JP4096008B2 - 燃料噴射弁を製造するための方法および燃料噴射弁 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、燃料噴射弁を製造するための方法ならびに請求項５の上位概念部に記載の燃料噴射弁に関する。

図１には、公知先行技術に基づき公知の燃料噴射弁が図示されている。この公知の燃料噴射弁はクラシカルなトップフィード構造を有している。トップフィード構造の特徴は、噴射弁の、流れを案内する全てのコンポーネントが弁長手方向軸線に沿って一列に整合して延びていることである。この場合、流入部は燃焼分配器の接続管片に結合され、流出部はシールシートの下流側で吸気管内へ向けられているか、または直接に内燃機関の燃焼室内へ向けられている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２１５３２８６号明細書に基づき公知の燃料噴射弁は、慣用の形式で電磁的に作動可能である。この燃料噴射弁は、弁長手方向軸線から離れて配置された流入管片を有している。さらに、この燃料噴射弁のハウジングボディ内には、重要な弁構成部分が全て組み込まれているので、燃料は流入管片と燃料流出部との間で加圧下に弁座に供給され得る。この弁座は弁閉鎖体と協働する。ハウジングボディは流入側でカバー状の閉鎖ボディによってカバーされる。この閉鎖ボディは流入管片の他に、さらに過剰燃料のための、弁長手方向軸線と一列に整合した流出管片と、電気的な差込みコンタクトをも有している。ハウジングボディの、前記閉鎖ボディを取り囲んでいる縁曲げ縁部によって、前記閉鎖ボディはハウジングボディにしっかりと保持される。閉鎖ボディとハウジングボディとの間の結合範囲には、さらにシールリングが設けられている。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する、燃料噴射弁を製造するための本発明による方法には、たとえば自動二輪車における狭められたスペース事情のための低い構成高さを有する燃料噴射弁が特に簡単かつ廉価に製造可能となるという利点がある。請求項５の特徴部に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射弁は、噴射弁の固有の機能部分において、軸方向可動の弁部分の行程ならびに動的流量および静的流量に関して既に完全に調節を完了した状態で提供されるので、噴射弁の接続部分に設けられた、弁長手方向軸線との整合位置から偏倚した、折り曲げられた燃料流入管片をあとから組み付ける際に、この組付けを固い結合によって問題なく行うことができるという特別な利点が得られる。

弁長手方向軸線に対して０〜９０゜で可変である角度を有する燃料流入管片を有する燃料噴射弁を製造することができるので特に有利である。

このように形成された、片側で折り曲げられた燃料流入管片はさらに、噴射弁の正確な位置決めの可能性もしくは単純化された回転位置固定を極めて簡単に提供する。

請求項２〜請求項４もしくは請求項６〜請求項１０に記載の手段により、請求項１に記載の方法もしくは請求項５に記載の燃料噴射弁の有利な改良および改善が可能となる。

燃料流入管片の上流側の端部が鋸歯に類似したプロファイルもしくは異形成形部を備えていることが理想的である。これにより、鋸歯に類似したプロファイルに被せ嵌められる、燃料を供給するホースおよびホースクランプとの簡単な結合が可能となる。こうして、Ｏリングのような別のシール手段を不要にすることができる。

図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。図１は弁長手方向軸線に対して一列に整合するように延びるトップフィード式の燃料供給部を備えた、公知先行技術による燃料噴射弁を示す縦断面図であり、図２はホース接続手段と、同じく弁長手方向軸線に対して一列に整合した燃料供給部とを備えた燃料流入管片を示す断面図であり、図３はホース接続手段と、弁長手方向軸線に対して約９０゜だけ折り曲げられた燃料供給部とを備えた燃料流入管片を示す断面図である。

実施例の説明
図２および図３につき、燃料噴射弁を製造するための本発明による方法の方法ステップを説明する前に、図１につき、「トップフィード式燃料噴射弁」として形成されている公知先行技術の燃料噴射弁の基本的構造について詳しく説明する。

図１に例示した、混合気圧縮型の火花点火式内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁の形の電磁的に作動可能な弁は、電磁コイル１により取り囲まれた、ほぼ管状のコア２を有している。このコア２はインナポールもしくは内側磁極として働き、かつ部分的に燃料通過部としても働く。電磁コイル１は、段付けされて形成されたスリーブ形の、たとえば強磁性的な外側の弁周壁５によって周方向で完全に取り囲まれている。この弁周壁５はアウタポールもしくは外側磁極として働く外側の磁気回路構成部分を成している。電磁コイル１とコア２と弁周壁５とは一緒になって１つの電気的に励起可能な操作エレメントを形成している。

コイル枠体３内に埋め込まれた電磁コイル１が弁スリーブ６を外側から取り囲んでいるのに対して、コア２は、弁スリーブ６に設けられた、弁長手方向軸線１０に対して同心的に延びる内側の開口１１内に導入されている。たとえばフェライト系の弁スリーブ６は細長くかつ肉薄に形成されている。開口１１は、とりわけ弁長手方向軸線１０に沿って軸方向に可動となる弁ニードル１４のための案内開口として働く。弁スリーブ６は軸方向で、たとえば燃料噴射弁の軸方向の全延在長さのほぼ半分にわたって延びている。

コア２と弁ニードル１４の他に、開口１１内にはさらに弁座ボディ１５が配置されている。この弁座ボディ１５は、たとえば溶接シーム８によって弁スリーブ６に固定されている。弁座ボディ１５は弁座として固定の弁座面１６を有している。弁ニードル１４は、たとえば管状のアーマチュア区分１７と、同じく管状のニードル区分１８と、球状の弁閉鎖体１９とにより形成される。この場合、弁閉鎖体１９は、たとえば溶接シームによってニードル区分１８と固く結合されている。弁座ボディ１５の下流側の端面には、たとえばポット状の噴射孔付板２１が配置されている。この噴射孔付板２１の、折り曲げられた、周方向に環状に延びる保持縁部２０は、流れ方向とは逆の方向で上方に向けられている。弁座ボディ１５と噴射孔付板２１との固い結合は、たとえば環状の密な溶接シームにより実現されている。弁ニードル１４のニードル区分１８には、１つまたは複数の横方向開口２２が設けられているので、アーマチュア区分１７の内側の長手方向孔２３を通流した燃料は外側へ向かって流出して、弁閉鎖体１９の、たとえば平らな面取り部２４に沿って弁座面１６にまで流入することができる。

噴射弁の作動は、公知の形式で電磁的に行われる。弁ニードル１４を軸方向に運動させ、ひいては弁ニードル１４に作用している戻しばね２５のばね力に抗して噴射弁を開放するか、もしくは噴射弁を閉鎖するためには、電磁コイル１と内側のコア２と外側の弁周壁５とアーマチュア区分１７とを有する電磁回路が働く。アーマチュア区分１７の、弁閉鎖体１９とは反対の側の端部はコア２に向けられている。

球状の弁閉鎖体１９は、弁座ボディ１５に設けられた、流れ方向で円錐台形状に先細りになった弁座面１６と協働する。この弁座面１６は軸方向で、弁座ボディ１５に設けられた案内開口の下流側に形成されている。噴射孔付板２１は、浸食加工、レーザ穿孔または打抜き加工により加工成形された少なくとも１つの、たとえば４つの噴射開口２７を有している。

噴射弁におけるコア２の押込み深さは、とりわけ弁ニードル１４の行程のために決定的である。この場合、電磁コイル１が励磁されていない状態での弁ニードル１４の一方の終端位置は、弁座ボディ１５の弁座面１６に弁閉鎖体１９が当て付けられることにより規定されており、電磁コイル１が励磁された状態での弁ニードル１４の他方の終端位置は、アーマチュア区分１７が下流側のコア端部に当て付けられることにより得られる。行程調節は、たとえば旋削加工のような切削加工法により製造されたコア２を軸方向に移動させることにより行われる。その後に、コア２は所望の位置に相応して弁スリーブ６と固く結合される。

コア２には、弁長手方向軸線１０に対して同心的に延びる流れ孔２８が設けられている。この流れ孔２８は、燃料を弁座面１６の方向に供給するために働く。流れ孔２８内には、戻しばね２５の他に調節スリーブ２９の形の調節エレメントが押し込まれている。この調節スリーブ２９は、この調節スリーブ２９に接触する戻しばね２５のばねプレロードもしくはばね予荷重を調節するために働く。戻しばね２５は調節スリーブ２９とは反対の側では弁ニードル１４に支持されており、この場合、調節スリーブ２９によって動的な噴射量の調節も行われる。調節スリーブ２９の上方では、弁スリーブ６内に燃料フィルタ３２が配置されている。

これまで説明した噴射弁は、その特にコンパクトな構造の点ですぐれている。これらの構成部分は前組付けされた独立した１つの構成アッセンブリを形成している。この構成アッセンブリは以下において「機能部分３０」と呼ばれる。すなわち、機能部分３０は主としてアクチュエータとして働く電磁回路１，２，５と、シール弁（弁閉鎖体１９、弁座ボディ１５）および後続の噴流調整エレメント（噴射孔付板２１）と、ベースボディとして弁スリーブ６とを有している。

機能部分３０とは別個に、第２の構成アッセンブリが形成される。この第２の構成アッセンブリは以下において「接続部分４０」と呼ばれる。接続部分４０の特徴はとりわけ、この接続部分４０が燃料噴射弁の電気的な接続部とハイドロリック的な接続部とを有している点にある。本発明による方法ステップを用いて、特に接続部分４０の的確な加工成形に基づき、燃料噴射弁の構成高さを減少させることにより、燃料噴射弁全体のコンパクト性が一層高められることが望まれる。

部分的にプラスチック部分として形成された接続部分４０は、金属製の燃料流入管片４１と、この燃料流入管片４１を安定化させ、保護しかつ取り囲む、プラスチックから成る管状のベースボディ４２とを有している。燃料流入管片４１の管４４は弁長手方向軸線１０に対して同心的に延びる流れ孔４３を有しており、この流れ孔４３は燃料流入部として働き、燃料噴射弁の流入側の端部から軸方向で燃料によって通流される。

燃料のスムーズな通流が保証されるように両構成アッセンブリの流れ孔４３，２８が互いに相対的に整合させられることにより、燃料噴射弁が完全に組み立てられた状態では接続部分４０と機能部分３０とのハイドロリック的な接続が達成される。接続部分４０が機能部分３０に組み付けられる際、結合安定性を高めるために管４４の下端部４７が弁スリーブ６の開口１１内に突入する。プラスチックから成るベースボディ４２は機能部分３０に被さるように射出成形され得るので、プラスチックは弁スリーブ６の一部と弁周壁５の一部とを直接に取り囲む。たとえば弁周壁５の周面に設けられたラビリンスシール４６を介して、機能部分３０と接続部分４０のベースボディ４２との間の確実なシールが得られる。

ベースボディ４２には、一緒に射出成形された電気的な接続コネクタ５６も所属している。コンタクトエレメントの、接続コネクタ５６とは反対の側の端部は電磁コイル１に電気的に接続されている。

図２および図３には、本発明を明瞭に示すために、燃料流入管片４１を備えた２つの接続部分４０が部分的に図示されている。図２に再度示されているように、慣用の公知の燃料噴射弁においては、弁内部で必要となる調節手段のためにいつでも、相応する調節工具の進入路を確保しておくために、燃料流入管片４１を弁長手方向軸線１０に対して軸平行にかつ一列に整合するように配置することが必要となる。

燃料噴射弁を製造するための本発明による方法は次の点ですぐれている。すなわち、上流側の流入開口６０から出発して弁長手方向軸線１０に対して０゜よりも大きくかつ９０゜よりも小さいかもしくは９０゜に等しい角度α（０゜＜α≦９０゜）を成して延びる燃料流入管片４１を燃料噴射弁に設けることが可能となる。図３に示した実施例では、燃料流入管片４１が弁長手方向軸線１０に対して９０゜の角度αを成して、折り曲げられた第１の区分６２の形で延びている。すなわち、この場合には、流入開口６０が、弁長手方向軸線１０に対して平行に延びる平面を形成している。最終的に、燃料流入管片４１は軸平行な第２の区分６３で弁長手方向軸線１０に沿って終わっている。理想的な場合では、燃料流入管片４１の第２の区分６３が弁長手方向軸線１０に対して整合するように、つまり弁長手方向軸線１０に対して同軸的に延びている。

燃料噴射弁の製造は、まず、特にアクチュエータ１，２，５とシール弁１５，１９とを有する弁の機能部分３０が製造されるように行われる。ベースボディとしては、たとえば弁スリーブ６が設けられている。この製造プロセスに続いて調節プロセスが行われる。この調節プロセスでは、軸方向可動の弁部分（弁ニードル１４、弁閉鎖体１９）の行程ならびに動的な流量および静的な流量の調節が既に完全に行われる。その後に、燃料流入管片４１が機能部分３０と固く結合される。この場合、燃料流入管片４１は、この燃料流入管片４１が弁長手方向軸線１０に沿って成端するように、つまり燃料流入管片４１の終端区分が弁長手方向軸線１０に沿って延びるように機能部分３０と固く結合される。このときに、燃料流入管片４１の軸平行な第２の区分６３の下端部４７が、たとえば弁スリーブ６の開口１１内に押し込まれ、その後に溶接、特にレーザ溶接によって機能部分３０の弁スリーブ６に固定される。溶接の他に、ろう接、接着または係止のような別の接合方法を使用することもできる。

たとえば肉薄な管４４を成す、折り曲げられた金属製の燃料流入管片４１を安定化しかつ保護するためには、その後に、たとえばプラスチックから成る管状のベースボディ４２が燃料流入管片４１を取り囲むように射出成形される。この場合、ベースボディ４２には一緒に射出成形された接続コネクタ５６が所属していてよい。ベースボディ４２が主として燃料流入管片４１の軸平行に延びる第２の区分６３だけを十分に取り囲み、管４４の、所望の角度αで折り曲げられた第１の区分６２は露出している、つまりプラスチックにより被覆されていなければ、既に燃料流入管片４１の十分な安定性と良好な保護とが与えられている。

理想的には、燃料流入管片４１は折り曲げられた第１の区分６２の範囲に位置する上流側の端部に鋸歯に類似したプロファイル（異形成形部）６１を備えている。これにより、この鋸歯に類似したプロファイルに押し被される、燃料を供給するホース（図示しない）およびホースクランプとの簡単な結合が可能となる。こうして、Ｏリングのような別のシール手段を不要にすることができる。

弁長手方向軸線に対して一列に整合するように延びるトップフィード式の燃料供給部を備えた、公知先行技術による燃料噴射弁を示す縦断面図である。 ホース接続手段と、同じく弁長手方向軸線に対して一列に整合した燃料供給部とを備えた燃料流入管片を示す断面図である。 ホース接続手段と、弁長手方向軸線に対して約９０゜だけ折り曲げられた燃料供給部とを備えた燃料流入管片を示す断面図である。

Claims (5)

1. 弁長手方向軸線（１０）と、燃料流入管片（４１）と、弁長手方向軸線（１０）に沿って軸方向に運動可能でかつ弁座ボディ（１５）に設けられた弁座（１６）と協働する弁閉鎖体（１９）と、弁座（１６）の下流側に設けられた少なくとも１つの噴射開口（２７）と、肉薄な弁スリーブ（６）とを有する、内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁において、燃料流入管片（４１）が、流入開口（６０）から出発して弁長手方向軸線（１０）に対して０゜よりも大きくかつ９０゜よりも小さいかまたは９０゜に等しい角度（α）を成して延びて、最終的に弁長手方向軸線（１０）に沿って成端しており、燃料流入管片（４１）が、肉薄な金属製の管（４４）により形成されており、該管（４４）が、プラスチックから成るベースボディ（４２）内に少なくとも部分的に埋め込まれており、肉薄な前記管（４４）が、前記弁スリーブ（６）に固く結合されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 流入開口（６０）が、弁長手方向軸線（１０）に対して平行に延びる平面を形成している、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. ベースボディ（４２）が、主として燃料流入管片（４１）の、弁長手方向軸線（１０）に対して平行に延びる区分（６３）だけを取り囲んでいる、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
4. 燃料流入管片（４１）の上流側の端部が、鋸歯に類似したプロファイル（６１）を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. 燃料流入管片（４１）の肉薄な前記管（４４）が、弁スリーブ（６）に溶接によって固定されている、請求項１記載の燃料噴射弁。

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