JPH08218982A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 弁縦軸線と、弁閉鎖体と、該弁閉鎖体と
協働する弁座面を有する弁座体と、弁座面の下流に配置
された、少なくとも１つの噴射開口を有する、厚さの薄
い孔付き円板とを備えた、内燃機関の燃料噴射装置のた
めの燃料噴射弁であって、弁座体１６の下側の端面１７
に、孔付き円板支持体２１が部分的に当接していて、弁
座体１６と堅固に結合されており、孔付き円板支持体２
１が、鉢状の内側の支持体区分２５を有しており、該支
持体区分が、弁座体１６の下側の端面１７から軸方向で
間隔を保って延びていて、最大軸方向間隔が、支持体区
分２５の底部区分３５と弁座体１６の下側の端面１７と
の間に形成されており、該端面１７と支持体区分２５と
の間に孔付き円板２６がはめ込まれている。 【効果】 非常に安価なコストで、孔付き円板の貫流量
を簡単に変えることができ、種々異なる流れを発生させ
るさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射装置のための燃料噴射弁であって、弁縦軸線と、弁閉
鎖体と、該弁閉鎖体と協働する弁座面を有する弁座体
と、弁座面の下流に配置された、少なくとも１つの噴射
開口を有する、厚さの薄い孔付き円板とを備えている形
式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】孔付き円板が、環状の溶接継ぎ目によっ
て弁座体に固定されている、燃料噴射弁は、ドイツ連邦
共和国特許出願公開第３８４１１４２号明細書により公
知である。この公知の燃料噴射弁においては、肉薄（厚
さの薄い）の孔付き円板の変形を避けるために、溶接継
ぎ目は噴射開口から離して配置しなければならない。ま
た、発生した燃料噴射圧に基づいて孔付き円板が持ち上
がるのを避けるために、比較的肉厚の孔付き円板は鉢状
に構成されており、これによって、噴射された燃料の噴
射流は不都合に変化する。孔付き円板の製造及び組み立
てのコストは非常に高い。

【０００３】また、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４
１２３６９２号明細書によれば、肉薄の孔付き円板が使
用されている燃料噴射が公知である。この孔付き円板
は、孔付き円板の下流側に続いていて、中央の貫流開口
を有している肉厚の支持円板によって支えられている。
これによって、孔付き円板を固定する際に不都合な撓み
が避けられるようになっている。支持円板は鉢状に構成
されていて、孔付き円板と共に、環状の溶接継ぎ目によ
って弁座体に溶接されている。支持円板は、孔付き円板
の安定性を高める作用を有していて、それぞれ孔付き円
板に結合されている。

【０００４】

【発明の効果】請求項１に記載した本発明の燃料噴射
弁、つまり、弁座体の下側の端面に、孔付き円板支持体
が部分的に当接していて、弁座体と堅固に結合されてお
り、孔付き円板支持体が、鉢状の内側の支持体区分を有
しており、該支持体区分が、弁座体の下側の端面から軸
方向で間隔を保って延びていて、最大軸方向間隔が、支
持体区分の底部区分と端面との間に形成されており、端
面と支持体区分との間に孔付き円板がはめ込まれてい
る、本発明による燃料噴射弁によれば、簡単かる安価な
形式で、種々異なる寸法特に種々異なる厚さ及び直径を
有する孔付き円板を使用した、非常に良好な変化実施例
が可能である。これによって、非常に安価なコストで、
孔付き円板の貫流量を簡単に変えることができ、種々異
なる流れを発生させるさせることができる。これは本発
明によれば、孔付き円板支持体が弁座の下流側に設けら
れていて、またこの孔付き円板支持体が、種々異なる寸
法を有する、簡単な形状の多数の孔付き円板をはめ込む
ことができるように成形された支持体区分を有している
ことによって得られる。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１には、混合気圧縮外気点火式
内燃機関の燃料噴射装置のための噴射弁としての、本発
明の１実施例による弁が示されている。この噴射弁は、
管状の弁座支持体１を有していて、この弁座支持体１
で、弁縦軸線２に対して同心的に縦孔３が形成されてい
る。この縦孔３内には例えば管状の弁ニードル５が配置
されており、この弁ニードル５は、その下流側の端部６
で、例えば球状の弁閉鎖体７（この弁閉鎖体７の外周部
に例えば５つの扁平部８が設けられている）に接続され
ている。弁閉鎖体７に設けられた５つの扁平部８によっ
て、弁座面９に向かう方向での燃料の流れが可能であ
る。

【０００６】噴射弁を操作することは、公知の形式で例
えば電磁石式に行なわれる。弁ニードル５を軸方向で移
動させひいては、図示していない戻しばねのばね力に抗
して開放させるために、若しくは噴射弁を閉鎖させるた
めに、磁石コイル１０と可動子１１とコア１２とから成
る、略示された電磁石回路が使用される。可動子１１
は、弁閉鎖体７とは反対側の、弁ニードル５の端部と、
例えばレーザによる溶接継ぎ目によって接続されてい
て、コア１２に整列される。

【０００７】軸方向運動中に弁閉鎖体７をガイドするた
めに、弁座体１６のガイド開口１５が使用される。下流
側に位置する、弁座支持体１の、コア１１とは反対側の
端部では、弁縦軸線２に対して同心的に延びる、円筒形
の弁座体１６の縦孔３が配置されている。弁座体１６の
外周面は、弁座支持体１の縦孔３の直径よりもやや小さ
い直径を有している。弁座体１６は、弁閉鎖体７とは反
対側の、下側の端面１７で、本発明による孔付き円板支
持体２１の底部２０の外側の環状区分１９に、同心的に
堅固に接続されているので、底部２０の上側の端面側２
２は、環状区分１９の領域内で弁座体１６の下側の端面
１７に当接している。

【０００８】弁座体１６と例えば鉢状に構成された孔付
き円板２１との接続は、例えばレーザによって形成され
た、環状で気密の第１の溶接継ぎ目２３によって行なわ
れる。この溶接継ぎ目２３は、外側の環状の区分１９に
環状に延びている。底部２０は、外側の環状区分１９の
隣で、深い位置にある鉢状で、弁座体１６の下側の端面
１７に対して軸方向で間隔を保って延びる支持体区分２
５を有している。この支持体区分２５内に孔付き円板２
６がはめ込まれている。この孔付き円板２６内には、打
ち抜き成形又は浸食によって成形された少なくとも１つ
例えば４つの噴射開口２７が設けられている。孔付き円
板支持体２１の外側の環状区分１９内に溶接継ぎ目２３
を設けて組み立てる形式によって、底部２０の内側の支
持体区分２５及びひいては孔付き円板２６が不都合に変
形する危険性は完全に避けられる。

【０００９】鉢状の孔付き円板支持体２１の底部２０に
は外側から、環状の保持縁部２８が続いており、この保
持縁部２８は、軸方向で弁座体１６とは反対側に延びて
いて、その端部まで円錐形に外側に湾曲している。保持
縁部２８は、縦孔３の壁部に半径方向のばね力を加え
る。これによって、弁座体１６と孔付き円板２６と孔付
き円板支持体１とから成る弁座部分を弁座支持体１の縦
孔３内に挿入する際に、弁座部分及び縦孔３において切
削くずが形成されることは避けられる。孔付き円板支持
体２１の保持縁部２８は、その自由端部が、例えば環状
の気密な第２の溶接継ぎ目３０によって縦孔３の壁部に
接続されている。

【００１０】弁座体１６と孔付き円板支持体２１との気
密な溶接及び、孔付き円板支持体２１と弁座支持体２１
との気密な溶接は、次のような理由により必要である。
つまり、使用された媒体例えば燃料が、弁座支持体１の
縦孔３と弁座体１６の外周面との間を通って、又は弁座
支持体１の縦孔３と孔付き円板支持体２１の保持縁部２
８との間を通って内燃機関の吸気管内に直接流入するこ
とがないようにするために必要である。弁座体１６と孔
付き円板２６と孔付き円板支持体２１とから成る弁座部
分を縦孔３内に挿入する挿入深さは、弁ニードル５の行
程の大きさを規定する。何故ならば弁ニードル５の一方
の終端位置は、磁石コイル１０が励磁されない場合に、
弁閉鎖体７が弁座体１６の弁座面９に当接することによ
って規定されているからである。弁ニードル５の他方の
終端位置は、磁石コイル１０が励磁された場合に、例え
ば可動子１１がコア１２に当接することによって規定さ
れる。これによって弁ニードル５の２つの終端位置間の
距離が行程を表わすことになる。

【００１１】球状の弁閉鎖体７は、流れ方向で円錐台形
に先細りしている、弁座体１６の弁座面９と協働する。
この弁座面９は、弁座体１６の下側の端面１７とガイド
孔１５との間で軸方向に形成されている。

【００１２】弁座支持体１の外周面には、磁石コイル１
０とは反対側の、下流側の端部で保護キャップ３２が配
置されていて、例えば係止接続によって弁座支持体１に
接続されている。シールリング３３は、噴射弁の外周部
と、図示していない弁受容部材例えば内燃機関の吸気管
との間をシールするために使用される。

【００１３】図２及び図３には、弁座支持体１内の弁座
体１６と共に、本発明の孔付き円板支持体２１の２つの
実施例が示されている。これらの構成部材の互いの位
置、及び孔付き円板支持体２１の形状を明らかにするた
めに、孔付き円板２６及び溶接継ぎ目２３，３０は図示
していない。図１及び図２に示した孔付き円板支持体２
１の第１実施例においては、底部２０の鉢状の支持体区
分２５は円錐形若しくは円錐台形に形成されている。底
部２０は、底部２０の外側の環状区分１９から、半径方
向でさらに延びて弁座体１６の下側の端面１７に接して
いるのではなく、軸方向に延びる部分が設けられている
ので、支持体区分２５の円錐形に先細りする先細り部分
３４は、弁座面とは反対向きに位置している。支持体区
分２５の円錐形の先細り部分３４は、端面１７から約
０．２mm〜０．３mmの軸方向間隔を保って終わってい
る。支持体区分２５のこの円錐形の先細り部分３４に
は、弁縦軸線２に向かって半径方向で扁平に延びる底部
区分３５が続いている。この底部区分３５は、環状区分
１９に対して平行であって、弁縦軸線２に対して直角に
構成されている。この底部区分３５内の中央には、例え
ば円形、楕円形又は４角形の貫通開口３６が設けられて
いる。この貫通開口３６を貫通して、調量を行なう孔付
き円板２６から噴射された燃料だけが噴射される。

【００１４】図３に示された孔付き円板支持体２１は、
図２に示した実施例のものとは、支持体区分２５の構成
が異なるだけである。支持体区分２５の先細り部分３４
は、弁座体１６の端面１７に向けられた内側では、円錐
形ではなく、段状に構成されている。支持体区分２５の
段部３７は、例えばそれぞれの円錐形の段付き区分が、
端面１７から底部区分３５まで直径を規則的に減少させ
ながら延びるように構成されている。つまり、各段部３
７の軸方向の延びと、１つの段部３７から隣の段部３７
までの直径の減少程度が、それぞれ一定に維持されてい
るということを意味している。典型的な場合として、支
持体区分２５内に３つ（図３参照）又は４つの段部３７
が設けられているが、それ以外の数の段部を設けること
も可能である。４つの段部３７を有する支持体区分２５
の構成においては、例えば０．１mm；０．１５mm；０．
２mm；０．２５mmの段階が採用される。この段階の寸法
は、各段部３７から弁座体１６の端面までのそれぞれの
軸方向間隔の寸法である。４つの段部３７に応じて、異
なる大きさに構成された４つの孔付き円板２６が、段部
３７が設けられているが全体的には鉢状である支持体区
分２５内にはめ込まれる。支持体区分２５の底部区分３
５内には貫通開口３６が設けられている。

【００１５】図４には孔付き円板２６の形状が示されて
いる。この孔付き円板２６は、図１及び図２に示した孔
付き円板支持体２１にはめ込むのに特に適している。支
持体区分２５の円錐形の構成に応じて、孔付き円板２６
は、半径方向外側の制限部としての円錐形の外周面３９
も有している。この外周面３９は、孔付き円板支持体２
１の円錐形の先細り部分３４と同様の傾斜を有してい
る。孔付き円板２６の外周面３９は、組み込んだ状態
で、先細り部分３４の円錐形面に完全に当接している。
しかも、孔付き円板２６の、弁座面９側に向けられた上
側の端面は、弁座体１６の端面１７に直接向き合う、環
状区分１９によって取り囲まれた、支持体区分２５の最
大自由直径と同じ直径をそれぞれ有しているので、孔付
き円板２６の端面４０は常に端面１７に当接している。
従って、孔付き円板支持体２１の支持体区分２５内には
め込まれる種々異なる孔付き円板２６は、軸方向の厚さ
ｄ及びひいては円錐形の外周面３９の大きさ並びに、上
側の端面に向き合う下側の端面４１の直径が異なってい
る。底部区分３５から端面１７までの軸方向間隔に応じ
て、例えば０．０７５mm〜０．３mmの細かい段階の厚さ
ｄを有する孔付き円板２６を使用することができる。例
えば４つの噴射開口２７が、例えば弁縦軸線２を中心に
して左右対称に、正方形の角隅に分配配置され、ひいて
はそれぞれ互いに及び弁縦軸線２に対して間隔を保って
いる。

【００１６】図５に示した孔付き円板２６は、図３に示
したように段付きの支持体区分２５を有する孔付き円板
支持体２１内にはめ込むのに特に適している。この孔付
き円板２６も、やはり、組み込んだ状態でその上側の端
面４０が弁座体１６の端面１７に常に当接するような寸
法を有している。孔付き円板支持体２１内で、さらに下
流側に位置するそれぞれの段部３７によって、組み込み
な孔付き円板２６の直径は減少し、これに対して、それ
ぞれ段部３７を有する孔付き円板２６の厚さｄは、端面
１７に対する段部３７の軸方向間隔に応じて拡大され
る。この実施例においても、孔付き円板２６の厚さｄ
は、０．０７５mm〜０．３mmのものが考えられるが、こ
の厚さは、孔付き円板支持体２１内に設けられた段部に
応じて変えてもよい。孔付き円板支持体２１の支持体区
分２５内で孔付き円板２６が滑らないように確実に緊締
するためには、端面１７に対する段部３７の軸方向間隔
を、はめ込もうとする孔付き円板２６の厚さｄよりも最
小限小さくするとよい。端面１７に対する第１の段部３
７の間隔が例えば０．１mmであれば、例えば０．１０５
mm又は０．１１mmの厚さｄを有する孔付き円板２６が提
供される。図５に示した孔付き円板２６において、外周
面３９は弁縦軸線２に対して平行に延びている。各孔付
き円板２６の軸方向の厚さｄ及び直径は異なっている。

【００１７】図６には、孔付き円板支持体２１の平面図
が示されている。この孔付き円板支持体２１は、前記従
来のものとは、四角形特に正方形の孔付き円板２６をは
め込むことができるように構成されている点が異なって
いる。環状区分１９は、支持体区分２５が四角形である
ので、円環状には構成されているのではなく、円形で、
内側が四角形の制限部を有している。しかしながら環状
区分１９は、前記実施例のものと同様の機能を有してい
る。何故ならば環状区分１９は、弁座体１６の端面１７
に当接させて、気密な溶接継ぎ目２３を環状に設けるこ
とができるからである。図１〜図３に示した、円錐台形
及び段状に形成された、孔付き円板支持体２１の支持体
区分２５と同様に、支持体区分２５は、四角形の孔付き
円板２６を受容するためにも使用され得る。四角形の孔
付き円板２６の変化実施例は、図４及び図５に示した円
錐形の孔付き円板２６におけるのと同様に実施すること
ができる。図６に示した円形の貫通開口３６は、四角形
の横断面を有していてもよい。

【００１８】孔付き円板支持体２１の支持体区分２５内
における孔付き円板２６の確実な組み込み位置を保証す
るためには、半径を有する外周面３９′を有する四角形
の孔付き円板２６を設けてもよい（図７参照）。この四
角形の孔付き円板２６は、支持体区分２５の相応に形成
された段部区分内に正確にはめ込まれる。また、１ヵ所
で扁平部を有する円形の孔付き円板２６も考えられる。
この扁平部は、支持体区分２５に形成された扁平部と協
働し、これによって規定した組み込みが可能である。図
８には、位置固定及び回動防止のための手段が設けられ
ている孔付き円板２６が示されている。この図８には、
孔付き円板２６の２つの実施例が示されている。図８の
右半部では、孔付き円板２６は、切欠状の溝４２を有し
ていて、この溝４２内には、支持体区分２５の軸方向隆
起部状が係合するようになっている。また、図８の左側
半部には、変化実施例として、例えば軸方向に延びる隆
起部４３が設けられており、この隆起部４３は、支持体
区分２５の溝内に侵入するようになっている。さらに別
の実施例が図９に示されている。この図９に示した実施
例においては、同一の孔付き円板２６に異なる厚さｄ，
ｄ′を有する領域が設けられており、孔付き円板２６の
厚さｄは、支持体区分２５の段部区分内の少なくとも緊
締領域内のものであって、孔付き円板２６の厚さｄ′
は、噴射開口２７のの領域内のものである。

【００１９】円錐台形若しくは角錐台状の先細り部分３
４若しくは段部３７の成形部を有する、孔付き円板支持
体２１の底部２０内の支持体区分２５の製造は、例えば
１つ又は多数の圧刻成形によって行なうことができる
が、このために、孔付き円板支持体２１は、相応の工具
内で緊締する必要がある。同一の工具、例えば打ち抜き
ポンチによって貫通開口３６も形成することができる。
孔付き円板支持体２１を弁座体１６に、溶接継ぎ目２３
によって固定することは、孔付き円板支持体２１の鉢状
の支持体区分２５に、必要に応じて選定された孔付き円
板２６をはめ込んでから、はじめて行なうことができ
る。これによって、弁座体１６と孔付き円板２６との堅
固な結合が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による燃料噴射弁の一部を示
す断面図である。

【図２】円錐形の支持体区分を有する孔付き円板支持体
を示す断面図である。

【図３】段付き支持体区分を有する孔付き円板支持体を
示す断面図である。

【図４】図２に示した段付き支持体区分のための孔付き
円板を示す断面図である。

【図５】図３に示した孔付き円板支持体のための孔付き
円板の断面図である。

【図６】四角形の孔付き円板のための孔付き円板支持体
の平面図である。

【図７】組み込みを行なうための手段を有する孔付き円
板を示す概略的な平面図である。

【図８】組み込みを行なうための手段を有する、別の実
施例による孔付き円板を示す概略的な平面図である。

【図９】種々異なる厚さの領域を有する孔付き円板の断
面図である。

【符号の説明】

１ 弁座支持体、 ２ 弁縦軸線、 ３ 縦孔、 ５
弁ニードル、 ６ 端部、 ７ 弁閉鎖体、 ８ 扁平
部、 ９ 弁座面、 １０ 磁石コイル、 １１ 可動
子、 １２ コア、 １５ ガイド開口、 １６ 弁座
体、 １７ 下側の端面、 １９ 外側の環状区分、
２０ 底部、 ２１ 孔付き円板支持体、 ２２ 上側
の端面側、 ２３ 溶接継ぎ目、 ２５ 支持体区分、
２６ 孔付き円板、 ２７ 噴射開口、 ２８ 保持縁
部、 ３０ 溶接継ぎ目、 ３２保護キャップ、 ３３
シールリング、 ３４ 先細り部分、 ３５ 底部部
分、 ３６ 貫通開口、 ３７ 段部、 ３８ 狭窄
部、 ３９ 外周面、 ４０ 端面、 ４３ 隆起部

フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト ベルツナー ドイツ連邦共和国 ハイルブロン バムベ ルガー シュトラーセ ９

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴
   射弁であって、弁縦軸線と、弁閉鎖体と、該弁閉鎖体と
   協働する弁座面とを有する弁座体と、弁座面の下流に配
   置された、少なくとも１つの噴射開口を有する、厚さの
   薄い孔付き円板とを備えている形式のものにおいて、 弁座体(１６)の下側の端面（１７）に、孔付き円板支持
   体（２１）が部分的に当接していて、弁座体（１６）と
   堅固に結合されており、孔付き円板支持体（２１）が、
   鉢状の内側の支持体区分（２５）を有しており、該支持
   体区分（２５）が、弁座体（１６）の下側の端面（１
   ７）から軸方向で間隔を保って延びていて、支持体区分
   （２５）と弁座体（１６）び下側の端面（１７）との間
   の最大軸方向間隔が、支持体区分（２５）の底部区分
   （３５）と弁座体（１６）の下側の端面（１７）との間
   に形成されており、該端面（１７）と支持体区分（２
   ５）との間に孔付き円板（２６）がはめ込まれているこ
   とを特徴とする、燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 孔付き円板支持体（２１）が鉢状に形成
   されていて、環状の保持縁部（２８）を有していて、該
   保持縁部（２８）が、弁座体（１６）とは反対側で軸方
   向に延びていて、その自由端部が、弁座支持体（１）の
   内壁に気密に接続されている、請求項１記載の燃料噴射
   弁。
3. 【請求項３】 孔付き円板支持体（２１）が環状縁部
   （１９）を備えて形成されていて、該環状縁部（１９）
   で孔付き円板支持体（２１）は弁座体（１６）に当接し
   ていて、またこの環状縁部（１９）は内側の支持体区分
   （２５）を完全に取り囲んでおり、支持体区分（２５）
   は、環状区分（１９）から延びる円錐形若しくは角錐台
   状の先細り部分（３４）を備えていて、該先細り部分
   （３４）が底部区分（３５）で終わっている、請求項１
   又は２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 孔付き円板支持体（２１）が環状区分
   （１９）を備えて形成されていて、該環状区分（１９）
   で孔付き円板支持体（２１）は弁座体（１６）に当接し
   ていて、またこの環状区分（１９）は内側の支持体区分
   （２５）を取り囲んでおり、環状区分（１９）から、弁
   座体（１６）の端面（１７）まで軸方向で間隔を保って
   配置されている底部区分（３５）が、孔付き円板支持体
   （２１）の先細り部分（３４）の、端面（１７）に向け
   られた内側で段部（３７）を備えている、請求項１又は
   ２記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 孔付き円板支持体（２１）の支持体区分
   （２５）内にはめ込み可能な複数の孔付き円板支持体
   （２１）が、支持体区分（２５）の傾斜と同じ傾斜を有
   する外周面（３９）を備えていて、これらの外周面（３
   ９）が同一の傾斜角度を有している、請求項３記載の燃
   料噴射弁。
6. 【請求項６】 孔付き円板支持体（２１）と孔付き円板
   （２６）とに、互いに逆向きの回動を防止するための、
   互いに対応配置された手段（３９′，４２，４３）が設
   けられている、請求項１記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 孔付き円板支持体（２１）の支持体区分
   （２５）内の各段部（３７）の軸方向の寸法が一定であ
   る、請求項４記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 組み立てた状態で、孔付き円板（２６）
   が、孔付き円板支持体（２１）と弁座体（１６）との間
   に緊締されていて、弁座体（１６）の端面（１７）に当
   接している、請求項１記載の燃料噴射弁。