JP2004518862A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、ノズル体（２）から形成された弁ケーシングと、燃料噴射弁（１）を内燃機関のシリンダヘッド（３６）に対してシールするシールリング（３４）とが設けられている形式のものにおいて、シールリング（３４）が凸面状に湾曲されて成形されており、しかもシールリング（３４）の２つの端部（３５）が軸方向において階段状にオーバラップしている。

Description

【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】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書には、例えば電磁式の燃料噴射弁と、そのために適していて、シリンダ噴射系を備えた内燃機関のためにシール作用、耐熱性及び耐圧性に対する要求を満たす固定構造が開示されている。この場合における特別な細心の注意は、電磁式の燃料噴射弁が固定されるシリンダに直接隣接した領域のシールに対して、そこから遠く離れた領域におけると同様に、向けられている。そこで公知の構成では、波形のシム板リングとして形成された第１のシールリングを備えた第１のシール区分が、シリンダの近傍において燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間に位置している。さらに、同様に波形のシム板リングとして形成された第２のシールリングを備えた第２のシール区分が、第１のシール区分よりもシリンダから遠く離れた箇所に設けられている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁における欠点としては、特に、シールリングのための製造コストが高いということが挙げられる。さらに、高級な材料の使用に基づいて製造コストが高騰する。シールリングは例えば銀メッキされたＩＮＣＯＮＥＬ又はテフロン被覆された材料から成っている。
【０００４】
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、可変の曲率半径をもって成形されたシールリングを、安価に銅錫合金から製造することができ、しかもこのシールリングは何回も使用可能であり、かつ容易に取り付けることができる。
【０００５】
請求項１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。
【０００６】
特に、シールリングがオーバラップ領域を有していて、該オーバラップ領域が、対応する切欠き内におけるシールリング端部の係止によって、スペースを節減したフレキシブルなシールリング形状を可能にすると、有利である。
【０００７】
また別の有利な構成では、シールリングが内側及び外側において、同じ曲率半径をもって又は異なった曲率半径をもって湾曲されており、このように構成されていると、シールリングの均一な厚さを得ること、又は縁部に向かって先細になる横断面を得ることができる。
【０００８】
図面
図１は、本発明のように構成された燃料噴射弁の第１実施例を示す全体図である。
【０００９】
図２は、本発明のように構成された燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図である。
【００１０】
図３は、本発明のように構成された燃料噴射弁の第２実施例の、図２に示されたのと同じ領域を示す図である。
【００１１】
図４は、図２又は図３に示されたシールリングを示す図である。
【００１２】
実施例の記載
図２〜図４を参照して本発明による燃料噴射弁１の有利な実施例を詳説する前に、本発明に対する理解を良好にするために、まず初めに図１を参照して燃料噴射弁１の主要な構成部材について簡単に説明する。
【００１３】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁の形で構成されている。図示の燃料噴射弁１は、内燃機関の燃焼室（図示せず）内に燃料を直接噴射するために適している。
【００１４】
燃料噴射弁１はノズル体２から成っていて、このノズル体２内には弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と共働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は図示の実施例では内方に向かって開放する燃料噴射弁１であり、この燃料噴射弁１は１つの噴射開口７を有している。
【００１５】
ノズル体２はシール部材８によって、マグネットコイル１０の外極９に対してシールされ、かつシールリング３４によって図１に示されていない内燃機関のシリンダヘッドに対してシールされている。シールリング３４は本発明によれば凸面状に湾曲されていて２つの端部３５でオーバラップしているリングから、成形された帯材より打抜き及び湾曲によって製造されている。シールリング３４に関する詳しい説明は後で図２〜図４を参照しながら説明する。
【００１６】
マグネットコイル１０はコイルケーシング１１内にカプセル化して収容されていて、コイル保持体１２に巻き付けられており、このコイル保持体１２はマグネットコイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９とは間隙２６によって互いに隔てられていて、結合部材２９に支持されている。マグネットコイル１０は導体１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７を介して供給可能な電流によって励磁される。差込みコンタクト１７は、内極１３に射出成形可能なプラスチック周壁１８によって取り囲まれている。
【００１７】
弁ニードル３は弁ニードルガイド１４内において案内されていて、この弁ニードルガイド１４は円板状に形成されている。行程調節のためには、対をなして設けられた調節円板１５が働く。調節円板１５の他方の側には、可動子２０が配置されている。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して摩擦力結合式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に弁ニードル３と結合されており、この弁ニードル３は溶接シーム２２によって第１のフランジ２１と結合されている。この第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の図示の構成形態では、スリーブ２４によって予負荷をかけられる。
【００１８】
可動子２０の下流側には第２のフランジ３１が配置されており、この第２のフランジ３１は下側の可動子ストッパとして働き、溶接シーム３３を介して摩擦力結合式に弁ニードル３と結合されている。可動子２０と第２のフランジ３１との間には、弾性的な中間リング３２が、燃料噴射弁１の閉鎖時における可動子衝突を緩衝するために配置されている。
【００１９】
弁ニードルガイド１４、可動子２０及び弁座体５のところを燃料通路３０ａ〜３０ｃが延びており、これらの燃料通路３０ａ〜３０ｃは、中央の燃料供給部１６を介して供給されフィルタエレメント２５によって濾過される燃料を、噴射開口７へと導く。燃料噴射弁１はシール部材２８によって、図示されていない分配導管に対してシールされている。
【００２０】
燃料噴射弁１の休止状態において弁ニードル３における第１のフランジ２１は、戻しばね２３によってその上昇行程方向とは逆方向に負荷されていて、弁閉鎖体４が弁座６にシール接触された状態に保たれるようになっている。可動子２０は、第２のフランジ３１に支持されている中間リング３２に接触している。マグネットコイル１０が励磁されると、マグネットコイル１０は、可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して上昇方向に運動させようとする磁界を形成する。可動子２０は、弁ニードル３と溶接された第１のフランジ２１を、ひいては弁ニードル３を同様に上昇行程方向に連行する。弁ニードル３と作用結合されている弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上げられ、これによって、燃料通路３０ａ〜３０ｃを介して噴射開口７に案内された燃料が噴射される。
【００２１】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅した後で、戻しばね２３の圧力によって内極１３から第１のフランジ２１に向かって落下し、これによって弁ニードル３は、上昇行程方向とは逆方向に運動する。これによって弁閉鎖体４は弁座面６に載着されて、燃料噴射弁１は閉鎖される。可動子２０は、第２のフランジ３１によって形成された可動子ストッパに載着している。
【００２２】
図２には、本発明による燃料噴射弁１の、図１においてＩＩで示された領域が拡大して断面図で示されている。シールリング３４はノズル体２の溝状の切欠き４０内に位置していて、燃料噴射弁１を内燃機関のシリンダヘッド３６に対してシールしている。シールリング３４はこの場合、上に述べたシールリング３４の凸面状の曲率半径を幾分平らにする小さな圧縮力下にあり、これによってシール作用が得られている。シールリング３４は外縁部４１で環状の切欠き４０内において、拡開作用をもって挿入されている。
【００２３】
シールリング３４の製造は有利には、成形された帯材からの打抜きとそれに続く湾曲（Ｒｏｌｌｅｎ）によって、行われる。このように形成されたシールリング３４は２つの端部３５を有しており、両端部３５は、両者が軸方向においてオーバラップし、かつ周方向において互いに係合するように、成形されている。オーバラップの１実施形態は図４に示されている。
【００２４】
シールリング３４の良好なばね特性を保証するために、シールリング３４は有利には銅錫合金から又は高級鋼から製造される。材料はさらに良好な耐腐食性及び滑り特性によって傑出している。前者は、シールリングの長い耐用寿命のために、後者は特に燃料噴射弁１の容易な組立て・分解のために不可欠であり、この場合汎用のテフロンシール部材におけるように、シールリング３４をその都度新しくする必要がない。
【００２５】
シールリング３４の取付けは特殊な工具を必要としない。それというのは、ばね特性によってノズル体２への簡単な差し嵌め及び後続の切欠き４０への係止が可能であるからである。このことはシールリング３４の端部３５のオーバラップによって可能であり、このオーバラップによってシールリング３４はその直径が可変である。
【００２６】
図２に示された本発明のように構成されたシールリング３４の第１実施例は、シールリング３４の内側３８に対しても外側３９に対しても同じ大きさの曲率半径を有している。つまりシールリング３４の材料はすべての箇所において均一な厚さを有している。
【００２７】
それとは異なり、図３に略示された、本発明のように構成されたシールリング３４の第２実施例では、シールリング３４の厚さは可変である。この場合材料の厚さはシールリング３４の縁部４１に向かって減少しており、このことは外側３９に比べて、内側３８の曲率半径が大きいことによって得られる。このような形状は、切欠き４０内における接触面が第１実施例に比べて小さく、かつこれによって一方では取付けが簡単化され、他方ではシール作用が改善される点において、有利である。
【００２８】
図４には、図２又は図３に示されたシールリング３４の端部３５におけるオーバラップ領域が示されている。シールリング３４はこの場合、図２及び図３における図示に対して９０°回転させられて示されている。
【００２９】
シールリング３４の取付けを簡単化するため及びばね特性を改善するため、ひいてはシール特性を改善するために、シールリング３４は既に述べたように、オーバラップ領域を有しており、このオーバーラップ領域においてシールリング３４の両端部３５は互いに係合している。図示の実施例ではオーバラップは軸方向における係止（Ｒａｓｔｕｎｇ）によって達成される。そのためにシールリング３４の製造時に両端部３５には切欠き４２が打ち抜かれ、両切欠き４２はシールリング３４の軸方向高さを例えば半分割している。シールリング３４の湾曲時に、次いで各端部３５は対向して位置する切欠き４２内に挿入され、その結果階段状の軸方向における係止が得られる。これによって、例えば端部３５の完全なオーバラップ、つまり端部３５が互いに上下に被さることによって生じるようなオーバラップの場合とは異なり、材料の厚さが一定になるという利点が得られる。シリンダヘッド３６の受容孔３７の直径に応じて、シールリング３４の端部３５は可変の大きさで、切欠き４２の周方向長さに基づいて互いに係合する。このようにして同じ大きさのシールリング３４を、異なった大きさの受容孔３７に挿入することができる。
【００３０】
本発明の図示の実施例に制限されるものではなく、シールリング３４の別の横断面形状のためにも、燃料噴射弁１の任意の構造形式のためにも、つまり例えば、吸気管に関連した又はコモンレール系に関連した燃料噴射弁１のためにも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のように構成された燃料噴射弁の第１実施例を示す全体図である。
【図２】
本発明のように構成された燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図である。
【図３】
本発明のように構成された燃料噴射弁の第２実施例の、図２に示されたのと同じ領域を示す図である。
【図４】
図２又は図３に示されたシールリングを示す図である。

Claims (8)

1. 燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、ノズル体（２）から形成された弁ケーシングと、燃料噴射弁（１）を内燃機関のシリンダヘッド（３６）に対してシールするシールリング（３４）とが設けられている形式のものにおいて、シールリング（３４）が凸面状に湾曲されて成形されており、しかもシールリング（３４）の２つの端部（３５）が軸方向において階段状にオーバラップしていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. シールリング（３４）のそれぞれ一方の端部（３５）が、他方の端部（３５）の切欠き（４２）内に係止可能である、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. シールリング（３４）の曲率半径が、シリンダヘッド（３６）の孔（３７）の孔半径に相当している、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. シールリング（３４）が銅錫合金から成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. シールリング（３４）が、ノズル体（２）の溝状の切欠き（４０）内に配置されている、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. シールリング（３４）が外縁部（４１）で切欠き（４０）内において接触している、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. シールリング（３４）が内側（３８）と外側（３９）とにおいて同じ曲率半径を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. シールリング（３４）が内側（３８）において、外側（３９）におけるよりも大きな曲率半径を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。