JP2002530567A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の高圧燃料噴射装置用の燃料噴射弁は、弁座坦体（３）に形成された弁座面（４）と共働してシール座を形成する弁閉鎖体（２）と、弁ケーシング（１１，２２）の１構成部分であるケーシング体（２２）と、該ケーシング体（２２）と弁座坦体（３）との間における間隔を決定する行程調節円板（１８）とを有している。本発明によれば、行程調節円板（１８）は、該行程調節円板がケーシング体（２２）の噴射側の端部（４７）を外周部において取り囲むように、配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁に関する。

【０００２】 このような形式の燃料噴射弁は、既にドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６
２６５７６号明細書に基づいて公知である。この燃料噴射弁は、弁座坦体に形成
された弁座面と共働してシール座を形成する弁閉鎖体を有している。この弁閉鎖
体は、弁座坦体の内部を延びている弁ニードルと、弁閉鎖体とは反対側の端部に
おいて弁ニードルに結合された可動子とを介して、電磁コイルを用いて電磁式に
操作可能である。弁座坦体はケーシング体内に挿入されていて、ケーシング体に
ねじ込まれたねじ山付リングを用いて行程調節円板に対して予負荷もしくはプレ
ロードをかけることができ、この場合行程調節円板はケーシング体と弁座坦体と
の間に挿入されている。したがって行程調節円板はケーシング体の内部に位置し
ている。行程調節円板は、燃料噴射弁の電磁式の操作時における弁閉鎖体の行程
を調節するために働く。したがって行程調節円板の厚さを変化させることによっ
て、弁座面の軸方向位置が変化する。弁ニードルの長さが規定されていて、可動
子のためのストッパ面の位置が規定されている場合には、弁行程は決定されてい
る。

【０００３】 燃料噴射弁の組立て前に、弁行程に対して影響を与える、燃料噴射弁の個々の
部材の種々様々な寸法もしくは値が測定され、そして製作誤差とは無関係に極め
て小さな許容誤差範囲における弁行程を生ぜしめることができる適宜な行程調節
円板が用意されて使用される。

【０００４】 この公知の燃料噴射弁には次のような欠点、すなわち行程調節円板が比較的小
さな直径を有しており、ひいてはすべての使用例に対して、弁座坦体の旋回もし
くは傾倒を十分に防止することができない、という欠点がある。公知の燃料噴射
弁には特に次のような欠点がある。すなわち公知の燃料噴射弁では、行程調節円
板はケーシング体の内部に位置しているので、ケーシング体と弁座坦体と行程調
節円板とを１つにまとめるために、行程調節円板をケーシング体の内部に挿入す
ることが必要であり、このことは製作技術的に面倒であり、かつコストがかかる
。さらにまた、ねじ山付リングのために必要なねじ山が汚染されるというおそれ
もある。

【０００５】 類似の構造形式を備えた公知の燃料噴射弁が図１に示されており、これについ
ては後で詳しく述べる。この構造形式は行程調節円板の配置形式に関して、ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第１９６２６５７６号明細書に開示された配置形式に
ほぼ相当しており、相違は、弁座坦体が弁ケーシングとねじ山付リングによって
ではなく、縁曲げ結合部によって結合されていることである。図１に示されたこ
の燃料噴射弁にも、既に上で述べたような欠点が存在する。

【０００６】 発明の利点 請求項１の特徴部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、公
知のものに比べて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では
、行程調節円板はそれがケーシング体に対して外周部の領域に配置されているこ
とに基づいて、簡単かつ安価に組み付けることができる。同時にまた次のような
利点もある。すなわち本発明による燃料噴射弁では、弁座坦体がケーシング体に
対して行程調節円板によって、該行程調節円板が比較的大きな直径を有している
ことに基づいて、旋回もしくは傾倒をより良好に防止されている。

【０００７】 さらに別の利点としては、行程調節円板の組付けが汚染のおそれ無しに行われ
、かつ従来技術において設けられていたねじ山付リングを省くことによって、個
別部材が減じられる、ということが挙げられる。

【０００８】 請求項１に記載された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。

【０００９】 行程調節円板は有利には、ケーシング体の環状溝に挿入可能であり、この場合
行程調節円板がその流入側の端面でケーシング体に接触し、かつ噴射側の端面で
弁座坦体のの外周部の領域における環状の突出部に接触している。ケーシング体
と行程調節円板との間及び行程調節円板と弁座坦体との間における結合は、この
場合それぞれ溶接シームを用いて行うことができる。このようになっていると、
行程調節円板は、ケーシング体に対する弁座坦体の軸方向位置、ひいては弁行程
を決定するという機能のみならず、ケーシング体と弁座坦体との間における結合
エレメントの機能をも果たすことになる。溶接シームによって有利には溶接収縮
緊張が惹起され、この溶接収縮緊張によってケーシング体と行程調節円板と弁座
坦体とは、互いに対して予負荷もしくはプレロードをかけられる。そしてこれに
よって特に大きな強度が得られる。

【００１０】 本発明の別の有利な構成では、弁座坦体の流入側の端部がケーシング体の噴射
側の端部に挿入可能であり、この場合これらの部材はシール部材を用いて互いに
対してシールされている。このことには次のような利点がある。すなわちこの場
合、燃料噴射弁内における燃料の圧力は行程調節円板及び溶接シームのところま
では侵入せず、ひいては燃料圧による溶接シームの負荷が生じない。したがって
弁ケーシングと弁座坦体との間の結合部及び行程調節は、燃料圧から十分に無関
係することができる。

【００１１】 そしてこの場合、溶接シームは半径方向外側から作用する溶接工具によって簡
単に形成することができる、という利点も得られる。

【００１２】 実施例の記載 次の図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。

【００１３】 本発明を良好に理解するために、図１には従来技術による燃料噴射弁が示され
ており、したがって後で述べる本発明の実施例に関しては、本発明による燃料噴
射弁の特殊性だけを記述する。図１に示された燃料噴射弁は、特に混合気圧縮型
火花点火式の内燃機関において、燃料を噴射するために働く。

【００１４】 全体を符号１で示された燃料噴射弁は弁閉鎖体２を有しており、この弁閉鎖体
２は、弁座体もしくは弁座坦体３に形成された弁座面４と共働してシール座を形
成する。弁閉鎖体２は弁ニードル５を介して可動子６と結合されている。可動子
６には電磁コイル７を用いて軸方向の力成分が負荷され、これによって弁閉鎖体
２は弁座面４から持ち上がり、かつ噴射開口８を開放する。電磁コイル７を励起
する励磁電流が遮断されると、弁閉鎖体２は、可動子６に作用する戻しばね９に
よって再びその閉鎖位置に戻される。戻しばね９の予負荷もしくはプレロード（
Vorspannung）は、ねじ山を用いて第１のケーシング体１１と結合された調節ス
リーブ１０を介して調節可能である。燃料は燃料流入開口１２と燃料フィルタ１
３とを介して、第１のケーシング体１１の軸方向の長手方向孔１４に流入し、さ
らに調節スリーブ１０の軸方向の長手方向孔１５と可動子６の長手方向孔１６と
後で詳しく述べる行程調節円板１８の長手方向孔１７とを介して、弁座坦体３の
長手方向孔１９に達し、ひいては弁閉鎖体２と弁座面４とによって形成されたシ
ール座に達する。

【００１５】 第１のケーシング体１１はプラスチック射出成形体２０によって取り囲まれて
おり、このプラスチック射出成形体２０には、接続ケーブルと電磁コイル７とを
電気的に接続するための接続コネクタ２１も一体に射出成形されている。

【００１６】 さらに第２のケーシング体２２が設けられており、この第２のケーシング体２
２は第１のケーシング体１１と第１の縁曲げ結合部（Boerdelverbindung）２３
によって結合されている。第２のケーシング体２２は長手方向孔２４を有してお
り、この長手方向孔２４には弁座坦体３が軸方向で挿入されていて、シール部材
２５を用いて第２のケーシング体２２に対してシールされている。弁座坦体３と
第２のケーシング体２２とは、第２の縁曲げ結合部３０によって互いに結合され
ている。

【００１７】 第２のケーシング体２２の下流側の端面２６と弁座坦体３の上流側の端面２７
との間には、既に述べた行程調節円板１８が位置している。

【００１８】 行程調節円板１８は、弁行程を決定するために、つまり燃料噴射弁の作動状態
における弁座面４からの弁閉鎖体２の行程を決定するために働く。この場合弁行
程は、図１においては認識不能な、可動子６の上流側の端面２８と第１のケーシ
ング体１１の下流側の端面２９との間における小さな間隙によって、決定されて
いる。この間隙はまた、可動子６の上流側の端面２８から測定された、弁座坦体
３の弁座面４における弁閉鎖体２の接触面までの、弁ニードル５及び可動子６の
長さと、弁座坦体３の軸方向長さとによって生ぜしめられる。したがって弁行程
は、多数の部材の製作誤差に、特に弁閉鎖体４、弁ニードル５、可動子６、弁座
坦体３及び両ケーシング体１１，２２の製作誤差に関連している。これらの製作
誤差の総和は、弁行程に対して要求される許容誤差よりも著しく大きいので、汎
用の方法に応じて、弁行程を規定する上に述べた部材の寸法が測定されて、ぴっ
たりと合う適宜な行程調節円板が使用される。この場合行程調節円板の厚さは、
全体として所望の弁行程が狭い許容誤差範囲において生じるように、選択される
もしくは製造される。

【００１９】 本発明は、行程調節円板１８の配置形式及び構成の改善に関する。

【００２０】 図２には本発明による燃料噴射弁１の１実施例が部分的に示されている。この
図２には、本発明にとって重要な構成部材だけが示されている。対応関係を分か
り易くするために、図１との関連において記載された部材には同一符号が付けら
れている。

【００２１】 図２には、第１のケーシング体１１と第２のケーシング体２２と、弁座坦体３
の軸方向の長手方向孔１９内を延びる弁ニードル５と、この弁ニードル５と結合
された可動子６と、フランジ４０を介して弁ニードル５に係合作用する戻しばね
９と、電磁コイル７とが示されている。弁行程は、可動子６の流入側の端面２８
と、第２のケーシング体２２の管状の区分４３の噴射側の端面４２との間におけ
る間隙４１によって決定されている。管状の区分４３は第２のケーシング体２２
の、半径方向外側に向かって突出した領域４４と、薄い結合ウェブ４５を介して
結合されている。この結合ウェブ４５は極めて薄く寸法設定されており、これに
よって磁束の主部分を可動子６を通して通過させることができ、かつ結合ウェブ
４５における磁気の短絡を回避することができる。可動子６は燃料の貫流のため
の孔４６を有している。

【００２２】 本発明によれば行程調節円板１８は、第２のケーシング体２２の噴射側の端部
４７の外側を環状に取り囲んでいる。行程調節円板１８は有利にはリング状に形
成されている。この場合行程調節円板１８は弁ケーシングの１構成部分であり、
第２のケーシング体２２の環状溝４８に挿入可能である。行程調節円板１８の流
入側の端面４９は、組立て状態において第２のケーシング体２２の、前記端面４
９に向かい合っている所属の端面５０に同一平面で接触している。行程調節円板
１８の噴射側の端面５１は、組立て状態において弁座坦体３の、前記端面５１に
向かい合っている所属の端面５２に同一平面で接触している。この場合、行程調
節円板１８の噴射側の端面５１に向かい合っている端面５２は、図２に示された
実施例では弁座坦体３の外周部における環状の突出部５３に形成されている。行
程調節円板１８と第２のケーシング体２２の噴射側の端部４７との間には、有利
には半径方向の製作誤差間隙５４が位置している。

【００２３】 弁座坦体３の流入側の端部５５は、第２のケーシング体２２の噴射側の端部４
７の受容孔５６に導入可能であり、その結果第２のケーシング体２２の、行程調
節円板１８によって取り囲まれた噴射側の端部４７は、弁座坦体３の流入側の端
部５５を取り囲んでいる。この場合弁座坦体３の流入側の端部５５は第２のケー
シング体２２の噴射側の端部４７に向かって、環状のシール部材２５によってシ
ールされている。このシール部材２５は有利にはＯリングとして形成されており
、かつ弁座坦体３の流入側の端部５５の半径方向の溝５７に挿入されている。

【００２４】 行程調節円板１８は第１の環状の溶接シーム５８を用いてその流入側の端面４
９において第２のケーシング体２２と溶接され、かつ第２の環状の溶接シーム５
９を用いてその噴射側の端面５１において弁座坦体３と溶接されている。溶接シ
ーム５８，５９は製作技術的に難なく、外側から半径方向に作用する溶接工具に
よって形成することができる。この場合溶接シーム５８，５９は端面４９，５０
；５１，５２の全体にわたっては延在していない。溶接シーム深さをこのように
制限することによって、平らな端面４９，５０；５１，５２の一部が維持される
ので、燃料噴射弁１の中心軸線６０に対する弁座坦体３の軸方向における正確な
方向付けが、行程調節円板１８によって伝えられる。本発明は溶接シーム５８，
５９によって惹起される溶接収縮緊張（Schweissschrumpfspannung）を合目的的
に利用している。溶接収縮緊張によって、第２のケーシング体２２と行程調節円
板１８と弁座坦体３とは相互に予負荷されもしくはプレロードをかけられ、その
結果間隙のない溶接シーム及び高い強度が得られる。

【００２５】 図１に示された第２のケーシング体２２において内側に配置された行程調節円
板１８の構成に対して、本発明のように行程調節円板１８を外周部に配置するこ
とには、行程調節円板１８の直径が増大されるという大きな利点がある。すなわ
ちこのような行程調節円板１８の直径増大によって、燃料噴射弁１の中心軸線６
０に対する弁座坦体３の方向付けの精度を高めることができ、ひいては起こり得
る弁座坦体３の傾倒もしくは旋回の誤差範囲を小さくすることができる。本発明
の別の利点としては次のことが挙げられる。すなわち本発明では、燃料噴射弁１
の組立て結合時に行程調節円板１８は難なく、第２のケーシング体２２の環状溝
４８に挿入されることができ、ひいては燃料噴射弁１の極めて組立て易い構成を
得ることができる。これに対して図１に示された従来技術では、行程調節円板１
８は第２のケーシング体２２の軸方向孔２４内に挿入されねばならず、このこと
は特に自動的な製造時に取扱いを困難にする。また本発明による行程調節円板１
８の配置形式及び組立て形式は、汚染に対して鈍感である。

【００２６】 シール部材２５は、燃料噴射弁１の内部においてシール座に向かって流れる燃
料が溶接シーム５８，５９のところまで侵入することを確実に阻止している。こ
れらの溶接シーム５８，５９はしたがって燃料圧によって負荷されない。このこ
とは特に高圧噴射弁において重要であり、つまり高圧噴射弁では１５０バールに
も達する高い燃料圧が存在するにもかかわらず、弁行程の許容誤差は例えば０.
２％までの狭い範囲に抑えなくてはならない。溶接シーム５８，５９はシール性
を保証する必要はなく、単に、第２のケーシング体２２と行程調節円板１８との
間の軸方向力及び行程調節円板１８と弁座坦体３との間の軸方向力を受け止める
だけでよい。これによって溶接工程中における予負荷もしくはプレロードを小さ
く保つことができる。行程調節円板１８と第２のケーシング体２２及び弁座坦体
３とを本発明のように溶接することによって、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
１９６２６５７６号明細書に開示された従来技術において設けられていたねじ山
付リングは省かれる。このように１つの部材を節約することによって、製造コス
トが低下する。

【００２７】 第１のケーシング体１１と第２のケーシング体２２との間における結合は、同
様に外側に設けることができる別の溶接シーム６１によって実施可能である。

【００２８】 本発明によれば行程調節円板１８は３つの機能を互いに１つにまとめている：
すなわち行程調節円板１８は弁行程を決定し、弁ケーシングの一体的な構成部材
を形成し、かつ第２のケーシング体２２と弁座坦体３との間の結合を仲介する。

【００２９】 本発明は図示の実施例に制限されるものではない。特に行程調節円板１８の本
発明による配置形式は、外側に向かって開放する燃料噴射弁１においても同様に
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図２】 本発明による燃料噴射弁の行程調節円板の領域を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁、 ２ 弁閉鎖体、 ３ 弁座坦体、 ４ 弁座面、 １１
ケーシング体、 １２ 燃料流入開口、 １８ 行程調節円板、 ２２ ケーシ
ング体、 ２５ シール部材、 ４７ 端部、 ４８ 環状溝、 ４９ 端面、
５０ 端面、 ５１ 端面、 ５２ 端面、 ５３ 突出部、 ５５ 端部、
５８，５９ 溶接シーム

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の高圧燃料噴射装置用の燃
   料噴射弁であって、弁座坦体（３）に形成された弁座面（４）と共働してシール
   座を形成する弁閉鎖体（２）と、弁ケーシング（１１，２２）の１構成部分であ
   る少なくとも１つのケーシング体（２２）と、該ケーシング体（２２）と弁座坦
   体（３）との間における間隔を決定する行程調節円板（１８）とが設けられてい
   る形式のものにおいて、行程調節円板（１８）がケーシング体（２２）の噴射側
   の端部（４７）を外周部において取り囲んでいることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 行程調節円板（１８）が弁ケーシング（１１，１２，１８）
   の別の構成部分である、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 ケーシング体（２２）が環状溝（４８）を有しており、該環
   状溝（４８）に行程調節円板（１８）が挿入可能であり、この場合行程調節円板
   （１８）がその流入側の端面（４９）でケーシング体（２２）の対応する端面（
   ５０）に接触し、かつ噴射側の端面（５１）で弁座坦体（３）の対応する端面（
   ５２）に接触している、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 行程調節円板（１８）の噴射側の端面（５１）が接触してい
   る、弁座坦体（３）の対応する端面（５２）が、弁座坦体（３）の外周部の領域
   における環状の突出部（５３）に形成されている、請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 行程調節円板（１８）が流入側の端面（４９）において第１
   の溶接シーム（５８）を用いてケーシング体（２２）と溶接され、かつ噴射側の
   端面（５１）において第２の溶接シーム（５９）を用いて弁座坦体（３）と溶接
   されている、請求項３又は４記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 溶接シーム（５８，５９）が半径方向において、端面（４９
   ，５１）の表面全体にわたっては延在しておらず、かつ間隙無しに形成されてい
   る、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 ケーシング体（２２）と行程調節円板（１８）と弁座坦体（
   ３）とが、溶接シーム（５８，５９）によって惹起された溶接収縮緊張に基づい
   て互いに対して予負荷もしくはプレロードをかけられている、請求項５又は６記
   載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 弁座坦体（３）の流入側の端部（５５）がケーシング体（２
   ２）の噴射側の端部（４７）に挿入されていて、その結果、行程調節円板（１８
   ）によって取り囲まれたケーシング体（２２）の噴射側の端部（４７）が、弁座
   坦体（３）の流入側の端部（５５）を取り囲んでいる、請求項１から７までのい
   ずれか１項記載の燃料噴射弁。
9. 【請求項９】 弁座坦体（３）の流入側の端部（５５）とケーシング体（２
   ２）の噴射側の端部（４７）とが、シール部材（２５）を用いて互いに対してシ
   ールされている、請求項８記載の燃料噴射弁。