(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、弁保持体（７）に緊定された弁体（１）が設けられており、該弁体（１）に設けられた孔（９）に弁部材（１１）が軸方向で移動可能に案内されており、前記孔（９）が、半径方向で拡張された圧力室（２９）を有しており、該圧力室（２９）に、前記孔（９）に並んで延びる少なくとも１つの供給通路（３７）が開口しており、さらに緊定ナット（５）が設けられており、該緊定ナット（５）が、円錐状に形成された内側の環状肩部（４５）で、弁体（１）に前記圧力室（２９）の高さで配置された円錐状の環状段部（４７）に接触して、弁体（１）を弁保持体（７）に緊定している形式のものにおいて、弁体（１）に設けられた円錐状の環状段部（４７）の、弁部材軸線に対する角度（αＤ）が、緊定ナット（５）に設けられた円錐状の環状肩部（４５）の、弁部材軸線に対する角度（αＳ）よりも小さく形成されており、円錐状の環状段部（４７）の半径方向内側の端部と、弁体（１）の、直径の減径された軸部分（２１）との間に環状端面（４９）が設けられており、該環状端面（４９）が、環状エッジ（５１）を形成するように弁体（１）の円錐状の環状段部（４７）の面に移行しており、前記環状エッジ（５１）が、緊定ナット（５）の、前記円錐状の環状段部（４７）と協働する円錐状の環状肩部（４５）の接触面外に配置されていることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴射弁。
【請求項２】
緊定ナット（５）に設けられた前記円錐状の環状肩部（４５）が、互いに異なる傾斜を有する２つの環状肩部範囲を有しており、両環状肩部範囲のうち、角度（αＳ）を有する半径方向外側の環状肩部範囲（５３）が、弁体（１）の前記環状段部（４７）の面と協働し、前記半径方向外側の環状肩部範囲（５３）に半径方向内側でエッジ（５５）を介して環状肩部範囲（５７）が続いており、該環状肩部範囲（５７）が弁部材軸線に対して、より小さな角度を有していて、対応する前記環状段部（４７）の面と接触しないように配置されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
緊定ナット（５）の前記半径方向外側の環状肩部範囲（５３）と、前記半径方向内側に位置する環状肩部範囲（５７）との間のエッジ（５５）が、弁体（１）の前記円錐状の環状段部（４７）の面に接触している、請求項２記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁であって、弁保持体に緊定された弁体が設けられており、該弁体に設けられた孔に弁部材が軸方向で移動可能に案内されており、前記孔が、半径方向で拡張された圧力室を有しており、該圧力室に、前記孔に並んで延びる少なくとも１つの供給通路が開口しており、さらに緊定ナットが設けられており、該緊定ナットが、円錐状に形成された内側の環状肩部で、弁体に前記圧力室の高さで配置された円錐状の環状段部に接触して、弁体を弁保持体に緊定している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の汎用の燃料噴射弁では、弁体に設けられた燃料供給通路が、弁体の中心軸線に対して斜めに、かつ弁部材（ノズルニードル）のための、中心軸線に対して同軸的に延びるガイド孔に並んで延びている。この燃料供給通路は、アンダカット部として形成された、前記ガイド孔の横断面拡張部によって形成された圧力室に側方で接している。供給通路が斜めに延びていることに基づき、供給通路とガイド孔との間の弁体の壁は、圧力室への供給通路の開口部の近くで小さな厚さしか有していない。これに加えて、弁体の、前記圧力室を取り囲む壁は燃料の分配のために必要となる幅に基づき、極めて小さな厚さおよび強度しか有していない。公知の燃料噴射弁では、４００バールまでの噴射圧においては、著しい損害は生じない。しかし、現在、直接噴射型の内燃機関では最大約１８００バールまでに増大させられる高い噴射圧では、ガイド孔と圧力室の供給通路との間の中間壁（楔形中間壁）の端部において破断が生じる恐れがある。このような破断は時間と共に進行し、燃料噴射弁の弁体の破壊を招く恐れがある。このような破断は、特に高い動的な内圧負荷と、静的な応力、つまり弁体を緊定ナットによって弁保持体に緊定し、かつ燃料噴射弁自体を緊定ナットと共に内燃機関のハウジングに設けられた対応ストッパに押圧する際に生じる応力とに帰因している。直接に高圧ポンプと組み合わされている燃料噴射弁、つまりポンプノズルでは、これに加えて、圧力の増圧時にポンプの軸方向のハウジング圧が保持体を介して弁閉鎖体に伝達される。
【０００３】
圧力室の範囲における弁体の破断危険を減少させるために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１４２４３０号明細書に基づき公知の構成では、弁体を軸方向で保持体に緊定する緊定ナットに設けられた環状肩部が、この緊定ナットの、保持体とは反対の側の端部に形成されており、この環状肩部と協働する環状段部が弁体に円錐状に形成されているので、弁体を保持体に緊定する際の緊定ナットの緊定力と、噴射弁全体を内燃機関のハウジングに緊定する際の緊定力とが弁体に導入されるようになる。この場合、前記緊定力はこの場所で一緒になって、高い燃料圧下にある圧力室の、特に供給通路の流入部に位置する楔形中間壁の範囲における押圧力に対抗して作用する。この公知の燃料噴射弁では、弁体と緊定ナットとに設けられた円錐状の面の円錐頂角が互いに等しい大きさに形成されている。このことは、面の平らな接触を得るために極めて高い製造手間がかかるという欠点を有している。さらに、緊定ナットと弁体とにおいては、保持体に弁体を緊定する際および燃料噴射弁を内燃機関のハウジングに緊定する際や、弁体に設けられた圧力室への圧力負荷に基づき、弁体と緊定ナットとに設けられた円錐状の面の間の規定されていない相対位置が生じるので、弁体への力導入の個所を最適に規定することができない。
【０００４】
さらに、弁体の円錐状の環状段部と、緊定ナットの円錐状の環状肩部との間に極めて大きな角度差が生じて、弁体の環状肩部を仕切る各エッジが、軟らかい材料から成る緊定ナットの円錐状の環状肩部面に食い込んでしまう危険が存在する。その結果、弁体に加えられる半径方向の力導入成分が著しく弱められ、弁体の拡開、ひいては弁体における破断をもはや十分に阻止することができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は冒頭で述べた形式の燃料噴射弁を改良して、弁体に加えられる半径方向の緊定力の、正確でかつ確実な伝達が可能となり、ひいては弁体の破断が十分に回避されているような燃料噴射弁を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、弁体に設けられた円錐状の環状段部の、弁部材軸線に対する角度αＤが、緊定ナットに設けられた円錐状の環状肩部の、弁部材軸線に対する角度αＳよりも小さく形成されており、円錐状の環状段部の半径方向内側の端部と、弁体の、直径の減径された軸部分との間に環状端面が設けられており、該環状端面が、環状エッジを形成するように弁体の円錐状の環状段部の面に移行しており、前記環状エッジが、緊定ナットの、前記円錐状の環状段部と協働する円錐状の環状肩部の接触面外に配置されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明による燃料噴射弁は、圧力室内の極めて高い圧力（約１８００バール）においても、弁体の破断を確実に回避することができるという利点を持っている。このことは、緊定ナットと弁体とに設けられた、互いに協働する円錐状の面の円錐頂角の適宜な設定により達成されるので有利である。この場合、弁体に設けられた円錐状の環状段部の、弁部材軸線に対する角度は、緊定ナットの円錐状の環状肩部の、弁部材軸線に対する角度よりも小さく形成されている。こうして、弁体に対する、正確に局所化されて集中された力導入が得られる。この力導入は圧力負荷に抗して作用する。さらに、弁体には軸方向の環状端面が設けられている。この環状端面は円錐状の環状段部面の内端部と、弁部材軸部との間に形成されていて、弁体における円錐状の面の形成を容易にする。さらに、このことは、端面と円錐状の環状段部との間に形成された環状エッジを、緊定ナットの円錐状の環状肩部には決して接触しない範囲に設けることができるので、緊定ナットにおける弁体のエッジの食い込みが確実に回避されるという利点を持っている。このためには、緊定ナットの円錐状の環状肩部の面が、互いに異なる傾斜を有する２つの環状肩部範囲を有していると有利である。この場合、半径方向内側に位置する、弁部材軸線に対して、より小さな角度を有する範囲は対応する前記環状段部の面と接触しないように配置されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
図１に示した、内燃機関に用いられる燃料噴射弁は、弁体１を有している。この弁体１は中間板３を挟んで、スリーブ状の緊定ナット５によって軸方向で弁保持体７に緊定されている。弁体１は軸方向の孔９を有している。この孔９には、ピストン状の弁部材１１が軸方向で移動可能に案内されている。この弁部材１１の一方の端部は燃焼室側の丸形ヘッド１５に設けられた、内方に向けられた弁座１３と協働する。丸形ヘッド１５には、下流側で弁座１３の背後に複数の噴射開口１７が配置されている。弁体１は回転対称的な構成部分であり、この構成部分は太い上側の区分１９と、下側の細い軸部分２１とを備えている。この軸部分２１の燃焼室側の端部は丸形ヘッド１５によって閉じられている。孔９の、上側の区分１９に配置された部分は、弁部材１１に設けられたガイド部分２５のためのガイド孔２３として形成されている。孔９の、軸部分２１に延びる部分は、弁部材１１の軸部と共に、弁座１３にまで達する環状ギャップ２７を仕切っている。上側の区分１９では、下側の軸部分２１の近くで孔９のガイド孔２３と環状ギャップ２７との間に、直径の拡大された、アンダカット部として形成された圧力室２９が配置されている。この圧力室２９の外側を仕切る制限部３１は有利には湾曲させられていて、環状ギャップ２７に移行している。弁保持体７に設けられた盲孔に挿入された閉鎖ばね３３は、噴射弁が閉じられた状態において、ばね受け３５を介して弁部材１１を弁座１３に接触した状態に保持する。
【００１０】
燃料を供給するためには、弁体１の太い上側の区分１９に設けられた供給通路３７が、弁体１の上側の端面を起点としてガイド孔２３に並んで圧力室２９にまで延びている。この供給通路３７は圧力室２９に上方から側方で接している。圧力室２９の直径をできるだけ小さく保持し、かつ開口部の横断面を十分に大きく保持するためには、供給通路３７がガイド孔２３に対して斜めに延びており、この場合、弁体１の上側の端面に設けられた供給通路３７の流入部の、軸線に対する距離は、圧力室２９における供給通路３７の開口部の、軸線に対する距離よりも大きく形成されているので、供給通路３７の開口範囲の近くと、圧力室２９へのガイド孔２３の移行部の近くとで中間壁３９の厚さは小さく形成されている。
【００１１】
袋ナットとして形成されたスリーブ状の緊定ナット５は弁体１の上側の区分１９に被さるようにナットねじ山４１によって、弁保持体７に設けられたねじ山４３に螺合されている。この緊定ナット５は内側の円錐状の環状肩部４５を有している。この環状肩部４５には、弁体１の上側の区分１９から下側の細い軸部分２１への移行部に設けられた円錐状の環状段部４７が支持されている。
【００１２】
緊定ナット５に設けられた環状肩部４５と、弁体１に設けられた環状段部４７との、本発明にとって重要な構成は、図２に示した燃料噴射弁の拡大図に詳細に図示されている。
【００１３】
弁体１に設けられた円錐状の環状段部４７の、弁部材軸線に対する角度αＤは、緊定ナット５に設けられた円錐状の環状肩部４５の、弁部材軸線に対する角度αＳよりも小さく形成されている。さらに、円錐状の環状段部４７の半径方向内側の下端部と、軸部分２１との間の移行部では、弁体１に環状端面４９が設けられている。この環状端面４９は環状エッジ５１を形成するように円錐状の環状段部４７に隣接している。極めて硬い材料から成る弁体１に設けられた前記環状エッジ５１が、軟かい材料から成る緊定ナット５の環状肩部４５の面に食い込むことを確実に回避するためには、緊定ナット５の円錐状の環状肩部４５の面がさらに、互いに異なる傾斜を有する２つの環状肩部範囲に分割されている。角度αＳを有する半径方向外側の環状肩部範囲５３は、弁体１の円錐状の環状段部４７のための接触面として働く。この環状肩部範囲５３には、エッジ５５を介して半径方向内側の環状肩部範囲５７が続いている。この環状肩部範囲５７の、弁部材軸線に対する角度は、この環状肩部範囲５７が常時露出して、エッジ５５を越えた後に弁体１に接触しなくなるように小さく形成されている。この場合、エッジ５５はやはり常時露出している、つまり対応する環状段部４７には決して接触しない環状エッジ５１の半径方向外側に位置している。
【００１４】
緊定ナット５によって弁保持体７に弁体１を軸方向で緊定する際には、前記円錐状の接触面によって軸方向の力も、半径方向の力も弁体１に導入され、この場合、半径方向の力は、弁体１、特に圧力室２９の近傍の破断危険のある範囲において、噴射弁への圧力供給時に内圧によって形成される応力と、軸方向力の導入によって形成される応力に抗して作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射弁の燃焼室側の部分の断面図である。
【図２】図１に示した燃料噴射弁の圧力室の範囲の拡大図である。
【符号の説明】
１  弁体、  ３  中間板、  ５  緊定ナット、  ７  弁保持体、  ９  孔、  １１  弁部材、  １３  弁座、  １５  丸形ヘッド、  １７  噴射開口、  １９上側の区分、  ２１  軸部分、  ２３  ガイド孔、  ２５  ガイド部分、  ２７  環状ギャップ、  ２９  圧力室、  ３１  制限部、  ３３  閉鎖ばね、  ３５  ばね受け、  ３７  供給通路、  ３９  中間壁、  ４１  ナットねじ山、  ４３  ねじ山、  ４５  環状肩部、  ４７  環状段部、  ４９  環状端面、  ５１  環状エッジ、  ５３  環状肩部範囲、  ５５  エッジ、  ５７  環状肩部範囲
【図１】
0003728351.tif 000002
【図２】
0003728351.tif 000003