JPH05500257A - 電磁作動式の燃料噴射弁 - Google Patents

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)

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。