(57)【要約】本発明は、特に燃料を内燃機関に噴射するための噴射弁（１）に関し、少なくとも１つの噴射穴（３）を備えたハウジング（２）と、前記ハウジング（２）内を直線移動可能な磁気アーマチュア（１２）と、前記磁気アーマチュア（１２）に磁気作用を及ぼす磁気コイル（１３）と、前記ハウジング（２）に対し且つ前記磁気アーマチュア（１３）に対し直線移動可能で、前記少なくとも１つの噴射穴（３）とともに弁座（８）を形成している弁要素（５）と、前記弁要素（５）に設けた第１のストッパー（９）と、前記磁気アーマチュア（１２）を前記第１のストッパー（９）のほうへ引張る引張りばねとを含んでいる。  【選択図】図２図面訳 図５Stand der Technik：  技術水準
2015519514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に燃料を内燃機関に噴射するための噴射弁（１）において、
少なくとも１つの噴射穴（３）を備えたハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）内を直線移動可能な磁気アーマチュア（１２）と、
前記磁気アーマチュア（１２）に磁気作用を及ぼす磁気コイル（１３）と、
前記ハウジング（２）に対し且つ前記磁気アーマチュア（１３）に対し直線移動可能で、前記少なくとも１つの噴射穴（３）とともに弁座（８）を形成している弁要素（５）と、
前記弁要素（５）に設けた第１のストッパー（９）と、
前記磁気アーマチュア（１２）を前記第１のストッパー（９）のほうへ引張る引張りばねと、
を含んでいる噴射弁。
【請求項２】
前記磁気アーマチュア（１２）が前記弁要素（５）上に嵌合していることを特徴とする、請求項１に記載の噴射弁。
【請求項３】
前記引張りばね（１４）の第１の端部が前記磁気アーマチュア（１２）とダイレクトに結合され、前記引張りばね（１４）の第２の端部が前記第１のストッパー（９）とダイレクトに結合されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項４】
前記磁気アーマチュア（１２）に、燃焼室とは逆の側の第１の載置面（１５）が設けられ、前記引張りばね（１４）が前記第１の載置面（１５）上に載置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項５】
前記弁要素（５）に燃焼室側の第２の載置面（１６）が設けられ、前記引張りばね（１４）が前記第２の載置面（１６）上に載置されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項６】
前記第１の載置面（１５）に、および／または、前記第２の載置面（１６）に、周回するように延在する溝（１８）が前記引張りばね（１４）を形状拘束的に受容するために形成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の噴射弁。
【請求項７】
前記引張りばね（１４）が前記磁気アーマチュア（１２）および／または前記弁要素（５）と溶着されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項８】
前記弁要素（５）が弁ニードル（６）を含み、前記第１のストッパー（９）が前記弁ニードル（６）上のスリーブに形成されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項９】
前記引張りばね（１４）が自己収縮型コイルばねとして形成されていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項１０】
前記弁要素（５）に対し閉弁方向に作用する閉弁圧縮ばね（１１）が設けられていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一項に記載の噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に燃料を内燃機関に噴射するための噴射弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
技術水準から、とりわけガソリンを直噴するための噴射弁が知られている。この噴射弁は弁ニードルを備え、弁ニードルは、所望量の燃料が燃焼室内へダイレクトに適宜噴射されるようにアクチュエータにより閉弁ばねに抗して移動せしめられる。その際、ソレノイド弁の場合には、磁気アーマチュアは弁ニードルから切り離されていてよく、その結果弁ニードルグループはアーマチュアフリーパスを有している。図５はこのような公知の噴射弁１００を示している。公知の噴射弁１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２に配置される弁ニードル１０１とを有している。弁ニードル１０１は磁気アーマチュア１０４に嵌合している。磁気アーマチュア１０４は磁気コイル１０３を介して移動せしめられる。磁気アーマチュア１０４にはスプリングポット１０５が固定されている。圧縮ばね１０７はその一端でもって、弁ニードル１０１に固定して取り付けられているスリーブ１０６で支持されている。圧縮ばね１０７の他端はスプリングポット１０５で支持されている。圧縮ばね１０７により、磁気アーマチュア１０４はスリーブ１０６に当接している。すなわち、磁気アーマチュア１０４は圧縮ばね１０７によって静止位置へ押される。スプリングポット１０５は圧縮ばね１０７の力を磁気アーマチュア１０４へ伝達する。
【発明の概要】
【０００３】
請求項１の構成を備えた本発明による噴射弁は、磁気アーマチュアをその静止位置で弁要素に設けたストッパーへ引張るために引張りばねを利用する。本発明によれば、磁気アーマチュアと弁要素とから成る二体系はスプリングポットを必要としない。これによって部品数が減る。さらに、スプリングポットを固定する必要がないので溶接継目の数量が減り、よって噴射弁の製造も簡単になる。本発明に従って使用される引張りばねは、公知の圧縮ばねのように端面側を研磨する必要がなく、これによりばねに対する単品コストが減少する。さらに、スプリングポットを設けずに済むので、磁気アーマチュアグループの質量が減少する。これによって改善されるバルブダイナミックは弁の騒音動作を低減させる。これらの利点のすべては、少なくとも１つの噴射穴を備えたハウジングと、ハウジング内で直線移動可能な磁気アーマチュアとを含んだ本発明による噴射弁、特に内燃機関に燃料を噴射するための噴射弁によって達成される。磁気アーマチュアには通電可能な磁気コイルが作用する。加えて、ハウジング内にポールコアを設けてよい。ハウジング内には、直線移動可能な弁要素が噴射穴の開閉のために設けられている。弁要素はハウジングに対しても、磁気アーマチュアに対しても直線移動可能である。弁要素には第１のストッパーが形成されている。磁気アーマチュアを第１のストッパーのほうへ引張る引張りばねが設けられている。定義によれば、引張りばねは引張りを負荷され、再び自ら収縮する。
【０００４】
従属請求項は本発明の更なる有利な構成を示している。
【０００５】
有利には、磁気アーマチュアは弁要素上に嵌合している。弁要素自体は、有利には、弁球体に作用する弁ニードルから構成される。弁ニードル上には磁気アーマチュアが着座し、弁ニードルに対し可動である。
【０００６】
引張りばねは特に半径方向にクランプを行うように形成されている。これにより、磁気アーマチュアとの、または、弁要素との引張りばねの端部の確実な結合が可能である。特に、引張りばねの第１の端部がダイレクトに磁気アーマチュアと結合されていること、そして引張りばねの第２の端部が第１のストッパーとダイレクトに結合されていることが意図されている。この第１のストッパーは特に弁要素と固定結合されるスリーブとして形成されている。
【０００７】
引張りばねと磁気アーマチュアとの間の、または、引張りばねと弁要素との間の正確な結合のために、種々の構成がある。これら種々の構成は互いに組み合わせ可能でもある。
【０００８】
すなわち、特に、磁気アーマチュアには、燃焼室とは逆の側の第１の載置面が形成されている。引張りばねは一端でもってこの第１の載置面上に載置されていてよい。
【０００９】
さらに、弁要素には、特に第１のストッパーを形成しているスリーブには、燃焼室側の第２の載置面が形成されている。引張りばねはその第２の端部でもってこの第２の載置面上に載置されていてよい。
【００１０】
第１の載置面および／または第２の載置面上には、有利には、周回するように延在する溝が形成されている。ばねの端部をこれらの溝の中に形状拘束的に受容させてよい。特にこれらの溝は半円形であり、その結果コイル状のばねのワイヤーをその中に形状拘束的に受容させることができる。
【００１１】
磁気アーマチュアに設けた第１の載置面は、特に有利には、磁気アーマチュア内の凹部によって形成される。すなわち、磁気アーマチュアは半径方向内側へ向く段部を有し、この段部に第１の載置面が形成されている。これによって磁気アーマチュアの質量が減少し、従ってバルブダイナミックと騒音動作とが改善される。磁気アーマチュアに設けた凹部は、磁気コイルまたは内極からの磁束が磁気アーマチュアによってあまり影響を受けず、それによって磁力がわずかにしか減少しないように、構成される。
【００１２】
第１の載置面および／または第２の載置面への引張りばねの載置に加えて、または、これの代わりに、引張りばねと磁気アーマチュアとの、および／または、弁要素との溶着部が設けられている。特に、引張りばねは溶接される。
【００１３】
引張りばねは特に自己収縮型コイルばねとして形成される。
【００１４】
さらに、弁要素に対して閉弁方向に作用する閉弁圧縮ばねが設けられている。この閉弁圧縮ばねは、弁要素に設けた他のスリーブに対し作用する。磁気アーマチュアは、有利には、第１のストッパーを形成しているスリーブと弁要素上に設けた他のスリーブとの間に配置されている。
【００１５】
次に、本発明のいくつかの実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態による本発明の噴射弁を示す図である。
【図２】第２実施形態による本発明の噴射弁の詳細図である。
【図３】第３実施形態による本発明の噴射弁の詳細図である。
【図４】第４実施形態による本発明の噴射弁の詳細図である。
【図５】技術水準による噴射弁を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、第１実施形態による噴射弁１００を半断面図で示したものである。図は簡略に示してある。特に噴射弁１のハウジング２は示唆したにすぎない。
【００１８】
ハウジング２内には、長手軸線４に沿って弁要素５が延在している。弁要素５は、弁球体７に作用する弁ニードル６を含んでいる。ハウジング２の燃焼室側には、噴射穴３がハウジング２内に形成されている。この噴射穴３を介して燃料をハウジング２の内部から燃焼室内へ噴射させることができる。弁要素５の弁球体７は、ハウジング２の下部領域に、噴射穴３を密封するための弁座８を形成している。
【００１９】
弁要素５上には、特に弁ニードル６上には、第１のスリーブとして形成された第１のストッパー９が固定されている。さらに弁ニードル６上には、第２のスリーブとして形成された第２のストッパー１０が設けられている。第１および／または第２のスリーブは、別個の部材として弁ニードル６上に固定して取り付けてよい。これとは択一的に、両スリーブの一方を弁ニードル６と一体に製造してよい。第２のストッパー１０には、弁要素５を閉弁方向に押す閉弁圧縮ばね１１が係合している。
【００２０】
第１のストッパー９と第２のストッパー１０との間には磁気アーマチュア１２が弁ニードル６上に取り付けられている。磁気アーマチュア１２は、第１のストッパー９と第２のストッパー１０との間において長手軸線４に沿って弁要素５に対し直線移動可能である。さらに磁気コイル１３が設けられており、該磁気コイルは磁気アーマチュア１２に対し磁気作用を及ぼして磁気アーマチュア１２を移動させる。第１のストッパー９と第２のストッパー１０とを介して磁気アーマチュア１２は弁要素５を連行し、その結果弁要素５も長手軸線４に沿って移動せしめられる。
【００２１】
第１のストッパー９と磁気アーマチュア１２との間に、半径方向にクランプを行う引張りばね１４が配置されている。この引張りばね１４は磁気アーマチュア１２を第１のストッパー９へ引張る。従って、引張りばね１４はアーマチュアフリーパススプリングとも呼ぶことができる。
【００２２】
磁気アーマチュア１２内には凹部２１が設けられている。この凹部２１により、半径方向内側に向く段部１７が磁気アーマチュア１２に形成されている。この段部１７上に、燃焼室とは逆の側の第１の載置面１５が形成されている。引張りばね１４の第１の端部はこの第１の載置面１５上にある。
【００２３】
第１のストッパー９の燃焼室側の側面を第２の載置面１６と記す。引張りばね１４の他端はこの第２の載置面１６上にある。
【００２４】
このように、本発明によれば、アーマチュアフリーパススプリングとしての圧縮ばねは設けられていない。従って、技術水準のようにスプリングポットは必要ない。これにより、本発明による噴射弁１のための部品数が減り、その結果として重量および製造コストも低減する。
【００２５】
次に、噴射弁１の他のいくつかの実施形態を説明する。同一の部材または機能的に同一の部材にはすべての実施形態において同じ参照符号が付してある。図２ないし図４にそれぞれの噴射弁１の詳細を示す。
【００２６】
図２は第２実施形態による噴射弁１を示している。第２実施形態では、第１の載置面１５と第２の載置面１６とにそれぞれ周回するように延在する溝１８が設けられている。溝１８の輪郭は引張りばね１４の端部に対応している。図示した実施形態では、引張りばね１４はコイルばねとして形成されている。これに対応して、引張りばね１４は丸い横断面を備えた湾曲ワイヤーによって形成されている。溝１８は対応する半円形の横断面を有している。溝１８は引張りばね１４を形状拘束的に受容している。
【００２７】
図３は第３実施形態による噴射弁を示している。第３実施形態では、第１のストッパー９に他の凹部１９が設けられている。他の凹部１９によって引張りばね１４は第１のストッパー９で形状拘束的に受容され、半径方向内側への引張りばね１４のスリップが制限される。
【００２８】
図４は第４実施形態による噴射弁１を示している。第４実施形態では、引張りばね１４と磁気アーマチュア１２との間に溶接結合部２０が示されている。すべての実施形態においてこのような溶接結合部２０を引張りばね１４と磁気アーマチュア１２との間にも、引張りばね１４と第１のストッパー９との間にも設けることが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  噴射弁
２  ハウジング
３  噴射穴
５  弁要素
６  弁ニードル
８  弁座
９  第１のストッパー
１０  第２のストッパー
１１  閉弁圧縮ばね
１２  磁気アーマチュア
１３  磁気コイル
１４  引張りばね
１５  第１の載置面
１６  第２の載置面
１８  溝
【図１】
2015519514.tif 000003
【図２】
2015519514.tif 000004
【図３】
2015519514.tif 000005
【図４】
2015519514.tif 000006
【図５】
2015519514.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月15日(2014.12.15)
【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】
燃料を内燃機関に噴射するための噴射弁（１）において、
少なくとも１つの噴射穴（３）を備えたハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）内を直線移動可能な磁気アーマチュア（１２）と、
前記磁気アーマチュア（１２）に磁気作用を及ぼす磁気コイル（１３）と、
前記ハウジング（２）に対し且つ前記磁気アーマチュア（１３）に対し直線移動可能で、前記少なくとも１つの噴射穴（３）とともに弁座（８）を形成している弁要素（５）と、
前記弁要素（５）に設けた第１のストッパー（９）と、
前記磁気アーマチュア（１２）を前記第１のストッパー（９）のほうへ引張る引張りばねと、
を含んでいる噴射弁。
【請求項２】
前記磁気アーマチュア（１２）が前記弁要素（５）上に嵌合していることを特徴とする、請求項１に記載の噴射弁。
【請求項３】
前記引張りばね（１４）の第１の端部が前記磁気アーマチュア（１２）とダイレクトに結合され、前記引張りばね（１４）の第２の端部が前記第１のストッパー（９）とダイレクトに結合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の噴射弁。
【請求項４】
前記磁気アーマチュア（１２）に、燃焼室とは逆の側の第１の載置面（１５）が設けられ、前記引張りばね（１４）が前記第１の載置面（１５）上に載置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項５】
前記弁要素（５）に燃焼室側の第２の載置面（１６）が設けられ、前記引張りばね（１４）が前記第２の載置面（１６）上に載置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項６】
前記第１の載置面（１５）に、および／または、前記第２の載置面（１６）に、周回するように延在する溝（１８）が前記引張りばね（１４）を形状拘束的に受容するために形成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の噴射弁。
【請求項７】
前記引張りばね（１４）が前記磁気アーマチュア（１２）および／または前記弁要素（５）と溶着されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項８】
前記弁要素（５）が弁ニードル（６）を含み、前記第１のストッパー（９）が前記弁ニードル（６）上のスリーブに形成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項９】
前記引張りばね（１４）が自己収縮型コイルばねとして形成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の噴射弁。
【請求項１０】
前記弁要素（５）に対し閉弁方向に作用する閉弁圧縮ばね（１１）が設けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の噴射弁。
【国際調査報告】
2015519514.tif 000008
2015519514.tif 000009
2015519514.tif 000010
2015519514.tif 000011