(57)【要約】【課題】脆弱な金属製の構成要素が腐食性の液体に曝されることを阻止する改善されたシールを提供する。【解決手段】流体インジェクタにおいて、インジェクタの入口から出口への流体の流れを制御するように構成され配置された弁アセンブリと、該弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシング４４と、該ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディ２０であって、該ボディの遠位の端部は、該ボディから延びる一体的に統合された段付けされた部分４８を規定する、プラスチック製のボディと、ボディの少なくとも遠位の端部を取り囲む支持体５６と、ケーシングとボディとの間の空間に液体が侵入することを阻止するために、少なくとも段付けされた部分と支持体の表面とに接触するシール部材５０とを備えられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体インジェクタであって、
インジェクタの入口から出口への流体の流れを制御するように構成され配置された弁アセンブリと、
該弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシングと、
該ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディであって、該ボディの遠位の端部は、該ボディから延びる一体的に統合された段付けされた部分を規定する、プラスチック製のボディと、
前記ボディの少なくとも前記遠位の端部を取り囲む支持体と、
前記ケーシングと前記ボディとの間の空間に液体が侵入することを阻止するために、少なくとも前記段付けされた部分と前記支持体の表面とに接触するシール部材と、
を備えることを特徴とする、流体インジェクタ。
【請求項２】
前記弁アセンブリは、コイルと、磁極片と、該磁極片に対して可動のアーマチュアとを有する、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】
前記段付けされた部分は、湾曲した表面を有するビードの形であり、前記シール部材は、前記湾曲した表面に係合する、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項４】
前記シール部材は、前記段付けされた部分と、前記ケーシングの一部と、前記支持体の前記表面とに接触する、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項５】
前記段付けされた部分は、前記金属製のケーシングに隣接する、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項６】
前記シール部材は、半径方向のシールを規定するために、前記段付けされた部分の平面と、前記支持体の前記表面との間に挟まれている、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項７】
前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有しており、該フランジは、前記段付けされた部分から間隔を置いており、前記シール部材は、前記フランジと前記段付けされた部分との間に配置されている、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項８】
前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有しており、前記段付けされた部分は、該フランジに向かって延びている、請求項６記載のインジェクタ。
【請求項９】
前記シール部材は、エラストマのＯリングである、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項１０】
前記シール部材は、エラストマのＯリングである、請求項７記載のインジェクタ。
【請求項１１】
インジェクタは、選択式触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットとして構成されており、前記ボディの一部と、支持体の一部とを取り囲むシールドをさらに備え、該シールドは、複数の開口を有している、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項１２】
流体インジェクタをシールする方法において、前記インジェクタは、弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシングと、前記ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディと、前記ボディの少なくとも遠位の端部を取り囲む支持体とを有しており、
前記ケーシングの前記遠位の端部に一体的に統合された段付けされた部分を設けるステップと、
前記ケーシングと前記ボディとの間の空間に液体が侵入することを阻止するために、前記段付けされた部分と、前記支持体の一部とをシール部材により係合させるステップと、を備えることを特徴とする、流体インジェクタをシールする方法。
【請求項１３】
前記係合させるステップが、シール部材としてＯリングを係合させることを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記段付けされた部分を、湾曲した表面を有するビードの形で設け、該シール部材を該湾曲した表面に係合させる、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記係合ステップが、ケーシングの一部に前記シール部材を係合させることをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記係合ステップは、半径方向のシールを規定するために、前記段付けされた部分の平面と、前記支持体の前記表面との間に前記シール部材を挟み込むことをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記ケーシングの遠位の端部が、前記シール部材を保持するためのフランジを有し、該フランジは、前記段付けされた部分から間隔を空けており、前記係合させるステップは、前記シール部材が前記段付けされた部分に係合するように、前記フランジと前記段付けされた部分との間に前記シール部材を配置することをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有し、前記段付けされた部分は、前記フランジに向かって延びるように設けられている、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記係合させるステップは、前記シール部材としてＯリングを係合させることを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記インジェクタを車両の選択触媒還元システムの還元剤搬送ユニットとして使用する、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１１月６日に出願された米国特許仮出願第６１／９００７１８号明細書の優先権を請求するものであり、該米国仮出願の内容は、援用により本明細書に含まれるものとする。
【０００２】
技術分野
本発明は、概して還元剤搬送ユニット（ＲＤＵ）に用いられる流体インジェクタのシールに関し、特にインジェクタにおける腐食を阻止するために用いられる改良されたシールに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１を参照すると、ＲＤＵとして構成された典型的な流体インジェクタ１０は、プラスチック製のボディ２０を有している。該プラスチック製のボディ２０は、金属製のケーシング４４を覆うように成形されている。これらの構成要素は、矢印１１で示された領域にある。この領域では、雨水または塩水のような周辺からの液体が溜まることがある。塩水は、極めて腐食性であり、そのイオン性の性質により電気的な構成要素をショートさせることが知られている。成形されたプラスチック製のボディ２０と金属製のケーシング４４との異なる熱膨張率は隙間を形成する。Ｏリング５０は、金属製のケーシング４４と支持体５６との間しかシールしていないので、隙間によって、溜まった液体がＯリング５０を通過して（ケーシング４４とボディ２０との間の）インジェクタの内室へと引き込まれ得る。その後の腐食および電気的な短絡は、インジェクタを運転不能な状態にする。
【０００４】
したがって、インジェクタにおいて、脆弱な金属製の構成要素が腐食性の液体に曝されることを阻止する改善されたシールに対する需要が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記の需要を満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る流体インジェクタは、インジェクタの入口から出口への流体の流れを制御するように構成され配置された弁アセンブリと、該弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシングと、該ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディであって、該ボディの遠位の端部は、該ボディから延びる一体的に統合された段付けされた部分を規定する、プラスチック製のボディと、前記ボディの少なくとも前記遠位の端部を取り囲む支持体と、前記ケーシングと前記ボディとの間の空間に液体が侵入することを阻止するために、少なくとも前記段付けされた部分と前記支持体の表面とに接触するシール部材と、を備える。
【０００７】
本発明の好適な態様では、前記弁アセンブリは、コイルと、磁極片と、該磁極片に対して可動のアーマチュアとを有する。
【０００８】
本発明の好適な態様では、前記段付けされた部分は、湾曲した表面を有するビードの形であり、前記シール部材は、前記湾曲した表面に係合する。
【０００９】
本発明の好適な態様では、前記シール部材は、前記段付けされた部分と、前記ケーシングの一部と、前記支持体の前記表面とに接触する。
【００１０】
本発明の好適な態様では、前記段付けされた部分は、前記金属製のケーシングに隣接する。
【００１１】
本発明の好適な態様では、前記シール部材は、半径方向のシールを規定するために、前記段付けされた部分の平面と、前記支持体の前記表面との間に挟まれている。
【００１２】
本発明の好適な態様では、前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有しており、該フランジは、前記段付けされた部分から間隔を置いており、前記シール部材は、前記フランジと前記段付けされた部分との間に配置されている。
【００１３】
本発明の好適な態様では、前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有しており、前記段付けされた部分は、該フランジに向かって延びている。
【００１４】
本発明の好適な態様では、前記シール部材は、エラストマのＯリングである。
【００１５】
本発明の好適な態様では、前記シール部材は、エラストマのＯリングである。
【００１６】
本発明の好適な態様では、インジェクタは、選択式触媒還元システムにおける還元剤搬送ユニットとして構成されており、前記ボディの一部と、支持体の一部とを取り囲むシールドをさらに備え、該シールドは、複数の開口を有している。
【００１７】
さらに、本発明に係る流体インジェクタをシールする方法では、前記インジェクタは、弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシングと、前記ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディと、前記ボディの少なくとも遠位の端部を取り囲む支持体とを有しており、前記ケーシングの前記遠位の端部に一体的に統合された段付けされた部分を設けるステップと、前記ケーシングと前記ボディとの間の空間に液体が侵入することを阻止するために、前記段付けされた部分と、前記支持体の一部とをシール部材により係合させるステップと、を備える。
【００１８】
本発明の好適な態様では、前記係合させるステップが、シール部材としてＯリングを係合させることを含む。
【００１９】
本発明の好適な態様では、前記段付けされた部分を、湾曲した表面を有するビードの形で設け、該シール部材を該湾曲した表面に係合させる。
【００２０】
本発明の好適な態様では、前記係合ステップが、ケーシングの一部に前記シール部材を係合させることをさらに含む。
【００２１】
本発明の好適な態様では、前記係合ステップは、半径方向のシールを規定するために、前記段付けされた部分の平面と、前記支持体の前記表面との間に前記シール部材を挟み込むことをさらに含む。
【００２２】
本発明の好適な態様では、前記ケーシングの遠位の端部が、前記シール部材を保持するためのフランジを有し、該フランジは、前記段付けされた部分から間隔を空けており、前記係合させるステップは、前記シール部材が前記段付けされた部分に係合するように、前記フランジと前記段付けされた部分との間に前記シール部材を配置することをさらに含む。
【００２３】
本発明の好適な態様では、前記ケーシングの遠位の端部は、前記シール部材を保持するためのフランジを有し、前記段付けされた部分は、前記フランジに向かって延びるように設けられている。
【００２４】
本発明の好適な態様では、前記係合させるステップは、前記シール部材としてＯリングを係合させることを含む。
【００２５】
本発明の好適な態様では、前記インジェクタを車両の選択触媒還元システムの還元剤搬送ユニットとして使用する
【発明の効果】
【００２６】
実施の形態の原理にしたがって、この課題は、インジェクタの入口から出口へと流体の流れを制御するように構成されかつ配置された弁アセンブリを含む流体インジェクタにより達成される。金属製のケーシングは、弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる。プラスチック製のボディは、ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されている。ボディの遠位の端部は、ボディから延びる一体的に統合された段付けされた部分を規定している。支持体は、ボディの少なくとも遠位の端部を取り囲んでいる。シール部材は、ケーシングとボディとの間の空間に液体が浸入することを阻止するために、少なくとも段付けされた部分と支持体の表面とに接触している。
【００２７】
実施の形態の別の態様に関して、流体インジェクタをシールする方法が提供される。インジェクタは、弁アセンブリの少なくとも一部を取り囲む金属製のケーシングと、ケーシングの少なくとも一部を覆うように成形されたプラスチック製のボディと、ボディの少なくとも遠位の端部を取り囲む支持体とを有している。この方法は、ケーシングの遠位の端部に一体に統合された段付けされた部分を提供する。段付けされた部分および支持体の部分は、シール部材に係合し、ケーシングとボディとの間の空間に液体が浸入することを阻止する。
【００２８】
本発明の別の対象、性質および特徴、構造体の重要なエレメントを運転する方法および機能、部品の組合せならびに製造の経済性は、図面に関連した以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲に基づいてより明らかになる。詳細な説明、特許請求の範囲および図面は全て、明細書の一部を成している。
【００２９】
本発明は、本発明の好適な実施の形態の以下の説明と添付の図面とからより良好に理解され得る。同様の参照番号は同様の部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＲＤＵとしての使用するための従来の流体インジェクタの断面図である。
【図２】ＲＤＵにおいて使用するための、本発明の実施の形態により改善された腐食防止シールを備えた流体インジェクタの断面図である。
【図３】図１に示した囲まれた部分３の拡大図である。
【図４】本発明の択一的な実施の形態による改善された腐食防止シールを備えた流体インジェクタの部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
好適な（複数の）実施の形態に関する以下の説明は、単に例示的な性質であり、本発明、その適用または使用を制限するものではない。
【００３２】
図２を参照すると、本発明の実施の形態による流体インジェクタが、概して符号１０’で示されている。インジェクタ１０’は、概して符号１２で示されている入口カップ構造体を有している。入口カップ構造体１２は、カップチューブ１４と、入口カップ１６とを有している。インジェクタが、車両の選択触媒還元（ＳＣＲ）システムのＲＤＵとして構成されている場合、カップチューブ１４は、還元剤源に接続されていてよい。入口カップ１６は、シールド１８に接続されている。シールド１８は、実質的に、コネクタ２２を有するプラスチック製のボディ２０の一部を取り囲んでいる。
【００３３】
入口チューブ２４の一部は、ボディ２０内に配置されている。エラストマのＯリングのような一次的なシール部材２６は、入口チューブ２４の一部を取り囲んでおり、これにより、入口チューブ２４，入口カップ１６およびボディ２０の間のシールを提供することができる。
【００３４】
流体インジェクタ１０’は、インジェクタの上流側の端部に設けられた流体入口２８と、インジェクタの下流側の端部に設けられた流体出口３０と、流体入口２８から流体出口３０にまで延びる流体通路３２とを有している。インジェクタ１０’は、従来のソレノイド操作式のタイプであり、プラスチックボビン３７に配置されたコイル３６により操作されるアーマチュア３４を有している。電磁的な力は、電子制御ユニット（図示せず）からコイル３６通じる電流によって形成される。アーマチュア３４の端部３８の運動は、座４０から端部３８を離すか、または座４０に端部を接触させる。コイル３６が通電されると、アーマチュア３４の端部３８は、位置固定された磁極片４２に向かって運動し、これによりインジェクタ弁座４０から持ち上げられて、従来のように加圧された流体がインジェクタ１０’の出口３０から出ることを可能にする。磁極片４２、アーマチュア３４およびコイル３６は、流体入口２８から流体出口３０までの流体の流れを制御する、概して符号４３で示された弁アセンブリの一部として考慮され得る。
【００３５】
図３に最もよく示されているように、金属ケーシング４４は、少なくとも部分的にコイル３６、ボビン３７およびアーマチュア３４の一部を取り囲んでいる。ケーシング４４は、プラスチックの注型もしくは成形によりプラスチック製のボディ４０によって被覆されている。ケーシング４４の遠位の端部は、シール部材５０を保持するためのフランジ４６を有している。１つの実施の形態によれば、有利にはビード４８の形で段付けされた部分が、ボディ２０の遠位の端部に統合されて一体に、かつフランジ４６から間隔を空けているように、該遠位の端部から延びている。ビード４８は、湾曲した、または曲線的な表面４９を有している。エラストマのＯリングのような二次的なシール部材５０が、ケーシング４４の下側部分を取り囲んでいて、ケーシング４４の外面５４、ビード４８の表面４９および支持体５６の内面５４と接触してシールを提供する。支持体５６は、ケーシングの下側または遠位の端部を取り囲んでおり、シールド１８の下側の部分に接続している。
【００３６】
ビード４８に対して圧縮されている部分を備える二次的なシール部材５０は、概して符号５８で示されている液体がシールド１８に形成された複数の開口５９に進入し、ケーシング４４の外面５２とボディ２０の内面６２との間の概して６０で示された空間内に移動する可能性を大幅に減じるか、または排除する。
【００３７】
インジェクタ１０”の択一的な形態が図４に示されており、同一の符号は同一の構成部材を示している。この実施の形態では、段付けされた部分は、ボディ２０と一体的に統合された延長部４８’として規定されている。延長部４８’は、ボディ２０からフランジ４６に向かって下方に延びている。二次的なシール部材５０は、延長部４８’の平面４９’と、支持体５６の内面５４との間に挟まれた半径方向のシールを提供し、これにより液体５８が空間６０内に移動する可能性を排除している。
【００３８】
したがって、金属製のケーシング４４に隣接する段付けされた部分４８，４８’は、燃料インジェクタの脆弱な部分を外部の環境から隔離することによって、ＲＤＵインジェクタの腐食の可能性、ひいては故障を大幅に排除する。これらの実施の形態は、熱によるＯリング５０の通常の膨張および収縮と、Ｏリングの故障を招き得るＯリンググランドの超過なしの膨張を可能にする。
【００３９】
本発明の説明は、単に例示的な性質のものであり、したがって、本発明の主旨から離れることない変更は、本発明の範囲に含まれることとする。そのような変化形は、本発明の精神および範囲から逸脱するものとはみなされない。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０’  流体インジェクタ
１２  入口カップ構造体
１４  カップチューブ
１６  入口カップ
１８  シールド
２０  プラスチック製のボディ
２２  コネクタ
２４  入口チューブ
２６  一次的なシール部材
２８  流体入口
３０  流体出口
３２  流体通路
３４  アーマチュア
３６  コイル
３８  アーマチュアの端部
４０  弁座
４２  磁極片
４４  金属製のケーシング
４６  フランジ
４８，４８’  段付けされた部分
５０  二次的なシール部材
５２  ケーシングの外面
５４  支持体の内面
５６  支持体
５８  液体
６０  空間
６２  ボディの内面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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