JPH10506164A - 切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置（１０）は、ニードルをシートアセンブリ（２４）に接触およびシートアセンブリ（２４）から離反させるための第１の方向と第２の方向とに可動な可動子を有している。ストッパ部材（２８）は、少なくとも第１の方向で動作停止を提供する。ニードルのばね定数と振動モードとを変更することによって、ニードルがストップ部材に接触したときのニードルのはずみを減じるために、緩衝部材（４２）がニードル（３６）に用いられている。

Description

【発明の詳細な説明】 切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置 発明の分野 本発明は、ソレノイド作動式の弁アセンブリ、特にソレノイド弁におけるニー ドルのはずみを制御するための部材に関する。 発明の背景 通常ソレノイド弁は、ニードル弁を弁座に接触および弁座から離反させるため の、第１と第２との位置の間を可動な可動子を有している。これら第１および第 ２の位置の終端はしばしば機械的なストッパによって規定されている。可動子は 、線材コイルによって引き起こされる電磁力によって一方向へ移動することがで き、また戻しばねによって反対方向へ移動することができる。可動子ニードルが ストッパに衝突するとき燃料噴射装置がはずんでしまう。 高速流体調量ソレノイドでは、ニードルはずみは、ニードルの各はずみが少量 の制御されない燃料を機関内へ調量し、不都合な排出につながるので問題である 。推察できるように、機関への燃料の漏れは極めて不都合な燃料経済につながる 。この動作のどちらかの端部において、可動子は、この可動子の質量および速度 の結果として生じる運動エネルギを有している。この エネルギを散逸させるための手段が設けられていないと、エネルギは、ストッパ との弾性的な衝突によって可動子へ戻される。その結果、エネルギは一連の衝突 およびはずみ後に散逸される。可動子およびニードルのはずみは、噴射の持続期 間を延長または短縮させることによって燃料噴射装置の操作に影響を及ぼし、弁 座領域に過剰な摩耗を生ぜしめる。このはずみにより、噴射時間および噴射量が 増大し、燃料量運搬の精度が低下し、霧化が劣化する。 したがって、可動子ニードルのはずみを制御し、ひいては機関内へ進入する燃 料量および弁座領域における摩耗を減じる手段が必要である。 発明の概略 この必要性は本発明によって満たされた。この場合、パルス幅が調整されたソ レノイド弁の、移動するニードルは、このニードルが剛性のストッパに衝突する ときのはずみを低減または排除するために、切欠き、溝またはその他の凹部が設 けられている。 本発明の１つの観点に基づき、装置は、ニードル弁を弁座に接触および弁座か ら離反させるための、第１と第２との方向に可動な可動子を有している。ニード ルのばね定数および振動モードを変更することによって、ニードルがストッパ部 材に接触したときのニードルのはずみを減じるために、緩衝部材がニードルに用 いられている。 本発明の性質および課題を完全に理解するためには、付属の図面および添付の 請求項に関連した以下の詳細な記述を参照することができる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明に基づく、切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置の有 利な実施例を備えた高圧燃料噴射装置の部分縦断面図である。 第２図〜第５図は、本発明のニードルはずみ排除装置の択一的な実施例を示す 図である。 有利な実施例の説明 第１図には球形ニードルと、１０００ｐｓｉ．よりも大きい燃料圧力で働くよ うに構成された円錐形の燃料噴射装置ソレノイド１０とが縦断面図で示されてい る。噴射装置１０は、非磁性ステンレス鋼から形成された管状のハウジング１２ を有している。管状のハウジング１２の内部には、流入管１４と、様々な異なる 機能のための典型的な様々な肩を形成するように複数の異なる直径とが設けられ ている。ハウジング１２の外側に沿ってシール部材１６が位置決めされており、 このシール部材が機関またはマニホルドの孔内に配置された噴射装置１０をそこ でシールするようになっている。ハウジング１２は開口端部１８と出口端部２０ とを有している。出口端部２０は、シートアセンブリ２４と噴霧発生部材２６と を位置させるための肩を形成するように座ぐりされている。シートアセンブリ２ ４は、弁座２８等のニードルストッパ部材と渦流ガイド３０とから成っている。 弁座２８に隣接して、軸線方向に整合した孔３２を有する噴霧発生部材２６が設 けられており、前記孔３２を貫通してニードル弁３４が往復運動を行うようにな っている。 ニードル弁３４は、弁座２８と協働して噴射装置１０を閉鎖するために、ほぼ 半球形を有している。半球形の端部とは反対側のニードル弁３４の端部には、可 動子部材と緩衝部材とを有するニードル・可動子部材（図示せず）が設けられて いる。可動子部材は、緩衝部材と接触しながらニードル３４に沿って位置してお り、緩衝部材に抗してニードル３４に沿って軸線方向に非常に僅かに自由に移動 するようになっている。ニードル弁３４の端部は、ばね保持器３６に収容されて おり、このばね保持器３６は、ソレノイド心材の内部ポール４０に設けられた孔 ３８に摺動可能に収容されている。 これらの様々な部品の相対的な機構および配置は、米国特許第４６１００８０ 号明細書の燃料噴射装置の場合とほぼ同じである。この噴射装置は、燃料が流入 コネクタ１４を通って導入され、軸線方向反対側のノズル端部または先端部から 噴射として放出されるような通常トップフィード式と呼ばれる形式のものである 。 前記装置と異なる部分が、本発明に開示された特徴 に実質的に関係している。本発明の機構は、曲げまたは圧縮におけるニードル３ ６のばね定数を減じることである。したがって、運動するニードルの運動エネル ギは、たわんだニードルにひずみエネルギとしてより簡単に蓄えることができる 。衝突時のこのたわみが大きいほど、より多くのこのエネルギを材料の内部緩衝 へ散逸させることができる。このように、運動エネルギに戻されるひずみエネル ギが減じられる。 第１図には本発明の有利な実施例が示されており、この場合、任意の数の二重 片持ちビームを付加することによってニードルの軸線方向のばね定数を減じるた めに、切欠き４２の“階段状”の配置が緩衝手段としてニードル３６の向き合っ た側から設けられている。これにより、ニードルばね定数が、閉鎖はずみの排除 のための正確なレベルに調整される。 本発明の範囲に当てはまる多数の様々な実施例が存在することは当業者には明 らかである。第２図〜第５図には、本発明の多数の択一的な実施例の一部が示さ れているにすぎない。第２図に示した実施例は、切欠き４４を設けて、閉鎖はず みを排除するために曲げモード形状を調整することによって機能する。第３図に は複数の切欠き４６が示されている。当業者には明らかなように、任意の数の切 欠き、溝またはその他の凹部を用いることもでき、必要に応じてニードルの長さ 方向に沿って任意箇所に位置させることができる。第 ４図には、第１図〜第３図に示した、底部が平坦な切欠き４２，４４，４６では なく、周方向の溝４８が示されている。第５図にはニードルの代わりに波形が形 成された管５０が用いられた実施例が示されいる。管５０に設けられた波形もし くはひだは、他の構成と同様の形式でばね定数を減じるように構成されている。 管５０は別の形式で変形することができ、たとえば、軸線方向および曲げばね定 数を調整するために、周方向の凹部の代わりに扇形の凹部を用いて、またはこれ らの任意の組み合わせによって変形することもできる。 当業者は、本発明のコンセプトを燃料噴射装置１０の別の部分に適用できると いうことを認識するであろう。たとえば、同様の特徴を、開放はずみを減じるた めに固定子または可動子に付与することができる。また、ニードルを固定子端部 で変更することができ、これは、可動子の代わりにニードルが開放ストッパとし て使用されている場合に開放はずみを減じるために特に有効である。 本発明の有利な実施例を参照することによって、本発明を詳しく説明したが、 添付の請求項に規定された本発明の範囲を逸脱することなく、別の修正および変 更が可能であることは明らかである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年８月１４日 【補正内容】 明細書 切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置 発明の分野 本発明は、ソレノイド作動式の弁アセンブリ、特にソレノイド弁におけるニー ドルのはずみを制御するための部材に関する。 発明の背景 通常ソレノイド弁は、ニードル弁を弁座に接触および弁座から離反させるため の、第１と第２との位置の間を可動な可動子を有している。これら第１および第 ２の位置の終端はしばしば機械的なストッパによって規定されている。可動子は 、線材コイルによって引き起こされる電磁力によって一方向へ移動することがで き、また戻しばねによって反対方向へ移動することができる。可動子ニードルが ストッパに衝突するとき燃料噴射装置がはずんでしまう。 高速流体調量ソレノイドでは、ニードルはずみは、ニードルの各はずみが少量 の制御されない燃料を機関内へ調量し、不都合な排出につながるので問題である 。推察できるように、機関への燃料の漏れは極めて不都合な燃料経済につながる 。この動作のどちらかの端部において、可動子は、この可動子の質量および速度 の結果として生じる運動エネルギを有している。この エネルギを散逸させるための手段が設けられていないと、エネルギは、ストッパ との弾性的な衝突によって可動子へ戻される。その結果、エネルギは一連の衝突 およびはずみ後に散逸される。可動子およびニードルのはずみは、噴射の持続期 間を延長または短縮させることによって燃料噴射装置の操作に影響を及ぼし、弁 座領域に過剰な摩耗を生ぜしめる。このはずみにより、噴射時間および噴射量が 増大し、燃料量運搬の精度が低下し、霧化が劣化する。 ドイツ連邦共和国特許出願第３８４３８６２号明細書には、ニードルをシート アセンブリに接触およびシートアセンブリ離反させるための可動子を備えた電気 機械的な燃料噴射装置が示されている。ニードルおよびシートアセンブリにおけ る摩耗および裂断を減じるための緩衝効果を有する様々な形式のニードル構造が 示されている。 したがって、可動子ニードルのはずみを制御し、ひいては機関内へ流入する燃 料量および弁座領域における摩耗を減じる手段が必要である。 発明の概略 この必要性は本発明によって満たされた。この場合、パルス幅が調整されたソ レノイド弁の、移動するニードルは、このニードルが剛性のストッパに衝突する ときのはずみを低減または排除するために、切欠き、溝またはその他の凹部が設 けられている。 本発明の１つの観点に基づき、電気機械的な燃料噴射装置のためのニードル弁 のニードルが設けられており、噴射装置が、シートアセンブリに接触およびシー トアセンブリから離反するために第１の方向と第２の方向とに可動なニードル弁 と； 前記ニードル弁に前記第１の方向で動作停止を提供するために前記シートアセ ンブリに設けられた弁座とを有している形式のものにおいて、 前記ニードルが、前記ニードル弁の軸線方向および曲げばね定数を減じること によって、前記ニードル弁が前記弁座に接触したときの前記ニードル弁のはずみ を減じるための緩衝部材を有していることを特徴としている。 本発明の性質および課題を完全に理解するためには、付属の図面と添付の請求 項とに関連した以下の詳細な記述を参照することができる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明に基づいて切欠きが形成されたニードルはずみ排除装置の有 利な実施例を組み込んだ高圧燃料噴射装置の部分縦断面図である。 第２図〜第５図は、本発明のニードルはずみ排除装置の択一的な実施例を示す 図である。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１１月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １．電気機械的な燃料噴射装置（１０）のためのニードル弁（３４）のニードル （３６）であって、前記噴射装置が、弁座アセンブリ（２４）に接触および弁座 アセンブリ（２４）から離反するために第１の方向と第２の方向とに可動なニー ドル弁（３４）と、 該ニードル弁（３４）に前記第１の方向で動作停止を行うために前記弁座ア センブリ（２４）に設けられた弁座（２８）とを有している形式のものにおいて 、 前記ニードル（３６）が、管（５０）形状でありかつ緩衝手段（４２）を有 しており、前記ニードル弁（３４）の軸線方向および曲げばね定数を減じること によって、前記ニードル弁が前記弁座（２８）に接触したときに前記ニードル弁 （３４）のはずみを減じるように、管（５０）の周面を取り囲んだ複数の波形（ ５２）を有していることを特徴とする、ニードル弁のニードル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エス ブライト アメリカ合衆国 23602 ヴァージニア ニューポート ニューズ ナイスウッド ドライヴ 406 (72)発明者 ラッセル ジェー ウエイクマン アメリカ合衆国 23602 ヴァージニア ニューポート ニューズ イヴリン ドラ イヴ 20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ニードルを弁座に接触および弁座から離反させるための第１の方向と第２の 方向とに可動な可動子と、 少なくとも前記第１の方向での動作停止を行うためのストッパ部材と、 前記ニードルのばね定数および振動モードを変更することによって、前記ニ ードルが前記ストッパ部材に接触するときの前記ニードルのはずみを減じるため に、前記ニードルに用いられた緩衝手段とを有することを特徴とする、切欠きが 形成されたニードルはずみ排除装置。 ２．前記第１の方向が、前記ニードルを前記シートアセンブリに接触させるため の閉鎖方向であり、前記第２の方向が、前記ニードルを前記シートアセンブリか ら離反させる開放方向である、請求項１記載の装置。 ３．前記緩衝手段が、前記第１の方向での緩衝を生ぜしめるようになっている、 請求項２記載の装置。 ４．前記緩衝手段が、前記ニードルに設けられた少なくとも１つの凹部から成っ ている、請求項１記載の装置。 ５．前記少なくとも１つの凹部が、階段状の配置で前記ニードルの向き合った側 に形成された多数の切欠 きから成っている、請求項４記載の装置。 ６．前記少なくとも１つの凹部が、階段状の配置で前記ニードルの向き合った側 に形成された多数の切欠きから成っている、請求項４記載の装置。 ７．前記少なくとも１つの凹部が、前記ニードルに形成された少なくとも１つの 溝から成っている、請求項４記載の装置。 ８．前記ニードルが、波形が形成された管から成っている、請求項１記載の装置 。