KR19990044433A - 밸브 니들 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

종래의 전자석 구동 가능 밸브들에서 밸브 니들은 그 중에서도 앵커와 연결된 다각형 연결 부재로 이루어져 있다. 새로운 본 발명에 따른 밸브 니들은 중량 감소를 가능케 하며 이로 인해 신속하게 전환되는 밸브를 가능케 한다.
새 밸브 니들은 횡단면이 원형이며, 그 앵커 헤드(7)는 냉간 변형법에 의해 제조되며, 앵커(4)와 더불어 용접된 연결 부재(2)를 구비하고 있다.
상기 밸브 니들은 특히 혼합 압축 스파크 점화형 내연 기관의 연료 주입 분사 장치 내부 분사 주입 밸브용으로 적합하다.

Description

밸브 니들 및 그 제조 방법
DE 44 20 176 A1에는 앵커, 결합부 및 상기 결합부를 통해 상기 앵커와 연결된 밸브 폐쇄 링크로 이루어진 전자석 구동 밸브용 밸브 니들에 관해 공지되어 있다. 이때 상기 결합부는 횡단면이 프로파일화된 반제품(half-stuff)으로 제조되어 있다. 상기 연결부 외주와 상기 연결부가 튀어나온 앵커 내부 고정개구부 벽과의 사이에 적어도 하나의 매질이 흐르기에 충분한 규모의 흐름채널이 형성될 수 있도록, 상기 연결부에는 자신의 길이축에 수직을 이루는 비교적 큰 연장부가 구비되어 있다. 그러나 이러한 구성때문에 밸브 니들은 비교적 큰 질량을 갖게 되며, 이 밸브 니들으로 인해 전자석 동작밸브의 구동이 늦추어진다.
본 발명은 특허 청구 범위 제 1 항의 계통에 따른 전자석으로 구동 가능한 밸브를 위한 밸브 니들(needle)과 특허 청구 범위 제 10 항의 계통에 따른 상기 밸브 니들의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명에 따라 구성된 밸브 니들의 실시예를 부분 절개한 단면도.
도 4 내지 도 10은 각각 본 발명에 따라 구성된 앵커를 포함하는 밸브 니들을 도시한 평면도.
본 발명에 따른 특허 청구 범위 제 1 항 특징부의 요지를 포함하는 밸브 니들 내지 특허 청구 범위 제 10 항 특징부의 요지를 포함하는 상기 밸브 니들 제조 방법은 질량이 매우 작고 이 때문에 전자석에 의해 빠른 속도로 구동될 수 있는 밸브 니들을 매우 간단한 방법으로 제조할 수 있다는 효과를 갖는다. 횡단면이 원형인 막대형 반제품 내지는 배선으로 이루어진 상기 연결부는 그 직경이 작음에도 불구하고 본 발명에 따른 구성상 앵커 헤드와 앵커 사이에 충분히 큰 흐름 채널이 형성될 수 있도록 한다.
종속항에 실시된 방법들을 통해 특허 청구 범위 제 1 항에 제시된 밸브 니들의 용이한 재구성 및 개선이 가능하다.
특허 청구 범위 제 1 항 내지 제 6 항에 나타난 상기 앵커헤드의 횡단면 형태는 그 제조가 매우 쉬우며, 상기와 같은 앵커를 구성함으로써 흐름채널의 크기가 충분하도록 구성할 수 있다.
앵커헤드부에 바인더를 구성함으로써 상기 바인더를 앵커에 닿도록 장착함에 있어 상기 앵커와 연결부 사이 소정위치에 정확히 배치된다는 효과가 발생한다.
도 1에는 본 발명에 따라 구성된 전자석으로 구동가능한 밸브용, 특히 내연기관의 연료 주입 분사 장치를 위한 주입 분사 밸브용 밸브 니들(1)의 제 1 실시예가 도시되어 있다. 도 1 및 이하 도면들에 설명된 상기 밸브 니들은, 예를 들어 DE 44 20 176 A1에 도시 설명된 바와 같은 연료 주입 분사 장치용 주입 분사 밸브에 사용하는 니들이다. 상기 밸브 니들(1)은 연결부(2), 밸브 폐쇄 링크(3) 및 자석으로 유도되는 물질로 이루어진 앵커(4)로 이루어져 있다. 상기 밸브 폐쇄 링크(3)는 상술한 실시예에서는 상기 연결부(2)와 일체를 이루어 볼(ball unit) 형태를 지닌 부분으로서 상기 연결부(2)의 하단부에 구성되어 있다. 상기 연결부(2)는 횡단면이 원형이며 그 직경이 약 1.8 mm 내지 2.5 mm인 막대형 반제품 또는 배선으로 구성되어 있으며 스테인레스 스틸로 이루어져 있다. 상기 막대형 반제품 내지 배선으로부터 상기 연결부(2)는 소정길이만큼 분리되어, 예를 들자면 켜서 자르거나 또는 절단한다. 상기 밸브 폐쇄 링크(3)로부터 떨어진 연결부(2) 상단부에는 앵커헤드(7)가 구성되어 있는데, 이 헤드는 상기 연결부(2)를 통하여 길이축(8)에 수직을 이루도록 상기 앵커헤드(7)와 단면이 원형인 밸브 폐쇄 링크(3)와의 사이 부분에 위치한 연결부(2) 단부(9)보다 상기 길이축(8)에 걸친 부분이 더 긴 비원형 단면을 갖고 있다. 앵커헤드(7)와 연결되는 상기 연결부(2) 상단을 냉간 변형 방법으로 제조한다. 이 때 상기 연결부(2) 상단은 하강을 통해 형성된 형태로 열을 가하지 않고 축방향으로 전복시키거나(upsetting) 압축한다. 이는 상기 앵커헤드(7)가 냉간 변형이 끝난 다음에 길이축(8)에 수직을 이루어, 단면이 원형인 단부(9)보다 그 연장된 면적이 더 크도록 하기 위함이다. 상기 앵커헤드(7)는 냉간 변형시에 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 Y-형 단면을 갖게 된다. 도 1 및 도 4에 도시된 상기 앵커헤드(7)는 Y-형 단면에서 길이축(8)에 수직을 이루어 3개의 봉(12)를 갖고 있다. 이 봉들은 약 120°으로 서로 대향하도록 오프셋되어 진행하며 각각 만곡을 이루도록 구성된 후미부(13)와의 사이가 상기 앵커헤드(7)에의 경계를 이루고 있다. 상기 앵커헤드(7)는 외주가 원형인 상기 봉우리(12)들이 상기 고정개구부(14) 벽에 닿도록 그리고 각 후미부(13)들과 상기 고정개구부(14) 벽과의 사이에는 각각 앵커(4)가 길이축(8)으로 진입하는 흐름채널(15) 방향으로 구성되어 있어서, 상기 앵커에 의해서 매체가 화살표(18) 방향으로 흘러들어갈 수 있도록 상기 앵커헤드(7)는 앵커(4) 고정개구부(14) 안으로 돌출하여 있다. 상기 앵커헤드(7)의 전방면(19)으로부터 시작하여 경사부(20)가 상기 봉(12)들에 그리고 후미부(13)에 형성되어 있다. 이 경사부는 밸브 폐쇄 링크(3) 방향으로 나아가 외측으로 기울게 연장되어 있어서 상기 앵커헤드(7)를 상기 고정개구부(14) 안으로 가볍게 밀어넣거나 또는 매체가 흐름채널들(15) 안으로 쉽게 흘러들어갈 수 있게 된다. 상기 앵커헤드(7)를 완전 경화 연결부(2)로서 냉간 변형한 다음에 상기 봉들(12) 부분은 밸브 폐쇄 링크(3)를 대향하는 쪽 윗부분이 용접(23)에 의해, 예를 들자면 레이저를 사용하여 상기 앵커와 결합되어 있다. 상기 앵커헤드(7)의 너비는 앵커(4) 고정개구부(14) 안으로 들어갈 수 있을 정도일 따름이어서 상기 앵커헤드(7)의 전방면(19)이 고정개구부(14) 내부에 들어오게 된다. 이로써 상기 고정개구부(14)안으로 튀어나온, 그리고 상기 전방면(19)을 지지하는 주입분사밸브 풀백스프링(26)은 밸브 니들(1)에 대향한 쪽 단부가 앵커(4) 안으로 가게 된다.
이하 도면들에서 동일하며 동일한 작용을 하는 부재들에는 동일한 부재번호를 사용하였다. 본 발명에 따라 구성된 도 2에 도시된 밸브 니들(1)의 제 2 실시예는 밸브 폐쇄 링크(3)가 완만한 경사를 이루는 구(球) 형태의 독창적인 부재로 구성되었고 이 완만한 경사를 이루는 부분에 의해서 상기 앵커헤드(7)로부터 떨어진 평평한 연결부(2) 전방면(24)에 형성되어 이 연결부와 용접된다는 점이 도 1에 도시된 제 1 실시예와 일차적으로 다른 점이며, 또 다른 점은 밸브 폐쇄 링크(3)에 대향안 앵커헤드(7) 부분에 바인더(25)가 형성되어 있는데, 이 바인더는 앵커(4) 안으로 밀어넣어진 앵커헤드(7)에서 상기 앵커(4)의 부재너트(28)안에서 장치쪽으로 와서 앵커와 용접된다. 상기 연결부(2)는 예를 들어 오스테닉(austenitic) 또는 페라이트(ferrite) 크롬강(鋼)으로 이루어져 있다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 밸브 니들(1)의 제 3 실시예에서는 앵커헤드(7) 바인더(25)가 앵커(4) 하측 전방면(29)에 닿아 앵커와 용접된다.
도 5 내지 도 10에서는 상기 앵커헤드(7)의 다양한 횡단면 형태를 도시하고 있다. 도 5에 따른 실시예에서 상기 앵커헤드(7)는 길이축(8)에 수직을 이루어 봉(12)이 4개 달린 십자형태의 횡단면을 갖고 있으며, 앵커(4) 고정개구부(14)와 더불어 4개의 흐름채널을 이룬다.
도 6에 따른 실시예에서 상기 앵커헤드(7)는 두 개는 서로 대향하는 평평한 면들이며 두 개는 고정개구부(14)쪽이 둥근 단부면이며 두 개의 흐름채널(15)을 제한하는, 길이축(8)에 수직을 이루는 기판형 횡단면을 갖는다.
도 7은 상기 앵커헤드(7)의 길이축(8)에 수직을 이루는 횡단면을 도시하고 있는데, 여기에서는 봉(12)이 반원형 횡단면으로 가운데에서 맞대어 떨어져서, 두 개의 흐름채널(15)을 이룬다. 도 8에는 상기 앵커헤드(7)가 길이축(8)에 수직을 이루어 단지 하나의 반원형 횡단면을 갖으며 앵커(14)와 더불어 단지 하나의 흐름채널(5)과 경계를 이루도록 구성되어 있다.
도 9와 도 10에서는 상기 앵커헤드(7)가 길이축(8)에 수직을 이루어 삼각형 내지는 사각형 횡단면을 갖고 있으며 상기 앵커(4)와 더불어 3 내지 4개의 흐름채널(15)과 경계를 이룬다. 도시하지 않은 방식에 따라서 상기 앵커헤드(7)를 길이축에 수직을 이루어 5각형 또는 다각형으로 구성할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 밸브 폐쇄 링크와, 상기 밸브 폐쇄 링크로부터 떨어진 단부가 앵커 고정개구부안으로 튀어나와 이 앵커와 연결된 앵커헤드를 구성하고 있는 길이축을 따라 연장된 연결부를 포함하며, 여기서 상기 앵커헤드와 상기 앵커 고정개구부의 벽과의 사이에는 적어도 하나의 상기 길이축 방향으로 진행하는 흐름채널이 구성되어 있는 전자석으로 구동가능한 밸브용, 특히 내연기관의 연료분사장치를 위한 분사주입밸브용 밸브 니들에 있어서,
    상기 연결부(2)는 횡단면이 원형인 막대형태로 구성되어 있으며, 상기 앵커헤드(7)는 횡단면이 비원형인데, 이 비원형 횡단면은 냉간 변형 방식으로 제조되며 길이축에 수직한 방향으로 볼 때 상기 연결부(2)의 원형 횡단면보다 더 넓게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커헤드(7)는 그 횡단면이 십자형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커헤드(7)는 그 횡단면이 Y-형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커헤드(7)는 그 횡단면이 원형호(弧)형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커헤드(7)는 그 횡단면이 기판형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커헤드(7)는 그 횡단면이 삼각형 또는 다각형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 링크(3)에 대향한 앵커 헤드(7) 부분에는 길이축(8)에 수직이 되도록 상기 고정개구부(14)보다 넓게 연장되어 있고 앵커(4)에 닿도록 구성된 바인더(25)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 앵커(4)와 앵커헤드(7)는 용접(23)에 의해 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 니들.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 연결폐쇄링크(3)는 용접에 의해서 연결부(2)와 연결되어 있음을 특징으로 하는 밸브 니들.
  10. 밸브 폐쇄 링크와, 상기 밸브 폐쇄 링크로부터 떨어진 단부가 앵커 고정개구부안으로 튀어나와 이 앵커와 연결된 앵커헤드를 구성하고 있는 길이축을 따라 연장된 연결부를 포함하며, 여기서 상기 앵커 헤드와 상기 앵커 고정 개구부의 벽과의 사이에는 적어도 하나의 상기 길이축 방향으로 진행하는 흐름 채널이 구성되어 있는, 제 1 항 내지 제 9 항에 따른, 전자석으로 구동 가능한 밸브용, 특히 내연기관의 연료분사장치를 위한 분사 주입 밸브용 밸브 니들 제조 방법에 있어서,
    우선 횡단면이 원형인 막대형 반제품에 의해 상기 연결부(2)가 분리된 다음 상기 연결부(2) 상의 앵커 헤드(7)는 냉간형성방법에 의해 제조되고, 그 다음 상기 앵커(4)가 앵커헤드(7) 상부로 밀어져 이 앵커와 함께 용접되는 것을 특징으로 하는 밸브 니들 제조 방법.
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