(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁（１）であって、機能部分（１２）が設けられており、該機能部分（１２）が、少なくとも１つのノズルボディ（２）と、アクチュエータ（１３，２０）の一部と、弁座面（６）と協働してシールシートを形成する軸方向運動可能な弁閉鎖体（４）とを有しており、さらに、当該燃料噴射弁（１）の延長されたハイドロリック的な接続部用のハイドロリック的な延長部分（１１）が設けられており、該延長部分（１１）が、前記機能部分（１２）に固くかつ密に結合されている形式のものにおいて、機能部分（１２）と、該機能部分（１２）への燃料流入を可能にする流入側の管形の延長部分（１１）とが、該両コンポーネント（１１，１２）に設けられた端面側の当付け面によって互いに接触しかつ互いに固く結合されており、該当付け面の少なくともいずれか一方の当付け面が、凸面状に湾曲させられて形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
機能部分（１２）および延長部分（１１）の当付け面のうち、一方の当付け面が凸面状に湾曲させられて形成されており、他方の当付け面が凹面状に湾曲させられて形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
ハイドロリック的な延長部分（１１）が、接続部側の流入管片（１０）と機能部分（１２）との間の中間部材として導入されている、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
延長部分（１１）／流入管片（１０）および延長部分（１１）／機能部分（１２）の両結合範囲において、それぞれ端面側の当付け面の少なくともいずれか一方の当付け面が凸面状に湾曲させられて形成されている、請求項３記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
ハイドロリック的な延長部分（１１）に設けられた端面側の両当付け面が、凸面状に湾曲させられている、請求項４記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
流入管片（１０）および機能部分（１２）に設けられた当付け面が、円錐状に斜めに面取りされて延びているか、または凹面状に湾曲させられて形成されている、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
流入管片（１０）と延長部分（１１）と機能部分（１２）とに設けられた、対応する凸面状および凹面状の当付け面が、その相補的な構成に基づいてボールシェル状もしくはボールジョイント状に協働し合うようになっている、請求項２または６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
機能部分（１２）および延長部分（１１）の当付け面のうち、一方の当付け面が凸面状に湾曲させられて延びており、他方の当付け面が円錐状に斜めに面取りされて延びている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記当付け面の凸面状の湾曲部が、球面凸面状に延びている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
ノズルボディ（２）が、そのスリーブ形状により、機能部分（１２）のためのハイドロリックカートリッジのハウジングを形成しており、ノズルボディ（２）の、延長部分（１１）に面した側の端部が、流入部分（２６）に固く結合されており、該流入部分（２６）に設けられた端面側の当付け面が、延長部分（１１）との結合範囲を形成している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
少なくとも１つの凸面状に湾曲させられた当付け面が存在している結合範囲に、溶接シーム（３２，３３）が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１２】
当該燃料噴射弁（１）が、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料噴射弁、すなわち燃料噴射弁、特に混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、機能部分が設けられており、該機能部分が、少なくとも１つのノズルボディと、アクチュエータの一部と、弁座面と協働してシールシートを形成する軸方向運動可能な弁閉鎖体とを有しており、さらにハイドロリック的（液圧的）な延長部分が設けられており、該延長部分が、前記機能部分に固くかつ密に結合されている形式のものに関する。
【０００２】
吸気管噴射のための公知の電磁作動式の燃料噴射弁では、弁管が、燃料噴射弁のベースボディとして３つの部分から形成されている。コアと弁座支持体とが、非磁性の中間部分を介してハイドロリック的に密に互いに結合されており、この場合、少なくとも２つの接合・結合個所が必要となる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５０３８２１号明細書に基づき公知の燃料噴射弁では、弁管を形成する構成部分の点数が減じられており、これにより結合・接合個所の数も減じられている。弁管全体は導磁性の材料から製造されているので、非導磁性の中間部材を不要にすることができる。ハウジングのこのような構成は、直接的な燃料噴射における多くの使用事例のためには適していない。なぜならば、既存の組込み状況を考えると、このようなハウジングは小さ過ぎ、しかもシリンダヘッドに設けられた取付け孔内でエンジンルームに対して十分にシールされ得ないからである。
【０００４】
それゆえに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０３９３２号明細書に基づき既に公知の燃料噴射弁は、特に内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するために適している。この場合、特にシリンダヘッドに燃料噴射弁のための極めて長尺の取付け孔が設けられているような組込み状況において、使用が考えられる。この燃料噴射弁は、外側磁極（アウタポール）およびコイルハウジングと共に１つのハウジングボディを形成するノズルボディと、１つの線路および差込みコンタクトを介して電気的に励磁可能である電磁コイルと、中央の燃料供給部とを有している。電気的な線路および中央の燃料供給部は、燃料噴射弁を著しく延長するアダプタ内に一緒に配置されている。このアダプタは前記ハウジングボディの流入側の端部に差し被せ可能であり、かつこの端部に結合可能である。アダプタとハウジングボディとの固い結合は溶接によって得られる。この場合、結合したいこれらの構成部分は、上下に互いに突き合わされて位置している。特にアダプタが大きな長さを有する場合には、接合時およびレーザ溶接時に、平坦面が構成部分軸線に対して正確に直角に位置していないと、負の整合誤差（ミスアライメント）が生じる危険がある。このような整合誤差を回避するためには、センタリングを行うことが可能であるが、しかしこのようなセンタリングは、当付け面に楔形のギャップが生じることを招く恐れがある。このことは、溶接時に問題を招くか、または接合個所の全周にわたる不均一なギャップに基づいた大きな溶接歪みを招いてしまう。
【０００５】
発明の開示
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射弁には、特に燃料噴射弁のための極めて長尺な取付け孔を有するシリンダヘッド内における中心部の組込みの際に必要となるような大きな弁長さにおいても、簡単にかつ廉価に極めて良好なセンタリング可能性が保証されており、そしてハイドロリック的な延長部分の接合およびレーザ溶接の際に負の整合誤差の危険が最小限に抑えられているという利点がある。これによって、溶接時の問題または結合範囲における不均一なギャップに基づいた過度に大きな溶接歪みは十分に回避されている。ハイドロリック的な接続部における結合範囲は、本発明によれば、結合させたい構成部分のそれぞれ互いに向かいあって位置する端面のうちの少なくとも１つの端面が、凸面状に湾曲させられるように、特に一定の半径を持って球面状に湾曲させられるように形成されている。本発明の構成は同心回転の著しく改善された品質をもたらすと同時に、シリンダヘッド内への組込み時における問題を回避する。
【０００６】
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の燃料噴射弁の有利な改良および改善が可能になる。
【０００７】
ハイドロリック的な延長部分が、接続部側の流入管片と機能部分との間の中間部材として設けられていると特に有利である。この中間部材は、延長部分／流入管片および延長部分／機能部分の両結合範囲において、それぞれ凸面状に湾曲させられた当付け面を持って形成されている。
【０００８】
流入管片と延長部分と機能部分とに設けられた、対応する凸面状および凹面状の当付け面の構成において、その相補的な構成に基づいてこれらの当付け面はボールシェル状もしくはボールジョイント状に協働し合うようになっている。
【０００９】
製造の点で一層好都合な変化形では、結合範囲１つ当たりいずれか一方の当付け面が、円錐状の斜めに面取りされた面取り部を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】延長されたハイドロリック的な接続部を備えた燃料噴射弁の概略図である。
【図２】図１に示した燃料噴射弁の概略的な断面図であり、ただし図１および図２には当該燃料噴射弁が部分的にしか図示されていない（電気的なアクチュエータ、電気的な接続部およびプラスチック射出成形外套体は図示されていない）。
【図３】図２に示した燃料噴射弁の区分ＩＩＩの拡大図である。
【図４】図２に示した燃料噴射弁の区分ＩＶの拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の、図３と同様の区分を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の、図４と同様の区分を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の、図３と同様の区分を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による燃料噴射弁の、図４と同様の区分を示す部分断面図である。
【００１１】
実施形態の説明
図１には、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁１の形の燃料噴射弁１の１例が図示されている。この燃料噴射弁１は、特に延長されたハイドロリック的な接続部により特徴付けられている。燃料噴射弁１は、内燃機関の燃焼室（図示しない）内に燃料を直接噴射するために適している。このような構造、すなわち燃料噴射弁１が特にシリンダヘッド（図示しない）に設けられた比較的長尺の取付け孔内における中心（同心）の取付けのために適している構造では、燃料噴射弁１が、一緒になって１つの金属製の弁内側管を形成するハイドロリック的（液圧的）な通流区間のための３つの主要構成要素、すなわちハイドロリック的な流入管片１０と、ハイドロリック的な延長部分１１と、機能部分１２とから成っている。機能部分１２は同じくその長さにわたって燃料通流を可能にする。
【００１２】
図２には、図１に示した、部分的に図示された燃料噴射弁１の概略的な断面図が示されている。この場合、図１および図２には、燃料噴射弁１がそれぞれそのハイドロリック的に重要となる構成部分に関してのみ図示されており、すなわち電気的なアクチュエータや、電気的な接続部や、外側の磁石構成部分や、プラスチック射出成形外套は図示されていない。以下において、燃料噴射弁１の機能部分１２における主要構成要素について簡単に説明する。
【００１３】
燃料噴射弁１はノズルボディ２を有している。このノズルボディ２内には、弁ニードル３が配置されている。この弁ニードル３は弁閉鎖体４に作用結合されており、この弁閉鎖体４は弁座体５に配置された弁座面６と協働してシールシートを形成する。燃料噴射弁１は、本実施形態では、内方に向かって開く燃料噴射弁１である。この燃料噴射弁１は少なくとも１つの噴射開口７を有している。ノズルボディ２はその細長いスリーブ形状に基づき、機能部分１２のためのハイドロリックカートリッジのハウジングを形成している。電磁的な回路は特に電磁コイル（図示しない）を有しており、この電磁コイルは、たとえばコイル枠体に巻き付けられている。このコイル枠体は、機能部分１２に押し被せ可能な外側のプラスチック部分内に埋め込まれている。ノズルボディ２に設けられた内側の長手方向開口内には、内側磁極（インナポール）１３が導入されている。
【００１４】
弁ニードル３には、アーマチュア２０が軸方向可動に配置されている。このアーマチュア２０は励磁されていない状態では、溶接シームによって弁ニードル３に固く結合されている上側のフランジから前行程ギャップ（プリストロークギャップ）によって間隔を置いて配置されている。この上側のフランジには、戻しばね２３が支持されている。この戻しばね２３は燃料噴射弁１のこの構造では、調節スリーブ２４によってプリロード（予荷重）をかけられる。この場合、調節スリーブ２４によって戻しばね２３のばねプリロードが調節される。
【００１５】
軸方向運動可能な弁ニードル３は上側の案内範囲と下側の案内範囲とに案内される。上側の案内はノズルボディ２に設けられた内側の開口内でアーマチュア２０によって引き受けられ、下側の案内は弁閉鎖体４によって案内エレメント２５において行われる。内側磁極１３と、アーマチュア２０と、案内エレメント２５とには、それぞれ燃料通路が延びており、燃料はこれらの燃料通路を通って噴射開口７にまで流れることができる。機能部分１２への燃料供給は段付けされた流入部分２６を介して行われる。この流入部分２６は、たとえば溶接によってノズルボディ２に固定されている。流入部分２６の内部には、たとえばフィルタエレメント２７が配置されていてよい。燃料噴射弁１はノズルボディ２に設けられたシール部材２８によってシリンダヘッド（図示しない）に対してシールされている。
【００１６】
弁ニードル３には、さらに下側のフランジが配置されている。この下側のフランジはアーマチュア２０の軸方向の運動ストロークを制限する。この下側のフランジはやはり溶接シームを介して弁ニードル３に固く結合されている。この構成では、アーマチュア２０は弁ニードル３に対してアーマチュア自由ストローク（Ankerfreiweg）と呼ばれる相対運動を実施することができる。このアーマチュア自由ストロークと呼ばれる相対運動は、弁座面６における弁ニードル３のバウンス衝撃（跳ね返り）を回避するために役立つ。燃料噴射弁１の休止状態では、弁ニードル３は戻しばね２３によってそのストローク方向とは反対の方向に負荷され、この場合、弁閉鎖体４が弁座面６に密に当て付けられた状態に保持される。電磁コイルが励磁されると、この電磁コイルは磁界を形成し、この磁界はアーマチュア２０をまずストローク方向に運動させ、この場合、このプリストロークもしくはアーマチュア自由ストロークはプリストロークギャップによって規定されている。このプリストロークを実施した後に、アーマチュア２０は戻しばね２３のばね力に抗して磁気回路の内側磁極１３に引き付けられ、この場合、アーマチュア２０は上側のフランジ２１を連行する。これにより、弁ニードル３は同じくストローク方向に連行される。弁ニードル３に結合されている弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上げられ、そして前記燃料通路を介して供給された燃料は、前記少なくとも１つの噴射開口７を通じて噴射される。
【００１７】
前で既に説明したように、燃料噴射弁１はハイドロリック的な通流区間のための３つの主要構成要素から成っている。機能部分１２の上流側には、両主要構成要素であるハイドロリック的な流入管片１０とハイドロリック的な延長部分１１とが組み付けられている。これら両主要構成要素は燃料噴射弁１全体をこれによって、たとえば従来の機能部分１２の長さの２倍〜３倍の長さに相当する長さにもたらす。燃料噴射弁１のこのような長尺の構成は、直接噴射のためのシリンダヘッドに設けられた取付け孔内への中心での取付けの際に必要となり得る。ハイドロリック的な流入管片１０は流入側の接続区分３０を有している。この接続区分３０は燃料分配管路（図示しない）の接続管片、チューブ管路または金属管路における燃料噴射弁１のハイドロリック的な接続のために働く。接続区分３０は、たとえばねじ山を備えていてよい。ハイドロリック的な延長部分１１は金属製の管であり、この管は理想的には一定の内径および外径を有していて、この限りでは極めて簡単にかつ廉価に製造可能となる。延長部分１１は、流入管片１０を介して流入した燃料を引き続き機能部分１２へ向かって導くために働く。さらに、延長部分１１は燃料噴射弁１を押さえるための軸方向力を伝達することもできる。ハイドロリック的な通流区間のこれら３つの主要構成要素は、それぞれ溶接シーム３２，３３によって互いに固くかつ密に結合されている。
【００１８】
図２〜図４には、３つの部分から成る弁内側管の解決手段が図示されている。このような弁内側管では、公知の溶接結合に相応してコンポーネント１０，１１，１２がその平坦な端面で互いに平坦に突き合わされて位置している。図３には、図２に示した燃料噴射弁の第１の結合範囲と溶接シーム３２とを有する区分ＩＩＩの拡大図が図示されており、図４には、図２に示した燃料噴射弁の、第２の結合範囲と溶接シーム３３とを有する区分ＩＶの拡大図が示されている。特に延長部分１１の大きな長さの場合には、接合およびレーザ溶接の際に、平坦面が構成部分軸線に対して正確に直角に位置していないと、負の整合誤差（ミスアライメント）が生じる危険がある。このような整合誤差を回避するためにコンポーネント１０，１１，１２をセンタリングすることが考えられるが、しかしこのセンタリングにより、当付け面に楔形のギャップが生じる恐れがある。このことは、溶接時の問題や、接合個所の全周にわたる不均一なギャップに基づいた、大きな溶接歪みを招く。
【００１９】
上で説明した構成のこのような不都合な結果を回避するために、本発明によれば、結合範囲が形成されている。この場合、ハイドロリック的な流入管片１０とハイドロリック的な延長部分１１と機能部分１２とから成る各構成部分のそれぞれ互いに向かい合って位置する端面のうちの少なくともいずれか一方の端面が湾曲させられているか、もしくは一定の半径を持って球面状に構成されている。
【００２０】
図５には、本発明の第１実施形態による燃料噴射弁１の、図３と同様の部分を示す部分図が示されており、図６には、本発明の第１実施形態による燃料噴射弁１の、図４と同様の部分を示す部分図が示されている。ハイドロリック的な流入管片１０の、延長部分１１に面した側の当付け面は、凹面状に、特に球面凹面状に形成されており、それに対して、延長部分１１の、流入管片１０に面した側の当付け面は、凸面状に、特に球面凸面状に形成されている。こうして、対応する両当付け面がその相補的な構成によってボールシェル状もしくはボールジョイント状に互いに接触している結合範囲が得られる。この結合範囲では、その後に溶接シーム３２を設けることができる。機能部分１２の、延長部分１１に面した側の当付け面は、球面凹面状に形成されており、それに対して、延長部分１１の、機能部分１２に面した側の当付け面は、球面凸面状に形成されている。この場合にも、対応する両当付け面はその相補的な構成によってボールシェル状もしくはボールジョイント状に協働し合う。
【００２１】
コンポーネント１０，１１，１２の当付け面の本発明によるこのような構成により、溶接時に上で説明した不都合を招くような結合範囲における不均一なギャップが発生することなく、ボールジョイントを介してコンポーネント１０，１１，１２の位置調整が可能となる。製作時では、ハイドロリック的な流入管片１０およびハイドロリック的な延長部分１１の両部分がまず接合されかつ互いに溶接されるように組付けを行うことができる。この場合、両コンポーネント１０，１１は適当な装置によって互いに対して位置調整されて、この位置調整された位置に固持され、次いでこの位置で両コンポーネント１０，１１は溶接される。その後に、こうして形成された、コンポーネント１０，１１から成る構成部分は機能部分１２に接合され、かつ互いに対してセンタリングされる。これらの構成部分の両長手方向軸線の相互位置調整もしくは相互位置合わせは、当付け面にギャップが生じることなしに、ボールジョイント状の当付け面を介して可能となる。
【００２２】
図７には、本発明の第２実施形態による燃料噴射弁１の、図３と同様の部分を示す部分図が示されており、図８には、本発明の第２実施形態による燃料噴射弁１の、図４と同様の部分を示す部分図が示されている。ハイドロリック的な流入管片１０の、延長部分１１に面した側の当付け面は、円錐状に、しかも流れ方向で見て円錐状に拡張するように形成されており、それに対して、延長部分１１の、円錐状に、しかも流れ方向で見て円錐状に拡張するように形成された流入管片１０の当付け面に面した側の当付け面は、球面凸面状に形成されている。こうして、対応する両当付け面が十分に線状に互いに接触している結合範囲が得られる。この結合範囲には、その後に溶接シーム３２を設けることができる。機能部分１２の、延長部分１１に面した側の当付け面は、円錐状に、しかも流れ方向で見て円錐状に先細りになるように形成されており、それに対して、延長部分１１の、機能部分１２に面した側の当付け面は、球面凸面状に形成されている。この場合にも、対応する両当付け面はその構成に基づいて十分に線接触して協働し合う。
【００２３】
流入管片１０および機能部分１２に設けられた、それぞれ円錐状の当付け面は、面取り角度αによって特徴付けられている。それぞれ両コンポーネント１０，１１および１１，１２の接触線は、たとえば壁厚さもしくは肉厚さのほぼ真ん中に位置していてよい。凸面状の当付け面の半径は、接触線の両側に、溶接時に不都合な影響を及ぼさない最小限に小さなギャップしか生ぜしめられないように設定されることが望ましい。この解決手段の場合にも、所望のセンタリング作用が存在する。コンポーネントの流入管片１０および機能部分１２の当付け面に設けられた円錐状の面取り部は、特に簡単にかつ廉価に製作され得る。
【００２４】
ハイドロリック的な延長部分１１は、球面凸面状の当付け面の代わりに、円錐状に延びる当付け面を備えていてもよいが、しかしその場合、この円錐状に延びる当付け面は、結合させたいコンポーネントであるハイドロリック的な流入管片１０と機能部分１２との、それぞれ球面凸面状に形成された当付け面に接触する。
【００２５】
本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、燃料噴射弁１の別の形態のためにも使用可能である。
【図１】
0005523476.tif 000002
【図２】
0005523476.tif 000003
【図３】
0005523476.tif 000004
【図４】
0005523476.tif 000005
【図５】
0005523476.tif 000006
【図６】
0005523476.tif 000007
【図７】
0005523476.tif 000008
【図８】
0005523476.tif 000009