JPH1089191A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は内燃機関の燃料噴射装置の燃料
噴射弁に関し、弁座３１の上流に、構造的な手段の一体
化により複数の機能を果たす案内ディスク３３が設けら
れている。この案内ディスクは、軸方向に運動する弁ニ
ードル２２の案内の他にフィルタ機能をも果たす。この
ことのために、案内ディスク３３内に、６０μｍより大
きい寸法を有する固形粒子に対して非通過性のフィルタ
開口４４が設けられている。本発明にもとづく燃料噴射
弁は特に混合気圧縮式火花点火内燃機関の燃料噴射装置
での使用に適する。 【効果】 案内機能とフィルタ機能との両機能が有利に
１つだけの部材により受け持たれる。それゆえ、この案
内ディスクは燃料噴射弁の品位と機能確実性とを向上せ
しめる。

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、この弁
縦軸線に沿って運動する弁ニードルと、この弁ニードル
に設けられて定置の弁座と協働する弁閉鎖部分と、中央
の貫通孔を備えていて弁座の上流に配置された案内ディ
スクとを備えており、弁ニードルがこの貫通孔を通して
軸方向に運動可能であり、かつこの貫通孔により弁ニー
ドルの軸方向運動時に弁ニードルの案内が行われる形式
のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】国際公開第９３／１８２９９号からは、
弁座体を備えていて、これの上に案内部材が載着されて
いる形式の燃料噴射弁が既に公知であり、この案内部材
は中央の貫通孔を備えており、この貫通孔を通して軸方
向に弁ニードルが運動可能である。この中央の貫通孔の
外側には、案内部材に多数の貫通穴が流れの通流のため
に設けられており、これらの貫通穴は円形に形成されて
いて案内部材内に円環状に均一に配置されている。案内
部材の上流側の端面にはその他の構成部材として薄いフ
ィルタエレメントが形成されている。中間の円環状のフ
ィルタ区域内には円形状の無数のフィルタ開口が設けら
れている。このフィルタエレメントは貫通穴を有する案
内部材を完全に覆っている。この場合、これら両方の構
成部材、要するに案内部材及びフィルタエレメントはそ
れぞれ全く別の機能を果たしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、製作の簡単化と少ない部品点数とにより特にコ
スト安に機能の一体化を実現することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１の特徴概念に記載したように、案内ディス
ク全体が貫通孔の他に単数又は複数のフィルタ開口を有
しており、少なくとも１つのフィルタ開口が６０μｍよ
り大きい寸法の固形粒子に対して非通過性である形式で
フィルタ作用が得られるようにフィルタ開口の流れ横断
面が選択されていることにより解決される。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、弁ニードルの軸方向案
内のために案内ディスクとして形成された構成部材内に
同様に開口が設けられ、その流れ横断面がフィルタ作用
を完全に保証するように制限されていることにより機能
の一体化が得られる。案内ディスクに設けられた開口
は、燃料内に混入している６０μｍより大きい固形粒子
を通過させないように、それぞれ少なくとも１つのディ
メンションが小さく選択される。要するに、本発明によ
れば案内機能とフィルタ機能との両機能が有利に１つだ
けの部材により受け持たれる。それゆえ、この案内ディ
スクは燃料噴射弁の品位と機能確実性とを向上せしめ
る。

【０００６】請求項２以下に記載の手段によれば、請求
項１に記載の燃料噴射弁の有利な他の構成及び改善が可
能である。

【０００７】有利には、フィルタ開口は公知のフィルタ
またはふるいのように網目状には形成されず、むしろ円
弧状、スリット状または蛇行状に形成され、その結果、
案内ディスクにおける絞り作用が有効に阻止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に図示の実施例につき本発明を
詳細に説明する。

【０００９】図１に示された弁は、混合気圧縮式火花点
火内燃機関の燃料噴射装置のための電磁操作式の燃料噴
射弁の形態で形成されており、この弁は、マグネットコ
イル１により囲われていて燃料入口接続部として役立つ
管状のコア２、いわゆるインナポールを備えている。コ
イル支持体３がマグネットコイル１の巻線を収容してお
り、このコイル支持体３はコア２とあいまって、燃料噴
射弁のマグネットコイル１の領域における特別にコンパ
クトな構造を可能ならしめている。

【００１０】コア２の下側のコア端部９には、弁縦軸線
１０に対して同軸的に管状の金属製の結合部材１２が例
えば溶接により密に結合されており、かつ軸方向で部分
的にコア端部９を取り囲んでいる。結合部材１２の下側
の端部を起点として縦方向に延びる薄肉のスリーブ状の
弁座支持体１６が延在しており、この弁座支持体１６は
例えば密にかつ固定的に結合部材１２に結合されてお
り、かつ比較的大きな軸方向の延びにより著しく前方に
位置する噴射点を有している。結合部材１２はコア端部
９の近くに、結合部材のその他の部分に比して著しく肉
薄に形成された磁気的な絞り箇所１３を備えており、そ
れゆえ、一般に使用される非磁気的な中間部材を省くこ
とができる。

【００１１】薄肉のスリーブとして形成されていて同様
に結合部材として役立つこの弁座支持体１６内には弁縦
軸線１０に対して同軸的に形成された縦孔１７が延びて
おり、この縦孔の壁には同様に縦方向に延びるスリーブ
状の絶縁部材１８が密着している。プラスチックから成
るこの絶縁部材１８は結合部材１２及び弁座支持体１６
の軸方向の延びの大部分にわたって可動子２０と弁座体
２１との間に延びている。主として断熱のために役立つ
この絶縁部材１８はプレスばめにより弁座支持体１６内
に例えば固定的に押しはめられている。スリーブ状のこ
の絶縁部材１８内にはさらに、弁縦軸線１０に対して同
軸的に延びる内側の縦孔１９が設けられている。この縦
孔１９内には内実に形成された棒状の弁ニードル２２が
配置されており、この弁ニードルはその下流側の端部に
例えば全円筒状の弁閉鎖部分２３を備えている。

【００１２】例えば非磁気的な鋼材から製作された、場
合により強磁性材料からも製作可能な弁座支持体１６は
結合部材１２の下側の端部を取り囲んでいるのみなら
ず、その反対側の端部においては弁座体２１と、これに
固定された噴口ディスク２５とを取り囲んでいる。弁座
支持体１６の縦方向に延びている形状により燃料噴射弁
の噴射点が著しく前方へ移されもしくは前方に位置させ
られる。内燃機関内での燃料噴射弁の一般的な組込位置
でこのことの意味するところは、燃料噴射弁の下流側の
端部、ひいてはその調量・噴射領域が吸気管内に著しく
深く突入するということである。このことにより、単数
または複数の入口弁への所期の噴射により吸気管の壁の
濡れが著しく回避され、その結果として内燃機関の排ガ
スエミッションが軽減される。

【００１３】この燃料噴射弁の操作は公知形式通り電磁
的に行われる。弁ニードル２２の軸方向運動、ひいては
戻しばね２６のばね力に抗した燃料噴射弁の開放もしく
は閉鎖のために、マグネットコイル１とコア２と可動子
２０とを備えた電磁回路が役立てられている。例えば管
状の可動子２０は弁ニードル２２の、弁閉鎖部分２３と
は逆の側の端部２８に、もしくは例えばこの端部２８に
プレスばめされた中間部材２９に溶接継目により結合さ
れており、かつコア２へ向けられている。中間部材２９
内には少なくとも１つの例えば３つの貫通孔（もしくは
溝）３０が設けられており、これらの貫通孔を通って燃
料が弁座体２１へ向かう方向で通流する。弁座支持体１
６の、コア２とは逆の側の下流側端部には縦孔１７内
に、弁座３１を備えた例えば円筒状の弁座体２１が溶接
により密に取付けられている。

【００１４】可動子２０により弁ニードル２２が軸方向
運動させられる際に弁閉鎖部分２３を弁縦軸線１０に沿
って案内するために、本発明によれば例えば、弁座体２
１の、噴口ディスク２５とは逆の側の上端面に固定され
た案内ディスク３３が役立てられる。可動子２０は軸方
向運動時に結合部材１２の、特に磁気的な絞り箇所の領
域内で案内される。そのことのために、可動子の外周に
は例えば特別に形成された案内面が設けられている。弁
座３１に面して円部分の輪郭を有する円筒状の弁閉鎖部
分２３は、弁座体２１の、流れ方向で円錐台形にテーパ
した弁座３１と協働する。弁座体２１は案内ディスク３
３とは逆の側の端面３５で例えばコップ状の噴口ディス
ク２５に固定的に結合されている。噴口ディスク２５は
侵食、打抜またはエッチングにより形成された少なくと
も１つの例えば４つの噴口３６を備えている。噴口ディ
スク２５の保持縁が外向きに円錐形に湾曲しており、そ
の結果、この保持縁が弁座支持体１６の、縦孔１７によ
り規定された内壁に接触した際に半径方向の圧迫が生じ
る。噴口ディスク２５は弁座支持体１６の壁に例えば溶
接により密に結合されている。本明細書のこの段落に記
載した構成部分は、案内ディスク３３を含めた弁座領域
を拡大図示した図２から特に明瞭に看取される。

【００１５】オプション的に挿入される絶縁部材の後に
縦孔１７内へ挿入されるこの弁座体２１の挿入深さは弁
ニードル２２の行程の大きさを規定する。その場合、マ
グネットコイル１が励磁されていない状態での弁ニード
ル２２の一方の終端位置は弁閉鎖部分２３が弁座３１に
当接することにより規定され、マグネットコイル１の励
磁状態での弁ニードル２２の他方の終端位置は可動子２
０がコア端部に当接することにより規定される。マグネ
ットコイル１は例えばヨークとして形成されていて強磁
性エレメントとして役立つ少なくとも１つの導体エレメ
ント３８により囲われており、この導体エレメントはマ
グネットコイル１を周方向で少なくとも部分的に囲んで
いる。燃料噴射弁は弁座支持体１６の外側でほぼ全体的
にプラスチック射出成形部により囲われている。このプ
ラスチック射出成形部には例えば一緒に射出成形された
接続差込部材４１が付属している。

【００１６】図２には図１に示した燃料噴射弁のうち弁
座体２１もしくは案内ディスク３３の領域が拡大図示さ
れている。要するに案内ディスク３３は、弁座３１にお
ける大きすぎる摩耗を回避すると共に弁座３１と噴口３
６との間の非対称的な流れのふるまいをも回避するため
に、縦孔１７もしくは１９内での弁ニードル２２の軸方
向運動時の弁ニードル２２の半径方向の案内に役立つ。
さらに、案内ディスク３３は、燃料噴射弁の非シール性
の原因をなす汚れ粒子を簡単に弁座３１から遠ざけるフ
ィルタ機能をも果たす。案内ディスクはほぼ８０ないし
１５０μｍの厚さを有している。一般に、案内ディスク
３３の製作は打抜、エッチングまたは電鋳（ＬＩＧＡ
−，ＭＩＧＡ−Ｔｅｃｈｎｉｋ）により行われる。円形
の案内ディスク３３内には中央の１つの貫通孔４３が設
けられており、この貫通孔は弁ニードル２２の弁閉鎖部
分２３の外径に比して若干大きい直径を有している。こ
の寸法差は最小のほぼ１０μｍの遊びを生ぜしめる。

【００１７】案内ディスク３３内には貫通孔４３の外側
に多数のフィルタ開口４４が設けられており、このフィ
ルタ開口は例えば完全に規定された幾何学的な相互位置
で配置されることができる。このフィルタ開口４４の３
つの実施例が図３から図５までに示されている。図３に
示された実施例では、フィルタ開口４４がそれぞれ９０
°の４つのセクタもしくは集団を成して円弧状に配置さ
れている。この場合、個々のフィルタ開口４４の円弧長
さは外から内へ貫通孔４３に近づくにつれて少しづつ減
少している。図４に示す実施例では、半径方向で放射状
に延びるフィルタ開口４４が設けられており、このフィ
ルタ開口は開口集団として同様に４つの９０°のセクタ
を成して配置されている。この場合フィルタ開口４４
は、ダイヤゴナルに対向して位置する、要するに相互に
１８０°を成して位置するそれぞれ同じ向きの２つの開
口集団と、この開口集団に対して直角を成して隣り合っ
た２つの開口集団とを有している。スリット状のこれら
のフィルタ開口４４は同じ長さまたは異なる長さを有し
ている。フィルタ開口４４の幅は同様にわずかな値だけ
異なることができる。

【００１８】蛇行状のフィルタ開口４４も可能であり、
これの１実施例が図５に示されている。複数の蛇行状の
フィルタ開口４４を互いに入り込ませて形成することも
可能である。従来一般的でないこれらのフィルタ構造の
他に、網織物状の公知のフィルタデザインが案内ディス
ク３３のために提供される。いずれにしろ、少なくとも
１方向もしくは１つのディメンションで最大の開口幅、
多くの場合スリット幅または円弧幅は、案内ディスク３
３のフィルタ機能をフルに保証するためには６０μｍを
越えてはならない。この最大値の規定によれば、申し分
のないフィルタ効果を有すると共に６０μｍより大きい
粒子を通さない流れ横断面が得られる。一般的には、少
なくとも１つのディメンションにおける最大開口幅ほぼ
２０ないし６０μｍである。

【００１９】案内ディスク３３の固定は例えば互いに９
０°ずれて位置する４つの溶接点４５により行われる。
これらの溶接点は外周の近くで、それも少なくとも案内
ディスク３３が直に弁座体２１の上側の端面に当接する
箇所でレーザにより得られる。案内ディスク３３は組付
け時に、弁閉鎖部分２３に比して若干大きい直径を有す
るピンにより弁座３１に対してセンタリングされる。セ
ンタリングされた状態で案内ディスク３３は弁座体２１
の端面に圧着され、次いで例えば抵抗溶接またはレーザ
溶接により固定される。案内ディスク３３を弁座体２１
に圧着させる図示しない装置は案内ディスク３３を４つ
の溶接点４５を除いて完全に覆う。案内ディスク３３の
汚れ、特にフィルタ開口４４の領域内の汚れはこれによ
り効果的に回避される。組付け状態で案内ディスク３３
は、弁座体２１とは逆の側に位置するその上側の端面
で、例えばオプション的に挿入されるスリーブ状の絶縁
部材１８に当接させられる。本発明にもとづく案内ディ
スク３３は要するに弁ニードル２２の案内のみならず、
弁座３１における非シール性を回避するために燃料の濾
過をも行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく案内ディスクを備えた燃料噴
射弁を示す断面図である。

【図２】図１に示す燃料噴射弁の案内ディスクの領域を
拡大して示す断面図である。

【図３】案内ディスクの第１実施例を示す図である。

【図４】案内ディスクの第２実施例を示す図である。

【図５】案内ディスクの第３実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ マグネットコイル、 ２ コア、 ３ コイル支持
体、 ９ コア端部、１０ 弁縦軸線、 １２ 結合部
材、 １３ 絞り箇所、 １６ 弁座支持体、 １７
縦孔、 １８ 絶縁部材、 １９ 縦孔、 ２０ 可動
子、 ２１弁座体、 ２２ 弁ニードル、 ２３ 弁閉
鎖部分、 ２５ 噴口ディスク、２６ 戻しばね、 ２
８ 端部、 ２９ 中間部材、 ３０ 貫通孔、 ３
１弁座、 ３２ 端面、 ３３ 案内ディスク、 ３６
噴射口、 ３８ 導体エレメント、 ４０ プラスチ
ック射出成形部、 ４１ 接続差込部材、 ４３貫通
孔、 ４４ フィルタ開口、 ４５ 溶接点

Claims (10)

【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、この弁縦軸線に沿って運動
   する弁ニードルと、この弁ニードルに設けられて定置の
   弁座と協働する弁閉鎖部分と、中央の貫通孔を備えてい
   て弁座の上流に配置された案内ディスクとを備えてお
   り、弁ニードルがこの貫通孔を通して軸方向に運動可能
   であり、かつこの貫通孔により弁ニードルの軸方向運動
   時に弁ニードルの案内が行われる形式のものにおいて、
   案内ディスク（３３）全体が貫通孔（４３）の他に単数
   又は複数のフィルタ開口（４４）を有しており、少なく
   とも１つのフィルタ開口（４４）が６０μｍより大きい
   寸法の固形粒子に対して非通過性である形式でフィルタ
   作用が得られるようにフィルタ開口の流れ横断面が選択
   されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 案内ディスク（３３）が８０μｍと１５
   ０μｍとの間の厚さを有している請求項１記載の燃料噴
   射弁。
3. 【請求項３】 案内ディスク（３３）が電鋳により製作
   可能である請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 フィルタ開口（４４）が円弧状に形成さ
   れている請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料
   噴射弁。
5. 【請求項５】 フィルタ開口（４４）が半径方向で放射
   状に狭いスリットとして延びている請求項１から３まで
   のいずれか１項記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 少なくとも１つのフィルタ開口（４４）
   が蛇行状に形成されている請求項１から３までのいずれ
   か１項記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 複数のフィルタ開口（４４）が１つの開
   口集団としてまとめて設けられており、かつ複数の開口
   集団が案内ディスク（３３）にわたり分配して設けられ
   ている請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴
   射弁。
8. 【請求項８】 弁座（３１）が弁座体（２１）に形成さ
   れており、この弁座体が上側の端面（３２）を有してお
   り、この端面に案内ディスク（３３）が固定されている
   請求項１記載の燃料噴射弁。
9. 【請求項９】 案内ディスク（３３）と弁座体（２１）
   との固定的な結合が複数の溶接点（４５）により得られ
   ている請求項８記載の燃料噴射弁。
10. 【請求項１０】 案内ディスク（３３）が、弁座体（２
    １）とは逆の側の上側の端面で絶縁部材（１８）に当接
    している請求項８記載の燃料噴射弁。