JPH02501084A - ダイナミツクエネルギ・アブソーバ - 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】 ダイナミックエネルギ・アブソーバ 発明の背景及び大要 本発明は、一般に、電磁弁の可動子の跳返り又は反動を調整する手段に関し、か つ高性能燃料噴射装置において用いられる。

一般に、電磁弁は第１の位置と第２の位置との間において可動の可動子を有して いる。この第１及び第２の位置の端部は、しばしば機械的なストッパによって規 定される。可動子は、公知のように、一方の方向においてはコイルにより生ぜし められる電磁力によって動かされ、かつ逆方向には戻しばねによって動かされる 。可動子がストッパに当接すると、該可動子は跳ね返る。この跳返り又は反動は 、特に、所望の位置が得られないので電磁弁が位置決め装置として使用される場 合、もしくは、電磁弁が燃料噴射装置内に組み込まれている場合に、不都合であ る。後者の場合には跳返り又は反動によって可動子が弁座に対して運動すると、 程度の差こそあれ、燃料が燃料噴射装置から噴射されてしまう。そして跳返りは 、可動子及び／又はストッパにおけるヒステリシス損失が最終的に可動子を停止 させるまで続く。すなわち可動子の跳返りは、次のことによって、つまり噴射時 間の延長及び短縮、キャリブレーションの非直線化、弁座範囲における極端な摩 耗、噴射燃料の乏しくかつばらつきのある霧化、耐用寿命にわたる噴射装置の運 転の再現性の欠如及び噴射装置の特性のサイクル毎の変化によって、燃料噴射装 置の働きに様々な影響を及ぼす。

上述のことに基づいて、本発明の第１の目的は、跳返りを減じかつ／又は完全に 除去すべく可動子の運動を減衰するための手段を提供することである。本発明の 別の目的は、エネルギ吸収装置の使用によって跳返りを排除することである。

前記目的を達成するために本発明の構成では、可動子と前記ストッパ手段との衝 突により生じるエネルギを消費することによって前記可動子の運動を緩衝するた めの、前記可動子と共に運動可能でかつ該可動子に取り付けられた手段が設けら れている。本発明の１実施態様では、緩衝手段が、可動子の回りに配置されたエ ラストマの外装と、該外装の外表面に取り付けられたおもりとを備えＩ；ダイナ ミックエネルギ・アブソーバ又はダンパから成っている。本発明の別の実施態様 では、アブソーバが、可動子に沿って軸方向に間隔をおいて該可動子の回りに配 置された複数のエラストマのリングと、該Ｏリングに圧縮負荷されたおもりとを 有している。本発明のこの実施態様では、おもりが、０リングに向かい合って配 置された半円筒形の２つの区分から成っていて、この場合ばね負荷が、半円筒形 の区分の回りに受容された複数のばねリングによって生ぜしめられる。別の実施 態様では、アブソーバは、エネルギを消費するために可動子の外表面において摩 擦する、ばね負荷されたおもりを有している。

本発明のその他の多くの対象及び目的は、以下における図面についての説明によ って明確になる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による燃料噴射装置を概略的に示す図、第２図は第１図の２−２ 線に沿った横断面図、第３図は本発明の択一的な実施例を示す図、第４図は第３ 図に示されＩ；部材のうちのダンパを有する部材を示す断面図、第５図は第３図 に示された可動子の拡大図、第６図は第５図の６−６線に沿った横断面図、第７ 図は本発明の別の実施例を示す図である。

図面の簡単な説明 第１図に図示された典塁的な電気機械式の電磁装置ｌＯは、コイル１８によって 生ぜしめられる磁力と戻しばね２８とに応じて、第１のストッパ１３と第２のス トッパ１４との間で可動の可動子１２を有している。可動子１２は典を的に、軟 鉄のような材料から形成することができる。上述の部材はもちろん、第１図に示 されていない適当なケーシングの中に配置されている。もし電磁装置ｌＯが燃料 噴射装置の場合には、ストッパ１４は弁座２０の中に形成されていてもよく、こ の場合弁座はその中に位置するメータリング・オリフィス２２を有している。ま たコイル１８はステータ２２の回りに巻かれていてもよく、この場合にはステー タの下端部がストッパ１３を形成する。ピン２４はの一体の延長部として構成さ れていてもよい、ピン２４は円弧状に形成された閉鎖端部２６を有しており、こ の閉鎖端部は、ストッパ又は弁座面１４に座着して該ストッパ又は弁座面をシー ルするように成っている。第１図に示されているように、弁座面１４は円錐形に 形成されていて、閉鎖部材２６の端部は有利には球面状に形成されている。閉鎖 部材及び弁座の特殊なデザイン及び／又はストッパ１３．１４の位置は、本発明 に特に関連したものではなく、電磁弁において用いられたその都度の構成におい て交換することが可能である。第１図に示された燃料噴射装置は、弁座２０に向 かって可動子１２を負荷する圧縮ばね２８を備えた通常のように閉鎖される形式 のものである。上述のように可動子は、コイル１８の励磁によって弁座２０から 離れて開放位置に移動させられる。コイル１８の励磁時に燃料噴射装置ｌＯ内の 圧縮された液体は、メータリング・オリアイスを通して燃料噴射装置から流出す ることができる。３２で示された矢印は液体流の方向を示している。

第１図に示されているように可動子１２は、環状で先細の２つの肩部３８．３９ によって制限された減径部ゴロを有している。両肩部３８．３９の間には、ラバ ー又はこれに類したもののようなエラストマ材料製のリング４４から成るダイナ ミックエネルギ・アブソーバ又はダンパ４２が配置されている。材料４４の端ｉ ４５．４７はテーバ状に構成されていて、肩部３８．３９に対して密に接触して おり、この結果材料のリング４４は軸方向に摺動することができない。エラスト マのリング４４には該リングの回りに位置決めされておもり４８が固定されてい る。第１図及び第２図に示されているように、おもり４８は有利には真ちゅうの ような非磁性材料から製造され、拡開シリンダ又は拡開可能なリングの形をして おり、これによってエラストマのリング４４の回りにぴったりと取り付けられる 。磁性材料から製造することも可能なおもり４８は、エラストマのリング４４の 外表面に、例えばエポキシによって固定されてもよい、エラストマ材料弾性率及 びおもり４８の質量を選択することによって、可動子１２が機械的なストッパに 当接した時の該可動子の跳ね返りはかなり減じられかつ／又は、衝突のエネルギ のうちの幾らかがエラストマ材料によって吸収されることによって、小さくなる 。

次に、燃料噴射装置の構成がさらに詳しく示されかつさらに本発明の択一的な構 成が示されている第３図について説明する。燃料噴射装置５０は、エンジンのシ リンダ壁に設けられた開口に挿入されるように設計されており、従って挿入時に 、ケーシング５６の環状溝５４に配置された０リング５２は圧縮される。部分的 に示されｔ；ケーシング５６はステータ６０を支持しており、このステータの回 りには電気コイル６２が配置されている。ケーシングには、燃料の貫流を可能に する６４．６６のような複数の通路が設けられている。ケーシングの下端部には 端部キャップ７０が装着されている。ケーシング５６及び端部キャップは協働し て燃料室７２を形成している。燃料室の下端部には弁座７４が配置されており、 この弁座は内部にメータリング・オリアイス７６を有している。弁座７４は弁座 面７６を有している。また燃料室７２の中には、ケーシングの孔８２の内部に摺 動可能に受容された可動子８０が配置されている。第５図には可動子８０が拡大 されて示されている。可動子８０からはピン８４が延びており、このピンは、弁 座７４における座着のために閉鎖面８６を有している。ピン８４は、通路６６を 備えｔ；弁案内兼保持部材によって案内されている。可動子８０は、第１図に示 されたのと同様な、ホッパ状の２つの環状肩部９４，９６によって制限された減 径部９２を有している。０リング１０２．１０４はそれぞれ環状肩部９４．９６ の回りに配置されている。このようなＯリング１０２．１０４はラバーのような エラストマ材料によって製造され、第１図に示されたエラストマ材料のリング又 はスリーブ４４と同様な働きを有している。Ｏりング１０２．１０４の回りには おもりが固定されている。図示の実施例ではこのおもりは、互いに向かい合って 位置していて可動子８０の回りに配置された同様な２つの半円筒形部材１１０． １１２から成っている。上の構成においてこれらの半円筒形部材は、減径部の回 りに配置されている。第４図には、おもりのうちの１つ１１０が拡大された断面 図で示されている。第４図かられかるように各半円筒形部材は、内部を軸方向に 延びる壁１２０を有しており、この壁は軸方向に延びるフランジ１２２．１２４ を備えている。フランジ１２２．１２４はその半径が壁１２０の半径よりも大き く構成されており、この結果半円筒形部材が可動子８０の減径部９２の回りに配 置されると、該半円筒形部材１１０．１１２は０リング１０２．１０４の一部を それぞれ先細の肩部９４，９６に向かって押圧する。半円筒形部材１１０．１１ ２は円形ばね又はスナップリング１３０．１３２によって可動子８０に固定され 、該スナップリングは、半円筒形部材１１０．１１２に設けられた対応する１ｔ １３４ａ、１３４ｂ；１３６ａ、１３６ｂに受容される。

このようにしてばねリングは、可動子８０の回りの半円筒形部材’１１０，１１ ２を取り囲んで結合する。図面かられかるように半円筒形部材１１０，１１２は リング１３０によって固定されており、これらは、各０リング１０２．１０４の 圧縮によって軸方向に移動可能である。

肩部９４．９６は図示の実施例では先細に又はテーバ状に構成されているが、し かしながらこれは本発明の必須要件ではない。テーバ状の肩部の代わりに、鈍角 又は円弧状に形成された肩部及び溝を用いることも可能であり、これらはすべて 、可動子８０に対して０リングを固定する！こめに半円筒形部材１１０．１１２ と協働する。以下においては、可動子８０、半円筒形ｉ材１１０．１１２、スナ ップリング１３０，１３２及びＯリング１０２，１０４の物理的な構成について 述べる。模範的な燃料噴射装置では、可動子と半円筒形部材とスナップリングと Ｏリングとから成るユニットの重量はほぼ１．１２グラムである。半円筒形部材 、スナップリング及び０リングの重量は、ユニット重量に対するパーセンテージ で表現するとそれぞれ、１１．５％、０．８４％及び０．７３％である。使用さ れるＯリングは、Ａｐｐｌｅ社製造のモデルナンバー、０９８率、０２３率７０ ８Ｎである。

運転中、戻しばね１４０によって弁座７４内に外方に向かって負荷されると、衝 撃力の一部は、０リング１０２、！：半円筒形部材１１０．１１２とり７グ１３ ０．１３２とから成るダンパ１４２によって吸収される。すなわちエネルギは、 おもりが圧縮されてエネルギを各Ｏリングに伝達することによって消費される。

第３図及び第４図について簡単に触れると、半円筒形部材１１０．１１２はそれ ぞれ切欠き１３８を有しており、該切欠きの目的は、半円筒形部材１１０．１１ ２が、可動子のための正確な緩衝７アクタを得るｔ；めに、質量を除去すること によって容易に調整できるということを示すためのものである。さらに注意すべ きことは、第３図に示された本発明の実施例では、各おもりの内壁１２０が０リ ング１０２．１０４によって可動子８０から間隔をおいて位置していることであ る。しかしながらこのような間隔設定は本発明の必須要件ではない。上述のこと かられかるように、半円筒形部材１１０．１１２が可動子８０にゆるく接触する ことが可能である場合には、可動子８０の表面に沿っＩ；半円筒形部材１１０． １１２の軸方向運動は、実際に、ダンパ１４２によって生ぜしめられる効果的な 緩衝のために役に立つ。

第１図及び第３図に示された本発明の第１実施例及び第２実施例では、アブソー バ及びダンパはエラストマのリング４４及び０リング１０２．ｆ０４のようなエ ラストマ材料によって構成されている。第７図に示されＩ；本発明の実施例にお ける別のダンパ１５０は、金属ばね１６０を有しており、この金属ばねは可動子 ８０の回りに配置されていて、その端部で該可動子に係合している。ばね１６０ の伸縮時に該ばねと一緒に軸方向に移動できるように、緩衝機構１６２が該ばね に取り付けられている。このような緩衝機構１６２は、内方に延びた環状肩部１ ６４を備えた環状リングを有している。肩部には円弧状に形成された摩擦面１６ ６が設けられており、この摩擦面は、可動子８０の面１６８のような面と接触し ている。可動子８ｏが弁座のようなストッパに当接すると、衝撃エネルギはダン パ１５０に伝達され、摩擦面１６６が面１６８に沿って摺動することによって、 消費される。ダンパ１５０の材料は、正確な質量及び寸法の安定が得られる限り は、重要ではない。典型的な材料としてはステンレススチール又はプラスチック を挙げることができる。

本発明の上述の構成における多くの変化及び変更は、もちろん、本発明の枠を逸 脱することなしに実施することができる。例えば、電磁式ではなく例えば油圧作 動式の燃料噴射装置のようなその他の手段によって作動せしめられる装置に、上 述のエネルギ吸収機構を組み込むような構成も可能である。従って本発明の枠は 、添付された請求の範囲に記載の枠によってしか制限されない。

ＦＩＧ、４ 手続補正書（自船

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１及び第２の方向において可動の可動子（１２８０）と、 少なくとも前記第１の方向における運動ストッパを形成するための手段（２０； ２２；６０；７４）と、 前記第１及び第２の方向において前記可動子を連動させるための手段（１８；２ ８；６０；１４０）と、 前記可動子と前記ストッパ手段との衝突により生じるエネルギを消費することに よって前記可動子の運動を緩衝するための、前記可動子と共に運動可能でかつ該 可動子に取り付けられた手段とを備えた装置（１０；５０）であって、この場合 該緩衝手段が、前記可動子の回りに配置されたエラストマの外装（４４）と、該 外装の外表面に取り付けられたおもり（４８）とを備えたダンパ（４２）から成 っている ことを特徴とする装置。 ２．前記連動手段が電気コイル（１８）を有しており、この場合前記おもり（４ ０）が非磁性体である、請求項１記載の装置。 ３．前記可動子（１２）が減径部（３６）と、互いに間隔をおいて向かい合って 配置された肩部（３８；４０）とを有しており、 前記エラストマの外装（４４）が前記減径部（３６）に受容されていて、前記肩 部（３８；４０）とそれぞれ係合する端部（４５；４７）を有しており前記おも りが、前記外装の回りに配置された円筒形の部材から成っている、請求項２記載 の装置。 ４．前記おもりが、割り髪を備えた円筒形のリングから放っている、請求項３記 載の装置。 ５．前記おもりが、前記エラストマの外装に取り付けられている、請求項３記載 の装置。 ６．前記緩衝手段が、前記可動子（８０）に沿って軸方向に間隔をおいて該可動 子の回りに配置された複数のエラストマのリング（１０２；１０４）と、前記リ ングに圧縮負荷されたおもり（１１０；１１２）とを有している、請求項１記載 の装置。 ７．前記おもりが、前記リングに向かい合って配置された半円筒形の２つの区分 から成っていて、この場合ばね負荷が、前記区分の回りに受容された複数のばね リング（１３２）によって生ぜしめられる、請求項６記載の装置。 ８．前記区分が実質的にほぼ、前記可動子の全周の半分を取り囲んでいる、請求 項７記載の装置。 ９．前記可動子が、間隔をおいて配置された２つの肩部を備えた減径部を有して おり、この場合前記エラストマのリングが前記区分によって、前記肩部の各１つ に向かって圧縮負荷されている、請求項８記載の装置。 １０．前記エラストマのリングのすぐ近くに位置する区分が、該エラストマのリ ングのうちの１つを受容しかつ固定する手段を有している、請求項９記載の装置 。 １１．第１及び第２の方向において可動の可動子（１２；８０）と、 少なくとも前記第１の方向における連動ストッパを形成するための手段（２０； ２２；６０；７４）と、 前記第１及び第２の方向において前記可動子を連動させるための手段（１８；２ ８；６０；１４０）と、 前記可動子と前記ストッパ手段との衝突により生じるエネルギを消費することに よって前記可動子の連動を緩衝するための、前記可動子と共に連動可能でかつ該 可動子に取り付けられた手段とを備えた装置（１０；５０）であって、この場合 該緩衝手段が、可動子の表面（１６８）に摺動可能に係合する第１の面（１６６ ）を備えたばね支持部材（１６２）から成っており、この場合エネルギが、可動 子の表面と協働する前記第１の面によって消費されるようになっている ことを特徴とする装置。 １２．運動ストッパに対して第１及び第２の方向において可動の可動子（１２； ８０）と、 該可動子と前記連動ストッパとの衝突により生じるエネルギを消費することによ って前記可動子の運動を緩衝するための、前記可動子と共に運動可能でかつ該可 動子に取り付けられた手段とを備えた装置（１０；５０）であって、この場合該 緩衝手段が、前記可動子の回りに配置されたエラストマの外装（４４）と、該外 装の外表面に取り付けられたおもり（４８）とから成っている ことを特徴とする装置。 １３．前記可動子（１２）が減径部（３６）と、互いに間隔をおいて向かい合っ て配置された肩部（３８；４０）とを有しており、 前記エラストマの外装（４４）が前記減径部（３６）に受容されていて、前記肩 部（３８；４０）とそれぞれ係合する端部（４５；４７）を有しており前記おも りが、前記外装の回りに配置された円筒形の部材から成っている、請求項１２記 載の装置。 １４．前記おもりが、割り壁を備えた円筒形のリングから成っている、請求項１ ３記載の装置。 １５．前記おもりが、前記エラストマの外装に取り付けられている、請求項１３ 記載の装置。 １６．前記緩衝手段が、前記可動子（８０）に沿って軸方向に間隔をおいて該可 動子の回りに配置された複数のエラストマのリング（１０２；１０４）と、前記 リングに圧縮負荷されたおもり（１１０；１１２）とを有している、請求項１２ 記載の装置。 １７．前記おもりが、前記リングに向かい合って配置された半円筒形の２つの区 分から成っていて、この場合ばね負荷が、前記区分の回りに受容された複数のぼ ねリング（１３２）によって生ぜしめられる、請求項１６記載の装置。 １８．前記区分が実質的にほぼ、前記可動子の全周の半分を取り囲んでいる、請 求項１７記載の装置。 １９．前記可動子が、間隔をおいて配置された２つの肩部を備えた減径部を有し ており、この場合前記エラストマのリングが前記区分によって、前記肩部の各１ つに向かって圧縮負荷されている、請求項１８記載の装置。 ２０．前記エラストマのリングのすぐ近くに位置する区分が、該エラストマのリ ングのうちの１つを受容しかつ固定する手段を有している、請求項１９記載の装 置。 ２１．前記緩衝手段が、可動子の表面（１６８）に摺動可能に係合する第１の面 （１６６）を備えたぼね支持部材（１６２）から成っており、この場合エネルギ が、可動子の表面と協働する前記第１の面によって消費される、請求項１２記載 の装置。