JP2015526646A - 噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、媒体を噴射するための、特に燃料を燃焼室内に噴射するための噴射弁（１）に関する。【解決手段】この噴射弁（１）は、出口側（３）に少なくとも１つの噴射口（４）を備えたハウジング（２）と、電磁コイル（５）と、前記電磁コイル（５）によって直線運動せしめられる磁石可動子（６）と、前記噴射口（４）を開閉するための、直線運動せしめられるニードル弁（７）と、前記磁石可動子（６）の、出口とは反対側に第１のストッパ（１１）と、前記磁石可動子（６）の、出口に面した側に第２のストッパ（１２）とを有しており、前記磁石可動子（６）が前記第１のストッパ（１１）と前記第２のストッパ（１２）との間で、前記ニードル弁（７）に対して直線運動せしめられるようになっており、さらに、前記ニードル弁（７）に接合されたガイド部材（１６）を有していて、該ガイド部材（１６）の外側面（１８）が前記磁石可動子（６）の直線運動のためのガイドとして用いられ、前記第２のストッパ（１２）が前記ガイド部材（１６）の一体的な構成部分である。【選択図】図２

Description

本発明は、媒体を噴射するための、特に燃料を燃焼室内に噴射するための噴射弁に関する。

従来技術によれば、ガソリンを噴射するための、ニードル弁を備えた弁が開示されており、このニードル弁は、所望の燃料量が適切に燃焼室内に直接供給されるように、アクチュエータ例えば電磁石または圧電調整器によって閉鎖ばねに向かって移動せしめられる。この場合、磁石可動子がニードル弁から分離されている噴射弁が考慮される。弁の開放時に、磁石可動子は、ニードル弁に当接している下側のストッパから迅速に離れて、可動子フリーストロークを迅速に通過し、上側のストッパに当接して弁を迅速に開放するようにしなければならない。弁への給電が終了すると、ニードル弁は再び閉鎖する。ニードル弁が弁座を再び閉鎖した後で、磁石可動子は下側のストッパに当接するまでその運動を継続する。磁石可動子はその非作動位置に再び達するまで、下側のストッパによって、場合によっては１回または複数回跳ね返される。磁石可動子が再びその非作動位置に戻るまでの時間は、連続的に行われる噴射を高い精度で迅速に停止させる弁の能力のために決定的に重要である。

請求項１の特徴を有する本発明による噴射弁は、弁の閉鎖後に、改善された減衰によって磁石可動子を非常に迅速に戻すことができる。それによって、噴射弁は短い時間間隔で連続して非常に精確に噴射することができる。この場合、可動子フリーストロークは、前述のように調節可能である。噴射弁の制御特性および調量は規格化されており、従って、目標値に対する実際値のずれは可能な限り小さい。ニードル弁を製造するためのコストは低減される。何故ならば、磁石可動子は本発明によれば、ニードル弁に沿ってガイドされるのではなく、ガイド部材に沿ってガイドされるからである。従って、ニードル弁はもはや精密仕上げする必要はない。例えばニードル弁の研削は省かれるか、または、圧延若しくは延伸されたニードルピンを、さらに後加工することなしに使用することができる。これらすべての利点は、特にガソリンエンジンにおいて燃料を通路噴射式または直接噴射式に噴射するために使用される、本発明の噴射弁によって得られる。噴射弁は、出口側に少なくとも１つの噴射口を備えたハウジングと、電磁コイルと、この電磁コイルによって直線運動せしめられる磁石可動子とを有している。さらに、噴射口を開閉するための、直線運動せしめられるニードル弁が設けられている。磁石可動子は、第１のストッパと第２のストッパとの間で、ニードル弁に対して同軸的に直線運動せしめられる。本発明によれば、ニードル弁はガイド部材に堅固に結合されている。この場合、ガイド部材の外側面は、磁石可動子の直線運動のためのガイドとして用いられる。それと同時に、第２のストッパは、ガイド部材の一体的な構成部分である。従って、磁石可動子のガイド部は、第２のストッパと一体的に構成されている。第１のストッパは、磁石可動子の、出口とは反対側に配置されており、従って上側のストッパと称呼される。第２のストッパは、磁石可動子の、出口に面した側に配置されており、従って下側のストッパと称呼される。磁石可動子と第２のストッパとの間に、一般的な形式で圧着ギャップが規定されている。この圧着ギャップ内に、噴射しようとする媒体が存在しており、従って圧着ギャップは、噴射弁の閉鎖時に磁石可動子の運動を減衰し、磁石可動子を迅速にその非作動位置へ戻す。圧着ギャップの作用性は、圧着ギャップの最小ギャップ高さに依存する。公知の噴射弁においては、第２のストッパはストッパスリーブに形成されている。ストッパスリーブは、やはりニードル弁に溶接されている。この溶接時に、ストッパスリーブは傾けられ、ひいては第２のストッパもニードル弁に対して傾けられ、それによって圧着ギャップのギャップ高さは不都合に変化する。これは、本発明によれば、第２のストッパが形成されているガイド部材が、同時に磁石可動子をガイドするために用いられることによって、避けられる。従って、第２のストッパと磁石可動子のガイド面との間の前もって規定された角度は確実に与えられ、溶接過程時においても不変に維持される。

従属請求項は、本発明の好適な実施態様を示す。

ガイド部材は、好適にはニードル弁に被せ嵌められたスリーブとして構成されている。選択的に、中実な部材としてのガイド部材は長手方向でニードル弁を延長する。

好適には、第１のストッパはリングに形成されている。このリングはガイド部材に被せ嵌められている。特に、リングはガイド部材に溶接されている。磁石可動子の高さを差し引いた、２つのストッパ間の間隔は、可動子フリーストロークを規定する。可動子フリーストロークは、ガイド部材にリングを位置決めすることによって調節される。

リングは好適には、横断面がＬ字形に形成されている。リングとガイド部材との間の溶接は、好適には第１のストッパの、出口とは反対側で行われる。

ガイド部材は好適にはニードル弁に溶接される。この場合、溶接継ぎ目は、好適には、第２のストッパの、出口に面した側においてのみ設けられる。

さらに、好適には、ガイド部材は、第２のストッパと共に一体的な回転部分または切削部分として製作されている。

好適な形式で、第２のストッパはガイド部材から垂直に突き出している。

ガイド部材は特に円筒形の外周面を有しており、この外周面に沿って磁石可動子がガイドされている。

本発明のすべての実施例による噴射弁を示す図である。 本発明の第１実施例による噴射弁の詳細を示す図である。 本発明の第２実施例による噴射弁の詳細を示す図である。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳しく説明する。

以下に、図１および図２を用いて、第１実施例による噴射弁１を詳しく説明する。同じ若しくは機能的に同じ構成部分には同じ符号が付けられている。

噴射弁１はハウジング２を有している。このハウジング２は、図１では部分的に、かつ概略的に示されているだけである。噴射弁１の出口側３において、ハウジング２内に少なくとも１つの噴射口４が形成されている。さらにハウジング２は電磁コイル５を有している。

噴射弁１はさらに、磁石可動子６と、ボール８を備えたニードル弁７とを有している。

磁石可動子６は、第１のストッパ１１と第２のストッパ１２との間で長手方向軸線２３に沿って直線的に可動である。２つのストッパ１１と１２との間の間隔は、可動子フリーストローク１３を規定する。第１のばね９は、ニードル弁７を出口側３に向かって付勢する。第２のばね１２はばね受け１４を介して磁石可動子６に結合されている。第２のばね１０は、ばね受け１４を介して磁石可動子６を、やはり出口側３に向かって付勢し、それによって磁石可動子６は、第２のばね１０のばね力によって第２のストッパ１２に当接する。

磁石可動子６内に複数の通路１５が形成されている。これらの通路１５を通って、噴射しようとする燃料が流れる。追加的にまたは通路１５の代わりに、ニードル弁７を中空ニードルとして形成してもよい。

図２は、噴射弁１の詳細断面図を示す。図２によれば、ニードル弁７に、スリーブ１６として構成されたガイド部材１６が被せ嵌められていることがよく分かる。第２のストッパ１２は、ガイド部材１６の一体的な構成部分である。ガイド部材１６は、第２のストッパ１２と共に一体的な回転部分として製作されている。ガイド部材１６は、ガイド部材長さ２１に亘って延在している。磁石可動子６は、磁石可動子長さ２２に亘って延在している。この長さは、長手方向軸線２３に対して平行に測定される。ガイド部材長さ２１は、磁石可動子長さ２２よりもはるかに長い。これによって、ガイド部材１６はその外側面１８で以って磁石可動子６を完全にガイドすることができる。第２のストッパ１２をガイド部材１６と一体的に構成したことによって、外側面１８と第２のストッパ１２との間に、特に９０°の所定の角度が与えられる。

ガイド部材１６にリング１７が被せ嵌められる。リング１７に第１のストッパ１１が形成されている。リング１７は横断面がＬ字形である。リング１７は、第１の溶接継ぎ目１９を介してガイド部材１６に結合されている。ガイド部材１６もやはり第２の溶接継ぎ目２０で以ってニードル弁７に結合されている。

図３は、第２実施例の詳細を示す。第２実施例では、ガイド部材１６がスリーブではなく、中実な部材として構成されている。ニードル弁７は、ガイド部材１６の下で終わっている。ガイド部材１６は、ニードル弁７を長手方向軸線２３に沿って少なくともリング１７まで延長している。

従って、本発明の２つの実施例によるガイド部材１６は、ガイド機能とストッパ機能とを統合するものである。これらの実施例は、中空のニードル弁７または中実のニードル弁７と組み合わされてよい。このニードル弁７は、一般的に対称的でなくてもよい。リング１７は、第１の溶接継ぎ目１９を介してスリーブ１６に接続されており、この場合、リング１７をずらすことによって、所望の可動子フリーストローク１３を安価に調節することができる。

ガイド部材１６は好適には、ガイドに用いられる外側面１８および、この外周面１８に対して直角な第２のストッパ１２の面が、１回の緊締作業で、例えば旋削および／または切削によって製作され得るように、構成される。好適には、溶接継ぎ目１９，２０は、ガイド面およびストッパ面が溶接プロセスによって歪められない程度に、ガイド面およびストッパ面から離れて配置されている。

１ 噴射弁
２ ハウジング
３ 出口側
４ 噴射口
５ 電磁コイル
６ 磁石可動子
７ ニードル弁
８ ボール
９ 第１のばね
１０ 第２のばね
１１ 第１のストッパ
１２ 第２のストッパ
１３ 可動子フリーストローク
１４ ばね受け
１５ 通路
１６ スリーブ、ガイド部材
１７ リング
１８ 外側面
１９ 第１の溶接継ぎ目
２０ 第２の溶接継ぎ目
２１ ガイド部材長さ
２２ 磁石可動子長さ
２３ 長手方向軸線

磁石可動子６は、第１のストッパ１１と第２のストッパ１２との間で長手方向軸線２３に沿って直線的に可動である。２つのストッパ１１と１２との間の間隔は、可動子フリーストローク１３を規定する。第１のばね９は、ニードル弁７を出口側３に向かって付勢する。第２のばね１０はばね受け１４を介して磁石可動子６に結合されている。第２のばね１０は、ばね受け１４を介して磁石可動子６を、やはり出口側３に向かって付勢し、それによって磁石可動子６は、第２のばね１０のばね力によって第２のストッパ１２に当接する。

Claims (10)

1. 媒体を噴射するための、特に燃料を燃焼室内に噴射するための噴射弁（１）において、
   出口側（３）に少なくとも１つの噴射口（４）を備えたハウジング（２）と、
   電磁コイル（５）と、
   前記電磁コイル（５）によって直線運動せしめられる磁石可動子（６）と、
   前記噴射口（４）を開閉するための、直線運動せしめられるニードル弁（７）と、
   前記磁石可動子（６）の、出口とは反対側に第１のストッパ（１１）と、前記磁石可動子（６）の、出口に面した側に第２のストッパ（１２）とを有しており、前記磁石可動子（６）が前記第１のストッパ（１１）と前記第２のストッパ（１２）との間で、前記ニードル弁（７）に対して直線運動せしめられるようになっており、
   さらに、前記ニードル弁（７）に接合されたガイド部材（１６）を有していて、該ガイド部材（１６）の外側面（１８）が前記磁石可動子（６）の直線運動のためのガイドとして用いられ、前記第２のストッパ（１２）が前記ガイド部材（１６）の一体的な構成部分である、
   噴射弁。
2. 前記第１のストッパ（１１）がリング（１７）に形成されていて、該リング（１７）が前記ガイド部材（１６）に被せ嵌められていることを特徴とする、請求項１に記載の噴射弁。
3. 前記リング（１７）が前記ガイド部材（１６）に溶接されていることを特徴とする、請求項２に記載の噴射弁。
4. 前記リング（１７）の横断面がＬ字形であることを特徴とする、請求項２または３に記載の噴射弁。
5. 前記リング（１７）が、前記第１のストッパ（１１）の、出口とは反対側においてのみ、前記ガイド部材（１６）と溶接されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の噴射弁。
6. 前記ガイド部材（１６）が前記ニードル弁（７）と溶接されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の噴射弁。
7. 前記ガイド部材（１６）が、前記第２のストッパ（１２）の、出口に面した側においてのみ、前記ニードル弁（７）と溶接されていることを特徴とする、請求項６に記載の噴射弁。
8. 前記ガイド部材（１６）が、前記第２のストッパ（１２）と共に一体的な回転部分または切削部分として製作されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の噴射弁。
9. 前記第２のストッパ（１２）が、前記ガイド部材（１６）から垂直に突き出していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の噴射弁。
10. 前記ガイド部材（１５）が、前記ニードル弁（７）に被せ嵌められたスリーブとして構成されているか、または前記ガイド部材（１５）が、前記ニードル弁（７）を延長する部材として構成されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の噴射弁。

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