(57)【要約】  本発明は、噴射弁、特に自動車における内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁であって、弁座保持体（１１）と弁ニードル（１２）と、電磁石（１３）と、燃料を導入するためのフィルタ（３１）を備えた接続管片（１４）とが設けられている形式のものに関する。組立てラインの効果的な利用及び組立て時間の短縮によって噴射弁を安価に製造するために、噴射弁の機能は複合体を成す構成部材に分配されており、この場合弁開口（１５）及び弁座（１６）は、付加的に弁ニードル（１２）を軸方向摺動可能に案内する一体的な弁座保持体（１１）自体において形成されている。マグネットコア（２４）及び接続コネクタ（２６）は、プラスチック包埋射出成形された別体のコイル部分（２７）にまとめられており、マグネットポット（２４）はコイル部分（２７）に装着されていて、接続管片（１４）は、フィルタ（３１）を一体に組み込まれた別体のプラスチック射出成形部分として形成されている。接続管片（１４）とコイル部分（２７）、マグネットポット（２４）及び／又は弁座保持体（１１）との間における接合及びシール箇所は、接着結合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射弁、特に自動車における内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁であって、弁座保持体（１１）と、該弁座保持体（１１）の端部に位置していて弁開口（１５）を取り囲む弁座（１６）と、弁座保持体（１１）内に同軸的に配置されていて軸方向摺動可能に案内された弁ニードル（１２）と、該弁ニードル（１２）を行程操作するための電磁石（１３）と、燃料を導入するためのフィルタ（３１）を備えた接続管片（１４）とが設けられており、弁ニードル（１２）が弁座（１６）に向けられたニードル端部に、弁開口（１５）を開閉するために弁座（１６）と共働する弁閉鎖部材（１９）を有しており、電磁石（１３）が、内側の中空円筒形のマグネットコア（２３）と、外側のマグネットポット（２４）と、該マグネットコア（２３）とマグネットポット（２４）との間に位置していて接続コネクタ（２６）に接続されているマグネットコイル（２５）と、軸方向においてマグネットコア（２３）とは反対側に位置しているマグネット可動子（２１）とを有しており、該マグネット可動子（２１）が、弁ニードル（１２）の、弁閉鎖部材（１９）とは反対側のニードル端部に配置されている形式のものにおいて、
弁開口（１５）と弁座（１６）とが、一体的な弁座保持体（１１）自体に形成されており、弁ニードル（１２）の軸方向摺動可能な案内が、弁座保持体（１１）に配属されており、マグネットコイル（２５）と接続コネクタ（２６）とが、プラスチック包埋射出成形されたコイル部分（２７）にまとめられていて、該コイル部分（２７）が弁座保持体（１１）に装着されており、マグネットポット（２４）がコイル部分（２７）に装着されていて、磁気回路がマグネットコア（２３）とマグネットポット（２４）と弁座保持体（１１）とマグネット可動子（２１）とを介して閉じられており、接続管片（１４）が別体のプラスチック射出成形部材として形成されていて、該接続管片（１４）内にフィルタ（３１）が一体に組み込まれており、接続管片（１４）とコイル部分（２７）、マグネットポット（２４）及び／又は弁座保持体（１１）との間における接合兼シール箇所が接着結合されていることを特徴とする噴射弁。
【請求項２】
中空円筒形のマグネットコア（２３）が弁座保持体（１１）に押し込まれている、請求項１記載の噴射弁。
【請求項３】
弁開口（１５）及び弁座（１６）を備えた弁座保持体（１１）が、ＭＩＭ部材として製造されていて、弁座（１６）が研削又はホーニングされている、請求項１又は２記載の噴射弁。
【請求項４】
弁ニードル（１２）が弁閉鎖ヘッド（１９）と共に一体的なＭＩＭ部材又はＣＩＭ部材として製造されていて、弁閉鎖ヘッド（１９）の、弁座（１６）と共働する外輪郭が研磨されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項５】
弁ニードル（１２）が、燃料流入のための開放した端部と、燃料流出のための半径方向の流出孔（２０）とを備えて中空円筒形に形成されている、請求項４記載の噴射弁。
【請求項６】
接続管片（１４）に、回動防止体として働く半径方向に突出した組立てノーズ（１４２）が、燃料集合レールにおける噴射弁の位置適正な位置決めのために、射出成形されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項７】
弁座保持体（１１）に、弁開口（１５）を燃料流の下流側において覆う噴射孔円板（１７）が接着固定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項８】
マグネットコア（２３）とマグネットポット（２４）と弁座保持体（１１）とマグネット可動子（２１）とによって形成された磁気回路の体積が、最小化されていて、磁気回路が有利には方形に形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項９】
弁座保持体（１１）が、硬質の又は弁座領域において硬化可能な軟磁性材料から成っていて、弁ニードル（１２）が、硬質の又は部分的に硬化可能な軟磁性材料から成っており、マグネット可動子（２１）が弁ニードル（１２）に一体成形されている、請求項４から８までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項１０】
有利には深絞りされたマグネットポット（２４）のポット底部（２４１）が、弁座保持体（１１）に被せ嵌められていて、ポット開口のところでポット周壁（２４２）で、半径方法フランジ（１１１）を有利には遊びなしに取り囲んでいて、該半径方法フランジ（１１１）がマグネット可動子（２１）の高さにおいて弁座保持体（１１）に一体成形されている、請求項９記載の噴射弁。
【請求項１１】
弁座保持体（１１）が弁座（１６）とは反対側の端部区分に、リング溝（１８）を有していて、該リング溝（１８）に、接続管片（１４）のリングウェブ（１４１）がクリップ結合部を形成するためにクリップ結合可能である、請求項９又は１０記載の噴射弁。
【請求項１２】
弁座保持体（１１）及び弁ニードル（１２）が硬質材料から成っていて、マグネット可動子（２１）が軟磁性材料製のリング（３２）として、プレス嵌め、溶接又は形状結合によって弁ニードル（１２）に固定されている、請求項４から８までのいずれか１項記載の噴射弁。
【請求項１３】
有利には深絞りされたマグネットポット（２４）のポット底部（２４１）が、マグネットコア（２３）に被せ嵌められており、マグネットポット（２４）のリング状のポット開口が、軟磁性材料製のリング（３３）によって覆われていて、該リング（３３）が外側においてマグネットポット（２４）のポット周壁（２４２）とかつ内側において弁座保持体（１１）と、マグネット可動子（２１）の高さにおいて形状結合式に結合されている、請求項１２記載の噴射弁。
【請求項１４】
弁座保持体（１１）が電磁石（１３）によって取り囲まれた領域において薄壁に形成されており、軟磁性のリング（３２）が、弁座保持体（１１）の壁厚さの段付けによって生じたリング肩部（１１２）に軸方向で接触していて、弁座保持体（１１）の薄壁の領域にプレス嵌めされたマグネットコア（２３）が、弁座保持体（１１）に溶接されている、請求項１３記載の噴射弁。
【請求項１５】
接続管片（１４）がマグネットコア（２３）に、該マグネットコア（２３）の縁部を取り囲むように装着されていて、マグネットコア（２３）及び／又はマグネットポット（２４）と接着固定されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の噴射弁、特に、自動車における内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁に関する。
【０００２】
すなわち本発明は、噴射弁、特に自動車における内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁であって、弁座保持体と、該弁座保持体の端部に位置していて弁開口を取り囲む弁座と、弁座保持体内に同軸的に配置されていて軸方向摺動可能に案内された弁ニードルと、該弁ニードルを行程操作するための電磁石と、燃料を導入するためのフィルタを備えた接続管片とが設けられており、弁ニードルが弁座に向けられたニードル端部に、弁開口を開閉するために弁座と共働する弁閉鎖部材を有しており、電磁石が、内側の中空円筒形のマグネットコアと、外側のマグネットポットと、該マグネットコアとマグネットポットとの間に位置していて接続コネクタに接続されているマグネットコイルと、軸方向においてマグネットコアとは反対側に位置しているマグネット可動子とを有しており、該マグネット可動子が、弁ニードルの、弁閉鎖部材とは反対側のニードル端部に配置されている形式のものに関する。
【０００３】
内燃機関のための燃料噴射装置用の公知の噴射弁（ＤＥ４２３０３７６Ｃ１）は、弁座保持体を有していて、この弁座保持体には端部側に弁座体が挿入されている。弁座体には弁開口と、弁開口を取り囲む弁座とが形成されている。中空円筒形の弁ニードルは、その一方のニードル端部において燃料流入のために開放していて、他方のニードル端部において、弁ニードルに溶接された球形の弁閉鎖部材によって閉鎖されており、燃料のための半径方向の流出孔を備えている。弁座保持体は中間部材を介して、中空円筒形のマグネットコアに、例えば溶接によって固定されている。中空円筒形のマグネットコアには、作業空隙を形成しながらマグネット可動子が向かい合って位置しており、このマグネット可動子は弁ニードルと一体的に該弁ニードルに形成されている。弁ニードルはそのマグネット可動子を介して軸方向摺動可能に中間部材内において案内されている。マグネットコアには、コイル体とこのコイル体内に巻成された励磁巻線とから成るマグネットコイルが、押し嵌めされている。励磁巻線は接続コネクタに接続されている。マグネットコアの、マグネット可動子とは反対側の端部は、燃料導入のための接続管片として形成されており、この接続管片には燃料フィルタが挿入されている。マグネットコイルは、ヨークとして形成された強磁性の導磁エレメントによって取り囲まれており、この導磁エレメントはその一端でマグネットコアに接触し、かつ他端で弁座保持体に接触していて、この弁座保持体と例えば溶接又はろう接によって結合されている。マグネットコア、強磁性の導磁エレメントを備えたマグネットコイル及び弁座保持体は、プラスチック包埋射出成形部によって取り囲まれていて、この射出成形部には接続コネクタが一体に組み込まれている。弁ニードルはいわゆるＭＩＭ技術（金属射出成形）において射出とそれに続く焼結によって製造されている。この場合弁ニードルは、金属粉末と結合剤例えばプラスチック結合剤とから射出成形される。焼結によって結合剤は再び除去される。既に流出孔が成形されかつマグネットコアが一体成形されている、このようにして製造されたスリーブ状又はシリンダ状の弁ニードルは、端面側において球形の弁閉鎖部材と溶接によって結合される。
【０００４】
発明の利点
上に述べた従来技術を出発点として、本発明の構成では、冒頭に述べた形式の噴射弁において、請求項１の特徴部記載のように、すなわち弁開口と弁座とが、一体的な弁座保持体自体に形成されており、弁ニードルの軸方向摺動可能な案内が、弁座保持体に配属されており、マグネットコイルと接続コネクタとが、プラスチック包埋射出成形されたコイル部分にまとめられていて、該コイル部分が弁座保持体に装着されており、マグネットポットがコイル部分に装着されていて、磁気回路がマグネットコアとマグネットポットと弁座保持体とマグネット可動子とを介して閉じられており、接続管片が別体のプラスチック射出成形部材として形成されていて、該接続管片内にフィルタが一体に組み込まれており、接続管片とコイル部分、マグネットポット及び／又は弁座保持体との間における接合兼シール箇所が接着結合されているようにした。
【０００５】
このように構成された本発明による噴射弁には、次のような利点がある。すなわち本発明による噴射弁では、噴射弁の機能が、複合体を成す構成部材にまとめられており、これらの構成部材は一方では、ＭＩＭ（金属射出成形）、ＣＩＭ（セラミック射出成形）又はプラスチック射出成形のような射出成形技術によって安価に製造可能であり、かつ他方では、組立て時間を節約して、組立てラインの効果的な利用（Straffung）を可能にする。組立てライン内におけるプラスチックによる噴射弁の面倒かつ高コストの包埋射出成形は、回避される。溶接の代わりに、接合及びシール箇所において構成部材を接着することによって、構成部材のねじれもしくは変形が回避され、金属部分及びプラスチック部分を互いに問題なくかつ確実に結合することができる。
【０００６】
さらに、本発明によるモジュール構造形式によって顧客のためにも、噴射弁の主要な技術的な特性を改善することができる。例えば、弁座保持体が中実な部材であり、弁座及び弁ニードルガイドが弁座保持体にまとめられていることによって、弁におけるノイズが減じられる。磁気回路は、鉄容量に関してマグネットコイル及び接続管片のための支持機能を省くことによって、最適化することができるので、誘導される渦電流が減じられ、切換え時間が短縮され、ひいてはダイナミック・フロー・レンジ（ＤＦＲ）が改善される。
【０００７】
請求項２以下に記載した手段によって、請求項１に記載した噴射弁の別の有利な構成および改良形が可能となる。
【０００８】
本発明の有利な構成では、中空円筒形のマグネットコアが弁保持体に押し込まれている。弁座保持体の壁厚に基づいて、純然たるプレス嵌めが結合部の強度のために十分であり、その結果マグネットコアを付加的に弁座保持体に固定する必要なない。マグネットコアの軸方向における挿入深さは、弁ニードルの最大行程を決定する。
【０００９】
図面
以下においては図面を参照しながら本発明の実施例を詳説する。
【００１０】
図１は、本発明による噴射弁の１実施例を示す縦断面図であり、
図２は、別の実施例による噴射弁を半分だけ示す縦断面図である。
【００１１】
実施例の説明
図１に縦断面図で略示された噴射弁は、有利には自動車の内燃機関における燃料噴射装置において使用される。この噴射弁は、弁座保持体１１と、弁座保持体１１内に同軸的に配置された弁ニードル１２と、弁ニードル１２を操作するための電磁石１３と、燃料を供給するための接続管片１４とを有している。弁座保持体１１は硬質の磁石材料、例えばＫＭ５７から、又は部分的に硬化可能な磁石材料から、いわゆるＭＩＭ部分として、射出成形及び次いで行われる焼結によって、金属射出成形法（Metal-Injection-Molding-Verfahren）によって製造されている。この方法の詳細はＤＥ４２３０３７６Ｃ１に開示されている。弁座保持体１１の製造時に、弁座保持体１１の底部領域には、弁開口１５及び、この弁開口１５を取り囲む弁座１６が成形される。弁座１６は最終的な状態において研削もしくはホーニングされる。弁座保持体１１の底部には、弁座１６とは反対の外側に、切欠き１７が弁開口１５に対して同軸的に成形されており、この切欠き１７には噴射孔円板１７が接着固定されている。弁座１６とは反対側の端部に、弁座保持体１１は、外側に位置する環状のリング溝１８を備えている。弁座保持体１１が硬質の磁石材料からではなく、部分的に硬化可能な磁石材料から製造されている場合、この硬化可能な磁石材料は弁座１６の領域において硬化される。
【００１２】
図１の実施例において中空円筒形の弁ニードル１２は、弁座１６とは反対側の端部において燃料流入部に向かって開放しており、かつ弁座１６に向けられた他方の端部に、弁閉鎖部材１９を有しており、この弁閉鎖部材１９は、弁開口１５を開閉するために弁座１６と共働する。燃料流出のために弁ニードル１２は、少なくとも１つの半径方向にシリンダ壁を貫通している少なくとも１つの流出孔２０を備えている。弁ニードル１２の、弁閉鎖部材１９とは反対側の端部に、マグネット可動子２１が配置されており、このマグネット可動子２１を介して弁ニードル１２は弁座保持体１１内において軸方向摺動可能に案内されている。弁ニードル１２は弁閉鎖部材１９及びマグネット可動子２１と共に、一体的なＭＩＭ部分として、硬質の軟磁性材料から製造されている。ＭＩＭ技術によって、流出孔２０及び、弁閉鎖部材１９に形成された平らな面２２を製造することができる。この平らな面２２は、弁行程の乾燥調節（Trockeneinstellung）時におけるレーザビーム用の反射面として働く。弁閉鎖部材１９の、弁座１６と共働する外輪郭は、研磨され、任意の輪郭、例えば緩衝円錐を備えた縁部付き座（Kantensitz）又は球形を実現することができる。
【００１３】
電磁石１３は、弁ニードル１２と一体的に形成されたマグネット可動子２１の他に、内側に位置している中空円筒形のマグネットコア２３と、外側に位置している深絞りされたマグネットポット２４と、マグネットコア２３とマグネットポット２４との間に位置しているマグネットコイル２５とを有しており、このマグネットコイル２５は公知の形式で、コイル体に巻成された励磁巻線から成っている。マグネットコイル２５は接続コネクタ２６に接続されている。中空円筒形のマグネットコア２３は、弁座保持体１１の、弁座１６とは反対側の端部において、弁座保持体１１内に押し込まれている。マグネットコア２３の押込み深さは、弁ニードル１２の行程を決定する。弁座保持体１１の比較的大きな壁厚に基づいて、純然たるプレス嵌めによって、マグネットコア２３及び弁座保持体１１との関連において十分な強度が得られる。マグネットコイル２５と接続コネクタ２６とは、プラスチックにより包埋射出成形されたコイル部分にまとめられ、このコイル部分は組立てラインの外で、製造され、供給され、そして弁座保持体１１に被せ嵌められる。プラスチックにより包埋射出成形されたコイル部分２７には、マグネットポット２４が装着され、このマグネットポット２４はそのポット底２４１で弁座保持体１１を取り囲み、かつポット周壁２４２のポット開口縁部で、弁座保持体１１に一体成形された半径方法フランジ１１１をほぼ遊びなしに覆う。半径方法フランジ１１はマグネットコア２３の高さで弁ニードル１２に配置されている。弁ニードル１２は、その弁閉鎖部材１９で、圧縮ばねとして形成された弁閉鎖ばね２８によって弁座１６に押し付けられる。そのために弁閉鎖ばね２８は、一方では、弁ニードル１２の内部に形成された半径方向のリング肩部１２１に支持され、かつ他方では、マグネットコア２３内に押し込まれた調節スリーブ２９に支持されている。調節スリーブ２９の押込み深さは、弁閉鎖ばね２８のばねプリロード（Federvorspannung）を規定し、ひいては弁ニードル１２の閉鎖力を決定する。弁の閉鎖状態では、マグネット可動子２１のリング状の端面とマグネットコア２３との間には、作業空隙３０が存在している。
【００１４】
接続管片１４は、内部にフィルタ３１を組み込まれた別体のプラスチック射出成形部材として製造されている。接続管片１４は、弁座保持体１１におけるリング溝１８と共にクリップ結合部を製造することができるリングウェブ１４１と、半径方向に突出する組立てノーズ１４２とを有しており、この組立てノーズ１４２は回動防止体として働き、燃料集合管路内に噴射弁を位置適正に挿入するために働く。組立てノーズ１４２はこの場合噴射弁の構造型式に応じて、接続管片１４において軸方向及び半径方向にずらされていることができる。接続管片１４は組立てラインの終端部において、噴射孔円板１７に向けられて弁座保持体１１にクリップ結合され、この弁座保持体１１及び／又はマグネットポット２４と接着される。
【００１５】
マグネットコア２３とマグネットポット２４と半径方法フランジ１１１とマグネット可動子２１とによって形成される磁気回路の体積は、最小になり、そのために一方では前記部材の壁厚は可能な限り小さく構成され、かつ他方では、磁気回路は方形に形成されている。
【００１６】
図２に半部が断面されて示された噴射弁は、上に述べた噴射弁と比べて弁座保持体１１及び弁ニードル１２の構成が異なっている。この場合弁座保持体１１及び弁ニードル１２は、軟磁性の材料から製造されているのではなく、硬質材料からＭＩＭ技術で製造されている。弁ニードル１２はしかしながらまたいわゆるＣＩＭ法（セラミック・インジェクション・モールディング）によって製造されることもできる。この実施例ではマグネット可動子２１は弁ニードル１２に一体成形されているのではなく、別体の軟磁性のリング３２として、プレス、溶接又は形状結合（Formschluss）によって弁ニードル１２に固定されている。弁座保持体１１は、電磁石１３によって取り囲まれた領域において薄壁に形成されており、その結果壁厚の段付けによって弁座保持体１１の外側における環状のリング肩部１１２が生ぜしめられている。マグネットコア２３は弁座保持体１１の薄壁の領域に押し嵌められて、該弁座保持体１１と溶接されている。プラスチックによって包埋射出成形されたコイル部分２７は、マグネットコア２３及び、弁座保持体１１の薄壁の領域に被せ嵌められ、有利には両部分と接着されている。深絞りされたマグネットポット２４はそのポット底部２４１で、マグネットコア２３に装着され、このマグネットコア２３と有利には溶接によって結合されている。リング状のポット開口は、軟磁性材料から成るリング３３によって覆われており、このリング３３は弁座保持体１１のリング肩部１１２に接触しており、その内縁部で弁座保持体１１と、かつ外縁部でマグネットポット２４のポット周壁２４２と形状結合式に、例えばプレス嵌め又は溶接によって、結合されている。
【００１７】
図示されていない択一的な実施形態では、弁ニードルは、中実なプランジャとして形成されていて、その一端には、有利には球形の弁閉鎖部材が溶接されていて、他端にはマグネット可動子が配置されていて、有利には一体成形されており、このマグネット可動子は同時に弁座保持体１１における弁ニードルの軸方向案内のためにも働く。このような弁ニードルは例えばＤＥ４４１５８５０Ａ１に基づいて公知である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による噴射弁の１実施例を示す縦断面図である。
【図２】別の実施例による噴射弁を半分だけ示す縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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