JP2000504387A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 既に、燃料フィルタを燃料入口接続部の流入側の端部内に差し込んで成る燃料噴射弁は公知である。しかしながら、燃料フィルタと該燃料フィルタを流過する燃料との相互作用に基づき燃料フィルタの膨張若しくは収縮が生じて、燃料フィルタと燃料入口接続部との間のシールが損なわれる。新規な燃料噴射弁においては燃料入口接続部（６０）の内側に、傾斜された側面区分（８０，８１）を備えた隆起部（６７）が一体成形されている。燃料フィルタ（６１）の保持区分（６２）が溝（６９）を有しており、溝が係止結合部の形成のために隆起部（６７）と協働するようになっている。この場合、溝（６９）は本発明に基づき、燃料フィルタ（６１）の溝（６９）を有する保持区分（６２）が隆起部（６７）の傾斜された側面区分（８０，８１）に密接に接触するように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射弁 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射弁から出発する。既に 米国特許出願公告第４９４６１０７号公報により公知の燃料噴射弁においては、 燃料フィルタが燃料噴射弁の流入側で燃料入口接続部に差し込まれている。この 場合、燃料入口接続部の流入側の端部の内側に設けられた突起部が燃料フィルタ の周壁に設けられた溝内に係合して、燃料フィルタを燃料入口接続部に固定して いる。燃料入口接続部が段付き孔を有しており、段付き孔の段部が差し込まれる 燃料フィルタのストッパを形成している。さらに、燃料入口接続部の流入側の端 部が半径方向に突出する保持つば(Haltekragen)を有しており、保持つばが燃料 入口接続部の流入側の端面に当接する。これによって、燃料フィルタが燃料入口 接続部内に過度に深く進入することが避けられる。この公知の燃料噴射弁には複 数の欠点がある。燃料入口接続部に設けられた段付き孔並びに燃料フィルタの溝 内に係止する突起部は、切削加工によって形成され、従って、燃料フィルタの受 容の燃料入口接続部を形成するために少なくない製造費用がかかる。さらに燃料 フィルタへの保持つばの形成 は、プラスチック・射出成形による燃料フィルタの製造のための比較的複雑な射 出成形型を必要とする。 特に欠点として、燃料入口接続部と燃料フィルタとの間に十分に申し分のない シールが得られない。燃料フィルタと燃料入口接続部の流入側の端部との間のシ ールは特に、燃料フィルタのプラスチック材料がろ過すべき燃料との化学的若し くは物理学的な相互作用(Wechselwirkung)に基づき膨れ上がる(aufquellen)若し くは収縮する場合に損なわれ、これによって、燃料入口接続部と燃料フィルタと の間の嵌合が著しく損なわれる。 燃料入口接続部の流入側の端部内に差し込まれた燃料フィルタを備える別の燃 料噴射弁がドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２５８４２号明細書及び米国特 許出願公告第５３５６０７９号公報により公知である。公知のこの燃料噴射弁は 米国特許出願公告第４９４６１０７号公報により公知の燃料噴射弁に対して、燃 料入口接続部と燃料フィルタとの間の係止結合部が燃料入口接続部の内側ではな く、外側に設けられていることによって異なっている。この場合にも欠点として 、燃料入口接続部に設けられる係止エレメントが切削加工によって形成されねば ならず、燃料フィルタが保持つばに基づき比較的煩雑に構成され、燃料フィルタ のプラスチック材料の膨れ特性若しくは収縮特性に基づき燃料フィルタと燃料入 口接続部との間のシールが 不十分である。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４００３２２８号公報により公知の燃料噴射 弁においては、燃料フィルタが燃料入口接続部内に押し込まれている。燃料フィ ルタは周囲に例えば黄銅リング(Messingring)を備えており、黄銅リングが燃料 フィルタの押し込みに際して燃料入口接続部の壁と一緒にユニットを形成してい る。黄銅リングを備えた燃料フィルタの押し込みに際して、摩滅及び削りくずの 発生するおそれがあり、削りくずが燃料噴射弁内の汚れを生ぜしめる。さらに燃 料フィルタの黄銅リングと燃料入口接続部との間のシールも燃料入口接続部を別 の金属から形成している場合には不十分であり、燃料入口接続部を形成する別の 金属は燃料フィルタの取り付けリングの黄銅と異なる熱膨張係数を有しており、 従って、機関熱による燃料噴射弁の加熱に基づき、シールされない間隙の形成さ れるおそれがある。別の欠点として、燃料入口接続部内への燃料フィルタの黄銅 リングの押し込みに際して生ぜしめられる比較的大きなプレス力に基づき、燃料 入口接続部から燃料フィルタを再び外すことは実質的に不可能である。 発明の利点 本発明に基づく請求項１に記載の特徴を有する燃料噴射弁においては利点とし て、燃料フィルタ及び燃料入口接続部が特に少ないコスト及び材料で製造される 。 特に利点として、燃料フィルタと燃料入口接続部との間のシールは、燃料フィ ルタが燃料フィルタを通って流れる燃料との化学的若しくは物理学的な相互作用 に基づき収縮若しくは膨れ上がる場合でも確実に保証される。このことは、燃料 フィルタの保持区分に設けられた溝及び、燃料入口接続部の、前記溝内に係止す る隆起部の特別な形状によって達成される。この場合、隆起部は傾斜された少な くとも１つ、通常は２つの側面区分を有しており、燃料入口接続部の開口横断面 が傾斜された側面区分の領域で連続的に狭くなって若しくは拡大している。溝を 有する保持区分と燃料入口接続部の隆起部との間のシール作用は、有利にはプラ スチック材料から製造された保持区分が膨れ上がる若しくは収縮する場合にも維 持される。保持区分の膨張及び収縮に基づき、保持区分の接触点が隆起部の側面 区分内でのみ移動し、シール作用が中断されることはない。従って、燃料フィル タと燃料入口接続部との間で燃料フィルタを迂回する燃料流れが確実に防止され 、その結果、ろ過されない燃料が燃料噴射弁内に達することなない。 従属項に記載した構成によって、請求項１に記載の燃料噴射弁の有利な改善が 可能である。 別の利点として、隆起部が切粉のでない製造方法によって燃料入口接続部に形 成される。隆起部は例えば ロールによって燃料入口接続部内に押し込み成形されてよい。燃料フィルタの受 容のために燃料入口接続部を例えば旋削によって切削加工する必要がない。燃料 フィルタは完全にプラスチックから成っていてよく、例えばプラスチック射出成 形によって製造される。金属部分の取り付けが不必要である。燃料入口接続部の 隆起部と協働する溝が、燃料フィルタの製造時に一緒に形成され、付加的な加工 段階が不必要である。これによって製造コストが著しく削減される。 図面 本発明の実施例を図面に概略的に示して、以下に詳細に述べる。 図１は、本発明に基づく燃料フィルタを備える燃料噴射弁の縦断面図、図２は 図１の、燃料フィルタの領域の拡大図、図３は図２の燃料フィルタと燃料入口接 続部との間の係止結合部(Rastverbindung)の領域の拡大図、図４、図５及び図６ は燃料フィルタと燃料入口接続部との間の係止結合部のそれぞれ異なる実施例を 示す図である。 実施例の説明 混合気圧縮外部点火式の内燃機関の燃料噴射装置のための噴射弁の形の図１に 示す電磁式に操作可能な弁は、マグネットコイル１によって取り囲まれた管状の コア２を有している。半径方向で段付けされたコイル本体３がマグネットコイル １の巻体を受容していて、 コア２と結合してマグネットコイル１の領域の噴射弁の特にコンパクトな構造を 可能にしている。 コア２の下側のコア端部９に弁縦軸線１０に対して同軸的に金属製の管状の中 間部分１２が、例えば溶接によって密接に結合されて、コア端部９を部分的に軸 線方向で取り囲んでいる。段付けされたコイル本体３は部分的にコア２を被って いて、かつ直径の大きな段部１５で以て中間部分１２を軸線方向で少なくとも部 分的に被っている。コイル本体３及び中間部分１２の下流側に管状の弁座支持体 １６を延在させてあり、弁支持体が実施例では中間部分１２に堅く結合されてい る。弁座支持体１６内を縦孔１７が延びており、該縦孔は弁縦軸線１０に対して 同軸的に形成されている。縦孔１７内に例えば管状の弁ニードル１９を配置して あり、ニードルが下流側の端部２０で球状の弁閉鎖体２１に、例えば溶接によっ て結合されており、弁閉鎖体の周囲には燃料の流過のための例えば５つの面取り 部２２が設けられている。 噴射弁の操作は公知の形式で電磁的に行われる。弁ニードル１９の軸線方向の 運動、ひいては噴射弁の、戻しばね２５の力に抗した開放、若しくは閉鎖のため に、電磁回路を用いてあり、電磁回路がマグネットコイル１、コア２及び可動子 ２７を備えている。可動子２７は弁ニードル１９の、弁閉鎖体２１と逆の側の端 部に第１の溶接継ぎ目２８によって結合されていて、 かつコア２に整列されている。弁座支持体１６の、コア２と逆の側の下流に位置 する端部の縦孔１７内に、不動の弁座を有する円筒形の弁座体２９が溶接によっ て密接に組み込まれている。 弁縦軸線１０に沿った弁ニードル１９及び可動子２７の軸線方向運動中の弁閉 鎖体２１の案内のために、弁座体２９の案内開口３２が役立っている。球形の弁 閉鎖体２１が弁座体２９の流れ方向で円錐台状に先細の弁座と協働する。弁座体 ２９の周囲は弁座支持体１６の縦孔１７よりもわずかに小さい直径を有している 。弁座体２９が弁閉鎖体２１と逆の側の端面で、例えば鉢状(topffoermig)に形 成された噴射孔プレート３４に同軸的にかつ実施例では例えばレーザを用いて形 成された環状の密接な第２の溶接継ぎ目３７によって堅く結合されている。 噴射孔プレート３４は、弁座体２９に取り付けられる底部３８の他に、下流に 延びる環状の保持縁部４０を有しており、底部には浸食若しくは打ち抜きによっ て形成された１つ若しくは複数、実施例では４つの噴射孔３９が設けられている 。保持縁部４０は下流に向かって外側へ円錐形に曲げられていて、従って、弁座 支持体１６の縦孔１７によって規定された内側の壁に接触しており、この場合、 半径方向の圧着が生じている。噴射孔３９の外側での、内燃機関の吸込導管内へ の燃料の直接的な流過は、噴射孔３４と弁座支持体１ ６との間の第３の溶接継ぎ目４１によって避けられる。弁座支持体１６の、コア ２と逆の側の下流に位置する端部の周囲に保護キャップ４３が配置されていて、 例えば係止によって弁座支持体１６に結合されている。 噴射孔プレート３４を備えた弁座体２９の押し込み深さが弁ニードル１９の行 程の位置を規定している。マグネットコイル１の非励磁の際の弁ニードル１９の 一方の終端位置は、弁閉鎖体２１と弁座体２９の弁座との当接によって規定され ているのに対して、マグネットコイル１の励磁の際の弁ニードル１９の他方の終 端位置は可動子２７とコア端部９との当接によって規定されている。 マグネットコイル１は、例えば湾曲部材として形成され強磁性のエレメントと して用いられる少なくとも１つの導体エレメントによって取り囲まれており、導 体エレメントはマグネットコイル１を周方向で少なくとも部分的に取り囲んでい て、一方の端部でコア２に、かつ他方の端部で弁座支持体１６に接触して、例え ば溶接、ろう付け若しくは接着によって結合可能である。 コア２の弁縦軸線１０に対して同軸的に延びる流れ孔４６内に押し込まれた調 節スリーブ４８は、例えば丸められたばね鋼薄板から形成されていて、調節スリ ーブ４８に接触する戻しばね２５のばね予負荷(Feder vorspannung)の調節のために用いられ、戻しばねは相対する側で弁ニードル１９ に支えられている。 噴射弁はほぼプラスチック射出成形部５０によって包囲されており、プラスチ ック射出成形部はコア２から出発して軸線方向でマグネットコイル１及び少なく とも１つの導体エレメントを介して弁座保持体１６まで延びており、この場合、 少なくとも１つの導体エレメント４５が軸線方向及び周方向で完全に被われてい る。プラスチック射出成形部５０に所属して例えば、一緒に射出成形された電気 的な接続プラグ５２が設けられている。プラスチック射出成形部５０の上側の端 面５４が上側のシールリング５８の支持面を形成している。 コア２は流入側の端部に燃料入口接続部６０を形成している。本発明に基づく 燃料フィルタ６１は、図２に拡大して示してあるように、燃料入口接続部６０内 に差し込まれていて、大きさに基づき燃料噴射弁内で閉塞及び損傷の原因になる 燃料成分をろ過する。プラスチック材料から例えばプラスチック・射出成形によ って製造された燃料フィルタ６１は環状の保持区分６２を有している。環状の保 持区分６２は下流側の段部６３で終わっている。保持区分６２に、互いに１２０ ゜ずらして燃料フィルタ６１に配置されて軸線方向に延びる実施例では３つのウ エブ６４を一体成形してあり、ウエブが燃料フィルタ６１の下流側の端部でフィ ルタ底部６５を介して互いに結合されている。燃料フィルタ６１を通って流れる 燃料のろ過に用いられるフィルタエレメント６６が、保持区分６２、ウエブ６４ 、フィルタ底部６５によって取り囲まれていて、公知の形式で例えばポリアミド クロス(Polyamidgewebe)から成っており、ポリアミドクロスが製造に際して燃料 フィルタ６１に一体的に射出成形される。 燃料入口接続部６０が本発明に基づき内側へ湾曲させられた有利には環状の隆 起部(Wulst)６７を有している。隆起部６７は有利には非切削加工によって形成 されており、それというのは非切削加工は特に経済的であるからである。隆起部 ６７は例えば、燃料入口接続部６０がレール状の雄型(Stempel)上を転動され、 従って隆起部６７が内側へ押し込まれ、同時に外側に溝６８が形成されることに よって成形されてよい。これによって利点として、プラスチック射出成形部５０ を後から射出成形する際に、プラスチック射出成形部５０が溝６８に基づき燃料 入口接続部６０の領域に良好に付着する。 保持区分６２が隆起部６７と協働する溝６９を備えており、溝が有利には燃料 フィルタ６１の保持区分６２に環状に形成されている。溝６９はプラスチック射 出成形による燃料フィルタ６１の製造に際して一緒に形成されていてよく、従っ て別個の製造段階が不要である。燃料入口接続部６０内への燃料フィルタ６１の 押し込み若しくは圧入に際して、段部６３の下流側の先細に形成された区分が容 易に隆起部６７を通って移動させられ、段部６３が隆起部６７に接触する。溝６ ９と段部６３との間の係止突起７０の弾性的な変形及び場合によっては隆起部６ ７の付加的な変形によって、隆起部６７が溝６９内に係合する。保持区分６２の 溝６９の上流側の区分７１が係止突起７０に比べて著しく長くかつ内実に形成さ れているので、圧入ラムによって燃料フィルタ６１の流入側の端面に作用するプ レス力の制限に基づき、燃料フィルタ６１が隆起部６７上を滑り越えて移動し、 流れ孔４６内へ規定よりも深く進入してしまうことは避けられる。 図３を用いて、隆起部６７及び溝６９の本発明に基づく構成及び作用を詳細に 述べる。 隆起部６７は図３に示す実施例では波形(wellenfoermig)に形成されていて、 傾斜された上流側の側面区分(Flankenbereich)８０及び傾斜された下流側の側面 区分８１を有している。傾斜された上流側の側面区分８０で、燃料入口接続部６ ０の開口横断面(Oeffnungsquerschnitt)が燃料の流れ方向で連続的に狭まってい るのに対して、傾斜された下流側の側面区分８１内では燃料入口接続部６０の開 口横断面は連続的に拡大している。溝６９は保持区分６２内に、保持区分６２が 理想的には線状のリング状に循環する２つの接触箇所８２，８３で隆起部６７の 側面区分８０，８１に接触す るように形成されている。接触箇所８２，８３間、並びに接触箇所８２の上流側 及び接触箇所８３の下流側で、溝６９及び隆起部６７の特別な構造に基づき間隙 が生じており、間隙がこれらの領域で燃料フィルタ６１の保持区分６２と燃料入 口接続部６０との直接的な接触を防止している。間隙は、接触箇所８２，８３の 第１の間隙区分８４ａ、接触箇所８２の上流側の第２の間隙区分８４ｂ及び接触 箇所８３の下流側の第３の間隙区分８４ｃから成っている。保持区分６２及び／ 又は燃料入口接続部６０の弾性的なわずかな変形によって生じる圧着力に基づき 、シールが形成され、シールは燃料が間隙区分８４ａ，８４ｂ，８４ｃを通って フィルタエレメント６６を迂回して燃料フィルタ６１の保持区分６２の外側をろ 過されずに通過することを阻止する。 隆起部６７及び溝６９の本発明に基づく前述の構成において利点として、燃料 フィルタ６１の保持区分６２と燃料入口接続部６０との間の密接な閉鎖は、燃料 フィルタ６１、特に保持区分６２のプラスチック材料がろ過すべき燃料との化学 的若しくは物理的な相互作用に基づき（例えば膨れ上がりにより）膨張若しくは 収縮した場合にも維持される。保持区分６２が燃料噴射弁の運転中に膨張すると 、接触箇所８２，８３が外側へ移動させられ、このことは図３に半径方向に作用 する力対ＡＡ(Kraeftepaar AA)によって示してある。 この場合、間隙区分８４ａが延長され、かつ間隙区分８４ｂ，８４ｃが相応に短 くなる。接触箇所８２，８３が傾斜された側面区分８０，８１に接触しているの で、保持区分６２の膨張、ひいては接触箇所８２，８３の移動に際しても、保持 区分６２と燃料入口接続部６０との間の密接な閉鎖が維持される。 類似の形式で保持区分６２と燃料入口接続部６０との間の密接な閉鎖は、保持 区分６２が燃料噴射弁の運転中に燃料との相互作用に基づき収縮する場合にも維 持される。この場合、図３に軸線方向の力対ＢＢ(Kraeftepaar BB)によって示す 軸線方向の力成分が隆起部６７に作用して、接触箇所８２，８３が互いに接近し 、その結果、間隙区分８４ａが短くなり、間隙区分８４ｂ，８４ｃが相応に延長 される。溝６９及び隆起部６７の輪郭が保持区分６２の別の膨張若しくは収縮区 分で常に、共通の２つの接触箇所８２，８３に接触している。図３に示す実施例 では前述の機能は、波形に曲げられた隆起部６７の横断面輪郭(Querschnittskon tur)が頂部で、同じく波形に形成された溝６９の横断面輪郭の頂部の曲率半径Ｒ ２よりも大きな曲率半径Ｒ１を有していることによって達成される。 本発明に基づく機能は、隆起部６７の横断面輪郭若しくは溝６９の横断面輪郭 の別の構成によっても同じように達成される。選択的な実施例が図４乃至図６に 示してある。図４乃至図６の実施例において、既に述 べたエレメントには同じ符号が付けてあり、これに関する説明は省略してある。 図４に示す実施例は、図１乃至図３に述べた実施例に対して、溝６９の横断面 輪郭が方形に形成されていることによって異なっている。この実施例においても 、保持区分６２が環状の２つの接触箇所８２，８３で隆起部６７の傾斜された側 面８０，８１に接触している。接触箇所８２，８３でのシール作用は、この実施 例においても同じく、燃料フィルタ６１、特に燃料フィルタの保持区分６２が燃 料との相互作用に基づき膨張若しくは収縮させられるかに無関係に維持される。 溝６９の深さａと幅ｂとの比は、軸線方向及び半径方向の膨張若しくは収縮の、 燃料フィルタ６１のために用いられたプラスチックの材料特性に関連した比に適 合させられてよい。同じことが図１乃至図３に示す実施例の半径Ｒ１，Ｒ２の比 にも当てはまる。 図５に示す実施例においては、溝６９の横断面輪郭が台形に形成されている。 この実施例においても、燃料弁６１の保持区分６２が環状の接触箇所８２，８３ に接触している。溝６９の深さａと幅ｂとの比は、この実施例でも材料特性に適 合させられていてよい。 図６に示す実施例では、隆起部６７の横断面輪郭がほぼ台形に、必ずしも必要 ではないものの、有利には台形の角隅を面取りして形成されている。この実施例 でも隆起部６７は、傾斜された上流側の側面区分８０ （この側面区分内で燃料入口接続部６０の開口横断面が燃料の流れ方向に連続的 に狭まっている）及び傾斜された下流側の側面区分８１（この側面区分内で燃料 入口接続部６０の開口横断面が燃料の流れ方向に連続的に拡大している）を有し ている。溝６９の長さは、保持区分６２が接触箇所８２，８３で隆起部６７の傾 斜された側面区分８０，８１に密接に接触するように規定されている。 もちろん、隆起部６７及び溝６９に関連する図示の実施例が互いに任意に組み 合わされてよい。例えば、隆起部６７及び／又は溝６９の横断面輪郭を部分円形 (teilkreisfoermig)、特に半円形に形成することも考えられる。別の種々の幾何 学形状も可能で、場合によっては隆起部６７及び溝６９を形成するために使用さ れる製造方法に応じて有利である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置のための噴射弁であって、燃料入 口接続部及び該燃料入口接続部内に係止して装着可能な燃料フィルタを備えてお り、燃料入口接続部の内側に設けられた隆起部が燃料フィルタの保持区分に設け られた溝内に係止されている形式のものにおいて、隆起部（６７）が傾斜された 少なくとも１つの側面区分（８０，８１）を有しており、側面区分で燃料入口接 続部（６０）の開口横断面が連続的に狭まり若しくは拡大しており、溝（６９） が燃料フィルタ（６１）の溝（６９）を有する保持区分（６２）を、隆起部（６ ７）の傾斜された側面区分（８０，８１）に密接に接触させるように形成されて いることを特徴とする燃料噴射弁。 ２．隆起部（６７）が傾斜された上流側の側面区分（８０）及び傾斜された下流 側の側面区分（８１）を有しており、上流側の側面区分で燃料入口接続部（６０ ）の開口横断面が燃料の流れ方向で連続的に狭まっており、下流側の側面区分で 燃料入口接続部（６０）の開口横断面が燃料の流れ方向で連続的に拡大している 請求項１記載の燃料噴射弁。 ３．燃料フィルタ（６１）の保持区分（６２）と燃料入口接続部（６０）との間 で、傾斜された側面区分（８０，８１）の接触箇所（８２，８３）の外側に間隙 （８４ａ，８４ｂ，８４ｃ）を形成してあり、間隙が 保持区分（６２）の半径方向の膨張を補償するようになっている請求項２記載の 燃料噴射弁。 ４．隆起部（６７）の横断面輪郭が波形若しくは部分円状に曲げられていて、第 １の曲率半径（Ｒ１）で湾曲されている請求項１から３のいずれか１項記載の燃 料噴射弁。 ５．溝（６９）の横断面輪郭が波形若しくは部分円形に曲げられていて、第２の 曲率半径（Ｒ２）で湾曲されている請求項１から４のいずれか１項記載の燃料噴 射弁。 ６．第２の曲率半径（Ｒ２）が第１の曲率半径（Ｒ１）よりも小さくなっている 請求項４及び５記載の燃料噴射弁。 ７．溝（６９）の横断面輪郭が方形若しくは台形に形成されている請求項１から ４のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 ８．隆起部（６７）の横断面輪郭が、特に角隅の面取りされた台形に形成されて いる請求項１から３のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 ９．隆起部（６７）が燃料入口接続部（６０）の内側に及び／又は溝（６９）が 燃料フィルタ（６１）の保持区分（６２）の外側に形成されている請求項１から ８のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 １０．燃料入口接続部（６０）が金属から成っており、隆起部（６７）が非切削 の製造方法によって、特に 転造加工若しくは押しつぶし加工によって形成されている請求項１から９のいず れか１項記載の燃料噴射弁。 １１．少なくとも燃料フィルタ（６１）の保持区分（６２）がプラスチック材料 から成っている請求項１から１０のいずれか１項記載の燃料噴射弁。