JPH05500257A - 電磁作動式の燃料噴射弁 - Google Patents
電磁作動式の燃料噴射弁Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
電磁作動式の燃料噴射弁
背景技術
本発明は、請求項1の上位概念に記載した形式の電磁作動式の燃料噴射弁に関す
る。欧州特許出願公開第0350885号明細書に基づき既に公知の電磁作動式
の燃料噴射弁では、電磁コイルによって取り囲まれた内極と、この内極に向いた
可動子とが設けられており、この可動子は弁閉鎖体として働(球体と結合されて
いる。この球体はガイド孔内で滑動可能に支承されていて、不動の弁座と協働す
る。球体が全周にわたってガイド孔内で滑動可能に支承されているので、ガイド
孔を有する渦流形成部分の周面を外側で迂回するように燃料を案内することが必
要となる。したがって、この公知の燃料噴射弁は大きな外径を有しているので、
燃料噴射弁に要求されるコンパクト性は満たされてない。
発明の利点
請求項1に記載した特徴を有する本発明による燃料噴射弁には、従来のものに対
して、特に小さい外径を有する特にコンパクトな構造形式が得られるという利点
がある。何故ならば、燃料が弁閉鎖体として働く球体に設けられた盲孔と少なく
とも1つの横方向通路とを通って弁座に直接に流れ得るからである。
さらに、この盲孔と少な(とも1つの横方向通路とが、弁閉鎖体として働く球体
の重量を減少させるので、燃料噴射弁の応答特性も改善される。
公知の燃料噴射孔弁と比べて、本発明による燃料噴射弁は少数の構成部分しか有
していないので、安価な製造が可能になる。
請求項2以下に記載された構成によって、請求項1に記載した燃料噴射弁の有利
な改良が可能になる。
燃料を弁座に供給するためには、少なくとも1つの横方向通路が環状の切欠きに
開口しており、この切欠きが軸方向で、可動子に向いた上流側のガイド孔と下流
側の弁座との間に構成されていると有利である。この切欠きは同時に燃料捕集室
としても働き、したがって、燃料噴射弁の不動の弁座から弁閉鎖体として働く球
体が持ち上がる時に、前記切欠きは燃料の信頼性の良い噴射を可能にする。
可動子と球体とが互いに直接結合されいると特に有利である。その結果、可動子
と球体とから成る弁部分の特に小さい重量が得られる。これにより、燃料噴射弁
の迅速な切換え時間と、僅かな磨耗とが得られ、また磁気回路に課せられる要求
も減じられる。
少なくとも1つの横方向通路が接線方向で、環状の切欠きに開口していると有利
である。これにより、過流が形成される。燃料が例えば内燃機関の吸気管に噴射
される際に、この過流は燃料混合気の形成を改善する。
本発明の別の有利な構成では、内極の前記可動子に向いた下側の極端部の周面が
、L字形の横断面形状を有する非磁性の管状の中間部分の長手方向区分と密に結
合されており、前記中間部分の外方を向いたフランジ区分が、ノズル支持体の前
記電磁コイルに向いた端部に密に結合されている。これにより、電磁コイルは燃
料に対して確実かつ信頼性よく、しかも簡単にシールされ得る。このことは、慣
用のシールリング材料に対して腐食性作用を有するようなアルコール性燃料を使
用する場合でも有効となる。
本発明の別の有利な構成では、前記中間部分の長手方向区分が、減径された外径
を有する下側の極端部に接触しており、前記中間部分のフランジ区分が、電磁コ
イルに向いた前記ノズル支持体の端部の端面側の切欠きに接触している。これに
より管状の中間部分は付加的な所要スペースを不要とするので、燃料噴射弁の構
造はコンパクトになる。
同じく、弁長手方向軸線に対して同心的に延びる前記中間部分の貫通孔に、可動
子のガイドのために働(ガイド面が構成されていると有利である。これにより、
球体のガイドと共に、少な(とも可動子と球体とから成る弁部分の特に良好なガ
イドが保証されている。
さらに可動子のこのようなガイド形式は特に正確でコンパクトになる。
本発明の別の有利な構成では、内極と電磁コイルとノズル支持体とを取り囲む段
付けされた管状の弁外周壁が、半径方向に僅かにプレロードをかけられて、内極
とノズル支持体とに接触していて、個々の溶接点で内極とノズル支持体とに結合
されている。これにより、弁ケーシングは簡単がっ安価に製造可能となり、しか
も弁の内極を外部の影響に対して信頼性良く保護するようになる。
可動子に面した前記内極の端面、つまり燃料噴射弁の開放行程時に可動子の当接
によって大きな負荷を加えられるような端面における磨耗を減少させるためには
、この内極の端面がセラミック材料で被覆されていると有利である。
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。第1図は本発明による燃
料噴射弁の1実施例を示しており、第2図は弁閉鎖体として働(球体を第1図の
■−■線に沿って断面した図である。
実施例の説明
第1図に例示した混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられ
る電磁作動式の燃料噴射弁は、強磁性材料から成る段付けされた管状の内極1を
有しており、この内極は燃料流入管片として働く。
この内極の下側の極端部2の周面には、軸方向で前記極端部2の端面3にまで延
びるように保持段部4が構成されており、この保持段部は減径された直径を有し
ている。弁長手方向軸線7に対して同心的に、内極1は巻き線支持体9を備えた
電磁コイル8によって取り囲まれている。巻き線支持体9には、射出成形時に例
えば2つの電気的なコンタクトエレメント10が埋め込まれており、このコンタ
クトエレメントは電磁コイル8の電気的な接触接続のために働く。
下側の極端部2に設けられた保持段部4の周面は、L字形の横断面形状を有する
非磁性の管状の中間部分13の長手方向区分12によって取り囲まれている。
中間部分13の長手方向区分12は例えば溶接によって内極1と密に結合されて
いる。内極1の周面が中間部分13の長手方向区分12の周面と等しい直径を有
しているので、中間部分13は半径方向に付加的な所要スペースを有していない
。
中間部分13には、半径方向外側を向いたフランジ区分14が構成されており、
このフランジ区分の前記電磁コイル8に向いた方の端面15は巻き線支持体9に
接触している。フランジ区分14の他方の端面16は、端面側の切欠き17に接
触しており、この切欠きはノズル支持体20の前記電磁コイル8に向いた端部に
構成されている。中間部分13のフランジ区分14とノズル支持体20とは例え
ば溶接によって互いに密に結合されている。
この場合切欠き17は、中間部分13のフランジ区分14が、前記切欠き17を
半径方向で制限する前記ノズル支持体20の支持縁部21を軸方向で越えて突出
しないように構成されているので、中間部分13は軸方向に付加的な所要スペー
スを有していない。
L字形の横断面形状を有する管状の中間部分13は、燃料に対する電磁コイル8
の簡単に構成可能な確実かつ信頼性の良いシールを可能にする。
内極1とノズル支持体20との両者が強磁性材料から構成されていても、非磁性
の中間部分13は内極1とノズル支持体20との磁気分離を生ぜしめ、ひいては
特にコンパクトな磁気回路3を有している燃料噴射弁の改善された磁気特性を生
ぜしめる。
ノズル支持体20は弁長手方向軸線7に対して同心的に貫通孔22を有している
。この貫通孔22には、電磁コイル8とは反対側の端部でノズル本体24が挿入
されており、このノズル本体は例えば溶接を用いてノズル本体20の前記切欠き
1−7とは反対側の端面25と密に結合されている。ノズル本体24は電磁コイ
ル8に向いた側にガイド孔27を有しており、このガイド孔には、弁閉鎖体とし
て働く球体30が滑動可能に支承されている。ガイド孔27は中断されていない
ので、球体30は特に良好にかつほとんど磨耗なくガイドされる。ガイド孔27
の下流側には不動の弁座31が構成されており、この弁座31は球体30と協働
する。軸方向でガイド孔27と弁座31との間には、環状の切欠き32が構成さ
れていて、この切欠きは例えば方形の溝33の形状を有している。
溝33の開口面34は例えば半径方向で弁長手方向軸線7の方向に向けられてい
る。弁座31の下流側では、ノズル本体24に例えば2つの噴射開口36が構成
されており、これらの噴射開口は、弁長手方向軸線7に対して同心的に延びてい
て下流側の方向に拡大している前記ノズル本体24の調製孔37に燃料を噴射す
る。
弁閉鎖体として働く球体30は、内極1に面した管状の可動子41と例えばレー
ザ溶接を用して直接に結合されている。これにより可動子40と球体30とから
成る弁部分の特に低い重量が得られるので、燃料噴射弁の迅速な切換え時間と、
僅かな磨耗とが得られ、しかも磁気回路に課せられる要求が減じられる。可動子
41は、弁長手方向軸線7に対して同心的に延びる段付けされた貫通孔42を有
している。これによって可動子41は弁閉鎖体として働く球体30に、可動子4
1の周面の範囲でだけでなく、貫通孔42の範囲でも溶接され得るので、可動子
41と球体30との結合の改善された強度と信頼性とが得られる。しかし、可動
子41と球体30とを抵抗溶接によって互いに結合することも可能である。
貫通孔42は、弁長手方向軸線7に対して同心的に球体30に構成された盲孔4
4と直接に接続されている。弁閉鎖体として働く球体30を第1図のn−n線に
沿って断面して示している第2図からも明らかなように、盲孔44からは、球体
30の周面に通じた例えば3つの横方向通路45が延びている。盲孔44も横方
向通路45も、例えば浸食加工によって球体30に構成されている。盲孔44及
び横方向通路45は任意の横断面形状、例えば丸形又は方形の横断面形状を有し
ていてよい。横方向通路45が、ノズル本体24に設けられた環状の切欠き32
に接線方向で開口しているので、燃料は燃料噴射弁の開放時に渦流状態で噴射開
口36を通って例えば内燃機関の吸気管に噴射される。この渦流は十分に均一な
燃料混合気の形成を改善する。環状の切欠き32は燃料捕集室として働き、この
切欠きの円環状の構成は燃料噴射時に信頼性の良い渦流形成を生ぜしめる。
燃料通流部として働(盲孔44及び横方向通路45が設けられていることに基づ
き、磁気横断面積を減少させてしまい、しかも加工時にぼり形成を招いてしまう
ような付加的な孔又は通路をノズル本体24又は可動子41に設ける必要はなく
なる。
弁長手方向軸線7に対して同心的に構成された段付けされた前記中間部分13の
貫通孔48には、弁座31寄りの側で可動子41をガイドするために働(環状の
ガイド面49が構成されており、このガイド面は減じられた直径を有している。
中間部分13のフラッジジ区分14がろう付けによってノズル支持体20と結合
されている場合、弁長手方向軸線7に対して平行に延びる前記切欠き17の平行
区分18と、弁長手方向軸線7に対して垂直に延びる前記切欠き17の横方向区
分19との間に環状の切込み23が構成されている。この切込み23は過剰量の
ろうを収容するために働くので、中間部分13の既に加工の完了したガイド面4
9は影響を受けない。
可動子41は例えばプレス加工によって製作されており、このプレス加工時には
、可動子41の貫通孔42と、球体30に接触している球欠面51も一緒に形成
される。したがって、可動子41の周面と、内極1に向いた可動子41の端面5
2とをあとから仕上げ加工するだけでよい。これにより可動子41の製作コスト
は大幅に減少する。しかし可動子41を切削加工、例えば旋削加工によって構成
することも可能である。
開放/開銀行程時の可能子41の磨耗を減少させるためには、可動子41の周面
が硬質クロムメッキされている。可動子41の端面52も内極1の端面3も、例
えば同様に硬質クロムメッキされており、これによって燃料噴射弁の運転中にお
ける端面52と端面3との間の残留エアギャップの形成と、良好な磨耗防止とが
保証される。しかし、内極1の端面3をセラミック材料で被覆することも可能で
あり、これにより端面3及び可動子41の端面52の特に良好な磨耗防止が達成
される。
ノズル支持体20に設けられた貫通孔22におけるノズル本体24の軸方向位置
は、可動子41の軸方向遊び、ひいては目標行程を規定する。
管状の可動子41は、貫通孔42の前記内極1とは反対側の端部にばね段部55
を有しており、このばね段部には、戻しはね56の一方の端部が支持されている
。戻しばね56の他方の端部は調節スリーブ57に接触しており、この調節スリ
ーブ57は、弁長手方向軸線7に対して同心的に延びる前記内極1の貫通孔60
に押し込まれている。従って戻しばね56は軸方向で球体30に作用しており、
これによって燃料噴射弁は電極コイル8の非励磁状態で閉鎖保持され、電磁コイ
ル8の励磁解除時には直ちに閉鎖するようになる。
内極1の貫通孔60における調節スリーブ57の押込み深さは、例えば燃料噴射
弁の閉鎖状態で球体30に作用する戻しばね56のばね力を規定する。
軸方向で内極1の一部と、電磁コイル8の全体と、ノズル支持体20の一部とは
、段付けされた管状の弁外周壁61によってそれぞれ取り囲まれている。この弁
外周壁61は、強磁性の金属薄板から深絞り加工によって構成されており、内極
1の周面に接触した第1の円筒状の長手方向区分62と、ノズル支持体20の周
面に接触した第2の円筒状の長手方向区分63とを有している。第1の長手方向
区分62と、この第1の長手方向区分62よりも大きな直径を有する第2の長手
方向区分63との間には、例えば弁長手方向軸線7に対して垂直に延びる半径方
向区分64が構成されている。弁外周壁61の半径方向区分64は、電気的なコ
ンタクトエレメント1oを貫通案内させるための例えば2つの打ち抜かれた開口
65を有している。弁外周壁61を内極1の周面とノズル保持体2oの周面とに
確実に保持するためには、弁外周壁61が、半径方向に僅かなプレロードをかけ
られて内極1とノズル保持体20とに接触していて、個々の溶接点68で内極1
とノズル保持体20とに結合されている。
さらに、強磁性材料から構成された弁外周壁61は、電磁コイル8と内極1と可
動子41とノズル支持体20とから成る電磁回路を閉じるためにも働(。
例えば2つの電気的なコンタクトエレメント1oは弁長手方向軸線7から外側に
向いた屈曲部66を有しているので、電気的なコンタクトエレメント1oと弁長
手方向軸線7との半径方向間隔は増大している。従って、内燃機関に燃料を供給
する供給ストリップに燃料噴射弁が軸方向での差込みによって組み付けられると
同時に、電気的な接触接続と燃料供給とが行なわれる。
内極1と弁外周壁61とは軸方向でプラスチック被覆体67によって部分的に取
り囲まれているので、少なくとも電気的なコンタクトエレメント1oの屈曲部6
6と、前記コンタクトエレメント10によって貫通される前記拝外周壁61に設
けられた開口65とが、プラスチック材料によって取り囲まれている。燃料噴射
弁が埋め込まれるようにプラスチック被覆体67を射出成形する際に拝外周壁6
1と電磁コイル8との間の空間がプラスチック材料によって満たされることによ
り、燃料噴射弁の運転時に生じる電磁コイル8の熱の良好な導出が達成される。
内極1の周面には、シールリング70が可動子41とは反対の側に配置されてお
り、このシールリングの軸方向の位置は、プラスチック被覆体67の端面71に
よって電磁気コイル8の方向に向かって制限される。プラスチック被覆体67の
本発明による構成に基づき、燃料噴射弁の流入側において、使用された射出成形
工具(図示しない)から熱噴射弁を軸方向で抜き出すことが可能になる。これに
より、内極1の周面72がシールリング面73の範囲で工具分離平面によって損
傷されてしまうことは阻止される。
ノズル支持体20の前記電磁コイル8とは反対側の端部の周面には、環状の溝7
5が構成されており、この溝は例えば方形の横断面を有している。この溝75に
はシールリング76が配置されている。シールリング70.76は燃料噴射弁と
、この燃料噴射弁を収容している弁収容部との間をシールするために働く。
1つの盲孔44と、この盲孔から延びる少なくとも1つの横方向通路45とを有
している弁閉鎖体として働く球体30を備えた本発明による燃料噴射弁は、小さ
な外径とコンパクトな構造とを有している。しかも安価な製造が得られる。可動
子41と球体30とを直接に結合することによって、可動子41と球体30とか
ら成る弁部分が特に軽量に構成されるので、燃料噴射弁の切換え時間と磨耗とが
減少する。
ト7
要 約 書
公知の電磁作動式の燃料噴射弁では、球状の弁閉鎖体かガイド孔内を滑動し、燃
料は、ガイド孔を有する部分を外側で迂回するように案内される。このような形
式の燃料噴射弁は大きな外径と大きな構造容積とを有している。
本発明による燃料噴射弁では、可動子(41)が貫通孔(42)を有しており、
この貫通孔が、弁閉鎖体として働く球体(30)に弁長手方向軸線(7)に対し
て同心的に構成された盲孔(44)と接続されており、この盲孔から少な(とも
1つの横方向通路(45)が延びている。貫通孔(42)と盲孔(44)と少な
くとも1つの横方向通路(45)とを通って、燃料は弁座(31)に達する。こ
れによって、本発明による燃料噴射弁の特にコンパクトな構成が得られる。
この燃料噴射弁の構成は、特に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装
置に適している。
国際調査報告
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられる電磁作動式 の燃料噴射弁であって、電磁コイルによって取り囲まれた内極と、該内極にに向 いた可動子とが設けられており、該可動子が、弁閉鎖体として働く球体と結合さ れており、該球体がガイド孔に滑動可能に支承されていて、不動の弁座と協動す るようになっている形式のものにおいて、可動子(41)が、弁長手方向軸線( 7)に対して同心的に延びる貫通孔(42)を有しており、球体(30)が、前 記電通孔(42)と接続している盲孔(44)を有しており、該盲孔から、前記 球体の周面に通じている少なくとも1つの横方向通路(45)が延びていること を特徴とする、電磁作動式の燃料噴射弁。 2.少なくとも1つの前記横方向通路(45)が、環状の切欠き(32)に開口 しており、該切欠きが軸方向で、前記可動子(41)に向いた上流側のガイド孔 (27)と、下流側の弁座(31)との間に構成されている、請求項1記載の燃 料噴射弁。 3.前記可動子(41)と前記球体(30)とが互いに直接結合されている、請 求項1又は2記載の燃料噴射弁。 4.少なくとも1つの前記横方向通路(45)が、環状の前記切欠き(32)に 接線方向で開口している、請求項2又は3記載の燃料噴射弁。 5.前記可動子(41)に向いた前記内極(1)の下側の極端部(2)の周面が 、L字形の横断面を有する非磁性の中間部分(13)の長手方向区分(12)と 密に結合されており、前記中間部分(13)の外方を向いたフランジ区分(14 )が、ノズル支持体(20)の前記電磁コイル(8)に向いた端部に結合されて いる、請求項1記載の燃料噴射弁。 6.前記中間部分(13)の前記長手方向区分(12)が、減じられた外径を有 する下側の前記極端部(2)に接触しており、前記中間部分(13)の前記フラ ンジ区分(14)が、前記電磁コイル(8)に向いた前記ノズル支持体(20) の端部の端面側の切欠き(17)に接触している、請求項5記載の燃料噴射弁。 7.前記弁長手方向軸線(7)に対して同心的に延びる前記中間部分(13)の 貫通孔(48)に、前記可動子(41)をガイドするために働くガイド面(49 )が構成されている、請求項5又は6記載の燃料噴射弁。 8.前記内極(1)と前記電磁コイル(8)と前記ノズル支持体(20)とを取 り囲む段付けされた管状の弁外周壁(61)が、半径方向に僅かなプレロードを かけられて前記内極(1)と前記ノズル支持体(20)とに接触していて、個々 の溶接点(68)で前記内極(1)と前記ノズル支持体(20)とに結合されて いる、請求項1から8までのいずれか1項記載の燃料噴射弁。 9.前記可動子(41)に向いた前記内極(1)の端面(3)が、セラミック材 料で被覆されている、請求項1記載の燃料噴射弁。
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