(57)【要約】  ハウジングと、弁座部分及びガイド部分を備える連続壁を形成する均一化部材と、密閉部材と、調量ディスクを含む、内燃機関用燃料噴射器に関する。ハウジングは、縦軸に沿って配置された入口と出口を含み、均一化部材は、出口に近接して配置されている。弁座部分は、密封面と弁座オリフィスを含んでいる。密閉部材は、ハウジング内に配置され、密閉部材が弁座から移動して、燃料流が密閉部材を通過できるようにする第１の位置と、密閉部材が弁座と接触して、燃料流が密閉部材を通過できないようにする第２の位置との間で、縦軸に沿って往復運動を行えるようにガイド部分により位置決めされる。調量ディスクは、弁座オリフィスに近接している。
2008531927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料噴射器であって、
縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、
前記出口に近接して配置され、密封面及び弁座オリフィスを含む弁座部分と、ガイド部分を備えた連続壁を形成する均一化部材と、
前記ハウジング内にある密閉部材と、
前記弁座オリフィスに近接した調量ディスクとを含み、
前記密閉部材が前記弁座から移動して、燃料流が前記密閉部材を通過できるようにする第１の位置と、前記密閉部材が前記弁座と接触して、燃料流が前記密閉部材を通過できないようにする第２の位置との間で、前記縦軸に沿って往復運動を行えるように前記ガイド部分によって位置決めされる
ことを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
前記連続壁に、前記弁座部分と一体形成された支持部分が含まれ、前記調量ディスクが前記支持部分に固定されたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記連続壁に、前記支持部分と一体に形成された保持部分が含まれ、前記保持部分が前記ハウジングの出口に固定されたことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射器。
【請求項４】
前記ガイド部分が、前記縦軸に沿って配置されたシリンダを形成し、
前記弁座部分が、前記縦軸に沿って配置された円錐台を形成し、
前記円錐台が、底面と頂部を備えており、前記底面が、前記シリンダの一方の端部と一体に形成され、前記頂部が前記弁座オリフィスを形成する
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記縦軸まわりに放射状に間隔をあけて配置され、前記ガイド部分と前記弁座部分との中間において、前記連続壁に形成された複数の通路が含まれることを特徴とする請求項４記載の燃料噴射器。
【請求項６】
前記支持部分により、前記縦軸から斜角をなして、前記弁座部分の頂部と前記保持部分の間に放射状に延びる環状部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射器。
【請求項７】
前記支持部分及び前記調量ディスクによってチャンバが形成されたことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項８】
前記調量ディスクに、前記内燃機関に特有の噴霧パターンを形成するように構成された複数の調量オリフィスが含まれることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項９】
前記均一化部材に、深絞り製造工程により形成された金属が含まれることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１０】
内燃機関用燃料噴射器であって、
Ａ．縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、
Ｂ．前記出口に近接して配置され、深絞り製造工程によって金属から形成された連続壁を形成する均一化部材とを含み、
前記連続壁は、
Ｂ１．前記縦軸に沿って配置されたシリンダを形成するガイド部分、
Ｂ２．密封面及び弁座オリフィスを備え、前記縦軸に沿って配置された円錐台を形成し、前記円錐台が底面及び頂部を有しており、前記底面が前記シリンダの一方の端部と一体に形成され、前記頂部が弁座オリフィスを形成している弁座部分、
Ｂ３．前記ハウジング出口に前記均一化部材を固定する保持部分、
Ｂ４．調量ディスクがそれに取り付けられる、前記縦軸から斜角をなして、前記弁座部分の頂部と前記保持部分の間で放射状に延びる環状部を形成する支持部分及び、
Ｂ５．前記縦軸まわりにおいて間隔をあけて放射状に配置され、前記ガイド部分と前記弁座部分の中間において前記連続壁に形成された複数の通路を含み、更に、
前記内燃機関用燃料噴射器は、
Ｃ．前記ハウジング内にある密閉部材と、
Ｄ．前記弁座オリフィスに近接して前記支持部分に固定され、前記内燃機関に特有の噴霧パターンを形成すべく構成された複数の調量オリフィスを備える調量ディスクと
を含み、
前記密閉部材は、弁座から移動して、燃料流が前記密閉部材を通過できるようにする第１の位置と、前記密閉部材が前記弁座と接触して、燃料流が前記密閉部材を通過できないようにする第２の位置との間で、前記縦軸に沿って往復運動を行えるように前記ガイド部分によって位置決めされる
ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射器。
【請求項１１】
縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、該ハウジング内に配置された密閉部材とを含む内燃機関用燃料噴射器の製造方法であって、以下の工程を含む方法。
前記出口に近接して配置されて、弁座部分及びガイド部分を備えた連続壁を形成し、前記弁座部分に密封面及び弁座オリフィスが含まれ、前記密閉部材が前記ガイド部分により位置決めされ、前記弁座部分と接触している均一化部材を準備する工程、および
前記内燃機関に特有の噴霧パターンを形成するように構成された複数の調量オリフィスを備える調量ディスクを前記弁座オリフィスに近接して配置する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
同時係属出願の相互参照
本出願は、本明細書にそっくりそのまま援用している、２００４年３月８日付けの出願に係る米国仮出願第６０／５５１，３０４号の先の提出日の特典を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に内燃機関用の燃料噴射器に関し、特に燃料の霧化及び正確な照準に修正を加えて、様々なエンジン構成の特定の要件を満たし得る燃料噴射器に関する。
【背景技術】
【０００３】
最新の自動車用燃料装置は、燃料噴射器を利用して、内燃機関の各燃焼室に送り込む燃料の正確な調量を行う。燃料噴射器は、噴射中に燃料を霧化し、燃料を多数の極小微粒子に分解し、噴射される燃料の表面積を拡大し、燃焼前に、一般には、周囲空気である酸化剤と燃料との完全な混合を可能にする。燃料の調量及び霧化によって、燃焼排出物が減少し、エンジンの燃料効率が向上する。従って、概して、燃料の調量及び照準の精度が高くなる程、また、燃料の霧化が増す程排出物が減少し、燃料効率が良くなる。
【０００４】
燃料噴射器は、一般に、シリンダヘッドに近接した吸気マニホルドにおける吸気弁の上流に取り付けられる。吸気弁がシリンダの吸気ポートで開くと、燃料が、吸気ポートに向かって噴霧される。ある状況では、吸気弁のヘッド又はステムを燃料噴霧の標的とするのが望ましいが、別の状況では、吸気弁ではなく、吸気ポートを燃料噴霧の標的とするのが望ましい場合もある。両方の場合とも、燃料噴霧の照準が、噴霧パターンによって影響を受ける可能性がある。噴霧パターンが、広く発散する円錐形状を持つ場合、噴霧燃料は、その対象とする標的に向かわず、吸気ポートの表面にぶつかる可能性がある。逆に、噴霧パターンが、狭く発散する円錐形状を備える場合、燃料が霧化せず、再結合して、液流になる可能性さえある。何れの場合にも、不完全燃焼が生じ、望ましくない排気物質を増加させることになり得る。
【０００５】
照準及び噴霧パターンに関する要件を複雑にするのは、様々なエンジン設計に固有のシリンダヘッド構成及び吸気部の幾何学形状である。結果として、燃料噴霧の特定の円錐パターン及び照準に合わせて設計された燃料噴射器は、あるタイプのエンジン構成では極めてうまく機能するが、異なるタイプのエンジン構成では、搭載に際し排出物の問題を生じる可能性がある。
【０００６】
電磁燃料噴射器は、一般に、ソレノイドアセンブリを利用して、燃料調量アセンブリに作動力を供給する。一般に、燃料調量アセンブリは、密閉部材が弁座に納まって、燃料が調量オリフィスを介して燃焼室に漏入するのを阻止する閉位置と、密閉部材が弁座から持ち上げられて、調量オリフィスを介して燃料を放出し、燃焼室内に送り込むことが可能になる開位置との間で往復運動するプランジャ型密閉部材である。開位置と閉位置との間の往復運動時、密閉部材は、弁座との適正な接触を容易にする下降ガイド部材によって位置決めされる。既知の燃料噴射器の場合、下降ガイド部材と弁座は、燃料噴射器の組立て中に適正な位置決めを要する２つの個別部品である。２つの部品の相互位置が狂うと、燃料噴射器の漏れを生じ、燃料の正確な調量及び照準に悪影響を及ぼす可能性がある。こうした位置決めのミスを防ぐため、下降ガイド部材と弁座は、１つの均一な部材として形成されてきた。しかし、既知の均一な下降ガイド及び弁座部材の場合、燃料の霧化及び正確な照準を修正して、様々なエンジン構成の特定要件を満たすことはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
正確に位置決めした下降ガイド部材と弁座部材を備え、燃料の霧化と正確な照準を修正して、様々なエンジン構成の特定要件を満たし得る燃料噴射器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
望ましい実施形態の１つでは、ハウジングと、弁座部分及びガイド部分を備えた連続壁を形成する均一な部材と、密閉部材と、調量ディスクとを含む、内燃機関用の燃料噴射器を提供する。ハウジングは、縦軸に沿って配置された入口と出口を含む。均一化部材は出口に近接して配置する。弁座部分は、密封面と弁座オリフィスを含む。密閉部材をハウジング内に配置し、密閉部材が弁座から移動して、燃料流が密閉部材を通過できるようにする第１の位置と、密閉部材が弁座と接触して、燃料流が密閉部材を通過できないようにする第２の位置との間で、縦軸に沿って往復運動を行えるようにガイド部分によって位置決めする。調量ディスクは弁座オリフィスに近接して設ける。
【０００９】
もう１つの望ましい実施形態は、内燃機関用の燃料噴射器の製造方法を提供する。燃料噴射器は、縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、ハウジング内に配置された密閉部材を含む。この方法は、出口に近接して配置され、弁座部分とガイド部分を備える連続壁を形成する均一化部材を設ける工程を含む。弁座部分は、密封面と弁座オリフィスを含む。密閉部材は、ガイド部材によって位置決めされ、弁座部分と接触する。この方法は、弁座オリフィスに近接して、内燃機関に対する特有の噴霧パターンを形成するように構成した複数の調量オリフィスを持つ調量ディスクを設ける工程を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の望ましい実施形態を例示しており、上述の概略説明及び後述の詳細な説明と共に、本発明の特徴を明らかにする働きをする。
【００１１】
図１は、弁座下降ガイド結合体１１０を備えた燃料噴射器の望ましい実施形態の１つを例示する。図２は、燃料噴射器の出口に固定された弁座下降ガイド結合体１１０の拡大図である。燃料噴射器は、燃料入口管５０、ステータ５２、非磁性外被５４、弁本体５６、調量ディスク１１２、調整管５８、フィルタ組立て体６０、コイルばね６２、アーマチュア６４、密閉部材６６、オーバモールド６８、コイル組立て体７０及びコイル組立て体ハウジング７２を含んでいる。
【００１２】
燃料入口管５０、ステータ５２、非磁性外被５４及び弁本体５６は、できれば、ハーメチックレーザ溶接部によって接合されて、燃料噴射器入口と燃料噴射器出口の間に流体密封流路を形成する。弁座下降ガイド１１０は、圧着、溶接、接着又はリベット締めのような適合する結合技法によって、弁本体５６の出口端に結合される。
【００１３】
較正された燃料噴射器では、調整管５８は、アーマチュア６４及び密閉部材６６を押しやって、密閉部材６６の丸い先端が弁座下降ガイド１１０の弁座部分１１４に納まり、オリフィス１１８を閉じ得る所望のバイアス力になる迄コイルばね６２を圧縮すべく、ステータ５２内の縦軸Ａ−Ａに沿って配置される。フィルタ組立て体６０は、燃料噴射器を通る燃料から粒状物質を濾過するため、調整管５８の開放上端に近接して取り付け得る。
【００１４】
調整管５８の通過後、燃料は、調整管５８、ステータ５２及びアーマチュア６４によって形成され、コイルばね６２を含む空間７３内に流入する。アーマチュア６４は、弁本体５６内の通路７５と空間７３をつなぐ通路７４を含む。従って、燃料は、空間７３から、通路７４、７５、更に弁座下降ガイド１１０の通路１２０を通り、深絞り弁座下降ガイド１１０の弁座部分１１４迄流れる。
【００１５】
コイル組立て体７０は、電磁コイル７８が巻かれたプラスチック製ボビン７６を含む。コイル７８の各末端は、成形されて、オーバモールド６８の一体化部分として形成された周囲８２と共に、燃料噴射器を操作する電子制御回路（不図示）に燃料噴射器を接続するための電気コネクタを形成する各端子８０に接続されている。
【００１６】
動作時、燃料噴射器は、当初、図１に示す非噴射位置にある。この位置で、ステータ５２の環状端面とアーマチュア６４の直面する環状端面との間に有効空隙８４が存在する。電磁コイル７８に通電すると、非磁性外被５４によって、磁束が確実にアーマチュア６４を含む経路を辿る。磁気回路は、ハウジング７２の軸方向の下端から始まり、弁本体５６を通ってアーマチュア６４迄延び、アーマチュア６４から有効空隙８４を横切ってステータ５２に達し、ハウジング７２に戻る。電磁コイル７８に通電すると、アーマチュア６４にかかるばね力が負けて、アーマチュア６４がステータ５２に引き寄せられ、有効空隙８４が縮小する。この結果、密閉部材６６が弁座部分１１４から離れ、燃料噴射器が開き、弁本体５６の加圧燃料が、弁座下降ガイド１１０の通路１２０を通り、オリフィス１１８を通って、チャンバ１２６に流入し、調量ディスク１１２にパターン化されたオリフィス１２８を通る。コイル７８の通電を停止すると、コイルばね６２によって、アーマチュア／密閉部材が押され、弁座部分１１４が閉じた状態になる。
【００１７】
図３は、弁座下降ガイド結合体１１０の望ましい実施形態の１つを例示する。図４は、弁座下降ガイド結合体１１０の部分断面図である。この望ましい実施形態の場合、弁座下降ガイド結合体１１０は、連続壁として形成した均一化部材である。連続壁は、深絞り製造工程で金属から形成するのが望ましい。しかし、弁座下降ガイド結合体１１０の弁座部分１１４とガイド部分１１６との互いに適正な位置決めが可能なら、連続壁は、他の材料及び他の方法で形成することもできる。ガイド部分１１６によって、縦軸Ａ−Ａに沿って配置されたシリンダが形成される。弁座部分１１４は、縦軸Ａ−Ａに沿って配置された円錐台を形成し、その底面はガイド部分１１６の一方の端部と一体に形成され、その頂部はオリフィス１１８をなす。縦軸Ａ−Ａ周りに等間隔をあけて放射状に配置した通路１２０が、ガイド部分と弁座部分の中間の壁部分で、弁座下降ガイド結合体を貫通している。図２に例示のように、ガイド部分１１６によって、密閉部材６６が弁座部分１１４上において適正に位置決めされ、密閉部材６６と弁座部分１１４との間の流体密封シールが形成される。均一化部材として形成したガイド部分１１６及び弁座部分１１４によって、それらの部分が、燃料噴射器の組立て中に互いの位置合わせが必要になる個別部品であれば生じる可能性のある、これら部分間の位置合わせの誤差を排除する。
【００１８】
この望ましい実施形態では、弁座下降ガイド結合体１１０の連続壁に、更に両方共、ガイド部分及び弁座部分と一体に形成した調量ディスク支持部分１２２及び保持部分１２４を設け得る。保持部分１２４により、図２に例示の如く、燃料噴射器の出口に近接した弁本体５６の外面との流体密封接合部を形成できる。部分１２２により、弁座部分１１４の頂部と保持部分１２４の間に延びる環状部を形成し、調量ディスク１１２を支持し得る。図２及び図４に示す如く、部分１２２は、縦軸Ａ−Ａから斜角をなして放射状に外側に延び、調量ディスク１１２と共にチャンバ１２６を形成する。調量ディスク１１２は、燃料噴射器からの燃料放出を可能にする複数のオリフィス１２８を含む。燃料の霧化と正確な照準を修正し、様々なエンジン構成の特定要件を満たし得るように、様々な寸法、形状、数及びパターンのオリフィス１２８を備えた様々な調量ディスク１１２を調量ディスク支持部分１２２に固定することができる。例えば弁座下降ガイド１１０は、参考迄に本明細書においてそっくりそのまま援用する、２００２年６月２８日に提出した出願第１０／１８３，４０６号、２００２年６月２８日に提出した出願第１０／１８３，３９２号、２００４年１月９日に提出した出願第１０／７５３，３７８号、２００４年１月９日に提出した出願第１０／７５３，４８１号、及び、２００４年１月９日に提出した出願第１０／７５３，３７７号に開示の燃料噴射器／調量ディスク構成に利用できる。
【００１９】
幾つかの望ましい実施形態に関連して、本発明を開示してきたが、付属の請求項及びその同等物に規定の本発明の領域及び範囲を逸脱することなく、解説の実施形態に対して多様な修正、改変、及び、変更を加えることが可能である。従って、本発明は、前記の実施形態に制限されるものではなく、付属の請求項の言語によって規定する全範囲を含むように意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の１つによる弁座下降ガイド結合体を含む燃料噴射器の断面図である。
【図２】図１の弁座下降ガイド結合体の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態の１つによる弁座下降ガイド結合体の透視図である。
【図４】図３の弁座下降ガイド結合体の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
５０  燃料入口管、５２  ステータ、５４  非磁性外被、５６  弁本体、５８  調整器、６０  フィルタ組立て体、６２  コイルばね、６４  アーマチュア、６６  密閉部材、６８  オーバモールド、７０  コイル組立て体、７２  コイル組立て体・ハウジング、７３  空間、７４  通路、７５  通路、７６  プラスチック製ボビン、７８  電磁コイル、８０  端子、８２  周囲、１１０  弁座下降ガイド結合体、１１２  調量ディスク、１１４  弁座部分、１２０  通路、１２２  調量ディスク支持部分、１２４  保持部分、１２６  チャンバ、１２８  オリフィス
【図１】
2008531927.tif 000003
【図２】
2008531927.tif 000004
【図３】
2008531927.tif 000005
【図４】
2008531927.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月3日(2008.3.3)
【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】
内燃機関用の燃料噴射器であって、
縦軸（Ａ−Ａ）に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、
前記出口に近接して配置され、深絞り製造工程により金属により形成された連続壁を形成する均一化部材（１１０）とを備え、
前記連続壁が、
前記縦軸に沿って配置されたシリンダを形成するガイド部分（１１６）と、
密封面及び弁座オリフィスを含む弁座部分（１１４）と、
前記ハウジングの出口に前記均一化部材を固定する保持部分（１２４）と、
調量ディスク（１１２）が固定された支持部分（１２２）と、
前記縦軸まわりに放射状に間隔をあけて配置され、前記ガイド部分と前記弁座部分との中間において、前記連続壁に形成された複数の通路（１２０）と、
ハウジング内にある密閉部材（６６）とを含み、
前記支持部分により、前記縦軸から斜角をなして、前記弁座部分の頂部と前記保持部分の間に放射状に延びる環状部が形成され、
前記密閉部材が前記弁座から移動して、燃料流が前記密閉部材を通過できるようにする第１の位置と、前記密閉部材が前記弁座と接触して、燃料流が前記密閉部材を通過できないようにする第２の位置との間で、前記縦軸に沿って往復運動を行えるように前記ガイド部分によって位置決めされ、
前記調量ディスクに、前記内燃機関に特有の噴霧パターンを形成するように構成された複数の調量オリフィスが含まれる
ことを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
内燃機関用燃料噴射器であって、
Ａ．縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、
Ｂ．前記出口に近接して配置され、深絞り製造工程によって金属から形成された連続壁を
形成する均一化部材とを含み、
前記連続壁は、
Ｂ１．前記縦軸に沿って配置されたシリンダを形成するガイド部分、
Ｂ２．密封面及び弁座オリフィスを備え、前記縦軸に沿って配置された円錐台を形成
し、前記円錐台が底面及び頂部を有しており、前記底面が前記シリンダの一方の端部と一
体に形成され、前記頂部が弁座オリフィスを形成している弁座部分、
Ｂ３．前記ハウジング出口に前記均一化部材を固定する保持部分、
Ｂ４．調量ディスクがそれに取り付けられる、前記縦軸から斜角をなして、前記弁座
部分の頂部と前記保持部分の間で放射状に延びる環状部を形成する支持部分及び、
Ｂ５．前記縦軸まわりにおいて間隔をあけて放射状に配置され、前記ガイド部分と前
記弁座部分の中間において前記連続壁に形成された複数の通路を含み、更に、
前記内燃機関用燃料噴射器は、
Ｃ．前記ハウジング内にある密閉部材と、
Ｄ．前記弁座オリフィスに近接して前記支持部分に固定され、前記内燃機関に特有の噴霧
パターンを形成すべく構成された複数の調量オリフィスを備える調量ディスクと
を含み、
前記密閉部材は、弁座から移動して、燃料流が前記密閉部材を通過できるようにする第
１の位置と、前記密閉部材が前記弁座と接触して、燃料流が前記密閉部材を通過できない
ようにする第２の位置との間で、前記縦軸に沿って往復運動を行えるように前記ガイド部
分によって位置決めされる
ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射器。
【請求項３】
縦軸に沿って入口と出口が配置されたハウジングと、該ハウジング内に配置された密閉
部材とを含む内燃機関用燃料噴射器の製造方法であって、以下の工程を含む方法。
前記出口に近接して配置されて、弁座部分及びガイド部分を備えた連続壁を形成し、前
記弁座部分に密封面及び弁座オリフィスが含まれ、前記密閉部材が前記ガイド部分により
位置決めされ、前記弁座部分と接触している均一化部材を準備する工程、および
前記内燃機関に特有の噴霧パターンを形成するように構成された複数の調量オリフィス
を備える調量ディスクを前記弁座オリフィスに近接して配置する工程。
【国際調査報告】
2008531927.tif 000007
2008531927.tif 000008