JPH0730853B2 - 電磁操作可能な弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、弁ケーシング、鉄心、磁気コイル及び円筒状
のプランジヤを有する電磁操作可能な弁、たとえば内燃
機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁として使用され
る弁であつて、前記プランジヤが、弁座と協働する球と
して形成された弁閉鎖体と、プランジヤより小さい横断
面を有する結合部材を介して結合されている形式のもの
に関する。

従来の技術 前述の形式の公知の弁においては、弁閉鎖体、結合部材
及びプランジヤの質量が小さくなるが、案内孔と結合部
材との間の摩擦によつて弁の迅速性が低下され、かつ行
程制限がプランジヤを鉄心に当接させることによつて行
なわれる。そこで、プランジヤと鉄心との間に、磁気接
着を避けるために磁気円板を配置しなければならず、し
かも衝突を避けるために衝突する両面が衝突に著しく強
いようになつていなければならない。

発明の課題 本発明の課題は、プランジヤと鉄心との磁気接着を取除
いて、迅速に操作されるようにすると共に、燃料の霧化
が保証され、さらに簡単に組立てられるような弁を提供
することである。

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構成では，最初に述
べた形式の電磁操作可能な弁において，プランジャがそ
の軸方向運動をリング円板によって案内されており，弁
閉鎖体が閉鎖位置では弁座によって支持されており，弁
の励磁状態における開放位置では，弁閉鎖体はその行程
を制限するストッパ面によって，弁座とは逆の側の面を
支持されており，弁閉鎖体の，この弁座とは逆の面に
は，弁閉鎖体を弁座に向かう方向に押圧する圧縮ばねの
ばね力が作用しており，弁閉鎖体は，閉鎖位置と開放位
置との間を無支持状態で運動するようにした。

作 用 静的な流過量の調製を、弁全体を組立てる前にすでに弁
座体とストツパとの間の間隔を変化させることによつて
行ない、さらに弁閉鎖体を、その外周で以て案内させる
のではなく、弁座に当接する端部位置と、ストツパに当
接する端部位置との間では無支持状態で自由に往復運動
できるようにし、さらに弁閉鎖体を同時に、ストツパに
当接させることによる行程制限のために使用する。

発明の効果 本発明によつて得られる利点は、極めて迅速に操作さ
れ、かつ外側寸法が小さく、さらに動的及び静的な流過
量の調製が簡単かつ正確に行なわれ、さらに有利な燃料
調製が保証され、かつ簡単な形式で組立てられることで
ある。

実施態様 特許請求の範囲の従属項に記載した手段によつて、本発
明による弁の有利な実施態様及び改良が可能である。特
に有利には、調製孔がほぼ1mmの小さな直径で形成され
ており、従つて調製孔の円筒壁において燃料によつて湿
らされる面が極めて小さくなり、従つて弁の個々の開放
位置の間で調製孔に残される残余燃料はほとんどなくな
る。

実施例 図面に示された、混合気圧縮外部点火式の内燃機関の燃
料噴射装置のための燃料噴射弁は、強磁性材料から成る
弁ケーシング１を有しており、該弁ケーシング内におい
てコイル支持体２に磁気コイル３が配置されている。磁
気コイル３は差込接続部のための図示しない給電部を有
している。コツプ状に構成された弁ケーシング１が、磁
気コイル３をコイル室６内に受容しておりかつ外方へ向
かう差込段部７を有しており、この差込段部にノズル８
が差しはめられていてかつこれとシールされて結合され
ている。管状に形成されたノズル８は段付孔10を有して
おり、該段付孔の段部11に、円筒区分13と、該円筒区分
と結合されていて前記段部11に当接する角区分14とを有
するストツパ12が当接している。角区分14は、半径方向
で段付孔10の内側に延びていてかつストツパ開口15を有
している。角区分14とは反対の側には、円筒区分13に当
接してスペーサリング16が配置されており、このスペー
サリングには弁座体18が接続されており、この弁座体を
ノズル８のフランジ縁19がつかむようになつており、こ
のことによつて弁座体をスペーサリング16及びストツパ
12と一緒に軸方向で締付ける。弁座体18は盲孔状に形成
された調製孔20を有しており、該調製孔の孔底21に、絞
り作用を有しかつこのことによつて燃料調量に役立つ少
なくとも１つの燃料案内孔22が開口している。燃料案内
孔22は有利には、調製孔20の円筒壁23に対して半径方向
の間隔ａをおいて孔底21に開口している。つまり、調製
孔20内に接線方向に向かつて燃料が流入しないで、燃料
ジエツトがまず壁に接触せずに燃料案内孔22から流出
し、次いで調製孔20の円筒壁23に衝突し、このことによ
つて、できる限り刃の形状に形成された弁座体端部24に
フイルム状に分配されて流れるようにする。燃料案内孔
22は弁縦軸線に対して傾斜して延びていてかつ弁座体内
に形成された球欠室26から出発しており、この球欠室の
上流側で弁座体18に湾曲された弁座27が形成されてお
り、この弁座と球として形成された弁閉鎖体28が協働す
る。むだ容積をできる限り小さくするように、弁閉鎖体
28が弁座27に当接しているときの球欠室26の容積ができ
る限り小さくされている。有利には、調製孔20の直径が
やはり極めて小さくされていて、ほぼ1mmであり、従つ
て調製孔20の円筒壁23には、燃料によつて湿らされる小
さな面しか形成されず、かつ弁の個々の開放位置の間で
調製孔20に残される残余燃料はほとんどない。

角区分14におけるストツパ開口15を形成するストツパ面
29が、弁座27に対して弁閉鎖体28が間隔を置いて位置す
るばあいに弁閉鎖体の、弁座とは反対の側の面に部分的
に係止する。前記ストツパ面は弁縦軸線に対して傾斜さ
れてあるいは円弧状に形成されている。流過開口30は、
角区分14において弁閉鎖体28の周りを燃料が支障なく流
れるようにする。このことによつて、弁閉鎖体28は弁座
27を制御するためにだけ役立つのでなく、角区分14のス
トツパ面に当接することによつて行程制限するためにも
役立ち、このばあい硬い表面を備えた弁閉鎖体28はやは
り硬く形成されたストツパ面29と協働する。

弁の静的な燃料流過量は、図示の実施例のばあいには絞
り作用を有する燃料案内孔22の直径を選ぶことによつて
ほぼ90％の圧力低下が行なわれ、弁座27と弁閉鎖体28と
の間でほぼ10％の圧力低下を生ぜしめることによつて調
整される。このばあい弁座と弁閉鎖体との間の圧力低下
を生じるためには、スペーサリング16の厚さを選択する
ことによつて弁閉鎖体のストツパ面29に当接するまでの
開放行程を調整する。スペーサリング16の必要な厚さが
確認されると、このスペーサリング16をストツパ12と弁
座体18との間に差込み、かつストツパ12、スペーサリン
グ16及び弁座体18全体をまとめたものを段付孔10内に挿
入し、次いでフランジ縁19によつて固定することができ
る。弁閉鎖体28の半径方向及び軸方向の支持は、弁座27
に当接する端部位置又はストツパ面29に当接する端部位
置でのみ行なわれ、これに対してこれらの端部位置の間
では弁閉鎖体28は無支持状態で自由に運動可能である。

弁座27とは反対の側において弁閉鎖体28にばねざら32が
支持されており、このばねざらに圧縮ばね33の一端部が
係合されており、かつ圧縮ばねの他端部はたとえば差込
段部７の端面34に当接している。ばねざら32は角区分14
のストツパ開口15を通つて弁閉鎖体28に係合しており、
圧縮ばね33から弁閉鎖体28に軸方向の力を伝達し，横方
向の力はほとんど伝達しない。

円筒状に形成されたプランジヤ36が、段付孔10内に延び
ていてかつプランジヤの横断面より著しく小さい横断面
を有する結合部材37によつて弁閉鎖体28の固定孔38内に
係合しており、かつここでたとえばレーザー溶接によつ
て弁閉鎖体28と結合されている。プランジヤ36の軸方向
に盲孔39が設けられており、該盲孔は結合部材37とは反
対の側で開放していてかつ盲孔の結合部材37に向かう端
部には段付孔10に向かう流出通路40を有している。この
ように管状に形成されたプランジヤ36、棒状の結合部材
37及び球として形成された弁閉鎖体28は，全体として極
めてわずかな運動質量を有しており、このばあい弁閉鎖
体28の直径は有利には3mmより大きくはなくかつプラン
ジヤ36の直径はなおそれより小さく選ばれている。弁の
極めて細長い構成を得るために、たとえばノズル８の直
径を8mmにすることができ、これに対してノズル８及び
結合部材37の軸方向の長さは、吸込管又は内燃機関のシ
リンダにおける必要な組込状態に相応して選ばれる。

プランジヤ36の軸方向運動の案内は薄いリング円板42に
よつて行なわれ、このリング円板の案内開口43にプラン
ジヤ36がわずかな遊びを有して貫通係合されており、か
つ前記リング円板は弁ケーシング１の底44に当接してい
てかつカバー45によつて負荷されるコイル支持体２を介
して軸方向に締付けられている。前記カバーは弁ケーシ
ング１の底44とは反対の端部に配置されており、弁ケー
シング１のフランジ46によつて所定の位置に固定され
る。カバー45内には鉄心47が軸方向で調節可能に支承さ
れており、たとえばねじ結合されており、さらに鉄心は
同時に燃料供給のための燃料接続片として役立ちかつ弁
の内方に向かつて開口する燃料孔48を有している。動的
な燃料量は、鉄心47の回転又は移動ひいては鉄心端面49
とプランジヤ端面50との間の残余エアギヤツプの変化に
よつて調整される。このばあい鉄心端面49及びプランジ
ヤ端面50をストツパ面として使用することはない。

磁気回路は、鉄心47からカバー45、弁ケーシング１及び
リング円板42を介してプランジヤ36まで閉じており、こ
のばあいリング円板42とプランジヤ36との間に磁気回路
のための規定された半径方向ギヤツプが形成される。

リング円板42の案内開口43の壁とプランジヤ36の周面と
の間のわずかな接触面は極めてわずかな摩擦しか生ぜし
めず、従つてプランジヤ36、結合部材37及び弁閉鎖体28
の小さな質量を考慮しても極めて迅速に作動する弁が形
成される。プランジヤ36及び鉄心47は高価な軟磁性材料
から製造することができる。これはこれらの部材がスト
ツパ作用を受けるために必要な硬い表面を備える必要が
ないからである。弁閉鎖体28はすでに硬い表面を有して
おり、従つてストツパ面29はストツパ形成のためにだけ
十分な硬度を有していればよい。リング円板42によつ
て、プランジヤ36の極めて安価で簡単な案内が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による弁の縦断面図である。 １……弁ケーシング、２……コイル支持体、３……磁気
コイル、６……コイル室、７……差込段部、８……ノズ
ル、10……段付孔、11……段部、12……ストツパ、13…
…円筒区分、14……角区分、15……ストツパ開口、16…
…スペーサリング、18……弁座体、19……フランジ縁、
20……調製孔、21……孔底、22……燃料案内孔、23……
円筒壁、24……弁座体端部、26……球欠室、27……弁
座、28……弁閉鎖体、29……ストツパ面、30……流過開
口、32……ばねざら、33……圧縮ばね、34……端面、36
……プランジヤ、37……結合部材、38……固定孔、39…
…盲孔、40……流出通路、42……リング円板、43……案
内開口、44……底、45……カバー、46……フランジ、47
……鉄心、48……燃料孔、49……鉄心端面、50……プラ
ンジヤ端面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁ケーシング，鉄心，磁気コイル及び円筒
   状のプランジャを有する電磁操作可能な弁であって，前
   記プランジャが，弁座と協働する球として形成された弁
   閉鎖体と，プランジャより小さい横断面を有する結合部
   材を介して結合されている形式のものにおいて，プラン
   ジャ（36）がその軸方向運動をリング円板（42）によっ
   て案内されており，弁閉鎖体（28）が閉鎖位置では弁座
   （27）によって支持されており，弁の励磁状態における
   開放位置では，弁閉鎖体（28）はその行程を制限するス
   トッパ面（29）によって，弁座（27）とは逆の側の面を
   支持されており，弁閉鎖体の，この弁座とは逆の側の面
   には、弁閉鎖体（28）を弁座（27）に向かう方向に押圧
   する圧縮ばね（33）のばね力が作用しており，弁閉鎖体
   は，閉鎖位置と開放位置との間を無支持状態で運動する
   ようにしたことを特徴とする電磁操作可能な弁。
2. 【請求項２】プランジャ（36）が管状に形成されてい
   て，棒状の結合部材（37）の一方の端部と結合されてお
   り，該結合部材の他方の端部には弁開鎖体（28）が固定
   されている特許請求の範囲第１項記載の弁。
3. 【請求項３】圧縮ばね（33）がばねざら（32）を介して
   弁閉鎖体（28）に作用するようにした特許請求の範囲第
   ２項記載の弁。
4. 【請求項４】弁座（27）とストッパ面（29）との間の弁
   閉鎖体（28）の行程の大きさが，ストッパ面（29）と，
   弁座（27）を有する弁座体（18）との間に適当なスペー
   サリング（16）を配置することによって調整可能である
   特許請求の範囲第１項記載の弁。
5. 【請求項５】鉄心（47）の端面（49）とプランジャ（3
   6）の端面（50）との間の残余エアギャップが，鉄心（4
   7）のプランジャ（36）に対する軸方向の位置変化によ
   って調整可能である特許請求の範囲第１項記載の弁。
6. 【請求項６】弁座（27）の下流側に，絞り作用を有し弁
   縦軸線に対して傾斜している燃料案内孔（22）が設けら
   れており，該燃料案内孔は，ほぼ1mmの直径を有する盲
   孔状の調製孔（20）の孔底（21）に，該調製孔（20）の
   円筒壁（23）に対して半径方向の間隔（ａ）において，
   開口している特許請求の範囲第１項記載の弁。