JPH0942114A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JPH0942114A
JPH0942114A JP8162207A JP16220796A JPH0942114A JP H0942114 A JPH0942114 A JP H0942114A JP 8162207 A JP8162207 A JP 8162207A JP 16220796 A JP16220796 A JP 16220796A JP H0942114 A JPH0942114 A JP H0942114A
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valve
fuel injection
angle
seat
longitudinal axis
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JP8162207A
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Peter Romann
ロマン ペーター
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • Y10S239/90—Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁座における弁閉鎖体の広幅な接触を回避
し、ひいては不都合なハイドロリック接着効果を排除す
る。 【構成】 弁閉鎖体７が、エッジ座部２９′として形成
された弁座と協働し、該弁座が、互いに異なる角度を持
って形成された面４５，４６を互いに直接に連続させ
て、該面４５，４６の接触線にエッジ座部２９′を生ぜ
しめることにより形成されており、上流側の一方の面４
５と弁長手方向軸線２との間の角度αが、下流側の他方
の面４６と弁長手方向軸線２との間の角度βよりも大き
く形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射装置に用いられる燃料噴射弁であって、弁長手方向軸
線と、球状の弁閉鎖体と、該弁閉鎖体と協働する弁座
と、該弁座の下流側に設けられた少なくとも１つの噴射
開口とが設けられている形式のものに関する。
【０００２】さらに本発明は、内燃機関の燃料噴射装置
に用いられる燃料噴射弁であって、弁長手方向軸線と、
球状の弁閉鎖体と、該弁閉鎖体と協働する弁座面と、該
弁座面の下流側に設けられた少なくとも１つの噴射開口
とが設けられている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３０
７１５９号明細書（図１参照）に基づき既に公知の燃料
噴射弁は、球状の弁閉鎖体を有している。この弁閉鎖体
は平らな弁座面と協働する。このような公知の構成で
は、座範囲において比較的広幅の球体接触が生じる。こ
れによって、不都合なハイドロリック接着効果が生ぜし
められ、このようなハイドロリック接着効果は特にエタ
ノールのような燃料において著しく生じる。
【０００４】さらに、既にドイツ連邦共和国特許出願公
開第３６４０８３０号明細書に基づき公知の燃料噴射弁
では、弁ニードルがシールエッジを有しており、このシ
ールエッジはノズルボディに設けられた弁座面と協働す
る。このシールエッジは弁ニードルの円筒状の区分か
ら、先細りになった円錐状の区分への移行部によって得
られる。したがって、シールエッジを備えた弁ニードル
と、弁座面との間には、十分に線接触が存在している。
【０００５】ドイツ連邦共和国特許第３７１０４６７号
明細書に基づき既に公知の燃料噴射弁は、類似の弁座範
囲を有している。しかし、弁ニードルのシール座部は丸
く面取りされているので、シャープな稜角のシールエッ
ジは存在していない。すなわち、弁ニードルの円筒状の
区分は連続的に円錐状の区分に移行している。丸く面取
りされたシール座部に基づき、ほぼ線状の接触しか生ぜ
しめられず、このような線接触は当然ながら丸みの半径
に関連している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の燃料噴射弁を改良して、上記不都合が回
避され、弁座における弁閉鎖体の広幅な接触が生ぜしめ
られず、ひいては不都合なハイドロリック接着効果が排
除されているような燃料噴射弁を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の第１の構成では、弁閉鎖体が、エッジ座部と
して形成された弁座と協働し、該弁座が、互いに異なる
角度を持って形成された面を互いに直接に連続させて、
該面の接触線にエッジ座部を生ぜしめることにより形成
されており、しかも上流側の一方の面と弁長手方向軸線
との間の角度が、下流側の他方の面と弁長手方向軸線と
の間の角度よりも大きく形成されているようにした。
【０００８】さらに上記課題を解決するために本発明の
第２の構成では、弁閉鎖体が、互いに異なる角度を持っ
て形成された、弁閉鎖体の周面に環状に延びる、互いに
連続する少なくとも２つの傾斜面を有しており、両傾斜
面の接触線にシールエッジが形成されており、しかも上
流側の傾斜面と弁長手方向軸線との間の角度が、下流側
の傾斜面と弁長手方向軸線との間の角度よりも小さく形
成されており、前記シールエッジだけが弁座面と協働す
るようにした。
【０００９】
【発明の効果】本発明による燃料噴射弁は、燃料噴射弁
において球状の弁閉鎖体が使用される場合にエッジ座部
の簡単でかつ廉価な形成が可能となるという利点が得ら
れる。このエッジ座部は、弁が閉じられた状態で弁閉鎖
体と弁座との間に事実上、線接触しか存在しなくなると
いう点で有利である。このようなエッジ座部を用いる
と、エタノールＥ２２またはＥ１００のような燃料を使
用する場合でも、弁座における弁閉鎖体の広幅な接触が
生じなくなる。したがって、弁座における広幅な接触に
よって生ぜしめられる、不都合なハイドロリック接着効
果は必然的に回避される。このことは、長時間の作動時
間にわたって一定の動的噴射量ｑｄｙｎが得られるとい
う利点を持っている。なぜならば、吸引時間が一定に保
持され得るからである。
【００１０】請求項２、３もしくは請求項５に記載の構
成により、請求項１もしくは請求項４に記載の燃料噴射
弁の有利な改良が可能となる。
【００１１】エッジ座部もしくはシールエッジを、流れ
方向で互いに連続する２つの面によって形成することは
特に有利である。両面は≧１０゜の角度差を有している
ので、エッジ座部もしくはシールエッジは著しくシャー
プな稜角を成す。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００１３】図１には、既に公知の弁が、混合気圧縮型
の火花点火式内燃機関の燃料噴射装置に用いられる噴射
弁として部分的に図示されている。この公知の噴射弁は
管状の弁座支持体１を有しており、この弁座支持体１に
は、弁長手方向軸線２に対して同心的に長手方向開口３
が形成されている。この長手方向開口３には、たとえば
管状の弁ニードル５が配置されている。この弁ニードル
５の下流側の端部６は球状の弁閉鎖体７に結合されてお
り、この弁閉鎖体７の周面には、たとえば５つの平らな
面取り部８が設けられている。
【００１４】噴射弁の操作は、公知の形式でたとえば電
磁的に行なわれる。弁ニードル５を軸方向で運動させ、
ひいては戻しばね（図示しない）のばね力に抗して噴射
弁を開くか、もしくは噴射弁を閉じるためには、電磁コ
イル１０と可動子１１とコア１２とを備えた電磁回路が
働く。可動子１１は弁ニードル５の、弁閉鎖体７とは反
対の側の端部に、たとえばレーザに用いた溶接シームに
よって結合されていて、コア１２に合わせて位置調整さ
れている。電磁コイル１０はコア１２を取り囲んでお
り、このコア１２は、弁によって調量したい媒体、たと
えば燃料を供給するために働く流入管片（図示しない）
の、電磁コイル１０によって取り囲まれた端部を成して
いる。
【００１５】軸方向運動時に弁閉鎖体７を案内するため
には、弁座体１６に設けられたガイド開口１５が働く。
弁座支持体１の、下流側に位置する、コア１２とは反対
の側の端部では、弁長手方向軸線２に対して同心的に延
びる長手方向開口３に、円筒状の弁座体１６が溶接によ
って密に組み付けられている。この弁座体１６の円周は
弁座支持体１の長手方向開口３よりも少しだけ小さな直
径を有している。この弁座体１６は弁閉鎖体７とは反対
の側の下側の端面１７で、たとえばポット状に形成され
た噴射孔付板２１の底部分２０に同心的にかつ固く結合
されている。
【００１６】弁座体１６と噴射孔付板２１との結合は、
たとえば環状でかつ密な、たとえばレーザによって形成
された第１の溶接シーム２２によって行なわれる。この
ような組付け形式により、底部分２０の真ん中の範囲２
４、つまり浸食加工または打抜き加工により成形された
少なくとも１つ、たとえば４つの噴射開口２５を有する
範囲２４の望ましくない変形の危険が回避されている。
【００１７】ポット状の噴射孔付板２１の底部分２０に
続いて、環状の保持縁部２６が設けられており、この保
持縁部２６は軸方向で弁座体１６とは反対の側に延びて
いて、その端部２７にまで円錐状に外方に曲げられてい
る。保持縁部２６は長手方向開口３の壁に半径方向のば
ね作用を加えている。これによって、弁座体１６と噴射
孔付板２１とから成る弁座部分を弁座支持体１の長手方
向開口３に押し込む際に、この弁座部分や長手方向開口
３におけるチップ形成が回避される。噴射孔付板２１の
保持縁部２６の端部２７は、たとえば環状でかつ密な、
たとえばレーザにより形成された第２の溶接シーム３０
によって、長手方向開口３の壁に結合されている。
【００１８】弁座体１６と、ポット状の噴射孔付板２１
とから成る弁座部分を長手方向開口３に押し込む際の押
込み深さは、弁ニードル５の行程量を規定する。なぜな
らば、電磁コイル１０が励磁されていない状態での弁ニ
ードル５の一方の終端位置が、弁座体１６の弁座面２９
への弁閉鎖体７の接触によって規定されているからであ
る。弁ニードル５の他方の終端位置は、電磁コイル１０
が励磁された状態において、たとえばコア１２における
可動子１１の接触によって規定される。したがって、弁
ニードル５の前記両終端位置の間の距離が弁ニードル５
の行程量を成している。
【００１９】球状の弁閉鎖体７は、弁座体１６の、流れ
方向で円錐台形状に先細りとなった弁座面２９と協働す
る。この弁座面２９は軸方向でガイド開口１５と、弁座
体１６の下側の端面１７との間に形成されている。
【００２０】弁内室３５から到来する媒体の流れが噴射
孔付板２１の噴射開口２５にも到達するようにするため
には、球状の弁閉鎖体７の周面に５つの平らな面取り部
８が加工成形されている。軸方向運動時に弁閉鎖体７を
正確に案内し、ひいては弁ニードル５をも正確に案内す
る目的で、ガイド開口１５の直径は、球状の弁閉鎖体７
が平らな面取り部８以外の面でガイド開口１５を小さな
半径方向間隔を持って貫通するように形成されている。
【００２１】弁座支持体１の周面では、電磁コイル１０
とは反対の側の下流側の端部に、たとえば保護キャップ
４０が配置されている。この保護キャップ４０は、たと
えば係止結合によって弁座支持体１に結合されている。
噴射弁の周面と、弁収容部、たとえば内燃機関の吸気管
路との間のシールのためには、シールリング４１が働
く。
【００２２】この公知の燃料噴射弁では、弁座面２９に
接触する弁閉鎖体７において、比較的広幅の座範囲が生
ぜしめられる。このように広幅な座範囲は弁の開放時
に、望ましくない接着効果を招いてしまう。図２および
図３には、たとえば図１に示した公知の燃料噴射弁から
出発して、本発明による燃料噴射弁の２つの実施例が示
されている。この場合、球状もしくは球類似の弁閉鎖体
７の周辺範囲だけが拡大されて示されている。図２に示
した第１実施例では、弁座体１６が、円錐台形状に延び
る平らな弁座面２９の代わりに、同じく流れ方向で円錐
台形状に先細りになった平らな２つの面４５，４６を有
している。ただし、これらの面４５，４６は弁長手方向
軸線２に対して互いに異なる角度で延びていて、これに
よって両面４５，４６の接触個所において環状のエッジ
座部２９′を形成している。弁ニードル５の端部６寄り
の上側の面４５は、下流側に位置する、噴射孔付板２１
寄りの下側の面４６よりも小さな上昇を有している。す
なわち、上側の面４５と弁長手方向軸線２との間には、
下側の面４６と弁長手方向軸線２との間の角度βよりも
大きな角度αが存在している。上側の面４５と弁長手方
向軸線２との間の角度αは、たとえば６５゜であり、下
側の面４６と弁長手方向軸線２との間の角度βは、たと
えば４５゜である。この角度値は単に例示的なものであ
り、本発明を限定するものではない。すなわち、両面４
５，４６は別の角度で延びていてもよい。実際に両面４
５，４６の間にシャープな稜角のエッジ座部２９′を得
るためには、両角度α，βの間の角度差として少なくと
も≧１０゜の値が存在していることが望ましい。好都合
な角度差としては、図２に示した２０゜であることが判
かっている。環状のエッジ座部２９′を備えた弁座体１
６のこのような構成では、弁が閉じられた状態で球状の
弁閉鎖体７とエッジ座部２９′との間に事実上、線接触
しか存在していない。
【００２３】このエッジ座部２９′によって、燃料、た
とえばエタノールＥ２２またはＥ１００が使用される場
合でも、弁座における弁閉鎖体７の広幅な接触は生じな
くなり、線状のシール範囲が維持されるようになる。し
たがって、特に燃料としてエタノールが使用される場合
に、弁座における広幅な接触によって生ぜしめられるハ
イドロリック接着効果は必然的に回避される。このこと
は、長時間の作動時間にわたって一定の動的な噴射量ｑ
ｄｙｎが得られるという利点を有している。
【００２４】同一の有利な効果は、図３に示した第２実
施例による配置形式によっても得ることができる。この
場合、平らな弁座面２９は一定の角度で円錐台形状に形
成されている。それに対して、弁閉鎖体７は球類似の形
状しか有していない。弁閉鎖体７は弁閉鎖面２９の高
さ、つまり弁閉鎖体７の、噴射孔付板２１に向いた下側
の範囲４８において、球体とは少しだけ異なる形状を有
している。弁閉鎖体７の周面にそれぞれ環状に延びる、
互いに異なる角度を有する２つの傾斜面４９，５０を設
けることにより、両傾斜面４９，５０の接触線にはシャ
ープな稜角のシールエッジ５２が得られる。弁閉鎖体７
はたとえば、上側の傾斜面４９と弁長手方向軸線２との
間に４５゜の角度αが存在し、かつ下側の傾斜面５０と
弁長手方向軸線２との間に５５゜の角度βが存在するよ
うに斜めに面取りされている。この場合にもやはり、全
く別の角度組合わせおよび角度差も可能であると言え
る。いずれにせよ、角度αと角度βとの角度差に基づ
き、弁座面２９に対して外方に突出したシールエッジ５
２が形成され、このシールエッジ５２は閉じられた弁に
おいて弁閉鎖体７と弁座面２９との間に線接触を生ぜし
める。
【図面の簡単な説明】
【図１】球状の弁閉鎖体を備えた公知の燃料噴射弁の断
面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 弁座支持体、 ２ 弁長手方向軸線、 ３ 長手方
向開口、 ５ 弁ニードル、 ６ 端部、 ７ 弁閉鎖
体、 ８ 平らな面取り部、 １０ 電磁コイル、 １
１ 可動子、 １２ コア、 １５ ガイド開口、 １
６ 弁座体、１７ 端面、 ２０ 底部分、 ２１ 噴
射孔付板、 ２２ 第１の溶接シーム、 ２４ 真ん中
の範囲、 ２５ 噴射開口、 ２６ 保持縁部、 ２７
端部、 ２９ 弁座面、 ２９′ エッジ座部、 ３
０ 第２の溶接シーム、 ３５弁内室、 ４０ 保護キ
ャップ、 ４１ シールリング、 ４５，４６ 面、４
８ 下側の範囲、 ４９，５０ 傾斜面、 ５２ シー
ルエッジ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃
    料噴射弁であって、弁長手方向軸線と、球状の弁閉鎖体
    と、該弁閉鎖体と協働する弁座と、該弁座の下流側に設
    けられた少なくとも１つの噴射開口とが設けられている
    形式のものにおいて、弁閉鎖体（７）が、エッジ座部
    （２９′）として形成された弁座と協働し、該弁座が、
    互いに異なる角度を持って形成された面（４５，４６）
    を互いに直接に連続させて、該面（４５，４６）の接触
    線にエッジ座部（２９′）を生ぜしめることにより形成
    されており、しかも上流側の一方の面（４５）と弁長手
    方向軸線（２）との間の角度（α）が、下流側の他方の
    面（４６）と弁長手方向軸線（２）との間の角度（β）
    よりも大きく形成されていることを特徴とする、内燃機
    関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁。
  2. 【請求項２】 上流側の一方の面（４５）と弁長手方向
    軸線（２）との間の角度（α）と、下流側の他方の面
    （４６）と弁長手方向軸線（２）との間の角度（β）と
    の間の角度差が、≧１０゜である、請求項１記載の燃料
    噴射弁。
  3. 【請求項３】 前記エッジ座部（２９′）が、円筒状の
    弁座体（１６）に形成されており、該弁座体（１６）
    が、球状の弁閉鎖体（７）のための円筒状のガイド開口
    （１５）を有しており、該ガイド開口（１５）に下流側
    の方向で前記一方の面（４５）と、前記エッジ座部（２
    ９′）と、前記他方の面（４６）とが続いている、請求
    項１記載の燃料噴射弁。
  4. 【請求項４】 内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃
    料噴射弁であって、弁長手方向軸線と、球状の弁閉鎖体
    と、該弁閉鎖体と協働する弁座面と、該弁座面の下流側
    に設けられた少なくとも１つの噴射開口とが設けられて
    いる形式のものにおいて、弁閉鎖体（７）が、互いに異
    なる角度を持って形成された、弁閉鎖体（７）の周面に
    環状に延びる、互いに連続する少なくとも２つの傾斜面
    （４９，５０）を有しており、両傾斜面（４９，５０）
    の接触線にシールエッジ（５２）が形成されており、し
    かも上流側の傾斜面（４９）と弁長手方向軸線（２）と
    の間の角度（α）が、下流側の傾斜面（５０）と弁長手
    方向軸線（２）との間の角度（β）よりも小さく形成さ
    れており、前記シールエッジ（５２）だけが弁座面（２
    ９）と協働することを特徴とする、内燃機関の燃料噴射
    装置に用いられる燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】 上流側の傾斜面（４９）と弁長手方向軸
    線（２）との間の角度（α）と、下流側の傾斜面（５
    ０）と弁長手方向軸線（２）との間の角度（β）との間
    の角度差が、≧１０゜である、請求項４記載の燃料噴射
    弁。
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