(57)【要約】【課題】電磁石の電磁力によって駆動する電磁アクチュエータにおいて、その作動応答性を向上させる。【解決手段】コモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタ１のハウジング２には、電磁石１１の電磁力に基づいて変位する可動部１２と、軸受１８に支持されて可動部１２とともに変位する駆動軸１３とを備える電磁弁１０が内蔵されている。そして、電磁石１１の通電制御を通じて駆動軸１３を駆動することにより、オリフィス孔１７を開放し、背圧制御室２０の燃料圧を低下させて燃料噴射を実行する。一方、電磁石１１の通電を停止することによりオリフィス孔１７を弁部１４で閉鎖し、背圧制御室２０の燃料圧によってニードル弁２３を噴孔３の方向に変位させて燃料噴射を停止する。これら可動部１２及び駆動軸１３はセラミックス材料によって形成されるとともに、可動部１２には磁化可能な磁性体が担持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石の電磁力に基づいて変位する可動部と、前記可動部とともに変位する駆動軸とを備える電磁アクチュエータにおいて、
前記可動部及び前記駆動軸はセラミックス材料によって形成されるとともに、前記可動部には磁化可能な磁性体が担持されてなる
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記駆動軸及び可動部の少なくとも一方はその変位に際して案内部により案内されるものである
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記可動部は、セラミックス粉末に磁性体粉末が混合されこれらが焼結成形されてなる
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記可動部は、前記電磁石と対向する面に磁性体からなる磁性体層が積層されてなる
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータにおいて、
前記可動部及び前記駆動軸はセラミックス粉末を焼結することにより一体成型されてなる
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータを具備するコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタであって、
前記電磁アクチュエータを内蔵するとともに燃料通路が形成されたハウジングと、同ハウジングに往復動可能に支持されるとともに前記燃料通路の燃料圧に基づいて噴孔を開閉するニードル弁と、前記ハウジングに形成されて前記燃料通路から燃料を溢流させる溢流通路とを備え、
前記駆動軸には前記溢流通路を開閉する弁部が形成され、前記電磁石の通電制御を通じて前記駆動軸を駆動することにより、前記溢流通路を前記弁部にて閉鎖し前記燃料通路から前記溢流通路への燃料の溢流を停止して燃料噴射を停止する一方、前記溢流通路を開放し前記燃料通路から前記溢流通路に燃料を溢流させて燃料噴射を実行する
ことを特徴とするコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁アクチュエータ及びこれを具備するコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばディーゼルエンジンの各気筒に高圧の燃料を供給する燃料噴射システムとして、燃料タンクから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、同高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を高圧状態で貯留するコモンレールと、同コモンレールに貯留された燃料を各気筒に噴射供給するインジェクタとを備えた、いわゆるコモンレール式燃料噴射システムが知られている。
【０００３】
こうしたコモンレール式燃料噴射システムのインジェクタは、噴孔を開閉するニードル弁と、同ニードル弁を噴孔側に付勢するスプリングと、ニードル弁を開閉制御するための背圧制御室と、背圧制御室に接続された溢流通路の開口を開閉する電磁弁とを備えている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
また、この電磁弁は、電磁石の電磁力に基づいて変位する可動部と、軸受に支持されて可動部とともに変位する駆動軸と、同駆動軸に形成された弁部とを備え、電磁石の通電制御を通じて可動部及び駆動軸を変位させることにより開閉駆動する。そして、電磁弁が開弁すると、背圧制御室の燃料が溢流通路に流出して背圧制御室の燃料圧が低下するため、ニードル弁が噴孔を開放し、同噴孔から燃料が噴射される。一方、電磁弁が閉弁すると、コモンレールから燃料が供給されて背圧制御室の圧力が高圧に維持されるため、スプリングの付勢力によりニードル弁が噴孔を閉鎖し燃料噴射が停止される。
【特許文献１】特開２００３−３２８８１２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうしたコモンレール式燃料噴射システムにおいては一般に、パイロット噴射やポスト噴射、あるいは分割噴射等の短期間に微少な量の燃料を噴射する多段噴射が実行されるため、精密な燃料噴射制御が要求される。しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のものも含め、従来のコモンレール式燃料噴射システムにおけるインジェクタでは、その電磁弁を開閉駆動する際に可動部や駆動軸の慣性力が作用するため、電磁弁の作動応答性が低く、これが燃料噴射制御の精度向上を阻害する要因となっている。
【０００６】
なお、こうした作動応答性にかかる問題は、上述したようなコモンレール式燃料噴射システムのインジェクタなどに用いられる電磁弁に限らず、電磁石の電磁力によって駆動する電磁アクチュエータにおいても概ね共通するものとなっている。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁石の電磁力によって駆動する電磁アクチュエータにおいて、その作動応答性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、電磁石の電磁力に基づいて変位する可動部と、前記可動部とともに変位する駆動軸とを備える電磁アクチュエータにおいて、前記可動部及び前記駆動軸はセラミックス材料によって形成されるとともに、前記可動部には磁化可能な磁性体が担持されてなることを要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、可動部はセラミックス材料からなるものの磁性体を担持させるようにしているためこれに磁化性を付与することができる。そして、可動部及び駆動軸をいずれもセラミックス材料により形成するようにしているため、可動部及び駆動軸の軽量化を図ることができ、電磁アクチュエータにおいてその作動応答性を向上させることができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記駆動軸及び可動部の少なくとも一方はその変位に際して案内部により案内されるものであることを要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、駆動軸や可動部がセラミックス材料によって形成されているため、金属材料によって形成される場合と比較して案内部により案内される部位の摩耗や焼き付きの発生を抑制することできる。
【００１２】
また、可動部に対して磁化性を付与するための具体的な構成としては、請求項３に記載の発明によるように、磁性体粉末を混合したセラミックス粉末を焼結成形することにより可動部を形成する、といった構成や、請求項４に記載の発明によるように、可動部において電磁石と対向する面に磁性体からなる磁性体層を積層する、といった構成を採用することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記可動部及び前記駆動軸はセラミックス粉末を焼結することにより一体成型されてなることを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、可動部及び駆動軸を各別に形成した後にそれらを接合する構成と比較し、電磁アクチュエータの生産効率を向上させることができる。なお、請求項３に記載の発明に上記構成を適用する場合には、磁性体粉末を均一に分散させたセラミックス粉末を焼結用の型に投入して可動部及び駆動軸を一体成型するようにしてもよいし、あるいは焼結用の型において可動部となる部分に磁性体粉末を偏在させた状態で可動部及び駆動軸を一体成型するようにしてもよい。ただし、磁性体粉末はセラミックス粉末よりも比重が大きいため、軽量化を図る上では後者の成型方法を採用するのが望ましい。また、請求項４に記載の発明に上記構成を適用する場合には、可動部及び駆動軸を一体成型した後、可動部に磁性体を積層することにより磁性体層を形成するようにする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータを具備するコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタであって、前記電磁アクチュエータを内蔵するとともに燃料通路が形成されたハウジングと、同ハウジングに往復動可能に支持されるとともに前記燃料通路の燃料圧に基づいて噴孔を開閉するニードル弁と、前記ハウジングに形成されて前記燃料通路から燃料を溢流させる溢流通路とを備え、前記駆動軸には前記溢流通路を開閉する弁部が形成され、前記電磁石の通電制御を通じて前記駆動軸を駆動することにより、前記溢流通路を前記弁部にて閉鎖し前記燃料通路から前記溢流通路への燃料の溢流を停止して燃料噴射を停止する一方、前記溢流通路を開放し前記燃料通路から前記溢流通路に燃料を溢流させて燃料噴射を実行することを要旨とする。
【００１６】
コモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタにおいては、パイロット噴射やポスト噴射、あるいは分割噴射等、短期間に微少な量の燃料を噴射する多段噴射が実行されるため、高い作動応答性が要求される。この点、請求項６に記載の構成によれば、高い作動応答性をもって燃料噴射を実行することができ、より精密な燃料噴射制御を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタを具体化した第１の実施形態について、図１を参照して説明する。本実施形態にかかるインジェクタ１は、図示しないコモンレールに接続されるとともに、同コモンレールに貯留された高圧燃料を機関運転状態に基づいて設定される燃料噴射時期及び噴射態様をもって燃焼室（図示略）に噴射供給する。
【００１８】
同図１に示すように、このインジェクタ１のハウジング２には、コモンレールに接続される供給通路４と、燃料を燃料タンク（図示略）に戻すためのリターン通路５がその内部に形成されている。また、ハウジング２の先端側部分（同図の下側部分）には、供給通路４から高圧燃料が供給されるサック２７と、このサック２７の内部とハウジング２の外部とを連通する複数の噴孔３が形成されている。これら噴孔３は、ハウジング２により収容されたニードル弁２３によって開閉される。このニードル弁２３は噴孔３を開閉するための弁部２４と、ハウジング２によって往復動可能に支持されたフランジ２８とを備えている。このフランジ２８の先端面にはサック２７の燃料圧が作用し、この燃料圧に基づく力によってニードル弁２３は開弁方向に付勢される。
【００１９】
また、ハウジング２の内部にはシリンダ８が形成されるとともに、同シリンダ８の内部にはピストン２１が往復動可能に収容されている。このピストン２１は連結軸２２を介してニードル弁２３に連結されている。そしてこれらピストン２１及び連結軸２２を含め、ニードル弁２３はハウジング２の内部に設けられたスプリング２５によって閉弁方向に付勢されている。
【００２０】
また、シリンダ８の内部には、その内壁面とピストン２１の基端側（図１の上側）の面とによって背圧制御室２０が区画形成されている。この背圧制御室２０にはコモンレールから供給通路４を通じて燃料が供給される。そして、この背圧制御室２０の燃料圧に基づいてピストン２１の往復動が制御され、これに伴ってニードル弁２３が開閉駆動する。
【００２１】
ハウジング２において背圧制御室２０の基端側には、オリフィスプレート１６が嵌め込まれている。このオリフィスプレート１６のほぼ中央部には背圧制御室２０に通じるオリフィス孔１７が形成されている。
【００２２】
次に、ハウジング２に内蔵された燃料噴射制御用の電磁アクチュエータ、具体的には、オリフィスプレート１６のオリフィス孔１７を開閉することにより背圧制御室２０の燃料圧を制御する電磁弁１０について、図２を併せ参照して説明する。
【００２３】
この電磁弁１０は、電磁石１１と、この電磁石１１の電磁力に基づいて変位する円板状の可動部１２と、同可動部１２とともに変位する駆動軸１３とを備えている。この駆動軸１３は、オリフィスプレート１６の基端側に位置してハウジング２に固定された軸受１８により往復動可能に支持されるとともに、その先端部にオリフィス孔１７を開閉する弁部１４が取り付けられている。なお、弁部１４によってオリフィス孔１７が閉鎖された状態において、可動部１２と軸受１８とが接触しないように、駆動軸１３において可動部１２の基端側に位置する部分の長さが設定されている。
【００２４】
また、ハウジング２の内部において、軸受１８の基端側には、リターン通路５が接続される収容空間２Ｃ及び溝２Ａが形成されている。そして、溝２Ａには電磁石１１が、収容空間２Ｃには可動部１２がそれぞれ収容されている。この可動部１２には、収容空間２Ｃにおいて同可動部１２よりも先端側に位置する部分と基端側に位置する部分とを連通するための連通孔１９が複数形成されている。
【００２５】
また、駆動軸１３は、可動部１２の中心部からその先端側及び基端側に延伸するとともに、その先端側部分が軸受１８に挿入されて支持されている。この軸受１８の内周面には駆動軸１３の軸線方向に沿って延びる排出溝１８ａが形成されている。したがって、背圧制御室２０は、オリフィス孔１７、軸受１８の内部、排出溝１８ａ、収容空間２Ｃを介してリターン通路５に連通可能になっている。
【００２６】
また、上述した可動部１２と駆動軸１３とは、磁性体粉末を含むセラミックス粉末を焼結することにより一体成型される。具体的には、焼結用の型において可動部１２となる部分に、磁性体粉末をより多く偏在させた状態で可動部１２及び駆動軸１３が一体成型される。これにより、可動部１２はセラミックス材料によって形成されるとともに磁化可能な磁性体が担持されることとなる。ここで、セラミックス粉末としては、例えば炭化アルミニウム、炭化タングステン、窒化硅素、炭化硅素等の粉末が用いられ、磁性体粉末としては鉄、コバルト、ニッケル等の磁性材料の粉末が用いられる。そして、このように可動部１２及び駆動軸１３を一体成型した後、駆動軸１３の先端部に弁部１４が取り付けられる。なお、電磁石１１の電磁力によって可動部１２が吸引されるために必要な磁性体粉末の量、偏在態様等は、電磁弁１０の各構成の設計値に基づき算出された理論値や実験に基づき設定された実験値等によって決定されている。
【００２７】
また、弁部１４は、燃料噴射に際してオリフィスプレート１６に衝突するものであるため、耐摩耗性や耐衝撃性に優れた金属材料あるいはセラミックス材料により形成するのが望ましい。またここでは、可動部１２及び駆動軸１３を一体成型した後、駆動軸１３の先端部に別部材として形成した弁部１４を取り付ける構成を例示したが、駆動軸１３と一体成型するようにしてもよい。またこの場合、駆動軸１３と同一の材料によって弁部１４を形成してもよいが、焼結用の型において弁部１４となる部位に駆動軸１３とは異なる焼結材料、好ましくはより高い耐摩耗性及び耐衝撃性を有する材料を偏在させることにより、同弁部１４を駆動軸１３と一体成型することもできる。
【００２８】
ハウジング２において駆動軸１３の先端部１３ａと対向する部分には、可動部１２が電磁石１１に吸引される際に駆動軸１３の先端部１３ａと当接して可動部１２と電磁石１１との衝突を回避するためのストッパ７が形成されている。このストッパ７には駆動軸１３の軸線方向に沿って延びる孔２Ｂが形成されるとともに、駆動軸１３をオリフィス孔１７側に付勢するスプリング１５が収容されている。
【００２９】
インジェクタ１の燃料噴射制御は、エンジンの各種制御を総括して行う電子制御装置６によって実行される。この電子制御装置６は、ＣＰＵやメモリ、電磁石１１に電流を供給する駆動回路の他、各種センサからの出力信号が取り込まれる入力回路等（いずれも図示略）を備えている。そして、電子制御装置６は、各種センサの入力信号に基づき燃料噴射時期及び噴射態様を設定し、それらに基づいて電磁石１１を通電制御することにより燃料噴射を実行する。
【００３０】
具体的には、電磁石１１の電磁力により可動部１２が吸引されると、可動部１２とともに駆動軸１３が電磁石１１側に変位する。そして、この変位に伴ってオリフィスプレート１６から弁部１４が離間してオリフィス孔１７が開放されることにより、背圧制御室２０の燃料はオリフィス孔１７、軸受１８の内部、排出溝１８ａ、収容空間２Ｃを介してリターン通路５に流出し、同背圧制御室２０の燃料圧が低下する。したがって、サック２７の燃料圧によってニードル弁２３が開弁方向に移動して噴孔３が開放され、同噴孔３から燃料が噴射される。
【００３１】
一方、電磁石１１の通電が停止されると、スプリング１５の付勢力により駆動軸１３がオリフィス孔１７側に付勢されて弁部１４がオリフィスプレート１６に当接し、オリフィス孔１７が閉鎖される。これにより、背圧制御室２０の燃料圧が高くなるため、スプリング２５の付勢力及び背圧制御室２０の燃料圧に基づく付勢力によってニードル弁２３が噴孔３側に付勢されてニードル弁２３の弁部２４がシート部２６に当接し、噴孔３が閉鎖されて燃料噴射が停止される。
【００３２】
なお、供給通路４、サック２７及び背圧制御室２０がニードル弁２３に燃料圧を供給する燃料通路に相当するとともに、オリフィス孔１７、軸受１８の内部、排出溝１８ａ、収容空間２Ｃ及びリターン通路５が燃料通路から燃料を溢流させる溢流通路に相当する。また、駆動軸１３を往復動可能に支持する軸受１８は、同駆動軸１３が変位する際にこれを案内する案内部に相当する。
【００３３】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）可動部１２及び駆動軸１３をいずれもセラミックス材料により形成するようにしているため、可動部１２及び駆動軸１３の軽量化を図ることができ、電磁弁１０においてその作動応答性を向上させることができるようになる。したがって、本実施形態のように、パイロット噴射やポスト噴射、あるいは分割噴射等、短期間に微少な量の燃料を噴射する多段噴射が実行されるコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタ１にあっても、高い作動応答性をもって燃料噴射を実行することができ、より精密な燃料噴射制御を行うことができるようになる。
【００３４】
（２）また、駆動軸１３はその先端側部分が軸受１８により支持されて往復動するため、同支持部分に摩耗や焼き付きが発生しやすいが、同駆動軸１３をセラミックス材料によって形成するようにしているため金属系材料と比較して、耐摩耗性及び耐焼付性を高めることができる。
【００３５】
（３）可動部１２及び駆動軸１３を一体成型するようにしているため、それら各別に形成した後にそれらを接合する構成と比較し、電磁弁１０の生産効率についてその向上を図ることができるようになる。
【００３６】
（４）可動部１２に磁性体粉末を偏在させているため、磁性体粉末を均一に分散させたセラミックス粉末を焼結用の型に投入して可動部１２及び駆動軸１３を一体成型する構成と比較して磁性体粉末の量を少なくすることができ、一層の軽量化を図ることができるようになる。
【００３７】
（５）可動部１２を金属系材料のみで形成せず、金属系材料及びセラミックス材料の混合材料によって形成しているため、燃料に含まれる金属不純物が可動部１２に付着してデポジットとして堆積することを抑制することができ、これに起因する電磁弁１０の作動性の悪化を抑制することができるようになる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、エンジンの吸気弁を駆動するための電磁アクチュエータに本発明を適用した第２の実施形態について図３を参照して説明する。
【００３９】
同図３に示すように、吸気弁２００が設けられるシリンダヘッド４２には、吸入空気が供給される吸気ポート４３が形成されている。また、この吸気ポート４３の周縁には、同吸気弁２００の弁体３５が離着座する弁座４４が形成されている。そして、弁体３５によって吸気ポート４３が開閉されることにより、吸入空気が燃焼室４１に供給される。
【００４０】
吸気弁２００のハウジング（図示略）に内蔵される電磁アクチュエータ３０は、アッパコア５０及びアッパコイル５１からなる閉弁用電磁石３２と、ロアコア６０及びロアコイル６１からなる開弁用電磁石３３と備えている。これらに加え、電磁アクチュエータ３０は、電磁石３２，３３の間に配置されるとともに電磁石３２，３３の電磁力に基づき変位する円板状の可動部３１と、同可動部３１とともに変位する駆動軸３４とを備えている。そして、上記弁体３５は、この駆動軸３４の先端部（同図の下側部分）に取り付けられている。
【００４１】
これら可動部３１と駆動軸３４とは、炭化アルミニウム、炭化タングステン、窒化硅素、炭化硅素等のセラミックス粉末を焼結することにより一体成型される。また、可動部３１において電磁石３２，３３と対向するそれぞれの面には、磁性体からなる磁性体層３１ａ，３１ｂがそれぞれ積層されている。これら磁性体層３１ａ，３１ｂは、可動部３１と駆動軸３４とが一体成型された後に、可動部３１の両面にそれぞれ積層される。これにより、可動部３１は、セラミックス材料によって形成されるとともに磁化可能な磁性体が担持されることとなる。なお、磁性体層３１ａ，３１ｂは、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性材料で構成されている。また、電磁石３２，３３の電磁力によって可動部３１が吸引されるために必要な磁性体層の厚さ、形状等は、電磁アクチュエータ３０の各構成の設計値に基づき算出された理論値や、実験に基づき設定された実験値によって決定されている。
【００４２】
駆動軸３４は、可動部３１の中心部からその両側に略垂直に延伸するとともに、アッパコア５０の中心部の孔５０ａ、ロアコア６０の中心部の孔６０ａ、及びシリンダヘッド４２に形成された孔４２ａに往復動可能に挿入され支持されている。また、この駆動軸３４の基端部（同図の上側部分）に固定されたアッパリテーナ５３と吸気弁２００のハウジングに設けられたアッパキャップ５２との間には、駆動軸３４及び弁体３５を開弁方向に付勢するアッパスプリング５４が設けられている。一方、駆動軸３４の軸方向における略中央部に固定されたロアリテーナ６３とシリンダヘッド４２との間には、駆動軸３４及び弁体３５を閉弁方向に付勢するロアスプリング６４が設けられている。なお、駆動軸３４を往復動可能に支持するアッパコア５０、ロアコア６０、及びシリンダヘッド４２は、同駆動軸３４が変位する際にこれを案内する案内部に相当する。
【００４３】
吸気弁２００の開閉制御は、エンジンの各種制御を総括して行う電子制御装置４０によって実行される。この電子制御装置４０は、ＣＰＵやメモリ、電磁石３２，３３の各コイル５１，６１に電流を供給する駆動回路の他、弁体３５の変位量を検知する変位量センサや内燃機関に設けられた各種センサからの検出信号が取り込まれる入力回路（いずれも図示略）等を備えている。そして、各種センサの入力信号に基づき吸気弁２００の開閉時期及び開閉態様を設定し、それらに基づいて電磁石３２，３３をそれぞれ通電制御することにより電磁力を発生させて吸気弁２００を開閉制御する。
【００４４】
具体的には、開弁用電磁石３３の電磁力により吸引されて可動部３１が電磁石３３の方向に変位すると、この変位に伴って、駆動軸３４及び弁体３５が開弁方向に変位する。これにより、弁体３５が弁座４４から離座して吸気ポート４３が開放され、燃焼室４１に吸入空気が供給される。
【００４５】
一方、閉弁用電磁石３２の電磁力により吸引されて可動部３１が同電磁石３２の方向に変位すると、この変位に伴って、駆動軸３４及び弁体３５が閉弁方向に変位する。これにより、弁体３５が弁座４４に着座して吸気ポート４３が閉鎖され、燃焼室４１への吸入空気の供給が停止される。
【００４６】
以上説明した第２の実施形態によれば、以下の（６）及び（７）に示す作用効果を奏することができる。
（６）可動部３１及び駆動軸３４をいずれもセラミックス材料により形成するようにしているため、可動部３１及び駆動軸３４の軽量化を図ることができ、電磁アクチュエータ３０の作動応答性を向上させることができるようになる。したがって、本実施形態のように、機関運転状態に基づいて吸気ポート４３を精密に開閉制御することが要求される吸気弁２００にあっても、高い作動応答性をもってこれを開閉駆動することができる。したがって、より精密な開閉制御を行うことができ、ひいては機関出力の向上や機関始動時の早期安定化を図ることができるようになる。
【００４７】
（７）また、駆動軸３４はアッパコア５０、ロアコア６０及びシリンダヘッド４２に支持されて往復動するため、その支持部分には摩耗や焼き付きが発生しやすいが、同駆動軸３４をセラミックス材料によって形成するようにしているため金属系材料と比較して耐摩耗性及び耐焼付性を高めることができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
以下、ガソリンエンジンのインジェクタを駆動するための電磁アクチュエータに本発明を適用した第３の実施形態について図４を参照して説明する。
【００４９】
同図４に示されるように、このインジェクタ１００のハウジング１０２の内部には、その基端側（図４の上側）から先端側（図４の下側）に延びる燃料通路１０４が形成されている。また、ハウジング１０２の先端側部分（同図の下側部分）には、ハウジング１０２の内部と外部とを連通する複数の噴孔１０３が形成されている。
【００５０】
ハウジング１０２に内蔵される電磁弁１１０は、上記第１の実施形態と同様に、電磁石１１１と、同電磁石１１１の電磁力に基づいて変位する可動部１１２と、同可動部１１２とともに変位する駆動軸１１３とを備えている。これら可動部１１２と駆動軸１１３は、セラミックス粉末を焼結することにより一体成型される。なおこの場合、第１の実施形態と同様、焼結用の型において可動部１１２となる部分に磁性体粉末をより多く偏在させた状態で可動部１１２及び駆動軸１１３が一体成型される。可動部１１２には、燃料通路１０４において同可動部１１２よりも基端側に位置する部分と先端側に位置する部分とを連通するための連通孔１１９が複数形成されている。この可動部１１２の外周部分は、ハウジング１０２に形成された案内部１１６に当接されており、この案内部１１６によってその変位が案内される。また、駆動軸１１３には、噴孔１０３を開閉する弁部１１４が一体に形成されている。
【００５１】
駆動軸１１３の基端部とハウジング１０２の内部に固定された筒状部材１０７と間には、駆動軸１１３、すなわち弁部１１４を閉弁方向に付勢するスプリング１１５が設けられている。
【００５２】
インジェクタ１００の燃料噴射制御は、エンジンの各種制御を総括して行う電子制御装置１０６によって実行される。この電子制御装置１０６は、同機関に設けられた各種センサの入力信号に基づき燃料噴射時期及び噴射態様を設定し、それらに基づいて電磁石１１１を通電制御することにより燃料噴射を実行する。
【００５３】
具体的には、電磁石１１１の電磁力により可動部１１２が吸引されると、可動部１１２とともに駆動軸１１３が電磁石１１１側に変位する。そして、この変位に伴って噴孔１０３が開放されることにより同噴孔１０３から燃料が噴射される。
【００５４】
一方、電磁石１１１への通電が停止されると、スプリング１１５の付勢力によって駆動軸１１３が噴孔１０３を閉鎖する方向に移動し、同噴孔１０３が弁部１１４によって閉鎖されて燃料噴射が停止される。
【００５５】
以上説明した第３の実施形態によれば、上記（３）〜（５）に準ずる作用効果に加え、以下の（８）及び（９）に示す作用効果を奏することができる。
（８）可動部１１２及び駆動軸１１３をいずれもセラミックス材料により形成するようにしているため、可動部１１２及び駆動軸１１３の軽量化を図ることができ、電磁弁１１０においてその作動応答性を向上させることができるようになる。したがって、この電磁弁１１０を適用したインジェクタ１００では、高い作動応答性をもって燃料噴射を実行することができる。
【００５６】
（９）また、可動部１１２はその外周部分が案内部１１６に支持されて往復動するため、同外周部分には摩耗や焼き付きが発生しやすいが、同可動部１１２をセラミックス材料によって形成するようにしているため、金属系材料のみからなる場合と比較して耐摩耗性及び耐焼付性を高めることができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明は、上記各実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００５７】
・上記第２の実施形態では、電磁アクチュエータを吸気弁に適用する例を示したが、排気弁に適用してもよい。この場合であっても、高い作動応答性をもって排気弁の開閉駆動することができるようになる。
【００５８】
・上記第１の実施形態では、駆動軸１３に別部材として形成した弁部１４を取り付ける例を示したが、弁部を駆動軸と一体に形成する構成を採用することもできる。
・上記第１の実施形態では、可動部１２の部分に磁性体粉末を偏在させた状態で可動部１２及び駆動軸１３を一体成型する例を示した。また、上記第２の実施形態では、可動部３１及び駆動軸３４を一体成型した後に可動部３１において電磁石３２，３３と対向する面に磁性体層３１ａ，３１ｂをそれぞれ積層する例を示した。しかし、可動部及び駆動軸がセラミックス材料によって形成されるとともに可動部には磁化可能な磁性体が担持されているのであればこれらの例に限られない。例えば、上記第１の実施形態において、上記第２の実施形態に例示したように、可動部に磁性体層を積層して磁性体を担持させるようにしてもよい。この場合であっても、上記（１），（２），（５）に示す作用効果を奏することができる。また、上記第２の実施形態において、上記第１の実施形態に例示したように、可動部に磁性体粉末を混合することにより磁性体を担持させるようにしてもよい。この場合であっても、上記（３），（４），（６），（７）に準ずる作用効果を奏することができる。
【００５９】
・上記第１の実施形態では、可動部１２の部分に磁性体粉末を偏在させた状態で可動部１２及び駆動軸１３を一体成型する例を示したが、可動部１２及び駆動軸１３を各別の型によって成型し、両者を接合することによりそれらを一体化するようにしてもよい。具体的には、磁性体粉末を混合したセラミックス粉末によって中央部に孔が形成された円板状の可動部を成型する一方、セラミックス粉末によって駆動軸の部分を成型し、可動部の孔に駆動軸を挿入して両者を接合するようにすればよい。
【００６０】
・上記第１の実施形態では、可動部１２の部分に磁性体粉末を偏在させた状態で可動部１２及び駆動軸１３を一体成型する例を示した。しかし、可動部及び駆動軸の全体に磁性体粉末を均一に分散させたセラミックス粉末を焼結用の型内に投入してこれら可動部及び駆動軸を一体成型するようにしてもよい。この場合には、可動部に磁性体粉末を偏在させた状態で可動部及び駆動軸を一体成型する構成と比較し、電磁アクチュエータの生産効率について向上させることができる。なお、電磁アクチュエータの作動応答性の観点からは可動部及び駆動軸は軽いことが好ましいこと、磁性体粉末はセラミックス粉末よりも比重が大きいため磁性体粉末はできるだけ少ないことが好ましいこと、電磁石の電磁力によって吸引されるに足りる磁性が可動部には必要であること、等を考慮して混合する磁性体粉末の量を決定することが望ましい。
【００６１】
・上記各実施形態では、エンジンの各種弁に設けられる電磁アクチュエータとして本発明を具体化したが、本発明の適用対象はこれらに限られるものではない。要するに、電磁石の電磁力によって駆動される可動部及び駆動軸を備える電磁アクチュエータであればいずれのものに対しても本発明を適用することは可能であり、その場合においても、可動部及び駆動軸の作動応答性を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるコモンレール式ディーゼルエンジンのインジェクタの縦断面図。
【図２】同実施形態にかかる電磁弁及びその周辺の断面構造について示す部分断面図。
【図３】第２の実施形態にかかる電磁アクチュエータを内蔵する吸気弁の縦断面図。
【図４】第３の実施形態にかかる電磁アクチュエータを内蔵するインジェクタの縦断面図。
【符号の説明】
【００６３】
１，１００…インジェクタ、２，１０２…ハウジング、２Ｃ…収容空間、３，１０３…噴孔、４…供給通路、５…リターン通路、６，４０，１０６…電子制御装置、７…ストッパ、８…シリンダ、１０，１１０…電磁弁、１１，１１１…電磁石、１２，３１，１１２…可動部、１３，３４，１１３…駆動軸、１４，２４，１１４…弁部、１５，２５，１１５…スプリング、１６…オリフィスプレート、１７…オリフィス孔、１８…軸受、１８ａ…排出溝、１９，１１９…連通孔、２０…背圧制御室、２１…ピストン、２２…連結軸、２３…ニードル弁、２６…シート部、２７…サック、２８…フランジ、３０…電磁アクチュエータ、３１ａ，３１ｂ…磁性体層、３２…閉弁用電磁石、３３…開弁用電磁石、３５…弁体、４１…燃焼室、４２…シリンダヘッド、４３…吸気ポート、４４…弁座、５０…アッパコア、５１…アッパコイル、５２…アッパキャップ、５３…アッパリテーナ、５４…アッパスプリング、６０…ロアコア、６１…ロアコイル、６３…ロアリテーナ、６４…ロアスプリング、１０４…燃料通路、１０７…筒状部材、１１６…案内部、２００…吸気弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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