JP2014510234A - 媒体を調量するための弁 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は、媒体を調量するための弁、特に内燃機関において燃料を噴射するための噴射弁であって、弁ハウジング（１１）と、弁インレットおよび弁アウトレット（１２，１３）と、前記弁ハウジング（１１）に配置された、弁制御のための電気コネクタ（１４）と、前記弁インレット（１２）の近傍および前記弁アウトレット（１３）の近傍にそれぞれ配置された、弁構造部のためのシールリング（１５，１６）を有している形式のものに関する。弁によって運転中に発生する騒音を減少させるために、前記弁ハウジング（１１）が、２つのシールリング（１５，１６）間に配置された補助質量体（３１）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載された、媒体を調量するための弁、特に内燃機関において燃料を噴射するための噴射弁に関する。

公知の燃料噴射弁または燃焼物噴射弁（特許文献１、図１）は、弁ハウジング、弁インレット、噴射口として構成された弁アウトレット、弁ハウジング内を通って延在し、弁インレットと弁アウトレットとを接続する、燃料または燃焼物のための流路、並びに、弁ハウジングから突き出す、弁を制御するための電気コネクタを有している。流路は、金属製で中空円筒形のインレット管と金属製でスリーブ状の弁座支持体とによって形成されていて、端部側が弁座体によって閉鎖されている。弁座体内に、噴射口と、この噴射口を包囲する弁座とが形成されている。弁座は、弁閉鎖ばねのばね力に抗して電磁石によって操作可能な中空円筒形の弁部材の閉鎖ヘッドと協働して噴射口を開閉するようになっている。電磁石は、インレット管の管壁の肉厚部によって形成されたマグネットコアと、インレット管の外側に装着された磁石コイルと、弁座支持体内にガイドされ、かつ弁部材と堅固に結合された磁石可動子とを有している。弁ハウジングは、コネクタのコネクタハウジングを含むプラスチック射出成形部として構成されており、該プラスチック射出成形部は、インレット管、電磁石および部分的に弁座支持体を包囲している。内燃機関の吸気系システム内または燃焼シリンダ内に構成された弁をシールするために、弁ハウジングからインレット側に突き出す、インレット管の管区分、および弁ハウジングからアウトレット側に突き出す、弁座支持体のスリーブ区分は、それぞれ１つのシールリングを有している。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００５０６１４２４号明細書

このような噴射弁においては、噴射口の迅速な開閉によって、弁部材が閉鎖ヘッドおよび磁石可動子で以って高い動的な力で終端ストッパにぶつかると、一次的に、弁ハウジングに伝達される高い接触力が発生する。これによって振動が生じさせられ、この振動は弁から直接的に音響として放射されるか、または隣接する構成部分例えば吸気系システムおよび燃焼物供給部等に伝達され、これらの構成部分において音響放射が発生することによって、間接的に吸気騒音を生じさせる。

請求項１の特徴部を有する、流体を調量するための本発明による弁は、流路の外側で弁に付与された補助質量体が、一方ではエネルギ散乱によって、また他方では対向相的な振動によって、弁ハウジング騒音の主な原因、つまり弁の軸方向振動および曲げ振動、並びにコネクタの振動を減少し、それによって弁の吸気騒音を減衰するという利点を有している。従って、減衰質量体とも称呼される補助質量体は、軸方向で弁の全質量を増大させ、ひいては弁の慣性を増大させる。これによって、シールリング内での弁の軸方向振動の振幅の減少、つまり弁の軸方向の上下運動の減少が得られる。しかも軸方向振動は、弁の増大された全質量によって、より低い周波数にずらされ、それによって騒音発生が減少される。何故ならば噴射弁の音響放射効果は、周波数が高くなるにつれて増大し、周波数が低くなるにつれて減少するからである。補助質量体または減衰質量体が、弁構造に従って固定されたシールリング間の中央に位置決めされることによって、弁の曲げ振動は、より低い周波数にずらされる。

従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載された弁の好適な実施態様および改良が可能である。

本発明の好適な実施形態によれば、補助質量体または減衰質量体が、好適な形式で鋼より成る、Ｃ字形横断面を有する円筒形質量体によって形成されており、この円筒形質量体は、弁ハウジングから側方に突き出すコネクタに向かって開放する、軸方向で縦に貫通する円筒形壁部開口によって弁において方向付けされている。コネクタに対する補助質量体または減衰質量体の、このような位置決めにより、コネクタによって生じさせられる、弁の偏心的な質量分布の釣り合いが得られる。弁の重心は、補助質量体または減衰質量体によって、弁の軸線に向かって移動させられ、補助質量体または減衰質量体は、コネクタのための振動ダンパとして作用する。

本発明の好適な実施形態によれば、円筒形質量体は前記弁ハウジングの外側に装着され、弁ハウジングに、接着またはねじ固定または緊締またはクリップ係合によって固定されている。このような構造的な手段によって、弁を、構造的かつ製造技術的な変更なしに、騒音を減衰するように構成することができる。しかも、騒音減衰要求のために弁に後付けすることも問題なく可能である。

本発明の選択的な実施形態によれば、円筒形質量体が、プラスチックより構成された弁ハウジングのプラスチック内に埋め込まれている。プラスチック弁ハウジングは一般的に、コネクタを含んで、弁の予め取り付けられた機能的な構成部材に、プラスチック周壁として射出成形されるので、減衰質量体を弁内に配置することは安価な費用で可能である。

プラスチック周壁を射出成形する前に円筒形質量体を簡単な形式で、コネクタに対して確実に位置決めするために、本発明の好適な実施形態によれば、円筒形質量体は、弁インレットと弁アウトレットとの間に延在する、媒体のための流路の外側に固定されていて、プラスチック周壁を射出成形する際に流路と一緒にプラスチックによって包囲されるようになっている。

本発明を図面に示した実施例を用いて、以下に詳しく説明する。

媒体を調量するための弁の側面図である。 図１に示した弁の弁ハウジング上に装着される補助質量体の斜視図である。 第２実施例に従って一部変更された弁の縦断面図である。 図３に示した第２実施例による弁の、部分ＩＶで示した個所の変形例を示す図である。

図１に側面図で示した、媒体を調量するための弁は、好適には内燃機関の吸気系システム内または燃焼シリンダ内に燃料を噴射するための噴射弁として装着される。この弁は、弁ハウジング１１と、弁インレット１２と、弁アウトレット１３と、弁制御のための電気コネクタ１４、並びに弁インレット１２の近傍に配置されたシールリング１５と、弁アウトレット１３の近傍に配置されたシールリング１６とを有している。シールリング１５，１６は、燃焼シリンダのシリンダヘッド内または内燃機関の吸気管内に弁を組み込みかつシールするために用いられる。

図３に示した弁の断面図で分かるように、弁は、弁インレット１２から弁アウトレット１３に通じる、媒体のための流路１７を有しており、この流路１７は、管状のインレットスリーブ１８と、スリーブ状の弁座支持体１９とによって形成されている。弁座支持体１９は弁座体２０によって閉鎖されており、この弁座体２０内に、弁座２１によって包囲された、少なくとも１つの噴射口として構成された弁アウトレット１３が形成されている。弁制御、つまり弁アウトレット１３の開放および閉鎖は電磁石２２によって行われ、この電磁石２２は、コネクタ１４を介して給電されると弁部材２３を操作する。中空円柱形の弁部材２３は、弁アウトレット１３を閉鎖するために、弁部材２３に支えられた弁閉鎖ばね２４によって一方の端部側の閉鎖ヘッド２５が弁座２１に押しつけられ、弁アウトレット１３を開放するために、電磁石２２によってその閉鎖ヘッド２５が弁座２１から持ち上げられる。弁部材２３は、弁座支持体１９内で軸方向に摺動案内され、それと同時に電磁石２２の磁石可動子を形成しており、この可動子は、弁座支持体１９に固定された、電磁石２２のマグネットコア２８によって環状の作業エアギャップを画定している。コネクタ１４に電気的に接続された、電磁石２２のマグネットコイル２６は、弁座支持体１９の外側に設置されていて、ポット形のマグネット収容部２７内に収容されており、該マグネット収容部２７は、直径の減径された収容部区分２７１で以って弁座支持体１９に当接している。弁ハウジング１１とコネクタ１４のコネクタハウジングとは、プラスチックより一体的に製作されており、プラスチックは、弁座支持体１９の一区分であるインレットスリーブ１８に、また部分的には電磁石２２のマグネット収容部２７にプラスチック周壁の形状で射出成形されていて、コネクタ１４から電磁石２２のマグネットコイル２６に通じる導体路を組み込んでいる。インレット側のシールリング１５は、弁ハウジング１１から突き出す、インレットスリーブ１８のスリーブ区分に設置されており、また弁アウトレット側のシールリング１６は、弁座支持体１９に当接する、マグネット収容部２７の、直径の減径された収容部区分２７１に設置されている。

弁駆動装置内において弁によって生じさせられる騒音を低減させるために、弁ハウジング１１は２つのシールリング１５，１６間に配置された補助質量体３０を備えている。好適には、この補助質量体３０は、図２の斜視図に示されているように、Ｃ字形の横断面を有する円筒形質量体３１によって形成されている。円筒形質量体３１は、好適な形式で鋼より成っていて、そのＣ字形横断面に従って軸方向で縦に貫通する円筒形壁部開口３１１を有している。弁内でコネクタ１４によって生じさせられる偏心的な質量分布を釣り合わせるために、円筒形質量体３１は弁内の２つのシールリング１５，１６間に次のように位置決めされている、つまり、円筒形質量体３１が弁内でコネクタ１４とは反対側に、つまり弁ハウジング１１の、コネクタ１４とは反対側に位置し、円筒形質量体３１の円筒形壁部開口３１１がコネクタ１４に向くように、位置決めされている。

図１の実施例では、円筒形質量体３１が弁ハウジング１１の外側に装着されていて、弁ハウジング１１に固定されている。円筒形質量体３１の固定は、接着またはねじ固定または緊締またはクリップ係合によって行われる。クリップ係合の場合には、弁ハウジング１１に相応の係止突起が設けられている。

図３による弁の実施例では、円筒形質量体３１は弁ハウジング１１内に同じ位置決めで組み込まれている、つまり、プラスチックより射出成形された弁ハウジング１１のプラスチック内に埋め込まれている。このために、円筒形質量体３１は、射出成形型内に、弁の予め取り付けられた機能的な構成部材、例えばインレットスリーブ１８、弁座支持体１９、弁座体２０、マグネット収容部２７を有する電磁石２２に対して正しい位置に位置決めされ、弁ハウジング１１の射出成形時にこれらの構成部材と一緒に射出成形で埋め込まれる。

図４に示した変化実施例によれば、円筒形質量体３１は、予め取り付けられた弁においてプラスチック射出成形の前に、流路１７の外側、図示の実施例ではインレットスリーブ１８の外側に正しい位置で固定される。固定は、好適には接着剤によって行われる。このようにして円筒形質量体３１により補完された、予め取り付けられた弁は、射出成形型内に入れられ、弁ハウジング１１を製造するためにプラスチックにより埋め込まれる。

１１ 弁ハウジング
１２ 弁インレット
１３ 弁アウトレット
１４ コネクタ
１５，１６ シールリング
１７ 流路
１８ インレットスリーブ
１９ 弁座支持体
２０ 弁座体
２１ 弁座
２２ 電磁石
２３ 弁部材
２４ 弁閉鎖ばね
２５ 閉鎖ヘッド
２６ マグネットコイル
２７ マグネット収容部
２８ マグネットコア
３０ 補助質量体
３１ 円筒形質量体
２７１ 収容部区分
３１１ 円筒形壁部開口

Claims (7)

1. 媒体を調量するための弁、特に内燃機関において燃料を噴射するための噴射弁であって、弁ハウジング（１１）と、弁インレットおよび弁アウトレット（１２，１３）と、前記弁ハウジング（１１）に配置された、弁制御装置のための電気コネクタ（１４）と、前記弁インレット（１２）の近傍および前記弁アウトレット（１３）の近傍にそれぞれ配置された、弁構造部のためのシールリング（１５，１６）を有している形式のものにおいて、
   前記弁ハウジング（１１）が、２つのシールリング（１５，１６）間に配置された補助質量体（３０）を備えていることを特徴とする、媒体を調量するための弁。
2. 前記コネクタ（１４）が、前記弁ハウジング（１１）から側方に突き出しており、前記補助質量体（３０）がＣ字形横断面を有する円筒形質量体（３１）によって形成されていて、該円筒形質量体（３１）は、軸方向で縦に貫通し、かつ前記コネクタ（１４）に向かって開放する円筒形壁部開口（３１１）によって方向付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の弁。
3. 前記円筒形質量体（３１）が前記弁ハウジング（１１）の外側に装着され、かつ前記弁ハウジング（１１）に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の弁。
4. 前記弁ハウジング（１１）における前記円筒形質量体（３１）の固定が、接着またはねじ固定または緊締またはクリップ係合によって行われることを特徴とする、請求項３に記載の弁。
5. 前記弁ハウジング（１１）が少なくとも部分的にプラスチックより成っていて、前記円筒形質量体（３１）がプラスチックに埋め込まれていることを特徴とする、請求項２に記載の弁。
6. 前記弁ハウジング（１１）が前記コネクタ（１４）と共にプラスチック周壁によって形成されており、該プラスチック周壁が少なくとも部分的に、少なくとも１つのスリーブによって形成され、かつ前記弁インレット（１２）と前記弁アウトレット（１３）との間に延在する、媒体のための流路（１７）を包囲しており、前記円筒形質量体（３１）が前記流路（１７）の外側に固定されていて、前記流路（１７）と共に前記プラスチック周壁によって包囲されていることを特徴とする、請求項２に記載の弁。
7. 前記補助質量体（３０）が鋼より成っていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の弁。

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