JP4038047B2

JP4038047B2 - 衝突面が表面処理された電磁的アクチュエータを有しかつ電磁的アクチュエータと相互接続する端子コネクタを有するモジュラー燃料インジェクタ

Info

Publication number: JP4038047B2
Application number: JP2001394628A
Authority: JP
Inventors: ピーダルマイアーマイケル; ジェイホーンビーマイケル; ホールブライアン; ウッドロス
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: EP1219822A1; JP2002213319A; EP1219822B1; DE60117341D1; US6499668B2; DE60117341T2; US20020084344A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料インジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の燃料噴射システムの例は、内燃機関において燃焼させたい所定量の燃料を供給するためにインジェクタを使用する。供給される燃料の量は、エンジン速度、エンジン負荷、エンジンエミッション等の多数のエンジンパラメータに基づき変化される。
【０００３】
公知の電子式燃料噴射システムの例は、エンジンパラメータのうちの少なくとも１つを監視し、燃料を供給するためにインジェクタを電気的に動作させる。公知のインジェクタの例は、バルブを作動させるために、電磁コイル、圧電素子、又は磁歪材料を使用する。
【０００４】
インジェクタのための公知のバルブの例は、シートに対して可動な閉鎖部材を含んでいる。閉鎖部材がシートにシールするように接触した時には、インジェクタを流過する燃料流が遮断され、閉鎖部材がシートから離反させられた時には、燃料がインジェクタを流過させられる。
【０００５】
公知のインジェクタの例は、閉鎖部材をシートに向かって押し付ける力を提供するばねを含んでいる。この押付け力は、シートに対する閉鎖部材の移動の動的特性を設定するために調整可能である。
【０００６】
公知のインジェクタの例は、燃料流から粒子を分離するためのフィルタを有しており、燃料源へのインジェクタの接続部においてシールを有している。
【０００７】
公知のインジェクタのこのような例は、多数の欠点を有している。公知のインジェクタの例は、実質的に汚染物質が存在しない環境において完全に組み立てられなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、燃料インジェクタをモジュール構造にすることにより、バルブグループとコイルグループとを別個に組み立てかつ試験することができるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、燃料インジェクタは複数のモジュールを有することができ、各モジュールは、個別に組み立てかつ試験することができる。本発明の１つの実施例によれば、モジュールは、流体取扱いサブアセンブリと、電気的サブアセンブリとを含むことができる。これらのサブアセンブリは、本発明による燃料インジェクタを提供するために、後で組み立てられることができる。
【００１０】
本発明は、内燃機関と共に使用するための燃料インジェクタを提供する。燃料インジェクタは、バルブグループサブアセンブリと、コイルグループサブアセンブリとを有している。バルブグループサブアセンブリは、第１の端部と第２の端部との間に延びた長手方向軸線を有する管アセンブリを有している。管アセンブリには、入口管面を有した入口管が設けられており；管アセンブリの第２の端部に固定されたシートが設けられており、該シートが開口を画定しており；管アセンブリ内に配置された可動子アセンブリが設けられており、該可動子アセンブリが可動子面を有しており、可動子面又は入口管面のうちの少なくとも一方が長手方向軸線に対してほぼ傾斜した第１の部分を有しており；可動子アセンブリをシートに向かって押し付ける部材が設けられており；管アセンブリ内に配置された調整管が設けられており、調整管が、部材に係合しかつ部材の押付け力を調整するようになっており；第１の取付け部分が設けられている。コイルグループサブアセンブリには、少なくとも１つの電気端子が設けられており；可動子アセンブリをシートに対して移動させるように動作可能なソレノイドコイルが設けられており、ソレノイドコイルが、少なくとも１つの電気端子から軸方向に間隔を置いて配置されており；少なくとも１つの電気端子に軸方向で接続された端子コネクタが設けられており、端子コネクタが、少なくとも１つの電気端子とソレノイドコイルとを電気的に接続させており；第１の取付け部分に定置に接続された第２の取付け部分が設けられている。
【００１１】
本発明は、燃料インジェクタを組み立てる方法をも提供する。この方法は、バルブグループサブアセンブリを提供し、コイルグループサブアセンブリを提供し、バルブグループサブアセンブリをコイルグループサブアセンブリ内に挿入し、第１及び第２の取付け部分を接続することから成る。バルブグループサブアセンブリは、第１の端部と第２の端部との間に延びた長手方向軸線を有する管アセンブリを含む。管アセンブリに、入口管面を有する入口管が設けられており；管アセンブリの第２の端部に固定されたシートが設けられており、シートが開口を画定しており；シートと管アセンブリとの間の相対的な軸方向位置を設定するために、管アセンブリ内に所定の距離だけテレスコープ式に配置されたリフトスリーブが設けられており；管アセンブリ内に配置された可動子アセンブリが設けられており、可動子アセンブリが可動子面を有しており、可動子面又は入口管面のうちの少なくとも一方が、長手方向軸線に対してほぼ傾斜した第１の部分を有しており；可動子アセンブリをシートに向かって押し付ける部材が設けられており；管アセンブリに配置された調整管が設けられており、調整管が、部材に係合しかつ部材の押付け力を調整するようになっており；第１の取付け部分が設けられている。コイルグループサブアセンブリに、少なくとも１つの電気端子が設けられており；可動子アセンブリをシートに対して移動させるように動作可能なソレノイドコイルが設けられており、ソレノイドコイルが、少なくとも１つの電気端子から軸方向に間隔を置いて配置されており；少なくとも１つの電気端子に軸方向で接続された端子コネクタが設けられており、端子コネクタが、少なくとも１つの電気端子とソレノイドコイルとを電気的に接続させており；第２の取付け部分が設けられている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここに組み込まれかつこの明細書の一部を構成している添付の図面は、本発明の実施例を示しており、前記の概略的な説明と以下の詳細な説明と相俟って、本発明の特徴を説明するために働く。
【００１３】
図１〜図４を参照すると、ソレノイド作動式燃料インジェクタ１００は、内燃機関（図示せず）において燃焼させたい所定量の燃料を供給する。燃料インジェクタ１００は、第１のインジェクタ端部２３８と第２のインジェクタ端部２３９との間に長手方向軸線Ａ−Ａに沿って延びており、バルブグループサブアセンブリ２００とパワーグループサブアセンブリ３００とを有している。バルブグループサブアセンブリ２００は、流体取扱い機能を行い、例えば、燃料流路を画定しかつインジェクタ１００を通る燃料流を遮断する。パワーグループサブアセンブリ３００は、電気的機能を行い、例えば、電気信号を、インジェクタ１００に燃料を流過させるための駆動力に変換する。
【００１４】
図１及び図２を参照すると、バルブグループサブアセンブリ２００は、第１の管アセンブリ端部２００Ａと第２の管アセンブリ端部２００Ｂとの間に長手方向軸線Ａ−Ａに沿って延びた管アセンブリを有している。管アセンブリは、少なくとも入口管２１０と、非磁性シェル２３０と、バルブボディ２４０とを有している。入口管２１０は、第１の管アセンブリ端部２００Ａの近傍の第１の入口管端部を有している。入口管２１０の第２の端部は、非磁性シェル２３０の第１のシェル端部に接続されている。非磁性シェル２３０の第２のシェル端部は、バルブボディ２４０の第１のバルブボディ端部に接続されている。バルブボディ２４０の第２のバルブボディ端部は、第２の管アセンブリ端部２００Ｂの近傍に設けられている。入口管２１０は、深絞りプロセス又はロール作業によって形成することができる。入口管２１０の第２の入口管端部に磁極片を一体的に形成するか、又は図示したように、入口管２１０の一部に別個の磁極片２２０を結合することができる。磁極片２２０は、非磁性シェル２３０の第１のシェル端部に結合することができる。非磁性シェル２３０は、非磁性ステンレス鋼、例えば３００シリーズステンレス鋼から成るか、同様の構造的及び磁気的特性を有するあらゆる他の材料から形成することができる。
【００１５】
管アセンブリの第２の端部にはシート２５０が取り付けられている。シート２５０は、燃料インジェクタの長手方向軸線Ａ−Ａ上にセンタリングされた開口を画定しており、この開口を燃料が流過し、内燃機関（図示せず）へ流入することができる。シート２５０は、開口を包囲したシール面を有している。バルブボディ２４０の内部に面したシール面は、円錐台形又は凹面形であることができ、仕上げ面を有することができる。少なくとも１つの正確にサイズ決め及び向き付けされたオリフィスを提供し、これにより、特定の燃料スプレーパターンを得るために、オリフィスディスク２５４をシート２５０に関連して使用することができる。
【００１６】
可動子アセンブリ２６０が管アセンブリに配置されている。可動子アセンブリ２６０は、強磁性を有する第１の可動子アセンブリ端部、若しくは可動子部分２６２と、シール部分を有する第２の可動子アセンブリ端部とを有している。可動子アセンブリ２６０は、磁性部分若しくは“可動子”２６２が磁極片２２０に対向するように管アセンブリに配置されている。シール部分は、閉鎖部材２６４、例えば球形バルブエレメントを有しており、この閉鎖部材は、シート２５０及びシール面２５２に対して可動である。閉鎖部材２６４は、図１及び図２に示したような閉鎖状態と、開放状態（図示せず）との間を可動である。閉鎖状態においては、閉鎖部材２６４は、流体が開口を流過しないようにするために、シール面２５２に接触する。開放状態においては、閉鎖部材２６４は、開口に流体を流過させるようにシート２５０から離反させられる。可動子アセンブリ２６０は、強磁性部分又は可動子部分２６２を閉鎖部材２６４に接続する別個の中間部分２６６を有していてもよい。中間部分又は可動子管２６６は、様々な技術によって製造することができ、例えば、プレートを丸めて継目を溶接するか、ブランクを深絞りしてシームレス管を形成することができる。中間部分２６６は、有利には、その能力により、燃料インジェクタ１００の磁気回路からの漏れ磁束を低減する。この能力は、中間部分又は可動子管２６６が非磁性であることができ、これにより磁性部分又は可動子２６２を強磁性の閉鎖部材２６４から磁気的に切断することができることにより提供される。強磁性の閉鎖部材は、強磁性部分又は可動子部分２６２から切断されているので、漏れ磁束が低減され、これにより、磁気回路の効率を改善する。
【００１７】
可動子の応答を改善し、衝突面における摩耗を低減し、また個々の端部２２１と２６１との間の作業エアギャップの変化を低減するために、図２Ｂ及び図２Ｃに示したように、端部２２１又は２６１の少なくとも一方に表面処理を提供することができる。表面処理は、コーティング、めっき又ははだ焼きを含むことができる。コーティング又はめっきは、硬質クロムめっき、ニッケルめっき又はケロナイトコーティングを含むことができるが、これらに限定されない。他方で、はだ焼きは、窒化、浸炭、浸炭窒化、青化法、火炎焼入れ、火花焼入れ又は高周波焼入れを含むことができるが、これらに限定されない。
【００１８】
表面処理は、通常、それぞれの端部上に少なくとも１つの耐摩耗性材料の層を形成する。しかしながら、これらの層は、それぞれの部分の周面と半径方向端面との間の接合部等の、鋭い縁部が存在する箇所においてはどこでも、本質的により厚くなる傾向がある。さらに、このように厚くなることにより、端部の半径方向外縁において不均一な接触面が生じる。しかしながら、少なくとも１つの端部が、長手方向軸線Ａ−Ａに対してほぼ傾斜した面２６３を有しながら、端部２２１，２６１の少なくとも一方に耐摩耗性の層を形成することにより、両端部は互いに実質的に合致して接触する。
【００１９】
図２Ｂに示したように、端部２２１，２６１は、長手方向軸線Ａ−Ａに対してほぼ対称的である。さらに図２Ｃに示したように、少なくとも一方の端部の面２６３は、ほぼ円錐形、円錐台形、回転楕円面状又は軸線Ａ−Ａに対してほぼ傾斜した面であることができる。
【００２０】
表面処理は可動子アセンブリ２６０の強磁性部分又は磁極片２２０の物理的及び磁気的特性に影響するので、適切な材料、例えば、マスク、コーティング又は保護カバーが、表面処理中に個々の端部２２１，２６１以外の領域を包囲する。表面処理が完了すると材料は除去され、前もって被覆されていた領域は表面処理によって影響されない。
【００２１】
少なくとも１つの軸方向に延びた貫通ボア２６７と、可動子アセンブリ２６０の壁部を貫通した少なくとも１つの開口２６８は、燃料を可動子アセンブリ２６０に流過させることができる。開口２６８は、あらゆる形状であることができるが、非円形、例えば軸方向に細長いと有利であり、これにより気泡の通過を容易にする。例えば、シートを実質的に管に丸めることによって形成された別個の中間部分２６６の場合、開口２６８は、丸められたシートの突き当たっていない縁部の間に画定された、軸方向に延びたスリットであることができる。開口２６８により、流体は、少なくとも１つの貫通ボア２６７とバルブボディ２４０の内部との間を通流することができる。したがって、開放状態においては、燃料は、貫通ボア２６７から、開口２６８、バルブボディ２４０の内部、閉鎖部材２６４の周囲、及び開口を通って、エンジン（図示せず）内へ通流させられることができる。
【００２２】
閉鎖部材２６４を提供する球形バルブエレメントの場合、球形バルブエレメントは、球形バルブエレメントの直径よりも小さな直径において可動子アセンブリ２６０に接続されることができる。このような接続は、球形バルブエレメントの、シートと接触する側とは反対側において行われる。シートの近傍において管アセンブリに下部可動子ガイド２５７を配置することができ、この下部可動子ガイド２５７は、球形バルブエレメントの直径に摺動可能に係合する。下部可動子ガイドは、軸線Ａ−Ａに沿った可動子アセンブリ２６０の整合を容易にすることができる。
【００２３】
管アセンブリには弾性部材２７０が配置されており、この部材２７０は可動子アセンブリ２６０をシートに向かって付勢している。フィルタアセンブリ２８２はフィルタ２８４Ａを有しており、調整管２８０も管アセンブリに配置されている。フィルタアセンブリ２８２は、第１の端部と第２の端部とを有している。フィルタ２８４Ａは、フィルタアセンブリ２８２の第１の端部に配置されており、管アセンブリの第１の端部の近傍に、弾性部材２７０から離れて配置されているが、調整管２８０は、ほぼ、管アセンブリの第２の端部の近傍に配置されている。調整管２８０は、弾性部材２７０に係合し、管アセンブリに対する部材の付勢力を調整する。特に、調整管２８０は反応部材を提供し、この反応部材に対して弾性部材２７０が反応し、これにより、パワーグループサブアセンブリ３００への通電が遮断されるとインジェクタバルブ１００を閉鎖する。調整管２８０の位置は、調整管２８０の外面と管アセンブリの内面との間の締りばめによって入口管２１０に対して保持することができる。したがって、入口管２１０に対する調整管２８０の位置は、可動子アセンブリ２６０の所定の動特性を設定するために使用することができる。択一的に、図２Ａに示したように、円錐タイプのフィルタアセンブリ２８２の代わりに、調整管２８０Ａ及びカップを逆さにした形状のフィルタリングエレメント２８４Ｂから成るフィルタアセンブリ２８２′を使用することができる。
【００２４】
バルブグループサブアセンブリ２００を以下のように組み立てることができる。非磁性シェル２３０は、入口管２１０及びバルブボディ２４０に接続される。フィルタアセンブリ２８２又は２８２′は、軸線Ａ−Ａに沿って入口管２１０の第１の入口管端部から挿入される。次いで、弾性部材２７０及び可動子アセンブリ２６０（前もって組み立てられている）が、軸線Ａ−Ａに沿ってバルブボディ２４０の第２のバルブボディ端部から挿入される。調整管２８０を、弾性部材に接するように所定の距離だけ入口管２１０内へ挿入することができる。入口管２１０に対する調整管２８０の位置決めは、弾性部材の動特性を調整するために、例えば、噴射パルス中に可動子アセンブリ２６０が浮いたり弾んだりしないことを保証するために使用することができる。
【００２５】
次いで、シート２５０及びオリフィスディスク２５４は、軸線Ａ−Ａに沿って、バルブボディ２４０の第２のバルブボディ端部から挿入される。図２Ｄ又は図２Ｅにそれぞれ示したように、インジェクタリフト高さを設定するためにリフトスリーブ２５５又はクラッシュリング２５６を使用することができる。リフトスリーブ２５５又はクラッシュリング２５６は交換可能であるが、リフトスリーブ２５５が有利である。なぜならば、リフトスリーブを軸線Ａ−Ａに沿っていずれかの軸方向に移動させることによって調整することができるからである。この場合、インジェクタのリフトを調査するために、入口管端部２００Ａ又はオリフィスからプローブを挿入することができる。インジェクタリフトが適正であれば、リフトスリーブ２５５及びシート２５０がバルブボディ２４０に固定される。シート２５０及びリフトスリーブ２５５は公知の慣用の取付け技術によってバルブボディ２４０に固定されるが、この取付け技術は、例えば、レーザ溶接、圧着、摩擦溶接、又は慣用の溶接を含んでおり、レーザ溶接であると有利である。その後、シート２５０及びオリフィスプレート２５４を、互いに又はバルブボディ２４０に、レーザ溶接、圧着、摩擦溶接、慣用の溶接等の公知の取付け技術によって固定することができる。
【００２６】
図１及び図３に示したように、パワーグループサブアセンブリ３００は、電磁コイル３１０と、少なくとも１つの端子３２０（有利な実施例によれば２つ）と、ハウジング３３０と、オーバモールド３４０とを有している。電磁コイル３１０は、ワイヤを有しており、このワイヤは、ボビン３１４に巻き付けることができ、ボビン３１４に支持された電気接点３２２に電気的に接続することができる。通電されると、コイルは、可動子アセンブリ２６０を開放状態に向かって移動させる磁束を生ぜしめ、これにより、燃料が開口を流過することができる。電磁コイル３１０への通電を遮断することにより、弾性部材２７０は可動子アセンブリ２６０を閉鎖状態へ戻し、これにより、燃料流を遮断する。各電気端子３２０は、軸方向に延びた接点部分３２４を介して、コイル３１０の個々の電気接点３２２と電気的に接続されている。磁束のための戻り経路を提供するハウジング３３０は、主として、電磁コイル３１０を包囲した強磁性の円筒体３３２と、この円筒体から軸線Ａ−Ａに向かって延びたフラックスワッシャ３３４とを有している。ワッシャ３３４は、円筒体と一体的に形成することも別個に取り付けることもできる。ハウジング３３０は、コイルへの通電が遮断されるときに生じる虞がある過電流を防止するために、孔、スロット３３０Ａ又はその他の形状的特徴を有することができる。付加的に、ボビン３１４のためのマウンティングレリーフを提供するために、ハウジング３３０には、ホタテ貝状の周縁部３３１が設けられている。オーバモールド３４０は、電磁コイル３１０と、少なくとも１つの電気端子３２０と、ハウジング３３０との相対的な向き及び位置を維持する。オーバモールド３４０は、電気的なハーネスコネクタ部分３２１を形成することもでき、このハーネスコネクタ部分において、端子３２０の一部が露出されている。端子３２０及び電気的なハーネスコネクタ部分３２１は、対応するコネクタ、例えば車両ワイヤリングハーネス（図示せず）の一部と係合することができ、これにより、電磁コイル３１０に通電するためにインジェクタ１００を電源（図示せず）に容易に接続することができる。
【００２７】
有利な実施例によれば、電磁コイル３１０によって生ぜしめられた磁束は、磁極片２２０、磁極片２２０と磁気的な可動子部分２６２との間の作業エアギャップ、磁気的な可動子部分２６２とバルブボディ２４０との間の非励振エアギャップ、ハウジング３３０、及びフラックスワッシャ３３４から成る回路を流れる。
【００２８】
コイルグループサブアセンブリ３００は以下のように製作することができる。図３Ｂに示したように、プラスチックボビン３１４は、少なくとも１つの電気接点３２２を備えて成形することができる。電磁コイル３１０のためのワイヤ３１２は、プラスチックボビン３１４に巻き付けられ、電気接点３２２に接続される。次いで、ハウジング３３０が、電磁コイル３１０及びボビン３１４ユニットに被せられる。ボビン３１４には、少なくとも１つの保持プロング３１４Ａを形成することができ、この保持プロングは、オーバモールド３４０と共に、一旦オーバモールドが形成されるとボビン３１４をハウジングに対して固定するために利用される。端子３２０は適切な輪郭に予め曲げられているので、予め整合させられた端子３２０は、電気的なサブアセンブリのためにポリマが型（図示せず）に注入又は噴射された場合に、ハーネスコネクタ３２１と整合する。次いで、端子３２０は、軸方向に延びた部分３２４を介して、個々の電気接点３２２に電気的に接続される。次いで、完成したボビン３１４は、ホタテ貝状の縁部３３１によって適切な向きでハウジング３３０内に配置される。次いで、コイル／ボビンユニットと、ハウジング３３０と、端子３２０との相対的なアセンブリを維持するためにオーバモールド３４０が形成される。オーバモールド３４０は、インジェクタのための構造上のケースをも提供し、所定の電気的及び熱的な絶縁特性を提供する。別個のカラーを例えば接着によって接続することができ、このカラーは、用途に応じた特性、例えば、インジェクタ１００の向き付け特徴又は識別特徴を提供することができる。したがって、オーバモールド３４０は、適切なカラーを付加することによって修正することができるユニバーサル構造を提供する。製造コスト及び在庫管理コストを低減するために、コイル／ボビンユニットは種々異なる用途に対して同じであることができる。特定の管アセンブリ長さ、取付け構成、電気コネクタ等に適合するように、端子３２０及びオーバモールド３４０（又は使用されているならばカラー）のサイズ及び形状を変更することができる。
【００２９】
択一的に、図３Ａに示したように、１片オーバモールド３４０の代わりに２片オーバモールドを使用することができる。２片オーバモールドは、用途が特定されることができる第１のオーバモールド片３４１と、全ての用途に対して普遍的であることができる第２のオーバモールド片３４２とを提供する。第１のオーバモールドは第２のオーバモールドに接着され、これらは、インジェクタのための電気的及び熱的な絶縁体として作用することができる。付加的に、ハウジング３３０の一部は、オーバモールド３４０の端部を越えて軸方向に延びていることができ、Ｏリングを保持するためのフランジが形成されていることができる。
【００３０】
特に図１及び図４に示したようにバルブグループサブアセンブリ２００は、コイルグループサブアセンブリ３００に挿入されることができる。次いで、弾性部材２７０が入口管２１０の入口端部から挿入される。インジェクタ１００は、２つのモジュラーサブアセンブリから形成されており、これらのモジュラーサブアセンブリは、別個に組み立てられかつ試験され、次いで、インジェクタ１００を形成するように結合することができる。バルブグループサブアセンブリ２００及びコイルグループサブアセンブリ３００は、接着剤、溶接、又は別の同様の結合方法によって固定することができる。有利な実施例によれば、オーバモールドを貫通した孔３６０は、ハウジング３３０を露出させ、ハウジング３３０をバルブボディ２４０にレーザ溶接、例えば連続波レーザ溶接するためのアクセスを提供する。
【００３１】
第１のインジェクタ端部２３８は、燃料を供給するために、燃料レール（図示せず）と流体接続されている。第１のインジェクタ端部２３８を燃料レール（図示せず）にシールするために、及び、インジェクタ１００と内燃機関（図示せず）との間の接続部において液密シールを提供するために、Ｏリング２９０を使用することができる。
【００３２】
動作時には、電磁コイル３１０が通電され、これにより、磁気回路に磁束が生ぜしめられる。磁束は、可動子アセンブリ２６０を（有利な実施例によれば軸線Ａ−Ａに沿って）磁極片２２０に向かって移動させ、すなわち作業エアギャップを閉鎖する。可動子アセンブリ２６０のこの移動は、閉鎖部材２６４をシート２５０から離反させ、これにより、流体は、（燃料レール、図示せず）から、入口管、貫通ボア２６７、バルブボディ２４０に設けられた開口、シート２５０と閉鎖部材２６４との間、シート２５０に設けられた開口、最後にオリフィスディスク２５４を通って、内燃機関（図示せず）内へ流れることができる。電磁コイル３１０への通電が遮断されると、可動子アセンブリ２６０は弾性部材２７０の付勢力によって移動させられて閉鎖部材２６４をシートに継続的に係合させ、これにより、インジェクタ１００を通る燃料流を停止させる。
【００３３】
図５を参照すると、有利な組立プロセスを以下のように行うことができる。
【００３４】
１．予め組み立てられたバルブボディ及び非磁性スリーブが、バルブボディを上方に向けながら配置される。
【００３５】
２．スクリーンリテーナ、例えばリフトスリーブが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリ内に装入される。
【００３６】
３．下部スクリーンを、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリ内に装入することができる。
【００３７】
４．予め組み立てられたシート及びガイドアセンブリが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリ内に装入される。
【００３８】
５．シート／ガイドアセンブリが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリ内の所望の位置にまで押し込まれる。
【００３９】
６．バルブボディが、例えばハーメチックラップシールを形成する連続波レーザによってシートに溶接される。
【００４０】
７．バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリに対して第１の漏れ試験が行われる。この試験は、ニューマチック式に行うことができる。
【００４１】
８．非磁性スリーブが上方に位置するようにバルブボディ／非磁性スリーブアセンブリが反転される。
【００４２】
９．可動子アセンブリが、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリに装入される。
【００４３】
１０．磁極片が、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリに装入され、リフト前位置にまで押し込まれる。
【００４４】
１１．バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリをダイナミックに、例えばニューマチック式にパージする。
【００４５】
１２．リフトを設定する。
【００４６】
１３．非磁性スリーブが、例えば仮付け溶接によって磁極片に溶接される。
【００４７】
１４．非磁性スリーブが、例えばハーメチックラップシールを形成する連続波レーザによって磁極片に溶接される。
【００４８】
１５．リフトを検証する。
【００４９】
１６．バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリにばねが装入される。
【００５０】
１７．バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリにフィルタ／調整管が装入され、プレ・キャリブレーション（予備校正）位置にまで押し込まれる。
【００５１】
１８．燃料グループサブアセンブリをほぼ確立するために、バルブボディ／非磁性スリーブアセンブリに入口管が接続される。
【００５２】
１９．燃料グループサブアセンブリを所望の全長にまで軸方向に押し込む。
【００５３】
２０．入口管が、例えばハーメチックラップシールを形成する連続波レーザによって磁極片に溶接される。
【００５４】
２１．燃料グループサブアセンブリに対して第２の漏れ試験が行われる。この試験はニューマチック式に行うことができる。
【００５５】
２２．シートが上方に位置するように燃料グループサブアセンブリが反転される。
【００５６】
２３．オリフィスが打ち抜かれ、シートに装入される。
【００５７】
２４．オリフィスが、例えばハーメチックラップシールを形成する連続波レーザによってシートに溶接される。
【００５８】
２５．燃料グループサブアセンブリ／オリフィスの周方向の向きが、“ルック／オリエント／ルック”手段によって確立することができる。
【００５９】
２６．燃料グループサブアセンブリが、（予め組み立てられた）パワーグループサブアセンブリに挿入される。
【００６０】
２７．パワーグループサブアセンブリが、燃料グループサブアセンブリに対して所望の軸方向位置にまで押し込まれる。
【００６１】
２８．燃料グループサブアセンブリ／オリフィス／パワーグループサブアセンブリの周方向の向きが、検証されることができる。
【００６２】
２９．パワーグループサブアセンブリが、部分番号、連続番号、性能データ、ロゴ等の情報をレーザマークされることができる。
【００６３】
３０．高圧電気試験を行う。
【００６４】
３１．パワーグループサブアセンブリのハウジングが、バルブボディに仮付け溶接される。
【００６５】
３２．下部Ｏリングを装着することができる。択一的に、この下部Ｏリングを、試験後オペレーションとして装着することができる。
【００６６】
３３．上部Ｏリングが装着される。
【００６７】
３４．完全に組み立てられた燃料インジェクタを反転する。
【００６８】
３５．インジェクタを試験リグへ引き渡す。
【００６９】
リフトを設定するために、すなわち適切なインジェクタリフト距離を保証するために、少なくとも４つの異なる技術を利用することができる。第１の技術によれば、バルブボディ２４０の、下部ガイド２５７とバルブボディ２４０との間に挿入されたクラッシュリング２５６を変形させることができる。第２の技術によれば、バルブボディ２４０と非磁性シェル２３０との相対的軸方向位置を、２つの部材が互いに固定される前に調節することができる。第３の技術によれば、非磁性シェル２３０と磁極片２２０との相対的軸方向位置を、２つの部材が固定される前に調節することができる。第４の技術によれば、リフトスリーブ２５５を、バルブボディ２４０内で軸方向に移動させることができる。リフトスリーブ技術が使用されるならば、リフトスリーブの位置を、リフトスリーブを軸方向に移動させることによって調節することができる。リフト距離を、試験プローブを用いて測定することができる。リフトが正しいならば、スリーブは、例えばレーザ溶接によってバルブボディ２４０に溶接される。次いで、バルブボディ２４０は、溶接、有利にはレーザ溶接によって入口管２１０アセンブリに取り付けられる。組み立てられた燃料グループサブアセンブリ２００は次いで、例えば、漏れに関して試験される。
【００７０】
図５に示したように、リフト設定作業は、他の作業と同じ速度で進行することはできない。したがって、単一製造ラインを、複数（２つが示されている）の平行リフト設定ステーションに分割することができ、後で単一製造ラインに再合流されることができる。
【００７１】
（ａ）ハウジング３３０、（ｂ）端子３２０を備えたボビンアセンブリ、（ｃ）フラックスワッシャ３３４及び（ｄ）オーバモールド、を含むことができるパワーグループサブアセンブリの製造は、燃料グループサブアセンブリとは別個に行うことができる。
【００７２】
有利な実施例によれば、ワイヤ３１２は、少なくとも１つの電気接点３２２が成形された予め形成されたボビン３１４に巻き付けられる。ボビンアセンブリは、予め形成されたハウジング３３０に挿入される。磁極片２２０とハウジング３３０との間の磁束のための戻り経路を提供するために、ボビンアセンブリにフラックスワッシャ３３４が取り付けられる。軸方向に延びたコネクタ部分３２４を有する、予め曲げられた端子３２０は、電気接点部分３２２に接続され、ろう付け、はんだ付け、又は有利には抵抗溶接される。ここで、部分的に組み立てられたパワーグループアセンブリが型（図示せず）内に配置される。予め曲げられた形状により、端子は、ポリマが型内に注入又は射出された場合に、ハーネスコネクタ３２１に関して適切な向きに位置決めされる。択一的に、図３Ａに関して説明した２片オーバモールドを形成するために、２つの別個の型（図示せず）を使用することができる。組み立てられたパワーグループサブアセンブリ３００は、ソレノイドの引張力、コイル抵抗、及びソレノイドが飽和された場合の電圧降下を決定するために、試験台に取り付けることができる。
【００７３】
パワーグループサブアセンブリ３００への燃料グループサブアセンブリ２００の挿入は、パワーグループサブアセンブリ３００に対する燃料グループサブアセンブリ２００の相対的な周方向の向きを設定することを含むことができる。挿入作業は、“トップダウン”又は“ボトムアップ”の２つの方法のうちの一方によって行うことができる。トップダウンによれば、パワーグループサブアセンブリ３００が燃料グループサブアセンブリ２００の上部から下方へスライドされ、ボトムアップによれば、パワーグループサブアセンブリ３００が燃料グループサブアセンブリ２００の底部から上方へスライドされる。入口管２１０アセンブリが漏斗状に拡開した第１の端部を有している場合には、ボトムアップ法が要求される。これらの状況においても、漏斗状に拡開した第１の端部によって保持されたＯリング２９０は、燃料グループサブアセンブリ２００をパワーグループサブアセンブリ３００に滑り込ませる前にパワーグループサブアセンブリ３００の周囲に位置決めすることができる。パワーグループサブアセンブリ３００に燃料グループサブアセンブリ２００を挿入した後、これらの２つのアセンブリは、例えばレーザ溶接等の溶接によって互いに固定される。有利な実施例によれば、オーバモールド３４０は、ハウジング３３０の一部を露出させる開口３６０を有している。この開口３６０は、バルブボディ２４０に対してハウジング３３０を溶接するために溶接を行うためのアクセスを提供する。もちろん、サブアセンブリを互いに固定するために他の方法を使用することができる。最後に、燃料インジェクタのそれぞれの端部にＯリング２９０を装着することができる。
【００７４】
有利な実施例を組み立てる方法及び有利な実施例自体は製造上の利点及び利益を提供すると考えられる。例えば、モジューラ構造により、バルブグループサブアセンブリのみがクリーンルーム環境において組み立てられればよい。パワーグループサブアセンブリ３００は、このような環境の外で別個に組み立てることができるので、製造コストを低減する。また、サブアセンブリのモジュール性は、バルブアセンブリとコイルアセンブリとを別個に組立て前に試験することができる。完全に組み立てられたインジェクタを廃棄するのではなく、試験不合格の個々のサブアセンブリのみが廃棄されるので、製造コストが低減される。さらに、ユニバーサルコンポーネント（例えば、コイル／ボビンユニット、非磁性シェル２３０、シート２５０、閉鎖部材２６４、フィルタ／リテーナアセンブリ２８２等）を使用することにより在庫管理コストが低減され、用途に応じたインジェクタの適時組立て（just-in-time assembly）を可能にする。特定の用途のために変更する必要があるコンポーネント、例えば端子３２０及び入口管２１０のみを別個に貯蔵する必要がある。別の利点は、電磁コイル３１０内に、すなわち可動子アセンブリ２６０と磁極片２２０との間に、作業エアギャップを配置することによって、巻き数を低減することができる。使用されるワイヤ３１２の量におけるコスト節約に加え、所要の磁束を生ぜしめるために必要なエネルギが少なくなり、コイルに蓄積する熱が少なくなる（この熱は、インジェクタの一貫した動作を保証するために散逸されなければならない）。さらに別の利点は、モジューラ構造により、オリフィスディスク２５４を組立てプロセスのより遅い段階において、組立てプロセスの最終ステップとしてさえも、取り付けることができることである。オリフィスディスク２５４のこの適時組立てにより、動作要求に応じて広範囲なバルブボディの選択が可能となる。モジュールアセンブリの別の利点は、パワーグループサブアセンブリ３００のアウトソーシング構造を含み、これは、クリーンルーム環境において生じる必要はない。パワーグループサブアセンブリ３００がアウトソーシングされなくとも、付加的なクリーンルーム空間を提供するコストが低減される。
【００７５】
所定の実施例を引用して有利な実施例を開示したが、添付の請求項に定義したように本発明の範囲から逸脱することなしに、記載された実施例に対する多数の修正及び変更が可能である。すなわち、本発明は記載の実施例に限定されず、請求項及び請求項の均等物の文言によって定義された完全な範囲を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料インジェクタの縦断面図である。
【図２】図１に示した燃料インジェクタの流体取扱いサブアセンブリを示す縦断面図である。
【図２Ａ】図２に示した流体取扱いサブアセンブリの変化実施例を示す縦断面図である。
【図２Ｂ】電磁的な燃料インジェクタの衝突面の端部の表面形状を示している。
【図２Ｃ】電磁的な燃料インジェクタの衝突面の端部の表面形状を示している。
【図２Ｄ】インジェクタリフトの設定に関する２つの変化実施例を示している。
【図２Ｅ】インジェクタリフトの設定に関する２つの変化実施例を示している。
【図３】図１に示した燃料インジェクタの電気的サブアセンブリを示す縦断面図である。
【図３Ａ】図１の電気的サブアセンブリのための２つのオーバモールドを示す縦断面図である。
【図３Ｂ】図３の電気的サブアセンブリのコンポーネントを示す分解図である。
【図４】図２及び図３に示した流体取扱いサブアセンブリと電気的サブアセンブリとの組立てを示す等角図である。
【図５】本発明のモジュラー燃料インジェクタを組み立てる方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００燃料インジェクタ、２００バルブグループアセンブリ、２００Ａ第１の管アセンブリ端部、２００Ｂ第２の管アセンブリ端部、２１０入口管、２２０磁極片、２２１端部、２３０非磁性シェル、２３８第１のインジェクタ端部、２３９第２のインジェクタ端部、２４０バルブボディ、２５０シート、２５２シール面、２５４オリフィスディスク、２５５リフトスリーブ、２５６クラッシュリング、２６０可動子アセンブリ、２６１端部、２６２強磁性部分又は可動子部分、２６３面、２６４閉鎖部材、２６６中間部分又は可動子管、２６７貫通ボア、２６８開口、２７０弾性部材、２８０，２８０Ａ調整管、２８２，２８２′ フィルタアセンブリ、２８４Ａフィルタ、２８４Ｂフィルタリングエレメント、２９０Ｏリング、３００パワーグループアセンブリ、３１０電磁コイル、３１２ワイヤ、３１４ボビン、３２０端子、３２１ハーネスコネクタ、３２２電気接点、３２４接点部分、３３０ハウジング、３３１孔およびスロット、３３４フラックスワッシャ、３４０オーバモールド、３６０孔

Claims

内燃機関と共に使用するための燃料インジェクタにおいて、
バルブグループサブアセンブリと、コイルグループサブアセンブリとが設けられており、
前記バルブグループサブアセンブリには、
第１の端部と第２の端部との間に延びた長手方向軸線を有する管アセンブリが設けられており、該管アセンブリが、入口管面を備えた入口管を有しており、
管アセンブリの第２の端部に固定されたシートが設けられており、該シートが開口を画定しており、
該シートと前記管アセンブリとの間の相対的な軸方向位置を設定するために管アセンブリ内に所定の距離だけテレスコープ式に配置されたリフトスリーブが設けられており、
管アセンブリ内に配置された可動子アセンブリが設けられており、該可動子アセンブリが可動子面を有しており、該可動子面又は前記入口管面の少なくとも一方が、前記長手方向軸線に対してほぼ傾斜した第１の部分を有しており、
前記可動子アセンブリをシートに向かって押し付ける部材が設けられており、
前記管アセンブリ内に配置された調整管が設けられており、該調整管が、前記部材に係合しかつ該部材の押付け力を調整するようになっており、
前記コイルグループサブアセンブリには、
前記可動子アセンブリを前記シートに対して移動させるように動作可能なソレノイドコイルが設けられており、
前記可動子が、磁性部分とシール部分との間に中間部分を有しており、該中間部分が、磁性部分とシール部分とを磁気的に切断するようになっていることを特徴とする、燃料インジェクタ。
前記管アセンブリ内に配置されたフィルタが設けられており、該フィルタが前記調整管に接続されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記フィルタが、前記長手方向軸線に関して円錐形である、請求項２記載の燃料インジェクタ。
前記フィルタが、カップを逆さにした形状である、請求項２記載の燃料インジェクタ。
前記第１の部分が、ほぼアーチ状である、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記第１の部分が、ほぼ円錐台形である、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記可動子面が、硬化されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記可動子面が、熱処理されている、請求項７記載の燃料インジェクタ。
前記可動子面が、めっきされている、請求項７記載の燃料インジェクタ。
前記入口管が、第１の管部分と、該第１の管部分に接続された第２の管部分とを有している、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記管アセンブリに非磁性シェルが設けられており、該非磁性シェルが、該非磁性シェルから前記長手方向軸線に向かって延びたガイドを有している、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記シートの近傍に配置された下部可動子ガイドが設けられており、該下部可動子ガイドが、前記可動子アセンブリを長手方向軸線に関してセンタリングするようになっている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記バルブグループサブアセンブリが、前記長手方向軸線を中心に対称的である、請求項１記載の燃料インジェクタ。
前記管アセンブリが、バルブボディとシェルとを有しており、前記バルブボディが、前記長手方向軸線に対してほぼ横方向の面において前記シェルに係合している、請求項１３記載の燃料インジェクタ。
前記管アセンブリが、バルブボディとシェルとを有しており、前記バルブボディが、前記長手方向軸線に対してほぼ平行な環状の面に沿って前記シェルに係合している、請求項１３記載の燃料インジェクタ。
燃料インジェクタを製作する方法において、
バルブグループサブアセンブリを提供し、該バルブグループサブアセンブリに、
第１の端部と第２の端部との間に延びた長手方向軸線を有する管アセンブリが設けられており、該管アセンブリが、入口管面を備えた入口管を有しており、
前記管アセンブリの第２の端部に固定されたシートが設けられており、該シートが開口を画定しており、
該シートと前記管アセンブリとの間の相対的な軸方向位置を設定するために、該管アセンブリ内に所定の距離だけテレスコープ式に配置されたリフトスリーブが設けられており、
管アセンブリ内に配置された可動子アセンブリが設けられており、該可動子アセンブリが可動子面を有しており、該可動子面又は前記入口管面のうちの少なくとも一方が、前記長手方向軸線に対してほぼ傾斜した第１の部分を有しており、
前記可動子が、磁性部分とシール部分との間に中間部分を有しており、該中間部分が、磁性部分とシール部分とを磁気的に切断するようになっており、
前記可動子アセンブリを前記シートに向かって押し付ける部材が設けられており、
前記管アセンブリ内に配置された調整管が設けられており、該調整管が、前記部材に係合しかつ該部材の押付け力を調整するようになっており、
コイルグループサブアセンブリを提供し、該コイルグループサブアセンブリに、
可動子アセンブリをシートに対して移動させるように動作可能なソレノイドコイルが設けられており、
前記バルブグループサブアセンブリを前記コイルグループサブアセンブリ内に挿入することを特徴とする、燃料インジェクタを製作する方法。
前記可動子が、少なくとも１つの半径方向の面を有しており、該少なくとも１つの半径方向の面を被覆し、可動子面を硬化させる、請求項１６記載の方法。