(57)【要約】本発明は、燃料噴射弁（１）の弁座体（５）を製作するための方法であって、弁座体が（５）、渦流を発生させるために切欠き（３５）に渦流発生溝（３６）を備えており、この場合、弁座体（５）の弁座面（６）が、燃料噴射弁（１）の弁閉鎖体（４）と協働してシール座部を形成しており、切欠き（３５）が、弁閉鎖体（４）の案内部として働いており、当該方法が、以下の方法ステップ：すなわち、弁座体（５）の素材を製造し、切欠き（３５）と、弁座面（６）と、少なくとも１つの噴射開口（７）とを弁座体（５）の素材に加工成形し、渦流発生溝（３６）を切欠き（３５）に加工成形するを有している形式の、燃料噴射弁の弁座体を製作するための方法に関する。この場合、切欠き（３５）への渦流発生溝（３６）の加工成形は切粉なしの加工ステップによって行われる。
2004509285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁（１）の弁座体（５）を製作するための方法であって、弁座体が（５）、渦流を発生させるために切欠き（３５）に少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を備えており、この場合、弁座体（５）の弁座面（６）が、燃料噴射弁（１）の弁閉鎖体（４）と協働してシール座部を形成しており、切欠き（３５）が、弁閉鎖体（４）の案内部として働いており、当該方法が、方法ステップ：すなわち、
弁座体（５）の素材を製造し、
切欠き（３５）と、弁座面（６）と、少なくとも１つの噴射開口（７）とを弁座体（５）の素材に加工成形し、
少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を切欠き（３５）に加工成形する
を備えている形式の、燃料噴射弁の弁座体を製作するための方法において、
切欠き（３５）への少なくとも１つの渦流発生溝（３６）の加工成形を切粉なしの加工ステップによって行うことを特徴とする、燃料噴射弁の弁座体を製作するための方法。
【請求項２】
少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を弁座面（６）と切欠き（３５）との研削後に加工成形する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を弁座体（５）の硬化後に加工成形する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を電気化学的な金属加工によって弁座体（５）に加工成形する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの渦流発生溝（３６）を侵食加工によって弁座体（５）に加工成形する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
渦流発生溝（３６）の加工成形後、該渦流発生溝（３６）の位置を噴射開口（７）に対して相対的に検査する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
ドイツ連邦共和国特許第４２３１４４８号明細書には燃料噴射弁が記載されている。この燃料噴射弁は、渦流を発生させるために、弁シール座部の上方に渦流発生溝を有している。この渦流発生溝は案内孔に配置されている。この案内孔内に案内された弁閉鎖体によって、この弁閉鎖体に向かって開いた渦流発生溝が渦流発生通路に対して閉鎖される。下流側では、案内孔が、全周にわたって延びる溝として形成された渦流発生室に続いている。この渦流発生室には、僅かな接線方向成分を備えた渦流発生溝が通じている。接線方向成分によって、渦流発生室内に流入する燃料は周速度を獲得する。この周速度は燃料噴流を燃料噴射弁からの流出時に扇状に拡げることができ、したがって、より良好な噴霧を発生させる。
【０００２】
渦流発生溝は切削加工による方法によって弁座体に加工成形される。次いで、渦流発生溝の加工成形時に渦流発生溝から案内孔への移行部に形成されたばりが除去され、案内孔と弁座面とが研削される。弁座体を全ての加工残滓、たとえば切粉、冷却媒体および研削手段からクリーニングした後、弁座体は、高い耐用年数を保証するために硬化されなければならない。
【０００３】
切削加工による材料加工法の使用は不都合な影響を及ぼす。なぜならば、これによって、付加的な加工手間が生ぜしめられるからである。渦流発生溝から案内孔への移行部は加工成形後にばりを有している。このばりは付加的な作業ステップで除去されなければならない。さらに、案内部と弁座との領域における燃料噴射弁の早期の摩耗を阻止するために、発生した切粉を残滓なしに除去することが必要となる。
【０００４】
さらに、切削加工がワーク内への入熱に結びつけられているという欠点がある。この入熱は、冷却媒体を加工の間に使用することによっても回避することはできない。したがって、弁座体の寸法安定性を検査する前に冷却段階が必要となる。
【０００５】
発明の利点
独立請求項に記載した方法は従来のものに比べて、渦流発生溝が切粉なしに加工成形されるという利点を有している。これによって、ばりの形成が阻止され、後続処理における手間が削減される。作業ステップの省略によって、製品における費用が低減される。
【０００６】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した方法の有利な実施態様が可能となる。
【０００７】
案内孔と弁座との研削が、弁座体の案内孔の、中断されていない内面への渦流発生溝の加工成形の前にさらに実施される。したがって、渦流発生溝の数と幾何学的形状とは、場合によって生ぜしめられる、たとえばすでに加工成形された、全周にわたって均一に分配された溝において発生し得る研削工具の共振を考慮する必要なしに自由に規定することができる。
【０００８】
さらに、有利には、弁座体を渦流発生溝の加工成形の前にさらに硬化させることができる。たとえば渦流発生溝から案内孔への移行部における縁部に望ましくない作用は生ぜしめられないので、硬化は弁閉鎖体の案内部の全周にわたって均一に可能となる。
【０００９】
さらに、電気化学的な金属加工の使用は、溝の加工成形が完全に熱変形なしに行われるという利点を提供している。したがって、適切な方法、たとえばノギスを用いて弁座体の検査を即座に行うことができる。加工によって加熱される弁座体の冷却は不要となる。
【００１０】
以下に、本発明により製作された燃料噴射弁の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
方法の説明
弁座体を製作するための本発明による方法を説明する前に、本発明による方法を理解しやすくするために、まず燃料噴射弁１の主要な構成部分を図１の全体図につき簡単に説明することにする。
【００１２】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁の形で形成されている。この燃料噴射弁１は、特に燃料を内燃機関の燃焼室（図示せず）内に直接噴射するために適している。
【００１３】
燃料噴射弁１はノズルボディ２を有している。このノズルボディ２内には弁ニードル３が配置されている。この弁ニードル３は弁閉鎖体４に作用結合されている。この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と協働してシール座部を形成している。燃料噴射弁１は、本実施例では、内方に開放する電磁式に操作される燃料噴射弁１である。この燃料噴射弁１は噴射開口７を有している。ノズルボディ２はシール部材８によって電磁コイル１０の外側磁極９に対してシールされている。電磁コイル１０はコイルハウジング１１内に封入されていて、コイル枠体１２に巻き付けられている。このコイル枠体１２は電磁コイル１０の内側磁極１３に接触している。この内側磁極１３と外側磁極９とはギャップ２６によって互いに分離されていて、結合構成部材２９に支持されている。電磁コイル１０は線路１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７により供給可能な電流によって励磁される。差込みコンタクト１７はプラスチック被覆体１８によって取り囲まれている。このプラスチック被覆体１８は内側磁極１３を取り囲むように射出成形されていてよい。
【００１４】
弁ニードル３は弁ニードル案内部材１４内に案内されている。この弁ニードル案内部材１４は板状に形成されている。行程調整のためには、弁ニードル案内部材１４と対を成す調整板１５が使用される。この調整板１５の他方の側にはアーマチュア２０が位置している。このアーマチュア２０は第１のフランジ２１を介して、動力が伝達されるように弁ニードル３に結合されている。この弁ニードル３は溶接シーム２２によって第１のフランジ２１に結合されている。この第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されている。この戻しばね２３には、燃料噴射弁１の図示の構造では、スリーブ２４によって予荷重もしくはプレロードがかけられる。
【００１５】
弁ニードル３に同じく溶接シーム３３を介して結合されている第２のフランジ３１は下側のアーマチュアストッパとして働く。第２のフランジ３１に載置している弾性的な中間リング３２は燃料噴射弁１の閉鎖時の衝突を回避している。
【００１６】
弁ニードル案内部材１４と、アーマチュア２０と、弁座体５とには燃料通路３０ａ，３０ｂもしくは切欠き３５が延びている。この燃料通路３０ａ，３０ｂもしくは切欠き３５は、中央の燃料供給部１６を介して供給されかつフィルタエレメント２５によって濾過された燃料を、弁座体５に設けられた噴射開口７にまで案内する。燃料噴射弁１はシール部材２８によって分配管路（図示せず）に対してシールされている。
【００１７】
燃料噴射弁１の休止状態では、アーマチュア２０が、弁ニードル３に溶接された第１のフランジ２１を介して戻しばね２３によってアーマチュア２０の持上り方向とは逆方向で負荷される。この場合、弁閉鎖体４は弁座面６に密に当て付けられた状態で保持される。電磁コイル１０の励磁時には、この電磁コイル１０が磁界を形成する。この磁界はアーマチュア２０を戻しばね２３のばね力に抗して持上り方向に運動させる。この場合、行程は、休止位置で内側磁極１３とアーマチュア２０との間に位置する作業ギャップ２７によって設定されている。アーマチュア２０は、弁ニードル３に溶接されている第１のフランジ２１ひいては弁ニードル３を同じく持上り方向に連行する。弁ニードル３に作用結合されている弁閉鎖体４が弁座面６から持ち上がり、燃料通路３０ａ，３０ｂもしくは切欠き３６を介して噴射開口７にまで到達した燃料が噴射される。
【００１８】
コイル電流が遮断されると、磁界の十分な減少の後、アーマチュア２０が第１のフランジ２１に対する戻しばね２３の押圧によって内側磁極１３から降下する。これによって、弁ニードル３が持上り方向とは逆方向に運動させられる。これによって、弁閉鎖体４が弁座面６に載置し、燃料噴射弁１が閉鎖される。
【００１９】
弁座体５の本発明による製作時には、まず素材が製造される。この素材には切削加工によって、弁閉鎖体４を案内するための中央の切欠き３５と、渦流発生室３７と、弁座面６と、噴射開口７とが加工成形される。次いで、切削加工時に生ぜしめられる切粉もしくはチップと、切削加工時に使用される冷却媒体の、いまだ存在している残滓とが完全に除去される。
【００２０】
次の方法ステップでは、弁座体５に渦流発生溝３６が加工成形される。この渦流発生溝３６は、図３Ａ〜図３Ｃに示したように、横断面と延びとにより区別することができ、渦流形成の省略下では真っ直ぐに形成されていてもよい。材料除去は切粉なしに行われる。加工成形された渦流発生溝３６はばりなしに形成されていて、後続の加工ステップを必要としない。
【００２１】
図３Ａに示した実施例では、方形の横断面を備えた２つの渦流発生溝３６ａと、半円形の横断面を備えた２つの渦流発生溝３６ｂとが設けられている。図３Ｂに示した実施例では、方形の横断面と、種々異なる接線方向成分とを備えた複数の渦流発生溝３６が設けられている。図３Ｃに示した実施例では、方形の横断面と、一貫して同じ接線方向成分とを備えた４つの渦流発生溝３６が設けられている。
【００２２】
本発明による製作法の有利な実施態様では、切欠き３５が弁座面６と共に渦流発生溝３６の加工成形の前にさらに研削される。この場合、弁座体５の弁座面６と中央の切欠き３５とが最終的な形状と表面性質とを獲得する。弁閉鎖体４は切欠き３５だけでなく弁座面６とも密に協働する。切削により除去された材料と、研削手段の残滓とはクリーニングステップで除去される。その後、弁座体５の硬化が行われる。弁座面６だけでなく、弁閉鎖体４を案内するための切欠き３５の面も耐用年数にわたって激しく使用される。燃料噴射弁１の早急の摩耗を阻止するためには、表面が硬化される。この場合、いまだ渦流発生溝３６を有していない弁座体５の回転対称性によって、切欠き３５における表面の均一な研削および硬化が容易となる。
【００２３】
渦流発生溝３６は、図４に概略的に示したように、有利には、電気化学的な金属加工によって弁座体５に加工成形される。この場合、材料除去は、工具電極３９と弁座体５との間で流れる直流によって行われる。この場合、工具電極３９と弁座体５との間の直接的な導電接触は存在していない。導電は、ギャップ４０内で流れる電解質を介して行われる。弁座体５の除去の間、工具電極３９は、渦流発生溝３６の所望の深さが達成されるまで、除去過程によって増大したギャップ４０内に半径方向で引き続き案内される。工具電極３９の適切な形状付与によって、渦流発生溝３６の流れ横断面の幾何学的形状を規定することができる。完全に研削された弁座体５の領域における加工は、工具電極３９と工具支持体３８との適切な形状によって阻止することができる。
【００２４】
渦流発生溝３６を弁座体５に加工成形するための方法に関する別の可能性は渦流発生溝３６の侵食加工である。
【００２５】
最後の方法ステップとして、加工成形された渦流発生溝３６の形状と位置とが監視される。この場合、設定された目標値との合致が、たとえばノギスによる検査によって認められると、弁座体５は燃料噴射弁１の後続の組付けプロセスに供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による方法によって製作された燃料噴射弁の概略的な断面図である。
【図２】
図１に示した区分ＩＩの概略的な断面図である。
【図３Ａ】
渦流発生溝の第１の幾何学的形状に対する弁座体の概略的な平面図である。
【図３Ｂ】
渦流発生溝の第２の幾何学的形状に対する弁座体の概略的な平面図である。
【図３Ｃ】
渦流発生溝の第３の幾何学的形状に対する弁座体の概略的な平面図である。
【図４】
弁座体の電気化学的な金属加工の概略図である。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁、　２　ノズルボディ、　３　弁ニードル、　４　弁閉鎖体、　５　弁座体、　６　弁座面、　７　噴射開口、　８　シール部材、　９　外側磁極、　１０　電磁コイル、　１１　コイルハウジング、　１２　コイル枠体、　１３　内側磁極、　１４　弁ニードル案内部材、　１５　調整板、　１６　燃料供給部、　１７　差込みコンタクト、　１８　プラスチック被覆体、　１９　線路、　２０　アーマチュア、　２１　フランジ、　２２　溶接シーム、　２３　戻しばね、　２４　スリーブ、　２５　フィルタエレメント、　２６　ギャップ、　２７　作業ギャップ、　２８　シール部材、　２９　結合構成部材、　３０ａ，３０ｂ　燃料通路、　３１　フランジ、　３２　中間リング、　３３　溶接シーム、　３５　切欠き、　３６，３６ａ，３６ｂ　渦流発生溝、　３７　渦流発生室、　３８　工具支持体、　３９　工具電極、　４０　ギャップ
【国際公開パンフレット】
2004509285.tif 000003
2004509285.tif 000004
2004509285.tif 000005
2004509285.tif 000006
2004509285.tif 000007
2004509285.tif 000008
2004509285.tif 000009
2004509285.tif 000010
2004509285.tif 000011
2004509285.tif 000012
2004509285.tif 000013
2004509285.tif 000014
2004509285.tif 000015
2004509285.tif 000016
2004509285.tif 000017
2004509285.tif 000018
【国際調査報告】
2004509285.tif 000019
2004509285.tif 000020
2004509285.tif 000021
2004509285.tif 000022
2004509285.tif 000023
2004509285.tif 000024