(57)【要約】  噴射弁はインジェクタハウジング（１）と駆動装置とノズル構成群とを有している。ノズル構成群は切欠き（８）を備えたノズルボディ（６）を有しており、切欠き（８）内にはノズルニードル（１０）が装入されており、切欠き（８）の軸方向の一端には噴射ノズル（１２）が形成されている。切欠き（８）は、軸方向で噴射ノズル（１２）に隣接して、ノズルニードル（１０）のための第１のガイド領域（１４）を有している。切欠き（８）はさらに、軸方向の他端に向かって延在する少なくとも１つの横断面拡張部を有している。切欠き（８）は流体を噴射ノズル（１２）に供給するために形成されている。横断面拡張部の部分領域でガイドブシュ（２０）が切欠き（８）内に装入されており、ガイドブシュ（２０）は、ノズルニードル（１０）のための第２のガイド領域（２２）を形成し、かつ第２のガイド領域（２２）の半径方向外側で流体を導通するように形成されている。
2007537391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディ（６）を備えたノズル構成群において、ノズルボディ（６）が切欠き（８）を有しており、切欠き（８）内にノズルニードル（１０）が装入されており、切欠き（８）の軸方向の一端に噴射ノズル（１２）が形成されており、切欠き（８）が、軸方向で噴射ノズル（１２）に隣接して、ノズルニードル（１０）のための第１のガイド領域（１４）と、切欠き（８）の軸方向の他端に向かって延在する少なくとも１つの横断面拡張部とを有しており、切欠き（８）が、流体を噴射ノズル（１２）に供給するために形成されており、横断面拡張部の部分領域でガイドブシュ（２０）が切欠き（８）内に装入されており、ガイドブシュ（２０）が、ノズルニードル（１０）のための第２のガイド領域（２２）を形成し、かつ第２のガイド領域（２２）の半径方向外側で流体を導通するように形成されていることを特徴とするノズル構成群。
【請求項２】
ガイドブシュ（２０）がプレスばめにより切欠き（８）内に固定されている、請求項１記載のノズル構成群。
【請求項３】
連結部材（３６）が設けられており、連結部材（３６）がプレスばめによりノズルニードル（１０）に固定されており、連結部材（３６）にベローズ（３８）の軸方向の一端が連結されており、かつ連結部材（３６）にばねホルダ（３２）が連結されており、ばねホルダ（３２）に戻しばね（２８）の軸方向の一端が支持されている、請求項１または２記載のノズル構成群。
【請求項４】
ばねホルダ（３２）がスリーブ状に形成されている、請求項３記載のノズル構成群。
【請求項５】
ベローズ（３８）がその軸方向の他端でスリーブ（４０）に連結されており、スリーブ（４０）がノズルニードル（１０）に装着されており、半径方向外側で密にカバープレート（４２）に連結されており、カバープレート（４２）が、ノズルニードル（１０）により貫通される切欠き（８）を有している、請求項３または４記載のノズル構成群。
【請求項６】
カバープレート（４２）がレーザろう接によりノズルボディ（６）に連結されている、請求項５記載のノズル構成群。
【請求項７】
噴射弁において、請求項１から６までのいずれか１項記載のノズル構成群と、インジェクタハウジング（１）と、ノズルニードル（１０）に作用する駆動装置とが設けられていることを特徴とする噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル構成群と、ノズルボディを有しており、燃料を内燃機関のシリンダの燃焼室内に調量するために適している噴射弁とに関する。
【０００２】
自動車内に配置されている内燃機関の許容可能な有害物質エミッションに関する、ますます厳しくなる法規は、有害物質エミッションを下げる種々の対策を取る必要に迫る。１つの端緒はその際、内燃機関から空気／燃料混合物の燃焼プロセスにより生じる有害物質エミッションを直接下げることである。そのための前提条件は、燃料が極めて精緻に調量されることである。このことは、極めて精緻に起動制御可能な噴射弁により可能である。噴射弁はノズルボディを備えたノズル構成群を有しており、ノズルボディはノズルニードルが装入されている切欠きを有している。ノズルニードルは軸方向で切欠き内を運動可能であり、閉鎖位置で噴射ノズルを閉鎖し、別の位置で噴射ノズルを開放し、それにより燃料の調量を可能にする。公知の噴射弁ではさらに、ノズルニードルに作用する駆動装置が設けられている。
【０００３】
本発明の課題は、単純でありながら精緻に起動制御され得るノズル構成群および噴射弁を提供することである。
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴部に記載した特徴により解決される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明は、ノズルボディを備えたノズル構成群において、ノズルボディが切欠きを有しており、切欠き内にノズルニードルが装入されており、切欠きの軸方向の一端に噴射ノズルが形成されており、切欠きが、軸方向で噴射ノズルに隣接して、ノズルニードルのための第１のガイド領域と、軸方向の他端に向かって延在する少なくとも１つの横断面拡張部とを有していることにより特徴付けられる。切欠きは流体を噴射ノズルに供給するために形成されている。切欠きの横断面拡張部の部分領域内にはガイドブシュが装入されており、ガイドブシュは、ノズルニードルのための第２のガイド領域を形成し、かつ第２のガイド領域の半径方向外側で燃料を導通するように形成されている。本発明はさらに、噴射弁において、駆動装置が配置されているインジェクタハウジングと、前記ノズル構成群とが設けられていることにより特徴付けられる。
【０００６】
ガイドブシュは、第２のガイド領域でノズルニードルの横断面の減少を回避することを可能にする。それにより簡単に、ノズルニードルの極めて高い剛性が保証され得る。ノズルニードルの高い剛性は、駆動装置の提供可能なストロークが僅かであっても、ノズルニードルの精緻な運動を可能にする。切欠きの、少なくとも１つの横断面拡張部により、切欠き内の、調量したい流体のために提供可能な体積が、ガイドブシュの上流で増加される。こうして、噴射ノズルの開放後または噴射ノズルの閉鎖後に発生する、切欠きの領域での流体の圧力脈動は減衰され得る。このことは流体のより精緻な調量に至る一方、ノズルボディの寿命も延長する。
【０００７】
本発明の別の有利な構成では、ガイドブシュがプレスばめによりノズルボディの切欠き内に固定されている。このことは、ガイドブシュもノズルボディも、他の結合技術、例えば溶接のために適した材料特性を考慮せずに、良好に硬化可能な材料から製作されていることができるという利点を有している。
【０００８】
本発明のさらに別の有利な構成では、ノズル構成群が連結部材を有しており、連結部材がプレスばめによりノズルニードルに固定されている。連結部材にはベローズの軸方向の一端が連結されている。さらに連結部材にはばねホルダが連結されており、ばねホルダにはノズルニードルのための戻しばねの軸方向の一端が支持されている。ノズルニードルはそれにより、連結部材との別の結合法、例えば溶接のために適した材料特性を考慮せずに、良好に硬化可能な材料から製作されていることができる。さらに、連結部材により、戻しばねもベローズもノズルニードルに連結可能である。
【０００９】
この関連で、ばねホルダがスリーブ状に形成されていると特に有利である。こうして、ベローズと戻しばねとは軸方向でオーバラップして配置され得る。つまり、ノズルニードルの必要な軸方向の長さはより僅かである。このことはノズルニードルのより高い剛性を結果的に伴う。さらに、駆動装置からノズルニードルを介したより良好な力伝達も可能である。それというのも、半径方向でノズルばねに作用する力がスリーブ状のばねホルダにより補償されることができ、それにより、僅かな程度でノズルニードルに伝達されるにすぎないからである。
【００１０】
本発明のさらに別の有利な構成では、ベローズがその軸方向の他端でスリーブに連結されており、スリーブがノズルニードルに装着されており、半径方向外側で密にカバープレートに連結されており、カバープレートが、ノズルニードルにより貫通される切欠きを有している。こうして、カバープレートにガイドブシュとは反対の側で接続する領域が、確実に、ノズルボディの切欠き内に存在する流体に対して封止され得る。
【００１１】
さらに、カバープレートがレーザろう接によりノズルボディに連結されていると有利である。こうして、カバープレートとノズルボディとの間の結合部の製作時、極めて局所的に制限された、溶接に比して極めて低い加熱が必要であるにすぎない。それにより、例えば戻しばねの剛性がこの結合工程中に変化しないことが簡単に保証され得る。
【００１２】
本発明の実施例について以下に概略図を参照しながら詳細に例示的に説明する。
図１：ノズルボディを備えた噴射弁の断面図である。
図２：図１に示したノズルボディの別の断面図である。
【００１３】
構造または機能が同じ部材には、同じ符号を付した。
【００１４】
噴射弁（図１）はしばしばインジェクタとも呼ばれ、インジェクタハウジング１を有している。インジェクタハウジング１内には、ピエゾアクチュエータ２として形成された駆動装置が配置されている。さらに有利には、インジェクタハウジング１内に補償エレメント４が配置されている。補償エレメント４は有利には液圧式の補償エレメントであり、それによりピエゾアクチュエータ２およびインジェクタハウジング１のそれぞれ異なる熱膨張係数を補償する。
【００１５】
噴射弁はさらに、切欠き８を備えたノズルボディ６を有しており、切欠き８内にはノズルニードル１０が装入されている。切欠き８の軸方向の一端には噴射ノズル１２が形成されている。ノズルニードル１０は軸方向で切欠き８内を運動可能である。ノズルニードル１０は、図１に示したその閉鎖位置で、噴射ノズル１２を通流する燃料流を遮断する。ピエゾアクチュエータ２の適当な軸方向の伸張は、ノズルニードル１０の、その閉鎖位置からの進出運動に至り、ひいては噴射ノズル１２を通流する燃料流の放出に至る。
【００１６】
第１のガイド領域１４は切欠き８の内壁に、噴射ノズル１２の軸方向の近傍に形成されている。第１のガイド領域１４に接続して、切欠き８はその横断面の第１の拡張部１６を有しており、相応の軸方向の間隔を置いてさらに、その横断面の第２の拡張部１８を有している。第２の拡張部１８はその横断面の付加的な拡張部を有していてもよい。切欠き８はそれにより、種々異なる直径のドリルを用いた簡単な穿孔により製作され得る。
【００１７】
横断面の第２の拡張部１８の領域で、ガイドブシュ２０が切欠き８内に装入されている。ガイドブシュ２０はノズルニードル１０のための第２のガイド領域２２を有している。ガイドブシュ２０は有利にはノズルボディ６により圧縮されている。さらに、ガイドブシュ２０は燃料の導通のために形成されており、燃料は高圧孔２６を介して切欠き８に向かって導入可能である。そのために、ガイドブシュ２０は有利にはその半径方向の周面に、横断面の第２の拡張部１８の領域における切欠き８の半径に比して半径方向で段下げされている部分領域を有している。このことは簡単に単数または複数の平坦な面により達成され得る。このことは結果として、ガイドブシュ２０の周面の部分領域でガイドブシュ２０とノズルボディとの間にギャップ２４が形成されることになる。ガイドブシュ２０の周面の単数または複数の別の部分領域で、ガイドブシュ２０はプレスばめによりノズルボディに当て付けられている。このことは図２の断面図から見て取れる。択一的に、燃料はガイドブシュ２０の領域で、ガイドブシュ２０の別の適当な構成により、切欠き８を導通されてもよい。そのために、例えばガイドブシュに、単数または複数の軸方向の孔が、第２のガイド領域２２の半径方向外側に形成されていることができる。
【００１８】
ガイドブシュ２０が配置されている領域での切欠き８を通した燃料の導通は、それにより、ガイドブシュの相応の構成により実施され、燃料の導通のために、ノズルニードル１０の横断面をこの領域で減じることを必要としない。このことは、ノズルニードルの剛性が、横断面のそのような減少を回避し得ない場合に比べて高いという利点を有している。有利には、ノズルボディ６もガイドブシュ２０も、良好に硬化可能な材料、有利には高い炭素含有量を有する鋼から形成されている。こうして、ガイド領域１４，２２にとって好都合な高い硬さが簡単に実現され得る。
【００１９】
ノズルボディ６内にはさらに戻しばね２８が配置されている。戻しばね２８はその軸方向の自由な一端でノズルボディ１の段部３０に支持されている。場合によっては、段部３０と、戻しばね２８の軸方向の自由な一端との間にさらに、調節ディスクが挿入されていてもよい。
【００２０】
戻しばね２８はその軸方向の他端でばねホルダ３２に、より詳細に言えばばねホルダ３２の鍔３４に支持されている。ばねホルダ３２は連結部材３６によりノズルニードル１０に機械的に連結されており、ノズルニードル１０をその閉鎖位置へ予圧する。有利には、ただし必ずしも必要というわけではないが、ばねホルダ３２は、軸方向でノズルニードル１０に対して同軸的に延在するスリーブ状の領域を有している。特に簡単に、ばねホルダ３２は形状結合（Ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓ：形状による束縛）により連結部材３６に連結されている。ばねホルダ３２はただし例えば溶接またはろう接により連結部材３６に連結されていてもよい。
【００２１】
連結部材３６はプレスばめによりノズルニードル１０に連結されている。有利には、噴射弁の製作時、ノズルニードルは、連結部材３６の装着のために、テフロンを含む潤滑剤で被覆され、その後、連結部材３６は相応の力を相応に加えることによりノズルニードル１０にプレスばめされる。連結部材３６とノズルニードル１０との間のプレスばめは、さもなければ必要な、連結部材３６をノズルニードル１０に機械的に連結するための溶接が省略されることができ、それにより、ノズルニードルが、一般に溶接のためには不適な、極めて良好に硬化可能な材料から製作されていることができるという利点を有している。
【００２２】
ベローズ３８がさらに連結部材に、その軸方向の自由な一端で連結されている。ベローズ３８は有利には金属から製作されている。ベローズ３８は有利には連結部材３６に溶接されている。ベローズ３８はその軸方向の他端でスリーブ４０に連結、より詳細に言えばやはり有利には溶接により連結されている。
【００２３】
スリーブ４０はさらにその外側の周面で密にカバープレート４２に結合されている。カバープレート４２は領域４４で密にノズルボディ６に結合されている。こうして、切欠き８内に存在する燃料がピエゾアクチュエータ２に到達しないことが簡単に保証され得る。
【００２４】
カバープレート４２は有利には領域４４でノズルボディ６にレーザろう接により結合されている。ろうとして有利には銀を含むろうが使用される。銀を含むろうは比較的低い溶融温度の点で優れており、それにより、ろう接工程中の必要な熱エネルギは比較的僅かである。さらに、レーザによるろう接は、熱エネルギが場所的に極めて精緻に供給されることができ、それにより、相応に局所的に制限されて供給されることもできるという点で優れている。このことは、隣接する部品がろう接中あまり加熱されずに済むことにつながる。このことは特に戻しばね２８との関連で有利である。それというのも、そのばね剛性は戻しばね２８の相応に高い加熱時に永続的に変化しかねないからである。
【００２５】
ノズルボディ６、ノズルニードル１０、ガイドブシュ２０、戻しばね２８、ばねホルダ３２、連結部材３６、ベローズ３８、スリーブ４０およびカバープレート４２は、１つのノズル構成群を形成する。
【００２６】
ノズル構成群はインジェクタハウジング１にノズル緊締ナット４６により連結されている。ノズル緊締ナット４６、ノズルボディ６、カバープレート４２およびインジェクタハウジング１の構成により、図１に示されているように、領域４４で強い引張り力が伝達されずに済むことが保証されている。カバープレート４２とノズルボディ６との間の有利なろう接はそれにより、実質的にシール機能だけを充足できればよい。
【００２７】
択一的な実施形態では、ノズルボディ６はただしカバープレート４２に溶接されていてもよい。連結部材３６およびばねホルダ３２の構成はガイドブシュ２０とは無関係に実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ノズルボディを備えた噴射弁の断面図である。
【図２】図１に示したノズルボディの別の断面図である。
【図１】
2007537391.tif 000003
【図２】
2007537391.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月14日(2006.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルボディ（６）を備えたノズル構成群において、ノズルボディ（６）が切欠き（８）を有しており、切欠き（８）内にノズルニードル（１０）が装入されており、切欠き（８）の軸方向の一端に噴射ノズル（１２）が形成されており、切欠き（８）が、軸方向で噴射ノズル（１２）に隣接して、ノズルニードル（１０）のための第１のガイド領域（１４）と、切欠き（８）の軸方向の他端に向かって延在する少なくとも１つの横断面拡張部とを有しており、切欠き（８）が、流体を噴射ノズル（１２）に供給するために形成されており、横断面拡張部の部分領域でガイドブシュ（２０）が切欠き（８）内に装入されており、ガイドブシュ（２０）が、ノズルニードル（１０）のための第２のガイド領域（２２）を形成し、かつ第２のガイド領域（２２）の半径方向外側で流体を導通するように形成されており、さらに連結部材（３６）が設けられており、連結部材（３６）がプレスばめによりノズルニードル（１０）に固定されており、連結部材（３６）にベローズ（３８）の軸方向の一端が連結されており、かつ連結部材（３６）にばねホルダ（３２）が連結されており、ばねホルダ（３２）に戻しばね（２８）の軸方向の一端が支持されていることを特徴とするノズル構成群。
【請求項２】
ガイドブシュ（２０）がプレスばめにより切欠き（８）内に固定されている、請求項１記載のノズル構成群。
【請求項３】
ばねホルダ（３２）がスリーブ状に形成されている、請求項１または２記載のノズル構成群。
【請求項４】
ベローズ（３８）がその軸方向の他端でスリーブ（４０）に連結されており、スリーブ（４０）がノズルニードル（１０）に装着されており、半径方向外側で密にカバープレート（４２）に連結されており、カバープレート（４２）が、ノズルニードル（１０）により貫通される切欠き（８）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のノズル構成群。
【請求項５】
カバープレート（４２）がレーザろう接によりノズルボディ（６）に連結されている、請求項４記載のノズル構成群。
【請求項６】
噴射弁において、請求項１から５までのいずれか１項記載のノズル構成群と、インジェクタハウジング（１）と、ノズルニードル（１０）に作用する駆動装置とが設けられていることを特徴とする噴射弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
自動車内に配置されている内燃機関の許容可能な有害物質エミッションに関する、ますます厳しくなる法規は、有害物質エミッションを下げる種々の対策を取る必要に迫る。１つの端緒はその際、内燃機関から空気／燃料混合物の燃焼プロセスにより生じる有害物質エミッションを直接下げることである。そのための前提条件は、燃料が極めて精緻に調量されることである。このことは、極めて精緻に起動制御可能な噴射弁により可能である。噴射弁はノズルボディを備えたノズル構成群を有しており、ノズルボディはノズルニードルが装入されている切欠きを有している。ノズルニードルは軸方向で切欠き内を運動可能であり、閉鎖位置で噴射ノズルを閉鎖し、別の位置で噴射ノズルを開放し、それにより燃料の調量を可能にする。公知の噴射弁ではさらに、ノズルニードルに作用する駆動装置が設けられている。
米国特許第６４６７４６０号明細書から、前側のハウジングと後側のハウジングとを備えた燃料インジェクタが公知である。さらに、燃料インジェクタはノズルニードルを有しており、ノズルニードルはその軸方向の運動中、前側のハウジングに固定されているノズルニードルガイドにより案内されている。ノズルニードルガイドを通して燃料を流動させ得るように、ノズルニードルガイドは切欠きを有している。
欧州特許第１０８８９８５号明細書から、ノズルニードルとばねとを備えたインジェクタが公知である。ばねからノズルニードルへの力伝達は、ノズルニードルに形成されたリング状の段部を介して実施される。
欧州特許第１３８２８３８号明細書から公知の燃料噴射弁は、ばね部材が支持されている付設リングを備えたアクチュエータプランジャを有している。
米国特許第６１５５４９９号明細書から公知の噴射弁は、ノズルニードルが収容されている切欠きを備えたノズルボディを有している。ノズルボディの切欠き内には、ノズルニードルを案内するためのガイド領域が形成されている。このガイド領域には、流体が流動できる溝が形成されている。
米国特許第２７５３２１７号明細書から、ハウジングとノズルニードルとを備えた噴射弁が公知である。ノズルニードルのガイドの領域に、ノズルニードルは、軸方向で延在する平坦部を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ノズル構成群は連結部材を有しており、連結部材はプレスばめによりノズルニードルに固定されている。連結部材にはベローズの軸方向の一端が連結されている。さらに連結部材にはばねホルダが連結されており、ばねホルダにはノズルニードルのための戻しばねの軸方向の一端が支持されている。ノズルニードルはそれにより、連結部材との別の結合法、例えば溶接のために適した材料特性を考慮せずに、良好に硬化可能な材料から製作されていることができる。さらに、連結部材により、戻しばねもベローズもノズルニードルに連結可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この関連で、ばねホルダがスリーブ状に形成されていると特に有利である。こうして、ベローズと戻しばねとは軸方向でオーバラップして配置され得る。つまり、ノズルニードルの必要な軸方向の長さはより僅かである。このことはノズルニードルのより高い剛性を結果的に伴う。さらに、駆動装置からノズルニードルを介したより良好な力伝達も可能である。それというのも、半径方向でノズルばねに作用する力がスリーブ状のばねホルダにより補償されることができ、それにより、僅かな程度でノズルニードルに伝達されるにすぎないからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の別の有利な構成では、ガイドブシュがプレスばめによりノズルボディの切欠き内に固定されている。このことは、ガイドブシュもノズルボディも、他の結合技術、例えば溶接のために適した材料特性を考慮せずに、良好に硬化可能な材料から製作されていることができるという利点を有している。
【国際調査報告】
2007537391.tif 000005
2007537391.tif 000006
2007537391.tif 000007
2007537391.tif 000008
2007537391.tif 000009
2007537391.tif 000010