ソレノイドアクチュエータ用のアーマチュア
【課題】キャビテーションを解決する、又は緩和する、ソレノイドアクチュエータ用のアーマチュアを提供する。
【解決手段】アーマチュアは、アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所（１７４；２７４；３７４）を含む第１面（１７０；２７０；３７０）と、第１面（１７０；２７０；３７０）とは反対側の第２面（１７２；２７２；３７２）と、アーマチュアの使用時に、凹所（１７４；２７４；３７４）と第２面（１７２；２７２；３７２）との間でアーマチュアを通る流体流路を提供する流体連通手段（１７８；２１０；３１０）とを含む。第１面（１７０；２７０；３７０）は流体連通手段（１７８；２１０；３１０）と干渉しない。本発明は、アクチュエータの作動中にキャビテーションによる損傷が起こる危険を低減する。一つの用途では、アクチュエータは、選択的触媒還元システム用の流体ポンプ（１００、２００）で使用される。
【解決手段】アーマチュアは、アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所（１７４；２７４；３７４）を含む第１面（１７０；２７０；３７０）と、第１面（１７０；２７０；３７０）とは反対側の第２面（１７２；２７２；３７２）と、アーマチュアの使用時に、凹所（１７４；２７４；３７４）と第２面（１７２；２７２；３７２）との間でアーマチュアを通る流体流路を提供する流体連通手段（１７８；２１０；３１０）とを含む。第１面（１７０；２７０；３７０）は流体連通手段（１７８；２１０；３１０）と干渉しない。本発明は、アクチュエータの作動中にキャビテーションによる損傷が起こる危険を低減する。一つの用途では、アクチュエータは、選択的触媒還元システム用の流体ポンプ（１００、２００）で使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドアクチュエータで使用するのに適したアーマチュアに関する。詳細には、本発明は、選択的触媒還元システムの部分を形成するポンプで使用するためのアーマチュアに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンにおいて窒素酸化物排気ガスエミッションを減少する一つの戦略は、還元剤を含む反応物、代表的には、尿素水溶液等の液体アンモニア源を排気ガス流中に導入することを必要とする。この方法は、選択的触媒還元法即ちＳＣＲとして公知である。ＳＣＲ触媒として公知の排気ガス触媒の上流で還元剤を排気ガス中に噴射する。排気ガス中の窒素酸化物は、ＳＣＲ触媒上でアンモニア源と触媒還元反応を生じ、気体状の窒素及び水を形成する。
【０００３】
代表的には、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムでは、本出願人の現在継続中の欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１８７８９２０号に記載されているように、反応物を供給タンクから排気ガス流中に配置された噴射ノズルまで、適当なポンプを使用して圧送することによって反応物を排気ガス流中に噴射する。
【０００４】
図１は、反応物をＳＣＲシステムに圧送するのに適した公知のポンプ２０を概略に且つ簡略化した形態で示す。ポンプ２０は、ほぼ円筒形のハウジング２４内に配置されたソレノイドアクチュエータ２２を含む。アクチュエータ２２は、ハウジング２４と一体成形されたチューブ状（管状）の磁極部材２６と、この磁極部材２６の周囲に配置されたワイヤ捲線即ちコイル２８を含む。磁極部材２６の一端が、アクチュエータ２２の環状の磁極面３０を形成する。
【０００５】
アーマチュア３２が、アーマチュアチャンバ３４内に磁極面３０と隣接して設けられている。アーマチュア３２は、圧送プランジャー３６に連結されている。プランジャー３６は、磁極部材２６内の中央に配置されたスリーブ４０の中央ボア３８に摺動自在に受け入れられている。スリーブ４０の一方の端面４２は、磁極面３０から間隔が隔てられており、磁極面３０と隣接したばねチャンバ４４を形成する。アーマチュア３２を磁極面３０から遠ざかる方向に押圧するため、押圧ばね４６がばねチャンバ４４に部分的に受け入れられている。押圧ばね４６は、一端がスリーブ４０の端面４２に当接しており、他端がアーマチュア３０の中央領域４８に当接している。
【０００６】
更に、ポンプ２０の上流端には、タンク（図示せず）等の流体源から流体を受け取る入口５０が設けられており、下流端には、送出ノズル（図示せず）と連通した出口５２が設けられている。内燃エンジン用のＳＣＲシステムでポンプ２０を使用する場合、流体は反応物であり、送出ノズルはエンジンの排気管内に配置される。
【０００７】
流体を入口５０から出口５２まで搬送するため、ポンプ２０内に供給通路５４が設けられている。この例では、供給通路５４は、磁極部材２６とコイル２８との間の環状空間５６を含み、更に、磁極部材２６及びスリーブ４０を貫通した、スリーブ４０のボア３８と連通した半径方向通路５８を含む。圧送プランジャー３６が図１に示す位置にあり、アーマチュア３２が磁極面３０から遠ざかる方向に押圧されている場合には、半径方向通路５８は、スリーブ４０のボア３８の下流端に形成された送出チャンバ６０と連通している。
【０００８】
送出チャンバ６０から出口５２への流体の流れは、出口バルブ６２によって制御される。出口バルブ６２は、送出チャンバ６０内の流体の圧力が閾値レベルを越えたときに開放するように構成されている。
【０００９】
作動では、ポンプの圧送ストローク中、コイル２８が賦勢され、コイル２８の周囲にドーナッツ状の磁界を発生する。その結果、アーマチュア３２が押圧ばね４６の力に抗して磁極面３０に向かって移動し、プランジャー３６の下流端が、半径方向通路５８と送出チャンバ６０との間の流体の流れを遮断する。プランジャー３６の下流端は送出チャンバ６０の容積を減少し、その結果、送出チャンバ６０内の流体の圧力が上昇する。閾値圧力に至ると、出口バルブ６２が開放し、流体をポンプ２０の出口５２から送出する。
【００１０】
次いでコイル２８を消勢する。このとき、アーマチュア３２に作用する磁力が消える。押圧ばね４６の力によりアーマチュア３２を磁極面３０から遠ざかる方向に移動し、圧送チャンバ６０の容積を増大し、半径方向通路５８と送出チャンバ６０との間の流体連通を再び開ける。流体は、次いで、送出チャンバ６０を再充填し、いつでも次の圧送ストロークを行う準備ができる。
【００１１】
ＳＣＲシステムでは、流体を排気管内に迅速に頻繁に噴射するのが望ましい。例えば、流体が送出ノズルを出るときに十分に噴霧されるようにするため、圧送プランジャー３６の速度は、代表的には２ｍ／ｓ程度の比較的高速でなければならない。図１からわかるように、アーマチュア３２は、アーマチュアチャンバ３４内の流体を通って移動しなければならない。アーマチュア３２の直径が比較的大きいため、アーマチュア３２の移動時に大量の流体が押し退けられる。流体を押し退けるため、アーマチュア３２及び従って圧送プランジャー３６の移動速度が低下する。
【００１２】
アーマチュア３２及び従ってプランジャー３６が、アーマチュアチャンバ３４内で十分に高速で移動できるようにするため、アーマチュア３２にベント穴６４を設けることが公知である。これらのベント穴６４は、磁極面３０に最も近いアーマチュア３２の面から、磁極面３０から最も遠い反対側の面まで、アーマチュア３２を軸線方向に貫通している。アーマチュア３２の移動中、流体は、ベント穴６４並びにアーマチュア３２の周囲を通って流れることができ、これによってアーマチュア３２に作用する流体の抵抗（又は抗力）を低減する。
【００１３】
コイル２８を消勢し、アーマチュア３２が磁極面３０から遠ざかる方向に移動するとき、ばねチャンバ４４内の圧力が急速に低下する。これにより、アクチュエータ２０にキャビテーションによる損傷が加わる。これは、圧力の低下によって発生した、ばねチャンバ４４内の流体中の気泡(cavity)が潰れることによって発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１８７８９２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、上述の問題点を解決する、又は緩和する、アクチュエータ用アーマチュアを提供するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の背景技術に対し、本発明の第１の特徴では、アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所が設けられた第１面と、第１面とは反対側の第２面とを含むソレノイドアクチュエータが提供される。アーマチュアは、更に、アーマチュアの使用時に凹所と第２面との間でアーマチュアを通して流体連通するための手段を含む。第１面は、流体連通手段と干渉しない。
【００１７】
凹所と第２面との間に流体流路を形成することによって、アーマチュアの移動時のアーマチュアの前後の圧力差を小さくできる。従って、特に凹所の領域で、キャビテーションによる損傷が起こる危険が低い。従って、アーマチュアは、選択的触媒還元システムのポンプ等の高速及び／又は高振動数で作動するアクチュエータで使用するのに適している。
【００１８】
更に、アーマチュアの第１面が流体連通手段と干渉しないため、アクチュエータで使用したとき、流体連通手段の存在が、アーマチュアの磁気的挙動に大きな悪影響を及ぼすことがない。詳細には、前面と隣接したアーマチュアの材料内で磁界を通すアーマチュアの性能が、流体連通手段の存在によって大幅に低減されることがない。この目的のため、流体連通手段は、アーマチュアの第１面から間隔が隔てられていてもよい。
【００１９】
流体連通手段は、凹所の周壁と連通していてもよい。アーマチュアは、第１面に対して垂直な中央軸線を形成し、流体流路は、この軸線と平行な方向に第１成分を有し、軸線に関して半径方向に延びる第２成分を有する。一実施例では、流体流路が描くベクトルは、軸線と平行な第１ベクトル及び軸線に関して半径方向に延びる第２ベクトルに分解できる。好ましくは、流体流路は、軸線に関して傾斜している。アーマチュアは全体に円筒形であってもよいし、円盤状であってもよく、軸線はアーマチュアの円筒体軸線であってもよい。
【００２０】
一実施例では、流体連通手段は、第２面から凹所まで延びる一つ又はそれ以上の通路を含む。
別の実施例では、流体連通手段は、アーマチュアの第２面に設けられた、凹所内に開放した一つ又はそれ以上のチャンネルを含む。前記チャンネル又は各チャンネルの深さは、凹所に向かって増大してもよい。このように、チャンネルは、アーマチュアの軸線に関して傾斜した流体流路を形成してもよい。
【００２１】
前記チャンネル又は各チャンネルは、アーマチュアの製造中、工具及びアーマチュアを第１面に対して垂直方向に相対的に移動することによって、前記チャンネル又は各チャンネルを形成できるように構成されていてもよい。この場合、アーマチュアは、アーマチュアの形状により、例えば型成形やプレスによって製造を簡単に行うことができる。一例では、アーマチュアは、前記チャンネル又は各チャンネルが第１面に対して垂直方向に第２面に開放するように形成されている。
【００２２】
流体連通手段は、更に、凹所に続く前記チャンネル又は各チャンネルの開口部と隣接した、凹所の端面に、窪みを含んでいてもよい。窪みはディンプルであってもよい。有利には、窪みは、流体流路の断面積を増大するのに役立つ。
【００２３】
アーマチュアは、更に、第１面と第２面との間に流体流路を提供するベント手段を含んでいてもよい。一実施例では、流体連通手段はベント手段と交差する。
アーマチュアは、更に、アーマチュアの使用時にプランジャーを受け入れるためのアパーチャを含んでいてもよい。アパーチャは、好ましくは、第２面と凹所との間を延びる。使用時、アパーチャは、プランジャーによって閉鎖される。プランジャーの代わりに、ピストン、バルブエレメント、又は他の制御部材を使用してもよい。
【００２４】
本発明の第２の特徴では、本発明の第１の特徴によるアーマチュアを含むソレノイドアクチュエータが提供される。アクチュエータは、更に、磁極面を持つ磁極部材を含んでいてもよい。この場合、アーマチュアの第１面が磁極面と向き合う。アクチュエータは、更に、押圧ばね（付勢ばね）を含んでいてもよい。押圧ばねの第１端は、アーマチュアの凹部内に受け入れられることができる。押圧ばねは、アーマチュアを磁極面から遠ざかる方向に押圧することができる。
【００２５】
本発明の第３の特徴では、選択的触媒還元システム用の流体ポンプが提供される。流体ポンプは、本発明の第１の特徴によるアーマチュア及び／又は本発明の第２の特徴によるソレノイドアクチュエータを含む。
【００２６】
本発明の各特徴の好ましい特徴及び／又は随意の特徴が、本発明のこの他の特徴に単独で又は適当な組み合わせで含まれていてもよい。
次に、本発明の実施例を、同様の部分に同様の参照番号を付した添付図面を参照して単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、既知の流体ポンプの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例によるアーマチュアを持つ流体ポンプの断面図である。
【図３】図３は、図２に示す流体ポンプのアーマチュアの拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施例によるアーマチュアを持つ流体ポンプの断面図である。
【図５】図５は、図４の流体ポンプのアーマチュアを示す図であり、図５（ａ）は、アーマチュアの一方の面の斜視図であり、図５（ｂ）は、アーマチュアの他方の反対側の面の斜視図であり、図５（ｃ）は、アーマチュアのＡ−Ａ線での断面図である。
【図６】本発明の第３実施例によるアーマチュアを示す図であり、図６（ａ）は、アーマチュアの一方の面の斜視図であり、図６（ｂ）は、アーマチュアの他方の反対側の面の斜視図であり、図６（ｃ）は、アーマチュアのＡ−Ａ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図２は、内燃エンジンのＳＣＲ計量分配システムで反応物を圧送するのに適した流体ポンプ１００を示す。このポンプ１００の構成要素の多くは、図１の既知のポンプ２０を参照して上文中に説明した構成要素と同様であり、同様の部分には同じ参照番号を使用した。従って、図２に示す本発明と、図１の既知のポンプ２０との間の相違点のみを以下に詳細に説明する。
【００２９】
ポンプ１００は、本発明の第１実施例によるアーマチュア１３２を持つアクチュエータ１２２を含む。図３を更に参照すると、アーマチュア１３２は、ほぼディスク状の本体１６８を含み、このディスク状の本体の直径方向中央に中央軸線（図３において、参照符号Ｐが付してある）を有する。アーマチュア１３２は、フェライト鉄合金等の適当な軟磁性体で形成されている。アーマチュア１３２は、アクチュエータ１２２の磁極面３０と向き合う第１面１７０と、第１面１７０とは反対側の第２面１７２を含む。
【００３０】
ほぼ円筒形の凹所１７４が、アーマチュア１３２の第１面１７０に設けられている。凹所１７４は、アーマチュア１３２の本体１６８と同軸に配置されている。アパーチャ１７６が、凹所１７４から第２面１７２まで延びている。
【００３１】
ベント穴１６４が、第１及び第２の面１７０、１７２間をアーマチュア軸線Ｐと平行な方向に貫通している。図２及び図３には、こうしたベント穴１６４のうちの一つしか示してないが、好ましくは、アーマチュア１３２の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられた幾つかのベント穴１６４が設けられている。
【００３２】
更に、ベント通路１７８が、第２面１７２から凹所１７４まで本体１６８を貫通している。ベント通路１７８は、アーマチュア１３２の軸線Ｐに対して所定の角度で、即ち傾斜して配置されたドリル穴を含む。これらの傾斜ベント通路１７８は、凹所１７４の周壁１８０内に開口又は開放している。図２及び図３に一つの傾斜ベント通路１７８が断面で示してあるが、３つの他の傾斜ベント通路１７８の周壁１８０への開口部だけが示してある。この例では、全部で７個の通路１７８が設けられている。
【００３３】
凹所１７４を除き、アーマチュア１３２の第１面１７０は全体に平らである。第２面１７２は、アパーチャ１７６が設けられた中央ランド１８４の周囲に配置された環状の溝即ち窪み１８２を有する。軸線方向ベント穴１６４及び傾斜ベント通路１７８は、溝１８２と連通しており、即ち溝１８２と交差している。
【００３４】
使用時は、図２に示すように、アーマチュア１３２は、ポンプ１００のアーマチュアチャンバ３４内に配置される。圧送プランジャー１３６は、プランジャーシャフト１８６を含み、その上流端に、円筒形プランジャーへッド１８８と、端プレート１９０とを備えている。好ましくは、端プレート１９０は、プランジャーへッド１８８と一体である。プランジャーへッド１８８は、アーマチュア１３２のアパーチャ１７６に受け入れられる。端プレート１９０の直径は、プランジャーへッド１８８よりも大きく、そのため、端プレート１９０は、アーマチュア１３２の第２面１７２のランド１８４に当接する。
【００３５】
プランジャーへッド１８８は、アパーチャ１７６にぴったりと嵌まっており、螺着又は締り嵌めしていてもよい。端プレート１９０は、溶接又は他の方法で、アーマチュア１３２に連結されてもよい。プランジャーへッド１８８及び端プレート１９０は、ポンプ１００の使用時に、流体がアパーチャ１７６を通って流れないようにする。
【００３６】
図１の公知のポンプと同様に、ポンプのチューブ状（管状）の磁極部材２６は、スリーブ１４０を受け入れている。スリーブ１４０は中央ボア１３８を含み、このボア内でプランジャー１３６のシャフト１８６が摺動できる。スリーブ１４０の上流端面１４２は、磁極面３０から下流方向に僅かにセットバックしてある。
【００３７】
ばね４６の上流端は凹所１７４に受け入れられ、その上流端面１７５に当接する。かくして、本発明のこの実施例では、アーマチュア１３２は、凹所１７４の形態のばねチャンバを有する。ばね４６の下流端は、スリーブ１４０の端面１４２に当接する。
【００３８】
ポンプ１００の作動は、図１のポンプに説明したのと同様である。しかしながら、傾斜ベント通路１７８が流体連通手段を提供し、これにより、アーマチュア１３２がアーマチュアチャンバ３４内で往復動するとき、アーマチュアの第２面１７２と凹所１７４との間で流体を流すことができる。従って、有利には、アーマチュア１３２が磁極面３０に近付くと、流体は、それでも、凹所１７４が形成するばねチャンバと、アーマチュアチャンバ３４との間を流れることができる。その結果、アーマチュア１３２の下流側での、特に凹所１７４内での及びスリーブ１４０の端面１４２と隣接した部分での、圧力低下が最小になり、キャビテーションによる損傷が起こり難くなる。
【００３９】
通路１７８が設けられていない場合には、アーマチュア１３２が磁極面３０にまさに当接するとき、凹所１７４内の流体がアーマチュアチャンバ３４から孤立する。これにより、アーマチュア１３２の下流側で非常に高い圧力低下が生じ、これによりキャビテーションによる損傷の危険が高くなる。
【００４０】
コイル２８を賦勢（励磁）すると、磁界がハウジング２４からアーマチュアの周縁部１９２に入り、次いで、アーマチュア本体１６８を通って第１面１７０に至り、磁極部材２６の磁極面３０に入る。
【００４１】
傾斜通路１７８はアーマチュア１３２の第１面１７０と交差しないということに着目されるべきである。その代わり、傾斜通路１７８は凹所１７４内に開放しており、第１面１７０は通路１７８と干渉しない。同様に、アーマチュアの周縁部１９２は、通路１７８と干渉しない。従って、コイル２８の賦勢時のアーマチュア１３２内での磁界の経路は、傾斜通路１７８の存在による影響をほとんど受けず、そのため、傾斜通路１７８は、好ましいとされるように、大きな流れ面積を提供するために傾斜通路１７８の直径が比較的大きい場合でも、アーマチュア１３２に加わる力を大きく減少しない。
【００４２】
更に、通路１７８を設けることにより、アーマチュア１３２の質量が大幅に減少するということは理解されよう。アーマチュア１３２の質量を減少することによって、アーマチュア１３２の慣性が減少し、その結果、プランジャー１３６は比較的高い速度で移動できる。しかしながらアーマチュア１３２の曲げ剛性は、通路１７８の存在によって大幅な低下をきたすことはない。
【００４３】
更に、傾斜通路１７８が凹所の周壁１８０に開放しているため、凹所１７４の端面１７５は、通路１７８の開口部と干渉せず、ばね４６を安定的に配置できる平らな表面を提供する。同様に、通路１７８がアパーチャ１７６と重ならないため（すなわち、通路１７８がアパーチャ１７６を侵害しないため）、アパーチャ１７６へのプランジャーへッド１８８の嵌着には、通路１７８の存在による影響が及ぼされない。
【００４４】
各傾斜通路１７８は、アーマチュア軸線Ｐに関して半径方向成分及び軸線方向成分のみを持つ方向に延びる。その結果、アーマチュア１３２の移動時に傾斜通路１７８を通る流体の流れは、通路１７８が半径方向成分を持たない方向に延びる場合のように、アーマチュア１３２に回転力を発生しない。
【００４５】
図２及び図３のアーマチュア１３２は、適当な材料でできた中実の棒状体（バー）又はロッドから機械加工によって製造できる。軸線方向ベント穴１６４及び傾斜ベント通路１７８は、ドリル加工によって形成できる。
【００４６】
図４は、本発明の第２実施例によるアーマチュア２３２を持つポンプ２００を示す。図４のポンプ２００は、アーマチュア２３２の設計だけが図２のポンプ１００と異なっており、同様の部分に同じ参照番号が付してある。第１及び第２の実施例間の相違点のみを以下に説明する。
【００４７】
図５に追加に示すように、第２実施例では、アーマチュア２３２は、本体２６８と、使用時にアクチュエータ５４の磁極面３０と向き合う第１面２７０と、第１面２７０とは反対側の第２面２７２とを含む。
【００４８】
ばね４６の上流端を受け入れるため、第１面２７０に凹所２７４が設けられている。本発明のこの実施例では、凹所２７４の面取りを施した領域２７７が、凹所の端面２７５と周壁２８０とを連結している。ばね４６は、凹所２７４の全体に平らな端面２７５に当接する。
【００４９】
本発明の第１実施例と同様に、アーマチュア２３２の第２面２７２は、中央ランド２８４の周囲に配置された環状溝２８２を含む。アパーチャ２７６が、凹所２７４から第２面２７２まで延びている。使用では、流体がアパーチャ２７６を通って流れないように、プランジャー１３６がアパーチャ２７６に受け入れられる。
【００５０】
アーマチュア２３２は、アーマチュア２３２の周囲に等間隔に間隔が隔てられて配置された５個の軸線方向ベント穴２６４を含む。これらのベント穴２６４は、アーマチュア軸線Ｐと平行な方向にアーマチュア２３２を貫通している。これらのベント穴２６４の各々は、環状溝２８２と連通しており、アーマチュア２３２の第１及び第２の面２７０、２７２間を流体連通できる。
【００５１】
更に、アーマチュア２３２は、その第２面２７２に、半径方向に延びる５個の溝又はチャンネル２１０を備えている。これらのチャンネル２１０はほぼＵ字形状の断面を有し、各チャンネル２１０の深さはアーマチュア２３２の中心に近づくに従って増大し、各チャンネル２１０のベース２１４は、アーマチュア２３２の軸線Ｐに関して所定の傾斜角度で延びる。各チャンネル２１０は、中央ランド２８４の下流で凹所２７４の周壁２８０と交差し、すなわち、中央ランド２８４の下流で凹所２７４の周壁２８０内に開口している。それによって、チャンネル２１０は、アーマチュア２３２の使用時に、流体を第２面２７２と凹所２７４との間で流すことができる流体連通手段を形成する。
【００５２】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）で最も明瞭にわかるように、流体を凹所２７４とチャンネル２１０との間で流すことができるように、各チャンネル２１０が凹所２７４の壁２８０と出会う場所に面取り領域２７７は、設けられていない。更に、チャンネル２１０を通る流れ面積を増大するため、凹所２７４の端面２７５に凹み又は窪み２１２を設けることによって、各チャンネル２１０と凹所２７４との間の交差部が拡大してある。従って、各チャンネル２１０と凹所２７４との間の交差部は、ほぼ円形である。
【００５３】
本発明のこの第２実施例のチャンネル２１０は、本発明の第１実施例の傾斜通路１７８と同じ目的で役立ち、同じ利点を有する。
更に、第２実施例のチャンネル２１０の形状は、各チャンネル２１０の全体が、アーマチュア２３２の第２面２７２に対して軸線方向に開放するような形状を有するということに着目されたい。換言すると、軸線Ｐに沿ってアーマチュア２３２の第２面２７２を見たとき、各チャンネル２１０の全ての部分が見えるのである。同様に、各窪み２１２は、アーマチュア２３２の第１面２７０に対して開放している。従って、アーマチュア２３２の製造中、チャンネル２１０及び窪み２１２は、夫々、工具及びアーマチュア２３２をアーマチュア軸線Ｐと平行な方向に相対的に移動することによって形成できる。
【００５４】
従って、アーマチュア２３２は、金属の射出成形によって、傾斜チャンネルを形成するための引き込み可能なピンを必要とすることなく、容易に製造でき、又は、パンチ及びダイの軸線方向移動だけが行われるプレス及び焼結プロセスによって容易に製造できる。
【００５５】
図６は、本発明の第３実施例によるアーマチュア３３２を示す。このアーマチュア３３２は、図５に示す第２実施例のアーマチュアと同様である。第３実施例と第２実施例との間の僅かな相違を以下に説明する。
【００５６】
本発明のこの第３実施例では、三つのチャンネル３１０が、アーマチュア３３２の第２面２７２に設けられており、これによって、アーマチュア３３２の第２面２７２と第１面３７０の凹所３７４との間に流体連通手段が形成されている。更に、第１及び第２の面３７０、３７２間を流体連通できるように、６個の軸線方向ベント穴３６４が設けられている。
【００５７】
チャンネル３１０は、これらの軸線方向ベント穴３６４のうちの三つのベント穴と交差する。従って、これらのチャンネル３１０は、アーマチュア３３２の本体３６８内深くまで延ばすことができ、それによって、各チャンネル３１０と凹所３７４の周壁３８０との間の交差面積は、図４及び図５に示すアーマチュアにおけるよりも大きくできる。軸線方向ベント穴３６４の周囲から凹所の壁３８０まで延びる各チャンネル３１０のベース３１４は、アーマチュア３３２の軸線に関して所定の傾斜角度をなして延びている。
【００５８】
面取り領域３７７が、凹所３７４の端面３７５と周壁３８０との間に設けられているが、面取り領域３７７は、各チャンネル３１０と凹所３７４との間の交差領域には設けられておらず、これによって、流れ面積を増大している。しかしながら、チャンネル３１０が、アーマチュア３３２の第１面３７０に向かって更に延びているため、この実施例では、凹所３７４の端面３７５に窪みを設ける必要がない。
【００５９】
アーマチュアの凹所と第２面との間を流体連通するための任意の適当な手段が設けられていてもよいということは理解されよう。但し、このような流体連通手段が、アーマチュアの第１面と干渉せず、交差せず、又はこの面に沿って又はこの面内に延びていない限りにおいてである。このような手段の例としては、ドリル穴、ボア、通路、チャンネル、溝、切欠き（ノッチ）、導管、凹み、窪み、等が挙げられる。流体連通手段の形態は、アーマチュアについての好ましい製造方法に基づいて選択される。
【００６０】
アーマチュアには、任意の適当な数の流体連通手段を設けることができる。例えば、三個乃至七個の通路、チャンネル、又はこの他の同様の手段が、設けられていてもよい。同様に、任意の適当な数の軸線方向ベント穴が設けられていてもよい。通路の数を増やすことによって、有利には、アーマチュアを通る流体連通に利用できる全断面積が増大する。好ましくは、軸線方向ベント穴及び流体連通手段は、アーマチュアの周囲に均等に分配されているが、必ずしもこのようになっていなくてもよい。
【００６１】
流体連通手段は、本発明の第３実施例におけるように、一つ又はそれ以上の軸線方向ベント穴と交差していてもよく、又は変形例では、流体連通手段は軸線方向ベント穴とは別個に設けられていてもよい。流体連通手段を介してアーマチュアを通る適切な流体流れが得られるため、軸線方向ベント穴を省略してもよいと考えられる。
【００６２】
上文中に説明した本発明の実施例に対し、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、幾つかのこの他の変形及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６３】
２６ チューブ状磁極部材
３０ 磁極面
３４ アーマチュアチャンバ
４６ ばね
１００ 流体ポンプ
１２２ アクチュエータ
１３２ アーマチュア
１３６ 圧送プランジャー
１３８ 中央ボア
１４０ スリーブ
１４２ 上流端面
１５２ 端面
１６４ ベント穴
１６８ ディスク状本体
１７０ 第１面
１７２ 第２面
１７４ 円筒形凹所
１７５ 上流端面
１７６ アパーチャ
１７８ ベント通路
１８０ 周壁
１８２ 環状溝
１８６ プランジャーシャフト
１８８ 円筒形プランジャーへッド
１９０ 端プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドアクチュエータで使用するのに適したアーマチュアに関する。詳細には、本発明は、選択的触媒還元システムの部分を形成するポンプで使用するためのアーマチュアに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンにおいて窒素酸化物排気ガスエミッションを減少する一つの戦略は、還元剤を含む反応物、代表的には、尿素水溶液等の液体アンモニア源を排気ガス流中に導入することを必要とする。この方法は、選択的触媒還元法即ちＳＣＲとして公知である。ＳＣＲ触媒として公知の排気ガス触媒の上流で還元剤を排気ガス中に噴射する。排気ガス中の窒素酸化物は、ＳＣＲ触媒上でアンモニア源と触媒還元反応を生じ、気体状の窒素及び水を形成する。
【０００３】
代表的には、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムでは、本出願人の現在継続中の欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１８７８９２０号に記載されているように、反応物を供給タンクから排気ガス流中に配置された噴射ノズルまで、適当なポンプを使用して圧送することによって反応物を排気ガス流中に噴射する。
【０００４】
図１は、反応物をＳＣＲシステムに圧送するのに適した公知のポンプ２０を概略に且つ簡略化した形態で示す。ポンプ２０は、ほぼ円筒形のハウジング２４内に配置されたソレノイドアクチュエータ２２を含む。アクチュエータ２２は、ハウジング２４と一体成形されたチューブ状（管状）の磁極部材２６と、この磁極部材２６の周囲に配置されたワイヤ捲線即ちコイル２８を含む。磁極部材２６の一端が、アクチュエータ２２の環状の磁極面３０を形成する。
【０００５】
アーマチュア３２が、アーマチュアチャンバ３４内に磁極面３０と隣接して設けられている。アーマチュア３２は、圧送プランジャー３６に連結されている。プランジャー３６は、磁極部材２６内の中央に配置されたスリーブ４０の中央ボア３８に摺動自在に受け入れられている。スリーブ４０の一方の端面４２は、磁極面３０から間隔が隔てられており、磁極面３０と隣接したばねチャンバ４４を形成する。アーマチュア３２を磁極面３０から遠ざかる方向に押圧するため、押圧ばね４６がばねチャンバ４４に部分的に受け入れられている。押圧ばね４６は、一端がスリーブ４０の端面４２に当接しており、他端がアーマチュア３０の中央領域４８に当接している。
【０００６】
更に、ポンプ２０の上流端には、タンク（図示せず）等の流体源から流体を受け取る入口５０が設けられており、下流端には、送出ノズル（図示せず）と連通した出口５２が設けられている。内燃エンジン用のＳＣＲシステムでポンプ２０を使用する場合、流体は反応物であり、送出ノズルはエンジンの排気管内に配置される。
【０００７】
流体を入口５０から出口５２まで搬送するため、ポンプ２０内に供給通路５４が設けられている。この例では、供給通路５４は、磁極部材２６とコイル２８との間の環状空間５６を含み、更に、磁極部材２６及びスリーブ４０を貫通した、スリーブ４０のボア３８と連通した半径方向通路５８を含む。圧送プランジャー３６が図１に示す位置にあり、アーマチュア３２が磁極面３０から遠ざかる方向に押圧されている場合には、半径方向通路５８は、スリーブ４０のボア３８の下流端に形成された送出チャンバ６０と連通している。
【０００８】
送出チャンバ６０から出口５２への流体の流れは、出口バルブ６２によって制御される。出口バルブ６２は、送出チャンバ６０内の流体の圧力が閾値レベルを越えたときに開放するように構成されている。
【０００９】
作動では、ポンプの圧送ストローク中、コイル２８が賦勢され、コイル２８の周囲にドーナッツ状の磁界を発生する。その結果、アーマチュア３２が押圧ばね４６の力に抗して磁極面３０に向かって移動し、プランジャー３６の下流端が、半径方向通路５８と送出チャンバ６０との間の流体の流れを遮断する。プランジャー３６の下流端は送出チャンバ６０の容積を減少し、その結果、送出チャンバ６０内の流体の圧力が上昇する。閾値圧力に至ると、出口バルブ６２が開放し、流体をポンプ２０の出口５２から送出する。
【００１０】
次いでコイル２８を消勢する。このとき、アーマチュア３２に作用する磁力が消える。押圧ばね４６の力によりアーマチュア３２を磁極面３０から遠ざかる方向に移動し、圧送チャンバ６０の容積を増大し、半径方向通路５８と送出チャンバ６０との間の流体連通を再び開ける。流体は、次いで、送出チャンバ６０を再充填し、いつでも次の圧送ストロークを行う準備ができる。
【００１１】
ＳＣＲシステムでは、流体を排気管内に迅速に頻繁に噴射するのが望ましい。例えば、流体が送出ノズルを出るときに十分に噴霧されるようにするため、圧送プランジャー３６の速度は、代表的には２ｍ／ｓ程度の比較的高速でなければならない。図１からわかるように、アーマチュア３２は、アーマチュアチャンバ３４内の流体を通って移動しなければならない。アーマチュア３２の直径が比較的大きいため、アーマチュア３２の移動時に大量の流体が押し退けられる。流体を押し退けるため、アーマチュア３２及び従って圧送プランジャー３６の移動速度が低下する。
【００１２】
アーマチュア３２及び従ってプランジャー３６が、アーマチュアチャンバ３４内で十分に高速で移動できるようにするため、アーマチュア３２にベント穴６４を設けることが公知である。これらのベント穴６４は、磁極面３０に最も近いアーマチュア３２の面から、磁極面３０から最も遠い反対側の面まで、アーマチュア３２を軸線方向に貫通している。アーマチュア３２の移動中、流体は、ベント穴６４並びにアーマチュア３２の周囲を通って流れることができ、これによってアーマチュア３２に作用する流体の抵抗（又は抗力）を低減する。
【００１３】
コイル２８を消勢し、アーマチュア３２が磁極面３０から遠ざかる方向に移動するとき、ばねチャンバ４４内の圧力が急速に低下する。これにより、アクチュエータ２０にキャビテーションによる損傷が加わる。これは、圧力の低下によって発生した、ばねチャンバ４４内の流体中の気泡(cavity)が潰れることによって発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１８７８９２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、上述の問題点を解決する、又は緩和する、アクチュエータ用アーマチュアを提供するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の背景技術に対し、本発明の第１の特徴では、アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所が設けられた第１面と、第１面とは反対側の第２面とを含むソレノイドアクチュエータが提供される。アーマチュアは、更に、アーマチュアの使用時に凹所と第２面との間でアーマチュアを通して流体連通するための手段を含む。第１面は、流体連通手段と干渉しない。
【００１７】
凹所と第２面との間に流体流路を形成することによって、アーマチュアの移動時のアーマチュアの前後の圧力差を小さくできる。従って、特に凹所の領域で、キャビテーションによる損傷が起こる危険が低い。従って、アーマチュアは、選択的触媒還元システムのポンプ等の高速及び／又は高振動数で作動するアクチュエータで使用するのに適している。
【００１８】
更に、アーマチュアの第１面が流体連通手段と干渉しないため、アクチュエータで使用したとき、流体連通手段の存在が、アーマチュアの磁気的挙動に大きな悪影響を及ぼすことがない。詳細には、前面と隣接したアーマチュアの材料内で磁界を通すアーマチュアの性能が、流体連通手段の存在によって大幅に低減されることがない。この目的のため、流体連通手段は、アーマチュアの第１面から間隔が隔てられていてもよい。
【００１９】
流体連通手段は、凹所の周壁と連通していてもよい。アーマチュアは、第１面に対して垂直な中央軸線を形成し、流体流路は、この軸線と平行な方向に第１成分を有し、軸線に関して半径方向に延びる第２成分を有する。一実施例では、流体流路が描くベクトルは、軸線と平行な第１ベクトル及び軸線に関して半径方向に延びる第２ベクトルに分解できる。好ましくは、流体流路は、軸線に関して傾斜している。アーマチュアは全体に円筒形であってもよいし、円盤状であってもよく、軸線はアーマチュアの円筒体軸線であってもよい。
【００２０】
一実施例では、流体連通手段は、第２面から凹所まで延びる一つ又はそれ以上の通路を含む。
別の実施例では、流体連通手段は、アーマチュアの第２面に設けられた、凹所内に開放した一つ又はそれ以上のチャンネルを含む。前記チャンネル又は各チャンネルの深さは、凹所に向かって増大してもよい。このように、チャンネルは、アーマチュアの軸線に関して傾斜した流体流路を形成してもよい。
【００２１】
前記チャンネル又は各チャンネルは、アーマチュアの製造中、工具及びアーマチュアを第１面に対して垂直方向に相対的に移動することによって、前記チャンネル又は各チャンネルを形成できるように構成されていてもよい。この場合、アーマチュアは、アーマチュアの形状により、例えば型成形やプレスによって製造を簡単に行うことができる。一例では、アーマチュアは、前記チャンネル又は各チャンネルが第１面に対して垂直方向に第２面に開放するように形成されている。
【００２２】
流体連通手段は、更に、凹所に続く前記チャンネル又は各チャンネルの開口部と隣接した、凹所の端面に、窪みを含んでいてもよい。窪みはディンプルであってもよい。有利には、窪みは、流体流路の断面積を増大するのに役立つ。
【００２３】
アーマチュアは、更に、第１面と第２面との間に流体流路を提供するベント手段を含んでいてもよい。一実施例では、流体連通手段はベント手段と交差する。
アーマチュアは、更に、アーマチュアの使用時にプランジャーを受け入れるためのアパーチャを含んでいてもよい。アパーチャは、好ましくは、第２面と凹所との間を延びる。使用時、アパーチャは、プランジャーによって閉鎖される。プランジャーの代わりに、ピストン、バルブエレメント、又は他の制御部材を使用してもよい。
【００２４】
本発明の第２の特徴では、本発明の第１の特徴によるアーマチュアを含むソレノイドアクチュエータが提供される。アクチュエータは、更に、磁極面を持つ磁極部材を含んでいてもよい。この場合、アーマチュアの第１面が磁極面と向き合う。アクチュエータは、更に、押圧ばね（付勢ばね）を含んでいてもよい。押圧ばねの第１端は、アーマチュアの凹部内に受け入れられることができる。押圧ばねは、アーマチュアを磁極面から遠ざかる方向に押圧することができる。
【００２５】
本発明の第３の特徴では、選択的触媒還元システム用の流体ポンプが提供される。流体ポンプは、本発明の第１の特徴によるアーマチュア及び／又は本発明の第２の特徴によるソレノイドアクチュエータを含む。
【００２６】
本発明の各特徴の好ましい特徴及び／又は随意の特徴が、本発明のこの他の特徴に単独で又は適当な組み合わせで含まれていてもよい。
次に、本発明の実施例を、同様の部分に同様の参照番号を付した添付図面を参照して単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、既知の流体ポンプの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例によるアーマチュアを持つ流体ポンプの断面図である。
【図３】図３は、図２に示す流体ポンプのアーマチュアの拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施例によるアーマチュアを持つ流体ポンプの断面図である。
【図５】図５は、図４の流体ポンプのアーマチュアを示す図であり、図５（ａ）は、アーマチュアの一方の面の斜視図であり、図５（ｂ）は、アーマチュアの他方の反対側の面の斜視図であり、図５（ｃ）は、アーマチュアのＡ−Ａ線での断面図である。
【図６】本発明の第３実施例によるアーマチュアを示す図であり、図６（ａ）は、アーマチュアの一方の面の斜視図であり、図６（ｂ）は、アーマチュアの他方の反対側の面の斜視図であり、図６（ｃ）は、アーマチュアのＡ−Ａ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図２は、内燃エンジンのＳＣＲ計量分配システムで反応物を圧送するのに適した流体ポンプ１００を示す。このポンプ１００の構成要素の多くは、図１の既知のポンプ２０を参照して上文中に説明した構成要素と同様であり、同様の部分には同じ参照番号を使用した。従って、図２に示す本発明と、図１の既知のポンプ２０との間の相違点のみを以下に詳細に説明する。
【００２９】
ポンプ１００は、本発明の第１実施例によるアーマチュア１３２を持つアクチュエータ１２２を含む。図３を更に参照すると、アーマチュア１３２は、ほぼディスク状の本体１６８を含み、このディスク状の本体の直径方向中央に中央軸線（図３において、参照符号Ｐが付してある）を有する。アーマチュア１３２は、フェライト鉄合金等の適当な軟磁性体で形成されている。アーマチュア１３２は、アクチュエータ１２２の磁極面３０と向き合う第１面１７０と、第１面１７０とは反対側の第２面１７２を含む。
【００３０】
ほぼ円筒形の凹所１７４が、アーマチュア１３２の第１面１７０に設けられている。凹所１７４は、アーマチュア１３２の本体１６８と同軸に配置されている。アパーチャ１７６が、凹所１７４から第２面１７２まで延びている。
【００３１】
ベント穴１６４が、第１及び第２の面１７０、１７２間をアーマチュア軸線Ｐと平行な方向に貫通している。図２及び図３には、こうしたベント穴１６４のうちの一つしか示してないが、好ましくは、アーマチュア１３２の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられた幾つかのベント穴１６４が設けられている。
【００３２】
更に、ベント通路１７８が、第２面１７２から凹所１７４まで本体１６８を貫通している。ベント通路１７８は、アーマチュア１３２の軸線Ｐに対して所定の角度で、即ち傾斜して配置されたドリル穴を含む。これらの傾斜ベント通路１７８は、凹所１７４の周壁１８０内に開口又は開放している。図２及び図３に一つの傾斜ベント通路１７８が断面で示してあるが、３つの他の傾斜ベント通路１７８の周壁１８０への開口部だけが示してある。この例では、全部で７個の通路１７８が設けられている。
【００３３】
凹所１７４を除き、アーマチュア１３２の第１面１７０は全体に平らである。第２面１７２は、アパーチャ１７６が設けられた中央ランド１８４の周囲に配置された環状の溝即ち窪み１８２を有する。軸線方向ベント穴１６４及び傾斜ベント通路１７８は、溝１８２と連通しており、即ち溝１８２と交差している。
【００３４】
使用時は、図２に示すように、アーマチュア１３２は、ポンプ１００のアーマチュアチャンバ３４内に配置される。圧送プランジャー１３６は、プランジャーシャフト１８６を含み、その上流端に、円筒形プランジャーへッド１８８と、端プレート１９０とを備えている。好ましくは、端プレート１９０は、プランジャーへッド１８８と一体である。プランジャーへッド１８８は、アーマチュア１３２のアパーチャ１７６に受け入れられる。端プレート１９０の直径は、プランジャーへッド１８８よりも大きく、そのため、端プレート１９０は、アーマチュア１３２の第２面１７２のランド１８４に当接する。
【００３５】
プランジャーへッド１８８は、アパーチャ１７６にぴったりと嵌まっており、螺着又は締り嵌めしていてもよい。端プレート１９０は、溶接又は他の方法で、アーマチュア１３２に連結されてもよい。プランジャーへッド１８８及び端プレート１９０は、ポンプ１００の使用時に、流体がアパーチャ１７６を通って流れないようにする。
【００３６】
図１の公知のポンプと同様に、ポンプのチューブ状（管状）の磁極部材２６は、スリーブ１４０を受け入れている。スリーブ１４０は中央ボア１３８を含み、このボア内でプランジャー１３６のシャフト１８６が摺動できる。スリーブ１４０の上流端面１４２は、磁極面３０から下流方向に僅かにセットバックしてある。
【００３７】
ばね４６の上流端は凹所１７４に受け入れられ、その上流端面１７５に当接する。かくして、本発明のこの実施例では、アーマチュア１３２は、凹所１７４の形態のばねチャンバを有する。ばね４６の下流端は、スリーブ１４０の端面１４２に当接する。
【００３８】
ポンプ１００の作動は、図１のポンプに説明したのと同様である。しかしながら、傾斜ベント通路１７８が流体連通手段を提供し、これにより、アーマチュア１３２がアーマチュアチャンバ３４内で往復動するとき、アーマチュアの第２面１７２と凹所１７４との間で流体を流すことができる。従って、有利には、アーマチュア１３２が磁極面３０に近付くと、流体は、それでも、凹所１７４が形成するばねチャンバと、アーマチュアチャンバ３４との間を流れることができる。その結果、アーマチュア１３２の下流側での、特に凹所１７４内での及びスリーブ１４０の端面１４２と隣接した部分での、圧力低下が最小になり、キャビテーションによる損傷が起こり難くなる。
【００３９】
通路１７８が設けられていない場合には、アーマチュア１３２が磁極面３０にまさに当接するとき、凹所１７４内の流体がアーマチュアチャンバ３４から孤立する。これにより、アーマチュア１３２の下流側で非常に高い圧力低下が生じ、これによりキャビテーションによる損傷の危険が高くなる。
【００４０】
コイル２８を賦勢（励磁）すると、磁界がハウジング２４からアーマチュアの周縁部１９２に入り、次いで、アーマチュア本体１６８を通って第１面１７０に至り、磁極部材２６の磁極面３０に入る。
【００４１】
傾斜通路１７８はアーマチュア１３２の第１面１７０と交差しないということに着目されるべきである。その代わり、傾斜通路１７８は凹所１７４内に開放しており、第１面１７０は通路１７８と干渉しない。同様に、アーマチュアの周縁部１９２は、通路１７８と干渉しない。従って、コイル２８の賦勢時のアーマチュア１３２内での磁界の経路は、傾斜通路１７８の存在による影響をほとんど受けず、そのため、傾斜通路１７８は、好ましいとされるように、大きな流れ面積を提供するために傾斜通路１７８の直径が比較的大きい場合でも、アーマチュア１３２に加わる力を大きく減少しない。
【００４２】
更に、通路１７８を設けることにより、アーマチュア１３２の質量が大幅に減少するということは理解されよう。アーマチュア１３２の質量を減少することによって、アーマチュア１３２の慣性が減少し、その結果、プランジャー１３６は比較的高い速度で移動できる。しかしながらアーマチュア１３２の曲げ剛性は、通路１７８の存在によって大幅な低下をきたすことはない。
【００４３】
更に、傾斜通路１７８が凹所の周壁１８０に開放しているため、凹所１７４の端面１７５は、通路１７８の開口部と干渉せず、ばね４６を安定的に配置できる平らな表面を提供する。同様に、通路１７８がアパーチャ１７６と重ならないため（すなわち、通路１７８がアパーチャ１７６を侵害しないため）、アパーチャ１７６へのプランジャーへッド１８８の嵌着には、通路１７８の存在による影響が及ぼされない。
【００４４】
各傾斜通路１７８は、アーマチュア軸線Ｐに関して半径方向成分及び軸線方向成分のみを持つ方向に延びる。その結果、アーマチュア１３２の移動時に傾斜通路１７８を通る流体の流れは、通路１７８が半径方向成分を持たない方向に延びる場合のように、アーマチュア１３２に回転力を発生しない。
【００４５】
図２及び図３のアーマチュア１３２は、適当な材料でできた中実の棒状体（バー）又はロッドから機械加工によって製造できる。軸線方向ベント穴１６４及び傾斜ベント通路１７８は、ドリル加工によって形成できる。
【００４６】
図４は、本発明の第２実施例によるアーマチュア２３２を持つポンプ２００を示す。図４のポンプ２００は、アーマチュア２３２の設計だけが図２のポンプ１００と異なっており、同様の部分に同じ参照番号が付してある。第１及び第２の実施例間の相違点のみを以下に説明する。
【００４７】
図５に追加に示すように、第２実施例では、アーマチュア２３２は、本体２６８と、使用時にアクチュエータ５４の磁極面３０と向き合う第１面２７０と、第１面２７０とは反対側の第２面２７２とを含む。
【００４８】
ばね４６の上流端を受け入れるため、第１面２７０に凹所２７４が設けられている。本発明のこの実施例では、凹所２７４の面取りを施した領域２７７が、凹所の端面２７５と周壁２８０とを連結している。ばね４６は、凹所２７４の全体に平らな端面２７５に当接する。
【００４９】
本発明の第１実施例と同様に、アーマチュア２３２の第２面２７２は、中央ランド２８４の周囲に配置された環状溝２８２を含む。アパーチャ２７６が、凹所２７４から第２面２７２まで延びている。使用では、流体がアパーチャ２７６を通って流れないように、プランジャー１３６がアパーチャ２７６に受け入れられる。
【００５０】
アーマチュア２３２は、アーマチュア２３２の周囲に等間隔に間隔が隔てられて配置された５個の軸線方向ベント穴２６４を含む。これらのベント穴２６４は、アーマチュア軸線Ｐと平行な方向にアーマチュア２３２を貫通している。これらのベント穴２６４の各々は、環状溝２８２と連通しており、アーマチュア２３２の第１及び第２の面２７０、２７２間を流体連通できる。
【００５１】
更に、アーマチュア２３２は、その第２面２７２に、半径方向に延びる５個の溝又はチャンネル２１０を備えている。これらのチャンネル２１０はほぼＵ字形状の断面を有し、各チャンネル２１０の深さはアーマチュア２３２の中心に近づくに従って増大し、各チャンネル２１０のベース２１４は、アーマチュア２３２の軸線Ｐに関して所定の傾斜角度で延びる。各チャンネル２１０は、中央ランド２８４の下流で凹所２７４の周壁２８０と交差し、すなわち、中央ランド２８４の下流で凹所２７４の周壁２８０内に開口している。それによって、チャンネル２１０は、アーマチュア２３２の使用時に、流体を第２面２７２と凹所２７４との間で流すことができる流体連通手段を形成する。
【００５２】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）で最も明瞭にわかるように、流体を凹所２７４とチャンネル２１０との間で流すことができるように、各チャンネル２１０が凹所２７４の壁２８０と出会う場所に面取り領域２７７は、設けられていない。更に、チャンネル２１０を通る流れ面積を増大するため、凹所２７４の端面２７５に凹み又は窪み２１２を設けることによって、各チャンネル２１０と凹所２７４との間の交差部が拡大してある。従って、各チャンネル２１０と凹所２７４との間の交差部は、ほぼ円形である。
【００５３】
本発明のこの第２実施例のチャンネル２１０は、本発明の第１実施例の傾斜通路１７８と同じ目的で役立ち、同じ利点を有する。
更に、第２実施例のチャンネル２１０の形状は、各チャンネル２１０の全体が、アーマチュア２３２の第２面２７２に対して軸線方向に開放するような形状を有するということに着目されたい。換言すると、軸線Ｐに沿ってアーマチュア２３２の第２面２７２を見たとき、各チャンネル２１０の全ての部分が見えるのである。同様に、各窪み２１２は、アーマチュア２３２の第１面２７０に対して開放している。従って、アーマチュア２３２の製造中、チャンネル２１０及び窪み２１２は、夫々、工具及びアーマチュア２３２をアーマチュア軸線Ｐと平行な方向に相対的に移動することによって形成できる。
【００５４】
従って、アーマチュア２３２は、金属の射出成形によって、傾斜チャンネルを形成するための引き込み可能なピンを必要とすることなく、容易に製造でき、又は、パンチ及びダイの軸線方向移動だけが行われるプレス及び焼結プロセスによって容易に製造できる。
【００５５】
図６は、本発明の第３実施例によるアーマチュア３３２を示す。このアーマチュア３３２は、図５に示す第２実施例のアーマチュアと同様である。第３実施例と第２実施例との間の僅かな相違を以下に説明する。
【００５６】
本発明のこの第３実施例では、三つのチャンネル３１０が、アーマチュア３３２の第２面２７２に設けられており、これによって、アーマチュア３３２の第２面２７２と第１面３７０の凹所３７４との間に流体連通手段が形成されている。更に、第１及び第２の面３７０、３７２間を流体連通できるように、６個の軸線方向ベント穴３６４が設けられている。
【００５７】
チャンネル３１０は、これらの軸線方向ベント穴３６４のうちの三つのベント穴と交差する。従って、これらのチャンネル３１０は、アーマチュア３３２の本体３６８内深くまで延ばすことができ、それによって、各チャンネル３１０と凹所３７４の周壁３８０との間の交差面積は、図４及び図５に示すアーマチュアにおけるよりも大きくできる。軸線方向ベント穴３６４の周囲から凹所の壁３８０まで延びる各チャンネル３１０のベース３１４は、アーマチュア３３２の軸線に関して所定の傾斜角度をなして延びている。
【００５８】
面取り領域３７７が、凹所３７４の端面３７５と周壁３８０との間に設けられているが、面取り領域３７７は、各チャンネル３１０と凹所３７４との間の交差領域には設けられておらず、これによって、流れ面積を増大している。しかしながら、チャンネル３１０が、アーマチュア３３２の第１面３７０に向かって更に延びているため、この実施例では、凹所３７４の端面３７５に窪みを設ける必要がない。
【００５９】
アーマチュアの凹所と第２面との間を流体連通するための任意の適当な手段が設けられていてもよいということは理解されよう。但し、このような流体連通手段が、アーマチュアの第１面と干渉せず、交差せず、又はこの面に沿って又はこの面内に延びていない限りにおいてである。このような手段の例としては、ドリル穴、ボア、通路、チャンネル、溝、切欠き（ノッチ）、導管、凹み、窪み、等が挙げられる。流体連通手段の形態は、アーマチュアについての好ましい製造方法に基づいて選択される。
【００６０】
アーマチュアには、任意の適当な数の流体連通手段を設けることができる。例えば、三個乃至七個の通路、チャンネル、又はこの他の同様の手段が、設けられていてもよい。同様に、任意の適当な数の軸線方向ベント穴が設けられていてもよい。通路の数を増やすことによって、有利には、アーマチュアを通る流体連通に利用できる全断面積が増大する。好ましくは、軸線方向ベント穴及び流体連通手段は、アーマチュアの周囲に均等に分配されているが、必ずしもこのようになっていなくてもよい。
【００６１】
流体連通手段は、本発明の第３実施例におけるように、一つ又はそれ以上の軸線方向ベント穴と交差していてもよく、又は変形例では、流体連通手段は軸線方向ベント穴とは別個に設けられていてもよい。流体連通手段を介してアーマチュアを通る適切な流体流れが得られるため、軸線方向ベント穴を省略してもよいと考えられる。
【００６２】
上文中に説明した本発明の実施例に対し、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、幾つかのこの他の変形及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６３】
２６ チューブ状磁極部材
３０ 磁極面
３４ アーマチュアチャンバ
４６ ばね
１００ 流体ポンプ
１２２ アクチュエータ
１３２ アーマチュア
１３６ 圧送プランジャー
１３８ 中央ボア
１４０ スリーブ
１４２ 上流端面
１５２ 端面
１６４ ベント穴
１６８ ディスク状本体
１７０ 第１面
１７２ 第２面
１７４ 円筒形凹所
１７５ 上流端面
１７６ アパーチャ
１７８ ベント通路
１８０ 周壁
１８２ 環状溝
１８６ プランジャーシャフト
１８８ 円筒形プランジャーへッド
１９０ 端プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドアクチュエータ用のアーマチュア（１３２；２３２；３３２）であって、
前記アーマチュアは、
前記アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所（１７４；２７４；３７４）を含む第１面（１７０；２７０；３７０）と、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）とは反対側の第２面（１７２；２７２；３７２）と、
前記アーマチュアの使用時に、前記凹所（１７４；２７４；３７４）と前記第２面（１７２；２７２；３７２）との間で前記アーマチュアを通る流体流路を提供する流体連通手段（１７８；２１０；３１０）とを備え、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）は、前記流体連通手段（１７８；２１０；３１０）と干渉しない、アーマチュア。
【請求項２】
請求項１に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記凹所（１７４；２７４；３７４）の周壁（１８０；２８０；３８０）と連通する、アーマチュア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアーマチュアにおいて、
前記アーマチュア（１３２；２３２；３３２）は、前記第１面（１７０；２７０；３７０）に対して垂直な中央軸線（Ｐ）を有し、
前記流体流路は、前記軸線（Ｐ）と平行な方向の第１成分と、前記軸線（Ｐ）に関して半径方向に延びる第２成分とを有する、アーマチュア。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体流路は、前記軸線（Ｐ）に関して傾斜している、アーマチュア。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記第２面（１７２）から前記凹所（１７４）まで延びる一つ又はそれ以上の通路（１７８）を含む、アーマチュア。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記アーマチュアの前記第２面（２７２；３７２）に設けられた、前記凹所（２７４；３７４）に開放した一つ又はそれ以上のチャンネル（２１０；３１０）を含む、アーマチュア。
【請求項７】
請求項６に記載のアーマチュアにおいて、
前記チャンネル（２１０；３１０）又はこれらのチャンネルの各々の深さは、前記凹所（２７４；３７４）に向かって増大する、アーマチュア。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のアーマチュアにおいて、
前記チャンネル（２１０；３１０）又はこれらのチャンネルの各々は、前記アーマチュア（２３２；３３２）の製造中、工具及び前記アーマチュア（２３２；３３２）を前記第１面（２７０；３７０）に対して垂直方向に相対的に移動することによって形成できる、アーマチュア。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、更に、前記凹所（２７４）内に開口した前記チャンネル又は各チャンネル（２１０）の開口部と隣接した、前記凹所（２７４）の端面（２７５）に設けられた窪み（２１２）を含む、アーマチュア。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、更に、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）と前記第２面（１７２；２７２；３７２）との間に流体流路を形成するベント手段（１６４；２６４；３６４）を含む、アーマチュア。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段（３１０）は、前記ベント手段（３６４）と交差する、アーマチュア。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、更に、
前記アーマチュアの使用時にプランジャー（１３６）を受け入れるためのアパーチャ（１７６；２７６；３７６）を含み、
前記アパーチャ（１７６；２７６；３７６）は、前記第２面（１７２；２７２；３７２）と前記凹所（１７４；２７４；３７４）との間を延びている、アーマチュア。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアーマチュア（１３２；２３２；３３２）を含むソレノイドアクチュエータにおいて、更に、
磁極面（３０）を持つ磁極部材（２６）を含み、
前記アーマチュアの前記第１面（１７０；２７０；３７０）は、前記磁極面（３０）と向き合う、ソレノイドアクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のソレノイドアクチュエータにおいて、更に、
押圧ばね（４６）を含み、
前記押圧ばね（４６）の第１端は、前記アーマチュア（１３２；２３２；３３２）の前記凹所（１７４；２７４；３７４）内に受け入れられる、ソレノイドアクチュエータ。
【請求項１５】
選択的触媒還元システム用の流体ポンプ（１００；２００）において、
請求項１３又は１４に記載のソレノイドアクチュエータ又は請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアを含む、流体ポンプ。
【請求項１】
ソレノイドアクチュエータ用のアーマチュア（１３２；２３２；３３２）であって、
前記アーマチュアは、
前記アーマチュアの使用時に押圧ばねを受け入れるのに適した凹所（１７４；２７４；３７４）を含む第１面（１７０；２７０；３７０）と、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）とは反対側の第２面（１７２；２７２；３７２）と、
前記アーマチュアの使用時に、前記凹所（１７４；２７４；３７４）と前記第２面（１７２；２７２；３７２）との間で前記アーマチュアを通る流体流路を提供する流体連通手段（１７８；２１０；３１０）とを備え、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）は、前記流体連通手段（１７８；２１０；３１０）と干渉しない、アーマチュア。
【請求項２】
請求項１に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記凹所（１７４；２７４；３７４）の周壁（１８０；２８０；３８０）と連通する、アーマチュア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアーマチュアにおいて、
前記アーマチュア（１３２；２３２；３３２）は、前記第１面（１７０；２７０；３７０）に対して垂直な中央軸線（Ｐ）を有し、
前記流体流路は、前記軸線（Ｐ）と平行な方向の第１成分と、前記軸線（Ｐ）に関して半径方向に延びる第２成分とを有する、アーマチュア。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体流路は、前記軸線（Ｐ）に関して傾斜している、アーマチュア。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記第２面（１７２）から前記凹所（１７４）まで延びる一つ又はそれ以上の通路（１７８）を含む、アーマチュア。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、前記アーマチュアの前記第２面（２７２；３７２）に設けられた、前記凹所（２７４；３７４）に開放した一つ又はそれ以上のチャンネル（２１０；３１０）を含む、アーマチュア。
【請求項７】
請求項６に記載のアーマチュアにおいて、
前記チャンネル（２１０；３１０）又はこれらのチャンネルの各々の深さは、前記凹所（２７４；３７４）に向かって増大する、アーマチュア。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のアーマチュアにおいて、
前記チャンネル（２１０；３１０）又はこれらのチャンネルの各々は、前記アーマチュア（２３２；３３２）の製造中、工具及び前記アーマチュア（２３２；３３２）を前記第１面（２７０；３７０）に対して垂直方向に相対的に移動することによって形成できる、アーマチュア。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段は、更に、前記凹所（２７４）内に開口した前記チャンネル又は各チャンネル（２１０）の開口部と隣接した、前記凹所（２７４）の端面（２７５）に設けられた窪み（２１２）を含む、アーマチュア。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、更に、
前記第１面（１７０；２７０；３７０）と前記第２面（１７２；２７２；３７２）との間に流体流路を形成するベント手段（１６４；２６４；３６４）を含む、アーマチュア。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアーマチュアにおいて、
前記流体連通手段（３１０）は、前記ベント手段（３６４）と交差する、アーマチュア。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアにおいて、更に、
前記アーマチュアの使用時にプランジャー（１３６）を受け入れるためのアパーチャ（１７６；２７６；３７６）を含み、
前記アパーチャ（１７６；２７６；３７６）は、前記第２面（１７２；２７２；３７２）と前記凹所（１７４；２７４；３７４）との間を延びている、アーマチュア。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアーマチュア（１３２；２３２；３３２）を含むソレノイドアクチュエータにおいて、更に、
磁極面（３０）を持つ磁極部材（２６）を含み、
前記アーマチュアの前記第１面（１７０；２７０；３７０）は、前記磁極面（３０）と向き合う、ソレノイドアクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のソレノイドアクチュエータにおいて、更に、
押圧ばね（４６）を含み、
前記押圧ばね（４６）の第１端は、前記アーマチュア（１３２；２３２；３３２）の前記凹所（１７４；２７４；３７４）内に受け入れられる、ソレノイドアクチュエータ。
【請求項１５】
選択的触媒還元システム用の流体ポンプ（１００；２００）において、
請求項１３又は１４に記載のソレノイドアクチュエータ又は請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のアーマチュアを含む、流体ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０６４５３（Ｐ２０１１−１０６４５３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２５３００２（Ｐ２０１０−２５３００２）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（５１０１１９８２１）デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス．アー．エール．エル． (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３００２（Ｐ２０１０−２５３００２）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（５１０１１９８２１）デルファイ・テクノロジーズ・ホールディング・エス．アー．エール．エル． (45)
【Ｆターム（参考）】
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