JP2003193939A - 内燃機関の噴射弁を制御する電磁弁 - Google Patents

内燃機関の噴射弁を制御する電磁弁

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JP2003193939A
JP2003193939A JP2002359875A JP2002359875A JP2003193939A JP 2003193939 A JP2003193939 A JP 2003193939A JP 2002359875 A JP2002359875 A JP 2002359875A JP 2002359875 A JP2002359875 A JP 2002359875A JP 2003193939 A JP2003193939 A JP 2003193939A
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Juergen Keinath
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的な可動子ガイドを省いて、このような
可動子ガイドを設置をするために必要であった製造ステ
ップや作業ステップを省略する。 【解決手段】 内燃機関の噴射弁１を制御する電磁弁で
あって、円錐形の弁座面を備えた弁座１２と、該弁座と
電磁石との間において弁ケーシング２内において軸方向
可動な可動子１４と、該可動子と共に運動しかつ弁座１
２と共働して燃料排出通路１０を開閉する、少なくとも
部分的に球形の弁体１３とが設けられている形式のもの
において、可動子１４が、機械的なガイド手段なしに、
半径方向において可動に弁ケーシング２内に配置されて
おり、少なくとも燃料排出通路１０の閉鎖時に、弁体１
３が可動子１４に半径方向において固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の噴射弁
を制御する電磁弁であって、円錐形の弁座面を備えた弁
座と、該弁座と電磁石との間において弁ケーシング内に
おいて軸方向可動な可動子と、該可動子と共に運動しか
つ弁座と共働して燃料排出通路を開閉する、少なくとも
部分的に球形の弁体とが設けられている形式のものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第１９７０１８７
９号明細書に基づいて公知の上記形式の電磁弁は、例え
ばコモンレール噴射装置のインジェクタの噴射弁の制御
圧室における燃料圧を制御するために使用される。この
ような噴射弁では、制御圧室内における制御圧を介し
て、噴射弁の噴射開口を開閉する弁ピストンの運動が制
御される。公知の電磁弁は、弁ケーシング内に配置され
た電磁石と、閉鎖ばねによって負荷されている軸方向可
動の可動子と、可動子に枢着されている弁球とを有して
おり、この弁球は、電磁弁の弁座と共働して、制御圧室
からの燃料流出を制御する。
【０００３】弁球は可動子のソケット部分に保持されて
いて、このソケット部分は半径方向において、可動子の
可動子プレートに対して相対的にシフト可能である。可
動子は弁ケーシングの機械的な可動子ガイド内に軸方向
シフト可能に支承されており、これによって、系全体の
設計時に考慮しなくてはならない摩擦損失が発生してし
まう。さらに、弁ケーシングへの可動子ガイドの組込み
によって、機械的に極めて面倒な全体構造が必要とな
る。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９７０１
８７９号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の電磁弁を改良して、従来必要で
あった機械的な可動子ガイドを省いて、このような可動
子ガイドを設置をするために必要であった製造ステップ
や作業ステップを省略することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、可動子が、機械的なガイド手段な
しに、半径方向において可動に弁ケーシング内に配置さ
れており、少なくとも燃料排出通路の閉鎖時に、弁体が
可動子に半径方向において固定されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】本発明のように構成された電磁弁には、
公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本
発明による電磁弁では、従来使用されていた機械的な可
動子ガイドを省くことができ、これに関連した製造ステ
ップ及び作業ステップを無くすことができる。変位した
可動子の閉鎖時や、円錐形の弁座への半径方向において
固定された弁体の再進入時には、可動子は弁体によって
その都度半径方向において弁座に対して固定され、そし
て半径方向における離反移動が阻止される。
【０００８】本発明の有利な構成では、弁体が弁球とし
て形成されていて、円錐形の弁座と、可動子の、該弁座
に向かって開放したセンタリング受容部との間におい
て、軸方向シフト可能に支承されている。可動子は単に
約４０μｍの行程しか行わないので、弁球は円錐形の弁
座と可動子の受容部との間において軸方向シフト可能に
保持されていて、各切換え動作時にその都度再び正確に
弁座内に位置する。このようにして、マグネットコアに
おけるばねの摩擦もしくは摩耗を回避することができ、
その結果、運転時間にわたって変わらない摩擦状態が得
られる。
【０００９】本発明の別の有利な構成では、可動子の受
容部が球欠状、特に半球状に形成されている。さらに、
可動子はソケット部分と一体的に形成されていても、又
は、可動子プレート内において軸方向シフト可能に案内
されているソケット部分と２部分から成っていてもよ
い。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明による電磁弁の４つ
の実施例を示す図面を参照しながら本発明の実施の形態
を説明する。
【００１１】図１には噴射弁１の上側部分が示されてお
り、この噴射弁１は、燃料噴射装置、特にディーゼル燃
料用のコモンレール系の燃料噴射装置において使用され
るものであり、コモンレール系は、燃料高圧アキュムレ
ータを備えていて、この燃料高圧アキュムレータには高
圧フィードポンプによって連続的に高圧燃料が供給され
る。
【００１２】噴射弁１は、弁部材３を備えた弁ケーシン
グ２を有しており、弁部材３のガイド孔４内には、弁ピ
ストン５が軸方向摺動可能に配置されていて、弁ピスト
ン５は図１には示されていない下端部で、ノズル体内に
配置された弁ニードルに作用する。弁ニードルは圧力室
内に配置されており、この圧力室には、圧力孔を介し
て、高圧下の燃料が供給される。弁ピストン５の開放行
程運動時に、弁ニードルは、該弁ニードルの圧力肩部に
常に作用する圧力室内の燃料高圧によって、図示されて
いないばねの閉鎖力に抗して持ち上げられる。この際に
圧力室に接続された噴射開口を通して、内燃機関の燃焼
室内への燃料の噴射が行われる。弁ピストン５の降下に
よって、弁ニードルは閉鎖方向で噴射弁１の弁座に押し
込まれ、これによって噴射過程が終了する。弁ピストン
５の、弁ニードルとは反対側の端面は、ガイド孔４内に
おいて制御圧室６を制限しており、この制御圧室６は供
給通路７を介して、図示されていない燃料高圧接続部と
接続されていて、従って高圧アキュムレータ内における
高い燃料圧にさらされている。弁ピストン５に対して同
軸的に制御圧室６からは、弁部材３内を延びる孔８が分
岐しており、この孔８は排出絞り９を介して燃料排出通
路１０に移行している。この燃料排出通路１０は放圧室
１１に開口しており、この放圧室１１は図示されていな
い燃料低圧接続部に接続されている。弁部材３からの燃
料排出通路１０の流出開口は、弁部材３の、円錐形に凹
設された上端面の領域に位置しており、この上端面は、
噴射弁１を制御する電磁弁の、弁球として形成された弁
体１３のための円錐形の弁座１２（図２）を形成してい
る。弁体１３は紛失不能に、弁部材３の弁座１２と可動
子１４との間に保持されており、この可動子１４は放圧
室１１内に軸方向可動に支承されていて、閉鎖ばね１５
を用いて閉鎖方向に負荷されており、可動子１４は放圧
室１１内において軸方向ガイドも半径方向ガイドをも有
していない。可動子１４は可動子プレート１６及びソケ
ット部分１７と一体的に形成されており、このソケット
部分１７はその下面に、弁体１３のための球欠状のセン
タリング受容部１８を有している。可動子１４及び弁体
１３は、ケーシング固定に支持された閉鎖ばね１５によ
って常に閉鎖方向に負荷されており、その結果弁体１３
は通常は閉鎖位置において弁座１２に接触している。電
磁石のマグネットコイル１９が励磁されると、可動子１
４は軸方向において弁座１２から離れる方向に持ち上げ
られ、これによって弁体１３は、燃料排出通路１０内に
おける燃料圧によって、弁座１２から持ち上げられ、そ
して燃料排出通路１０を放圧室１１に向かって開放す
る。
【００１３】電磁弁の閉鎖時に可動子１４は、球欠状の
センタリング受容部１８によって半径方向においてセン
タリングされた弁体１３によって、その都度半径方向で
弁座１２内において固定され、そして半径方向における
離反移動を阻止される。可動子１４は約４０μｍの行程
を行うだけなので、弁体１３は、円錐形の弁座１２と可
動子１４の球欠状のセンタリング受容部１８との間にお
いて、紛失不能ではあるが、軸方向シフト可能に保持さ
れており、かつ各切換え過程時に再び正確に弁座１２に
位置する。
【００１４】図３に示された電磁弁の実施例では、可動
子１１４は可動子プレート１１６とソケット部分１１７
とを備えて２部分から形成されており、このソケット部
分１１７は可動子プレート１１６の盲孔内において軸方
向シフト可能に案内されている。閉鎖ばね１５は可動子
プレート１１６に支持されており、ソケット部分１１７
は流れの力に基づいて持続的に盲孔内に押し込まれる。
【００１５】図４に示された電磁弁の別の実施例では、
可動子２１４のソケット部分２１７は、可動子プレート
２１６の貫通孔２２０内において軸方向シフト可能に案
内されていて、このソケット部分２１７に閉鎖ばね１５
が作用している。可動子プレート２１６には閉鎖方向で
ソケット部分２１７が後ろから（図４で見て上から）係
合しているので、可動子プレート２１６はソケット部分
２１７と開放方向において運動連結されている。放圧室
１１内に配置されていて弁部材３に支持されている軟ら
かい圧縮ばね２２１によって、可動子プレート２１６は
ソケット部分２１７との接触状態を保たれ、これによっ
て落下を防止されている。
【００１６】図５に示された電磁弁の実施例では、可動
子３１４は可動子プレート３１６、ソケット部分３１７
及び半球状の弁体３１３と一体的に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例による本発明による電磁弁を備え
た、噴射弁の上側部分を示す図である。
【図２】電磁弁を弁体の領域において拡大して示す図で
ある。
【図３】図１に相当する図であって、本発明による電磁
弁の第２実施例を示す図である。
【図４】図１に相当する図であって、本発明による電磁
弁の第３実施例を示す図である。
【図５】図１に相当する図であって、本発明による電磁
弁の第４実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ 噴射弁、 ２ 弁ケーシング、 ３ 弁部材、 ４
ガイド孔、 ５ 弁ピストン、 ６ 制御圧室、 ７
供給通路、 ８ 孔、 ９ 排出絞り、 １０ 燃料
排出通路、 １１ 放圧室、 １２ 弁座、 １３，３
１３ 弁体、１４，１１４，２１４，３１４ 可動子、
１５ 閉鎖ばね、 １６，１１６，２１６，３１６
可動子プレート、 １７，１１７，２１７，３１７ ソ
ケット部分、 １８ センタリング受容部、 １９ マ
グネットコイル、 ２２０ 貫通孔、 ２２１ 圧縮ば
ね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ マイアー ドイツ連邦共和国 シュヴェービッシュ グミュント ローベルト−シューマン−シ ュトラーセ ６ (72)発明者 シュテファン ハウク ドイツ連邦共和国 ヴァルデンブーフ リ ーベネッカーヴェーク 24 (72)発明者 ユルゲン カイナート ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ナ ーゴルトシュトラーセ 47 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 BA56 BA61 CA38 CE22 CE24 DA06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の噴射弁（１）を制御する電磁
    弁であって、円錐形の弁座面を備えた弁座（１２）と、
    該弁座（１２）と電磁石との間において弁ケーシング
    （２）内において軸方向可動な可動子（１４；１１４；
    ２１４；３１４）と、該可動子（１４；１１４；２１
    ４；３１４）と共に運動しかつ弁座（１２）と共働して
    燃料排出通路（１０）を開閉する、少なくとも部分的に
    球形の弁体（１３；３１３）とが設けられている形式の
    ものにおいて、 可動子（１４；１１４；２１４；３１４）が、機械的な
    ガイド手段なしに、半径方向において可動に弁ケーシン
    グ（２）内に配置されており、少なくとも燃料排出通路
    （１０）の閉鎖時に、弁体（１３；３１３）が可動子
    （１４；１１４；２１４；３１４）に半径方向において
    固定されていることを特徴とする、内燃機関の噴射弁を
    制御する電磁弁。
  2. 【請求項２】 弁体（１３）が弁球として形成されてい
    て、円錐形の弁座（１２）と、可動子（１４；１１４；
    ２１４）の、該弁座（１２）に向かって開放したセンタ
    リング受容部（１８）との間において、軸方向シフト可
    能に支承されている、請求項１記載の電磁弁。
  3. 【請求項３】 可動子（１４；１１４；２１４）のセン
    タリング受容部（１８）が球欠状、特に半球状に形成さ
    れている、請求項２記載の電磁弁。
  4. 【請求項４】 可動子のセンタリング受容部が、弁座
    （１２）から離れる方向に向かって円錐形に先細に延び
    ている、請求項２記載の電磁弁。
  5. 【請求項５】 センタリング受容部（１８）が可動子
    （１１４；２１４）のソケット部分（１１７；２１７）
    に設けられていて、該ソケット部分（１１７；２１７）
    が可動子（１１４；２１４）の可動子プレート（１６）
    内において軸方向シフト可能に案内されている、請求項
    ２から４までのいずれか１項記載の電磁弁。
  6. 【請求項６】 ソケット部分（２１７）が可動子プレー
    ト（２１６）の貫通孔（２２０）内において軸方向シフ
    ト可能に案内されていて、可動子プレート（２１６）
    と、弁開放方向においてだけ運動連結されており、弁閉
    鎖方向に作用する弁ばね（１５）が、ソケット部分（２
    １７）に支持されていて、可動子プレート（２１６）
    が、ケーシング側に支持されたばね（２２１）によって
    ソケット部分（２１７）との接触状態に保たれている、
    請求項５記載の電磁弁。
  7. 【請求項７】 可動子（３１４）と弁体（３１３）とが
    一体的に形成されている、請求項１記載の電磁弁。
  8. 【請求項８】 弁閉鎖方向において可動子（１４；１１
    ４；２１４；３１４）に作用する弁ばね（１５）が設け
    られている、請求項１から７までのいずれか１項記載の
    電磁弁。
JP2002359875A 2001-12-12 2002-12-11 内燃機関の噴射弁を制御する電磁弁 Withdrawn JP2003193939A (ja)

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