(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイル（５）、並びに、磁心内部極（３）及び磁心外部極（４）から構成される磁心を含む磁石群（２）と、アーマチャプレート（７，７’）と、アーマチャピン（９）とを備える電磁弁（１）であって、
前記磁心の端面領域に残留空隙盤（１２）によって形成されたストッパをさらに備え、
前記アーマチャプレート（７）と前記磁石群（２）との間にさらに残留空隙（１８）が存在する、
電磁弁において、
前記磁心外部極（４）と前記アーマチャプレート（７）の外径との間の残留空隙（１８）は、径方向に閉鎖されており、
前記残留空隙盤（１２）は、前記アーマチャプレート（７）のストローク方向において前記アーマチャプレート（７）と前記磁心外部極（４）との間で浮動して配置されている、
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記残留空隙（１８）は、前記アーマチャプレート（７）の径方向外側からの燃料の流入に対して閉鎖されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記残留空隙盤（１２）は、前記磁心外部極（４）、前記磁石群（２）を包囲する磁石スリーブ（６）、及び、前記アーマチャプレート（７）と協働して、前記残留空隙（１８）を閉鎖する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁弁。
【請求項４】
前記残留空隙盤（１２）は、環形盤（１４，１４’，１４’’）である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の電磁弁。
【請求項５】
前記環形盤（１４，１４’，１４’’）は、内側に位置する複数のウェブ（１５，１５’）を有しており、
前記ウェブは、前記環形盤（１４，１４’，１４’’）の中央にて相互に接続されている、
ことを特徴とする請求項４記載の電磁弁。
【請求項６】
前記環形盤（１４，１４’，１４’’）の中央に、孔（１６）が設けられている、
ことを特徴とする請求項５記載の電磁弁。
【請求項７】
四つのウェブ（１５，１５’）が設けられている、
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項記載の電磁弁。
【請求項８】
前記残留空隙（１８）は、前記磁石群（２）を包囲する磁石スリーブ（６）及び前記磁心外部極（４）と協働する、前記アーマチャプレート（７，７’）にある段部（１７）によって閉鎖されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の電磁弁。
【請求項９】
前記残留空隙（１８）は、前記磁石群（２）を包囲する磁石スリーブ（６）及び前記アーマチャプレート（７）と協働する、前記磁心外部極（４）にある段部（１７）によって閉鎖されている、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の電磁弁。
【請求項１０】
前記残留空隙盤（１２）は、非磁性材料から構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
先行技術
本発明は、電磁コイル、並びに、磁心内部極及び磁心外部極から構成される磁心を含む磁石群と、アーマチャプレートと、アーマチャピンとを備え、さらに、磁心の端面領域に残留空隙盤によって形成されたストッパを備える電磁弁であって、アーマチャプレートと磁石群との間にさらに残留空隙が存在する、電磁弁に関する。
【０００２】
この種の電磁弁は、ドイツ公開特許公報ＤＥ１０２００８０４００７３Ａ１から公知である。この電磁弁を用いて、燃料噴射弁を操作するための電磁弁の切換工程の安定性、即ち、再現性を、付加的なプロセスステップを必要とすることなく、付加的なコストをかけずに、格段に改善すべきである。このことは、磁心の端面又は磁心の端面に対向するアーマチャプレートの端面が、少なくとも所定の領域において、平坦な面とは異なる傾斜した面及び／又は凸形に延在する面を有することによって達成される。
【０００３】
ドイツ公開特許公報ＤＥ１０２００９００３２１３Ａ１から、さらなる電磁弁が公知である。この電磁弁は残留空隙盤を有しており、この残留空隙盤は、挟込箇所での押圧力によってアーマチャプレートの方向に向いた磁心の端面に当接されながら、磁石スリーブに固定されている。残留空隙盤は、簡単な形状を有する強磁性材料又は非磁性材料、例えば金属製フィルムから製造されている。残留空隙盤を押圧力によって挟込箇所に固定することにより、残留空隙盤を、磁石群を取り付けた後、インジェクタを取り付ける前に取り付けられるようになっており、全体の取り付け工程は邪魔されることなく簡単化されている。残留空隙盤は、固定のために側方にはみ出た舌部を有しており、これらの舌部は、取り付け工程時に挟込箇所で屈曲される。舌部の隣、及び、残留空隙の外周には、磁石スリーブに対する空隙が残存している。
【０００４】
本発明の課題は、アーマチャの閉鎖時の反跳を最小化することである。
【０００５】
発明の概要
発明の利点
この課題は、磁石群の磁心外部極とアーマチャの外径との間の残留空隙を、径方向に閉鎖することによって解決される。上記構成によってアーマチャの翼部に対する圧力が低減される。このことは、規定された領域における残留空隙の閉鎖によって実現される。この閉鎖により、磁極外側の残留空隙内にあるシーリングの形態の遅延要素が得られ、この遅延要素がアーマチャ開放時の残留空隙における燃料の流入を低減する。
【０００６】
このような構成は、約２２００ｂａｒのシステム圧力を可能にする、特に圧力補償式の電磁弁を備えるコモンレールシステムのための燃料噴射弁において使用される。このような圧力補償式の電磁弁は、開放状態において、アーマチャの迅速な閉鎖を可能にする残留空隙を形成するために、上側のストロークストッパに残留空隙盤を有している。ここで問題となるのはアーマチャの反跳及び戻り背圧に対する脆弱性であり、この特性は特に多段噴射において生じ得る。
【０００７】
従来技術に関して説明した電磁弁の場合には、残留空隙の外側が燃料の形態の流入媒体に対して空いており、従って、アーマチャ室からの圧力が常にアーマチャプレートの表面に到達し、閉鎖動作及び反跳動作に影響を及ぼしてしまう。この性質は、本発明の構成によって少なくとも格段に低減される。
【０００８】
有利な一つの実施形態においては、上述した残留空隙は、磁心外部極、磁石群を包囲する磁石スリーブ、及び、アーマチャプレートと協働する、残留空隙盤によって閉鎖される。この実施形態によれば、特に重要な外側領域において緊密な閉鎖が形成されている。
【０００９】
本発明の発展形態においては、残留空隙盤は環形盤である。このように構成された環形盤は、従来技術のようにアーマチャプレート上に固定されているわけではなく、この一般的な実施形態によれば、アーマチャのストローク方向においてアーマチャプレートと磁石外部極との間で浮動して配置されている。残留空隙盤の外径のみ、磁石スリーブによって径方向に位置付けされる。環形盤の内径は、一方では、アーマチャプレートの過度な流体固着現象が生じないように選択されており、他方では、外側の残留空隙の十分な閉鎖が行われるように選択されている。
【００１０】
公知の構造の場合には、アーマチャプレートの表面と裏面との間において場合によって生じ得る非常に大きな圧力差によって、アーマチャプレートの閉鎖工程の際に、外側から流入する燃料がアーマチャプレートに対して大きい力及び加速を及ぼし、この力及び加速によってアーマチャプレートが反跳してしまう。
【００１１】
磁心外部極とアーマチャプレートの外径との間の残留空隙を径方向に閉鎖することによって、アーマチャプレートの閉鎖工程の際に燃料の流入が困難になる、乃至、遅延される。従って、アーマチャプレートはより緩慢な加速で座部に向かうようになるので、反跳は格段に低減される。アーマチャプレートは、さらなる噴射が行われる前に再び迅速に静止状態に達する。着座時の反跳が低下する利点は、以下のことによって認められる：
特に、動的な高圧油圧機器における特性マップの線形性が改善される。
多段噴射におけるバルク波の振幅が小さくなる。
戻し背圧に対する脆弱性が小さくなる。
低減された力によってアーマチャプレートの着座時の弁座摩耗が少なくなる。
【００１２】
本発明の発展形態においては、環形盤は、内部に位置する複数のウェブを有しており、これらのウェブは環形盤の中央で互いに接続されており、別の実施形態においては、これらのウェブがアーマチャピンのための開口を有している。従って、残留空隙盤を、アーマチャピンによってアーマチャプレート上に位置付けすることができ、残留空隙盤が、磁心外部極とアーマチャプレートの外径との間の残留空隙を径方向に閉鎖する。別の実施形態においては、四つのウェブを設けると有利であることが判明している。これによって、本来の残留空隙のために十分な面積が残存する。
【００１３】
磁心外部極と、磁極スリーブと、アーマチャプレートとの間の残留空隙を径方向に閉鎖するための択一的な実施形態においては、当該閉鎖を、アーマチャプレート又は磁心外部極に設けられた段部によって実施する。この実施形態では、残留空隙盤は、場合によって磁石群の中央にのみ配置されており、対応してより小さい直径に形成されている。有利には、このより小さい残留空隙盤も、ウェブを有する環形盤、又は、ウェブを有さない環形盤として形成されている。その他の点では、残留空隙盤は、有利には非磁性材料から製造されている。
【００１４】
本発明のさらなる有利な実施形態は、図面の詳細な説明において明らかとなる。ここでは、図面に示した実施形態をより詳細に記載している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】磁石群の磁心外部極とアーマチャの外径との間にある残留空隙を径方向に閉鎖する残留空隙盤を有する電磁弁の断面図である。
【図２】環形盤として形成された残留空隙盤の平面図、及び、環形盤が取り付けられた電磁弁の概略断面図である。
【図３】内部に位置する複数のウェブを有する環形盤からなる残留空隙盤の平面図、及び、残留空隙盤が取り付けられた電磁弁の概略断面図である。
【図４】図３に類似しているがより小さい残留空隙盤の平面図、及び、残留空隙盤が中央に取り付けられた電磁弁の概略断面図であり、この電磁弁では、アーマチャは磁心外部極の領域にて残留空隙を閉鎖する段部を有している。
【００１６】
本発明の実施形態
図１に図示された電磁弁１は、磁石群２を有する。この電磁弁１を用いて、特にディーゼル燃料によって駆動される内燃機関のためのコモンレール噴射システムの燃料噴射弁が操作される。磁石群２は、磁心内部極３と磁心外部極４とを有しており、磁心内部極３と磁心外部極４との間には電磁コイル５が埋め込まれている。磁石群２は、全体として磁石スリーブ６の中に配置されている。
【００１７】
磁心内部極３及び磁心外部極４の端面に対向して、アーマチャプレート７が位置している。アーマチャプレート７の中には中央貫通開口８が貫通しており、中央貫通開口８の中にはアーマチャピン９が挿入されている。アーマチャプレート７のアーマチャ座部は、燃料システム圧力が加えられた制御室を密閉するか、又は、制御室を弁室へと開放する。弁室は、接続管路を介して制御室に接続されている。弁の切換位置によって制御室に圧力が印加されるか、又は、制御室の圧力が開放される。制御室は、さらに燃料噴射弁のニードルバルブと協働する。ニードルバルブは、制御室内の圧力差に従って軸方向にシフトし、開放位置では燃料噴射弁の噴射口を開放し、（システム圧力下にある）燃料が、この噴射開口を通って内燃機関の燃焼室へと流入する。
【００１８】
アーマチャピン９は、磁心内部極３の中央開口１０を貫通して突出しており、当該領域では弁バネ１１によって取り囲まれている。弁バネ１１は、図示していない磁石スリーブ６の蓋部に支持されており、アーマチャプレート７に圧力を及ぼし、これによってアーマチャプレート７は、磁石群２から離隔する方向に移動する。
【００１９】
電磁コイル５が通電されると、アーマチャプレート７は弁バネ１１の力に対抗して磁石群２の方向へと移動する。この際、アーマチャプレート７は、磁石群２とアーマチャプレート７との間に配置された残留空隙盤１２に当接するまでの距離しか、磁石群２の方向へと移動することができないようになっている。残留空隙盤１２は磁石スリーブ６に緊密に当接しており、アーマチャプレート７と磁石スリーブ６との間に存在する残留空隙１８の空隙１３を通って燃料が流入するのを阻止している。このような構成によって、磁石群２の方向に移動したアーマチャプレートの着座時の反跳が阻止される。ここで考慮すべきことは、従来の構成の場合には、磁石群の方に向いたアーマチャプレートの表面と裏面との間における部分的に非常に大きな圧力差と、残留空隙盤１２の配置とによって、アーマチャプレート７の閉鎖過程の際に、外側から流入する燃料がアーマチャプレート７に対して大きい力及び加速を及ぼすようになり、この力及び加速によってアーマチャプレート７が着座時に反跳してしまうことである。磁心外部極４とアーマチャプレート７の外径との間の残留空隙１８を径方向に閉鎖することによって、アーマチャプレート７の閉鎖過程の際に燃料の流入が困難になる、乃至、遅延される。従って、アーマチャプレート７は、より緩慢な加速で座部に向かうようになるので、着座時の反跳は格段に低減される。アーマチャプレート７は、さらなる噴射が行われる前に再び迅速に静止状態に達する。
【００２０】
図２の下図には、残留空隙盤１２の平面図が示されており、この実施形態では、残留空隙盤１２は、環形盤１４として構成されている。図２の上図に簡単に図示された電磁弁１の断面図は、図１の図面に相当する。環形盤１４は、アーマチャプレート７上に固定されているのではなく、アーマチャのストローク方向においてアーマチャプレート７と磁心外部極４との間で浮動して配置されている。環形盤１４の外径のみ、磁石スリーブ６によって径方向に位置決めされる。環形盤１４の内径は、一方では、アーマチャプレート７の過度な流体固着現象が生じないように選択されており、他方では、外側の残留空隙１８の十分な閉鎖が行われるように選択されている。
【００２１】
図３の下図においては、残留空隙盤１２は、同様に環形盤１４’として構成されており、内側に位置する複数の付加的なウェブ１５を有している。これらのウェブ１５は、環形盤１４’の中央において相互に接続されている。アーマチャピン９を通過させるために、環形盤１４’の中央領域には孔部１６が設けられている。このような構成によって、残留空隙盤１２を簡単に取り付けることが可能となる。アーマチャプレート７が凸形である場合には、磁心内部極３においてもストロークストップが行われる。
【００２２】
図３の上図は、対応する電磁弁１の対応する断面図を示す。
【００２３】
図４の下側図には、図３に比較して小さい残留空隙盤１２が図示されており、この残留空隙盤では、環形盤１４’の外径が格段に小さくなっている。この環形盤１４’’も複数のウェブ１５’を有しており、これらのウェブは、環形盤１４’’の中央において結合されており、アーマチャピン９を通過させるための孔部１６を有している。
【００２４】
図４の上図には、この残留空隙盤１２が取り付けられた電磁弁１の断面図が示されている。ここでは、アーマチャプレート７’は、磁心外部極４とアーマチャプレート７’との間の空隙を閉鎖する段部１７を有する。図１とは異なり、図４では、外側からアーマチャプレート７’への流入は、アーマチャプレート７’に設けられた段部１７によって阻止乃至低減される。しかしながら、アーマチャプレート７’にある段部１７は、残留空隙盤による阻止が行われるように、残留空隙盤の厚さよりも小さくなければならない。上記構成に代えて段部１７を、磁石群２と一体的に、特に、磁心外部極４と一体的に構成することもできる。
【図１】
0005638130.tif 000002
【図２】
0005638130.tif 000003
【図３】
0005638130.tif 000004
【図４】
0005638130.tif 000005