JPH09501480A - 電磁石操作式の弁のための弁ニードル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁石式に操作される公知の弁においては、弁ニードルは管状の可動子と、スリーブ状の接続管と弁閉鎖部材とから成っている。燃料は、弁ニードル内で弁閉鎖部材まで達し、次いで弁ニードルに形成された横方向孔を通って弁座に向かう方向で流出する。新規な弁ニードル（３４）は、可動子（３６）と接続部材（３７）とを接続する接続部（３２）が成形材半製品より製造されているという特徴を有している。成形された接続部（３２）は、可動子（３６）と共に流過通路（３６）を形成している。流過通路を通って流れる燃料は、接続部（３２）の外側の流過通路の下流で弁座（２２）まで達する。接続部（３２）に燃料出口開口は必要ない。弁ニードルは、混合気圧縮外部点火式内燃機関の燃料噴射装置の噴射弁に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁石操作式の弁のための弁ニードル 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の電磁石操作式の弁のための弁 ニードルに関する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４００８６７５号明細書に よれば、電磁石操作式の弁のための弁ニードルが公知である。この弁ニードルは 、可動子、弁閉鎖部材と、可動子を例えば球状の弁閉鎖部材に結合するためのス リーブ状の接続管とから成っている。各部分は、互いに個別に完成された各部を 成しており、これらの各部は、まず継ぎ合わせ法、例えばレーザ溶接によって互 いに結合される。この場合、可動子は接続管を完全に半径方向で、少なくとも部 分的に軸方向で取り囲む。何故ならば接続管は、可動子の連続的に延びる長手方 向開口内に固定されているからである。接続管自体は、やはり連続的に延びる内 側の長手方向開口を有しており、この長手方向開口内で、燃料が閉鎖部材に向か う方向で流れ、次いで閉鎖部材付近で、接続管の壁部内に形成された半径方向に 延びる横方向開口を通って流出するようになっている。燃料の流れは、まず弁ニ ードルの内部で形成され、次いで弁ニードルを後にして弁座まで形成される。 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴部に記載した特徴を有する、本発明による弁ニ ードルは、特に簡単かつ安価な形成で製造することができるという利点を有して いる。これは本発明によれば、「接続管」がスリーブ形状を有しているのではな く、可動子と弁閉鎖部材との間の接続部として簡単かつ安価に製造される成形材 半製品より製造可能であることによって達成された。これによって、接続部の長 手方向スリット及び横方向開口のためのすべての製造プロセスを省くことができ る。使用可能な成形材半製品は、可動子と接続部とを接続した後で自動的に可動 子の長手方向開口内で流れ通路が形成されるような横断面を有している。このよ うな流れ通路の比較的大きい横断面は、燃料が妨げられることなく軸方向で、流 れ通路を貫流することができ、次いで接続部分の外側輪郭形状に沿って閉鎖部材 まで流れるという利点を有している。接続部のために安価な棒状材料を使用すれ ば特に有利である。この棒状材料は、弁ニードルに使用するための正確な長さに すればよいだけである。 請求項２以下に記載した手段によって、請求項１に記載した弁ニードルの有利 な変化実施例及び改良が可能である。 十字形又はＹ字形の横断面を有する弁ニードルの接続部として成形材半部を使 用すれば特に有利である。 ４角形又は３角形の成形材アームによって、可動子の長手方向開口内に挿入され た接続部は、相応に４つ若しくは３つの流れ通路を形成する。何故ならば、それ ぞれ２つの成形材アーム間に周方向で１つの流れ通路が形成されるからである。 しかも、特に噴射しようとする媒体の非対称な噴射形状を得たい場合には、接 続部のために、円形横断面形状を有する成形材半製品を使用すれば有利である。 図面 本発明の実施例が図面に概略的に示されていて、以下に詳しく説明されている 。図１は、本発明による弁ニードルを備えた燃料噴射弁、図２は、第１実施例に よる弁ニードルの側面図、図３は、第１実施例による弁ニードルの平面図、図４ は、第２実施例による弁ニードルの側面図、図５は、第２実施例による弁ニード ルの平面図、図６は、第３実施例による弁ニードルの平面図、図７は、第４実施 例による弁ニードルの平面図、図８は、第５実施例による弁ニードルの平面図、 図９は、第６実施例による弁ニードルの平面図、図１０は、第７実施例による弁 ニードルの平面図である。 実施例の説明 図１に例として示した、混合機圧縮外部点火式内燃機関のための噴射弁の形状 の、電磁石式に操作される弁は、磁石コイル１によって取り囲まれた、燃料イン レットスリーブとしての管状のコア２を有している。 コイル体３を備えた磁石コイル１は、例えばプラスチック射出成形部５を備えて おり、差込みプラグ６が射出成形で一緒に埋め込まれている。 コア２の下側のコア端部１０には、弁縦軸線１１に対して同軸的に気密に、金 属製の管状の中間部１２が例えば溶接によって結合されていて、コア端部１０を 部分的に軸方向で覆っている。中間部１２は、コア２とは反対側の端部で、下側 の円筒形区分１８を備えている。この円筒形区分１８は、管状のノズル支持体１ ９をブリッジしていて、このノズル支持体１９と例えば溶接によって気密に結合 されている。下流側に位置する、ノズル支持体１９の端部では、弁縦軸線に対し て同軸的に延びる貫通孔２０内に、円筒形の弁座体２１が溶接によって気密に組 み込まれている。弁座体２１は、磁石コイル１に向けられた側で定置の弁座２２ を有しており、この弁座２２の下流側で弁座体２１内には例えば２つの噴射開口 ２３が形成されている。この噴射開口２３の下流側で、弁座体２１は、流れ方向 で円錐台形に拡張された気化形成孔２４を有している。 弁縦軸線１１に対して同軸的に延びる、コア２の段付けされた流過孔２５内に は、戻しばね２６のばね力を調節するための管状の調節ブシュ２７が押し込まれ ている。コア２の流過孔２５内への調節ブシュ２７の押し込み深さは、戻しばね ２６のばね力を規定し、こ れによって弁の開閉ストローク中に放出されるダイナミックな燃料量にも影響を 与える。戻しばね２６は、調節ブシュ２７とは反対側の端部が、弁縦軸線１１に 対して同軸的に配置された、本発明に従って構成された接続部３２の、コア２側 に向けられた端面３０で支えられている。 成形材半製品より製造された接続部３２は、弁ニードル３４の一部であって、 この弁ニードル３４にはさらに、コア２側に向けられた、コア２及び磁石コイル １と協働するスリーブ状の可動子３６と、接続部３２の下流側の端部に配置され た例えば球状の弁閉鎖部材３７とが所属している。球状の弁閉鎖部材３７は、例 えばレーザ溶接によって形成された溶接接続部４０によって接続部３２に堅固に 結合されている。接続部３２に対して、球状の弁閉鎖部材３７をできるだけ良好 に接続し、かつ、正確にセンタリングするために、接続部３２は、端面３０とは 反対側の、下流側の端部３８の端面側で、例えば部分的に球欠状に形成された当 接面４１を有している。接続部３２及び弁閉鎖部材３７は、可動子３６よりも小 さい直径を有している。例えば球状の弁閉鎖部材３７は、その外周面で円形の例 えば４つの扁平部５０を有しており、これらの扁平部５０は、弁座体２１の弁座 ２２の方向での燃料の流れを軽減する。可動子３６は、この可動子３６内に差し 込まれた接続部３２の、弁閉鎖部材３７とは反対側の 端部が、多数の小さい溶接継ぎ目４８と接続されていて、コア２に整列されてい る。 磁石コイル１は、例えばＵ字形に構成された、強磁性の部材として使用される 少なくとも１つのガイド部材５１によって少なくとも部分的に取り囲まれている 。 ガイド部材５１は、その一方の端部がコア２に当接して、他方の端部がノズル支 持体１９に当接していて、このノズル支持体１９と例えば溶接又ははんだ付けに よって結合されている。弁の一部は、プラスチック被覆部５２によって取り囲ま れており、このプラスチック被覆部５２は、コア２から軸方向で、差込みプラグ ６を備えた磁石コイル１及び少なくとも１つのガイド部材５１を越えて延びてい る。 図２は、本発明の第１実施例による、断面した可動子３６を備えた弁ニードル ３４の側面図、図３は弁ニードル３４の平面図を示す。十字形の成形材半製品よ り成る接続部３２は、半径方向外方に延びる、それぞれ９０°ずらされた、４つ の細い成形材アーム５４を有している。これら４つの成形材アーム５４は、中央 の領域５５を介して互いに接続されている。これによってそれぞれ２つの成形材 アーム５４は、互いに正確に向き合って位置していて、横断面で十字を形成して いる。成形材アーム５４は、長手方向で接続部３２の全長に亙って延びている。 可動子３６と接続部３２と の堅固な結合は、成形材アーム５４の丸味を付けられた端面５６が可動子３６に 内側から接触する箇所だけで、接続部３２の輪郭部を周方向で溶接継ぎ目４８に よって結合することによって行われる。成形材アーム５６の外側では、周方向で 接続部３２と可動子３６との接触は形成されず、むしろ軸方向に延びる４つの流 過通路６０が形成されており、これら４つの流過通路６０は、可動子３６の内側 の壁部及びそれぞれ２つの成形材内室５４によって制限される。 流過通路６０は、接続部３２の形状によって、ほぼ３角形の横断面を有してい て、長さは、可動子３６が接続部３２の回りを取り囲んでいる長さと正確に同じ である。燃料は、コア２内の流過孔２５から可動子３６まで達し、この内側の長 手方向開口内に、接続部３２の端面３０まで流入する。この端面３０から、４つ の流過通路６０が延びており、燃料はこれらの流過通路６０に分割されて、これ らの流過通路を通ってガイドされる。可動子３６の、弁閉鎖部材３７側の端部で 、燃料は再び流過通路６０から流出し、少なくとも部分的に接続部３２の壁膜状 に弁閉鎖部材３７まで流れる。接続部３２に長手方向スリット又は横方向開口を 設けることなしに、弁座まで完全に流れる燃料流が保証される。接続部３２と弁 閉鎖部材３７との間の溶接接続部４０は、溶接継ぎ目４８と同様の形式で、成形 材アーム５４の外側の縁部領域だけで行われる。 図４及び図５には、本発明による弁ニードル３４の第２実施例の側面図若しく は平面図が示されている。この場合、図１から図３に示した実施例と同一の部材 には同一の符号を記した。弁ニードル３４は、Ｙ字形横断面を有する接続部３２ を有していることだけを特徴としている。接続部３２は、半径方向外方に延びる 、例えばそれぞれ１２０°だけずらされた細い３つの成形材アーム５４を有して おり、これらの成形材アーム５４は、中央の領域５５を介して互いに接続されて いる。３つの成形材５４は、同様に長手方向で接続部３２の全長に亙って延びて いる。溶接継ぎ目４０及び４８も、第１実施例と同様のものが設けられている。 ３つの成形材アーム５４によって、可動子３６の軸方向に延びる領域に３つの流 過通路６０が形成され、これら３つの流過通路６０を通って燃料が軸方向で貫流 する。この実施例でも、接続部３２は非常に安価な変化例を提供する。何故なら ば成形材半製品を使用することができ、この成形材半製品に、種々異なる作業段 階で付加的に燃料出口開口を設ける必要なしに、あらかじめ流過通路６０が形成 されるからである。接続部３２のために棒状の材料を使用することによって、特 別な利点が得られる。弁ニードル３４に使用するために必要な正確な長さだけを 棒状の材料を使用すればよい。 本発明による弁ニードル３４の別の実施例は、図６ 〜図１０に平面図で示されている。図６に示した第３実施例のものは、プレート 状の接続部３２を備えた弁ニードル３４に関するものであって、この接続部３２ は、２つの扁平な外周而と２つの丸味のつけられた外周面（端面５６）とを有し ている。丸味の付けられた２つの端部５６は、円形の内壁を有する可動子３６内 で接続部３２を良好に固定するために使用される。これに対して、扁平な外周面 は、可動子３６の内壁から半径方向で間隔を保っているので、２つの扁平な外周 面と可動子３６の内壁との間で、燃料のための２つの流過通路６０が形成されて いる。 図７に示した第４実施例は、成形材半製品より成る接続部３２の構成の別の変 化実施例を示す。この図７に示した実施例では、接続部３２は、円形区分状の横 断面、例えば正確に半円形状の横断面を有している。丸味の付けられた端面５６ は、可動子３６の内壁に接触して、この内壁と堅固に結合されている。円形区分 状の横断面を有する接続部３２の、完全な円に対して欠けている部分は、可動子 ３６の内壁内で流過通路６０を正確に形成している。この一方の端部側に形成さ れた流過通路６０は、左右非対称な流れ形状を形成しようとする場合に、特に有 利である。図８に示した第５実施例は、第４実施例のものに対して、次の点だけ が異なっている。つまり、円形区分状の接続部３２の扁平な外周面から、別の成 形アーム５４が、可動子５ ６の内壁まで突き出しており、この成形アーム５４は同様に丸味の付けられた端 面５６を有していて、２つの流過通路６０によって形成されている。 成形材半製品として、丸味の付けられた端面５６を有していない接続部３２を 備えた弁ニードル３４の２つの実施例は、図９及び図１０に示されている。３角 形若しくは４角形の横断面を有する接続部３２は、可動子３６の内壁と軸方向で ３カ所若しくは４カ所だけで線接触しているので、可動子３６と接続部３２との 間を固定するために非常に狭い領域だけが提供されている。接続部３２の角縁部 の数に応じて、燃料のための流過通路６０が得られる。つまり、４角形の接続部 ３２においては４つの流過通路６０が得られる。流過通路６０は、一方では可動 子３６の円形の内壁に対して制限されていて、他方では、それぞれ２つの角縁部 の間の延びる、接続部３２の扁平な外周面によって制限されている。この接続部 ３２によって、それぞれ同じ大きさの又は別の大きさの流過通路６０を得ること が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁石操作される弁、特に内燃機関の燃料噴射装置の噴射弁のための弁ニ ードルであって、コアと、磁石コイルと、定置の弁座とを有しており、該定置の 弁座が、可動子と接続部と弁閉鎖部材とから成る弁ニードルと協働するようにな っていて、前記接続部が可動子を閉鎖部材に接続するようになっている形式のも のにおいて、 接続部（３２）が、成形材半製品より成り、部分的に半径方向で取り囲まれて いて、さらに、半径方向に延びる少なくとも１つの成形アーム（５４）を有して いて、可動子（３６）と少なくとも１つの流過通路（６０）との間に形成されて いることを特徴とする、電磁石操作される弁のための弁ニードル。 ２．接続部（３２）が、半径方向外方に突き出る４つの成形アーム（５４）を 備えた十字形の横断面を有している、請求項１記載の弁ニードル。 ３．接続部（３２）が、半径方向外方に突き出る成形アーム（５４）を備えた Ｙ字形の横断面を有している、請求項１記載の弁ニードル。 ４．接続部（３２）が、少なくとも１つの成形アーム（５４）を備えた円形区 分状の横断面を有している、請求項１記載の弁ニードル。 ５．接続部（３２）が、多角形の横断面形状を有し ていて、角縁部の数が、形成された流過通路（６０）の数と同じ数である、請求 項１記載の弁ニードル。 ６．十字形の横断面を有する接続部によって、可動子（３６）内に４つの流過 通路（６０）が形成されている、請求項２記載の弁ニードル。 ７．Ｙ字形横断面を有する接続部（３２）によって、可動子（３６）内に３つ の流過通路（６０）が形成されている、請求項３記載の弁ニードル。 ８．少なくとも１つの流過通路（６０）の長さが、接続部（３２）を取り囲む 可動子（３６）の取り囲み長さに相当する、請求項１記載の弁ニードル。 ９．弁閉鎖部材（３７）が球状に形成されていて、接続部（３２）の、弁閉鎖 部材（３７）側に向けられた端部（３８）が球欠状の接触面（４１）を有してい る、請求項１記載の弁ニードル。