JP2004518858A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するための燃料噴射弁（１）であって、磁石コイル（１０）と共働する可動子（２０）と、この可動子（２０）と摩擦力結合的に結合された弁ニードル（３）が設けられており、この弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が設けられていて、この弁閉鎖体（４）が弁座面（６）と共働してシール座を形成している。弁ニードル（３）が流入側の端部に、弁ニードル（３）と一体的に形成されたカラー状の可動子ストッパ（３２）を有し、この可動子ストッパ（３２）に可動子（２０）が当接するようになっており、さらに連行フランジ（２１）が可動子（２０）を貫通係合していて、これにより連行フランジ（２１）が弁ニードル（３）の流入側の端部に差し嵌め可能で、弁ニードル（３）と結合可能である。

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３１４８９９号明細書により、電磁式に作動可能な燃料噴射弁が公知であり、この燃料噴射弁を電磁式に作動させるために、可動子が電気式に励磁可能な磁石コイルと共に作用し、可動子のストロークが弁ニードルを介して弁閉鎖体に伝動される。弁閉鎖体は弁座と共働する。可動子は弁ニードルに堅固に固定されているのではなく、弁ニードルに対して軸方向可動に配置されている。第１の戻しばねは弁ニードルを閉鎖方向に負荷し、ひいては燃料噴射弁を、磁石コイルが給電及び励磁されていない状況で、閉鎖状態に保つ。第２の戻しばねによって上昇ストローク方向に負荷された可動子は、休止状態において弁ニードルに設けられた第１のストッパに接触する。磁石コイルが励磁されると、可動子は上昇ストローク方向に引き寄せられ、第１のストッパを介して弁ニードルを連行する。磁石コイルを励磁している電流が遮断されると、弁ニードルは第１の戻しばねによって閉鎖位置へと加速し、前述のストッパを介して可動子を連行する。弁閉鎖体が弁座に載るとすぐに、弁ニードルの閉鎖運動は急激に終了する。弁ニードルと堅固に結合されていない可動子の運動は上昇ストローク方向に抗して継続され、第２の戻しばねにより受けとめられる、つまり可動子は、第１の戻しばねに比べて著しく小さいばね定数しか有していない第２の戻しばねに向かって振動する。第２の戻しばねは結局、可動子を改めて上昇ストローク方向に加速する。類似の燃料噴射弁がドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書及びアメリカ合衆国特許第５，２９９，７７６号明細書により公知である。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３１４８８９号明細書により公知の燃料噴射弁の欠点は、特に複雑な構成、つまり上部あるいは下部の可動子ストッパのために複数の別個の構成部材が設けられている構成にある。これにより個々の構成部材の製造公差が加算されることによって燃料噴射弁の切換え精度に不利に作用する総製造公差が生じてしまう。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁には、公知のものに比べて次のような利点がある。つまり、可動子自由運動構造物（Ａｎｋｅｒｆｒｅｉｗｅｇｓｋｏｎｓｔｒｕｋｔｉｏｎ）のためのプレストロークギャップの値を確定する可動子ストッパの内の１つが、弁ニードルと一体的に形成されており、これによって少なくとも１つの構成部材が省略されるため、製造公差による不正確さが著しく減じられる。さらに可動子の下流側に配置された可動子ストッパは、弁ニードルと一体的に形成されており、可動子が接触するカラーを形成している。
【０００５】
さらに利点となるのは、可動子と弁ニードルとの間に摩擦力結合を引き起こす連行フランジが、可動子を貫通係合しており、弁ニードルに差し嵌め可能なことである。
【０００６】
従属請求項に記載した手段に従って、請求項１に記載した燃料噴射弁のさらなる有利な構成が可能である。
【０００７】
さらに有利となるのは、プレストロークギャップの値が、弁ニードル内における連行フランジのシフトによって調節可能なことである。
【０００８】
本発明の有利な構成では、燃料噴射弁の休止状態において、プレストロークばねが可動子を負荷するようになっており、これによって可動子が下流側の可動子ストッパに接触した状態に保たれる。
【０００９】
連行フランジを中空シリンダ状に形成することにより、燃料噴射弁を貫流する燃料は、迂回せずに直接弁ニードルを通して通流開口及びシール座まで案内される。
【００１０】
また有利には、弁ニードルの軸方向運動中に弁ニードルの正確な案内のために働く案内領域を連行フランジに形成することである。
【００１１】
図面
本発明の実施例を図面に概略的に示し、以下に詳しく説明する。
【００１２】
図１は、本発明による燃料噴射弁の１実施例の概略的断面図である。
【００１３】
実施例の説明
燃料噴射弁１は、混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁１として構成されている。燃料噴射弁１は特に、内燃機関の図示されていない燃焼室に燃料を直接噴射するために適している。
【００１４】
燃料噴射弁１はノズル体２から成り、このノズル体２には弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体４は弁座体５に配置された弁座面６と共働してシール座を形成している。実施例の燃料噴射弁１は、内方に向かって開放する燃料噴射弁１であり、この燃料噴射弁１は噴射開口７を有している。ノズル体２は、有利には溶接によって磁石コイル１０の外極９と結合されている。磁石コイル１０はコイルケーシング１１にカプセル状に収容されて、コイル支持体１２に巻き付けられており、このコイル支持体１２は磁石コイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９とはギャップ２６によって互いに分離されており、接続部材２９によって支持されている。磁石コイル１０は、導線１９を介して電気式差込み接点１７を介して供給される電流によって励磁される。この差込み接点１７は、内極１３において射出成形可能なプラスティック被覆部１８により包囲されている。
【００１５】
弁ニードル３は、実施例では壁の薄い中空シリンダ状に構成されており、中央切欠８を有している。シール座に燃料を案内するために働く貫流開口１４は、弁ニードル３の壁に設けられている。この弁ニードル３は、流入側端部にカラー状の可動子ストッパ３２を有しており、この可動子ストッパ３２は弁ニードル３と一体的に形成されている。可動子ストッパ３２には可動子２０が支持されている。可動子２０は連行フランジ２１を介して摩擦力結合的に弁ニードル３と結合している。連行フランジ２１も同様に管状に形成されており、中央の切欠３３を貫いて可動子２０に係合している。連行フランジ２１は、弁ニードル３の流入側端部に差し嵌められており、溶接継ぎ目１５によって弁ニードル３と結合されている。連行フランジ２１には戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の実施例の構成ではスリーブ２４によってプレロード（予圧）をかけられている。戻しばね２３は連行フランジ２１を介して弁ニードル３を負荷しているので、弁閉鎖体４は弁座面６に密閉接触された状態に保たれる。
【００１６】
連行フランジ２１は外周面を有しており、この外周面は、燃料噴射弁１の作動中に弁ニードルが軸方向運動をするときに案内領域として弁ニードル３を支持し、傾斜あるいは引っ掛りを起こした弁ニードル３による燃料噴射弁１の不整合やそれに伴う機能不良が回避できるようにする。連行フランジ２１は突出部３４の下流側に可動子２０を案内する案内区分３６を有する。
【００１７】
可動子２０と連行フランジ２１の突出部３４との間にはプレストロークばね２２が配置されており、このプレストロークばね２２は可動子２０を負荷し、可動子２０が可動子ストッパ３２に接触された状態に保っている。
【００１８】
中央の燃料供給部１６を介して供給され、フィルタエレメント２５を通して濾過される燃料は、弁ニードル３の切欠８、連行フランジ２１に設けられた通流開口３７を通して、さらにまた貫流開口１４を介して噴射開口７まで案内される。燃料噴射弁１はさらに図示されていない分配管に対するシール２８によってシールされている。
【００１９】
燃料噴射弁１の休止状態においては、弁ニードル３に差し嵌められた連行フランジ２１は戻しばね２３により上昇ストローク方向とは逆向きに負荷され、弁閉鎖体４が弁座６に密閉接触された状態に保たれる。可動子２０は、プレストロークばね２２により負荷されながら可動子ストッパ３２上に載っている。磁石コイル１０が励磁されると、磁石コイル１０は磁界を形成し、磁界はプレストロークばね２２及び戻しばね２３のばね力に抗して可動子２０を上昇ストローク方向に動かす。可動子２０のストロークは、プレストロークギャップ３０を閉鎖するためのプレストロークと開放ストロークとに分けられる。開口ストロークとプレストロークとは一緒になって全ストロークを形成し、全ストロークは休止状態において内極１２と可動子２０との間に存在する作業ギャップ２７によって所定される。またプレストロークギャップ３０の軸方向の高さは、連行フランジ２１の可動子２０に面した肩部３５によって規定され、この肩部３５はプレストロークギャップ３０の閉鎖後、可動子２０によって下から係合され、これによって弁ニードル３を作動させるための摩擦力結合が達成される。
【００２０】
プレストロークばね２２の力に抗してプレストロークが実行された後、可動子２０は弁ニードル３に溶接されている連行フランジ２１を連行し、これによって弁ニードル３を上昇ストローク方向に連行する。弁ニードル３と作用結合されている弁閉鎖体４は弁座面６から持ち上がり、これによって弁ニードル３の切欠８を介し貫流開口１４を通って噴射開口７に案内された燃料が噴射される。
【００２１】
コイルへの給電が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅した後に連行フランジ２１に作用する戻しばね２３の圧力によって内極１３から落下し、弁ニードル３は上昇ストローク方向とは逆向きに移動する。これによって弁閉鎖体４は弁座面６に載り、燃料噴射弁１は閉鎖される。可動子２０は可動子ストッパ３２に載る。
【００２２】
開放力学の改善に加えて、プレストロークばね２２は燃料噴射弁１が閉鎖する際に、可動子２０の衝突に対する緩衝作用を引き起こす。つまり可動子２０が可動子ストッパ３２に載ると、可動子２０が可動子ストッパ３２から短時間浮上することがある。プレストロークばね２２は、このときに生じる上昇ストローク方向への可動子２０の動きを抑制するので、連行フランジ２１、ひいては弁ニードル３は可動子２０の動きに影響されずに済み、燃料噴射弁１の短時間の不都合な開放過程が生じることはない。
【００２３】
弁ニードル３と共に可動子ストッパ３２を一体的に形成することにより、従来技術に比べて、少なくとも１つの部材が省略されるため製造公差の影響は著しく減じられる。
【００２４】
本発明は図示の実施例に限定されず、他の形式の可動子２０、例えばプランジャ型可動子（Ｔａｕｃｈａｎｋｅｒ）や扁平可動子、さらに燃料噴射弁１の任意の構成にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による燃料噴射弁の１実施例の概略的断面図である。

Claims (10)

1. 燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、磁石コイル（１０）と共働する可動子（２０）と、該可動子（２０）に摩擦力結合的に結合された弁ニードル（３）とが設けられており、該弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が設けられていて、該弁閉鎖体（４）が弁座面（６）と共働してシール座を形成している形式のものにおいて、
   弁ニードル（３）が流入側の端部に、弁ニードル（３）と一体的に形成されたカラー状の可動子ストッパ（３２）を有し、該可動子ストッパ（３２）に可動子（２０）が当接するようになっており、さらに連行フランジ（２１）が可動子（２０）を貫通係合していて、これにより連行フランジ（２１）が弁ニードル（３）の流入側の端部に差し嵌め可能で、該弁ニードル（３）と結合可能であることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 連行フランジ（２１）が突出部（３４）を有し、突出部（３４）の流入側に戻しばね（２３）が支持されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 連行フランジ（２１）の突出部（３４）と可動子（２０）との間にプレストロークばね（２２）が配置されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 連行フランジ（２１）が弁ニードル（３）と溶接継ぎ目（１５）を介して結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. 連行フランジ（２１）が可動子（２０）に面した肩部（３５）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
6. 可動子（２０）と肩部（３５）との間の軸方向間隔がプレストロークギャップ（３０）を規定している、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 弁ニードル（３）が深絞り加工を用いて形成可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 連行フランジ（２１）が突出部（３４）の下流側に案内区分（３６）を有しており、該案内区分（３６）において、可動子（２０）が軸方向運動する間案内される、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
9. 連行フランジ（２１）が管状に形成されており、燃料流のための内部通流開口（３７）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
10. 連行フランジ（２１）の外周面が突出部（３４）領域において、軸方向運動する弁ニードル（３）の案内として働く、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。