溜まり室４７２の燃料は、弁座４６４とシート部４７１との間から噴孔４６５へ流入する。これにより、噴孔４６５から燃料が噴射される。
【００５５】
コイル４１２への通電を停止すると、ステータ４４０と可動子４５０との間の磁気吸引力は消滅する。これにより、一体の可動子４５０およびニードル４７０はコイルスプリング４５５の付勢力によってステータ４４０とは反対側へ移動する。そのため、シート部４７１は再び弁座４６４に着座し、燃料溜まり室４７２と噴孔４６５との間の燃料の流れは遮断され、噴孔４６５からの燃料の噴射は終了する。
【００５６】
ここで、本実施形態における非磁性部材の加工方法について説明する。本実施形態においては、磁性駆動部４１０、コネクタ４２０、ステータ４４０を適切に配置し、コネクタ４２０およびステータ４４０とハウジング４３０とを溶接する。そして、図示しない金型を用いて、樹脂形成部４８０をインサート形成する。樹脂と金属との接合部は、例えばＮＭＴ工法などにより液密に一体加工する。これにより、駆動力発生部４１０、コネクタ４２０、ハウジング４３０、ステータ４４０、および、樹脂形成部材４８０が一体成形された金属樹脂複合体４８３が形成される。このとき、ボビン４１１と、コネクタ４２０と、ステータ４４０と、の間に形成された領域が、非磁性部材４８２であり、コネクタ４２０とステータ４４０との間で持続が短絡することを防止する機能を発揮する。
【００５７】
以上詳述したように、本実施形態におけるインジェクタ４によれば、駆動力発生部４１０、ステータ４４０、および、コネクタ４２０を適切な位置に位置決めをしてインサート成形することにより、加工工程を簡素化することができる。また、コネクタ４２０およびステータ４４０と非磁性部材４８０とのレーザー溶接が不要になる。また、非磁性部材４８２が、駆動力発生部４１０を収容する収容部材４８１と一体に形成されている点に特徴を有している。本実施形態の構成を採用し、駆動力発生部４１０、ステータ４４０、および、コネクタ４２０の位置を適切に位置決めしておけば、従来のように非磁性部材４８２の厚さや長さを精密に加工しなくても、吸引力が安定する。また、樹脂形成部材４８０が、駆動力発生部４１０、ステータ４４０、および、コネクタ４３０と一体に形成されているので、締結強度が向上し剛性が高いので、エンジンやポンプの組み付ける際の変形を防ぐことができる。さらに、磁性部材に磁気特性の良い材料を選択可能であるため、磁気特性が良好な磁気回路を構成することができる。
【００５８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるインジェクタを図６に示す。なお、第３実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付す。
第４実施形態によるインジェクタ５において、樹脂形成部材５８０は、第３実施形態と同様に、駆動力発生部４１０、コネクタ４２０、ハウジング４３０、および、ステータ５４０と一体に樹脂でインサート成形されている。樹脂と金属の接合部は、例えばＮＭＴ工法などにより液密に一体加工されている。
【００５９】
筒状に形成された樹脂形成部材５８０の反コネクタ４２０側の端部には、燃料入口５４６が形成されている。燃料入口５４６には、図示しない燃料ポンプからの燃料が供給される。燃料入口５４６に供給された燃料は、燃料フィルタ５４７を経由して樹脂形成部材５８０の内周面５８５により形成される第３の流体通路としての燃料通路５８４に流入する。燃料フィルタ５４７は、燃料に含まれる異物を除去する。
【００６０】
ステータ５４０は、磁気回路を形成する上で必要な長さまで短縮されている。ステータ５４０の内部に形成される第２の流体通路としての燃料通路５４９は、燃料通路５８４と連通している。このとき、ステータ５４０の燃料入口側端部５８９と樹脂形成部材５８０とは、ＮＭＴ工法により液密に一体加工されている。
【００６１】
これにより、第３実施形態と同様の効果を奏し、さらにステータ５４０を短縮することによりインジェクタ５を軽量化することが可能である。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるインジェクタを図７に示す。なお、第４実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付す。
【００６２】
第５実施形態によるインジェクタ６は、非磁性部材６８２を非磁性材の金属により形成している。樹脂形成部材６８０は、収容部材６８１を有している。樹脂形成部材６８０の径方向内側に第３の流体通路としての燃料通路６８４が形成されている。
ステータ６４０は、磁気回路を形成する上で必要な長さまで短縮されている。ステータ６４０の内部に形成される第２の流体通路としての燃料通路６４９は、燃料通路６８４と連通している。このとき、ステータ６４０の燃料入口側端部５８９と樹脂形成部材６８０とは、ＮＭＴ工法により液密に一体加工されている。
第４実施形態と同様、ステータ６４０が短縮されているので、インジェクタ６を軽量化することが可能である。
【００６３】
（他の実施形態）
上述の複数の実施形態では、ガソリン気筒内直接噴射エンジン用の高圧サプライポンプの燃料調量弁、および、ガソリンエンジンの吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置に電磁弁を適用したが、ディーゼルエンジンの高圧ポンプやその他ポンプ、各種インジェクタ、その他電磁弁などに適用することができる。
上述の複数の実施形態では、金属と樹脂の接着方法としてＮＭＴ工法を用いたが、他の実施形態では、燃料リーク等がないように金属と樹脂とが接着されていれば、どのような方法を用いてもよい。
樹脂は、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ナイロン（登録商標）等を用いることが好ましい。
【００６４】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【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１実施形態の電磁弁を用いた高圧ポンプの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の金属樹脂複合体の加工方法を示した説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態の電磁弁を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態によるインジェクタを示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態によるインジェクタを示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態によるインジェクタを示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：電磁弁、１２：コイル、１３：ターミナル、２０：コネクタ、４０：ステータ、５０：可動子、５５：コイルスプリング（付勢部材）、６０：弁ボディ（弁体）、７０：弁部材、８０：樹脂形成部材、８１：収容部材、８２：非磁性部材。
【図１】
2009287733.tif 000003
【図２】
2009287733.tif 000004
【図３】
2009287733.tif 000005
【図４】
2009287733.tif 000006
【図５】
2009287733.tif 000007
【図６】
2009287733.tif 000008
【図７】
2009287733.tif 000009