JP4478681B2 - 液圧式の連結器及び燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁のための液圧式の連結器であって、２つの伝達ピストンを備えており、一方の伝達ピストンはノズルニードルに連結されるようになっており、他方の伝達ピストンはアクチュエータ、殊に圧電アクチュエータに連結されており、該アクチュエータの作動は、前記連結器の前記両方の伝達ピストンを介して前記ノズルニードルに伝達されるようになっており、この場合に前記両方の伝達ピストン間に液圧媒体を充填してあり、該液圧媒体は前記両方の伝達ピストンを互いに液圧式に連結しており、これによりアクチュエータとノズルニードルとを液圧式に連結してある形式のものに関する。さらに本発明は、燃料噴射弁にも関する。

液圧式の連結器は、アクチュエータとノズルニードルとの間の温度差を補償するために役立っている。液圧媒体は両方の伝達ピストン間に永続的に充填される。永続的な充填は、連結器が運転開始の前に液圧媒体を両方の伝達ピストン間に満たされて耐用年数にわたって維持され、即ち、液圧媒体を耐用年数内に交換されることもなければ、補充されることもないことを意味している。従って、連結器にはシールに対する高い要求を課せられる。従来の連結器は構造が煩雑でかつ液圧媒体の充填に費用がかかっている。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の連結器及び燃料噴射弁を改善して、構造が簡単でかつ安価に製造できるようにすることである。さらに、本発明に基づき製造される連結器は容易に充填できるようにしたい。

前記課題を解決するために本発明に基づく構成では、冒頭に述べた形式の連結器において、一方の伝達ピストンの１つの端部は、他方の伝達ピストンの１つの端部内に案内されており、これによって前記一方の伝達ピストンの端面と前記他方の伝達ピストンとの間に形成された伝達室は、液圧媒体のための付加的な受容室に接続されており、該受容室はばね・シール部材によって密閉されている。ばね・シール部材は一面では、液圧媒体のための付加的な受容室の密閉のために用いられ、かつ他面では充填圧力のための初期荷重（初期応力）を形成している。

連結器の有利な実施態様では、一方の伝達ピストン内に接続通路を設けてあり、該接続通路は伝達室を液圧媒体のための付加的な受容室に接続している。これによって、連結器の構造は著しく簡単になっている。

連結器のさらに有利な実施態様に基づき、接続通路は絞りを備えている。該絞りは噴射の後の伝達室の充填を可能にしていて、かつ伝達室からの液圧媒体の不都合に大きな容積流の流出を阻止している。

連結器の別の有利な実施態様では、絞りは充填方向で丸味を付けられている。これによって、伝達室の充填はさらに容易になる。

連結器のさらに有利な実施態様では、接続通路は、一方の伝達ピストンの縦軸線方向に延びる貫通孔を含んでいる。該貫通孔によって連結器は、連結器の使用前に、即ち最初の運転開始の前に容易に充填される。

連結器の別の有利な実施態様では、貫通孔は一方の伝達ピストンの、伝達室と逆の側でシール部材によって閉鎖されている。シール部材は例えば球体であり、該球体はねじによって所属のシール座に圧着されている。

連結器の別の有利な実施態様では、液圧媒体のための付加的な受容室は、一方の伝達ピストンの半径方向外側に配置された環状室によって形成されている。有利には該環状室は、一方のピストン内を半径方向へ延びる貫通孔によって伝達室に接続されている。

連結器の有利な実施態様では、環状室は軸線方向で他方の伝達ピストンと不動のケーシング部分とによって部分的に画成されている。このような構成は、製作技術的に特に容易に実施され得るものである。

連結器の別の有利な実施態様では、他方の伝達ピストンと不動のケーシング部分との間にばね部材を締め込んである。該ばね部材は、他方の伝達ピストンのための戻しばねを成している。

連結器のさらに有利な実施態様では、液圧媒体のための付加的な受容室は、半径方向外側を波形ベローズによって画成されている。該波形ベローズ（波形管片）はシール部材としても、ばね部材としても機能している。

連結器のさらに有利な実施態様では、波形ベローズは半径方向に変形できるようになっている。これによって波形ベローズは、充填圧力のための初期荷重若しくは初期応力を形成するようになっている。

次に本発明を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。請求の範囲及び実施例に示してある構成は、個別に用いられ、若しくは任意に組み合わせて用いられるものである。図面において、
図１は、液圧式の連結器を備えた燃料噴射弁の部分的な縦断面図であり、
図２は、図１の燃料噴射弁の波形ベローズの一部分の拡大図であり、
図３は、図１の燃料噴射弁の絞りの拡大断面図である。

図１には、燃料噴射弁の一部分を縦断面で示してある。燃料噴射弁は最新の内燃機関に、殊の自動車のエンジンに用いられて、燃料、殊にガソリンを燃焼室内に噴射するようになっている。噴射は圧電アクチュエータ４によって生ぜしめられるようになっており、圧電アクチュエータは第１の伝達ピストン６を負荷するようになっている。第１の伝達ピストン６は第２の伝達ピストン７に液圧式に連結されている。第１の伝達ピストン６の一方の端部にほぼ円形ディスク状の端面８を形成してあり、該端面に圧電アクチュエータ４を当接させてある。第１の伝達ピストン６の他方の端部に中央の袋穴９を形成してあり、該袋穴はほぼ円筒形の形状を有している。

袋穴９内には、第２の伝達ピストン７を密閉した状態で案内してある。このような案内によって、両方の伝達ピストン６，７は軸線方向で互いに相対的に運動できるようになっている。第２の伝達ピストン７の、第１の伝達ピストン６に向いた端面１２は、袋穴９内に伝達室１４を画成している。伝達室１４は液圧媒体、例えばシリコンオイルで満たされていて、両方の伝達ピストン６，７間の液圧的な連結を行っている。

伝達室１４は付加的な受容室１５に接続されており、該受容室は第２の伝達ピストン７の半径方向外側でピストン端部１と第１の伝達ピストン６との間に配置されている。付加的な受容室１５は環状の室を形成しており、該環状の室は半径方向内側を第２の伝達ピストン７によって、軸線方向で第１の伝達ピストン６及びピストン端部１によって、かつ半径方向外側を波形ベローズ１７によって画成されている。波形ベローズ１７は一方の側で溶接継ぎ目２０を用いて第１の伝達ピストン６に密に取り付けられ、かつ他方の側で溶接継ぎ目２１を用いてピストン端部１に密に取り付けられている。

付加的な受容室１５内には戻しばね２４、例えば圧縮コイルばねを軸線方向で第１の伝達ピストン６とピストン端部１との間に締め込んである。戻しばね２４は、第１の伝達ピストン６を圧電アクチュエータ４の作動の後に再び戻すために用いられている。

第２の伝達ピストン７内に中央の貫通孔２８を設けてあり、該貫通孔はピストン縦軸線の方向に延びている。貫通孔２８の、伝達室１４に向いた側の端部は、横断面の減少された絞り２９として形成されている。貫通孔２８の他方の側の端部は、拡径部３０として形成されており、該拡径部は雌ねじを備えている。波形ベローズ１７の領域で貫通孔２８から横孔３２を分岐させてあり、該横孔は付加的な受容室１５に開口している。中央の貫通孔２８は伝達室１４と逆の側で球状のシール部材３４によって閉鎖されており、該シール部材は、該拡径部３０の雌ねじ内にねじ込まれたねじ３６を用いて所属の座部に圧着されている。

伝達室１４及び付加的な受容室１５は、使用前に、即ち最初の運転の前に貫通孔２８及び横孔３２を介して液圧媒体、例えばシリコンオイルで充填される。充填の後に貫通孔２８は球状のシール部材３４及びねじ３６によって閉じられる。伝達室１４は貫通孔２８及び横孔３２を介して付加的な受容室１５に接続されている。

図２に示してあるように、波形ベローズ１７は、付加的な受容室１５の充填に際して半径方向で矢印４０の方向へ変形させられる。波形ベローズ１７の半径方向の変形を符号１７′で暗示してある。波形ベローズ１７の符号１７′で示す位置への変形は、付加的な受容室１５内に充填された液圧媒体に圧力（応力）を生ぜしめている。該圧力は横孔３２、貫通孔２８及び絞り２９を介して伝達室１４にも作用している。

図３に示してあるように、絞り２９は伝達室１４と逆の側で丸味を付けられている。該丸味によって伝達室１４の充填は容易に行われる。

伝達室１４は両方の伝達ピストン６，７間の案内によって密閉されている。絞り２９は、噴射の後の伝達室１４の急速な充填のために役立っている。伝達室１４の充填にとって必要な圧力差のための圧力は、波形ベローズ１７によって形成されるようになっており、波形ベローズはシール機能もばね機能も発揮するものである。波形ベローズ１７は、軸線方向だけではなく半径方向にも伸張できるように形成されている。

液圧式の連結器を備えた燃料噴射弁の部分的な縦断面図 図１の燃料噴射弁の波形ベローズの一部分の拡大図 図１の燃料噴射弁の絞りの拡大断面図

符号の説明

１ ピストン端部、 ４ 圧電アクチュエータ、 ６，７ 伝達ピストン、 ８ 端面、 ９ 袋穴、 １２ 端面、 １４ 伝達室、 １５ 受容室、 １７ 波形ベローズ、 ２０，２１ 溶接継ぎ目、 ２４ 戻しばね、 ２８ 貫通孔、 ２９ 絞り、 ３０ 拡径部、 ３２ 横孔、 ３４ シール部材、 ３６ ねじ

Claims (9)

1. 燃料噴射弁のための液圧式の連結器は、２つの伝達ピストン（６，７）を備えており、一方の伝達ピストンはノズルニードルに連結されるようになっており、他方の伝達ピストンはアクチュエータ（４）、殊に圧電アクチュエータ（４）に連結されており、該アクチュエータ（４）の作動は、前記連結器の前記両方の伝達ピストン（６，７）を介して前記ノズルニードルに伝達されるようになっており、この場合に前記両方の伝達ピストン（６，７）間に液圧媒体を充填してあり、該液圧媒体は前記両方の伝達ピストン（６，７）を互いに液圧式に連結しており、これによりアクチュエータ（４）とノズルニードルとを液圧式に連結してある形式のものにおいて、前記一方の伝達ピストン（７）の１つの端部は、前記他方の伝達ピストン（６）の１つの端部内に案内されており、これによって前記一方の伝達ピストン（７）の端面（１２）と前記他方の伝達ピストン（６）との間に形成されている伝達室（１４）は、液圧媒体のための付加的な受容室（１５）に接続されており、該受容室はばね兼シール部材（１７）によって密閉されており、かつ前記一方の伝達ピストン（７）内に接続通路（２８，３２）を設けてあり、該接続通路（２８，３２）は前記伝達室（１４）を液圧媒体のための前記付加的な受容室（１５）に接続しており、前記接続通路（２８，３２）は、前記一方の伝達ピストン（７）の縦軸線方向に延びる貫通孔（２８）を含んでおり、該貫通孔（２８）は、前記一方の伝達ピストン（７）の、前記伝達室（１４）と逆の側でシール部材（３４）によって閉鎖されていることを特徴とする、燃料噴射弁のための液圧式の連結器。
2. 接続通路（２８，３２）は絞り（２９）を備えている請求項１に記載の連結器。
3. 絞り（２９）は充填方向で丸味を付けられている請求項２に記載の連結器。
4. 液圧媒体のための付加的な受容室（１５）は環状室によって形成されており、該環状室は一方の伝達ピストン（７）の半径方向外側に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の連結器。
5. 環状室（１５）は軸線方向で他方の伝達ピストン（６）と一方の伝達ピストン（７）とによって画成されている請求項４に記載の連結器。
6. 他方の伝達ピストン（６）と一方の伝達ピストン（７）との間にばね部材（２４）を締め込んである請求項５に記載の連結器。
7. 液圧媒体のための付加的な受容室（１５）は、半径方向外側を波形ベローズ（１７）によって画成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の連結器。
8. 波形ベローズ（１７）は半径方向に変形されるようになっている請求項７に記載の連結器。
9. 燃料噴射弁において、請求項１から８のいずれか１項に記載の連結器を備えていることを特徴とする燃料噴射弁。

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