JP2001507097A - 組合わされた弁座体と噴射穴あき円板を備えた弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、弁座体（１４）に形成されていてシール座を形成するために作動可能な弁閉鎖体（８）と協働する弁座面（１７）並びに、少なくとも１つの噴出オリフィス（１８）を有する噴射穴あき円板（１５）を備えた形式の弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁に関する。本発明の構成によれば、弁座体（１４）と噴射穴あき円板（１５）が、１つの変形可能な面状の工作物（１６）から一体的に構成されている。該工作物（１６）は弁座面（１７）の領域で、弁（１）の閉弁状態において不作動の弁閉鎖体（８）に液密に当接し、かつ前記弁座面（１７）の下流側領域に、少なくとも１つの噴出オリフィス（１８）を有する噴射穴あき円板（１５）を形成するように、ポット状に成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】 組合わされた弁座体と噴射穴あき円板を備えた弁 背景技術 本発明は、請求項１に記載したように弁座体に形成されていてシール座を形成 するために作動可能な弁閉鎖体と協働する弁座面と、少なくとも１つの噴出オリ フィスを有する噴射穴あき円板とを備えた形式の弁、特に内燃機関の燃料噴射装 置用の燃料噴射弁に関する。弁座体を切削製作法によって製作した燃料噴射弁は 、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２２１１８５号明細書に基づいてすでに公 知である。該弁座体は弁座域において切削前加工の後に、球状に形成された弁閉 鎖体と協働してシール機能のために必要な精度を得るために、引き続いて精密加 工を施されねばならない。弁座体には、別個に製作された噴射穴あき円板が、溶 接によって液密に接合されている。溶接シームは、熱作用を受けて不都合に変形 するという欠点を有している。弁座体と噴射穴あき円板とから複合される公知の ２部分コンビネーション方式は、弁座体及び噴射穴あき円板の製作時にも、燃料 噴射弁の弁座支持体に前記両部分を組付ける場合にも共に比較的高い製作経費を 必要とする。比較的高い加工経費と比較的高い材料費は全体として比較的高い製 作コストを生ぜしめる。 発明の利点 前記背景技術に対比して、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する本発 明の弁は、弁座体と噴射穴あき円板が１つの複合部材に一体化されており、しか も該複合部材が、１つの変形可能な面状工作物、例えば薄肉板金部分から、深絞 り法によって材料を節減して簡便に製作できるという利点を有している。これに 基づき特に大量生産において顕著な経費節減が得られることになる。弁座体と噴 射穴あき円板とを一体的な薄肉板金から構成することは、加工が容易に可能であ り、かつ弁座体と噴射穴あき円板とから成る複合体の重量が僅かになるばかりで なく、所要材料量も僅少になる。その上にシール特性も改善される。 請求項２以降に記載した手段によって、請求項１に記載した弁の有利な構成と 改良が可能になる。 弁座面の上流側に、殊に多面体状の案内区分を設けて、弁閉鎖体の開弁運動及 び閉弁運動時に該弁閉鎖体を軸方向にガイドするようにするのが有利である。案 内区分を単面体状に構成したことによって、弁を通流する媒体を、シールする弁 座面まで妨げなく流入させることが保証されている。 また弁座面と噴射穴あき円板の形成されている変形可能な面状工作物を、前記 案内区分の下流側に屈曲して、前記変形可能な面状工作物の固定区分を、該工作 物の円環状端部の方へ向かって流動方向に延在させる ようにするのが有利である。この構成によって得られる第１の利点は、例えば溶 接シームを設けることによって弁座支持体に該工作物を固定するために、該工作 物の円環状端部に容易にアプローチできることである。また前記構成によって得 られる第２の利点は、弁の開弁ストロークを調整するために弁座支持体内で該工 作物を、弁座支持体内にロックさせることなしに、噴出側から係合するシフト工 具によってシフト可能であることである。工作物を弁座支持体に固定した後に、 弁座の位置、ひいては弁ストロークもしくは弁の最大通流量も前記シフト工具に よって容易に変化することができる。この場合工作物は、弁座から離隔した域を 僅かに塑性変形されるにすぎない。 その場合、シフト工具は、ストローク調整のためのシフト動作時に弁座面の変 形又は噴射穴あき円板を形成する区分の変形を避けるために、工作物の固定区分 及び／又は方向変換区分にだけ係合するように、工作物の形状に適合されている のが有利である。 図面 第１図は本発明の１実施例として示した燃料噴射弁部分の概略的な縦断面図で ある。 第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ断面線に沿った横断面図である。 第３図は弁ストロークを調整するためのシフト工具と一緒に別の実施例として 示した弁部分の概略的な縦 断面図である。 第４図は弁ストロークを調整するためのシフト工具と一緒に更に別の実施例と して示した弁部分の概略的な縦断面図である。 実施例の説明 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 第１図には、混合気圧縮型火花点火式内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁 として構成された弁が概略的に部分縦断面図で例示されている。但し本発明は、 燃料噴射弁で使用されるばかりでなく、液相又は気相の媒体用の別種の弁におい ても使用可能である。 燃料噴射弁１は、部分的にプラスチック外装射出成形体２によって包囲された 管状の弁座支持体３を有している。該弁座支持体３内には、弁縦軸線４に対して 同心的に縦孔５が形成されている。該縦孔５内には、本実施例では管状の弁ニー ドル６が配置されており、該弁ニードルはその下流側端部７で、本実施例では球 状に形成された弁閉鎖体８に、例えば溶接シーム９に沿った溶接によって接合さ れている。例えば弁ニードル６の内部を通って流入する燃料は、複数の側方開口 １０を介して縦孔５内へ支障なく移流して弁閉鎖体８へ向かって流動することが できる。 燃料噴射弁１の作動は公知のように例えば電磁式に行なわれる。弁ニードル６ を軸方向に運動させ、ひいては、図示を省いた戻しばねのばね力に抗して開弁さ せるために、電磁コイル１１、可動磁極子１２及び前記電磁コイル１１によって 包囲されたコア１３を有する略示した電磁回路が使用される。可動磁極子１２は 、弁閉鎖体８から離反した方の弁ニードル６の端部と結合されており、かつコア １３に軸整合されている。 弁閉鎖体８は、シール座を形成するために、弁座体１４に形成された弁座面１ ７と協働する。噴射穴あき円板１５には、弁を通流する媒体（つまり本実施例で は燃料）を噴出するための複数の噴出オリフィス１８が形成されている。本発明 によれば弁座体１４と噴射穴あき円板１５は１つの変形可能な面状の工作物１６ に一体成形されている。一体的な面状の工作物１６とは、殊に有利には、深絞り 加工によって第１図に示したポット状の形状に成形される薄肉板金部分である。 弁座体１４の領域では工作物１６は截頭円錐形状に成形されているので、球形の 弁閉鎖体８は、１本の円環状の接触ラインに沿って弁座面１７に液密に接触する 。弁閉鎖体８と弁座面１７との間の密閉を改善するために、工作物１６に深絞り を施した後に、適当な後加工法、例えば研磨加工によって弁座面１７には後加工 が施されるので、所要の形状精度が得られる。 噴射穴あき円板１５を形成する工作物１６の区分は、弁座体１４を形成する工 作物１６の区分の下流側に位置している。工作物１６は、噴射穴あき円板１５の 領域において流動方向に僧帽（球欠体）状に隆起され ているので、殊に有利には複数の、例えば４つの噴出オリフィスは、弁縦軸線４ に対して外向きに斜向している。これに基づいて、本発明によって構成された燃 料噴射弁１の噴出特性が改善される。噴射穴あき円板１５を形成する工作物１６ の区分の僧帽状隆起に基づいて同時にまた、噴出オリフィス１８の領域では工作 物１６を球形の弁閉鎖体８に当接させないようにすることが達成される。 弁座体１４を形成する工作物１６の区分の上流側には案内区分１９が設けられ ている。案内区分１９における工作物１６の幾何学的形状を一層良く判るように するために第２図では、第１図のＩＩ−ＩＩ断面線に沿った横断面図が示されて いる。球形の弁閉鎖体８が工作物１６の案内区分１９内に嵌込まれているのが判 る。工作物１６は案内区分１９では多面体状に形成されておりかつ複数の案内面 ２０を有しており、該案内面は、丸く面取りの施された複数の角部２１と相俟っ て１つの多面体を形成する。該多面体は例えば５つの角部２１と５つの案内面２ ０を有することができる。案内面２０は弁閉鎖体８をガイドするために接触点２ ２で弁閉鎖体８に接している。従って接触点２２間には通流口２３が生じ、該通 流口は、弁を通流する媒体（本実施例では燃料）を弁座面１７まで支障なく通流 させることができる。 第１図から判るように案内区分１９の上流側では、 変形可能な面状の工作物１６が方向変換区分２４において、本実施例では１８０ °曲げられているので、方向変換区分２４に続く半径方向外寄りの固定区分２５ は、工作物１６の円環状端部２６へ向かって、燃料噴射弁１を通流する媒体の流 動方向に対して平行に延在している。第１図に図示した実施例では、固定区分２ ５はその軸方向全長にわたって、弁座支持体３の縦孔５の内周壁に接しており、 かつ円環状端部２６に沿って殊に溶接シーム２７によって、弁座支持体３に係合 式に封止結合されている。工作物１６と弁座支持体３との間の封止結合によって 、燃料噴射弁１を通流する媒体は、弁座支持体３と工作物１６との間のシール座 を迂回して流過するのを確実に防止されている。 工作物１６の円環状端部２６は噴出オリフィス１８の下流側に位置しているの で、溶接シーム２７を設けるための円環状端部２６へのアプローチが保証されて いる。弁座支持体３に固定区分２５を大きな面積にわたって接触させたことによ って、溶接動作時に弁座支持体３に発生する加熱の熱導出が可能になるので、工 作物１６の案内区分１９、弁座体１４を形成する区分及び噴射穴あき円板１５を 形成する区分の過熱が回避される。これに基づいて、工作物１６と弁座支持体３ との溶接中における前記工作物区分の変形が防止される。 噴出オリフィス１８は、公知のように打抜き、穿孔 、レーザー穿孔、腐食又は別の適当な製作法によって工作物１６内に穿設される 。その場合、噴出オリフィス１８は、工作物１６の、未だ変形加工の施されてい ない薄肉板金素材に穿設されるか、或いは後の時点において既に変形加工の施さ れた工作物１６に形成される。 第３図及び第４図には、別の実施例による燃料噴射弁１の部分的な縦断面図が 示されており、この場合固定区分２５及び弁座支持体３は夫々、第１図に示した かつ既に説明した実施例に対して変化されている。 第３図に示した実施例では、弁座支持体３内に設けた縦孔５の直径は、第１図 に示した実施例に対比して大きく構成されている。工作物１６の固定区分２５は ３つの区域に分節されている。すなわち：流動方向で方向変換区分２４に接続す る第１の軸方向区域２５ａと、円環状端部２６に隣接していて縦孔５の内周壁に 接している第２の軸方向区域２５ｃと、前記第１及び第２の軸方向区域２５ａと ２５ｃを半径方向成分によって結合する半径方向区域２５ｂである。本実施例で も工作物１６の円環状端部２６は、封止する円環状の溶接シーム２７を介して弁 座支持体３と溶接されている。 第１図に示した実施例に対比して本実施例の第１の利点は、溶接シーム２７と 案内区分１９並びに、弁座体１４及び噴射穴あき円板１５を形成する区分との距 離が半径方向区域２５ｂによって延長されており、これに基づいて溶接シームの 形成中に前記の区域の熱変形が防止されることである。 更に第３図に示した工作物１６の幾何学的成形によって付加的に得られる顕著 な利点は、本発明の燃料噴射弁１のストローク調整に使用されるシフト工具４０ が、固定区分２５の半径方向区域２５ｂに妨げなく係合できることである。その 場合弁座支持体３の縦孔５内における工作物１６の押込み深さが、弁ニードル６ のストローク前調整を決定する。それというのは電磁コイル１１の消磁時におけ る弁ニードル６の一方の終端位置は、弁座面１７への弁閉鎖体８の当接によって 確定されているからである。電磁コイル１１の励磁時における弁ニードル６の他 方の終端位置は、例えばコア１３への可動磁極子１２の当接によって確定されて いる。前記の両終端位置間の行程が弁ストロークに他ならない。 前記シフト工具４０はベル形に形成されているので、弁座体１４及び噴射穴あ き円板１５を形成する工作物１６の区域は、シフト工具４０が半径方向区域２５ ｂに係合する場合に該シフト工具４０のベル形凹設部４１内へ潜入する。これに よって弁座支持体３の縦孔５内における工作物１６の、ストローク調整のための 軸方向シフト中に、案内区分１９並びに、弁座体１４と噴射穴あき円板１５を形 成する区域を変形させる不 都合が避けられる。第２の軸方向区域２５ｃは、縦孔５の内径に対比して、僅か に大きな直径を有しているので、第２の軸方向区域２５ｃは縦孔５の内周壁に弾 性的に圧着して工作物１６を縦孔５内に固定的に係止する。 第４図に示した実施例が、第３図に示した実施例に対して相違している点は、 工作物１６の固定区分２５の第１の軸方向区域２５ａがより長く、かつ半径方向 区域２５ｂ及び第２の軸方向区域２５ｃがより短く構成されていることである。 弁座支持体３の縦孔５は、弁座支持体３の噴出側端部で段付き孔として形成され ており、かつ噴出側で基準孔径部５ａに接続する拡径段孔部５ｂを有している。 第２の軸方向区域２５ｃが拡径段孔部５ｂに溶接されているのに対して、第１の 軸方向区域２５ａは縦孔５の基準孔径部５ａに弾性的に接触している。本実施例 の場合も、溶接に伴って生じる弁座支持体３の加熱の良好な熱導出が得られるの で、案内区分１９及び、弁座体１４と噴射穴空き円板１５とを形成する区域の熱 変形が防止される。 本実施例の場合もシフト工具４０は、工作物１６の固定区分２５の半径方向区 域２５ｂに係合することができ、この係合時、噴射穴あき円板１５を形成する工 作物１６の領域は、この領域のためにシフト工具４０に設けられた盆地状部４２ 内へ潜入する。 工作物１６は、耐摩耗性という理由から、硬質の基 本材料から製作されているか、或いは区域的に又は全体的に焼入れを施されてい る。また同じく、例えばＴｉＮから成る硬質材料コーティング層を、少なくとも 摩耗によって負荷される区域に被着することによって、工作物１６を防護するこ とも考えられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月２８日（１９９９．１．２８） 【補正内容】 請求の範囲 １．弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁であって、弁座体（１４ ）に形成されていてシール座を形成するために作動可能な弁閉鎖体（８）と協働 する弁座（１７）と、少なくとも１つの噴出オリフィス（１８）を有する噴射穴 あき円板（１５）とを備え、前記の弁座体（１４）と噴射穴あき円板（１５）が 、薄肉板金部分としての１つの変形可能な面状の工作物（１６）から一体的に構 成されており、該工作物（１６）が、弁座（１７）の領域で、弁（１）の閉弁状 態において不作動の弁閉鎖体（８）に液密に当接し、かつ前記弁座（１７）の下 流側領域に、少なくとも１つの噴出オリフィス（１８）を有する噴射穴あき円板 （１５）を形成するように、ポット状に成形されている形式のものにおいて、 弁座体（１４）が、その弁座（１７）の領域で弁座面として形成されており、 かつ面状の工作物（１６）が前記弁座面（１７）の上流側で、弁閉鎖体（８）の 作動時に該弁閉鎖体の運動をガイドする案内区分（１９）に成形されていること を特徴とする、弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁。 ２．工作物（１６）が、深絞りによって変形加工を施されている、請求項１記 載の弁。 ３．変形可能な面状の工作物（１６）が、噴射穴 あき円板（１５）の少なくとも１つの噴出オリフィス（１８）の領域で僧帽状に 隆起されている、請求項１又は２記載の弁。 ４．弁閉鎖体（８）が球形又は部分球形に形成され、かつ弁座面（１７）が截 頭円錐形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。 ５．案内区分（１９）には、接触点（２２）で弁閉鎖体（８）と接する複数の 案内面（２０）及び、前記接触点（２２）間に配置された通流口（２３）が設け られている、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁。 ６．弁閉鎖体（８）が球形又は部分球形に形成されており、かつ案内区分（１ ９）が、特に丸く面取りの施された角部（２１）を有する多面体の形に形成され ている、請求項５記載の弁。 ７．変形可能な面状の工作物（１６）が、案内区分（１９）の上流側の方向変 換区分（２４）において折り曲げられており、該方向変換区分（２４）に接続す る固定区分（２５）が、前記の変形可能な面状の工作物（１６）の円環状端部（ ２６）の方へ向かって、弁（１）を通流する媒体の流動方向に対して実質的に平 行に延在している、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。 ８．弁（１）が、１つの縦孔（５）を備えた弁座支持体（３）を有し、前記縦 孔（５）内に、変形可能な 面状の工作物（１６）が挿入可能であり、かつ固定区分（２５）に殊に溶接によ って接合可能である、請求項７記載の弁。 ９．変形可能な面状の工作物（１６）が、弁ストロークを調整するためのシフ ト工具（４０）によって、弁座支持体（３）の縦孔（５）内をシフト可能である 、請求項８記載の弁。 １０．シフト工具（４０）が、固定区分（２５）及び／又は方向変換区分（２ ４）にだけ係合するように工作物（１６）の形状に適合されている、請求項９記 載の弁。 １１．変形可能な面状の工作物（１６）が少なくとも弁座面（１７）の領域内 で、特に硬質材料層による成膜によって硬化されている、請求項１から１０まで のいずれか１項記載の弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ０２Ｍ 51/08 Ｆ０２Ｍ 51/08 Ｂ Ｆ１６Ｋ 1/42 Ｆ１６Ｋ 1/42 Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．弁座体に形成されていてシール座を形成するために作動可能な弁閉鎖体と 協働する弁座面と、少なくとも１つの噴出オリフィスを有する噴射穴あき円板と を備えた形式の弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁において、 弁座体（１４）と噴射穴あき円板（１５）が、１つの変形可能な面状の工作物 （１６）から一体的に構成されており、該工作物（１６）が、弁座面（１７）の 領域で、弁（１）の閉弁状態において不作動の弁閉鎖体（８）に液密に当接し、 かつ前記弁座面（１７）の下流側領域に、少なくとも１つの噴出オリフィス（１ ８）を有する噴射穴あき円板（１５）を形成するように、ポット状に成形されて いることを特徴とする、弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁。 ２．変形可能な面状の工作物（１６）が、薄肉板金部分であり、かつ特に深絞 りによって変形可能である、請求項１記載の弁。 ３．変形可能な面状の工作物（１６）が、噴射穴あき円板（１５）の領域で僧 帽状に隆起されている、請求項１又は２記載の弁。 ４．弁閉鎖体（８）が球形又は部分球形に形成され、かつ弁座面（１７）が截 頭円錐形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。 ５．面状の工作物（１６）が弁座面（１７）の上流側で、弁閉鎖体（８）の作 動時に該弁閉鎖体の運動をガイドする案内区分（１９）に成形されている、請求 項１から４までのいずれか１項記載の弁。 ６．案内区分（１９）には、接触点（２２）で弁閉鎖体（８）と接する複数の 案内面（２０）及び、前記接触点（２２）間に配置された通流口（２３）が設け られている、請求項５記載の弁。 ７．弁閉鎖体（８）が球形又は部分球形に形成されており、かつ案内区分（１ ９）が、特に丸く面取りの施された角部（２１）を有する多面体の形に形成され ている、請求項６記載の弁。 ８．変形可能な面状の工作物（１６）が、案内区分（１９）の上流側の方向変 換区分（２４）において折り曲げられており、該方向変換区分（２４）に接続す る固定区分（２５）が、前記の変形可能な面状の工作物（１６）の円環状端部（ ２６）の方へ向かって、弁（１）を通流する媒体の流動方向に対して実質的に平 行に延在している、請求項５から７までのいずれか１項記載の弁。 ９．弁（１）が、１つの縦孔（５）を備えた弁座支持体（３）を有し、前記縦 孔（５）内に、変形可能な面状の工作物（１６）が挿入可能であり、かつ固定区 分（２５）に殊に溶接によって接合可能である、請求項８記載の弁。 １０．変形可能な面状の工作物（１６）が、弁ストロークを調整するためのシ フト工具（４０）によって、弁座支持体（３）の縦孔（５）内をシフト可能であ る、請求項９記載の弁。 １１．シフト工具（４０）が、固定区分（２５）及び／又は方向変換区分（２ ４）にだけ係合するように工作物（１６）の形状に適合されている、請求項１０ 記載の弁。 １２．変形可能な面状の工作物（１６）が少なくとも弁座面（１７）の領域内 で、特に硬質材料層による成膜によって硬化されている、請求項１から１１まで のいずれか１項記載の弁。