(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁（１）であって、弁座面と協働してシール座を形成する弁ニードル（２）と、弁ニードル（２）に作用する可動子（１７）とが設けられており、前記可動子（１７）が弁ニードル（２）に可動に案内されていてかつエラストマから成るエラストマリング（３５）によって減衰されるようになっており、更に、前記可動子（１７）が少なくとも１つの燃料通路（３１）を有している形式のものにおいて、エラストマリング（３５）と可動子（１７）との間に、エラストマリング（３５）を燃料通路（３１）の開口部の領域で軸方向で支持する支持リング（３６）が配置されていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項２】
支持リング（３６）が該支持リングの周方向で、エラストマリング（３５）を半径方向でも支持する肩（３９）を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
エラストマリング（３５）がＯ・リング（３７）として構成されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
燃料噴射弁（１）であって、弁座面と協働してシール座を形成する弁ニードル（２）と、弁ニードル（２）に作用する可動子（１７）とが設けられており、前記可動子（１７）が弁ニードル（２）に可動に案内されていてかつエラストマから成るエラストマリング（３５）によって減衰されるようになっており、更に、前記可動子（１７）が少なくとも１つの燃料通路（３１）を有している形式のものにおいて、燃料通路（３１）の縦軸線が可動子（１７）の縦軸線に対して傾斜していて、これにより、燃料通路（３１）がエラストマリング（３５）の半径方向外側に開口していることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項５】
燃料通路（３１）が、可動子（１７）の接線方向の循環する溝（３８）内に開口していて、該溝が、接触ばね（２７）を受容するために用いられる、請求項４記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
エラストマリング（３５）がＯ・リング（３７）として構成されている、請求項４又は５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
可動子（１７）が、エラストマリング（３５）に隣接する端面（２９）に、エラストマリング（３５）を半径方向で支持する突出部（４０）を有している、請求項４から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
エラストマリング（３５）が、高い内部減衰作用及び高い低温弾性を有するエラストマから形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁、特に燃料噴射装置用の噴射弁であって、弁座面と協働してシール座を形成する弁ニードルと、弁ニードルに作用する可動子とが設けられており、前記可動子が弁ニードルに可動に案内されていてかつエラストマから成るエラストマリングによって減衰されるようになっており、更に、前記可動子が少なくとも１つの燃料通路を有している形式のものに関する。
【０００２】
アメリカ合衆国特許第４７６６４０５号明細書から既に公知の燃料噴射弁は、弁ニードルに結合された弁閉鎖体を有していて、該弁閉鎖体は、弁座体に形成された弁座面と協働してシール座を形成している。燃料噴射弁を電磁式に作動するために、弁ニードルに摩擦結合式に結合された可動子と協働する磁気コイルが設けられている。可動子及び弁ニードルの周りに円筒状に付加的な質量が設けられていて、該質量は、エラストマ層を介して可動子に結合されている。この場合、付加的な構成部材を備えた複雑な構造形式が欠点である。更に、大面積のエラストマリングによって、磁界の経過に不都合な影響が及ぼされかつ磁束の閉鎖が困難にされひいては燃料噴射弁の開放運動に際して高い吸引力を得ることが困難になる。
【０００３】
同様にアメリカ合衆国特許第４７６６４０５号明細書から公知の燃料噴射弁の一実施例では、減衰及び跳返り阻止のために可動子及び弁ニードルの周りに別の円筒状の質量が設けられていて、該質量は、２つのエラストマリングによって所定の位置で可動に緊締されかつ保持されている。弁座に弁ニードルが衝突した場合には、前記第２の質量は可動子及び弁ニードルに対して相対的に移動しかつ弁ニードルの跳返り（Prellen）を阻止する。この実施例の欠点は、付加的に費用及び所要スペースが必要であるということにある。更に、可動子自体は連結解除されずひいては可動子衝動（Impuls）が増大して弁ニードルにおいて跳返りが生ずるようになる。
【０００４】
更に、アメリカ合衆国特許第５２９９７７６号明細書から、弁ニードル及び可動子を有する燃料噴射弁が公知であり、前記可動子は、弁ニードルに可動に案内されている。弁ニードルの持上げ方向での可動子の運動は、第１のストッパによって制限されていてかつ持上げ方向とは逆方向での可動子の運動は、第２のストッパによって制限されている。両ストッパによって規定された可動子の軸方向の運動遊びは、所定限度内で一方は弁ニードルの慣性質量と他方は可動子の慣性質量との連結解除を生ぜしめる。これによって所定限度内で、燃料噴射弁の閉鎖時の弁座面からの弁ニードルの跳返りが阻止される。しかしながら、弁ニードルに対して相対的な可動子の自由運動性に基づき弁ニードルに対する可動子の軸方向位置が完全に規定されないので、跳返りは制限された程度のみ回避されるに過ぎない。特にアメリカ合衆国特許第５２９９７７６号明細書から公知の燃料噴射弁の構造形式においては、可動子が燃料噴射弁の閉鎖運動時に弁閉鎖体に面したストッパに衝突しかつ可動子衝動が衝撃的に弁ニードルに伝達されることを回避できない。前記の衝撃的な衝動伝達によって、弁閉鎖体の付加的な跳返りが生ぜしめられる。
【０００５】
更に実地から、弁ニードルに案内された可動子を所定の位置でエラストマリングによって可動に緊締して固定することが公知である。このために、可動子は２つのストッパの間に保持され、この場合、可動子と下側のストッパとの間にエラストマリングが位置する。しかしながら、弁座面に対し燃料を供給するために可動子を介した孔が必要であるという問題が生ずる。可動子を介した孔は、弁ニードルの近くに形成されかつ孔の弁座側の開口部は部分的にエラストマリングによって覆われる。これによって、エラストマリングが不均一に圧縮されかつ孔縁部がエッジ圧縮によってエラストマリングの破壊を生ぜしめる。同時に、支持されていないエラストマリングに振動が励起され、このような振動励起によって同様に孔縁部による破壊が生ぜしめられる。このことは特に、低温の場合に、エラストマリングが硬化したガラス状状態に移行した場合に生ずる。
【０００６】
発明の利点
請求項１又は請求項４の特徴部分に記載の構成を有する本発明による燃料噴射弁の利点は、エラストマリングが全面に亘って軸方向で支持されるということにある。従って、エラストマリングのエッジ圧縮は生じない。これによって、エラストマリングの持続安定性が改善される。
【０００７】
エラストマリングの持続安定性を改善することは請求項１の特徴によって得られ、この場合、燃料噴射弁はエラストマリングと可動子との間で平面的な支持リングを有し、該支持リングは、エラストマリングをエラストマリング全面に亘ってひいては燃料通路領域でも軸方向で支持する。
【０００８】
更に、エラストマリングの持続安定性を改善することは請求項４の特徴によって得られ、この場合、燃料通路の縦軸線が可動子の縦軸線に対して傾斜していて、これにより、燃料通路がエラストマリングの半径方向外側に開口している。これによって、エラストマリングは可動子の端面に同様にエラストマリング全面に亘って支持される。この構成では、通流する燃料によりエラストマリングに振動が励起されることはない。
【０００９】
その他の請求項に記載の構成によって、請求項１及び請求項４に記載の燃料噴射弁の有利な構成及び改良が得られる。
【００１０】
有利には、支持リングは付加成形された肩を有している。これによって、エラストマリングは半径方向でも支持されかつ通流する燃料による振動励起から防護される。これに相応して可動子の端面は、半径方向の防護作用をもたらす突出部を有している。
【００１１】
有利にはエラストマリングとして、通常の安価なＯ・リングを使用することができる。
【００１２】
有利にはエラストマリングは、高い内部減衰作用及び高い低温弾性を有するエラストマから形成される。
【００１３】
次に図示の実施例につき本発明を説明する。
【００１４】
実施例の説明
第１図は、本発明を明確に理解するために要約的な断面図で上位概念に基づく燃料噴射弁１を図示している。燃料噴射弁１は、混合気圧縮外部点火式の内燃機関において燃料を噴射するために用いられる。図示の実施例は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するための内部開放式の高圧・噴射弁である。
【００１５】
燃料噴射弁１は、実施例において弁ニードル２と一体に結合された弁閉鎖体３を有していて、該弁閉鎖体３は、弁座体４に形成された弁座面と協働してシール座を形成している。弁座体４は、管状の弁座支持体５に結合されていて、該弁座支持体５は、内燃機関のシリンダヘッドの受容孔内に挿入可能でかつ該受容孔に対してシール６によってシールされている。弁座支持体５は、供給側の端部７でケーシング本体９の縦孔８内に嵌め込まれていてかつケーシング本体９に対してシールリング１０によってシールされている。弁座支持体５の供給側の端部７は、ねじリング１１によって緊締されていて、この場合、ケーシング本体９の段部１２と弁座支持体５の供給側の端部７の端面１３との間にストローク調節ディスク１４が緊締されている。
【００１６】
燃料噴射弁１を電磁式に作動するために、コイル支持体１６に巻き付けられた磁気コイル１５が用いられる。磁気コイル１５が電気的に励磁された場合には可動子１７が上向きに引寄せられて、可動子の供給側の端面１９がケーシング本体９の段部１８に接触せしめられる。この場合、可動子１７の上流側の端面１９とケーシング本体９の段部１８との間のギャップ幅は、燃料噴射弁１の弁ストロークを規定する。可動子１７はそのストローク運動時に、第１のストッパ体２０に形成された第１のストッパ２１と可動子の上流側の端面１９との接触に基づき、第１のストッパ体２０に結合された弁ニードル２及び弁ニードル２に結合された弁閉鎖体３を連行する。この場合、弁ニードル２は第１のストッパ体２０に溶接シーム２２によって溶接されている。弁ニードル２の運動は、調節スリーブ２４と第１のストッパ体２０との間に緊定された戻しばね２３に抗して行われる。
【００１７】
燃料は、ケーシング本体９の軸方向孔３０及び可動子１７内に設けられた、実施例において軸方向孔として構成された少なくとも１つの燃料通路３１並びにガイドディスク３２内に設けられた軸方向孔３３を介して弁座支持体５の軸方向孔３４内に流入して、該軸方向孔３４から燃料噴射弁１のシール座（図示せず）に向けて流れる。
【００１８】
可動子１７は、第１のストッパ体２０の第１のストッパ２１と、第２のストッパ体２５に形成された第２のストッパ２６との間で可動であり、この場合、可動子１７は実施例では接触ばね２７によって待機位置で第１のストッパ２１に接触状態で保持されるので、可動子１７と第２のストッパ２６との間には、可動子１７の所定の運動遊びを許容するギャップが生ずる。第２のストッパ体２５は、溶接シーム２８によって弁ニードル２に固定されている。
【００１９】
ストッパ２１とストッパ２６との間に形成される可動子１７の運動遊びによって、一方では可動子１７の慣性質量と他方では弁ニードル２及び弁閉鎖体３の慣性質量との連結解除が得られる。それ故、燃料噴射弁１の閉鎖運動時には弁座面に弁閉鎖体３及び弁ニードル２の慣性質量のみが当接し、この場合、可動子１７は弁閉鎖体３が弁座面に衝突した場合に急激に減速されるのではなく、第２のストッパ２６の方向に継続移動する。弁ニードル２から可動子１７が連結解除されていることによって、燃料噴射弁１の動的作用が改善される。しかしながら、第２のストッパ２６に対する可動子１７の噴射側の端面２９の当接によって弁跳返りが生じないようにする必要がある。このことは、第２図で図示のように第２のストッパ体２５と可動子１７との間に設けられたエラストマリング３５によって達成される。接触ばね２７は、エラストマリング３５の減衰作用に基づき場合によっては省略することもできる。
【００２０】
第２図では、本発明による燃料噴射弁の弁ニードル２と共に可動子１７を要約的に拡大図で図示している。この場合、記述の構成要素は、対応配属関係を明瞭にするために同一の符号を備えている。
【００２１】
図面では、本発明による燃料噴射弁１の燃料通路３１を備えた可動子１７と、弁ニードル２と、弁ニードル２に溶接シーム２８を用いて溶接された第２のストッパ体２５の第２のストッパ２６と、第２のストッパ２６に向かい合って位置する端面２９とを図示している。弁ニードル２は、第１のストッパ体２０に溶接シーム２２を用いて溶接されている。
【００２２】
第４図では、第２図区分ＩＶに相応する本発明による実施例を拡大図で図示している。可動子１７の端面２９と第２のストッパ２６との間にはエラストマリング３５が設けられていて、この場合、エラストマリング３５と可動子１７との間には、本発明によれば平面状の支持リング３６が設けられている。前記支持リング３６は、エラストマリング３５を全面に亘って支持し、つまり特に燃料通路３１の領域でも支持しひいては燃料通路３１の縁部におけるエッジ圧縮（Kantenpressung）を阻止する。
【００２３】
第５図では、第２図区分Ｖに相応する本発明による選択的な実施例を拡大図で図示している。可動子１７の端面２９と第２のストッパ２６との間には、本実施例ではＯ・リング３７として構成されているエラストマリング３５が設けられている。前記Ｏ・リング３７は、平面状の支持リング３６によって全面で、つまり特に燃料通路３１の領域でも支持されていて、この場合、平面状の支持リング３６は、軸方向に折曲げられた付加成形された肩３９によってＯ・リング３７を半径方向でも支持する。従って、Ｏ・リング３７のような市販の構成要素を安価に使用できる。Ｏ・リング３７を側方でもカバーする大きなカバーによって、通流する燃料によるＯ・リング３７の振動励起が回避される。従って、燃料通路３５におけるエッジ圧縮によるエラストマリング３５の破壊及び振動励起によるエラストマリング３５の破壊が阻止される。
【００２４】
特に、Ｏ・リング３７の半径方向の支持によって高い内部減衰作用を有するエラストマを使用することができる。エラストマの高い減衰作用によって、通常低い弾性係数が得られる。Ｏ・リング３７はＯ・リング３７の耐用寿命を損なう上記力から防護されるので、Ｏ・リング３７の耐久性を損なうことなしに、Ｏ・リング３７のためにこのようなエラストマを使用することができる。
【００２５】
低温時のエラストマの低い弾性係数に基づき、通常作動温度の場合にエッジ圧縮及び振動励起に対する感度がより一層増大せしめられる。従って、例示した構成においては同時に、例えば内燃機関の冷態始動後にＯ・リング３７の高い低温弾性（Tieftemperaturelastizitaet）ひいては燃料噴射弁１の有利な作動特性を得ることができる。
【００２６】
第３図では、別の実施例による本発明による燃料噴射弁１の弁ニードル２を有する可動子１７が要約的に拡大図で図示されている。
【００２７】
第３図では、本発明による燃料噴射弁１の可動子１７、弁ニードル２、該弁ニードル２に溶接シームを用いて溶接された第２のストッパ体２５の第２のストッパ２６、該第２のストッパ２６に向かい合って位置する可動子１７の端面２９が図示されている。弁ニードル２は、第１のストッパ体２０に溶接シーム２２によって溶接されている。少なくとも１つの燃料通路３１が、弁ニードル２の軸線に対して傾斜して、エラストマリング３５の半径方向外側に開口するよう設けられている。
【００２８】
Ｏ・リング３７として構成されたエラストマリング３５の、第３図区分ＶＩに相応する周辺領域が、第６図で拡大図で図示されている。図示の構成では燃料通路３１は、接触ばね２７を受容するために用いられる接線方向の循環する溝３８内に開口している。本実施例は、通流する燃料によるＯ・リング３７の振動励起が生ぜしめられずしかも弁ニードル２の軸線に対する燃料通路３１の傾斜に基づき可動子１７の直径の拡大が不要であるので、特に有利である。
【００２９】
第６図で図示の構成では、可動子１７の端面２９は突出部４０を有している。Ｏ・リング３７を側方でもカバーすることによって、耐久性を損なうことなしに、高い内部減衰作用ひいては比較的低い弾性係数を有するエラストマの使用が可能である。Ｏ・リング３７を半径方向でも支持することによって、圧縮力によるＯ・リング３７の膨出ひいては破壊が回避される。
【００３０】
従って、燃料噴射弁１の作動温度の場合に耐久性を減少せしめることなしに、Ｏ・リング３７の高い低温弾性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  上位概念による燃料噴射弁の軸方向断面図。
【図２】  本発明による燃料噴射弁の第１実施例の一部の部分断面図。
【図３】  本発明による燃料噴射弁の第２実施例の一部の部分断面図。
【図４】  第２図の区分ＩＶの拡大図。
【図５】  第２図の区分Ｖの拡大図。
【図６】  第３図の区分ＶＩの拡大図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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