JP3625832B2 - 切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、ソレノイド作動式の弁アセンブリ、特にソレノイド弁におけるニードルのはずみを制御するための部材に関する。
発明の背景
通常ソレノイド弁は、ニードル弁を弁座に接触および弁座から離反させるための、第１と第２との位置の間を可動な可動子を有している。これら第１および第２の位置の終端はしばしば機械的なストッパによって規定されている。可動子は、線材コイルによって引き起こされる電磁力によって一方向へ移動することができ、また戻しばねによって反対方向へ移動することができる。可動子ニードルがストッパに衝突するとき燃料噴射装置がはずんでしまう。
高速流体調量ソレノイドでは、ニードルはずみは、ニードルの各はずみが少量の制御されない燃料を機関内へ調量し、不都合な排出につながるので問題である。推察できるように、機関への燃料の漏れは極めて不都合な燃料経済につながる。この動作のどちらかの端部において、可動子は、この可動子の質量および速度の結果として生じる運動エネルギを有している。このエネルギを散逸させるための手段が設けられていないと、エネルギは、ストッパとの弾性的な衝突によって可動子へ戻される。その結果、エネルギは一連の衝突およびはずみ後に散逸される。可動子およびニードルのはずみは、噴射の持続期間を延長または短縮させることによって燃料噴射装置の操作に影響を及ぼし、弁座領域に過剰な摩耗を生ぜしめる。このはずみにより、噴射時間および噴射量が増大し、燃料量運搬の精度が低下し、霧化が劣化する。
ドイツ連邦共和国特許出願第3843862号明細書には、ニードルをシートアセンブリに接触およびシートアセンブリ離反させるための可動子を備えた電気機械的な燃料噴射装置が示されている。ニードルおよびシートアセンブリにおける摩耗および裂断を減じるための緩衝効果を有する様々な形式のニードル構造が示されている。
したがって、可動子ニードルのはずみを制御し、ひいては機関内へ流入する燃料量および弁座領域における摩耗を減じる手段が必要である。
発明の概略
この必要性は本発明によって満たされた。この場合、パルス幅が調整されたソレノイド弁の、移動するニードルは、このニードルが剛性のストッパに衝突するときのはずみを低減また排除するために、切欠き、溝またはその他の凹部が設けられている。
本発明の１つの観点に基づき、電気機械的な燃料噴射装置のためのニードル弁のニードルが設けられており、噴射装置が、シートアセンブリに接触およびシートアセンブリから離反するために第１の方向と第２の方向とに可動なニードル弁と；
前記ニードル弁に前記第１の方向で動作停止を提供するために前記シートアセンブリに設けられた弁座とを有している形式のものにおいて、
前記ニードルが、前記ニードル弁の軸線方向および曲げばね定数を減じることによって、前記ニードル弁が前記弁座に接触したときの前記ニードル弁のはずみを減じるための緩衝部材を有していることを特徴としている。
本発明の性質および課題を完全に理解するためには、付属の図面と添付の請求項とに関連した以下の詳細な記述を参照することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に基づいて切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置の有利な実施例を組み込んだ高圧燃料噴射装置の部分縦断面図である。
第２図〜第５図は、本発明のニードルはずみ排除装置の択一的な実施例を示す図である。
有利な実施例の説明
第１図には球形ニードルと、1000psi.よりも大きい燃料圧力で働くように構成された円錐形の燃料噴射装置ソレノイド10とが縦断面図で示されている。噴射装置10は、非磁性ステンレス鋼から形成された管状のハウジング12を有している。管状のハウジング12の内部には、流入管14と、様々な異なる機能のための典型的な様々な肩を形成するように複数の異なる直径とが設けられている。ハウジング12の外側に沿ってシール部材16が位置決めされており、このシール部材が機関またはマニホルドの孔内に配置された噴射装置10をそこでシールするようになっている。ハウジング12は開口端部18と出口端部20とを有している。出口端部20は、シートアセンブリ24と噴霧発生部材26とを位置させるための肩を形成するように座ぐりされている。シートアセンブリ24は、弁座28等のニードルストッパ部材と過流ガイド30とから成っている。弁座28に隣接して、軸線方向に整合した孔32を有する噴霧発生部材26が設けられており、前記孔32を貫通してニードル弁34が往復運動を行うようになっている。
ニードル弁34は、弁座28と協働して噴射装置10を閉鎖するために、ほぼ半球形を有している。半球形の端部とは反対側のニードル弁34の端部には、可動子部材と緩衝部材とを有するニードル・可動子部材（図示せず）が設けられている。可動子部材は、緩衝部材と接触しながらニードル34に沿って位置しており、緩衝部材に抗してニードル34に沿って軸線方向に非常に僅かに自由に移動するようになっている。ニードル弁34の端部は、ばね保持器36に収容されており、このばね保持器36は、ソレノイド心材の内部ポール40に設けられた孔38に摺動可能に収容されている。
これらの様々な部品の相対的な機構および配置は、米国特許第4610080号明細書の燃料噴射装置の場合とほぼ同じである。この噴射装置は、燃料が流入コネクタ14を通って導入され、軸線方向反対側のノズル端部または先端部から噴射として放出されるような通常トップフィード式と呼ばれる形式のものである。
前記装置と異なる部分が、本発明に開示された特徴に実質的に関係している。本発明の機構は、曲げまたは圧縮におけるニードル36のばね定数を減じることである。したがって、運動するニードルの運動エネルギは、たわんだニードルにひずみエネルギとしてより簡単に蓄えることができる。衝突時のこのたわみが大きいほど、より多くのこのエネルギを材料の内部緩衝へ散逸させることができる。このように、運動エネルギに戻されるひずみエネルギが減じられる。
第１図には本発明の有利な実施例が示されており、この場合、任意の数の二重片持ちビームを付加することによってニードルの軸線方向のばね定数を減じるために、切欠き42の“階段状”の配置が緩衝手段としてニードル36の向き合った側から設けられている。これにより、ニードルばね定数が、閉鎖はずみの排除のための正確なレベルに調整される。
本発明の範囲に当てはまる多数の様々な実施例が存在することは当業者には明らかである。第２図〜第５図には、本発明の多数の択一的な実施例の一部が示されているにすぎない。第２図に示した実施例は、切欠き44を設けて、閉鎖はずみを排除するために曲げモード形状を調整することによって機能する。第３図には複数の切欠き46が示されている。当業者には明らかなように、任意の数の切欠き、溝またはその他の凹部を用いることもでき、必要に応じてニードルの長さ方向に沿って任意箇所に位置させることができる。第４図には、第１図〜第３図に示した、底部が平坦な切欠き42,44,46ではなく、周方向の溝48が示されている。第５図にはニードルの代わりに波形が形成された管50が用いられた実施例が示されいる。管50に設けられた波形もしくはひだは、他の構成と同様の形式でばね定数を減じるように構成されている。管50は別の形式で変形することができ、たとえば、軸線方向および曲げばね定数を調整するために、周方向の凹部の代わりに扇形の凹部を用いて、またはこれらの任意の組み合わせによって変形することもできる。
当業者は、本発明のコンセプトを燃料噴射装置10の別の部分に適用できるということを認識するであろう。たとえば、同様の特徴を、開放はずみを減じるために固定子または可動子に付与することができる。また、ニードルを固定子端部で変更することができ、これは、可動子の代わりにニードルが開放ストッパとして使用されている場合に開放はずみを減じるために特に有効である。
本発明の有利な実施例を参照することによって、本発明を詳しく説明したが、添付の請求項に規定された本発明の範囲を逸脱することなく、別の修正および変更が可能であることは明らかである。

Claims (1)

1. 電気機械的な燃料噴射装置（10）のためのニードル弁（34）のニードル（36）であって、前記噴射装置が、弁座アセンブリ（24）に接触および弁座アセンブリ（24）から離反するために第１の方向と第２の方向とに可動なニードル弁（34）と、
   該ニードル弁（34）に前記第１の方向で動作停止を行うために前記弁座アセンブリ（24）に設けられた弁座（28）とを有している形式のものにおいて、
   前記ニードル（36）が、管（50）形状でありかつ緩衝手段（42）を有しており、前記ニードル弁（34）の軸線方向および曲げばね定数を減じることによって、前記ニードル弁が前記弁座（28）に接触したときに前記ニードル弁（34）のはずみを減じるように、管（50）の周面を取り囲んだ複数の波形（52）を有していることを特徴とする、ニードル弁のニードル。

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