(57)【要約】本発明は、計量供給開口を備えたハウジング（１２）と、制御された軸方向に可動な弁ニードル（２６）と、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータ（１８）と、温度補正ユニット（２０）と、圧電アクチュエータ（１８）に電力を供給するための電気コネクタ（３０）とを含む、加圧流体を供給するための計量供給装置に関する。本発明によれば、電気コネクタ（３０）はコネクタボディ（３２）を有しており、このコネクタボディ（３２）は、外部電源に接続されるピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）と、ピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）に電気的に接続されかつ圧電アクチュエータ（１８）に電気的接触を提供するピンの第２のセット（３８Ａ，３８Ｂ）とを含んでおり、ピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）はコネクタボディ（３２）に固く取り付けられており、ピンの第２のセット（３８Ａ，３８Ｂ）が、熱補償ユニット（２０）の迅速な軸方向移動を可能にするようにコネクタボディ（３２）に軸方向可動に取り付けられている。
2006513353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧流体を供給するための計量供給装置、特に内燃機関における燃料噴射システムのための噴射弁であって、
計量供給開口を有するハウジング（１２）が設けられており、前記計量供給開口の開閉が、軸方向に可動な弁ニードル（２６）の移動によって制御されるようになっており、
弁ニードル（２６）の軸方向移動を制御するために該弁ニードル（２６）と協働する、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータ（１８）が設けられており、
ハウジング（１２）の端部と、圧電アクチュエータ（１８）と、弁ニードル（２６）との間の弾性的な接触を保証するためにハウジング（１２）と圧電アクチュエータ（１８）との互いに異なる熱膨張を補償するために、圧電アクチュエータ（１８）及びハウジング（１２）と協働する熱補償ユニット（２０）が設けられており、
圧電アクチュエータ（１８）に電力を供給するための電気コネクタ（３０）が設けられている形式のものにおいて、
電気コネクタ（３０）がコネクタボディ（３２）を有しており、該コネクタボディに、
外部電源と接続されたピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）が設けられており、
該ピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）に電気的に接続されかつ圧電アクチュエータ（１８）への電気的接触を提供する、ピンの第２のセット（３８Ａ，３８Ｂ）が設けられており、
ピンの第１のセット（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ）がコネクタボディ（３２）に固く取り付けられており、ピンの第２のセット（３８Ａ，３８Ｂ）が、熱補償ユニット（２０）の迅速な軸方向移動を可能にするようにコネクタボディ（３２）に軸方向に可動に取り付けられていることを特徴とする、加圧流体を供給するための計量供給装置。
【請求項２】
第１のセットのピンのそれぞれが、第１の端部片（３４Ａ，３４Ｂ）及び第２の端部片（３６Ａ，３６Ｂ）を有しており、第１の端部片（３４Ａ，３４Ｂ）が外部電源に接続されるようになっており、第２の端部片（３６Ａ，３６Ｂ）が、ピンの第２のセットの軸方向に可動なピンに電気的に接続されている、請求項１記載の計量供給装置。
【請求項３】
第２のセットのピンのそれぞれが、第１の端部片及び第２の端部片（３８Ａ，３８Ｂ）を有しており、第１の端部片が圧電アクチュエータ（１８）への電気的接触を提供しており、第２の端部片（３８Ａ，３８Ｂ）が、ピンの第１のセットの第２の端部片（３６Ａ，３６Ｂ）に固定されておりかつ電気的に接続されている、請求項２記載の計量供給装置。
【請求項４】
ピンの第２のセットの第２の端部片（３８Ａ，３８Ｂ）が、ピンの第１のセットの第２の端部片（３６Ａ，３６Ｂ）に溶接又はブレイズされている、請求項３記載の計量供給装置。
【請求項５】
ピンの第２のセットの第２の端部片（３８Ａ，３８Ｂ）が、ピンの第２のセットの軸方向振動を許容するフレキシブルな曲げ領域を有している、請求項３又は４記載の計量供給装置。
【請求項６】
フレキシブルな曲げ領域が、拡開するＬ字形に形成されている、請求項５記載の計量供給装置。
【請求項７】
電気コネクタ（３０）が、成形されたコネクタボディ（３２）を含んでおり、該コネクタボディ（３２）が、第１及び第２の端部片（３４Ａ，３４Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ）を除いてピンを包囲している、請求項３から６までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項８】
ピンの第１のセットの第１及び第２のピン（３６Ａ，３６Ｂ）の間に電気抵抗器（４４）が接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項９】
電気抵抗器（４４）が少なくとも部分的にコネクタボディ（３２）に埋め込まれている、請求項８記載の計量供給装置。
【請求項１０】
コネクタボディ（３２）が、コネクタボディ（３２）を計量供給装置のハウジング（１２）に取り付けるための固定部材を受容するための少なくとも１つの固定穴（４２）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項１１】
コネクタボディ（３２）が、計量供給装置のハウジング（１２）に溶接されるための少なくとも１つの金属挿入体を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項１２】
計量供給装置のコネクタボディ（３２）及びハウジング（１２）が、電気コネクタ（１０）を計量供給装置のハウジング（１２）に取り付けるための対応する係合手段を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項１３】
電気コネクタ（３０）に、コネクタボディ（３２）の出口面の上方における第２のピンセットの第２の端部片（３８Ａ，３８Ｂ）の軸方向振動領域を保護する保護キャップ（４６）が設けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の計量供給装置。
【請求項１４】
保護キャップ（４６）が、コネクタボディ（３２）に超音波溶接されている、請求項１３記載の計量供給装置。
【請求項１５】
計量供給装置のコネクタボディ（３２）とハウジング（１２）との間にシーリングエレメントが設けられている、請求項１３又は１４記載の計量供給装置。
【請求項１６】
シーリングエレメントがシーリングリングによって形成されている、請求項１５記載の計量供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧流体を供給するための計量供給装置、特に内燃機関における燃料噴射システムのための噴射弁に関する。
【０００２】
計量供給装置は、計量供給開口を有するハウジングを含むタイプのものであり、計量供給開口を有するハウジングが設けられており、前記計量供給開口の開閉が、軸方向に可動な弁ニードルによって制御されるようになっており、弁ニードルの軸方向移動を制御するために該弁ニードルと協働する、軸方向に延長可能な圧電アクチュエータが設けられており、ハウジングの端部ストッパと、圧電アクチュエータと、弁ニードルとの間の弾性的な接触を保証するためにハウジングと圧電アクチュエータとの互いに異なる熱膨張を補償するために、圧電アクチュエータ及びハウジングと協働する温度補正ユニットが設けられており、圧電アクチュエータに電力を供給するための電気コネクタが設けられている。
【０００３】
このような計量供給装置において、ハウジング及び圧電アクチュエータは概して種々異なる材料から製造されておりかつ種々異なる熱膨張係数を有している。したがって、噴射弁が燃料流量及びジェット形状に対する要求を満たすことを保証するために、特別な手段が取られなければならない。特に重要なのは、インジェクタの主要機能パラメータへの温度の影響である。流量及びその他の特性パラメータは、−４０℃〜＋１５０℃の動作温度の範囲に亘って公差の所定の範囲内になければならない。
【０００４】
特に、圧電アクチュエータは概して外部ハウジングよりも低い熱膨張係数を有しているので、圧電アクチュエータは、圧電アクチュエータの定置の端部ストップ面と弁ニードルの上端部との間のヘルツ接触を維持しない。
【０００５】
この問題に対処するために、噴射弁は通常ハイドロリック式熱補償ユニットが装備されている。作動温度が上昇すると、熱補償ユニットは、さもなければ弁ニードルと圧電アクチュエータとの間に形成される隙間を回復する。
【０００６】
これにより、圧電アクチュエータの上側をインジェクタボディの外側に接続した電気的配線は、同様に、圧電アクチュエータへの確実な電気的接続を依然として提供しながら、軸方向移動、すなわち、高周波数での熱補償装置サブグループの延長及び収縮、を可能にする。この設計では、インジェクタボディから延びた、二極性でかつフレキシブルなワイヤが、圧電アクチュエータへの電気的接続を提供する。しかしながら、このようなソリューションは、試験片のためにのみ使用されることができ、標準的なインジェクタ製造のためには適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のことを考慮して、本発明の課題は、熱補償装置の迅速な軸方向移動を許容する改良された電気コネクタを備えた前記タイプの計量供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は添付の請求項１の特徴を備えた計量供給装置によって達成された。発明の有利な実施形態は従属請求項に開示されている。
【０００９】
本発明によれば、請求項１の前文による計量供給装置は、コネクタボディを有する電気コネクタを提供し、コネクタボディが、外部電源と接続されたピンの第１のセットと、該ピンの第１のセットに電気的に接続されかつ圧電アクチュエータへの電気的接触を提供する、ピンの第２のセットとを有しており、ピンの第１のセットがコネクタボディに固く取り付けられており、ピンの第２のセットが、熱補償ユニットの迅速な軸方向移動を可能にするようにコネクタボディに軸方向に可動に取り付けられている。
【００１０】
発明の好適な実施形態において、第１のセットのピンのそれぞれは、第１の端部片及び第２の端部片を有しており、第１の端部片は外部電源に接続されるようになっており、第２の端部片は、第２のセットの軸方向に可動なピンに電気的に接続されている。
【００１１】
第２のセットのピンのそれぞれが第１の端部片及び第２の端部片を有しており、第１の端部片が圧電アクチュエータへの電気的接触を提供し、第２の端部片が、ピンの第１のセットの第２の端部片に固定されておりかつ電気的に接続されていることはさらに好適である。
【００１２】
ピンの第２のセットの第２の端部片は有利にはピンの第１のセットの第２の端部片に溶接又はブレイズされている。
【００１３】
好適には、ピンの第２のセットの第２の端部片は、第２のセットのピンの軸方向振動を許容するフレキシブルな曲げ領域を有している。発明の好適な実施形態において、フレキシブルな曲げ領域は、拡開したＬ字形に形成されている。
【００１４】
発明の別の有利な実施形態によれば、電気コネクタは、成形されたコネクタボディを有しており、このコネクタボディは、第１及び第２の端部片を除いてピンを包囲している。
【００１５】
電気抵抗器がピンの第１のセットの第１及び第２のピンの間に接続されている。有利には、電気抵抗器は少なくとも部分的にコネクタボディによって包囲されている。
【００１６】
コネクタボディが、コネクタボディを計量供給装置のハウジングに取り付けるための固定部材を受容するための少なくとも１つの固定穴を有していることはさらに好適である。１つ又は２つ以上のねじ又はその他の固定部材は、コネクタボディをハウジングに容易にかつ取外し可能に固定するように固定穴に挿入されることができる。
【００１７】
付加的に又は択一的に、コネクタボディは、計量供給装置のハウジングに溶接される少なくとも１つの金属挿入体を有している。このような溶接された接合部は、安定しかつ耐久性のある結合を提供する。
【００１８】
さらに、計量供給装置のコネクタボディ及びハウジングは、電気コネクタを計量供給装置のハウジングに取り付けるための対応する係合手段を有している。この方法は、装置ハウジングへのコネクタの単純かつ迅速な結合を提供する。
【００１９】
発明の別の好適な実施形態において、電気コネクタには、コネクタボディの出口表面の上方における第２のピンのセットの第２の端部片の軸方向振動領域を保存する保護キャップが設けられている。
【００２０】
保護キャップは、確実かつ緊密な結合を提供するために、好適にはコネクタボディの上面に超音波溶接されている。
【００２１】
水及び、ガソリン等の汚染物に対する絶縁を改良するために、計量供給装置のコネクタボディとハウジングとの間にシーリングエレメントが設けられている。好適には、シーリングエレメントは、Ｏリング等のシーリングリングによって形成されている。
【００２２】
保護キャップがまだ存在しないならば、校正プロセス中に汚染物がインジェクタボディに進入するのを阻止するために、ボディと電気アダプタとの間に別のシーリングエレメントが設けられることができる。しかしながら、ほとんどの実施形態の場合、校正プロセス中に、キャップはすでにボディに超音波溶接されている。
【００２３】
前記利点に加えて、本発明の技術的特徴によって得られる利点は以下のものである：
−成形プロセス中にオーバーモールドするための部材が存在しないのでオーバーモールドが不要である
−インジェクタは容易に組み立てられる
−電気コネクタをハウジングに固定するための種々異なる方法がある
−種々異なるタイプの抵抗器を挿入することが可能である
−水、ガソリン又は蒸気の侵入が不可能である。
【００２４】
本発明は、その構成及び動作方法がその付加的な課題及び利点とともに、添付図面に関連して読んだ場合に発明の実施形態の以下の説明からもっともよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、全体的に１０によって示された、直接噴射ガソリンエンジンのための噴射弁を示している。噴射弁はハウジング１２を有しており、このハウジングは、外部管状部材１４と内部管状部材１６とを有している。
【００２６】
外部管状部材１４は噴射弁１０の外部ジャケットを形成しており、内部管状部材１６は圧電アクチュエータ１８と熱補償装置サブグループ２０とを含んでいる。外部管状部材１４と内部管状部材１６との間に形成された通路２２は大きな環状通路を提供しており、この環状通路は、入口ダクトによって供給されたガソリンを、ガソリン進入穴へ、及び噴射弁１０の出口通路２４内へ搬送する。
【００２７】
噴射弁１０を開放してガソリンをエンジンシリンダ内へ噴射するために、電気コネクタ３０によって圧電アクチュエータ１８に励起電圧が印加され、電気コネクタは以下に詳細に記載される。励起電圧に応答して、圧電アクチュエータ１８の長さは所定量だけ、通常約十又は数十マイクロメートルだけ増大する。この長さの延長は出口通路２４内に配置された弁ニードル２６に伝達され、この弁ニードルはバイアスばねを押圧し、弁座から持ち上げられる。この位置において、シリンダへの加圧燃料の噴射が開始する。
【００２８】
電気コネクタ３０によって供給される励起電圧がスイッチオフされると、軸方向での圧電アクチュエータ１８の長さが通常値まで減少し、これにより、螺旋ばねのバイアス圧力が弁ニードル２６を閉鎖位置へ押し戻す。
【００２９】
圧電アクチュエータの長さの速やかな変化の間に圧電アクチュエータ１８の位置を固定するために熱補償装置２０が設けられているが、この熱補償装置は、例えば熱的変化による圧電アクチュエータ１８の位置の遅い変化を補償する。
【００３０】
図２は図１の電気コネクタ３０の斜視図を詳細に示している。コネクタ３０は、プラスチック製のコネクタボディ３２と、ピンの第１のセットとを含んでいる。ピンの第１のセットは、コネクタボディ３２に固く取り付けられており、外部電源に接続するために第１の端部片３４Ａ，３４Ｂと第２の端部片３６Ａ，３６Ｂとを有している。さらに、電気コネクタはピンの第２のセットを含んでおり、ピンの第２のセットは、圧電アクチュエータ１８への電気接触を提供するための第１の端部片と、ピンの第１のセットの第２の端部片３６Ａ，３６Ｂに固定されておりかつこれらの端部片３４Ａ，３４Ｂと電気的に接続された第２の端部片３８Ａ，３８Ｂとを有している。
【００３１】
プラスチック製のコネクタボディ３２は、電気コネクタ１０の製造工程の早い段階で成形される。このプロセスの間に、電気ピンの主要部分がプラスチック材料内に埋め込まれる。図２に示したように第１及び第２の端部片のみがプラスチックボディ３２から突出する。
【００３２】
ピンの第２のセットの第２の端部片３８Ａ及び３８Ｂは、それぞれピンの第１のセットの第２の端部片３６Ａ及び３６Ｂに溶接される。また、ピンの第２のセットの第２の端部片３８Ａ，３８Ｂはそれぞれ、拡開したＬ字形のフレキシブルな曲げ領域を有しており、この曲げ領域は、コネクタボディ３２における出口開口４０から溶接領域まで延びており、この溶接領域において端部片３８Ａ及び３８Ｂがピンの第１のセットの第２の端部片３６Ａ及び３６Ｂに接続されている。
【００３３】
フレキシブルな曲げ領域は、圧電アクチュエータ１８と、圧電アクチュエータ１８に接触したピンの第２のセットとが約１０μｍの振幅で軸方向に振動することを許容する。このような振動の間、圧電アクチュエータ１８と、ピンの第２のセットと、ピンの第１のセットとの間の安定した確実な電気的接触が維持される。
【００３４】
電気抵抗器４４、例えば２００ｋオーム抵抗器がピンの第１のセットの端子に溶接又はブレイズされている。図２に示したように、抵抗器４４もコネクタのプラスチックボディ３２に部分的に埋め込まれている。
【００３５】
さらに、コネクタボディ３２は２つの固定穴４２を有しており、モジュラーコネクタ３０を噴射弁１０のハウジング１２に固定するために前記固定穴に２つのねじを挿入することができる。
【００３６】
端子アダプタを通って出口開口４０から突出した拡開するＬ字形を備えた第２のピンの自由な軸方向振動を許容し、第２のピンのフレキシブルな曲げ領域において曲がるための十分な空間を提供するために、コネクタボディ３２の出口面の上方に自由空間が設けられている。図３の側面図に示されたようにこの自由空間は保護キャップ４６によって包囲されている。
【００３７】
保護キャップ４６は、コネクタボディ３２に超音波溶接され、水又はガソリン等の環境汚染に対して第２のピンのフレキシブルな曲げ領域の上方の自由空間を保護する。
【００３８】
噴射弁の起こりうる汚染物侵入、例えばモジュラーコネクタ３０とハウジング１２との間又は保護キャップ４６とモジュラーコネクタボディとの間の隙間を通っての汚染物侵入を回避するために、絶縁のためにＯリング等のシーリングエレメントが挿入されることができる。
【００３９】
前記説明と、図面と、請求項とに開示された特徴は、それだけで、及びあらゆる可能な組合せで、発明の実現のために重要である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態による電気コネクタを備えたインジェクタバルブの縦断面図である。
【図２】図１の電気コネクタの斜視図である。
【図３】図１の電気コネクタの側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  噴射弁、  １２  ハウジング、  １４  外部管状部材、  １６  内部管状部材、  １８  圧電アクチュエータ、  ２０  熱補償装置、  ２２  通路、  ２４  出口通路、  ２６  弁ニードル、  ３０  電気コネクタ、  ３２  コネクタボディ、  ３４Ａ，３４Ｂ  第１の端部片、  ３６Ａ，３６Ｂ  第２の端部片、  ３８Ａ，３８Ｂ  第２の端部片、  ４０  出口開口、  ４２  固定穴、  ４４  電気抵抗器、  ４６  保護キャップ
【図１】
2006513353.tif 000003
【図２】
2006513353.tif 000004
【図３】
2006513353.tif 000005
【国際調査報告】
2006513353.tif 000006
2006513353.tif 000007
2006513353.tif 000008