(57)【要約】本発明は、高い圧力下にある液体を制御するための弁（１）であって、弁座領域（５）が設けられており、該弁座領域（５）で高圧領域（６，２３）と低圧領域（７）とが互いに接続可能であるかまたは互いに分離可能である形式のものに関する。弁ボディ（２）に円錐形の弁部材（３）に対する座面（２９）が形成されており、弁ボディ（２）に設けられた座面（２９）が傾けられて延びている。円錐形の弁部材（３）が、少なくとも１つの第１の円錐面（２０）と１つの第２の円錐面（２１）とを備えた多段円錐ジオメトリ（１９）を弁座領域（５）に有しており、円錐面（２０，２１）が、互いに異なる座角度差（１８，１８ａ，２７，２８）を有している。
2006514220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い圧力下にある液体を制御するための弁であって、弁座領域（５）が設けられており、該弁座領域（５）で高圧領域（６，２３）と低圧領域（７）とが互いに接続可能であるかまたは互いに分離可能であり、さらに、弁ボディ（２）が設けられており、該弁ボディ（２）に円錐形の弁部材（３）に対する座面（２９）が形成されており、弁ボディ（２）に設けられた座面（２９）が傾けられて延びている形式のものにおいて、円錐形の弁部材（３）が、少なくとも１つの第１の円錐面（２０）と１つの第２の円錐面（２１）とを備えた多段円錐ジオメトリ（１９）を弁座領域（５）に有しており、第１の円錐面（２０）が、弁ボディ（２）の座面（２９）に対して座角度差（１８，１８ａ）を有していることを特徴とする、高い圧力下にある液体を制御するための弁。
【請求項２】
多段円錐ジオメトリ（１９）の第２の円錐面（２１）が、第１の円錐面（２０）の座角度差（１８，１８ａ）を上回る別の座角度差（２７）を有している、請求項１記載の弁。
【請求項３】
弁ニードル（３）が、内向きに開放する弁（２２）または外向きに開放する弁（３７）の弁部材を成している、請求項１記載の弁。
【請求項４】
シール縁部（８）が、弁ニードル（３）の周縁部（１１，１２；３２，３３）に合致しており、シール縁部（８）から円錐面区分が、半径方向内向きにかつ半径方向外向きに延びており、該円錐面区分が、弁ボディ（２）に設けられた座面（２９）に対して、異なる座角度差（１８，１８ａ）を有している、請求項２記載の弁。
【請求項５】
第１の円錐面（２０）と弁ボディ（２）の座面（２９）との間の座角度差（１８，１８ａ）が５°よりも少なく設定されている、請求項１記載の弁。
【請求項６】
内向きに開放する弁（２２）の弁ボディ（２）の座面（２９）または外向きに開放する弁（３７）の座面（２９）にポケット状の切欠き（３６）が形成されている、請求項１または３記載の弁。
【請求項７】
シール縁部（８）が、多段円錐ジオメトリ（１９）の周縁部（１１，１２；３２，３３）に合致していて、第１の円錐面（２０）と第２の円錐面（２１）との間に配置されている、請求項１記載の弁。
【請求項８】
第１の円錐面（２０）における座角度差（１８，１８ａ）が、半径方向外向きに延びて形成されている、請求項７記載の弁。
【請求項９】
シール縁部（８）が、弁ボディ（２）の座面（２９）の縁部として形成されている、請求項１記載の弁。
【請求項１０】
シール縁部（８）が、座面（２９）と、弁ボディ（２）に形成された面取り部（３８）との間に位置しており、該面取り部（３８）が、座面（２９）に対して座角度差（１８，１８ａ）を有している、請求項１記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
たとえば混合気圧縮型のまたは自己着火式の内燃機関に使用される燃料噴射システムには、今日、燃料量を制御するための電磁弁が使用される。閉鎖された状態でこの電磁弁は、燃料が、閉じ込められた容積から流出し得ないために働く。これに対して、開放した状態では、燃料通流が可能となる。このような形式の弁によって、たとえば直接噴射式の内燃機関に用いられる燃料噴射装置での使用時に、１５００ｂａｒよりも多いオーダにある高いシステム圧が形成されなければならない。この弁に形成された弁座は、単段円錐を備えてＩ型弁（内向きに開放する配置形式）構成もしくはＡ型弁（外向きに開放する配置形式）構成で製造される。
【０００２】
背景技術
自己着火式の内燃機関に用いられる燃料噴射装置に使用される弁は、構成スペース制限されてますます小さくなる。これに対して、形成したいシステム圧は、激しく高まる傾向を有している。これによって、このような形式の弁において、特に弁座領域により高い負荷が生ぜしめられる。このより高い負荷によって、キャビテーション効果のほかに、機械的な弁座摩耗もシール領域に生ぜしめられ得る。ドイツ連邦共和国特許第４２３８７２７号明細書に基づき、このような弁が公知である。
【０００３】
より高い負荷時に弁座領域に生ぜしめられる摩耗によって、このような形式の弁の耐用年数にわたる開閉過程に関する切換特性の変化ひいては単段円錐を備えた弁の耐用年数の増加につれて噴射量のドリフトが生ぜしめられる。
【０００４】
たとえば高圧噴射システムに使用されるような電磁弁の慣用の弁座では、弁ニードルと、この弁ニードルがガイドされた弁ボディとが、互いに異なる円錐角で製造されている。これに基づき、弁座領域に生ぜしめられる座角度差が得られる。この座角度差は、一方では、新規状態における正確に規定されたシール縁部を生ぜしめる。さらに、座角度差は、単段円錐を備えた弁座では、弁ニードルと弁ボディとの間の減衰ギャップの構成を生ぜしめる。
【０００５】
電磁弁の耐用年数にわたって生ぜしめられる、シール領域における機械的な摩耗に基づき、弁ニードルと弁ボディとの円錐角が運転期間の増加につれて同化する。電磁弁の新規状態で線形に延びるシール部（シール縁部）から、運転時間の経過において、すり合わせ運転された状態で面状のシール部が形成される。シール面の、摩耗に基づき生ぜしめられる表面構造の構成に応じて、シール面が高圧によって徐々に浸透させられ得る。新規状態における線形のシール部から、すり合わせ運転された状態における面状のシール部への移行に基づき、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．が元々のシール縁部から摩耗領域に移動する。このことは、元々ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．が減少することを意味している。すり合わせ運転された状態で面状のシール部に生ぜしめられたハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．Ｂｅｔｒｉｅｂ，ＤＬは、新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．よりも僅かである。これによって、ハイドロリック的に有効な面が変化する。電磁弁の弁座領域におけるハイドロリック的に有効な面の変化に基づき、弁ニードルに作用する力比が変化する。このことは、耐用年数にわたる電磁弁の切換特性の望ましくない変化を生ぜしめ、したがって、量ドリフトを生ぜしめる。
【０００６】
発明の開示
内燃機関の燃焼室内に噴射したい燃料量の可能な限り僅かな量ドリフトを耐用年数にわたって達成するためには、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．が弁の耐用年数にわたって十分にコンスタントなままであることが必要となる。このことを達成するためには、本発明により提案された、高圧燃料噴射システムに使用するための電磁弁の弁座が、たとえば二段円錐ジオメトリもしくは多段円錐ジオメトリをアンダカットを含めて有している。本発明により提案された弁座の構成は、弁座のシール領域内に座角度差の減少部が形成されており、弁座のシール領域の後方（自由領域）に座角度差の増加部が形成されていることによって優れている。二段円錐ジオメトリもしくは多段円錐ジオメトリは、弁の新規状態で面状のシール部、すなわち、面状の接触領域を生ぜしめる。なぜならば、弁ニードルと弁ボディとの僅かな座角度差および粗さもしくは平面度誤差によって、弁ニードルの外側の縁部が弁ボディに載置するだけでなく、加工から生じる、弁ニードルと弁ボディとの間の「粗さピーク」も生ぜしめられるからである。したがって、新規状態では、単段円錐を備えた、公知先行技術に基づき公知の構成と異なり、線形のシール領域（シール縁部）は存在しない。自由領域、すなわち、シール領域の背後に位置する領域における増加させられた座角度差に基づき、生ぜしめられる機械的な摩耗の制限を達成することができる。この手段によって、新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．が減少させられ、弁のすり合わせ運転された状態で安定化される。これによって、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．を、本発明により提案された弁の耐用年数にわたってほぼコンスタントに保つことができる。これによって、内燃機関の燃焼室内に噴射される燃料量の量ドリフトおよび燃料量のばらつきを弁の耐用年数にわたって減少させることができる。したがって、ほぼコンスタントなハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．に基づき、本発明により提案された座ジオメトリを装備した弁の切換特性の変化を有利な形式で十分に回避することができる。
【０００７】
本発明により提案された、二段円錐ジオメトリまたは多段円錐ジオメトリとしての弁座の構成は、特に自己着火式の内燃機関に使用されるような高圧噴射システムに有利に使用することができる。この高圧噴射システムでは１５００ｂａｒよりも多い圧力が形成可能であり続けなければならない。本発明により提案された弁座の構成は、内向きに開放する弁（Ｉ型弁）だけでなく、外向きに開放する弁（Ａ型弁）にも使用することができる。有利な構成では、シール縁部の両側に延びる円錐面に基づき、シール縁部の摩耗の事例では、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．が不変のままである。なぜならば、運転中のシール縁部の平坦化に基づき生ぜしめられる座同化が同時に半径方向内向きにかつ半径方向外向きに延びているからである。これによって、元々線形のシール部から弁の耐用年数の途中でシール縁部の平坦化の増加時に、両側に向かって対称的に増加するシール面が生ぜしめられる。このシール面の特徴は、コンスタントなハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．である。
【０００８】
構成
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
図１には、本発明により提案された、Ｉ型弁の弁座領域における多段円錐ジオメトリの構成が示してある。
【００１０】
電磁弁１、たとえば燃料のための高圧噴射装置に使用されるディーゼル電磁弁は、弁ボディ２と、この弁ボディ２内にガイドされた、弁ニードル３として形成された弁部材３とを有している。この弁部材３と弁ボディ２とは対称線に対して対称的に形成されている。弁ボディ２と弁ニードル３との間の弁座領域は符号５によって示してある。この弁座領域５によって、弁ニードル３の閉鎖された状態で、高圧ＰＨＤが形成される高圧領域６と、より僅かな圧力ＰＮＤが形成される低圧領域７とが互いに分離される。
【００１１】
図１に示した弁座領域５の構成では、シール縁部８が、多段円錐１９の第１の円錐面２０のシール縁部直径２５（ｄＳ）によって規定される。第１の円錐面２０の範囲内には座角度差１８が形成されている。この座角度差１８はほんの数度（≦５゜）である。弁１の新規状態では、シール縁部直径２５ｄＳが、ハイドロリック的に有効なシール直径１４ｄｈｙｄｒ，ｎｅｕにほぼ合致している。本発明により第１の円錐面２０に形成された座角度差１８に基づき、シール縁部８と座面２９との間の接触は運転の経過において面状の接触に移行する。しかし、この場合、僅かな座角度差１８に基づき、運転時間の経過において生ぜしめられるハイドロリック的に有効なシール直径１５（図１に示した破線参照）ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂが、新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径１４ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕにほぼ合致していることが確保されている。多段円錐ジオメトリ１９の、第１の円錐面２０に続く第２の円錐面２１は、角度範囲２８（図１参照）内の角度の円錐面を備えていてよい。弁ボディ２の座面２９に接触しない第２の円錐面２１を設けることによって、シール作用が、座角度差１８で形成された第１の円錐面２０と、弁ボディ２の座面２９との間にしか生ぜしめられないことが確保されている。これによって、すり合わせ運転幅もしくは摩耗幅が制限される。
【００１２】
多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１が形成されている傾角は、傾角２８によって図示した範囲内にあってよい。多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１は、弁ニードル３に設けられた第２の周縁部１２の下方で多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０に続いている。弁ボディ２の座面２９と協働して、弁ニードル３の閉鎖された状態では、この弁ニードル３の新規状態だけでなく、すり合わせ運転された状態でも、低圧ＰＮＤが形成される低圧領域７からの、高圧ＰＨＤが形成される高圧領域６の面状のシールが達成される。図１には、弁ニードルの外径が符号２４（ｄＮ）によって示してある。
【００１３】
図１に示した、弁ニードル３の第１の円錐面２０と弁ボディ２の座面２９との間の間隔は、第２の円錐面２１の円錐角２８の適宜な選択時に減衰角として機能する。なぜならば、弁ニードル３の閉鎖時に、ギャップ内に位置する燃料が押し出されなければならず、これによって、座面２９に対する第１の円錐面２０の当接が、減衰ギャップ１０内にまだ含まれている燃料によって減衰されるからである。
【００１４】
図２から、本発明により提案された、Ｉ型弁における弁座領域の別の構成を知ることができる。
【００１５】
高圧流入通路２３を介して燃料供給される高圧領域６は、低圧ＰＮＤが形成される低圧領域７から弁ニードル３の第１の円錐面２０によって分離されている。
【００１６】
図１に示した構成と異なり、図２に示した、本発明により提案されたＩ型弁２２の構成では、第２の円錐面２１が内方に折り返されている。すなわち、図１に示した構成に比べて、第２の円錐面２１が減衰に貢献していない。
【００１７】
図３から、Ｉ型弁の弁ニードルにおける多段円錐ジオメトリを知ることができる。
【００１８】
図３から明らかであるように、シール縁部８は弁１の新規状態でシール縁部直径２５（ｄＳ）で形成されている。このシール縁部直径２５（ｄＳ）は、弁１の新規状態で、ハイドロリック的に有効な直径ｄｈｙｄｒ．ｎｅｕ（符号１４参照）に相当している。弁座領域５におけるシール縁部８の両側には、多段円錐ジオメトリ１９の円錐面２０，２１が延びている。多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０は座角度差１８で形成されているのに対して、第２の周縁部１２の下方で第１の円錐面２０に続く第２の円錐面２１は、座面２９と第２の円錐面２１とに対して別の座角度差２７を備えて形成されている。運転の経過において生ぜしめられる、弁ボディ２の、シール縁部８に向かい合って位置する座面２９との接触時のシール縁部８の領域における平坦化時には、座同化が同時に半径方向内向きにかつ半径方向外向きに行われ、これによって、増加するすり合わせ運転と、生ぜしめられる摩耗とに基づき、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂがほぼ不変のままとなる。図３では、シール縁部８が弁ニードル３の第２の周縁部１２に合致している。
【００１９】
図４から、図３に示した、本発明により提案された弁座の構成を知ることができる。
【００２０】
図３に示した構成と異なり、図４に示した構成では、第２の円錐面２１の下方に別の第３の円錐面４１が形成されている。この別の第３の円錐面４１は第１の円錐面２０の可能なすり合わせ運転領域もしくは摩耗領域を制限しており、これによって、摩耗が最大で第２の周縁部１２にまでしか拡幅し得ない。図４に示した弁座の機能形式は、図３に示した弁座の機能形式に類似している。
【００２１】
図５から、本発明により提供された弁座領域の別の構成を知ることができる。
【００２２】
図１〜図４に示した構成と異なり、図５に示した構成によれば、弁ボディ２の座面２９にポケット３６（アンダカット）が形成されている。このポケット３６は第２の周縁部１２に向かい合って位置している。この第２の周縁部１２は多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０を第２の円錐面２１から分離している。座面２９に形成されたポケット３６の役割は、第１の円錐面２０と座面２９との接触時に生ぜしめられる摩耗を円錐面２０に制限することにある。
【００２３】
第１の円錐面２０は座角度差１８で形成されているのに対して、第２の円錐面２１は、弁ニードル３に設けられた第２の周縁部１２の下方に円錐角２７を有している。この円錐角２７は第１の円錐面２０の座角度差１８よりも高く設定されている。この事例でも、シール縁部直径２５（ｄＳ）は多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０の外径に合致している。弁ニードル３のニードル直径２４（ｄＮ）は同時に弁ボディ２のガイド直径に相当している。図５に示したＩ型弁２２の構成でも、ほぼコンスタントなハイドロリック的なシール直径を新規状態で、弁座のすり合わせ運転された状態に比べて達成することができる。
【００２４】
図１〜図５に示した本発明による構成では、Ｉ型弁座２２、すなわち、内向きに開放する弁を説明しているのに対して、以下に概略的に示す構成では、Ａ型弁を説明する。符号２２で示したＩ型弁では、弁ニードル３が高圧流入通路２３に向かって開放しかつ高圧領域６と低圧領域７との間の流れ接続部を解放する。これに対して、以下で説明する、図６〜図１０により形成された構成は、弁ニードル３が高圧領域６への高圧流入通路２３に対して高圧領域６から離れる方向、すなわち、外向きに開放するＡ型弁である。
【００２５】
図６には、外向きに開放する弁体を備えたＡ型弁のための弁座領域の第１の構成が示してある。
【００２６】
図６に示した電磁弁１は弁ボディ２を有している。この弁ボディ２には座面２９が形成されている。電磁弁１の弁ボディ２を貫通した高圧流入通路２３を介して、高い圧力下にある燃料が、高圧ＰＨＤが形成される高圧領域６に流入する。電磁弁１の弁ニードル３は対称線４に対して対称的に形成されている。外向きに開放する弁ニードル３の第１の周縁部は符号３２で示してあるのに対して、外向きに開放する弁ニードル３の別の第２の周縁部は符号３３で示してある。弁ボディ２の座面２９に向かい合って位置する弁座領域５には多段円錐ジオメトリ１９が形成されている。この多段円錐ジオメトリ１９は第１の円錐面２０と第２の円錐面２１とを有している。多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０は座角度差１８で形成されているのに対して、弁ニードル３の第１の周縁部３２に沿って第１の円錐面２０に続く第２の円錐面２１は、座角度差１８に比べて大きな円錐角２７で形成されている。図６に示した、外向きに開放する弁ニードル３の開放された状態では、高圧領域６と、低圧ＰＮＤが形成される低圧領域７とが互いに接続されている。シール縁部直径２５ｄＳは、弁１の新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕ１４にほぼ相当している。多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０は座角度差１８で形成されているのに対して、第２の円錐面２１は別の座角度差２７で延びている。この座角度差２７は第１の円錐面２０の座角度差１８よりも大きく選択されている。これによって、弁ニードル３における摩耗領域が、シール縁部８と、外向きに開放する弁ニードル３に設けられた第１の周縁部３２との間の領域に制限されている。この領域（符号９参照）は、弁ボディ２に設けられた座面２９と、多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０との間のすり合わせ運転領域もしくは摩耗領域を特徴付けている。
【００２７】
シール縁部８は、図６に示したＡ型弁３７では、第１の円錐面２０に向かい合って位置する座面２９の縁部に形成されている。
【００２８】
図７には、多段円錐ジオメトリが形成された弁ニードルを備えたＡ型弁の別の構成が示してある。
【００２９】
図６に示した、本発明により提案された弁座領域５の構成と異なり、弁ボディ２には、ポケット状に形成された切欠きが位置している。弁ボディ２の、高圧流入通路２３が開口した切欠きの内部では、シール縁部８が座面２９に形成されている。シール縁部８は、図７に示した、本発明により提案された電磁弁１における弁座領域５の構成でも、第１の円錐面２０に向かい合って位置している。多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０は弁ボディ２の座面２９に対して座角度差１８を備えて延びている。電磁弁１の、外向きに開放する弁ニードル３の第１の周縁部３２には、多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１が続いている。この第２の円錐面２１は第１の円錐面２０に比べて円錐角（２７）で形成されている。第１の円錐面２０はシール面１７を形成している。これに対して、多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１は、より大きな円錐角２７に基づき、摩耗を制限するための自由面を成している。
【００３０】
弁ボディ２と弁ニードル３との間の高圧領域６にポケットを形成することに基づき、図７に示した構成では、弁ニードル３の直径ｄＮ２４と座直径ｄＳ２５とは合致せず、この座直径ｄＳ２５が弁ニードル３のニードル直径ｄＮ２４を上回っている。図６に示したＡ型弁３７の構成に比べて、図７に示した構成によるシール縁部８は、弁ボディ２に設けられたポケット深さの量だけ外方に移動させられており、これによって、図６に示した構成に比べて、より大きな座直径ｄＳ２５が生ぜしめられる。
【００３１】
弁１の新規状態では、この弁のハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕがシール縁部直径２５（ｄＳ）にほぼ合致している。これに対して、弁の運転の経過において、ハイドロリック的に有効なシール直径２５，ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂは、図７に破線で示したように、僅かしか移動しない。
【００３２】
図７に示したＡ型弁３７における構成では、シール縁部８が、座角度差１８を有する多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０のほぼ真ん中に向かい合って位置している。多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０はシール面として機能するのに対して、弁ボディ２の座面２９に対して座角度差２７を備えた第２の円錐面２１は自由面として働く。
【００３３】
図８には、弁ボディの座面に形成された斜面を備えた、本発明により提案された弁座領域の構成が示してある。
【００３４】
座面２９が一貫して延びている、図６および図７に示したＡ型弁３７に関する構成と異なり、図８に示した構成による座面２９には、この座面２９に対して所定の角度だけ傾けられて形成された面取り部３８が設けられている。この面取り部３８への座面２９の移行部が、弁ボディ２に設けられたシール縁部８を形成している。図６および図７に示した、弁ニードル３に設けられた多段円錐ジオメトリ１９に類似して、図８に示した弁ニードル３には、第１の円錐面２０と第２の円錐面２１とが形成されている。両円錐面２０，２１は、互いに異なる円錐角１８；２７、すなわち、つまり、第１の円錐面２１の座角度差１８および角度差２７を有している。シール縁部直径２５（ｄＳ）は、新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕと同一である。運転の経過において、すり合わせ運転領域もしくは摩耗領域が半径方向内向きにならびに半径方向外向きに延びて拡幅し、これによって、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．Ｂｅｔｒｉｅｂがコンスタントなままとなる。
【００３５】
第１の円錐面２０と第２の円錐面２１とは、外向きに開放する弁ニードル３の第１の周縁部３２によって互いに分離されている。外向きに開放する弁ニードル３の第２の周縁部３３は、弁ニードル３に設けられた第２の円錐面２１の制限部を形成している。弁ボディ２の座面２９が面取り部３８に移行する移行箇所はシール縁部８を形成している。
【００３６】
図８に示した、弁ボディ２内での弁ニードル３の位置では、高圧領域６に開口した高圧流入通路２３と、低圧ＰＮＤが形成される低圧領域７とが互いに接続されており、これによって、高圧流入通路２３を介して燃料が高圧領域６を介して電磁弁１の低圧領域７に流入する。
【００３７】
図９から、外向きに開放する弁ニードルの別の構成を知ることができる。
【００３８】
弁ニードル３のシール縁部８は多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０に位置していて、座角度差１８，１８ａで形成されている。シール縁部８の両側に弁ニードル３に対して半径方向内向きにもしくは半径方向外向きに延びるように、第１の円錐面２０が座角度差１８，１８ａを有している。シール縁部８が、Ａ型弁３７の、外向きに開放する弁ニードル３の運転中に弁ボディ２の座面２９に当接すると、座角度差１８，１８ａに基づき両側にシール縁部８の平坦化部が対称的に第１の円錐面２０に延びる、すなわち、対称的に半径方向外向きにならびに対称的に半径方向内向きに延びる。これによって、電磁弁１の運転中に、均一に延びる平坦化部がシール縁部８に達成される。すり合わせ運転領域もしくは摩耗領域の制限は、図９に示した、本発明により提案された弁座領域５の構成では、多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１が、第１の円錐面２０に比べて鋭角の円錐角を有していることによって行われる。
【００３９】
図９に示した構成による弁１の新規状態では、弁ニードル３に設けられたシール縁部８のシール縁部直径２５と、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕ１４とが合致している。運転の経過において、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂ１５が生ぜしめられる。このシール直径ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂ１５は、弁１の新規状態におけるハイドロリック的に有効なシール直径１４と僅かしか異なっていない。
【００４０】
弁ニードル３の多段円錐ジオメトリ１９の、自由面として働く第２の円錐面２１の制限部は、外向きに開放する弁ニードル３の第２の周縁部３２を形成している。図９に示した弁ニードル３の位置では、弁ボディ２の高圧流入通路２３と、高圧ＰＨＤが形成される高圧領域６と、低圧ＰＮＤが形成される低圧領域７とが互いに流れ接続されている。
【００４１】
さらに、図１０には、弁ボディで座面に形成されたポケットを備えたＡ型弁の構成が示してある。
【００４２】
図１０に示した、弁座領域５の本発明による構成によれば、弁ボディ２の座面２９が、ポケット状に形成された切欠き３６を有している。
【００４３】
弁ボディ２の座面２９に形成されたポケット３６は、すり合わせ運転／摩耗領域を、弁ボディ２に設けられたシール縁部８と、多段円錐ジオメトリ１９の第１の円錐面２０との間の領域に制限する機能を有している。弁ニードル３における同じ機能は、多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１によって満たされている。なぜならば、この第２の円錐面２１の円錐角が第１の円錐面２０の円錐角よりも鋭角に延びているからである。
【００４４】
外向きに開放するＡ型弁３７の弁ニードル３は、第１の円錐面２０と第２の円錐面２１とを有する多段円錐ジオメトリ１９を有している。
【００４５】
外向きに開放する弁ニードル３の多段円錐ジオメトリ１９の第２の円錐面２１は別の座角度差２７を備えて形成されている。第１の円錐面２０は第１の周縁部３２によって制限される。この第１の周縁部３２では、第１の円錐面２０が第２の円錐面２１に移行している。この第２の円錐面２１は第２の周縁部３３によって制限されている。図１０に示した、外向きに開放するＡ型弁３７の構成では、すり合わせ運転／摩耗領域９が、座面２９の、シール縁部８とポケット状の切欠き３６との間に位置する部分と、第１の円錐面２０とに制限されている。
【００４６】
図１０に示した、外向きに開放するＡ型弁３７の新規状態では、ハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕ（位置１４参照）が、弁ボディ２に設けられたシール縁部８の直径に合致している。所定の運転時間後に生ぜしめられるハイドロリック的に有効なシール直径ｄｈｙｄｒ．，Ｂｅｔｒｉｅｂ（符号１５参照）は、外向きに開放するＡ型弁３７のハイドロリック的に有効なシール直径１４ｄｈｙｄｒ．，ｎｅｕと僅かしか異なっておらず、これによって、外向きに開放するＡ型弁３７のより長い運転後でも、弁座領域５にハイドロリック的な面の変化に基づく、外向きに開放するＡ型弁３７の開閉特性にネガティブな影響を与える許容することができない力が生ぜしめられ得ない。これによって、噴射量の再現可能性だけでなく、開閉時点の再現可能性も保証されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】Ｉ型弁における二段円錐座ジオメトリの構成を示す図である。
【図２】Ｉ型弁における弁座領域に設けられた二段円錐座ジオメトリの別の構成を示す図である。
【図３】シール縁部の両側に延びる円錐面を備えた、Ｉ型弁における弁座領域の別の構成を示す図である。
【図４】同じくシール縁部の両側の円錐面を備えた、Ｉ型弁の弁座領域に設けられたシール縁部の別の構成を示す図である。
【図５】弁ボディに加工されたポケットを備えた弁座領域における多段円錐ジオメトリの構成を示す図である。
【図６】Ａ型弁の弁座領域における多段円錐ジオメトリの構成の第１の構成を示す図である。
【図７】Ａ型弁における弁座領域の別の構成を示す図である。
【図８】斜め面取りされた弁ボディシール面を備えた、Ａ型弁における弁座領域の別の構成を示す図である。
【図９】２つの円錐台形面が延びるシール縁部を備えた、本発明により提供された弁座領域の別の構成を示す図である。
【図１０】弁ボディシール面に統合されたポケットを備えた、Ａ型弁における弁座領域の別構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  電磁弁、  ２  弁ボディ、  ３  弁ニードル、  ４  対称線、  ５  弁座領域、  ６  高圧領域、  ７  低圧領域、  ８  シール縁部、  ９  すり合わせ運転／摩耗領域、  １０  減衰ギャップ、  １１  周縁部、  １２  周縁部、  １４  シール直径、  １５  シール直径、  １７  シール面、  １８，１８ａ  座角度差、  １９  多段円錐ジオメトリ、  ２０  円錐面、  ２１  円錐面、  ２２  Ｉ型弁、  ２３  高圧流入通路、  ２４  ニードル直径、  ２５  シール縁部直径、  ２７  座角度差、  ２８  角度範囲、  ２９  座面、  ３２  周縁部、  ３３  周縁部、  ３６  ポケット、  ３７  Ａ型弁、  ３８  面取り部、  ４１  円錐面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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