(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁（１）であって、マグネットコイル（１０）と共働する可動子（２０）と、該可動子（２０）とスリーブ（２１）を介して作用結合された弁ニードル（３）とが設けられていて、該弁ニードル（３）に、弁座面（６）と一緒にシール座を形成する弁閉鎖体（４）が設けられており、さらにスリーブ（２１）と可動子（２０）との間に前行程ばね（２２）が配置されており、弁閉鎖方向における可動子（２０）の運動を制限する可動子ストッパとして働くストッパリング（１５）が、可動子（２０）の下流側に配置されている形式のものにおいて、
ストッパリング（１５）の、可動子（２０）に向けられた端面（３３）又は可動子（２０）の、該端面（３３）に対応する対応面（３８）に、該端面（３３）もしくは対応面（３８）の有効なストッパ面積を減少させる少なくとも１つの切欠き（３１；３７）が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
複数の切欠き（３１）が設けられている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
切欠き（３１）が半径方向で端面（３３）に設けられている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
半径方向の切欠き（３１）が互いに等しい角度間隔をおいて端面（３２；３３）に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
半径方向の切欠き（３１）が等しい角度領域を使用している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
切欠き（３７）がリング状に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
リング状の切欠き（３７）が、端面（３３）の半径方向外側の領域に形成されている、請求項６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
リング状の切欠き（３７）が旋削によって形成されている、請求項６又は７記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
切欠き（３１；３７）がフライス加工によって形成されている、請求項１から８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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁、特に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁であって、マグネットコイルと共働する可動子と、該可動子とスリーブを介して作用結合された弁ニードルとが設けられていて、該弁ニードルに、弁座面と一緒にシール座を形成する弁閉鎖体が設けられており、さらにスリーブと可動子との間に前行程ばねが配置されており、可動子ストッパとして働くストッパリングが、可動子の下流側に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書に基づいて、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁が既に公知であり、この公知の燃料噴射弁はマグネットコイルと、マグネットコイルによって上昇行程方向で戻しばねに抗して負荷可能な可動子と、弁閉鎖体に結合されている弁ニードルとを有している。可動子は、弁ニードルと結合されていて上昇行程方向における可動子の運動を制限する第１のストッパと、弁ニードルに結合されていて上昇行程方向とは逆向きの方向における可動子の運動を制限する第２のストッパとの間において可動である。第２のストッパと可動子との間には、皿ばねの形をした緩衝ばねが配置されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁における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燃料噴射弁では一方では、製造及び組立てに関する手間及びコストが少なくとも１つの付加的な構成部材によって多くもしくは高くなる。また他方では、例えば皿ばねの斜めの挿入によって又は製造時に生じる製作誤差によって、燃料噴射弁の運転中に可動子がずれたり、引っ掛かったりするおそれが生じる。その結果、可動子自由運動距離もしくは前行程間隙の高さにおける強いばらつきが生じる。補償されないままの摩耗現象は、これによって、燃料噴射弁の運転時における機能不良を引き起こす。
【０００４】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料噴射弁を改良して、燃料噴射弁における摩耗現象（Verschleisserscheinung）を簡単な形式で補償することによって、燃料噴射弁の機能を改善することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、ストッパリングの、可動子に向けられた端面及び／又は可動子の、該端面に対応する対応面及び／又はスリーブの、可動子に向けられた端面及び／又は可動子の、該端面に対応する対応面に、端面の有効なストッパ面積を減少させる少なくとも１つの切欠きが形成されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】
このように構成された本発明による燃料噴射弁には、公知のものに比べて次のような利点を有している。すなわち本発明による燃料噴射弁では、可動子の領域におけるスリーブ及びストッパリングの端面を所望のように減じることによって、これらの端面において生じる摩耗現象に対して影響を与えることができ、この場合特に燃料噴射弁の他の部材における摩耗現象を補償することができるので、弁ニードルの行程は一定に保たれる。
【０００８】
本発明による燃料噴射弁の別の有利な構成は請求項２以下に記載されている。
【０００９】
本発明の特に有利な構成では、問題となる前記部材に簡単な形式で半径方向の切欠き又はリング状の切欠きが設けられており、これによって端面の面積を任意に変化させることができる。
【００１０】
半径方向における切欠きの数、寸法及び配置形式は、この場合任意である。
【００１１】
切欠きの製造は例えばフライス加工によって、簡単かつ安価な形式で可能である。
【００１２】
リング状の切欠きの簡単な形成及び製造は、特に有利には、例えば旋削によって当該部材の製造時に同じ作業工程において可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図２〜図５に示された本発明による燃料噴射弁１の有利な実施例を詳しく説明する前に、本発明の理解を良好にするために、まず初めに図１を参照しながら燃料噴射弁１の主要な構成部材について簡単に説明する。
【００１５】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁の形で構成されている。この燃料噴射弁１は特に、内燃機関の図示されていない燃焼室内に燃料を直接噴射するために適している。
【００１６】
燃料噴射弁１はノズル体２から成っていて、このノズル体２内には弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と共働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は図示の実施例では内方に向かって開放する燃料噴射弁１であり、この燃料噴射弁１は１つの噴射開口７を有している。ノズル体２はシール部材８によって、マグネットコイル１０の外極９に対してシールされている。マグネットコイル１０はコイルケーシング１１内にカプセル化して収容されていて、コイル保持体１２に巻き付けられており、このコイル保持体１２はマグネットコイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９とは間隙２６によって互いに隔てられていて、結合部材２９に支持されている。マグネットコイル１０は導体１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７を介して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、内極１３に射出成形可能なプラスチック周壁１８によって取り囲まれている。
【００１７】
弁ニードル３は弁ニードルガイド１４内において案内されていて、この弁ニードルガイド１４は円板状に形成されている。行程調節のため及び下側の可動子ストッパとしては、対をなして設けられたストッパリング１５が働く。ストッパリング１５の他方の側には、可動子２０が配置されている。この可動子２０はスリーブ２１を介して摩擦力結合式（kraftschluessig）に弁ニードル３と結合されている。スリーブ２１には戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の図示の構成形態では、スリーブ２４によって予負荷をかけられる。可動子２０とスリーブ２１との間には、前行程ばね２２が配置されており、この前行程ばね２２は戻しばね２３よりも小さなばね定数を有しており、前行程間隙３４との関連において、可動子２０の前加速を可動子自由運動距離にわたって弁ニードル３の引き付け前に可能にする。
【００１８】
有利にはスリーブ２１及びストッパリング１５は表面構造パターンを有しており、この表面構造パターンは例えば種々様々な形式の切欠き３１の形で構成されており、これによってスリーブ２１の、可動子２０に向けられた流出側の端面３２と、ストッパリング１５の、可動子２０に向けられた供給側の端面３３とは、その面を次のように成形可能、すなわち燃料噴射弁１の運転に起因して端面３２，３３において生じる摩耗を制御して、摩耗現象が燃料噴射弁１の他の部材において補償され、ひいては弁ニードル３の行程変化を生ぜしめないように、成形可能である。これによって、例えば弁ニードル３の極めて大きな行程による極めて大きな静的及び／又は動的な貫流量に基づいて生じる、持続運転時における機能不良を回避することができる。切欠き３１は択一的に又は付加的に、可動子２０の対応面３８もしくは対応面３９においても実現することができる。
【００１９】
次に本発明による処置を、図２〜図５を参照しながら詳説する。
【００２０】
弁ニードルガイド１４、可動子２０及び弁座体５においては燃料通路３０ａ〜３０ｃが延びている。燃料は中央の燃料供給部１６を介して供給され、フィルタエレメント２５によって濾過される。燃料噴射弁１はシール部材２８によって、図示されていない燃料分配導管に対してシールされている。
【００２１】
燃料噴射弁１の休止状態において可動子２０は、弁ニードル３におけるスリーブ２１を介して戻しばね２３によって上昇行程方向とは逆向きに負荷され、その結果弁閉鎖体４は弁座６においてシール接触状態に保たれる。可動子２０はストッパリング１５に載置している。マグネットコイル１０の励磁時に、マグネットコイル１０は磁界を形成し、この磁界は可動子２０をまず初めに前行程ばね２２のばね力に抗して上昇行程方向に移動させ、次いで戻しばね２３の力に抗して上昇行程方向に移動させる。可動子２０の行程はこの場合、前行程間隙７４を閉鎖するために働く前行程と、休止状態において内極１３と可動子２０との間における作業間隙２７によって所定されている開放行程とに分割されている。前行程の実施後に可動子２０は、弁ニードル３と溶接されているスリーブ２１を、ひいては弁ニードル３を同様に上昇行程方向において連行する。弁ニードル３と作用結合されている弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上がり、これによって燃料が噴射される。
【００２２】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅した後で、戻しばね２３の圧力によってスリーブ２１に向かって内極１３から落下し、これによって弁ニードル３は上昇行程方向とは逆向きに運動する。その結果弁閉鎖体４は弁座面６に載置し、燃料噴射弁１は閉鎖される。そして可動子２０はストッパリング１５に載っている。
【００２３】
図２には、本発明による燃料噴射弁１の図１にＩＩで示された区分を、拡大して示す断面図である。すべての図面において同一部材に対しては同一符号を使用する。
【００２４】
既に図１について記載したように、下側の可動子ストッパは、燃料噴射弁１の切欠き３５内に挿入されたストッパリング１５によって形成される。ストッパリング１５は切欠き３１を有しており、この切欠き３１は、図示の実施例では半径方向でストッパリング１５に設けられていて、これによって鋸歯状（zinnenartig）の表面構造パターンを形成している。ストッパリング１５の、可動子２０に向けられた端面３３の面積は、これによって全面的なストッパリング１５に比べて減じられる。燃料噴射弁１の閉鎖時におけるストッパリング１５への可動子２０の当接によって生ぜしめられる、端面３３における摩耗現象は、行程を小さくするように作用する。
【００２５】
図２において図面を見易くするために前行程ばね２２なしで示されたスリーブ２１もまた同様に、可動子２０に向けられた端面３２に半径方向に延びる切欠き３１を有しており、この切欠き３１も同様に鋸歯状の表面構造パターンを形成している。これによって同様に、可動子２０と接触することのできる端面３２の面積が減じられる。燃料噴射弁１の開放時に、可動子２０が前行程の実施後にスリーブ２１に当接した際に生じる摩耗現象は、同様に行程を小さくするように作用する。
【００２６】
両方の部材の摩耗現象は従って同じ方向に、つまり行程を小さくするように、ひいては切換え時間を短縮するように、作用する。しかしながら摩耗現象は燃料噴射弁１の他の部材においても、特にシール座及び内極１３においても発生し、このような摩耗現象は行程を増大させるように作用するので、両方向における摩耗現象は互いに相殺し合うことができる。
【００２７】
行程変化は特に次のことによって補償される。すなわちこの場合シール座及び内極１３の上側の可動子ストッパにおいて生じ、弁ニードル３の行程を許容不能に増大させる摩耗現象は、前行程の実施後におけるストッパリング１５の下側の可動子ストッパ及びスリーブ２１における制御可能な摩耗現象によって補償される。それというのは、後者の摩耗現象は弁ニードル３の行程を減少させるからである。端面３２，３３の表面構造が所望のように、前記摩耗現象を補償するように構成されることによって、摩耗現象は全体としてもはや行程を変化させるような作用を有しなくなる。
【００２８】
この場合、構成部材つまりストッパリング１５及びスリーブ２１を、決定された摩耗効果が生じ得るように変化させることは、シール座における摩耗現象を弁座体５又は弁座面６の複雑化された変形によって補償することよりも、著しく簡単である。可動子２０が開放行程の実施後に当接する、内極１３における可動子当接面の耐摩耗強度に対して影響を与えることもまた、液圧に関する所与性に基づいて、困難を伴ってしか可能でない。
【００２９】
図３Ａには、本発明にように構成された燃料噴射弁の、図２に符号２１で示されたスリーブが示されている。
【００３０】
既に図２を参照しながら述べたように、スリーブ２１は可動子２０に向けられた流出側の端面３２に、切欠き３１を有している。図示の実施例では４つの切欠き３１が設けられている。前行程ばね２２のためのスリーブ２１の保持機能が切欠き３１によって損なわれることはない。それというのは、前行程ばね２２は可動子２０とカラー３６との間において緊縮されているからである。
【００３１】
図３Ｂには、図３Ａに示されたスリーブ２１が上から見た平面図で示されている。切欠き３１はこの場合約９０°の等しい角度間隔をおいてスリーブ２１の端面３２に設けられており、これによって鋸歯状の表面構造パターンが生ぜしめられている。端面３２の表面は、切欠き３１において降下させられた面積の値だけ減じられる。摩耗現象を所望のように制御するためには、より大きな又はより小さな角度延び（Winkelausdehnung）を備えたより多数の又はより少数の切欠き３１を、互いにより大きな又はより小さな間隔をおいて設けることが可能である。
【００３２】
図４Ａには、本発明にように構成された燃料噴射弁１の、図２に符号１５で示されたストッパリングの第１実施例が示されている。
【００３３】
既に述べたスリーブ２１と同様に、図４Ａに示された本発明によるストッパリング１５の第１実施例は、ストッパリング１５の面積を減じる複数の切欠き３１を有している。第１実施例ではこの場合１２の切欠き３１が設けられており、これらの切欠き３１は、図４Ａに示されたストッパリング１５を上から見た平面図である図４ｂの平面図からより分かるように、互いに約３０°のコンスタントな角度間隔をおいて配置されている。
【００３４】
摩耗現象を所望のように制御するために、この実施例においても同様に、より大きな又はより小さな角度延びを備えたより多数の又はより少数の切欠き３１を、互いにより大きな又はより小さな間隔をおいて設けることが可能である。
【００３５】
図５Ａ及び図５ｂには、本発明にように構成された燃料噴射弁１の、図２に符号１５で示されたストッパリングの第２実施例が、断面図と平面図とで示されている。
【００３６】
図４Ａ及び図４ｂに示された第１実施例とは異なり、ストッパリング１５はここでは半径方向に延びる複数の切欠き３１を有しているのではなく、１つのリング状の切欠き３７を有しており、この切欠き３７はストッパリング１５の半径方向外側の領域に形成されている。リング状の切欠き３７の作用形式は、半径方向に延びる切欠き３１の作用形式に相当する。それというのは、可動子２０に向けられた端面３３の面積は同様に減少させられるからである。
【００３７】
摩耗現象に影響を与えるために、リング状の切欠き３７は半径方向においてより広幅に又はより狭幅に構成することが可能である。
【００３８】
第２実施例はこの場合特に、例えば旋削又はフライス加工によるその簡単な製造可能性によって傑出している。
【００３９】
リング状の切欠き３７は、このような切欠きを同様に半径方向外側の領域に設けることができるスリーブ２１にも適用可能である。
【００４０】
本発明は図示の実施例に制限されるものではなく、例えばプランジャ形可動子及びフラット形可動子のような他の形状の可動子２０のためにも、燃料噴射弁１の任意の構造形式のためにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射弁の１実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示された本発明による燃料噴射弁の領域ＩＩを、幾分変更した構造形式で、拡大して示す図である。
【図３Ａ】本発明による燃料噴射弁の、図２において符号２１で示されたスリーブを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されたスリーブを示す平面図である。
【図４Ａ】本発明による燃料噴射弁の、図２において符号１５で示されたストッパリングを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたストッパリングを示す平面図である。
【図５Ａ】本発明による燃料噴射弁の、図２において符号１５で示されたストッパリングの第２実施例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されたストッパリングを示す平面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射弁、  ２  ノズル体、  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  外極、  １０  マグネットコイル、  １１  コイルケーシング、  １２  コイル保持体、１３  内極、  １４  弁ニードルガイド、  １５  ストッパリング、  １６  燃料供給部、  １７  差込みコンタクト、  ２０  可動子、  ２１  スリーブ、２２  前行程ばね、  ２３  戻しばね、  ２４  スリーブ、  ２６  間隙、  ２７  作業間隙、  ２８  シール部材、  ２９  結合部材、  ３０ａ〜３０ｃ  燃料通路、  ３１  切欠き、  ３２，３３  端面、  ３４  前行程間隙、  ３５切欠き、  ３６  カラー、  ３７  切欠き、  ３８，３９  対応面
【図１】
0004217453.tif 000002
【図２】
0004217453.tif 000003
【図３Ａ】
0004217453.tif 000004
【図３Ｂ】
0004217453.tif 000005
【図４Ａ】
0004217453.tif 000006
【図４Ｂ】
0004217453.tif 000007
【図５Ａ】
0004217453.tif 000008
【図５Ｂ】
0004217453.tif 000009