JP2002503312A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、燃料噴射弁であって、弁座（２７）の下流側に渦流円板（３０）が設けられており、該渦流円板（３０）が、少なくとも１つの金属製の材料から成っていて、渦流室（６８）に開口する少なくとも２つの渦流通路（６６）を有しており、すべての層（６０，６１，６２）が、電気メッキによる金属堆積（多層電気メッキ）を用いて互いに直接堅固に固定されて連続的に形成されていることを特徴とする。そして渦流円板（３０）の直ぐ後ろに、流出開口（５６）を備えた噴射孔円板（３１）が配置されており、流出開口（５６）は次のように、すなわち該流出開口によって、渦流円板（３０）の流出開口（６９）から流出する燃料の流れに対して直接的な影響が及ぼされるように、成形されている。本発明による燃料噴射弁は特に、混合気圧縮型火花点火式内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するために適している。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射弁 従来技術 本発明は請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料噴射弁に関する。 ドイツ連邦共和国特許第３９４３００５号明細書に既に開示された電磁作動式 の燃料噴射弁では、弁座領域に複数の円板状のエレメントが配置されている。電 磁回路の励磁時に、扁平可動子として機能するフラットな弁プレートは、該弁プ レートと共働しかつ該弁プレートに向かい合って位置していて弁プレートと一緒 にプレート弁部分を形成する弁座プレートから持ち上げられる。弁座プレートの 上流には渦流エレメントが配置されており、この渦流エレメントは弁座に向かっ て流れる燃料に円形の回転運動を加える。弁座プレートとは反対側における弁プ レートの軸方向運動距離は、ストッパプレートによって制限されている。弁プレ ートは大きな遊びをもって渦流エレメントによって取り囲まれており、したがっ て弁プレートのある程度の案内は渦流エレメントが引き受けている。渦流エレメ ントにはその下側の端面に、接線方向に延びる複数の溝が設けられており、これ らの溝は外周部から中央の渦流室にまで達している。渦流エレメントがその下側 の端面で弁座プレートに接触していることによって、溝は渦流通路として働く。 国際公開第９６／１１３３５号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁では、その 下流側の端部に、複数の円板から成っていて渦流形成機能を備えた霧化アダプタ （Zerstaeubungsvorsatz）が配置されている。この霧化アダプタは、弁座保持体 に取り付けられた円板状のガイドエレメント及び弁座の下流側において、同様に 弁座保持体に設けられており、この場合付加的な支持エレメントは霧化アダプタ を規定のポジションに保つ。霧化アダプタは２つもしくは４つの円板から形成さ れており、この場合個々の円板はステンレス鋼又はシリコンから製造されている 。相応に円板における開口ジオメトリの製造時には、浸食（Erodieren）、打抜 き又はエッチングのような汎用の加工方法が使用される。霧化アダプタの個々の 円板は、別々に製造され、個々に製造された後で所望の円板数に相応して、同じ 大きさのすべての円板が、完全な霧化アダプタを形成するために互いに積み重ね られる。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６０７２８８号明細書には、特に燃料噴 射弁において使用するのに適した孔付円板を製造するための多層電気メッキにつ いて記載されている。この場合の円板製造の製造原理では、異なった構造体（St ruktur）を複数回の電気メッキによる金属析出もしくは金属堆積によって形成し て、一体の円板を設けるようになっている。この場合に行われる複数の平面もし くは層におけるマイクロ電気メッキによる金属堆積は、本発明によって使用され る渦流円板を製造するためにも使用される。 発明の利点 請求項１の特徴部分に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁には、 次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射弁によって、噴射される 燃料の極めて高い霧化品質と、その都度の必要性（例えば組付け条件、エンジン 構成、シリンダ形状、点火プラグ位置）に合わせられた極めて可変に形成可能な 噴流形状もしくはスプレ形状とが得られる。その結果、多層電気メッキ渦流円板 を噴射孔円板との関連において内燃機関の噴射弁に使用することによって、特に 内燃機関の排ガス放出が減じられ、さらに燃料消費の低減が達成される。 特に有利な形式で、噴射孔円板には、渦流円板から流出する渦流をもつ燃料に 対して直接的な影響を及ぼす流出開口が設けられている。これによって、渦流発 生後に極めて簡単な形式でさらに噴流形成が行われる。静的な噴射量と噴流角度 に関する噴流パラメータとは、相応な噴射ジオメトリを備えた両方の円板のジオ メトリ配置形式によって、互いに別個に調節される。静的な流量の調節が渦流円 板によって行われるのに対して、スプレの噴流角度（本来の噴流もしくはスプレ の開口角度及び斜め噴射の場合における弁長手方向軸線に対するスプレ角度γ） は、噴射孔円板によって調節される。 請求項１に記載の燃料噴射弁の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されて いる。 本発明の特に有利な構成では、噴射孔円板の流出開口が、弁長手方向軸線に対 して斜めに傾けられて延びている。このように構成されていると、既に渦流をも つスプレが斜めに方向付けられ、この際に流出開口が非対称的に設けられている ことによって、常に特別な噴流パターン及びスプレ形状が生ぜしめられ、このこ とは、内燃機関のシリンダ内への直接噴射のために燃料噴射弁を使用する場合に 、特に有利である。 渦流円板が金属製であることに基づいて、渦流円板は、破損を確実に防止され て、良好に組付け可能である。多層電気メッキを使用することによって、極めて 大きな構成の自由度が得られる。それというのはこの場合、渦流円板における開 口領域（流入領域、渦流通路、渦流室、流出開口）の輪郭が自由に選択可能だか らである。このフレキシブルな形状付与は特に、結晶軸線に基づいて得られる輪 郭が厳密に所定されている（円錐台形）シリコン円板に比べて、極めて有利であ る。 金属の析出もしくは堆積は、特にシリコン円板の製造に比べて、材料の多様性 が極めて大きいという利点 を有している。種々異なった磁気特性及び硬度を備えた様々な金属を、渦流円板 の製造のために使用されるマイクロ電気メッキの際に使用することができる。様 々な金属の種々異なった硬度は、特に有利な形式で、シール作用のある材料領域 が得られるように利用することができる。 金属堆積のために３回の電気メッキステップを行うことによって、３つの層か ら成る渦流円板を構成すると、特に有利である。この場合上流側の層はカバー層 であり、このカバー層は、真ん中の渦流形成層の渦流室を完全に覆っている。渦 流形成層は単数又は複数の材料領域から形成され、この材料領域はその輪郭付与 及びジオメトリ的な相対位置に基づいて、渦流室及び渦流通路の輪郭を所定する 。電気メッキプロセスによって個々の層は分割箇所又は接合箇所なしに連続的に 形成され、その結果個々の層は連続的に均一な材料から形成される。この場合「 層」というのは仮想の補助手段と理解される。 有利には、渦流円板には２つ、３つ、４つ又は６つの渦流通路が設けられてい る。材料領域は渦流通路の所望の輪郭付与に応じて、極めて様々な形状、例えば ウェブ状又は渦巻き形状を有することができる。有利な形式で、渦流室、カバー 層及び流出開口の輪郭もフレキシブルに形成可能である。 その他の利点については、実施例の記載においてさ らに詳しく述べる。 図面 次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 第１図は、本発明による燃料噴射弁を示す断面図、 第２図は、燃料噴射弁内に組み込まれる多層電気メッキ渦流円板を上から見た 平面図、 第３図は、下流側の弁端部の第１実施例を示す図であって、第２図のＩＩＩ− ＩＩＩ線に沿った断面図、 第４図は、下流側の弁端部の第２実施例を示す図であって、第２図のＩＶ−Ｉ Ｖ線に沿った断面図、 第５図は、下流側の弁端部の第３実施例を示す図である。 実施例の記載 第１図に例示された、混合気圧縮型火花点火式内燃機関の燃料噴射装置用の噴 射弁の形をした電磁作動式の弁は、マグネットコイル１によって少なくとも部分 的に取り囲まれていて磁気回路の内極として働く管状の、ほぼ中空円筒形のコア ２を有している。燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する高圧 噴射弁として特に適している。 プラスチック製の例えば段付けされたコイル体３は、マグネットコイル１の巻 成体を受容しており、コア２と、マグネットコイル１によって部分的に取り囲ま れていてＬ字形横断面を有する非磁性のリング状の中 間部分４との関連において、マグネットコイル１の領域における噴射弁の特にコ ンパクトで短い構造を可能にしている。 コア２には、弁長手方向軸線８に沿って延在する連続した長手方向開口７が設 けられている。磁気回路のコア２はまた燃料流入管片としても働き、この場合長 手方向開口７は燃料供給通路を形成している。マグネットコイル１の上において コア２には、金属製（例えばフェライト製）の外側のケーシング部分１４が堅固 に結合されており、このケーシング部分１４は外極もしくは外側のガイドエレメ ントとして磁気回路を閉鎖し、かつマグネットコイル１を少なくとも周方向にお いて完全に取り囲んでいる。コア２の長手方向開口７には流入側に燃料フィルタ １５が設けられており、この燃料フィルタ１５は、寸法に基づいて噴射弁内にお ける閉塞又は損傷の原因となり得るような燃料成分をフィルタ除去するために、 働く。燃料フィルタ１５は例えばプレス嵌めによってコア２内に固定されている 。 コア２はケーシング部分１４と共に、燃料噴射弁の流入側端部を形成しており 、この場合上側のケーシング部分１４は例えば軸方向で下流に向かって真っ直ぐ にさらにマグネットコイル１を越えて延びている。上側のケーシング部分１４に は、密にかつ堅固に、下側の管状のケーシング部分１８が接続されており、この ケーシング部分１８は例えば、可動子１９と棒状の弁ニードル２０とから成る軸 方向可動な弁部分と、長く延びる弁座保持体２１とを取り囲んでいるもしくは受 容している。可動の弁部分はしかしながら例えば、可動子を組み込まれた平らな 円板の形を有していてもよい。両方のケーシング部分１４，１８は例えば環状の 溶接シームによって互いに堅固に結合されている。 第１図に示された実施例では、下側のケーシング部分１８とほぼ管状の弁座保 持体２１とは螺合によって互いに堅固に結合されている。しかしながらまた接合 方法として、溶接、ろう接又は縁曲げを使用することも同様に可能である。ケー シング部分１８と弁座保持体２１との間におけるシールは、例えばシールリング ２２を用いて行われる。弁座保持体２１はその全軸方向長さにわたって、内部に 貫通開口２４を有しており、この貫通開口２４は弁長手方向軸線８に対して同心 的に延びている。 燃料噴射弁全体の下流側における閉鎖部をも同時に形成している下端部２５で 、弁座保持体２１は、貫通開口２４内にプレス嵌めされた円板状の弁座エレメン ト２６を取り囲んでおり、この弁座エレメント２６は、下流に向かって円錐台形 状に先細になる弁座面２７を有している。貫通開口２４には、例えばほぼ円形横 断面を有する棒状の弁ニードル２０が配置されており、この弁ニードル２０はそ の下流側端部に弁閉鎖区分 ２８を有している。例えば円錐形に先細になるこの弁閉鎖区分２８は公知の形式 で、弁座エレメント２６に設けられた弁座面２７と共働する。弁座面２７の下流 には、弁座エレメント２６の凹設部５４に渦流円板（Drallscheibe）３０が続き 、この渦流円板３０は多層電気メッキ（Multilayergalvanik）を用いて製造され ており、例えば連続的に析出もしくは堆積（abscheiden）された３つの金属層を 有している。凹設部５４にはさらに、渦流円板３０に後置された噴射孔円板３１ が設けられている。 噴射弁の操作は公知のように電磁式に行われる。弁ニードル２０の軸方向運動 のため、ひいては、コア２の長手方向開口７内に配置された戻しばね３３のばね 力に抗した、噴射弁の開放もしくは閉鎖のために、マグネットコイル１とコア２ とケーシング部分１４，１８と可動子１９とを備えた電磁回路が働く。可動子１ ９は、弁ニードル２０の、弁閉鎖区分２８とは反対側の端部と例えば溶接シーム によって結合されていて、コア２に向けられている。弁ニードル２０をその軸方 向運動中に弁長手方向軸線８に沿って可動子１９と共に案内するために、弁座保 持体２１の、可動子１９に向けられた端部に設けられた案内開口３４と、弁座エ レメント２６の上流側に配置されていて寸法正確な案内開口３６を備えた円板状 のガイドエレメント３５とが働く。可動子１９はその軸方向運動中に中間部材４ によって取り囲まれている。 電磁回路の代わりに、例えばピエゾスタック（Piezostack）のような励磁可能 な他のアクチュエータを、比較可能な燃料噴射弁において使用することも可能で あり、もしくは軸方向可動の弁部分の操作を液圧又はサーボ圧によって行うこと も可能である。 コア２の長手方向開口７に押し込まれた、プレス嵌めされた又はねじ込まれた 調節スリーブ３８は、センタリング部材３９を介してその上流側で調節スリーブ ３８に接触している戻しばね３３のばねプレロード(Ｆedervorspannung)を調節 するために働く。戻しばね３３は反対側で可動子１９に支持されている。可動子 １９には、単数又は複数の孔に似た流れ通路４０が設けられており、このもしく はこれらの流れ通路４０を通って燃料は、コア２における長手方向開口７から、 流れ通路４０の下流において弁座保持体２１の案内開口３４の近傍に形成された 接続通路４１を介して、貫通開口２４内にまで達することができる。 弁ニードル２０の行程は弁座エレメント２６の組付け位置によって所定される 。弁ニードル２０の一方の終端位置は、マグネットコイル１の消磁時に、弁座エ レメント２６の弁座面２７における弁閉鎖区分２８の接触によって決定されてお り、これに対して弁ニードル２０の他方の終端位置は、マグネットコイル１の励 磁時に、コア２の下流側の端面における可動子１９の 接触によって生ぜしめられる。後者のストッパ領域における構成部材の表面は例 えばクロームメッキされている。 マグネットコイル１の電気的な接触接続ひいてはマグネットコイルの励磁は、 コンタクトエレメント４３を介して行われ、このコンタクトエレメント４３はさ らにコイル体３の外側に、該コンタクトエレメント４３を取り囲むプラスチック 射出成形部４４を備えている。プラスチック射出成形部４４は燃料噴射弁の別の 構成部材（例えばケーシング部分１４，１８）にわたって延在していてもよい。 プラスチック射出成形部４４からは電気的な接続ケーブル４５が延びており、こ の接続ケーブル４５を介してマグネットコイル１への給電が行われる。プラスチ ック射出成形部４４は、この領域において中断された上側のケーシング部分を貫 いて延びている。 案内開口３４の下流において弁座保持体２１の貫通開口２４は、例えば２度段 付けされて構成されている。第１の段部４９は、例えばコイルばねである圧縮ば ね５０のための支持面として働く。第２の段部５１によって、２つの円板状のエ レメント３５，２６のための増大された組付け室が得られる。弁ニードル２０を 取り囲む圧縮ばね５０は、ガイドエレメント３５を弁座保持体２１において緊締 している。それというのは圧縮ばね５０は、段部４９とは反対の側でガイドエレ メント３５を押圧するからである。弁座面２７の下流側において弁座エレメント ２６には流出開口５３が設けられており、この流出開口５３を通って、弁開放時 に弁座面２７に沿って流れる燃料が貫流し、これによって燃料は次いで渦流円板 ３０及び噴射孔円板３１に流入することができる。噴射孔円板３１が例えば溶接 又は接着を用いて弁座エレメント２６と堅固に結合されているのに対して、渦流 円板３０は凹設部５４内において緊締もしくはクランプされている。それという のは噴射孔円板３１が渦流円板３０を下から支持するからである。第１図に示さ れた渦流円板３０の固定形態は単に簡略化されて示されており、種々様々な固定 可能性のうちの１つに過ぎず、その他の固定可能性の１例は第３図及び第４図に 示されている。特に保持エレメントとして働く噴射孔円板３１には、中央の流出 開口５６が形成されており、この流出開口５６を通って、今や渦流をもつ（dral lbehaftet）燃料が、所望の付加的な流れ影響をもって燃料噴射弁から噴射され る。 第２図には、無数に可能なジオメトリのうちの１つのジオメトリをもつ渦流円 板３０が１例として平面図で示されている。このような渦流円板３０は一体的な 構成部材である。それというのは個々の層は極めて連続的に堆積されるものであ り、後で初めて積み重ねるものではないからである。渦流円板３０の層は次々と 電気メッキによって析出もしくは堆積されるので、後続層は電気メッキによる固 着（galvanische Haftung）に基づいて、その下に位置する層と堅固に結合され る。 渦流円板３０は電気メッキによって連続的に堆積される３つの平面もしくは層 から形成されるので、これらの平面もしくは層は、組み込まれた状態において軸 方向に連続している。渦流円板３０のこれら３つの層は以下においてその機能に 相応して、カバー層６０、渦流形成層６１及び底部層６２と呼ぶ。上側のカバー 層６０は、下側の底部層６２よりも小さな外径を備えて形成されている。このよ うに構成されていることによって、燃料はカバー層６０の外側を通過して流れ、 そして妨げられることなく、中央の渦流形成層６１における例えば４つの渦流通 路６６の外側の流入領域６５に流入することが保証される。渦流円板３０は、３ つよりも多数の層をもって形成されることも可能であり、この場合上に述べた層 ６０，６１，６２の構造はこのような場合でも比較可能な形式の外観を有してい るが、しかしながら例えばカバー層６０の上にさらに第４の構造層（図示せず） が成長させられており、この第４の構造層は特定の組付け条件のため及び擦過流 に基づく理由から有利な場合がある。 上側のカバー層６０は閉鎖された金属層であり、この金属層は貫流のための開 口領域を有していない。渦 流形成層６１にはそれに対して複雑な開口輪郭が設けられており、この開口輪郭 はこの層６１の全軸方向厚さにわたって延びている。この中央の層６１の開口輪 郭は、内側の例えば円形の渦流室６８と、該渦流室６８に開口する複数の渦流通 路６６とから形成される。渦流通路６６が渦流室６８に接線方向又は部分的な接 線方向及び部分的な半径方向で開口することによって、燃料には回転インパルス が強く加えられ、この回転インパルスは、下側の底部層６２の中央における円形 の流出開口６９においても維持される。流出開口６９の直径は例えば、その直ぐ 上に位置している渦流室６８の開口幅よりも著しく小さい。これによって渦流室 ６８において生じた渦流強さはさら強められる。そして遠心力によって燃料は中 空円錐形状に噴射される。 渦流室６８及び渦流通路６６の輪郭は、渦流形成層６１の材料領域６１’によ って所定される。材料領域６１’はそれぞれウェブ状にかつ渦流円板３０の外縁 部から間隔をおいて形成されている。４つの材料領域６１’はそれぞれ隣接配置 された材料領域６１’に対してほぼ垂直に位置しており、かつ互いに規定の間隔 をおいて、カバー層６０によって覆われる渦流通路６６を形成している。渦流室 ６８を半径方向において制限する、材料領域６１’の端部７０は、例えばスコッ プ形（schaufelfoermig）に丸く面取りされており、その結果既に材料領域６１ ’の輪郭が噴射される燃料の 渦流形成のために働き、円形の渦流室６８が形成されている。材料領域６１’の 、内側端部７０とは反対側の端部７１は、例えばその外輪郭において同様に丸く 面取りされ、かつまた例えば拡大されている。これによって接合直径（Fuegedur chmesser）が所定され、この接合直径によって渦流円板３０は簡単な形式で、例 えば凹設部５４におけるスペーサ円板７２（第３図及び第４図）に挿入可能及び 固定可能である。 渦流円板は複数の金属層において電気メッキによる析出もしくは堆積によって 形成される（多層電気メッキ）。ディープリソグラフィ（Tiefenlithographie） による電気メッキ技術的な製造に基づいて、輪郭付与において特別な特徴が得ら れる。以下においてはそのうちの幾つかを短く列挙する： −円板面にわたってコンスタントな厚さを備えた層、 −ディープリソグラフィによる構造形成によって得られる、層におけるほぼ垂直 な切り込み、これらの切り込みはそれぞれ貫流される中空室を形成する（最適に 垂直な壁に対して製造技術的な条件により約３°の偏差の生じることがある）、 −個々に構造形成された金属層の多層構造による、所望のアンダカット及び切り 込みのオーバラップ、 −ほぼ軸平行な壁を有する任意の横断面形状を備えた切り込み、 −個々の金属堆積が連続的に行われることに基づく、 渦流円板の一体的な構成。 以下の段落においては、渦流円板３０の製造方法について簡単に述べる。孔付 円板を製造するための電気メッキによる金属堆積（galvanische Metallabscheid ung）の方法ステップ全体は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６０７２８ ８号明細書に記載されている。フォトリソグラフィ式のステップ（ＵＶを使った ディープリソグラフィ）と後続のマイクロ電気メッキ(Mikrogalvanik)とを順次 使用する方法にとって特徴的なことは、大面積の尺度においても構造形成の高い 精度が保証されていることであり、その結果この方法は、極めて多くの個数の大 量生産（高いバッチ性能）のために理想的に使用することができる。１つの使用 又はウェハにおいて多数の渦流円板を同時に製造することが可能である。 方法の出発点は、例えば金属（チタン、鋼）、シリコーン、ガラス又はセラミ ックスから成る平らで安定性の基板である。基板には任意にまず初めに少なくと も１つの補助層が被着される。この補助層は、例えば、後で行われるマイクロ電 気メッキのための導電のために必要になる電気メッキスタート層（例えばＴｉＣ ｕＴｉ、ＣｒＣｕＣｒ、Ｎｉ）である。補助層の被着は、例えばスパッタリング 又は無電流の金属堆積によって行われる。基板に対するこの前処理の後で、補助 層にはフォトレジスト（フォトラック）が全面的に、 例えばローラ又は遠心力を用いて塗布される。 フォトレジストの厚さはこの場合、後で行われる電気メッキプロセスにおいて 実現されるべき金属層の厚さに相当していることが望ましく、つまり渦流円板３ ０の下側の底部層６２の厚さに相当していることが望ましい。レジスト層はフォ ト構造形成可能（fotostrukturierbar）なシート又は液体レジスト（ポリイミド 、フォトラック）の単数又は複数の層から成っていることができる。任意に１つ の犠牲層が、後に生ぜしめられるラック構造体(Lackstrucktur)に電気メッキさ れることが望まれている場合には、フォトレジストの厚さは犠牲層の厚さだけ増 大されねばならない。実現される金属構造体はフォトリソグラフのマスクを用い てフォトレジストにおいて逆に伝達されることが望ましい。フォトレジストを直 接マスクを介してＵＶ露光（プリント配線板露光機（Leiterplattenbelichter） 又は半導体露光機（Halbleiterbelichter））を用いて露光することが可能であ り（ＵＶを使ったディープリソグラフィ）、次いで成長させることができる。 最後にフォトレジストにおいて存在する、渦流円板３０の後の層６２のための ネガティブ構造（Negativs truktur）は、電気メッキによって金属（例えばＮｉ 、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＷ、Ｃｕ）を満たされる（金属堆積）。金属は電気 メッキによってネガティブ構造の輪郭に緊密に接触し、その結果所与の輪郭が形 状 そのままに金属において再現される。渦流円板３０の構造を実現するために、ス テップは補助層の任意の被着後に、所望の層の数に相応して繰り返す必要があり 、その結果３層の渦流円板３０では３つの電気メッキステップが行われる。渦流 円板３０の層のために、異なった金属を使用することも可能であり、これらは金 属はしかしながら、その都度新たな電気メッキステップにおいてしか使用するこ とができない。 渦流円板３０のカバー層６０の製造時に金属は、導電性の材料領域６１’と、 渦流通路６６及び渦流室６８の領域における非導電性のフォトレジストとに堆積 される。そのためにスタート層金属が、先行する中央の層６１のレジストに被着 される。上側のカバー層６０の堆積後に残っているフォトレジストは金属構造体 から、湿式化学的な除去（nasschemisches Strippen）によって剥離される。不 活性化された（passiviert）滑らかな基板では、渦流円板３０は基板から解離さ れて個別化される。渦流円板３０との間に良好な固着性を有する基板では、犠牲 層が選択的にエッチング除去されて基板と渦流円板３０とが形成され、これによ って渦流円板３０は基板から持ち上げられ、かつ個別化されることができる。 第３図及び第４図には本発明のように構成された弁端部の２つの異なった実施 例が示されており、この場合弁端部の基本的な構造は、第１図に示された下流側 の弁端部に相当している。しかしながら次のような違いがある。すなわち第３図 及び第４図に示された実施例では、ガイドエレメント３５と弁座エレメント２６ との間に極めて扁平な固定円板８１が挿入されており、この固定円板８１の外側 領域においてガイドエレメント３５と弁座エレメント２６との間における堅固な 結合が、例えば溶接シーム８２を用いて達成されている。ガイドエレメント３５ はその外周部に、少なくとも１つの溝状の又は平らに面取りされた燃料のための 流れ室８３を有しており、この流れ室８３から燃料は弁座面２７にまで達するこ とができる。固定円板８１は少なくとも流れ室８３の下の領域に、次のような大 きさの開口幅、すなわち燃料を妨げることなしに流れ室８３から流入させかつ弁 長手方向軸線８の方向に流すことができるような大きさの開口幅を備えた内側の 開口８４を有している。 弁座エレメント２６の凹設部５４には渦流円板３０と噴射孔円板３１とが配置 されており、この場合噴射孔円板３１の下側端面は、例えば弁座エレメント２６ の下側端面と同一平面に位置しており、これによって弁座保持体２１と一緒に燃 料噴射弁全体の下流側の終端部が形成されている。噴射孔円板３１と弁座エレメ ント２６との堅固な結合は、例えばリング状に環状の、レーザによって生ぜしめ られた溶接シーム７３によって実現される。 渦流円板３０は噴射孔円板３１の上側端面に載設されており、この場合渦流円 板３０はさらにスペーサ円板７２によって不動の状態にもたらされている。リン グ状のスペーサ円板７２は、平らに面取りされた２つの角隅をもつほぼ三角形の 横断面を有しており、かつ、丸く面取りされた端部７１を備えた材料領域６１’ の外径に相当する内径を有している。このようにして渦流円板３０はスペーサ円 板７２にぴったりと挿入可能であり、この場合スペーサ円板７２の下側端面は底 部層６２に載設される。それというのは底部層６２は、スペーサ円板７２の内径 よりも大きな外径を有しているからである。渦流円板３０の脱落を阻止するため に、噴射孔円板３１は渦流円板３０をひいては必然的に凹設部５４内におけるス ペーサ円板を弁座面２７に向かって押圧し、その結果スペーサ円板７２は上側の 凹設部天井８５に接触している。スペーサ円板７２及び噴射孔円板８５はそれぞ れ、凹設部５４の開口直径にほぼ相当する外径を有している。 第３図に示された噴射孔円板３１では、流出開口５６は弁長手方向軸線８に対 して同心的に延びている。流出開口５６の直径はこの場合、渦流円板３０の流出 開口６９の直径に比べてわずかしか大きくないので、流出開口５６によって、渦 流円板３０の流出開口６９から流出する渦流をもつ燃料の流れに対して直接的な 影響が加えられる。噴射孔円板３１における流出開口 ５６の直径の大きさによって、簡単な形式で噴射されるスプレの噴流角度を調節 することができる。静的な流量は渦流円板３０の流出開口６９によって規定され る。 ガソリン直接噴射（Benzindirekteinspritzung）のためには例えば、燃料室に 直接取り付けられる特定の取付け条件に基づいて、弁長手方向軸線８に対して斜 めに傾けられたスプレを噴射する噴射弁が有利である。この場合例えば、中空円 錐全周にわたって均一な分布形式を備えていて可能な限り回転対称的な、渦流を もつ中空円錐スプレが、生ぜしめられると有利である。このような構成を実現す るための可能な変化実施例は、第４図に示されている。噴射孔円板３１の上側の 端面の中央から始まる流出開口５６は、したがって弁長手方向軸線８に対して斜 めに傾けられて延びていて、下側の端面において中心から外れた箇所において終 わっており、この場合流出開口５６の傾斜が弁長手方向軸線８に対する全スプレ の噴流角度を規定する。噴流の方向付けは矢印及びγで示されており、この場合 γは弁長手方向軸線８もしくは渦流円板の対称軸線に対するスプレの角度を意味 する。流出開口５６はまた噴射孔円板３１の上側の端面において既に中心から外 れて始まっていてもよい。 第５図には、渦流円板３０の個々の層６０，６１，６２の特別な材料選択のた めの１実施例が示されてい る。多層電気メッキによって、異なった金属（Ｎｉ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ Ｗ、Ｃｕ）を連続的に堆積させることが問題なく可能であり、この場合しかしな がら１つの電気メッキステップ内においては１つの金属だけが堆積される。材料 選択時におけるこの融通性を用いて、燃料噴射弁における組付け時に渦流円板３ ０の有利なシールを実現することができる。カバー層６０と底部層６２とが硬質 の電気メッキ材料（例えばＮｉＣｏ）から構成されているのに対して、真ん中の 渦流形成層６１は軟質の電気メッキ材料（例えばＮｉ）から堆積されている。製 造時に電気メッキ層から電気メッキ層へは単に電気メッキ槽がＮｉＣｏからＮｉ にかつその逆に交換されるだけである。両方の槽６０，６２は渦流円板３０に、 ＮｉＣｏの高い材料強度に基づいて高い安定性を与え、この安定性は例えば高圧 噴射弁では高い圧力負荷に基づいて必要である。渦流通路を形成するための、既 に述べた材料領域６１’の他に、渦流形成層６１はさらに外側のリング状の材料 領域７５を有している。 材料領域７５は渦流円板３０の周囲を中断されることなく環状に延びており、 この場合シールエレメントとして働く。上側のカバー層６０はその下に位置する 層６１，６２に比べて小さな直径を有しているので、外側の材料領域７５は上方 に向かって覆われていない。この材料領域７５によって渦流円板３０は例えば弁 座エレメント２６の凹設部５４に密につまりシール作用をもって接触している。 領域７５の軟質材料（Ｎｉ）は、該材料領域７５の内部における比較的低い機械 的な応力の場合にも、大きな据込み運動距離（Stauchweg）を可能にする。この ような据込み運動距離は、硬質の弁座エレメント２６の表面における材料領域７ ５の上側シール面の形状結合的（formschluessig）な接触を可能にし、これによ ってシール作用が保証されている。このような構成では有利な形式で別体のシー ルエレメントを省くことができる。弁座エレメント２６における材料領域７５の 十分な圧着力は、次のことによって、すなわちこの場合渦流円板３０の下流側に 噴射孔円板３１が配置されていて、この噴射孔円板３１が例えば溶接シーム７３ によって弁座エレメント２６と堅固に結合され、かつ渦流円板３０を支持してい ることによって、達成される。噴射孔円板３１は、第４図に示された配置形式と 比較可能な、弁長手方向軸線８に対して斜めに傾けられた流出開口５６を有して おり、これによって既に何回も述べたように斜めの噴射を実現することができる 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デトレフ ノヴァク ドイツ連邦共和国 Ｄ―74199 ウンター グルッペンバッハ カッピスハルデ 16 (72)発明者 イェルク ハイゼ ドイツ連邦共和国 Ｄ―71706 マルクグ レニゲン アイヒェンヴェーク 15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁、特に内燃機関の燃焼室内に燃料を 直接噴射するための燃料噴射弁であって、弁長手方向軸線（８）とアクチュエー タ（１，２，１４，１８，１９）と、弁の開閉のために、弁座エレメント（２６ ）に形成された固定の弁座（２７）と共働する可動の弁部分（２０）とが設けら れており、さらに弁座（２７）の下流側に配置された渦流円板（３０）が設けら れており、該渦流円板（３０）が多層構造を有していて、少なくとも１つの金属 製の材料から成っており、かつ少なくとも１つの流入領域（６５）と少なくとも １つの流出開口（６９）とを有しており、渦流円板（３０）がさらに１つの渦流 室（６８）と、該渦流室に開口する少なくとも２つの渦流通路（６６）とを流出 開口（６９）の上流側に有している形式のものにおいて、 渦流円板（３０）の層が、電気メッキによる金属堆積（多層電気メッキ）を 用いて互いに堅固に固定されて連続的に形成されており、 渦流円板（３０）の直ぐ後ろに、流出開口（５６）を備えた噴射孔円板（３ １）が配置されており、この場合流出開口（５６）が次のように、すなわち該流 出開口によって、渦流円板（３０）の流出開口 （６９）から流出する燃料の流れに対して直接的な影響が及ぼされるように、成 形されている ことを特徴とする燃料噴射弁。 2. 噴射孔円板（３１）の流出開口（５６）が弁長手方向軸線（８）に対して同 心的に延びている、請求項１記載の燃料噴射弁。 3. 噴射孔円板（３１）の流出開口（５６）の直径が、渦流円板（３０）の流出 開口（６９）の直径よりもわずかしか大きくない、請求項１又は２記載の燃料噴 射弁。 4. 噴射孔円板（３１）の流出開口（５６）が、弁長手方向軸線（８）に対して 斜めに傾けられて延びている、請求項１記載の燃料噴射弁。 5. 噴射孔円板（３１）の流出開口（５６）が、渦流円板（３０）に向けられた 上側の端面の真ん中から始まっている、請求項１から４までのいずれか１項記載 の燃料噴射弁。 6. 渦流円板（３０）の真ん中の渦流形成層（６１）が、周方向において互いに 間隔をおいて位置する複数の材料領域（６１’）によって形成され、これらの材 料領域（６１’）がその相互の幾何学的な位置に基づいて、渦流室（６８）と渦 流通路（６６）との輪郭を制限している、請求項１から５までのいずれか１項記 載の燃料噴射弁。 7. 材料領域（６１’）が渦流円板（３０）の外周部 から間隔をおいて延びている、請求項６記載の燃料噴射弁。 8. 材料領域（６１’）がウェブ状に延びている、請求項７記載の燃料噴射弁。 9. 渦流円板（３０）の層（６０，６１，６２）を構成するために少なくとも２ つの異なった材料を使用する、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴 射弁。 10．渦流円板（３０）が、弁座エレメント（２６）に対してシールを行うように 、少なくとも１つの材料領域（７５）を備えて形成されている、請求項９記載の 燃料噴射弁。 11．渦流円板（３０）と噴射孔円板（３１）とが、弁座エレメント（２６）の凹 設部（５４）内に配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の 燃料噴射弁。 12．渦流円板（３０）の材料領域（６１’）が、スペーサ円板（７２）の内径に 相当する外側の接合直径を所定する、請求項７記載の菜噴射弁。 13．渦流円板（３０）がスペーサ円板（７２）と噴射孔円板（３１）との間に緊 締されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。 14．噴射孔円板（３１）が溶接又は接着によって弁座エレメント（２６）に固定 されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。