JP4602963B2 - 内燃エンジンのための燃料噴射装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃エンジンのための燃料噴射装置およびその製造方法に関する。

特に、本発明は、その中に噴射用の絞り弁を収容する中空本体を備える噴射装置に関し、前記弁は制御室からの燃料を排出するための較正管路を有する。通常、前記管路は、磁気コアおよび該コアの環状スロットに収容された電気コイルを備える電磁石によって制御されるシャッタによって閉止状態に保たれる。

通常、電磁石は、中空本体の固定肩部に対してコアを押圧する、たとえば中空本体にねじ止めされたリングナットなどの適当な固定装置手段によって、非磁性材料製のブロックを介して中空本体内に固定される。電気コイルは、２つの供給プラグに電気的接続された一連の回転部によって形成される。回転部は、互いに等しい内径および外径を有し、環状スロットの内径および外径と同一である２つの等しいフランジを設けた支持ボビン上に巻かれている。

コイルのボビンが一対の中空分岐部を支持し、該中空分岐部にたとえば非磁性材料製のブロックまたはディスクによってコイルに固定された２つのプラグが挿入される噴射装置が知られている。このブロックは、機械的製造および組立ての点で製造コストが比較的高い。

２つのプラグがコア軸に平行である既知の噴射装置において、コアの一部およびプラグの一部の両方を非磁性プラスチック材料製のブロックに包含することが提案されており、したがってこれがブロック自体の射出成形において挿入体を構成する。このような噴射装置において、ボビンは、コアの環状スロットにおいてプラスチック材のための流路を画定する外径を有し、射出成形時は完全にコイルを被覆する。このような噴射装置は、電磁石の励起の後、コイルから発生した熱の散逸を阻止する欠点を示す。実際に、コイルは周囲とのコイルの熱交換容量を実質的に減少させるプラスチック材で完全に被覆され、特に、磁気コアを通って流れ、後に排出されるディーゼル燃料に対して発生した熱を伝達する容量を減少させる。

本発明の目的は、コストを抑制し先行技術の電磁噴射装置の欠点を解消する燃料噴射装置およびその製造方法を提供することである。

前記の本発明の目的は、請求項１記載の燃料噴射装置および請求項１３記載の噴射装置の製造方法により達成できる。

添付の図面を参照しつつ、例示的ないくつかの好適な本発明の実施の形態を説明する。

図１には、内燃エンジンのための燃料噴射装置が全体的に１によって示されており、該噴射装置は、軸３を有する管形状の中空本体２によって形成されたケーシングを備えている。中空本体２は、自由端から内径が減少し、軸３に直交する内肩部７によって丸みをおびた２つの管状ストレッチ４および６を備えている。管状ストレッチ６は噴射用の絞り弁８を収容し、該弁は、リングナット９を経由して管状ストレッチ６の肩部１０に対して封鎖される。

絞り弁８は、制御室１１からの圧力下で燃料を排出する較正管路１２を有する制御室１１を備える。通常、較正管路１２はシャッタ１３によって閉止保持され、該シャッタは後に詳細に説明するらせん状圧縮ばね１６によって対比面１４に対して押圧される。較正管路１２は、シャッタ１３に固定された円盤型の電機子１８に作用する電磁石１７によって形成されたアクチュエータによって付加された拮抗作用によって開かれる。電磁石１７および電機子１８は中空本体２の管状ストレッチ４内に収容されている。

電磁石１７は、軸方向の貫通スロット２１を有する環状の磁気コア１９を備え、ばね１６がその中に収容されている。コア１９は、円筒部２０およびフランジ２２を備え、該フランジは、スペーサリング２３を介して肩部７に支持される。さらにコア１９は、電気コイル２６を収容するように設計された環状スロット２４を有する。該環状スロット２４(図３)は、筒状内面２５および筒状外面３０を有する。

コイル２６は、絶縁プラスチック材料製でＣ型断面を有するボビン２８（図２を参照）の周りに巻かれた一連の回転部２７によって形成される。とりわけ、ボビン２８は、その内径がスロット２４の筒状内面２５の直径と実質的に同一である円筒リブ２９と、２つの平面フランジ３１および３２によって形成される。回転部２７は、実質的に円筒形のコイル２６の外面３３を画定するように設置される。

電磁石１７は、コイル２６への電気供給のための、軸３に平行で横方向に互いに離間した２つのプラグ３４をさらに備える。各々のプラグ３４は、既知の方法でコイル２６の対応する端子に電気的に接続された第１端部３６を有する。さらに各々のプラグ３４は、中央部３７と使用時には中空本体２の管状ストレッチ４（図１）をこえて突出する第２端部３８とを備える。第１端部３６は、軸受筒のように形成された対応する分岐部３９（図２および３）に挿入され、該分岐部はボビン２８のフランジ３２と単一片で形成される。好ましくは、２つの分岐部３９は径方向に互いに対向しており、その各々はコア１９の環状スロット２４に形成された対応する貫通孔４１に挿入される。

電磁石１７は、非磁性プラスチック材料製の単一ブロック４２をさらに備え、コア１９の管状部２０およびプラグ３４の中間部３７がその中に埋設されている。好ましくは、非磁性材料は、たとえば「Ｚｙｔｅｌ」または「Ｓｔａｎｙｌ」などの、ポリアミド強化ガラス繊維でよい。とりわけ、ブロック４２は、コア１９の円管状部２０を包含し、コア１９のフランジ２２に支持された第一部分４３を有する。該部分４３は、管状ストレッチ４（図１を参照）の内径に近似した外径を有しており、これによってガス封止部４４を介して連結されている。

またブロック４２は、第一部分の外径より小さい外径を有する第二部分４６を備え、軸３に直交した環状肩部４７によって丸みを帯びている。前記部分４６は管状ストレッチ４の外側に突出しており、肩部４７は前記ストレッチ４の上端縁４８から所定の距離だけ離間している。部分４６は２つの盲軸空間４９を有しており、その各々は対応するプラグ３４の部分３８に対応する位置に設けられる。ブロック４２は貫通中央スロット５０をさらに備え、該スロットはコアのスロット２１とともに較正管路１２から送出される燃料の排出管路を形成する。スロット５０はばね１６の一部を収容し、ばね１６自体がその上に支持される肩部５５を有する。

ブロック４２の肩部４７は、好都合には皿ばね型または波ワッシャ型の圧縮ばね５１の設置面を画定し、該ばねは、椀を逆にした形状のリングナット５２によって肩部４７に対して押圧される。特に、リングナット５２は、管状ストレッチ４の外ねじにねじ止めされた内ねじを有する側壁５３を有する。リングナット５２は、環状端壁５４をさらに有し、該壁は径方向の遊びを開けてブロック４２の部分４６を包囲し、使用時には管状ストレッチ４の上縁４８に位置する。環状壁５４は、ばね５１に対して軸方向の対比面を画定する。

各々のプラグ３４の端部３８は、それぞれの端子５６に電気的に結合されるように設計される。２つの端子５６は、電気絶縁キャップまたは蓋５８に収容された２つの対応する端子ブロック５７によって支持される。使用時には、各々のプラグ３４の端部３８がブロック４２の対応する盲軸空間４９から突出して、この端部３８の周りにはガス封止部５９が適合する。そして、プラグ３４の端部３８上には２つの端子ブロック５７が嵌合し、蓋５８は中空本体２の管状ストレッチ４に嵌合する。

本発明によると、コイル２６は、その外面３３が較正管路１２から送出される燃料によって包囲されるように形成される。とりわけ、コイル２６の外面３３は、環状スロット２４の外面３０とともに燃料が流入する間隙６１を形成する。

図１〜４の実施の形態によると、コア１９の孔４１は、各々、対応する分岐路３９の外面の直径より大きい直径を有するため、別の間隙６２が形成される。ブロック４２を形成するためにプラスチック材を注入するあいだ、各々の間隙６２には対応する分岐部３９を包含する軸受筒６０が一体的に形成される。しかしながら、このような非磁性材料は間隙６１を貫通しないため、コイル２６の表面３３は露出したままである。とりわけ、図１〜３の変形例によると、ボビン２８のフランジ３２は好都合にもその外径が環状スロット２４の外面３０の外径よりも小さいため、該フランジはコイル２６の表面３３を包囲する燃料のための環状流路６３を形成する。

図４に示された変形例において、ボビン２８のフランジ３２’の直径は、上フランジ３１の直径および環状スロット２４の外面３０の直径と実質的に同一である。しかしながら、フランジ３２’には、コイル２６の表面３３を包囲する燃料のための多数の流路６６を形成する、少なくとも２つの凹部６４（図７においては一連の凹部）が設けられる。

図５および６の実施の形態によると、コア１９の孔４１の直径は、ボビン２８の分岐部３９の外径と実質的に同一であり、該分岐部３９は孔４１に圧力嵌合される。ブロック４２の非磁性材料は、ここでコア１９から突出する分岐点３９の部分６７のみを包囲する。図５の変形例において、ボビン２８のフランジ３２は環状外面３０の直径よりも小さい直径を有し、したがって図３の場合のように燃料用の環状流路６３を形成する。図６および７に示された図５の実施の形態の変形例において、フランジ３２’は一連の凹部６４を有しており、図４の場合のように一連の流路６６を形成する。

噴射装置１は、コア１９の円筒部２０、プラグ３４の中央部３７およびボビン２８の分岐部３９の少なくとも突出部６７を包囲するように、ブロック４２の非磁性材料を、その中にコア１９およびコイル２６がすでに存在する型に注入することを含む製造方法を使用して製造可能である。本製造方法は次の工程を含む。

―Ｃ型断面を有するコイル２６のためのボビン２８であって、各々が対応するプラグ３４の第一端部３６を収容するように設計された２つの分岐部３９を有するボビンを設ける工程、
―ボビン２８上のコイル２６の回転部２７を回転させ、対応するプラグ３４の第一端部３６を各々の分岐部３９に挿入する工程、
―ボビン２８をコイル２６およびプラグ３４とともにコア１９に挿入する工程、
―コア１９の少なくとも一部、ボビン２８の分岐部３９の少なくとも一部およびプラグ３４の少なくとも一部を包含するための非磁性材料製のブロック４２を形成する型を設ける工程、
―コア１９をボビン２８およびプラグ３４とともに型に供する工程、
―コイル２６の外面３３とコア１９の環状スロット２４とのあいだに間隙６１を形成するようにコアを型に供する工程、
―非磁性プラスチック材料を前記型に注入する工程、および
―前記コアおよび型からこのように形成された非磁性材料のブロック４２を分離する工程。

さらに、次の工程が実施される。

―圧縮ばね５１をブロック４２に連結する工程、
―連結されたブロック４２を噴射装置１の中空本体２の管状ストレッチ４に挿入する工程、および
―前記管状ストレッチ４内のブロック４２を圧縮ばね５１を介してリングナット５２で係止する工程。

以上から、本発明の噴射装置１および対応する製造方法の利点は、先行技術と比較すると明らかである。特に、較正管路１２から送出される燃料は、コイル２６の外面３３を常に包囲することによって、回転部２７内の電流の通過により発生した熱が迅速に放散し、噴射装置１の寿命が増加する。さらに、本発明の製造方法は、コイル２６と環状スロット２４とのあいだの間隙６１への燃料用流路６３、６６を容易に得ることを可能にし、また噴射装置１の種々の部品の組立ての簡素化を可能にする。

叙上の燃料噴射装置およびその製造方法について、特許請求の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正や変更が可能であることは理解されるべきである。たとえば、非磁性材料のブロック４２を異なる形状にすることができ、あるいはブロックをプラグ３４をコア１９に固定し、コアを中空本体２の管状ストレッチ４に固定することが可能な２つまたはそれ以上の部品と交換することが可能である。

本発明の第１の実施の形態による燃料噴射装置の径方向の部分断面図である。 図１の細部の部分切断部を示す斜視図である。 図１の拡大断面図であって、いくつかの部分が除外されている。 図１の実施の形態の変形例による図３の一部分である。 噴射装置の他の実施の形態による図３の詳細部である。 図５の実施の形態の変形例である。 図４〜６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った、図２の詳細部の断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射装置
２ 中空本体
３ 軸
４、６ 管状ストレッチ
８ 絞り弁
１１ 制御室
１２ 較正管路
１３ シャッタ
１７ 電磁石
１９ コア
２１、５０ スロット
２４ 環状スロット
２６ コイル
２８ ボビン
２９ リブ
３１、３２、３１’、３２’ フランジ
３４ プラグ
３９ 分岐部
４２ ブロック
５１ 圧縮ばね
５２ リングナット
６１ 間隙

Claims (9)

1. 内燃エンジンのための燃料噴射装置（１）であって、
   噴射用絞り弁（８）が収容された中空本体（２）からなり、前記弁が制御室（１１）からの燃料の排出のための較正管路（１２）を有しており、
   前記較正管路（１２）が、磁気コア（１９）と、該コア（１９）の環状スロット（２４）に収容されたボビン（２８）によって保持された電気コイル（２６）とからなる電磁石（１７）によって制御されたシャッタ（１３）によって通常は閉止保持され、
   前記ボビン（２８）が、実質的に円筒状のリブ（２９）と実質的に平面状で互いに平行な２つのフランジ（３１，３２；３１，３２’）を有することによってＣ型断面を形成し、前記ボビン（２８）が、電気供給のための一対のプラグ（３４）を支持する前記フランジ（３１，３２；３１，３２’）の１つによって支持された一対の分岐部（３９）を有し、
   前記コイル（２６）が外面（３３）を有し、前記外面（３３）が実質的に円筒形で、
   前記コア（１９）および前記プラグ（３４）の少なくとも一部（３７）が、非磁性材料のブロック（４２）に包含され、
   前記制御室（１１）から送出された燃料によって包囲されるように、前記ブロック（４２）が前記環状スロット（２４）とともに、前記コイル（２６）の外面（３３）と前記環状スロット（２４）の外面（３０）との間に間隙（６１）を形成し、
   前記分岐部（３９）が前記コア（１９）の径方向に対向する２つの孔（４１）に挿入されるように設計され、
   前記孔（４１）が前記分岐部（３９）とともに対応する間隙（６２）を形成し、
   また前記対応する間隙（６２）を充填するように前記ブロック（４２）が前記コア（１９）と共成形され、前記ブロック（４２）が前記孔（４１）から突出する前記分岐部（３９）の少なくとも一部（６７）を包含することを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記フランジ（３１，３２）の他方（３２）が、前記間隙（６１）に流れる前記燃料のための環状流路（６３）を形成するように、前記分岐部（３９）を支持するフランジ（３１）よりも小さい直径を有することを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
3. 前記フランジ（３１，３２’）の他方（３２’）が、前記間隙（６１）に流れる前記燃料のための対応流路（６６）を形成するように、少なくとも２つの周辺凹部（６４）を有することを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
4. 前記コア（１９）および前記ブロック（４２）が、前記間隙（６１）と連通する対応する中央スロット（２１，５０）を有して形成され、前記較正管路（１２）から送出された前記燃料が前記中央スロットを通って排出されることを特徴とする請求項２または３記載の噴射装置。
5. 前記分岐部（３９）の各々が対応する孔（４１）の表面に付着する外面を有することにより、前記ブロック（４２）が前記分岐部（３９）の前記一部（６７）のみを包含することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の噴射装置。
6. 前記ブロック（４２）が２つの平行な円筒空間（４９）からなり、各々が対応するプラグ（３４）の第二端部（３８）に対応する位置に設けられ、前記プラグ（３４）の各々には、前記第二端部（３８）と前記ブロック（４２）の対応する平行な空間（４９）とのあいだに設けられたそれぞれの封止部（４４）が設けられてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の噴射装置。
7. 前記ブロック（４２）が前記中空本体（２）にねじ止めされたリングナット（５２）によって前記中空本体（２）に接続され、圧縮ばね（５１）が前記リングナット（５２）と前記中空本体（２）とのあいだに設けられてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の噴射装置。
8. 噴射用の絞り弁（８）を制御するための電磁石（１７）が収容された中空本体（２）からなり、前記電磁石（１７）が磁気コア（１９）、電気コイル（２６）および該コイル（２６）に電気的接続された２つのプラグ（３４）からなり、前記コア（１９）が前記コイル（２６）を収容する環状スロット（２４）を有する内燃エンジンのための燃料噴射装置（１）の製造方法であって、前記方法が次の工程、
   Ｃ型断面を有するコイル（２６）のためのボビン（２８）を設ける工程であって、前記ボビン（２８）は、その各々が対応するプラグ（３４）の第一端部（３６）を収容するように設計された２つの分岐部（３９）を設けてなり、
   前記プラグ（３４）の流路のための２つの孔（４１）を備えた前記コア（１９）を設け、前記孔（４１）が前記分岐部（３９）とともに対応する間隙（６２）を形成し、
   前記コイル（２６）を備えたボビン（２８）を、前記環状スロット（２４）内に挿入し、前記分岐部（３９）の少なくとも一部および前記プラグ（３４）の少なくとも一部を前記孔（４１）内に挿入し、
   前記コア（１９）の少なくとも一部、前記ボビン（２８）の前記分岐部（３９）の少なくとも一部および前記プラグ（３４）の少なくとも一部を包含するための非磁性材料のブロック（４２）を形成する型を設ける工程、
   前記コア（１９）を前記ボビン（２８）および前記プラグ（３４）とともに型に供する工程、
   前記コイル（２６）の外面（３３）と前記環状スロット（２４）の外面（３０）とのあいだに間隙（６１）を形成するようにコアを前記型に供する工程、
   非磁性プラスチック材料を前記型に注入する工程、および
   前記コアおよび型からこのように形成された前記ブロック（４２）を分離する工程を特徴とする燃料噴射装置の製造方法。
9. 圧縮ばね（５１）を前記ブロック（４２）に連結する工程、
   前記連結されたブロック（４２）を前記中空本体（２）の管状ストレッチ（４）に挿入する工程、および
   前記管状ストレッチ（４）内の前記ブロック（４２）および圧縮ばね（５１）をリングナット（５２）によって係止する工程を特徴とする請求項８記載の方法。

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