JPH07501377A - 電磁作動式弁用弁ニードルとその製作方法 - 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】 電磁作動式弁用弁ニードルとその製作方法公知技術 本発明は、請求項第１項および第８項記載の形式の電磁作動式弁用弁ニードルお よびその製作方法から出発している。ドイツ連邦共和国特許公開第４０　０８６ ７５号明細書から、アーマチュア区分と、弁閉鎖部材区分と、アーマチュア区分 を弁閉鎖部材区分とを結合する弁スリーブ区分とからなる、電磁作動式弁用弁ニ ードルは公知である。アーマチュア区分は、弁スリーブ区分の一方の端部と、第 １の溶接結合部により、弁閉鎖部材区分は、弁スリーブ区分の他方の端部と、第 ２の溶接結合部により結合されている。弁ニードルを製作するために、従って、 ２つの溶接作業工程が必要となり、これは、弁ニードルの比較的手間がかかり高 価な製作につな力でる。その上、弁閉鎖部材区分と管状の弁スリーブ区分との間 の第２の溶接結合部を製作する際に、溶接スッパタが発生し、管状の弁スリーブ 区分の内側壁部に堆積して、弁の機能に障害を及ぼす危険がある。

発明の効果 請求項第１項の特徴部分に記載の本発明の弁ニードルと、請求項第８項の特徴部 分に記載の本発明の製作方法は、それに対して、弁ニードルは、簡単でかつ安価 な形式で製作可能である効果を有している。使用された金属粉末の組成を、簡単 に、アーマチュア区分の最適の電磁性質に適合させることができる。弁閉鎖部材 区分と弁スリーブ区分との間の溶接部の性質にマイナスに作用する硫黄と炭素と の存在を簡単に避けることができる。

本発明の従属請求項に記載の処置によって、請求項第１項に記載の弁ニードルと 、請求項第８項に記載の製作方法の有利な構成と改良が可能になる。

弁スリーブ区分の縦孔は、その弁閉鎖部材区分に面した端部に、底部を有してい ると特に有利である。底部と弁閉鎖部材区分との間に、中空室が形成されおり、 この中空室内に、弁閉鎖部材区分と弁スリーブ区分との間の溶接結合部を製作す る際に生じる溶接スツパタが封じ込まれて、弁の機能に障害を及ぼすことはなく なる。

製作の際に使用される成形型から良好に離型させるために、弁スリーブ区分がア ーマチュア区分から出発して、弁閉鎖部材区分の方向に先細りにすると有利であ る。

弁ニードルの重量を軽減するために、弁スリーブ区分の縦孔の壁部内に、弁縦軸 線の方向に延びる切り欠きが形成されている、弁スリーブ区分の縦孔を通る流れ を妨げなくなる。

特表平７−５０１３７７　（３） 弁スリーブ区分の、弁閉鎖部材区分に面した端部に、底部を直接形成することは 、弁スリーブ区分の内部から溶接スッパタを隔離する効果を得ることができる。

弁ニードルの特に有利な構成は、アーマチュア区分と、弁スリーブ区分と弁閉鎖 部材区分とを金属射出成形法により一体成形部として製作可能であることによる 。

結合剤として、プラスチック結合剤を使用し、この結合剤は、成形型部分の熱的 処理によって、この成形型部分から除去すると有利である。このような形式で、 既に高い組織密度を有する、弁ニードルと作動部分とを形成する成形型部分の特 に簡単な製作が可能になる成形型部分は、焼結後に熱間静水圧圧縮されると特に 有利である、これにより、弁ニードルと、アーマチュア区分と弁スリーブ区分と からなる作動部分との特に密な組織が生じる。

図面 本発明の実施例は、図面に略示されかつ以下に詳細に説明する。第１図は、本発 明のＭｌ実施例の弁ニードルを有する燃料噴射弁を示す図、第２図は、第１実施 例の弁ニードルを示す図、第３図は、本発明の第２実施例の弁ニードルを示す図 、第４図は本発明の弁ニードルの第３実施例を示す図、第５図は本発明の弁ニー ドルの第４実施例を示す図、第６図は、弁ニードルの本発明の製作方法を示す図 である。

実施例の説明 混合気圧縮型外部点火式内燃機関の燃料噴射装置用の、第１図に例示された電磁 作動可能な噴射弁形式の弁は、電磁コイルｌによって取り囲まれた、燃料入口接 続部として役立つコア２を有している。コイル体３を有する電磁コイル１は例え ば、プラスチック射出成形部５を備えている。この場合、電気的接続プラグ６が 同時に射出成形されている。

コア２の下側のコア端部１０には、弁縦軸線１１に対して同心的に、管状の金属 製中間部１２が例えば溶接により密着結合されている。この場合、中間部１２は 、コア端部１０の上側のシリンダ区分１４に軸方向に部分的に係合している。コ イル体３は、コア２と中間部１２の上側のシリンダ区分１４に部分的に係合して いる。中間部１２はコア２の反対側に、下側のシリンダ区分１８を有している。

シリンダ区分１８は、管状のノズル保持体１９に係合しかつ例えば溶接により密 着結合されている。ノズル保持体１９の下流側に位置する端部における、弁縦軸 線１１に対して同心的に延びる貫通孔２０内に、円筒状の弁座体２１が溶接によ り密着して取り付けられている。弁座体２１は、電磁コイルｌに面して、固定の 弁座２２を有している。

弁座２２の下流側に、弁座体２１内には、例えば２つの噴射開口２３が形成され ている。噴射開口２３の下流側の弁座体２１には、流れ方向に円錐台形状に拡大 している準備孔２４を有している。

コア２の、弁縦軸線１１に対して同心的に延びる流れ孔２５内に、戻しばね２６ のばね力を調節するために、管状の調節ブツシュ２７が圧入されている。戻しば ね２６の一方の端部は、調節ブツシュ２７の、弁座体２１に面した下側の端面２ ８に接している。調節ブツシュ２７の、コア２の流れ孔２５内への圧大深さは、 戻しばねのばね力を規定しひいては動的な、弁の開放行程および閉鎖行程中に生 じる燃料量に影響を与える。

戻しばね２６の調節ブツシュ２７と反対側の端部は、管状の、例えば弁縦軸線１ １に対して同心的に配置された作動部分３２の保持付加部３０に支持されている 。

作動部分３２は、コア２に面して保持付加部３０に移行している縦孔３４を有し ている。

第１図に示した第１実施例の弁ニードル５８は、第２図にも示されている。

管状の作動部分３２は、管状に構成され、コア２に面していてかつコア２と電磁 コイルｌと協働するアーマチュア区分３６と、弁座体２１に面して延びる管状の 弁スリーブ区分３８とから成っている９作動部分３２の縦孔３４内のアーマチュ ア区分３６とは反対側の端部３９近くには、底部４０が形成されている。底部４ ０は、作動部分３２の縦孔３４を、コア２に面した、流れ孔２５の延長部を形成 する袋孔形状の流れ区分４２と、流れ区分４２と比較して軸方向に僅かに延びる 延伸部を有する袋孔区分４４とに分けている。弁スリーブ区分３８の端部３９で は、作動部分３２が、例えば球状の弁閉鎖部材区分４６と溶接結合部４８によっ て結合されている０作動部分３２に対して、球状の弁閉鎖部材区分４６が出来る だけ良好な結合と正確な心合わせを達成するために、作動部分３２の弁スリーブ 区分３８の、保持付加部３０と反対側の端部３９には、端面状の、例えば球欠状 に形成された接触面４９を有している。弁スリーブ区分３８と弁閉鎖部材区分４ ６とは通常、アーマチュア区分３６の直径よりも僅かに小さい直径を有している 。例えば、球状の弁閉鎖部材区分４６はその円周に、例えば４つの平坦部５０を 有している。平坦部５０は、弁座体２１の弁座２２の方向への燃料の流れを容易 にしている０袋孔区分４４の底部４０と弁閉鎖部材区分４６との間には、溶接結 合部分４８を製作する際に、例えばレーザ溶接によって発生する溶接スッパタを そこに集める中空室５２が形成されている。この溶接スツパタは中空室５２から 出られず、例えば弁座２２に達しないので、弁の機能を妨げない。

アーマチュア区分３６と、作動部分３２の区分４０との間の弁縦軸線１１の方向 に弁スリーブ区分３８の壁部を貫通する複数の貫通孔５６が設けられている。

これらの貫通孔５６は、コア２の流れ孔５６と作動部分３２の縦孔３４とを通る 、弁座体２１の弁座２２の方向への燃料の流れを可能にする。

アーマチュア区分３６と、弁スリーブ区分３８とからなる作動部分３２と、場合 によっては弁ニードル５８の弁閉鎖部材区分４６とは、射出成形とそれに続く焼 結によって製作される。第６図は、簡単な形式で、弁ニードルを製作するための 本発明の方法を示している。金属射出成形（Ｍ　Ｉ　Ｍ）と呼ばれる方法は、結 合剤、例えば、通常の形式におけるプラスチック射出成形機におけるプラスチッ ク結合剤による金属粉末から成形型部分の製作と、それに続く結合剤の除去と残 った金属粉末成分の焼結とを含む。金属粉末の組成は、簡単な形式で、アーマチ ュア区分３６と弁スリーブ区分３８とからなる作動部分３２または弁閉鎖部材区 分４６の最適な性質に合わせることが出来る。弁閉鎖部材区分４６と弁スリーブ 区分３８との間の場合により溶接結合にマイナスに作用する金属粉末中の硫黄お よび／または炭素は避けることが出来る。まず、金属粉末６１を、結合剤６２と して使用するプラスチックと混合装置６３で混合して均質にする。この混合物を 、造粒装置６４内で、粒体に形成して、公知の形式でプラスチック射出成形機６ ５により、成形型部分６６に成形する。射出成形された成形型６６から、プラス チック結合剤６２の成分を熱的方法により、例えば保護ガスの作用下で除去する 。成形型６６の残った材料成分は、容積百分率で約６０％の金属からなる。成形 型部分６６の密度を高めるために、成形型部分を例えば保護ガスの作用下で焼結 装置６８内で焼結する。焼結過程は、しかし水素下であるいは真空下で行うこと ができる０作動部分３２または弁ニードル５８の組織中の気孔数を約１％減らす ために、必要に応じて、成形型部分６６を熱間静水圧圧縮により後圧縮すること もできる。

更に、第１図から第４図に記載に弁ニードルの実施例の場合、このようにして得 られた、アーマチュア区分３６と弁スリーブ区分３８からなる作動部分３２を弁 閉鎖部材区分４６と例えば溶接結合部４８により固定結合される。

電磁コイルｌは、少なくとも１つの、例えば湾曲部材として構成された、強磁性 部材として役立つ導体部材８１によって少なくとも部分的に取り囲まれている。

導体部材８１は、一方の端部でコア２に接し、他方の端部でノズル支持体１９に 接しており、コア２とノズル支持体１９とは、例えば溶接またはろう接により結 合している。弁の一部分は、プラスチック被覆部８３によって取り囲まれている 。プラスチック被覆部８３は、コア２から出発して軸線方向で接続プラグ６を有 する電磁コイルｌを介して少なくとも一方の導体部材８１まで延びている。

第３図は、弁ニードル５８の第２実施例を示す。弁ニードル５８は、作動部分３ ２と、この作動部分３２と、作動部分の端部３９の接触面４９の溶接結合部４８ によって結合されている弁閉鎖部材区分４６とからなる。作動部分３２は、弁閉 鎖部材区分４６の反対側に、アーマチュア区分３６と、アーマチュア区分３６と 弁閉鎖部材区分４６との間に延びる弁スリーブ区分３８と有している。作動部分 ３２は、弁スリーブ区分３８がアーマチュア区分３６から出発して弁閉鎖部材区 分４６の方向へ円錐台形形状に先細りになるように構成されている。弁スリーブ 区分３８の円錐形状は、作動部分３２の、その製作のために使用された成形型、 例えばプラスチック射出成形機６５の成形型または焼結装置６８から離型を容易 にする０作動部分３２の縦孔３４内に、例えば４つの、弁縦軸線１１の方向に延 びる切り欠き８５が形成されている。切り欠き８５は、弁ニードル５８の機械的 強度を損なうこと無く、弁ニードル５８の重量の減少を可能にしている。それぞ れ２つの切り欠き８５間に、作動部分３２の縦孔３４の壁部に半径方向で内側に 延びるウェブ８７が形成されている。ウェブ８７は、弁閉鎖部材区分４６と反対 側の端部に戻しばね２６のための保持付加部３０を形成している。

その他は、第３図に示す第２実施例の弁ニードル５８は、第２図に示した第１実 施例と本質的に相違はない。

第４図に示す本発明の弁ニードル５８の第３実施例は、第１図と第２図に示す第 １実施例と、底部４０が、アーマチュア区分３６に対向する、作動部分３２の端 部３９を直接形成しかつ球状に形成された弁閉鎖部材区分４６の輪郭のほぼ相応 して凹面に形成されている点で相違している。弁閉ｗ１部材区分４６は底部４０ に接しかつ溶接結合部４８により底部４０と結合している。前述の実施例の中空 室５２は、第３実施例の場合省略されている。

第５図に示す本発明の弁ニードル５８の第４実施例の場合、アーマチュア区分３ ６と、弁スリーブ区分３８と弁閉鎖部材区分４６とが、上記記載のＭＩＭ−法に より一体的に製作されている。この場合、有利には縦好３４が弁閉鎖部材区分４ ６まで延びている。溶接結合は第５図の第４実施例の場合存在しない。

射出成形とそれに続く焼結によって製作された、アーマチュア区分３６と、弁ス リーブ区分３８とからなる作動部分３２と、同様に、同時に製作された弁閉鎖部 材区分４６とを有するこの新規な弁ニードルは、アーマチュア区分３６と弁スリ ーブ区分３８との間および場合によっては弁スリーブ区分３８と弁閉鎖部材区分 ４６との間の溶接作業工程が省かれるという非常に簡単でかつコストダウンが可 能になる製作ができるとゆう利点を持っている。作動部分３２の縦孔３４の袋孔 区分４４と弁閉鎖部材区分４６とによって形成され特表平７−５０１３７７　（ ５） る中空室は、弁閉鎖部材区分４６と作動部分３２の端部３９との間の溶接結合部 ４８の、第１図から第４図に示した実施例において生じる溶接スツパタを中空室 ５２内に残して、弁の機能の障害を取り除いている。

す１１ フロントページの続き （７２）発明者　マイアー、マルチインドイツ連邦共和国　Ｄ−７１６９６メー クリンゲン　マイゼンヴエーク　１２ （７２）発明者　ネーガー、トーマス ドイツ連邦共和国　Ｄ　−７０３７６シュツットガルト　ヴエーゼルシュトラー セ　５７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コアと、電磁コイルと固定の弁座とを有する電磁作動式弁、特に内燃機関の 燃料噴射装置用噴射弁用の弁ニードルであって、升座と、アーマチュア区分と、 弁スリーブ区分と弁閉鎖部材区分とからなる井ニードルが協働し、弁スリーブ区 分が、アーマチュア区分を弁閉鎖部材区分と結合しかつ縦孔がアーマチュア区分 と弁スリーブ区分とを貫通して延びている形式のものにおいて、弁ニードル（５ ８）の少なくともアーマチュア区分（３６）と弁スリーブ区分（３８）とが、金 属射出成形法による射出成形とそれに続く焼結により製作されていることを特徴 とする弁ニードル。 ２．縦孔（３４）が、弁スリーブ区分（３８）の、弁閉鎖部材区分（４６）に面 した端部（３９）の近くに底部（４０）有していることを特徴とする請求項１記 載の弁ニードル。 ３．弁スリーブ区分（３８）の、弁閉鎖部材区分（４６）に面した端部（３９） に底部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の弁ニードル。 ４．弁閉鎖部材区分（４６）は、溶接結合部（４８）により、弁スリーブ区分（ ３８）の、アーマチュア区分（３６）とは反対側の端部（３９）と結合されてい ることを特徴とする請求項１から３０までのいずれか１項記載の弁ニードル。 ５．弁ニードル（５８）のアーマチュア区分（３６）と、弁スリーブ区分（３８ ）と弁閉鎖部材区分（４６）とが、金属射出成形法による一体的に製作されてい ることを特徴とする請求項１記載の弁ニードル。 ６．弁スリーブ区分（３８）は、アーマチュア区分（３６）から出発して、弁閉 鎖部材区分（４６）の方向に先細りになっていることを特徴とする請求項１から ５までのいずれか１項記載の弁ニードル。 ７．弁スリーブ区分（３８）の縦孔（３４）の壁部内に、弁縦軸線（１１）の方 向にのびる切リ欠き（８５）が形成されていることを特徴とする請求項１から６ までのいずれか１項記載の弁ニードル。 ８．弁ニードル、特に、アーマチュア区分と、井閉鎖部材区分と、アーマチュア 区分を弁閉鎖部材区分と結合する弁スリーブ区分とからなる請求項１から７のい ずれか１項記載の弁ニードルの製作方法において、金属射出成形法の第１の段階 で、金属粉末と結合剤とを互いに混合しかつ均質にし、第２の段階で、射出成形 により、少なくともアーマチュア区分（３６）と弁スリーブ区分（３８）とから なる成形型部分（６６）を製作し、第３の段階で、結合剤を成形型（６６）から 除去され、第４の段階で、成形型（６６）を焼結することを特徴とする弁ニード ルの製作方法。 ９．第５の段階で、弁閉鎖部材区分（４６）を溶接結合部（４８）により弁スリ ーブ区分（３８）と結合することを特徴とする請求項８記載の弁ニードルの製作 方法。 １０．アーマチュア区分（３６）と、弁スリーブ区分（３８）と弁閉鎖部材区分 （４６）とが成形型部分（６６）として構成されていることを特徴とする請求項 ８記載の弁ニードルの製作方法。 １１．結合剤として、プラスチックが使用されていることを特徴とする請求項８ または１０記載の弁ニードルの製作方法。 １２．結合剤は、成形型部分（６６）の熱的処理によって、成形型部分（６６） から除去されることを特徴とする請求項８、１０または１１記載の弁ニードルの 製作方法。 １３．成形型部分（６６）は、焼結後に熱間静水圧圧縮することを特徴とする請 求項８、１０、１１または１２記載の弁ニードルの製作方法。