(57)【要約】本発明は、液体を制御する弁（１）であって、弁ハウジング（１０）がアクチュエータ室（１１）と、側部に配置された供給孔（１３）とを有していて、該供給孔（１３）が高圧供給部（１２）と接続されており、アクチュエータ室（１１）が、プランジャ（３１）とアクチュエータキャップ（３２）とを備えたアクチュエータ（３０）を有しており、アクチュエータ室（１１）が円錐シールを有していて、該円錐シールが、アクチュエータ室（１１）の端部における円錐面（１４）と、該円錐面（１４）に対応していてアクチュエータキャップ（３２）に設けられたリング状のシール面（３３）とによって形成されており、円錐シールによってケーブル出口（１７）がシール可能である形式のものに関する。このような形式の弁において本発明の構成では、アクチュエータ室（１１）が少なくとも１つの付加的な供給孔（１３）を有している。このように構成されていると、アクチュエータ（３０）への均一な力の導入が可能になる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を制御する弁（１）であって、弁ハウジング（１０）がアクチュエータ室（１１）と、側部に配置された供給孔（１３）とを有していて、該供給孔（１３）が高圧供給部（１２）と接続されており、アクチュエータ室（１１）が、プランジャ（３１）とアクチュエータキャップ（３２）とを備えたアクチュエータ（３０）を有しており、アクチュエータ室（１１）が円錐シールを有していて、該円錐シールが、アクチュエータ室（１１）の端部における円錐面（１４）と、該円錐面（１４）に対応していてアクチュエータキャップ（３２）に設けられたリング状のシール面（３３）とによって形成されており、円錐シールによってケーブル出口（１７）がシール可能である形式のものにおいて、アクチュエータ室（１１）が少なくとも１つの付加的な供給孔（１３）を有していることを特徴とする、液体を制御する弁。
【請求項２】
供給孔（１３）が、アクチュエータ（３０）の長手方向軸線の周りに対称的に配置されている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
供給孔（１３）が円錐面（１４）の領域でリング状のシール面（３３）の外側において、アクチュエータ室（１１）に開口している、請求項１又は２記載の弁。
【請求項４】
高圧供給部（１２）が、弁ハウジング（１０）の中心軸線に沿って中央に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。
【請求項５】
供給孔（１３）が弁ハウジング（１０）の中心軸線に対して鋭角を成して延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁。
【請求項６】
複数の供給孔（１３）の横断面が、ただ１つの供給孔（１３）の横断面に対して減じられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【請求項７】
供給孔（１３）と高圧供給部（１２）との間に横断面拡大部（１８）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。
【請求項８】
アクチュエータ（３０）が圧電式のアクチュエータユニットとして形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を制御する弁であって、弁ハウジングがアクチュエータ室と、側部に配置された供給孔とを有していて、該供給孔が高圧供給部と接続されており、アクチュエータ室が、プランジャとアクチュエータキャップとを備えたアクチュエータを有しており、アクチュエータ室が円錐シールを有していて、該円錐シールが、アクチュエータ室の端部における円錐面と、該円錐面に対応していてアクチュエータキャップに設けられたリング状のシール面とによって形成されており、円錐シールによってケーブル出口がシール可能である形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の弁は、ヨーロッパ特許第０１９２２４１号明細書に基づいて公知である。この公知の構成では、噴射弁は、特にコモンレール噴射系では、液体流を制御するためにサーボ弁を備えている。内燃機関への燃料供給のためには、極めて高い噴射圧で働くいわゆるアキュムレータ噴射系が使用される。このような噴射系は、ディーゼル機関のためのコモンレール系として、及びオット機関のためのＨＰＤＩ噴射系として公知である。このような噴射系では燃料は高圧ポンプによって共通の蓄圧器に圧送され、この蓄圧器から個々のシリンダにおける噴射弁に燃料が供給される。そして噴射弁の開閉は通常電子制御される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６５０８６５号明細書に基づいて公知の構成では、燃料インジェクタが、側部からインジェクタ体に開口する高圧接続部を有している。圧力孔を介して噴射開口には、噴射される燃料量が供給される。インジェクタ体には側部に接続領域が形成されており、この接続領域からは供給孔が延びていて、この供給孔からはアクチュエータ室に高圧下にある燃料が供給される。同様にケーブル出口もまたこのアクチュエータ室において開口している。燃料がこのケーブル出口に流れ込むことを回避するために、ケーブル出口は円錐シールによってシールされる。そのために必要な、円錐シール面に対してアクチュエータキャップを押し付ける圧着力は、系における高圧によって得られる。
【０００４】
この従来技術における公知の構成の欠点としては、次のことが挙げられる。すなわちこの公知の構成では、その構造形式に基づいて、供給孔とアクチュエータ室との交差もしくは接続部及び円錐シール面との間において不都合な力関係が発生してしまう。片側における孔によって、典型的には１６００バールにも達する極めて高い圧力に基づいて、アクチュエータのアクチュエータキャップは横方向力を負荷され、そしてシール性が損なわれてしまう。さらにこの交差もしくは接続領域においては高い機械的な応力も発生することがある。
【０００５】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の弁を改良して、上に述べたような不都合な力関係を阻止し、確実なシールを保証することである。
【０００６】
発明の利点
この課題を解決するために本発明の構成では、アクチュエータ室が少なくとも１つの付加的な供給孔を有しており、該供給孔が、アクチュエータキャップ及び／又はプランジャへの力導入の分配を可能にするようにした。
【０００７】
本発明の特に有利な構成では、供給孔が、アクチュエータの長手方向軸線の周りに対称的に配置されている。このように構成されていると、力を均一に導入することができ、これにより、円錐シールのシール機能及びアクチュエータの構造に対して有利な影響を及ぼすことができる。
【０００８】
本発明の別の有利な構成では、供給孔が円錐面の領域でリング状のシール面の外側において、アクチュエータ室に開口している。このような構成によって得られる利点としては、力がアクチュエータキャップに対して作用することができ、さもないとアクチュエータのプランジャに対して横方向から作用する横方向力を、十分に阻止できる、ということが挙げられる。
【０００９】
本発明による弁の特に安価な構成では、高圧供給部が、弁ハウジングの中心軸線に沿って中央に配置されている。この場合、中央の孔の簡単化された製造可能性に基づいてコスト上の利点が得られる。
【００１０】
本発明の有利な構成では、供給孔が弁ハウジングの中心軸線に対して鋭角を成して延びている。このように構成されていると、供給孔の鋭角的な配置形式によってインジェクタの壁厚が大きくなり、全体として強度が大きくなる、という利点が得られる。
【００１１】
さらに全体強度を高めるために有利な構成では、複数の供給孔の横断面が、ただ１つの供給孔の横断面に対して減じられている。このように構成されていると、燃料量が同じで供給孔の数が多い場合でも、個々の供給孔の壁厚は大きくすることができる。さらに、減じられた横断面によって絞り作用を得ることができる。
【００１２】
本発明の別の有利な構成では、供給孔と高圧供給部との間に横断面拡大部が配置されている。このような横断面拡大部は、高圧室を形成して、個々の供給孔を介した燃料量の均一な分布を助成する。
【００１３】
本発明による弁の特に安価な構成では、アクチュエータが圧電式のアクチュエータユニットとして形成されている。このような圧電式のアクチュエータは、取扱いが簡単で、安価でしかもメンテナンスフリーである。
【００１４】
図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は、従来技術によるコモンレールインジェクタ用の高圧供給部を備えた弁を、長手方向軸線に沿って断面して示す図であり、
図２は、本発明による弁の高圧供給部を示す断面図であり、
図３は、本発明による弁の高圧供給部の別の実施例を示す断面図である。
【００１６】
実施例の記載
図１には、液体、特にディーゼル燃料を制御するための弁１が示されており、この弁１はコモンレールインジェクタの一部である。
【００１７】
弁１は弁ハウジング１０を有していて、この弁ハウジング１０内には長手方向に、アクチュエータ室１１を形成する圧力孔が延びている。アクチュエータ室１１内にはアクチュエータ３０が支承されていて、このアクチュエータ３０はプランジャ３１とアクチュエータキャップ３２とを有している。アクチュエータ室１１はその一方の端部において、円錐シールを用いてケーブル出口１７に対してシールされている。円錐シールは、アクチュエータ室１１の端部における円錐面１４と、アクチュエータキャップ３２に設けられていて円錐面１４に対応するリング状のシール面３３とによって形成されている。
【００１８】
弁ハウジング１０はさらに高圧供給部１２を有しており、この高圧供給部１２は、液体燃料用の高圧アキュムレータ（図示せず）と接続されている。従来技術によれば、高圧下にある燃料は供給孔１３を介して、弁ハウジング１０のアクチュエータ室１１の側部において供給される。この場合付加的に、図１に示されているように、フィルタ２０及び／又は供給絞りエレメントが高圧供給部１２と供給孔１３との間に設けられていてもよい。アクチュエータ室１１の長手方向軸線に対して斜めに延びる供給孔１３は、この場合側部でアクチュエータ室１１に開口しており、このアクチュエータ室１１はアクチュエータ３０のプランジャ３１の周囲にリング状の中空室を形成している。この中空室は常に燃料によって満たされており、この燃料は極めて高い圧力、典型的には１６００バール以上の高圧下にある。
【００１９】
アクチュエータ３０はこの場合圧電式のアクチュエータユニットとして形成されていることができる。このアクチュエータユニットの作用原理について述べると、ケーブルを介してアクチュエータ３０に供給される電圧インパルスによって、アクチュエータ３０のプランジャ３１の長さ変化に基づいて、弁開口が短時間開放され、この弁開口は、円錐面１４に対向して位置している弁ハウジング１０の端部に位置している（図面には示されていない）。これにより燃料は内燃機関の燃焼室内に噴射されることができる。ケーブル出口１７とアクチュエータ３０との間の接続部は、弁ハウジング１０の長手方向軸線に対して斜めに延びる孔１６によって実現されており、この孔１６は盲孔１５と一緒に交差もしくは接続領域（Verschneidungsbereich）を形成している。
【００２０】
ケーブル出口１７に対するアクチュエータ室１１のシールには、不都合のない運転に関して特別な意味がある。これは通常、液体の高圧に基づく、円錐面１４に対するアクチュエータキャップ３２の大きな圧着力によって達成される。しかしながらアクチュエータ室１１との供給孔１３の孔の交差もしくは接続によって、不都合な力特性の生じることがある。特に従来技術では供給孔１３が片側に設けられていることによって、アクチュエータ３０のアクチュエータキャップ３２及びプランジャ３１には横方向力の作用することがあり、このような横方向力は円錐シールにおいて、アクチュエータ３０における非シール性及び／又は許容不能に高い緊張もしくは応力を惹起するおそれがある。
【００２１】
従って本発明の構成では、少なくとも１つの別の供給孔１３が設けられている。特に有利な構成では供給孔１３は、アクチュエータ３０の長手方向軸線の周囲に対称的に配置されていて、力が均一に導入されるようになっており、このような構成は、円錐シールのシール機能及びアクチュエータ３０の構造に対して有利に作用する。
【００２２】
図２には有利な実施形態のうちの１つが例示されている。
【００２３】
弁ハウジング１０は互いに対向して位置する２つの供給孔１３を有しており、両供給孔１３は円錐面１４の領域において、アクチュエータキャップ３２のリング状のシール面３３の外側でアクチュエータ室１１に開口している。高圧供給部１２はこの実施例では中心に、つまり弁ハウジング１０の中心軸線に沿って形成されている。このようなジオメトリによってさらに、供給孔１３は弁ハウジング１０の中心軸線に対して鋭角を成して延在することができる。さらに、図２に例示されているように、高圧供給部１２と供給孔１３との間に位置する横断面拡大部１８が設けられている。この横断面拡大部１８は高圧室を形成していて、個々の供給孔１３を介して燃料量の均一な分配を助成する。供給孔１３の横断面は、ただ１つの供給孔１３の横断面に対して減じられて形成されていてもよい。
【００２４】
図３に示された本発明の別の実施例では、供給孔１３は、図２に示された実施例とは異なり、側部でアクチュエータ室１１に開口している。この実施例においても供給孔１３は同様に互いに対向して配置されており、これによって対称的な力の導入を実現することができる。
【００２５】
原則的には、３つ以上の供給孔が設けられていてもよく、これらの供給孔はアクチュエータ３０の長手方向軸線の周りに対称的に、有利には同じ角度間隔をおいて配置されている。特に有利な実施例は、アクチュエータ３０の長手方向軸線を挟んで対向して位置している２つの供給孔１３が設けられているか、又はアクチュエータ３０の長手方向軸線を中心にして互いに１２０°の角度をおいて配置されている３つの供給孔１３が設けられている構成である。このように構成されていると、特に、一方では製造時における利点を得ることができ、かつ他方では、従来技術の配置形式において生じるおそれのあった欠点が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術によるコモンレールインジェクタ用の高圧供給部を備えた弁を、長手方向軸線に沿って断面して示す図である。
【図２】本発明による弁の高圧供給部を示す断面図である。
【図３】本発明による弁の高圧供給部の別の実施例を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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