(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に利用される燃料噴射器であって、
別個にテスト可能な弁群副組立体に接続されて単一ユニットを形成する、別個にテスト可能な動力群副組立体と、アーマチュア組立体とを含み、
前記動力群副組立体が、第１の接続片部分を備えていると共に、電磁コイルと、前記電磁コイルの少なくとも一部を包囲するハウジングと、前記電磁コイルに電気的に結合されて当該コイルに電力を供給する少なくとも１つの端子と、前記電磁コイルと前記ハウジングの少なくとも一部とを覆うように形成された少なくとも１つのオーバモールドとを含み、
前記オーバモールドは、さらに、第１のオーバモールド端及び当該第１のオーバモールド端の反対側の第２のオーバモールド端を備えており、当該オーバモールドによって内部表面が形成され、
前記弁群副組立体が、第２の接続片部分を備えていると共に、前記オーバモールドの前記内部表面に少なくとも一部が係合するように設定されており、かつ外部表面と、第１の管端と、第２の管端との間に延びる縦軸とを備えた、管組立体を含んでおり、
前記管組立体は、さらに、第１の入口管端と第２の入口管端とを備えた入口管と、前記縦軸に沿って縦方向に延び、第１の外被端と第２の外被端とを備えた非磁性外被と、少なくとも第１の部分が前記入口管に接続され、第２の部分が前記第１の外被端に接続されて、前記第１の外被端と前記入口管とを結合する磁極片と、前記第２の外被端に結合された弁体とを含み、
前記アーマチュア組立体が、電磁コイルによって囲まれて、前記管組立体内に配置され、前記電磁コイルにエネルギが供給されると前記縦軸に沿って変位可能であり、前記磁極片と向かい合う第１のアーマチュア端と第２のアーマチュア端とを備えており、前記第１のアーマチュア端は、強磁性部分を備え、前記第２のアーマチュア端は、封止部分を備えており、かつ貫通孔と、当該貫通孔に流体が通じる少なくとも１つの開口とが形成されており、
かつ、当該燃料噴射器自体が、前記アーマチュア組立体に偏倚力を加えて前記第２の管端に向かわせる配置及び構成を施してなる部材と、前記第２の管端に近接して前記管組立体内に配置された調整管と、少なくとも一部が偏倚力を調整すべく前記調整管に結合するように前記入口管内に配置されたフィルタ素子副組立体を持つフィルタ組立体と、前記第２の管端に近接して前記管組立体内に配置され、少なくともその一部が前記弁本体内に納まるように設定された弁座組立体とを含み、
前記弁座組立体が、前記弁体に当接する面を含む第１の表面とそれとは反対側の面である第２の表面との間を前記縦軸に沿って第１の長さだけ延びる流通部分を含み、当該流通部分は燃料の流通経路を成す中心軸を形成し、当該流通部分の流通経路を通して燃料が前記第１の表面から前記第２の表面側へと向かい、さらに前記内燃機関へと流入する流路途中における、前記第２の表面側に配置された、少なくとも１つのオリフィスを備えると共に、外部表面に前記弁本体との溶接が施される固定部分を備えており、
かつ前記固定部分は、前記シーム溶接部の溶接の際に当該シーム溶接部から伝導される熱が前記第１の表面と前記第２の表面との間で前記縦軸（Ａ−Ａ）方向に伝導される厚さであって前記流通部分の構造的な寸法上の厚さ方向の長さでもある第１の長さと同等以上の、第２の長さであって前記第２の表面から前記縦軸に沿って外側へと遠方に延びる構造的な寸法上の第２の長さを備えたものである
ことを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
前記入口管が、前記磁極片と一体成形された
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記磁極片の第１の部分が前記入口管に結合され、かつ前記磁極片の第２の部分が前記第１の外被端内に配置された
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項４】
前記弁本体が内部チャンバを形成して、前記第２の外被端の少なくとも一部が前記内部チャンバ内に納まるように設定してなる
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記電磁コイルには、当該電磁コイルに設けられている巻枠に巻きつけられた導線が含まれ、前記巻枠によって、前記第１のアーマチュア端の一部が囲まれている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項６】
前記弁本体には、第１の弁本体端と第２の弁本体端が含まれ、
前記第２の弁本体端には、当該第２の弁本体端を囲む支持体が設けられており、
前記第１の弁本体端が、前記第２の外被端に結合されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項７】
前記弁本体は、溝を含んでおり、
かつ前記支持体は、前記溝に弾性によってロック係合する少なくとも１つの指状部分を含んでいる
ことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項８】
前記支持体は、前記弁座組立体の少なくとも一部に係合する窪み部分と、前記縦軸を横切るように設けられて、前記弁本体に係合されると第２の外被端を支持するフレア状部分を含む
ことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項９】
前記弁本体が第１の壁厚を形成し、前記支持体が第２の壁厚を形成すること、および前記第１の壁厚が前記第２の壁厚の少なくとも２倍であること
を特徴とする請求項６記載の燃料噴射器。
【請求項１０】
前記アーマチュア組立体の前記開口が、前記縦軸方向に細長い形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１１】
前記第２のアーマチュア端の前記封止部分として、少なくとも１つの平面が設けられた球形の部分を含んだ密閉部材が設けられて、２ピースアーマチュア組立体を形成し、
前記密閉部材は、前記密閉部材の第１の位置で前記流通部分の前記第１の表面に接触係合して前記オリフィスを通る前記流体の流れを阻止し、かつ前記密閉部材の第２の位置で前記第１の表面に対して間隔を開けて前記オリフィスに前記流体を流すように設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１２】
前記アーマチュア組立体は、前記弁座組立体に近接して配置された下部アーマチュア案内体を含み、
前記下部アーマチュア案内体は、前記密閉部材に対して滑り係合して、前記アーマチュア組立体を前記縦軸に対して心合わせするように設定されている
ことを特徴とする請求項１１記載の燃料噴射器。
【請求項１３】
前記第１のアーマチュア端は、第１の幅を形成する第１の衝突面を含み、
前記第１の衝突面は、第２の幅を形成する第２の衝突面を備える前記磁極片と向かい合っており、
前記第１の幅の前記第２の幅に対する比が、０．８５を成している
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１４】
前記アーマチュア組立体は、前記アーマチュア組立体の表面に形成された複数の開口を含む
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１５】
前記第２のアーマチュア端の前記封止部分に、少なくとも１つの平面を含む球形部材を備えた密閉部材が含まれており、前記球形部材が、前記密閉部材の第１の位置で前記流通部分における前記第１の表面に接触係合し、前記オリフィスを通る燃料流を阻止し、前記密閉部材の第２の位置で、前記第１の表面に対し間隔をあけて前記オリフィスを燃料流が通れるように設定されており、
前記アーマチュア組立体は、第１の端部と、前記第２のアーマチュア端を前記密閉部材に結合するための第２の端部とを備える非磁性部分を含んで、３ピースアーマチュア組立体を形成し、
前記非磁性部分が、内部チャンバを形成し、当該非磁性部分の前記第２の端部が、前記内部チャンバに形成された少なくとも１つの溶接部によって、前記密閉部材に接合されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項１６】
前記非磁性部分には、深絞りされた管状の部材が含まれる
ことを特徴とする請求項１５記載の燃料噴射器。
【請求項１７】
前記非磁性部分は、平面状のブランクを圧延してシームを形成することによって形成され、かつ当該シームを溶接して管状部材が形成されている
ことを特徴とする請求項１５記載の燃料噴射器。
【請求項１８】
前記アーマチュア組立体の少なくとも１つの開口が、前記非磁性部分に配置され、かつ少なくとも１つの前記開口が、前記縦軸に沿って細長い形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１５記載の燃料噴射器。
【請求項１９】
前記磁極片の前記第２の部分と前記アーマチュア組立体の前記第１の端部とのうちの少なくとも一方が、前記縦軸に対して斜めに延びる表面を有する
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２０】
前記磁極片の前記第２の部分と前記アーマチュア組立体の前記第１の端部とのうちの少なくとも一方が、弧状表面を有する形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２１】
前記磁極片の前記第２の部分と前記アーマチュア組立体の前記第１の端部とのうちの少なくとも一方が、表面処理を施されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２２】
前記表面処理として、表面被覆、肌焼き、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された表面処理が施され、かつ前記肌焼きは、窒化、浸炭、浸炭窒化、薬焼き、熱硬化、放電硬化及び高周波焼入れからなる群から選択されたものであり、
前記表面被覆として、硬質クロムめっき、ニッケルめっき、ケロナイト（Keronite；登録商標）被覆、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された表面被覆が施されている
ことを特徴とする請求項２１記載の燃料噴射器。
【請求項２３】
前記流通部分には、少なくとも一部が前記縦軸に対し凹面状の封止表面が含まれ、当該封止表面が前記オリフィスを包囲する
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２４】
前記封止表面に、仕上げ面が含まれる
ことを特徴とする請求項２３記載の燃料噴射器。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのオリフィスにより、前記縦軸と平行な中心軸が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２６】
前記弁座組立体は、前記燃料が通る少なくとも１つのオリフィスを形成するオリフィス円板を含んで、前記弁座アセンブリ及び前記オリフィス円板が、各々前記弁本体に対して軸方向に回転するように取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項２７】
前記オリフィス円板の少なくとも一部が、前記縦軸に対し固定配向を成して前記オリフィス円板を保持するために、前記流通部分の前記第２の表面に溶接されている
ことを特徴とする請求項２６記載の燃料噴射器。
【請求項２８】
前記弁座組立体及び前記オリフィス円板が、前記流通部分に対する固定空間配向を保つために、前記管組立体の前記外部表面から前記流通部分に対して離れた位置にある前記固定部分の前記外部表面まで延びる少なくとも１つの溶接部を含む
ことを特徴とする請求項２６記載の燃料噴射器。
【請求項２９】
前記流通部分が、前記弁本体の少なくとも一部に溶接されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３０】
前記固定部分の前記第２の長さが、前記流通部分の前記第１の長さを超えた長さに設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３１】
前記調整管が、前記調整管の一部と前記管組立体の一部との間での締り嵌めによって、前記入口管に対して固定されている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射器。
【請求項３２】
別個にテスト可能な弁群副組立体に接続されて単一ユニットを形成し、別個にテスト可能な動力群副組立体を備えた、内燃機関用の燃料噴射器の組立方法であって、
動力群副組立体を準備する工程と、
第１の管端と第２の管端の間に延びる縦軸を備え、第１の入口管端と第２の入口管端を含む入口管と、前記第２の管端に近接して配置された弁座組立体と、アーマチュア組立体及び前記アーマチュア組立体を前記第２の管端に向けて偏倚させる弾性部材を備えた管組立体を含む弁群副組立体とを準備する工程と、
調整管と、前記調整管の一部内に配置され、前記入口管内に配置されたフィルタ組立体とを準備する工程と、
前記調整管の別の部分に前記弾性部材を係合させる工程と、
前記管組立体に、第１の表面及び弁座オリフィスを形成する第２の表面を備える流通部分、前記流通部分に対し固定空間配向を成すように前記第２の表面に固定されたオリフィス円板及び前記第２の表面から離れた方向に延びる固定部分を含み、前記弁体に当接する面を含む第１の表面（３３１）とそれとは反対側の面である第２の表面（３３３（円板保持面とも記載））との間を前記縦軸（Ａ−Ａ）に沿って第１の長さ（Ｌ1）だけ延びる中心軸を形成し、燃料が前記第１の表面（３３１）から前記第２の表面（３３３）側へと向かい、さらに前記内燃機関へと流入する流路途中における、前記第２の表面（３３３）側に配置された、少なくとも１つのオリフィス（３３７）を備えると共に、外部表面に前記弁本体（２５０）との溶接が施される固定部分（３４０）を備えており、かつ前記固定部分（３４０）が、前記溶接の際に当該固定部分（３４０）から流通される熱が第１の表面（３３１）と第２の表面（３３３）との間で伝導される長さである前記第１の長さ（Ｌ1）と同等の第２の長さ（Ｌ2）に亘って前記第２の表面から前記縦軸（Ａ−Ａ）に沿って外側へと遠位に延びる長さを備えたものであるようにした弁座組立体を挿入する工程と、
前記固定部分の一部を前記管組立体に溶接して、前記オリフィス円板の配置に対する前記流通部分及び前記固定空間配向の、寸法または配向角度の誤差を、±０．５％の公差内に保持する工程と、
前記動力群副組立体の少なくとも一部を前記弁群副組立体の少なくとも一部に溶接することを含めて前記弁群副組立体と前記動力群副組立体を結合し、前記燃料噴射器を組立てる工程と
を含むことを特徴とする、燃料噴射器の組立方法。
【請求項３３】
請求項３２記載の燃料噴射器の組立方法において、
少なくとも１つの電気接点を備えるプラスチック巻枠を成形する工程と、
前記巻枠に導線を巻きつけ、前記導線を少なくとも１つの電気接点に電気的に結合して電磁コイルを形成する工程と、
少なくとも前記電磁コイルの一部を覆うようにハウジングを配置する工程と、
前記少なくとも１つの電気接点に少なくとも１つの端子を電気的に結合する工程と、
前記ハウジングの少なくとも１つ及び前記端子の周りに、近位端及び遠位端を備える少なくとも１つのオーバモールドを形成し、前記電磁コイルハウジング及び少なくとも１つの相対的組み付け関係が保たれるようにする工程と
を含むことを特徴とする、燃料噴射器の組立方法。
【請求項３４】
請求項３２記載の燃料噴射器の組立方法において、
前記弁群副組立体を準備する工程に、
第１の弁本体端及び第２の弁本体端を備える弁本体に、第１の入口管端及び第２の入口管端を備える入口管を結合し、非磁性外被がそれらの間に位置するようにし、磁極片を備える前記第２の入口管端が前記第１の弁本体端に結合されるようにする工程と、
前記入口管に弾性部材及びアーマチュア組立体を挿入し、前記弾性部材が、前記アーマチュア組立体に近接し、前記アーマチュア組立体が前記磁極片と向かい合うようにする工程と、
調整管及び前記フィルタ組立体を前記第１の入口管端に挿入し、前記フィルタ組立体及び前記調整管が前記弾性部材に係合して、予加重をかけるようにする工程と
を含め、
かつ、前記管組立体を組み立てる工程を含む
ことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の燃料噴射器の組立方法において、
前記第２の弁本体端の周りに封止環を配置する工程を含む
ことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【請求項３６】
請求項３４記載の燃料噴射器の組立方法において、
前記弁群副組立体を準備する工程に、更にもう一方と向かい合う、前記磁極片と前記アーマチュア組立体の少なくとも一方の一部に被覆を施す工程と、
前記被覆前に、前記磁極片と前記アーマチュア組立体の前記少なくとも一方の表面領域にマスクを付けて、当該表面領域に対する表面処理を阻止する工程と
を含むことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【請求項３７】
請求項３２記載の燃料噴射器の組立方法において、
更に、前記弁群副組立体の周りで前記動力群副組立体を滑動させ、前記第１の管端の周りを囲む封止環が、前記第１の入口管の少なくとも一部によって支持されるようにする工程を含む
ことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の燃料噴射器の組立方法において、
前記弁群副組立体の周りで前記動力群副組立体を滑動させる工程を、前記弁群副組立体の前記第１の端部又は第２の端部から実施する
ことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【請求項３９】
請求項３２記載の燃料噴射器の組立方法において、
前記弁群副組立体と前記動力群副組立体を結合する工程に、更に、前記弁群組立体上に位置する第１の基準点を設け、当該第１の基準点を利用すると共に、前記動力群副組立体上に位置する第２の基準点を設け、当該第１の基準点を利用して、前記縦軸周りで互いに対する前記副組立体の配向を施す工程を含む
ことを特徴とする燃料噴射器の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
公知の燃料噴射システムでは、噴射器を用いて、内燃機関で燃焼すべき量の燃料が供給される。また、供給される燃料の量は、エンジン速度、エンジン負荷、エンジン排出ガス等の幾つかのエンジンパラメータによって変わる。
【０００２】
公知の電子燃料噴射システムでは、エンジンパラメータの少なくとも１つを監視し、噴射器を電子的に操作して、燃料を供給する。公知の噴射器では、電磁コイル、圧電素子又は磁歪材料を利用して、弁を作動させている。
【０００３】
公知の噴射器用弁には、弁座に対し移動可能な密閉部材が含まれる。噴射器を通る燃料流は、密閉部材が弁座を密封するように接触しているときは阻止され、密閉部材が弁座から離れているときは許される。
【０００４】
公知の噴射器は、密閉部材を弁座に向けて偏倚させる力を生じるバネを含む。また、この偏倚力は、弁座に対する密閉部材の移動の動特性を設定すべく調整可能である
【０００５】
更に、公知の噴射器は、燃料流から粒子を分離するためのフィルタと、噴射器と燃料源の接続部のシールを含む。
【０００６】
こうした公知の噴射器には、幾つかの欠点がある。
【０００７】
公知の噴射器は、殆ど汚染物のない環境で完全に組立てねばならない。また公知の噴射器は、最終組立完了後にしかテストできない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、内燃機関に用いられる燃料噴射器が提供される。すなわち、第１の望ましい実施形態では、燃料噴射器は、個別にテスト可能な弁群副組立体と接続され、単一ユニットを形成する個別にテスト可能な動力群副組立体を含む。動力群副組立体は、第１の接続片部分を備え、電磁コイル、コイルの少なくとも一部を包囲するハウジング、コイルに電気的に結合されてコイルに電力を供給する少なくとも１つの端子及びコイルの少なくとも一部及びハウジングを覆うように形成された少なくとも１つのオーバモールドを含む。オーバモールドは、第１のオーバモールド端と、第１のオーバモールド端と反対側の第２のオーバモールド端を備えている。オーバモールドは、内部表面も形成している。弁群副組立体は、第２の接続片部分を備え、オーバモールドの内部表面と係合する少なくとも一部を備えた管組立体を含んでいる。管組立体は、外部表面と、第１の管端と第２の管端の間に延びる縦軸を備えている。管組立体は、第１の入口管端と第２の入口管端を備えた入口管を含む。燃料噴射器及び弁群副組立体は、更に、略入口管に配置されたフィルタ素子を備えるフィルタ組立体が含んでいる。非磁性外被が縦軸に沿って軸方向に延び、第１の外被端と第２の外被端を備えている。少なくとも第１の部分が入口管に接続され、第２の部分が第１の外被端に接続された磁極片により、第１の外被端が入口管に結合されている。弁本体は第２の外被端に結合されており、管組立体内には、アーマチュア組立体が配置されている。アーマチュア組立体は、電磁コイルへのエネルギ供給時、縦軸に沿って変位可能であり、磁極片と向かい合った第１のアーマチュア端と、第２のアーマチュア端を備えている。第１のアーマチュア端は強磁性部分を備え、第２のアーマチュア端は封止部分を備えている。アーマチュア組立体は、更に貫通孔と、貫通孔に通じる少なくとも１つの開口を備えている。第１の接続片部分は、アーマチュア組立体の少なくとも一部が電磁コイルによって包囲されるよう、第２の接続片部分にしっかりと接続するのが望ましい。また、アーマチュア組立体に第２の管端の方に偏倚させる力を加える配置及び構成が施された部材も含まれている。第１のフィルタ組立体は、偏倚力を調整すべく、第２の管端に近接して管組立体内に配置された調整管と係合する。調整管は、第２の管端に近接して管組立体内に配置されている。弁群には、更に、管組立体内において第２の管端に近接して配置された弁座組立体も含まれ、弁座組立体の少なくとも一部は弁本体内に収容されている。弁座組立体は、第１の表面と第２の表面の間を縦軸に沿って第１の長さだけ延びる流通部分を含む。流通部分は中心軸を形成し、それを経て燃料が内燃機関に流入する少なくとも１つのオリフィスを備えている。そして、弁座組立体は、上記の弁体に当接する面を含む第１の表面とそれとは反対側の面である第２の表面との間を前記縦軸に沿って第１の長さだけ延びる流通部分を含む。その流通部分は燃料の流路としての中心軸を形成し、それを経て燃料が前記第１の表面から前記第２の表面側へと向かい、さらに前記内燃機関へと流入する。そして、その流路途中における、前記第２の表面側に配置された、少なくとも１つのオリフィスを備えると共に、外部表面に前記弁本体との溶接が施される固定部分を備えており、かつ前記固定部分は、前記溶接の際に当該固定部分から流通される熱が第１の表面と第２の表面との間で伝導される長さである前記第１の長さと同等の第２の長さに亘って前記第２の表面から前記縦軸に沿って外側へと遠方に延びる長さを備えたものとなっている。
【０００９】
更にもう１つの態様によれば、内燃機関に用いられる燃料噴射器が提供される。すなわち、本発明の望ましい実施形態に係る燃料噴射器の製造方法では、個別にテスト可能な弁群副組立体と接続されて、単一ユニットを形成する個別にテスト可能な動力群副組立体を備え、内燃機関に用いられる燃料噴射器の組立方法を提供する。この組立て方法は、動力群副組立体を設ける工程と、第１の管端と第２の管端の間に延びる縦軸を備える管組立体を含む弁群副組立体を設ける工程を含む。管組立体は、第１の入口管端と第２の入口管端を含む入口管を備え、弁座組立体が、第１の管端に近接して配置されている。管組立体には、アーマチュア組立体と弾性部材も含まれている。弾性部材によって、アーマチュア組立体が第２の管端に向かって偏倚させられる。この方法は、更に調整管と、入口管内に配置されるフィルタ組立体を設ける工程も含んでいる。フィルタ組立体は、調整管の一部内に配置できる。この方法は、更に、調整管の別の部分に弾性部材を係合させる工程と、管組立体に弁座組立体を挿入する工程を含む。弁座組立体は、第１の表面及び弁座オリフィスを形成する第２の表面を備える流通部分と、流通部分に対する空間配向を固定し、第２の表面に取り付けられたオリフィス円板と、第２の表面から遠位に延びる固定部分を含んでいる。そして、この方法は、特に、弁群副組立体と動力群副組立体を結合し、弁群副組立体の少なくとも一部に動力群副組立体の少なくとも一部を溶接して、燃料噴射器を組み立てる工程を含み、かつ上記の固定部分が、溶接の際にその固定部分から流通される熱が第１の表面と第２の表面との間で伝導される長さである前記第１の長さと同等の第２の長さに亘って前記第２の表面から前記縦軸（Ａ−Ａ）に沿って外側へと遠位に延びる長さを備えたものであるようにした弁座組立体を挿入する工程と、前記固定部分の一部を前記管組立体に溶接して、前記オリフィス円板の配置に対する前記流通部分及び前記固定空間配向の、寸法または配向角度の誤差を、±０．５％の公差内に保持する工程を含むことを特徴としている。
【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の図面は、本発明の実施形態を例示し、上記概要及び下記詳細説明と共に、本発明の特徴を明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１及び１Ａは、内燃機関（図示せず）において燃焼すべき量の燃料を供給するための電磁操作燃料噴射器１００の望ましい実施形態を示す。燃料噴射器１００は、第１の噴射器端１１０と第２の噴射器端１２０の間を縦軸Ａ−Ａに沿って延びており、図２に示す弁群副組立体２００と、図５に示す動力群副組立体４００を含んでいる。弁群副組立体２００は、例えば燃料流路を形成したり、噴射器１００を通る燃料流を阻止したりする等の、燃料取扱い機能を実施する。動力群副組立体４００は、例えば電気信号を駆動力に変換して、噴射器１００に燃料を流すことができるようにする電気的機能を実施する。
【００１２】
図１及び図１Ａに関連し、図２は、少なくとも第１の管組立体端２０４と第２の管組立体端２０６の間を縦軸Ａ−Ａに沿って延びる管組立体２０２を含む弁群副組立体２００を示す。管組立体２０２は、少なくとも入口管２１０、非磁性外被２３０及び弁本体２５０を含む。入口管２１０は、第１の入口管端２１２と、非磁性外被２３０の第１の外被端２３２に接続された第２の入口管端２１４を備えている。非磁性外被２３０の第２の外被端２３４は、第２の弁本体端２５４の反対側にある、弁本体２５０の第１の弁本体端２５２に接続されている。入口管２１０は、深絞り加工又は圧延加工により形成するとよい。入口管２１０は、動力群副組立体４００との、できればオーバモールド４３０との締り嵌めを容易にすべく、図２に示す突出部２１３を含み得る。磁極片２７０は、図１、図１Ａ及び図２に示すように、入口管２１０の第２の入口管端２１４と一体成形しても、別個に形成し磁極片２７０の第１の部分２７２を第２の入口管端２１４に接続してもよい。入口管２１０と一体である否かに係らず、磁極片２７０の第２の部分２７４は、非磁性外被２３０の第１の外被端２３２に接続可能である。即ち、磁極片の第２の部分２７４は、非磁性外被２３０の内部表面２３１に係合可能である。非磁性外被２３０は、３００系のステンレス鋼や同様の構造特性及び磁気特性を備える他の材料を含み得る。入口管２１０、磁極片２７０、非磁性外被２３０及び弁本体２５０は、第１の管組立体端２０４と第２の管組立体端２０６の間に延びる外径が略一定になるような寸法と構造になし得る。本明細書で用いる「略」、「おおよそ」及び「約」という用語は、それでもやはり、組立られた燃料噴射器の望ましい実施形態による燃料の計量を容認することになる、公差の許容レベルを表している。入口管２１０及び非磁性外被２３０は、非磁性３０５ステンレス鋼が望ましく、磁極片は強磁性４３０ステンレス鋼が望ましい。
【００１３】
図２に示すように、入口管２１０は、例えば溶接等の、適合する取り付け技法により磁極片２７０に取り付け得る。溶接部は、２つの部材２１０、２７０をレーザ溶接することで形成すると望ましい。磁極片２７０の外部表面には、肩部分２７６を形成する。入口管端２１４は、肩部分２７６に係合し、磁極片２７０と入口管２１０を接続できる。更に、燃料噴射器１００の組立時に、確実なマウンティングストップの働きをするよう、動力群副組立体４００の内部表面に肩２７７を形成できる。例えば図１は、肩２７７と、動力群副組立体４００の内部、特に図５Ａに示すように電磁コイル４０２を形成する巻枠４０５との相互作用を示す。図２Ａ及び２Ｂに示すように、磁極片２７０の長さを固定とし、一方入口管２１０、２１０'の長さは、動作要件に応じて可変とすることができる。磁極片２７０とは別個に入口管２１０を形成することで、組立プロセス中に、様々な入口管長を利用し、様々な長さの噴射器を製造することができる。図２Ａ及び２Ｂに示すように、入口管２１０は、図１に示す如く第１の管端１１０周りを囲む封止環又はＯリング２９０を保持すべく、入口端２１２をフレア状に広げることができる。図１、１Ａ、２、２Ａ及び２Ｂに示す構造に代えて、入口管２１０は、別個の磁極片２７０に対し、磁極片２７０の内周表面に取り付けることもできる。
【００１４】
図１、１Ａ及び２に、管組立体に磁極片２７０から離して配置したアーマチュア組立体３００を示している。図３及び３Ｃ〜３Ｅに更に詳細に示す如く、アーマチュア組立体３００は、アーマチュア部分又は強磁性部分３０４を含む第１のアーマチュアコア端３０２と、封止部分３０８を備える第２のアーマチュアコア端３０６を具備したアーマチュアコア３０１を含んでいる。アーマチュア組立体３００は、強磁性部分３０４、即ち「アーマチュア」が磁極片の第２の部分２７４で磁極片２７０と向かい合うよう、管組立体２１０内に配置している。封止部分３０８は、燃料噴射器１００を通る流体流を調整すべく移動可能な、例えば球状弁素子等の強磁性の密閉部材３１０を含み得る。密閉部材３１０は４４０Ｃステンレス鋼、アーマチュアコア３０１は４３０ＦＲステンレス鋼が望ましい。
【００１５】
図３及び３Ａに示す如く、磁極片２７０の第２の部分２７４及びアーマチュアコア３０１の強磁性部分３０４は、各々衝突面２７５及び３０５を形成する。衝突面２７５、３０５及び第２の部分２７４及び強磁性部分３０４の少なくとも１つに表面処理を施し、アーマチュアの応答性を向上させ、衝突面の摩耗又は各部分２７４と３０４の間の有効空隙の変動を低減することができる。表面処理は、被覆、めっき又は肌焼きを含み得る。被覆又はめっきは、例示的には硬質クロムめっき、ニッケルめっき又はケロナイト（Keronite；登録商標）被覆を含み得る。一方肌焼きには、例えば窒化、浸炭、浸炭窒化、薬焼き、熱硬化、炎焼入れ、放電硬化又は高周波焼入れを含み得る。被覆は、クロムめっきが望ましい。
【００１６】
表面処理により、一般には、磁極片２７０及びアーマチュアコア３０１の各部分２７４と３０４に少なくとも１つの耐摩耗性材料の層２７３を形成する。しかし該層は、どちらの部分２７４、３０４もその周辺と半径方向の端面との間のどこに鋭いエッジ又は接合部があろうとも、厚くなる傾向がある。更に、この肥厚効果に伴い、端部の半径方向の外側エッジに平らでない接触面が生じることになる。しかし、図３Ａ及び３Ｂに示す如く、少なくとも一方の部分２７４又は３０４が縦軸Ａ−Ａに対して全体に斜めの表面を備える場合、部分２７４と３０４の少なくとも一方に耐磨耗性の層を形成することで、両方の衝突面２７５、３０５が、その斜面の層の肥厚により、結果として互いに略嵌合接触することになる。図３に示す如く、部分２７４、３０４は、縦軸Ａ−Ａ周りで略中央の同軸上に配置される。例えば磁極片２７０の第２の部分２７４の外部表面２７８のような、端部２７４、３０４の少なくとも一方の外部表面は、全体に円錐状、円錐台状、球状とし、又は縦軸Ａ−Ａに対し全体に斜めの表面となし得る。ここで、部分２７４、３０４の斜面の少なくとも一方を、縦軸Ａ−Ａに対し弓状面を成すように形成することが望ましい。
【００１７】
表面処理は、アーマチュアコア３０１の強磁性部分３０４又は磁極片２７０の物理的特性及び磁気特性に影響を及ぼし得るため、表面処理の間中、マスク、被覆又は保護カバー等の適合する材料によって、各端部３０４と２７４以外の領域を包囲することができる。表面処理が完了すると、材料を除去することができ、その結果、予めマスキングした領域は、表面処理による影響を受けない状態のままになる。
【００１８】
図３、３Ｃ及び３Ｄに、アーマチュアコア３０１、中間部又はアーマチュア管３１２及び密閉部材３１０を含む３ピースアーマチュア組立体３００を示す。３ピースアーマチュア組立体３００は、強磁性部分３０４を密閉部材３１０に接続すべく、別個に形成したアーマチュア管３１２を含み得る。アーマチュア管３１２は、様々な技法で製作でき、例えば板を圧延し又はブランクを深絞りしてシームレス管を形成してもよい。アーマチュア管３１２は、燃料噴射器１００の磁気回路からの漏洩磁束を低減させ得る点で望ましい。この能力は、アーマチュア管３１２が非磁性材料からなり、そのため磁性部分又は強磁性部分３０４が強磁性密閉部材３１０から磁気的に切り離されることに起因する。強磁性密閉部材３１０が、強磁性部分３０４から切り離されるので、漏洩磁束が低減し、その結果、磁気回路の効率が向上する。図３Ｄは、アーマチュア管３１２を大幅に延長可能な、先端が延長された３ピースアーマチュア組立体３００'の形で、３ピースアーマチュア組立体３００のもう１つの変形例を示す。この場合代替的に、図３Ｅに示す２ピースアーマチュア組立体３００"は、アーマチュアコア３０１と、密閉部材３１０に直接接続するように構成された第２のアーマチュアコア端３０６を含んでいる。３ピース及び２ピースアーマチュア組立体３００、３００'及び３００"は互換性があるが、アーマチュア管３１２の磁気切り離し特徴のため、３ピースアーマチュア組立体３００又は３００'が望ましい。
【００１９】
アーマチュア組立体３００を通る燃料流は、少なくとも１つの軸方向に延びる貫通孔３１４及びアーマチュア組立体３００の壁面を通る少なくとも１つの開口３１６により発生できる。特定の用途の要求に応じ、任意の数の開口を設け得る。任意の形状となし得る開口３１６は、例えば図３Ｃに示す如く、気泡の通過を容易にすべく、軸方向に細長と言ったように、非円形が望ましい。例えば薄板を略管状に圧延することで形成したアーマチュア管３１２を備える３ピースアーマチュア組立体３００の場合、開口３１６は、圧延薄板の非接合エッジ間に形成した、軸方向に延びるスリットとなし得る。しかしアーマチュア管３１２は、開口３１６以外にも、特定の用途の必要に応じ、薄板を貫通する追加開口部を含むとよい。開口３１６により、少なくとも１つの貫通孔３１４と弁本体２５０の内部との間に流体が通じるようになる。従ってこの開放構成の場合、燃料は、貫通孔３１４から開口３１６及び弁本体２５０の内部を通り、密閉部材３１０の周りを回って、開口部から内燃機関（図示せず）内に流入する。細長い開口３１６は、２つの関連目的に役立つ。第１に、細長い開口３１６により、アーマチュア管３１２からの燃料の流出が可能とになる。第２に、細長い開口３１６により、アーマチュア管３１２内の高温の燃料蒸気をアーマチュア管３１２内に閉じ込める代わりに、弁本体２５０内に排出可能となり、更に高温始動時に、その中に閉じ込められた残留燃料蒸気を加圧液体燃料で押し退け得る。２ピースアーマチュア組立体３００"の場合、開口３１６は図３Ｄに示す如く、第２のアーマチュアコア端３０６に近接して、アーマチュアコア３０１に直接形成できる。
【００２０】
図１、１Ａ及び２は、密閉部材３１０に係合した弁座組立体３３０を示す。弁座アセンブリ３３０は、管組立体２０２の第２の端部に、更に具体的には、弁座アセンブリ３３０は、第２の弁本体端２５４に固定されている。図４は、流通部分３３５と固定部分３４０を含み得る弁座組立体３３０をより詳細に示す。流通部分３３５は、第１の表面３３１と第２の表面又は円板保持面３３３との間を、略縦軸縦軸Ａ−Ａに沿って、第１の長さＬ1にわたり延び、固定部分３４０は、第２の表面３３３から離れ、略縦軸に沿い、第２の長さＬ2にわたり延びている。長さＬ2は、少なくとも第１の長さＬ1に等しいか、可能ならＬ1より長い寸法にすると望ましい。両方の部分共、略縦軸に沿い、Ｌ1又はＬ2の何れか一方より長い第３の長さＬ3にわたり延びている。
【００２１】
弁座組立体３３０の流通部分３３５及び他の部分により、第１の表面又は封止表面３３６と、縦軸Ａ−Ａに中心が来ると望ましい内燃機関（図示せず）への燃料の流入を可能にするオリフィス３３７とが形成される。封止表面３３６は、オリフィス３３７を包囲し、密閉部材３１０のある位置に接触係合するように構成すると望ましい。オリフィス３３７は、第２の表面又は円板保持面３３３と隣接しているとよい。弁本体３５０の内部と向かい合う封止表面３３６は、円錐台又は凹面の形状にでき、例えば研磨又は被覆を施した仕上げ面を備え得る。オリフィス円板３６０を弁座組立体に関連して利用し、特定の燃料噴霧パターンを形成し、標的を定めるべく配向を施したオリフィス３３７を設け得る。正確なサイズ付与及び配向を施したオリフィス３３７は、オリフィス円板３６０の中心軸上に配置し、可能なら中心軸をはずして配置し、縦軸Ａ−Ａ又は燃料噴射器１００の任意の１つ以上の基準点に対し任意の望ましい角配置となるように配向を施すこともできる。留意すべきは、弁座組立体３３０とオリフィス円板３６０は、両方とも、例えばレーザ溶接、圧着及び摩擦溶接又はガス溶接を含む、公知の通常の取り付け技法で、弁本体２５０に強固に固定可能という点である。オリフィス円板３６０は、特定の燃料噴霧パターンを形成し、燃料噴霧の標的を定めるため、固定空間（半径方向及び／又は軸方向）配向をなすよう、溶接部３６１でオリフィス円板保持表面３３３に仮付け溶接すると望ましい。
【００２２】
弁座組立体３３０の固定部分３４０は、第１の表面３３１と円板保持表面３３３との間の空間配向を維持するが、これにオリフィス円板３６０も含むとよい。即ち、固定部分３４０は、例えば溶接に伴い熱が加わった際、表面３３１、３３３及びオリフィス円板３６０に対する大幅な変形を阻止するような寸法及び構造を付与することができる。弁座組立体３３０は、例えばレーザ溶接や仮付け溶接等の任意の適合技法で弁本体２５０に取り付け可能である。固定部分３４０は、弁本体２５０の外部表面から延び、弁本体２５０の内部表面を通り、固定部分３４０の一部に入り込んで、弁本体２５０の内部表面と固定部分３４０の外部表面との間にハーメチックラップ封止を形成すべく、縦軸Ａ−Ａを囲むパターンをなす連続レーザシーム溶接部３４２にて、弁本体２５０の内部表面に固定できる。またシーム溶接部３４２は、円板保持表面３３３から遠位に、第２の長さＬ2の約５０％の距離Ｌ4をあけて配置することもできる。シーム溶接部３４２を流通部分３３５からこうした位置に配置し、封止表面３３６から十分遠くなるようにすることで、オリフィス３３７及びオリフィス円板３６０は、所望の配向をなすように固定できる。弁本体２５０への取り付け前の、弁座組立体３３０に対するオリフィス円板３６０の固定配置は、所定の配置に対し±０．５％の公差内に維持するとよい。更に、縦軸Ａ−Ａに関する流通部分３３５又はオリフィス円板３６０の寸法対称性（円形の真円度、直角度又は歪みの定量化可能測定値）は、弁座組立体３３０が弁本体に固定される前のこうした測定値に比べ約１％未満である。Ｏリング３３８は、弁座組立体と弁本体２５０の内部との間を確実に密封すべく、弁座組立体と弁本体２５０の内部との間に配置できる。弁座３５０は、４１６Ｈステンレス鋼、ガイド３１８は、３１６ステンレス鋼、弁本体２５０は、４３０Ｌｉステンレス鋼が望ましい。
【００２３】
オリフィス円板３６０の溶接に加えて、封止環又はＯリング２９０を保持すべく、図４Ａ〜４Ｃに示すように、第２の弁本体端２５４に支持体３６５を配置できる。図４Ａ〜４Ｃは、第２の噴射器端１２０を適切に密封すべく、Ｏリング２９０が支持体３６５により支持又は保持された、第２の噴射器端１２０の望ましい実施形態を部分断面図で示す。支持体３６５は、弁本体２５０の相補型溝付き部分２５５に支持体３６５をスナップ嵌め可能とすべく、指状のロック部分３６６を含む。更に支持体３６５は、弁座組立体３３０の一部と係合する窪み又は凹部３６７を含み得る。支持体３６５は、オリフィス円板３６０及び固定部分３４０と係合するように構成されている。支持体３６５に確実に十分な弾力性を持たせるため、支持体３６５の厚さは、弁本体２５０の厚さの高々１／２にすべきである。Ｏリング２９０を支持すべく、支持体３６５は、フランジ３６８を含むとよい。
【００２４】
例えば、参考迄に、本明細書において援用されている、下記の同時係属出願に示され、解説されている弁座組立体のような、他の弁座組立体を利用して、噴霧軌道を制御することができる。「Injection Valve with Single Disc Turbulence Generation」と題する米国特許出願第０９／５６８４６４号、「Injection Valve with Single Disc Turbulence Generation」と題する米国特許公開第２００３−００５７３００号、米国特許出願第１０／２４７３５１号、「Spray Pattern Control with Non-Angled Orifices in Fuel Injection Metering Disc」と題する米国特許公開第２００３−００１５５９５号、米国特許出願第１０／１６２７５９号、「Spray Pattern and Spray Distribution Control with Non-Angled Orifices in Fuel Injection Metering Disc and Methods」と題する米国特許公開第２００４−００００６０３号、米国特許出願第１０／１８３４０６号、「Spray Control with Non-Angled Orifices in Fuel Injection Metering Disc and Methods」と題する米国特許公開第２００４−００００６０２号、米国特許出願第１０／１８３３９２号、「Spray Targeting to An Arcuate Sector with Non-Angled Orifices In Fuel Injection Metering Disc and Methods」と題する米国特許公開第２００４−００５６１１３号、米国特許出願第１０／２５３４６７号、「Generally Circular Spray Pattern Control with Non-Angled Orifices in Fuel Injection Metering Disc and Methods」と題する米国特許公開第２００４−００５６１１５号、米国特許出願第１０／２５３４９９号、「Spray Pattern Control with Non-Angled Orifices formed on a dimpled Fuel Injection Metering Disc having a SAC Volume Reducer」と題する米国特許出願第１０／７５３３７８号、「Spray Pattern Control with Non-Angled Orifices formed on a Generally Planar Metering Disc and Subsequently Dimpled with a SAC Volume Reducer」と題する米国特許出願第１０／７５３４８１号、「Spray Pattern Control with Non-Angled Orifices formed on a Generally Planar Metering Disc and Reoriented on Subsequently Dimpled Fuel Injection Metering Disc」と題する米国特許出願第１０／７５３３７７号。
【００２５】
図１と４を参照すると、密閉部材３１０は、密閉構成になる第１の位置と、開放構成になる第２の位置（図示せず）の間を移動できる。密閉構成の場合、密閉部材３１０は、封止表面３３６に接触係合し、オリフィス３３７を通る流体流を阻止する。開放構成では、密閉部材３１０は、密閉部材３１０と封止表面３３６の間の空隙を経て、流体流がオリフィス３３７を通れるようにすべく、封止表面３３６から間隔をあけて配置される。密閉構成時に、密閉部材３１０と封止表面３３６の界面における確実なシールを保証するため、密閉部材３１０は、溶接部３１３によってアーマチュア管３１２に取り付け、弾性部材３７０で偏倚させて、封止表面３３６に密封するように係合させることができる。溶接部３１３は、内部でアーマチュア管３１２の接合部と密閉部材３１０との間に形成することが可能である。様々な噴霧パターンを実現し又は低い噴射器の揚程において大量の燃料噴射を確実にするため、球状密閉部材３１０は、図４Ｂに拡大して詳細に示すフラットフェイスボールの形状を取り得る。
【００２６】
密閉部材が、例えば密閉部材３１０のように球状弁素子の構造の場合、球状弁素子は、直径が球状弁素子の直径より小さい第２のアーマチュア部分３０６又はアーマチュア管３１２に接続できる。この接続部は、球面弁素子の、封止表面３３６と接触している接触面とは反対側に位置する。再び図４を参照すると、下部アーマチュア案内体３１８は、密閉部材３１０の直径と滑り係合すべく、管組立体内に、弁座アセンブリ３３０に近接して配置できると望ましい。更に、下部アーマチュア案内体３１８によって、軸Ａ−Ａに沿ったアーマチュア組立体３００の位置決めを行うことが可能になる。
【００２７】
もう一度図１、１Ａ及び２を参照すると、アーマチュア組立体３００を弁座組立体３３０に向けて偏倚させるべく、巻きバネの形態の弾性部材３７０を管組立体内に配置するとよい。弾性部材３７０は、更に第１のアーマチュア組立体端３０２の内面３０７に係合する寸法と構造を持つとよい。弾性部材３７０は、調整管３７５により係合させ得る。調整管３７５は、弾性部材３７５に略近接して配置するのが望ましい。調整管３７５は、弾性部材３７０に係合し、管組立体に対する部材３７０の偏倚力を調整する。即ち、調整管３７５により、ソレノイド又は電磁コイル４０２の消勢時、アーマチュア組立体３００及び密閉部材３１０を密閉位置につけるため、弾性部材３７０がそれに対し反動する反動部材が得られる。調整管３７５の位置は、調整管３７５と入口管２１０の内部の一部又は別個の磁極片２７０との間の締り嵌めによって入口管２１０に対し保持可能である。調整管３７５は、フィルタ組立体３８０及び弾性部材３７０との係合、入口管２１０への挿入及び少なくとも入口管２１０の内部の一部又は別個の磁極片２７０との締り嵌めを容易にすべく構成することができる。従って、入口管２１０に対する調整管３７５の位置を利用し、アーマチュア組立体３００の所定の動特性を設定できる。
【００２８】
密閉部材３１０の密封能力と燃料噴射器１００の総合性能に更なる影響を及ぼすのは、アーマチュア組立体の揚程の設定である。揚程は、図３Ａに示す磁極片２７０とアーマチュアコア３０１との間の有効空隙４１３及び非磁性外被２３０と弁本体２５０との間、非磁性外被２３０と入口管２１０との間又は弁座組立体３３０と弁本体２５０との間の相対的軸方向空間関係で決まるアーマチュア組立体３００の軸方向変位量である。揚程を設定する、即ち適切な噴射器の揚程を確保する上で利用可能な、少なくとも４つの異なる技法がある。第１の技法では、下部ガイド３１８と弁本体２５０の間に嵌るようにクラッシュリング又はワッシャを弁本体２５０に挿入する。クラッシュリングは、既知の量だけ軸方向に変形できる。アーマチュア組立体３００と弁座組立体３３０を係合させると、中間クラッシュリングがアーマチュア組立体３００と弁座組立体３３０との間の所望の揚程量に相当する既知の量だけ変形する。第２の技法では、弁本体２５０と非磁性外被２３０を互いに固定する前に、これら２つの部品の相対軸方向位置の調整と測定が可能になる。第３の技法では、非磁性外被２３０と磁極片２７０を互いに固定する前に、これら２つの部品の相対軸方向位置の調整が可能になる。更に第４の技法では、弁本体２５０内でのリフトスリーブ３１９の軸方向変位が可能になる。リフトスリーブ技法を利用する際、リフトスリーブ３１９の位置は、リフトスリーブ３１９を軸方向に移動させることで調整できる。揚程は、テストプローブで測定可能である。揚程が正確であれば、スリーブ３１９を、弁本体２５０に固定し、又は例えばレーザ溶接等の別の方法で溶接できる。次に、例えば漏洩に関し、組立た弁群副組立体２００をテストすることができる。
【００２９】
もう一度図１、１Ａ及び２を参照すると、燃料噴射器１００は、更にフィルタ素子３８２を備えたフィルタ組立体３８０を含み得る。フィルタ素子３８２は、流体流路を形成する吸気面３８４と排気面３８６を含んでいる。フィルタ素子３８２は、例えば円管形、より望ましくは円錐台形又は円錐形等の、入口管２１０内に収容可能な任意の形状を取り得る。図１、１Ａ及び２に示す如く、フィルタ組立体３８０は、調整管３７５に係合させると望ましい。或いはフィルタ組立体３８０を、第１の入口管端２１２に近接して配置してもよい。第１の入口管端２１２に近接したフィルタ組立体３８０の配置を容易にすべく、フィルタ組立体に、更に第１の入口管端２１２にフィルタ組立体３８０を支持するための一体保持部分３８７を設け得る。一体保持部分３８７は、更に第１の管組立体端２０４を囲む状態でＯリング２９０を支持し、燃料源（図示せず）に対する噴射器１００の接続部を密封するような寸法と構造にすることができる。フィルタ組立体３８０は、入口管２１０内に密封するとよい。図１において、例えばフィルタ素子３８２の吸気面３８４が縦軸に対し略平行になり、それを通る流体流が縦軸に対し略垂直になるように、フィルタ組立体３８０及びフィルタ素子３８２は、流体流路の少なくとも一部が、縦軸に対し略垂直になるような構成を施すことができる。或いは吸気面３８４と排気面３８６により、軸Ａ−Ａに対し略平行又は同軸をなす流体流路を形成することもできる。
【００３０】
弁群副組立体２００は、次のように組立得る。非磁性外被２３０を入口管２１０及び弁本体２５０に接続し、管組立体２０２を形成する。アーマチュア管３１２及び密閉部材３１０を含むと望ましいアーマチュア組立体３００を、第２の管組立体端２０６で管組立体２０２に挿入する。更に、第２の管組立体端２０６で、アーマチュア組立体３００と共に弾性部材３７０を装入する。前述の揚程設定技法の何れを利用するときも、弁座組立体３３０を、第２の管組立体端２０６で管組立体に装入できる。クラッシュリング又はリフトスリーブを利用する際は、管組立体２０２への挿入前に、所望のオリフィス円板３６０及びアーマチュア案内体２２４を固定した弁座組立体３００を事前に組立ると望ましい。揚程が適正に設定されると、弁座組立体は、前述の方法で、弁本体に然るべく固定することができる。弾性部材３７０及び調整管３７５は、第１の管組立体端２０４で管組立体２０２に装着可能である。弾性部材３７５に予加重をかけ、もって弾性部材３７５の動特性を調整すべく、例えば噴射パルス中、アーマチュア組立体３００が浮き上がったり跳ねたりしないように、調整管３７５を管組立体内に配置することができる。調整管３７５は、前述の如く、締り嵌めにより入口管２１０に対し固定すると望ましい。フィルタ組立体３８０は、調整管３７５を管組立体２０２に挿入すると、管組立体２０２内に納まるように、事前に組立て、調整管３７５と係合させ得ると望ましい。或いは入口管２１０の第１の入口管端２１２に、挿入用の一体保持部分３８６を備えたフィルタ組立体３８０をしっかりと取り付け可能である。弁本体２５０の第２の弁本体端２５４に、支持体３６５を固定することができる。
【００３１】
図５を参照すると、動力群副組立体４００は、磁束を発生するためのソレノイド又は電磁コイル４０２と、少なくとも１つの端子４０６と、ハウジング４０２と、少なくとも１つのオーバモールド４３０を含む。電磁コイル４０２は、巻枠４０５に巻きつけ、巻枠４０５の少なくとも１つの平面電気接点４０７に電気的に接続し得る導線４０３を含む。端子４０６は、通電のため、端子接続片４０９の略平面状の表面と接触する略平面状の表面を備える。ハウジング４２０は、一般に、電磁コイル４０２の少なくとも一部を包囲する強磁性シリンダ４２２と、シリンダ４２２から軸Ａ−Ａに向かって延びる磁束ワッシャ４２４を含む。ワッシャ４２４は、シリンダ４２２と一体成形しても、独立して取り付けてもよい。ハウジング４２０は、孔、スロット又はコイルの付勢時に生じる可能性のある渦電流を遮断する他の構造を含み得る。オーバモールド４３０は、電磁コイル４０２、少なくとも１つの端子４０６（図示の例では２つ）及びハウジング４２０の相対的配向及び位置を保持する。オーバモールド４３０は、端子４０６の一部が露出する電気ハーネス接続片部分４３２を含み得る。端子４０６と電気ハーネス接続片部分４３２は、例えば車両配線ハーネス（図示せず）の一部のような嵌め合い接続片に係合し、電磁コイル４０２の付勢用電源（図示せず）に対する燃料噴射器１００の接続を容易にする。完成したオーバモールド４３０は、ハーネス接続片に近接した近位端又は第１のオーバモールド端４３３と、遠位端又は反対側の第２のオーバモールド端４３５を含む。図５Ａは、動力群副組立体の分解図を示す。オーバモールド４３０と巻枠４０５は、ナイロン６１６、磁束ワッシャは１００８鋼、コイルハウジング４２０は４３０Ｌｉステンレス鋼が望ましい。
【００３２】
図６Ａに示す望ましい実施形態では、電磁コイル４０２により発生する磁束４０１は、磁極片２７０、アーマチュア組立体３００、弁本体２５０、ハウジング４２０及び磁束ワッシャ４２４を含む回路に流入する。図６Ａと６Ｂに示す如く、磁束４０１は、強磁性部分３０４の均質材料と弁本体２５０の間の寄生空隙４１１を横切り、アーマチュアコア３０１に流入し、有効空隙４１３を横切って磁極片２７０に向かい、その結果弁座組立体３３０から密閉部材３１０を持ち上げる。再度図３Ａと３Ｂを参照すると、磁極片２７０の衝突表面２７５の幅「ａ」は、強磁性部分３０４の衝突表面３０５の断面の幅「ｂ」より広いと望ましい。断面積「ｂ」が小さくなると、アーマチュア組立体３００のアーマチュアコア３０１が軽くなり、同時に磁極片２７０内ではなく、磁極片２７０と強磁性部分３０４との間の有効空隙４１３の近くに磁束飽和点が生じる。「ｂ」対「ａ」の比は、１より若干低くすべきであり、約０．８５が望ましい。更にアーマチュアコア３０１は、部分的に電磁コイル４０２の内部にある故、磁束４０１の密度が高くなり、より効率的な電磁コイルが得られる。最後に、前述の如く強磁性密閉部材３１０は、アーマチュア管３１２により強磁性部分３０４から磁気的に切り離されるので、密閉部材３１０と弁座組立体３３０への磁気回路の漏洩磁束が減少し、そのため電磁コイル４０２の効率が向上する。
【００３３】
動力群副組立体４００は、下記のように組立得る。少なくとも１つの電気接点４０７と共に、プラスチック巻枠４０５を成形する。電磁コイル４０２用の導線４０３をプラスチック巻枠４０５に巻きつけ、電気接点４０７に接続する。次に電磁コイル４０２と巻枠４０５を覆うように、ハウジング４２０を配置する。次いで適切な形状に予め曲げた端子４０６を、各先端間のろう付け、ハンダ付け或いは可能なら抵抗溶接等の公知の方法で先端が周辺で互いに接触するように、各電気接点４０７に接続する。端子４０６の略平面状の表面が、端子接続片４０６の略平面状の表面と接触すると望ましい。オーバモールド４３０を形成すべく、部分的に組立た動力群副組立体をモールド（図示せず）内に配置する。オーバモールド４３０によって、コイル／巻枠ユニット４０２、４０５、ハウジング４２０及び端子４０６の相対的組み付け関係を保持する。オーバモールド４３０によって、更に燃料噴射器１００用の構造ケースを形成し、所定の電気絶縁特性と断熱特性を得る。例えば接合により別個のカラー４４０を接続し、噴射器１００に配向特徴又は識別特徴のような特定用途向け特性を与えることもできる。従って、オーバモールド４３０により、適合するカラー４４０の追加で修正可能な汎用構成が得られる。端子４０６は、予め曲げた形状に伴い、モールドへのポリマーの流し込み又は注入時に、ハーネス接続片４３２に適した配向をなすように配置できる。組立た動力群副組立体４００を試験台に取り付け、ソレノイド飽和時の、ソレノイドの引き付け力、コイル抵抗及び電圧降下を求める。製造コスト及び在庫費用を削減すべく、様々な用途に対し、コイル／巻枠ユニット４０２、４０５を共用することができる。従って、端子４０６及びオーバモールド４３０及び／又はカラー４４０は、特定の管組立体長、取り付け構造、電気接続片等に合わせて、サイズと形状を変更す可能である。動力群副組立体４００の準備は、燃料群副組立体２００と別個に実施できる。
【００３４】
単一オーバモールド４３０の代わりに、第１のオーバモールド４３０Ａは特定用途向けとし、一方、第２のオーバモールド４３０Ｂは汎用品として、図５Ｂに示す２ピースオーバモールド４３０'を形成することができる。２つの別個のモールド（図示せず）を利用し、２ピースオーバモールド４３０'を形成できる。第１のオーバモールド４３０Ａを第２のオーバモールド４３０Ｂに接合し、両方共、噴射器用の電気絶縁体及び断熱材として使用し得る。更に、図５Ａ及び図１の断面図に示すように、ハウジング４２０の一部を、噴射器が様々な長さの噴射器先端に適応できるように、オーバモールド４３０、４３０'の一方の端部を越えて軸方向に延びるようにできる。オーバモールド４３０、４３０'は、ハウジング４２０の一部がもう一方のオーバモールド端４３５を越えて延びるように形成できる。更に、ハウジング４２０で、フランジ４２１を形成し、Ｏリング２９０を保持することもできる。フランジ４２１により、前述のＯリング２９０を支持する支持体３６５のフレア状部分３６８に対する代替構造が得られる。
【００３５】
弁群副組立体２００及び動力群副組立体４００の個々の組立とテストは、互いに独立しており、従って、各々の組立とテストは、他方の組立及びテスト作業の順序を気にせずに実施できる。図７を参照すると、燃料噴射器１００を組立るため、動力群副組立体４００に弁群副組立体２００を挿入することができる。従って、噴射器１００は、別個に組立及びテストを行い、その後、互いに接続し、噴射器１００を形成することが可能な、２つのモジュール型副組立体２００、４００から構成することができる。弁群副組立体２００及び動力群副組立体４００は、接着、溶接又は任意の他の同等の取り付けプロセスで、しっかりと接続できる。オーバモールド４３０は、オーバモールド４３０を貫通し、内部に配置されたハウジング４２０内を通り、弁本体２５０の一部を露出させる孔４３４を含む。孔４３４にレーザ溶接部を形成し、もってハウジング４２０と弁本体２５０を接合し、弁群副組立体２００を動力群副組立体４００に接続する。弁群副組立体２００と動力群副組立体４００との接続を更に容易化すべく、入口管２１０に、前述の如くオーバモールド４３０との締り嵌めのための突出部２１３を設けるとよい。より望ましくは、弁本体２５０に略一定の外径になるような寸法と構造を付与し、入口管２１０と非磁性外被２３０を組み付けると、管組立体２００が、略管組立体２００の軸長に沿って略一定の外径を持つようになし得る。更に動力群副組立体４００、より具体的にはオーバモールド４３０は、管組立体２００を保持すべく略一定の内径を持つ。動力群副組立体４００への弁群副組立体２００の挿入ため、動力群副組立体４００に対する弁群副組立体２００の相対的回転配向の設定が必要になる。望ましい実施形態では、燃料群及び動力群副組立体２００、４００を回転させ、例えばオリフィス円板３６０（その開口部を含む）上の第１の基準点と噴射器ハーネス接続片４３４上の第２の基準点のような、基準点間の包括角を所定の角度内に設定することができる。相対的配向は、副組立体の配向が適正になる迄、ロボットカメラ又はコンピュータ化撮像装置を利用して、副組立体上の各所定の基準点を調べ、位置決めを行うのに必要な角回転を計算し、副組立体に配向を施し、更なる観察によし確認する等の方法で設定することができる。所望の配向が実現すると、副組立体２００、４００を互いに挿入することが可能になる。挿入作業は、少なくとも２つの方法の１つ、即ち「トップ・ダウン」又は「ボトムアップ」により実施できる。前者では動力群副組立体４００を弁群副組立体２００の上部から下方へ滑動させ、後者では動力群副組立体４００を弁群副組立体２００の下部から上方へ滑動させる。入口管２１０にフレア状の第１の端部が含まれるときは、ボトムアップ法が必要となる。これらの状況でも、望ましいフレア状の第１の入口管端２１２によって保持されるＯリング２９０は、弁群副組立体２００を滑動させ、動力群副組立体４００に嵌める前に、動力群副組立体４００の周りに配置できる。動力群副組立体２００に対する弁群副組立体４００の挿入後、これら２つの副組立体は、前述の方法で互いに固定される。最後に、燃料噴射器の両端のＯリング２９０の最終取り付けが可能になる。
【００３６】
第１及び第２のオーバモールド端４３３、４３５の近位と遠位に、各々Ｏリング２９０を利用することで、燃料噴射器３００と他のエンジン部品との密封接続を確保できる。例えば第１の噴射器端１１０を、内燃機関（図示せず）の燃料供給ラインに結合できる。Ｏリング２９０を利用し、燃料供給ラインに対し第１の噴射器端１１０を密封し、Ｏリング２９０で噴射器１００と燃料レール（図示せず）との接続部に燃料密封を施した状態で、燃料レール（図示せず）からの燃料を、管組立体２０２に供給するようになし得る。
【００３７】
燃料噴射器１００の動作時、電磁コイル４０２を付勢することで、磁気回路に磁束４０１を発生できる。磁束４０１により、軸Ａ−Ａに沿ってアーマチュア組立体３００が磁極片２７０に向かって移動し、有効空隙が閉じる。このアーマチュア組立体３００の移動により、密閉部材３１０が弁座組立体３３０から引き離され、密閉部材３１０が開放状態になり、燃料が、燃料レール（図示せず）から入口管２１０、貫通孔３１４、開口３１６及び弁本体２５０を通り、弁座組立体３３０と密閉部材３１０の間と、オリフィス３３７を通り、最終的にオリフィス円板３６０を経て、内燃機関（図示せず）に流入する。電磁コイル４０２を消勢すると、アーマチュア組立体３００が、弾性部材３７０の偏倚によって移動し、密閉部材３１０を弁座組立体３３０に接触係合させて密閉部材を密閉構成にし、その結果、燃料流が噴射器１００を通らなくなる。
【００３８】
本発明の開示を特定の実施形態に関連して行ったが、付属の請求の範囲に定義の本発明の領域及び範囲を逸脱することなく、記載の実施形態に対し多くの修正、改変及び変更を加え得る。従って本発明は、前記の実施形態に限定することを意図したものではなく、付属の請求の範囲の言語で規定される全範囲及びその均等物を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】燃料噴射器の望ましい実施形態の断面図である。
【図２】燃料噴射器のもう１つの望ましい実施形態の断面図である。
【図２Ａ】燃料噴射器の望ましい弁・群・副組立体の断面図である。
【図２Ｂ】図１及び１Ａに例示の燃料噴射器で利用可能な各種入口管・組立体の断面図である。
【図２Ｃ】図１及び１Ａに例示の燃料噴射器で利用可能な各種入口管・組立体の断面図である。
【図３】本発明によるアーマチュア組立体の望ましい実施形態の断面図である。
【図３Ａ】表面処理の望ましい実施形態を例示した図３Ａの一部の拡大図である。
【図３Ｂ】図３のアーマチュア組立体の衝突面に関する表面処理のもう１つの望ましい実施形態の拡大図である。
【図３Ｃ】３ピース・アーマチュア組立体の望ましい代替実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】３ピース・アーマチュア組立体の望ましい代替実施形態を示す図である。
【図３Ｅ】２ピース・アーマチュア組立体の望ましい実施形態の断面図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態に利用可能な弁座組立体及び密閉部材の望ましい実施形態の断面図である。
【図４Ａ】弁本体及び支持体の望ましい実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】弁本体及び支持体の望ましい実施形態の断面図である。
【図４Ｃ】弁本体及び支持体の望ましい実施形態の断面図である。
【図４Ｄ】密閉部材及び弁座組立体の望ましい実施形態の断面図である。
【図５】動力群・副組立体の望ましい実施形態の断面図である。
【図５Ａ】動力群・副組立体のもう１つの望ましい実施形態の分解図である。
【図５Ｂ】図５の動力群・副組立体の分解図である。
【図６Ａ】望ましい磁極片及びアーマチュア組立体の拡大断面図である。
【図６Ｂ】望ましい磁極片及びアーマチュア組立体の拡大断面図である。
【図７】図１Ａの燃料噴射器の望ましいモジュール式構造を例示した分解図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  燃料噴射器、２００  弁群副組立体、２０２  管組立体、２１０  入口管、２１３  突出部、２３０  非磁性外被、２５０  弁本体、２５５  溝付き部分、２７０  磁極片、２７５  衝突面、２７７  肩、２９０  Ｏリング、３００  アーマチュア組立体、３０１  アーマチュアコア、３０４  強磁性部分、３０５  衝突面、３０８  封止部分、３１０  密閉部材、３１２  アーマチュア・管、３１４  貫通孔、３１６  開口、３１８  下部アーマチュア案内体、３１９  リフトスリーブ、３３０  弁座組立体、３３３  円板保持部分、３３５  流通部分、３３６  封止表面、３３７  オリフィス、３３８  Ｏリング、３４０  固定部分、３４２  シーム溶接部、３６０  オリフィス円板、３６１  溶接部、３６５  支持体、３６６  指状ロック部分、３６８  フランジ、３７０  弾性部材、３７５  調整管、３８０  フィルタ組立体、３８２  フィルタ素子、３８４  吸気面、３８６  排気面、３８７  一体保持部分、４００  動力群・副組立体、４０２  電磁コイル、４０３  導線、４０５  巻枠、４０６  端子、４０７  電気接点、４０９  端子接続片、４１３  有効空隙、４２０  ハウジング、４２２  強磁性シリンダ、４２４  磁束ワッシャ、４３０  オーバモールド、４３２  電気ハーネス・接続片部分、４４０  カラー
【図１】
0004733128.tif 000002
【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0004733128.tif 000009
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
0004733128.tif 000016
【図４Ｄ】
0004733128.tif 000017
【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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