JP4886239B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁であって、戻しばねによって負荷される可動子と協働する電磁コイルを備えており、前記可動子が、弁ニードルと相俟って軸方向で可動の弁部材を形成しており、弁ニードルに弁閉鎖体が設けられており、該弁閉鎖体が弁座体と相俟ってシール座を形成している形式のものに関する。

例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４００３２２７号明細書から公知の燃料噴射弁には、電磁コイルによって取り囲まれたコアと、可動子とが設けられており、該可動子によって、不動の弁座と協働する弁閉鎖体が当該可動子に溶接された結合管を介して操作可能であり、管状の金属製の中間部材が設けられており、該中間部材が、一方の端部を以てコアの可動子に面した端部と且つ他方の端部を以て管状の結合部材と溶接によって密に結合されており、電磁コイルに上方係合する少なくとも１つのＵ字形の導体エレメントが設けられており、該導体エレメントの弁閉鎖体に面した端部が前記結合部材と、且つ他方の端部がコアと溶接によって結合されており、しかも、燃料噴射弁の各２つのオーバラップした構成部材の溶接が、溶接しようとする両部分の内の一方の横断面減少部において行われる。

前掲の刊行物から公知の燃料噴射弁における欠点は特に、燃料噴射弁の個々のコンポーネント間の結合部の製作が複雑であり延いては時間とコストがかかるという点にある。更に、溶接した箇所が熱負荷され、これにより、強度及び曲げ剛性は失われる。このことは、強さの異なる複数のケーシング部材による著しい共振及びこれに関連した燃料噴射弁の運転時のノイズ発生をもたらす恐れがある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４００３２２７号明細書

本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。

この課題を解決するために本発明では、燃料噴射弁（１）の上流側の接続手段としての接続管片（２８）又は燃料噴射弁（１）の下流側の接続手段としての弁座支持体（２５）又は前記両構成部材（２８，２５）が、別個のプラスチック部品として製作されており、接続管片（２８）が、内部磁極（６）の切欠き内で係止されており、これにより、接続管片（２８）と内部磁極（６）との不動の結合が実現され、弁座支持体（２５）が、該弁座支持体を取り付けるための弁スリーブ（５）の切欠き（３３）に係止されており、これにより、弁座支持体（２５）と弁スリーブ（５）との不動の結合が実現されるようにした。

独立請求項の特徴部に記載の構成を有する本発明による燃料噴射弁は、金属の使用が、燃料噴射弁の機能に関して重要なエレメントに限定されたままであるという利点を有している。２つの接続部材がプラスチックから製作されていることによって、前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第４００３２２７号明細書に記載されているような、コストがかかり且つ傷みやすい金属構成部材間の溶接シームを省くことができる。材料としてプラスチックを使用することにより、廉価な構造も、接続部材の簡単な組込みも、燃料噴射弁の重量削減も可能である。

更に、弁座支持体及び接続管片をプラスチックから製作することにより、色識別、上流側及び／又は下流側の接続部材に関する長さのバリエーション並びにこれらの接続部材の様々なジオメトリ（溝の位置、溝のジオメトリおよび回動防止ノーズ等）に関する多様なバリエーション及びフレキシビリティーが可能になる。この場合、ノーズが弁座支持体に取り付けられ、対応する溝が吸気管に設けられていると、吸気管に関する燃料噴射弁の位置調整はより正確である。

弁座支持体及び接続管片をプラスチックで製作することは付加的に、ノイズを緩和する熱可塑性樹脂を材料として使用することができるという利点を有している。この場合、燃料噴射弁の運転中のノイズ発生に際する材料負荷が減少される。それというのも、発生するノイズは使用される材料によって緩和されるからである。

弁座支持体及び接続管片を製作するための材料としてプラスチックを使用することは、これらの接続部材のプラスチックに適した構成を可能にし、この場合、特に有利なのは、プラスチックから製作された部材の肉厚は、大量生産に際して変化しないということである。更に、大量生産におけるプラスチックの使用は、最大の形状保持性及び最小の材料使用量と同時に接続部材の最高の剛性を可能にする。

従属請求項に記載の構成によって、独立請求項に記載の燃料噴射弁の有利な改良が可能である。

有利には、コネクタを含むコイルのプラスチックによる外装射出成形は、コネクタのジオメトリ及び色識別に関して十分なバリエーションの多様性及びフレキシビリティーを可能にする。

更に有利には、フィルタスクリーンが接続管片に緊締スリーブ無しで収納され得る。これにより構成部材の数が減少し、その結果、燃料噴射弁全体のコストが削減される。

更に有利には、超音波溶接又はレーザ溶接されたフィルタは、Ｏリングシールの良好な型抜きを可能にし、これにより、ばり無しの良好な表面品質を実現する。

本発明による弁の更に別の利点は、弁座支持体が弁ケーシングに関して無段式で回動されるという点にある。これにより、噴射開口の半径方向位置の異なる燃料噴射弁を製作するための別の射出成形工具の使用は無用である。つまり、噴射開口の半径方向位置が異なる燃料噴射弁が、１生産ラインで生産可能である。

本発明による燃料噴射弁のデザインは、本発明による燃料噴射弁を大量生産するために、既存の組込み装置の使用を可能にする。この場合、接続管片は、供給されるべき燃料量の動的な調整が行われた後に組み込まれてもよい。この場合、調整プランジャに関して、より迅速なプロセス時間の利点が得られる。それというのも、製作しようとする燃料噴射弁の管片長さに関してタイプが変更された場合のプロセス切換えは最早必ずしも必要ではなく、種々様々な燃料噴射弁を大量生産するために同一組込み機械を使用することができるからである。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、概略断面図で本発明に基づいて構成された燃料噴射弁１の１実施例の縦断面が示されており、この燃料噴射弁１は、特に内燃機関の吸気管（詳しくは図示せず）に燃料を噴射するために適している。

燃料噴射弁１は電磁コイル２を有しており、この電磁コイル２はコイル支持体３に巻き付けられている。このコイル支持体３はポット形の弁ケーシング４内で密閉されている。コイル支持体３は、とりわけ弁座支持体取付け部として働く弁スリーブ５によって貫通係合される。弁スリーブ５は管状に構成されており且つ内部磁極６の延長部を成している。内部磁極６の流出側には可動子７が配置されており、この可動子７はプレス嵌めによって弁ニードル８と結合されている。弁スリーブ５及び弁ケーシング４は、例えばレーザ溶接シーム３２によって互いに固着結合されている。

弁ニードル８は、この実施例ではロッド形の弁閉鎖体１０と作用結合しており、この弁閉鎖体１０は、弁座体１１と一緒にシール座を形成している。このシール座の下流側には少なくとも１つの噴射開口１３が形成されており、この噴射開口１３から燃料が吸気管（図示せず）に噴射される。

可動子７は、燃料噴射弁１の休止状態では、燃料噴射弁１が弁座体１１に対する弁閉鎖体１０の圧着に基づいて閉鎖状態を保たれるように、戻しばね１４によって負荷されている。この戻しばね１４は、可動子７の切欠き１５に配置されており且つ調整スリーブ１６によって予負荷状態にもたらされる。この調整スリーブの流入側では、ポット形のフィルタエレメント１７が接続管片２８に納められている。中心の燃料供給部１８を介して供給される燃料は、燃料噴射弁１の供給管２４、切欠き１５を通流して、弁座体１１及び噴射開口１３に向かって流れる。

燃料分配導管（図示せず）に組み付けるためには、燃料噴射弁１の中心の燃料供給部１８の領域にシール１９が設けられている。別のシール２０は、燃料噴射弁１と吸気管との間の結合部（図示せず）をシールする。ここでは吸気管は図示しない。それというのも、吸気管は本発明の核心に関して重要ではないからである。電磁コイル２は所定の線路を介して、電気的な差込みコンタクト２１を介して供給可能な電流によって励磁される。差込みコンタクト２１はプラスチックジャケット２２によって取り囲まれており、このプラスチックジャケット２２は、弁スリーブ５若しくは供給管２４に一体に射出成形されていてよい。

電磁コイル２に電気的な線路（図示せず）を介して電流が供給されると磁界が形成され、この磁界が十分に強いと、可動子７を戻しばね１４の力に抗して燃料の流れ方向とは逆方向で電磁コイル２内へ引き込む。これにより、可動子７と支持管６との間に形成された作業ギャップ２３が閉じられる。可動子７の運動によって、この可動子７と形状接続的に結合された弁ニードル８もストローク方向で連行されるので、弁閉鎖体１０は弁座体１１から持ち上がり、燃料が噴射開口１３へ案内される。

電磁コイル２を励磁する電流が遮断されて、戻しばね１４が可動子７を支持管６から押し出す程度に磁界が低減され、これにより、弁ニードル８が流出方向で運動し、弁閉鎖体１０が弁座体１１に載置されると直ちに燃料噴射弁１が閉じられる。

燃料噴射弁は、運転中の曲げ振動に基づいて不都合なノイズを発生させる傾向にある。このことは、支持機能を有する一方で、作業ギャップの領域において磁界を満足のいくように形成することを可能にするために材料厚さから見て十分に薄くなくてはならない弁スリーブ５の形状に起因する。

図２には、第１実施例に対応した、プラスチックから製作された弁座支持体２５の流入側の領域２６の概略的な部分断面図が示されている。弁座支持体２５のこの流入側の領域２６は、弁スリーブ５のフランジ３１の下位の弁座支持体２５の流入側の領域２６の環状隆起部３４が、加熱されたポンチ又は超音波エネルギによって弁スリーブ５のアンダカット３３に加工成形されることによって、弁スリーブ５のアンダカット３３に固定されている。内部磁極６への接続管片２８の固定は、比較可能な形式で所定のアンダカットにおいて行うことができる（図１）。

接続管片２８と内部磁極６、若しくは弁座支持体２５と弁スリーブ５の結合領域は、例えばそれぞれシールリング３７によってシールされている。接続管片は、吸気管内での燃料噴射弁の回動防止用に一体に射出成形されたノーズを有している。弁座支持体２５には突出した回動防止ノーズ２９が設けられていてよく、この回動防止ノーズ２９は、燃料噴射弁の規定された組込み位置を保証し且つプラスチック製の弁座支持体２５に極めて簡単に加工成形可能である。

図３には、第２実施例に対応した、接続管片２８の概略的な部分断面図が示されている。接続管片２８の流入側の端部にはかしめ締結部３６が位置しており、このかしめ締結部３６は周方向で連続的に、又は断続的に９０°の間隔をあけて取り付けられており、この場合、接続管片２８の流入側の端部におけるフィルタエレメント１７の位置固定は、超音波又は加熱によって実現される。

図４には、第３実施例に対応した、接続管片２８の概略的な部分断面図が示されている。接続管片２８の流入側の端部にはフィルタエレメント１７が位置しており、このフィルタエレメント１７は、溶接シーム３５を以て接続管片２８に固定されている。この溶接シームは、レーザ溶接又は超音波溶接によって生ぜしめられる。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。特に、様々な構成の任意の組合わせ、即ち例えばプラスチック製の接続管片２８又は弁座支持体２５が可能である。

本発明に基づいて構成された燃料噴射弁の１実施例の概略断面図である。 本発明による燃料噴射弁の第１実施例に対応した概略部分断面図である。 本発明による燃料噴射弁の第２実施例に対応した第２の概略部分断面図である。 本発明による燃料噴射弁の第３実施例に対応した第３の概略部分断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁、 ２ 電磁コイル、 ３ コイル支持体、 ４ 弁ケーシング、 ５ 弁スリーブ、 ６ 内部磁極、 ７ 可動子、 ８ 弁ニードル、 １０ 弁閉鎖体、 １１ 弁座体、 １３ 噴射開口、 １４ 戻しばね、 １５ 切欠き、 １６ 調整スリーブ、 １７ フィルタエレメント、 １８ 燃料供給部、 １９，２０ シール、 ２１ 差込みコンタクト、 ２２ プラスチックジャケット、 ２３ 作業ギャップ、 ２４ 供給管、 ２５ 弁座支持体、 ２６ 流入側の領域、 ２８ 接続管片、 ２９ 回動防止ノーズ、 ３１ フランジ、 ３２ レーザ溶接シーム、 ３３ アンダカット、 ３４ 環状隆起部、 ３５ 溶接シーム、 ３６ かしめ締結部、 ３７ シール

Claims (10)

1. 燃料分配導管と接続される燃料噴射弁（１）であって、戻しばね（１４）によって負荷される可動子（７）と協働する電磁コイル（２）を備えており、前記可動子が、弁ニードル（８）と相俟って軸方向で可動の弁部材を形成しており、弁ニードル（８）に弁閉鎖体（１０）が設けられており、該弁閉鎖体が弁座体（１１）と相俟ってシール座を形成している形式のものにおいて、
   燃料噴射弁（１）の上流側に配置され、燃料噴射弁（１）と前記燃料分配導管とを接続する接続手段としての接続管片（２８）又は燃料噴射弁（１）の下流側に配置される弁座支持体（２５）又は前記両構成部材（２８，２５）が、プラスチック部品として製作されており、接続管片（２８）が、内部磁極（６）の切欠き内で係止されており、これにより、接続管片（２８）と内部磁極（６）との不動の結合が実現され、弁座支持体（２５）が、該弁座支持体を取り付けるための弁スリーブ（５）の切欠き（３３）に係止されており、これにより、弁座支持体（２５）と弁スリーブ（５）との不動の結合が実現されるものであって、前記弁スリーブ（５）は前記内部磁極（６）の燃料噴射弁（１）の下流方向への延長部として前記内部磁極（６）と一体に形成されることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. 接続管片（２８）がノイズを緩和する熱可塑性樹脂から製作されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. プラスチックペレットを使用することによって、燃料噴射弁（１）の色識別が行われる、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. 接続管片（２８）が、吸気管内での燃料噴射弁（１）の回動防止用に一体に射出成形されたノーズを有している、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. 弁座支持体（２５）がノイズを緩和する熱可塑性樹脂から製作されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
6. プラスチックペレットを使用することによって、燃料噴射弁（１）の色識別が行われる、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 弁座支持体（２５）が、吸気管の対応する溝において燃料噴射弁（１）の回動を防止するために一体に射出成形されたノーズ（２９）を有している、請求項１から３までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。
8. フィルタエレメント（１７）が接続管片（２８）に圧入されており、しかも、フィルタエレメント（１７）が接続管片（２８）に係止、熱間かしめ締結、かしめ締結又は溶接されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
9. 弁座体（３０）が、弁座支持体（２５）の流出側の領域（２７）の変形部によって位置固定されている、請求項１又は７記載の燃料噴射弁。
10. 弁座支持体（２５）を取り付けるための弁スリーブ（５）がフランジ（３１）を有しており、該フランジに弁座支持体（２５）の流入側の領域（２６）が固定されており、弁座支持体（２５）の環状隆起部（３４）が弁スリーブ（５）の切欠き（３３）の領域に形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。

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