(57)【要約】燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁（１）は、弁座面（６）と共にシール座を成すように協働している弁ニードル（３）と、該弁ニードル（３）に係合した可動子（２０）とを有しており、該可動子（２０）が、弁ニードル（３）において軸方向に運動可能であり、且つエラストマから成る緩衝エレメント（３２）により緩衝される。その際、緩衝エレメント（３２）は可動子（２０）の切欠き（３４）内に、弁ニードル（３）に接して配置されており、弁ニードル（３）が緩衝エレメント（３２）を介して半径方向で可動子（２０）に結合されているようになっている。
2005500471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁（１）であって、弁座面（６）と共にシール座を成すように協働する弁ニードル（３）と、該弁ニードル（３）に係合した可動子（２０）とが設けられており、該可動子（２０）が、弁ニードル（３）に沿って軸方向で運動可能であり、且つエラストマから成る緩衝エレメント（３２）により緩衝される形式のものにおいて、緩衝エレメント（３２）が可動子（２０）の切欠き（３４）内に、弁ニードル（３）に接して配置されており、それにより、弁ニードル（３）が緩衝エレメント（３２）を介して半径方向で可動子（２０）に結合されているようになっていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
緩衝エレメント（３２）が中空円筒状に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
弁ニードル（３）が緩衝エレメント（３２）を貫通して係合している、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
弁ニードル（３）が、該弁ニードル（３）に被せ嵌められた緩衝エレメント（３２）と共に、可動子（２０）の切欠き（３４）内へ挿入可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
可動子（２０）が、加硫された第１の層（３５ａ）により、緩衝エレメント（３２）に力伝達式に結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
弁ニードル（３）が、加硫された第２の層（３５ｂ）により、緩衝エレメント（３２）に力伝達式に結合されている、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
緩衝エレメント（３２）の軸方向の長さが、可動子（２０）の切欠き（３４）の軸方向の長さよりも小さいか、または最も長くても同じ長さである、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
可動子（２０）が少なくとも１つの軸方向の燃料通路（３０ａ）を有している、請求項１から７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】
【０００１】
背景技術
本発明は請求項１の上位概念に記載した燃料噴射弁に関する。
【０００２】
アメリカ合衆国特許第４７６６４０５号明細書により既に公知の燃料噴射弁は、弁ニードルに結合された弁閉鎖体を有しており、弁閉鎖体は、弁座体に形成された弁座面と共にシール座を成すように協働している。燃料噴射弁を電磁的に操作するために、マグネットコイルが設けられており、マグネットコイルは、弁ニードルに力伝達式に結合されている可動子と協働する。可動子及び弁ニードルを取り囲んで、付加的な質量体が円筒状に設けられており、該質量体はエラストマ層を介して可動子に結合されている。
【０００３】
この場合、特に付加的な構成部分を備えた手間のかかる構造が欠点である。さらに、大面積のエラストマリングは、磁界の走行にとって不都合であり、力線の閉鎖を困難にし、ひいては燃料噴射弁の開放運動時における高い吸着力の達成を難しくする。
【０００４】
アメリカ合衆国特許第４７６６４０５号明細書に基づき公知の、燃料噴射弁の別の実施形では、緩衝および衝突減衰のために可動子及び弁ニードルの周囲に円筒形の別の質量体が設けられており、該質量体は２つのエラストマリングにより、その位置で運動可能に緊締されて保持される。弁ニードルがシール座に当接する際に、この第２の質量体は可動子と弁ニードルとに対して相対的に運動して弁ニードルの衝突を回避する。
【０００５】
上述の実施形の欠点は付加的なコストと所要スペースである。さらに、可動子自体は切り離されておらず、それにより、可動子の運動量は弁ニードルにおいて衝突の傾向を増大させてしまう。
【０００６】
アメリカ合衆国特許第５２９９７７６号明細書からは、弁ニードルと可動子とを備えた燃料噴射弁が公知であり、可動子は弁ニードル上で運動可能に案内されており、かつ弁ニードルのストローク方向での可動子の運動は第１のストッパにより制限され、かつ弁ニードルのストローク方向とは逆方向での運動は第２のストッパにより制限される。両ストッパにより規定された可動子の軸方向の運動遊び（Ｂｅｗｅｇｕｎｇｓｓｐｉｅｌ）はある限度内で、一方で弁ニードルの慣性質量と、他方で可動子の慣性質量との切り離しをもたらす。このことは、燃料噴射弁の閉鎖時における、弁座面からの弁ニードルの跳ね返りに対して、ある限度内での反作用を生ぜしめる。しかし、弁ニードルに関する可動子の軸方向の位置が、弁ニードルに対する可動子の自由な可動性により全く規定されていないために、衝撃は、ある制限された程度に回避されるにすぎない。特に、前記アメリカ合衆国特許第５２９９７７６号明細書により公知の燃料噴射弁の構造では、可動子が、燃料噴射弁の閉鎖運動時に弁閉鎖体側のストッパに当接して、それによりその運動量を瞬間的に弁ニードルへ伝達してしまうことは不可避である。この瞬間的な運動量伝達は弁閉鎖体の付加的な衝撃の原因となり得る。
【０００７】
さらに実際の使用により知られていることは、弁ニードルに軸方向で運動可能に配置された可動子を、エラストマリングによりその位置で運動可能に緊締して留めることである。このために、可動子は２つのストッパの間に保持され、その場合、可動子と下方のストッパとの間に１つのエラストマリングが位置している。しかし、その際、弁座面へ燃料を供給するためには可動子を貫通する孔が必要とされるという問題が生じる。可動子を通る孔は弁ニードルの近傍に構成されるので、孔がエラストマリングにより覆われてしまう恐れがある。
【０００８】
発明の利点
これに対して、請求項１に記載された特徴を備えた、本発明による燃料噴射弁が有する利点は、中空円筒状のエラストマ部分が弁ニードルに被せ嵌められ、かつ両構成部分が一緒に可動子の切欠き内に挿入されることにより、緩衝エレメントが可動子と弁ニードルとを半径方向で互いに緩衝することにある。このことにより、ニードル衝撃と可動子衝撃とが効果的に緩衝される。
【０００９】
請求項２以下に記載された手段によれば、請求項１に記載された燃料噴射弁の有利な改善が可能である。
【００１０】
有利には、エラストマから成る緩衝エレメントと、金属から成る構成部材である弁ニードルおよび可動子との間の良好な束縛もしくは固着を製作するために、緩衝エレメントの表面が加硫されている。
【００１１】
特に有利なのは、燃料噴射弁を通る燃料通路を緩衝エレメントから隔てたことであり、これにより、緩衝エレメントは損傷されることなく維持されて、かつ燃料圧によりその位置から脱落してしまう恐れがなくて、このことにより、燃料噴射弁の耐用期間が増す。
【００１２】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【００１３】
実施例の説明
本発明により形成された燃料噴射弁１の、図１に示した実施例は、混合気圧縮・火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁の形式で構成されている。この燃料噴射弁１は特に、内燃機関の燃焼室（図示せず）内へ燃料を直接噴射するのに適している。
【００１４】
燃料噴射弁１はノズルボディ２から成っており、ノズルボディ２内に弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と共にシール座を成すように協働している。本実施例では燃料噴射弁１は噴射開口７を備えていて内向きに開く燃料噴射弁１である。ノズルボディ２はシール８によりマグネットコイル１０の外極９に対してシールされている。マグネットコイル１０は、コイルケーシング１１内にカプセル状に収容されていると共にコイル支持体１２に巻装されており、このコイル支持体１２はマグネットコイル１０の内極１３に接して位置している。内極１３と外極９とは狭窄部２６により互いに分離されており、かつ互いに非強磁性の結合部材２９により結合されている。マグネットコイル１０はライン１９を介して、電気的な差込コンタクト１７を介して供給可能な電流により励磁される。差込コンタクト１７はプラスチック被覆１８により覆われており、このプラスチック被覆１８は内極１３に射出成形されてよい。
【００１５】
弁ニードル３は弁ニードルガイド１４内で案内されており、弁ニードルガイド１４はディスク状に構成されている。ストローク調節のために、ペア状に配置された調節ディスク１５が働いている。調節ディスク１５の他方の側には可動子２０が位置している。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して、力伝達式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に、つまり力が伝達されるように弁ニードル３に結合されており、弁ニードル３は溶接シーム２２により第１のフランジ２１に結合されている。第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されており、戻しばね２３は燃料噴射弁１の本実施形ではスリーブ２４によりプレロードがかけられている。可動子２０の流出側には第２のフランジ３１が配置されており、このフランジ３１は溶接シーム３３により、力伝達式に、つまり力が伝達されるように弁ニードル３に結合されていて、下方の可動子ストッパとして働いている。
【００１６】
弁ニードルガイド１４内と、可動子２０内と、弁座体５とには燃料通路３０ａ〜３０ｃが延びている。燃料は中央の燃料供給部１６を介して供給され、かつフィルタエレメント２５により濾過される。燃料噴射弁１はシール２８により燃料管路（図示せず）に対してシールされている。
【００１７】
本発明によれば、燃料噴射弁１は可動子２０の切欠き３４内に緩衝エレメント３２を有しており、緩衝エレメント３２は、中空円筒状に形成されていて、弁ニードル３により貫通係合されており、つまり弁ニードル３は緩衝エレメント３２を通って突入している。緩衝エレメント３２はエラストマ、例えばゴムから成っていることができ、この緩衝エレメント３２は加硫法により一方で可動子２０に他方で弁ニードル３に力伝達式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に、つまり力が伝達されるように結合されており、それによって、上記の構成部分の軸方向の運動が互いに緩衝されるようになっている。このことにより、可動子当接衝撃、つまり可動子の当接により生ぜしめられる反発（バウンス）は、燃料噴射弁１の開放時における可動子２０の上方のストローク位置においても、閉鎖時における下方のストローク位置においても回避され得る。
【００１８】
本発明による手段は図２に詳細に示されており、これについて以下に詳説する。
【００１９】
燃料噴射弁１の休止状態では、可動子２０は戻しばね２３によりそのストローク方向とは逆向きに、弁閉鎖体４が弁座６においてシール接触を保つように圧力負荷されている。マグネットコイル１０を励磁すると、マグネットコイル１０は磁界を形成し、その磁界が可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗してストローク方向へ運動させる。この際、ストロークは、休止位置において内極１２と可動子２０との間に存在する作業ギャップ２７により予め規定されている。可動子２０は、弁ニードル３に溶接されている第１のフランジ２１を同様にストローク方向に連行する。弁ニードル３に結合された弁閉鎖体４が弁座面６から持上げられて、燃料が噴射開口７を通して噴射される。
【００２０】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界の充分な消失後に戻しばね２３の圧力により内極から落下し、このことにより、弁ニードル３に結合された第１のフランジ２１がストローク方向とは逆向きに運動する。このことにより、弁ニードル３は同じ方向に運動し、これにより、弁閉鎖体４が弁座面６に載着し、燃料噴射弁１が閉鎖される。
【００２１】
図２は抜粋的な断面図で図１の領域ＩＩを拡大して示す。可動子２０が緩衝エレメント３２と弁ニードル３の流入側の端部と共に図示されている。この領域内に存在するその他の構成部分の図示は明瞭性のために省略された。
【００２２】
既に上述したように、燃料噴射弁１はその有利な実施形で、可動子２０の軸方向の切欠き３４内に配置されている緩衝エレメント３２を有している。
【００２３】
緩衝エレメント３２は中空円筒状に形成されており、かつ有利にはエラストマ材料、例えばゴムから製作されている。緩衝エレメント３２を可動子２０と弁ニードル３とに、力伝達式に、つまり力が伝達されるように結合するために、緩衝エレメント３２には、加硫された層３５ａ，３５ｂが設けられており、これらの層３５ａ，３５ｂは可動子２０の切欠き３４及び弁ニードル３に接して位置しており、かつ圧力又は静摩擦力（Ｈａｆｔｒｅｉｂｕｎｇｓｋｒａｆｔ）により可動子２０と弁ニードル３との間の弾性的な結合を提供している。緩衝エレメント３２はその軸方向の長さに関して、可動子２０の切欠き３４の軸方向の長さによってのみ制限されている。その場合、緩衝エレメント３２の長さ及び壁厚の選択は、主に製作技術と、組込技術と、継続運転における維持性との観点で実施される。
【００２４】
弾性的な結合により可動子２０と弁ニードル３との運動は互いに効果的に緩衝されることができ、このことにより、可動子衝撃は、燃料噴射弁１の開放時には第１のスリーブ２１において、燃料噴射弁１の閉鎖時には第２のスリーブ３１において回避される。同様に、弁ニードル３の運動も緩衝されているので、他方ではシール座における弁ニードル衝撃も生じない。結果として、燃料噴射弁１のダイナミクスもしくは動的特性が改善されるので、より短い開放時間及び閉鎖時間が、より迅速な切換サイクルと、より少量かつより正確な調量とに関連して実現可能である。
【００２５】
燃料噴射弁１を通る燃料流路、つまり燃料通路３０ａを通して可動子２０を通流する燃料流路を、可動子２０の切欠き３４内の緩衝エレメント３２から分離したことにより、緩衝エレメント３２がアグレッシブな燃料により損傷されることはない。さらに、緩衝エレメント３２が、支配する燃料圧により可動子２０の切欠き３４から外れて、次いで損傷されてしまう恐れも生じない。これに対して、弁ニードル３に沿った僅かな摺動が機能を損なうことはない。
【００２６】
本発明は図示の実施例に制限されず、かつ例えば外向きに開く燃料噴射弁１のためにも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明により形成された燃料噴射弁の１実施例を概略的に断面して全体図で示す図である。
【図２】
本発明により形成された燃料噴射弁の図１に示す領域ＩＩの範囲内を概略的に縦断面した図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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