JP2006513352A - 端子アダプタ及び端子アダプタを有する計量供給装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、高圧燃料インジェクタ（１０）において圧電アクチュエータ（１８）に電力を供給する電気コネクタ（３０）のための端子アダプタ（３４）に関し、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータ（１８）が、インジェクタ（１０）の計量供給開口を開閉させるために弁ニードル（２６）の軸方向移動を制御する。本発明によれば、端子アダプタ（３４）はアダプタピンのセット（３６）を含み、それぞれのアダプタピンは第１の端部片及び第２の端部片を有しており、第１の端部片が圧電アクチュエータ（１８）に電気的接触を提供し、第２の端部片が、外部電源に接続されるようになっており、第２の端部片が、アダプタピンの軸方向延長を許容するフレキシブルな曲げ領域を有している。

Description

本発明は、高圧燃料インジェクタにおける圧電アクチュエータに電力を供給する電気コネクタのための端子アダプタに関し、この場合、インジェクタの計量供給開口を開閉させるために、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータが弁ニードルの軸方向移動を制御する。さらに、本発明は、このような端子アダプタを有する、加圧流体を供給するための計量供給装置に関する。

欧州特許出願公開第１０４６８０９号明細書は、前記形式の噴射弁を開示している。ハウジング及び圧電アクチュエータは概して種々異なる材料から製造されておりかつ種々異なる熱膨張係数を有しているので、この形式の噴射弁が、燃料の流量及びジェットの形状に関する要求を満たすことを保証するために、別の手段が取られなければならない。特に重要なのは、インジェクタの主要機能パラメータに対する温度の影響である。

−４０℃〜＋１５０℃の作動温度の範囲に亘って流量及びその他の特性パラメータが所定の公差範囲内にあることを保証するために、噴射弁には通常、ハイドロリック式熱補償ユニットが装備されている。動作温度が上昇すると、熱補償ユニットは、さもなければ弁ニードルと圧電アクチュエータとの間に形成される隙間を回復する。

これにより、圧電アクチュエータの上側をインジェクタボディの外側に接続した電気配線は同様に、軸方向移動、すなわち高周波数での熱補償装置サブグループの延長及び収縮を許容しなければならない。同時に、圧電アクチュエータへの確実な電気的接触が維持されなければならない。この設計においては、インジェクタボディから延びた、二極性でかつフレキシブルなワイヤが、圧電アクチュエータへの電気的接続を提供する。しかしながら、このようなソリューションは、試験片のためにのみ使用することができ、インジェクタの標準的な大量生産には適していない。

前記のことを考慮して、本発明の課題は、熱補償装置サブグループの迅速な軸方向移動を可能にしながら、電源と高圧燃料インジェクタにおける圧電アクチュエータとの間の良好な電気的接触を形成するための接触手段を提供することである。

この課題は、添付の請求項１の特徴を備えた電気コネクタのための端子アダプタによって達成された。本発明は、独立請求項５による、このような端子アダプタを含む、加圧流体を供給するための計量供給装置をも含む。発明の有利な実施形態は従属請求項に開示されている。

本発明によれば、前記形式の端子アダプタはアダプタピンのセットを含み、それぞれのアダプタピンは第１の端部片及び第２の端部片を有しており、第１の端部片は圧電アクチュエータへの電気的接触を提供し、第２の端部片は外部電源に接続されるようになっており、第２の端部片は、アダプタピンの軸方向延長を許容するフレキシブルな曲げ領域を有している。

発明の好適な実施形態において、アダプタピンのフレキシブルな曲げ領域はＬ字形に形成されている。別の好適な実施形態によれば、アダプタピンのフレキシブルな曲げ領域はＳ字形に形成されることができる。

概して、アダプタピンのフレキシブルな曲げ領域は、有利には、約１００μｍのアダプタピンの軸方向延長を可能にする形状に形成されている。

これらのピン形状は、熱補償装置の軸方向振動により生じるピンにおける引っ張り応力を、ピンにおける減じられた曲げ応力に変換することによって、硬い電気アダプタピンに増大したコンプライアンスを提供しようとするものである。

本発明によれば、加圧流体を供給するための計量供給装置、特に内燃機関における燃料噴射システムのための噴射弁は、計量供給開口を有するハウジングを含み、計量供給開口の開閉が、軸方向に可動な弁ニードルの移動によって制御される。さらに、計量供給装置は、弁ニードルの軸方向移動を制御するために弁ニードルと協働する、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータと、熱補償ユニットとを含み、熱補償ユニットは圧電アクチュエータ及びハウジングと協働して、ハウジング及び圧電アクチュエータの種々異なる熱膨張を保証し、ハウジングの端部と、圧電アクチュエータと、弁ニードルとの間の弾性的な接触を保証する。さらに、計量供給装置は、圧電アクチュエータに電力を供給するための電気コネクタを含む。本発明によれば、電気コネクタは、前記形式の端子アダプタを含む。

好適な実施形態において、電気コネクタは、電気コネクタのボディに堅く取り付けられていてかつ外部電源と接続されるようになったコネクタピンのセットを含む。コネクタピンは、アダプタピンの第２の端部片に電気的に接続されており、アダプタピンは次いで、コネクタピンを介して外部電源に接続されている。

アダプタピンの第２の端部片は有利にはコネクタピンに溶接又はブレイズされている。

発明の技術的特徴によって得られる利点は以下のようなものである：
−電気コネクタ及びインジェクタにおける端子アダプタの容易な組み立て、電気配線のあらゆる可能な望ましくない移動を回避する
−高シリーズ製造においてコンポーネントを容易に使用する可能性
−水、ガソリン又は蒸気の侵入が不可能である。

本発明は、その構成及びその操作方法が発明の付加的な課題及び利点とともに添付の図面に関連して読んだ場合に特定の実施形態の以下の説明から最もよく理解されるであろう。

図１は、全体的に１０によって示された、直接噴射ガソリンエンジンのための噴射弁を示している。噴射弁はハウジング１２を有しており、このハウジングは、外部管状部材１４と内部管状部材１６とを有している。外部管状部材１４は噴射弁１０の外部ジャケットを形成しており、内部管状部材１６は圧電アクチュエータ１８と熱補償装置サブグループ２０とを含んでいる。外部管状部材１４と内部管状部材１６との間に形成された通路２２は大きな環状通路を提供しており、この環状通路は、入口ダクトによって供給されたガソリンを、ガソリン進入穴へ、及び噴射弁１０の出口通路２４内へ搬送する。

噴射弁１０を開放してガソリンをエンジンシリンダ内へ噴射するために、電気コネクタ３０によって圧電アクチュエータ１８に励起電圧が印加され、電気コネクタは以下に詳細に記載される。励起電圧に応答して、圧電アクチュエータ１８の長さは所定量だけ、通常約十又は数十マイクロメートルだけ増大する。この長さの延長は出口通路２４内に配置された弁ニードル２６に伝達され、この弁ニードルはバイアスばねを押圧し、弁座から持ち上げられる。この位置において、シリンダへの加圧燃料の噴射が開始する。

電気コネクタ３０によって供給される励起電圧がスイッチオフされると、軸方向での圧電アクチュエータ１８の長さが通常値まで減少し、これにより、螺旋ばねのバイアス圧力が弁ニードル２６を閉鎖位置へ押し戻す。

圧電アクチュエータの長さの速やかな変化の間に圧電アクチュエータ１８の位置を固定するために熱補償装置２０が設けられているが、この熱補償装置は、例えば熱的変化による圧電アクチュエータ１８の位置の遅い変化を補償する。

図２は発明の実施態様による部分的に組み立てられた電気コネクタ３０の斜視図を示している。電気コネクタ３０は、アダプタピンのセット３６を含む端子アダプタ３４を備えた成形されたプラスチックコネクタボディ３２を有している。それぞれのアダプタピン３６は、圧電アクチュエータ１８に電気的接触を提供するための第１の端部片（図示せず）を有している。さらに、それぞれのアダプタピン３６は第２の端部片を有しており、この第２の端部片は、端子アダプタ３４から突出しておりかつ、約１００μｍのアダプタピンの軸方向延長を許容するＬ字形のフレキシブルな曲げ領域を有している。

後のステップにおいて、アダプタピン３６の第２の端部片は、電気コネクタ３０のボディ３２から突出したコネクタピンに溶接又はブレイズされる。使用時には、コネクタピンは外部電源に接続され、これにより、電力はコネクタピン及びアダプタピン３６を介して圧電アクチュエータ１８に供給される。

フレキシブルな曲げ領域の形状は、熱補償装置の軸方向移動によってアダプタピンに加えられる引っ張り応力を、減じられた曲げ応力に変換する。これにより、圧電アクチュエータ１８と、アダプタピン３６と、コネクタピンとの間の安定した確実な電気的接触が確立され、約１０μｍの振幅での熱補償サブグループの軸方向運動を可能にする。

発明による端子アダプタ３４の２つの特定の好適な実施態様が図３に示されている。図３（ａ）は、Ｌ字形のフレキシブルな曲げ領域を有するアダプタピン３６を備えた端子アダプタ３４を示している。図３（ｂ）は、アダプタピン３６がＳ字形のフレキシブルな曲げ領域を有している端子アダプタ３４を示している。

前記説明、図面及び請求項に開示された特徴は、それだけで及びあらゆる可能な組合せで発明の実現のために重要である。

発明の実施形態による電気コネクタを備えた噴射弁の概略的な縦断面図である。 発明による部分的に組み立てられた電気コネクタの斜視図である。 発明による端子アダプタの２つの好適な実施態様を（ａ）及び（ｂ）において示している。

符号の説明

１０ 噴射弁、 １２ ハウジング、 １４ 外部管状部材、 １６ 内部管状部材、 １８ 圧電アクチュエータ、 ２０ 熱補償装置、 ２２ 通路、 ２４ 出口通路、 ２６ 弁ニードル、 ３０ 電気コネクタ、 ３２ コネクタボディ、 ３４ 端子アダプタ、 ３６ アダプタピン

Claims (7)

1. 高圧燃料インジェクタ（１０）における圧電アクチュエータ（１８）に電力を供給する電気コネクタ（３０）のための端子アダプタ（３４）であって、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータ（１８）が、インジェクタ（１０）の計量供給開口を開閉させるために弁ニードル（２６）の軸方向移動を制御するようになっている形式のものにおいて、
   端子アダプタ（３４）がアダプタピンのセット（３６）を有していて、それぞれのアダプタピンが第１の端部片及び第２の端部片を有しており、
   第１の端部片が圧電アクチュエータ（１８）に電気的接触を提供し、
   第２の端部片が外部電源に接続されるようになっており、
   第２の端部片が、アダプタピンの軸方向延長を許容するフレキシブルな曲げ領域を有していることを特徴とする、端子アダプタ。
2. アダプタピン（３６）のフレキシブルな曲げ領域がＬ字形に形成されている、請求項１記載の端子アダプタ。
3. アダプタピン（３６）のフレキシブルな曲げ領域がＳ字形に形成されている、請求項１記載の端子アダプタ。
4. アダプタピン（３６）のフレキシブルな曲げ領域が、約１００μｍのアダプタピン（３６）の軸方向延長を可能にする形状に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の端子アダプタ。
5. 加圧流体を供給するための計量供給装置、特に内燃機関における燃料噴射システムのための噴射弁であって、
   計量供給開口を有するハウジング（１２）が設けられており、前記計量供給開口の開閉が、軸方向に可動な弁ニードル（２６）の移動によって制御されるようになっており、
   弁ニードル（２６）の軸方向移動を制御するために該弁ニードル（２６）と協働する、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータ（１８）が設けられており、
   圧電アクチュエータ（１８）及びハウジング（１２）と協働する熱補償ユニット（２０）が設けられており、該熱補償ユニットが、ハウジング（１２）と圧電アクチュエータ（１８）との異なる熱膨張を補償し、これにより、ハウジング（１２）の端部と、圧電アクチュエータ（１８）と、弁ニードル（２６）との間の弾性的な接触を保証するようになっており、
   圧電アクチュエータ（１８）に電力を供給するための電気コネクタ（３０）が設けられている形式のものにおいて、
   電気コネクタ（３０）が、請求項１から４までのいずれか１項記載の端子アダプタ（３４）を含んでいることを特徴とする、計量供給装置。
6. 電気コネクタ（３０）がコネクタピンのセットを含んでおり、該コネクタピンのセットが、電気コネクタ（３０）のボディ（３２）に堅く取り付けられておりかつ外部電源に接続されるようになっており、コネクタピンが、アダプタピン（３６）の第２の端部片に電気的に接続されている、請求項５記載の計量供給装置。
7. アダプタピン（３６）の第２の端部片がコネクタピンに溶接又はブレイズされている、請求項５又は６記載の計量供給装置。

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