JP2003508671A - 内燃機関のための燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関のための燃料噴射弁であって、該燃料噴射弁が所属の弁体（３０）を備えており、該弁体（３０）が内燃機関のケーシング（１５）の受容孔（９，１０）に配置されており、受容孔（９．１０）の、燃料室とは反対側の端部に形成された雌ねじ山（１２）にねじ込まれている緊締エレメント（１）と、リング溝（４）に配置された支持エレメント（２）とによって、弁体（３０）に形成されたリング肩部（１７）が孔（９，１０）に形成された接触面（１８）に緊締されている。緊締エレメント（１）の内周面と支持エレメント（２）の外周面とは円錐形に形成されているので、軸方向移動によって緊締エレメント（１）がねじ込まれる際に、支持エレメント（２）に半径方向力が及ぼされ、これによって支持エレメント（２）がその円筒形の内周面でリング溝（４）に押圧され、これによって高い面圧を発生させることなく高い軸方向力を弁体（３０）に伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、内燃機関のための燃料噴射弁
から出発している。このような形式の燃料噴射弁はドイツ連邦共和国特許公開第
２０３０３５０６号明細書から公知である。燃料噴射弁は所属の弁体を備えてお
り、この弁体は複数の構成部分から形成することができる。弁体は燃焼室に向か
って先細に形成されているので、弁体の被覆面に少なくとも１つのリング肩部が
形成されており、このリング肩部は受容孔内に形成された接触面に載設されてい
る。弁保持体にリング溝が形成されており、このリング溝に支持エレメントが配
置されている。この支持エレメントはその外周の一箇所で開放する止め輪として
形成されている。この場合止め輪はその厚み部の約半分で弁保持体を越えて突出
するように設計されている。受容孔の、燃焼室とは反対側の端部に押さえねじ（
Ueberwurfschraube）として形成された緊締エレメントが配置されており、この
緊締エレメントは弁保持体を取り囲み、その雄ねじ山で受容孔の被覆面に形成さ
れた雌ねじ山に係合するようになっている。押さえねじの、接触面に向いた側の
端部において、内周面に転削部（Asudrehung）が形成されており、この転削部は
止め輪に係合している。これによって押さえねじは止め輪を介して弁保持体に支
持され、弁体はリング肩部で接触面に緊締される。押さえねじの転削部が先細に
形成されていることによって、止め輪は緊締時に軸方向および半径方向で弁保持
体に押圧されるので、止め輪は確実に弁保持体に係止される。止め輪を受容する
比較的深いリング溝は、切欠効果によって生じる緊締力増加に基づいて、弁保持
体の強度低下を意味する。現在一般的に使用されているものよりもより高い噴射
圧を有する今後の燃料噴射弁を考慮すると、リング溝の領域に強度に関する問題
が生じ得る。止め輪の円形の横断面によって、弁保持体に対する半径方向の緊締
ではほぼライン状の接触が存在し、これによって高い面圧がもたらされ、ひいて
はこの領域の強度低下が追加的にもたらされる。

【０００２】 発明の利点 これに対して、本発明による、請求項１記載の特徴を備えた内燃機関のための
燃料噴射弁の利点によれば、内周面に円筒形の面を備えた支持エレメントによっ
て、支持エレメントの、弁保持体に対する半径方向緊締では、大きな接触面が形
成され、これによって僅かな面圧が得られる。従属請求項２〜６に記載の実施形
態では、支持エレメントの外周面と緊締エレメントの内周面とが円錐形に形成さ
れており、これらの面構成によって、緊締時に、弾性的に形成されている支持エ
レメントに半径方向力が及ぼされる。支持エレメントと共に弁保持体に接触する
面は、極めて大きく形成することが可能で、その結果弁保持体を固定するために
必要な面圧は相応に減少される。

【０００３】 請求項７および８に記載の実施形態に基づいて、有利には、支持エレメントを
弁保持体の規定の位置に配置するために、支持エレメントがリング溝に配置され
ている。支持エレメントの接触面が大きく形成されていることによって、リング
溝の深さは１０分の数ミリメータで十分であり、リング溝は主に支持エレメント
を、内燃機関に燃料噴射弁を組み付ける前に位置固定するために役立つ。この場
合軸方向の力伝達は、押圧力によって弁保持体に支持エレメントが付着された状
態で、円錐形に延びる外周面を介して伝達可能な力によって得られる。リング溝
が平滑に形成されていることによって、壁部領域はほとんど意味をなさない程度
しか薄くならず、したがって弁保持体はこの領域においてほとんど強度低下され
ないので、弁保持体は著しく高い噴射圧に耐え得る。さらに弁保持体におけるリ
ング溝の領域を特別な形式でしかもコストのかかるプロセス（たとえばこのプロ
セスでは緊締時に止め輪を用いることが不可欠である）で補強する必要がなく、
リング溝は製作プロセスの終了時に簡単で経済的な回動過程によって形成するこ
とができる。

【０００４】 実施例の説明 次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。

【０００５】 図１には、本発明の燃料噴射弁と、内燃機関における燃料噴射装置の固定手段
とが全体図で示されている。以下の説明は、本発明に基づく燃料噴射弁の主要な
部分に関連する。

【０００６】 弁体３０は円筒形の弁保持体５と弁基体７とから構成されており、弁基体７は
緊締スリーブ８によって中間ディスク６を介在して弁保持体５に緊締されている
。弁基体７は２つの円筒形区分に分割され、この場合弁体５に向いた側の区分７
ａは、弁体５とは反対側の区分７ｂよりも大きな直径で形成されている。弁基体
７に孔２１が設けられており、この孔２１にプランジャ状の軸方向可動な弁部材
２２が配置されている。ばね２７が弁保持体５に形成されたばね室２６に配置さ
れている。少なくとも１つのばね２７の閉鎖力によって、弁部材２２は孔２１を
燃焼室に向かって閉鎖する弁座２４に押圧される。弁部材２２は弁座２４と協働
し、弁部材２２の軸方向移動によって、弁座２４に形成された少なくとも１つの
噴射開口２５の開放および閉鎖が達成される。弁保持体５、中間ディスク６およ
び弁基体７の内側に供給通路１３が形成されており、この供給通路１３はその端
部で図示していない高圧供給管路を介して燃料高圧ポンプと接続可能である。供
給通路１３は圧力室２３に開口し、この開口位置において、供給通路１３に案内
された燃料に基づいて、弁部材２２に形成された圧力肩部２８が負荷され、これ
によって弁部材２２は軸方向に作用する力を受ける。この力がばね２７の閉鎖力
を上回ると、弁部材２２は弁座２４から持ち上げられ、燃料が燃焼室に噴射され
る。

【０００７】 弁体３０は内燃機関のケーシング１５に設けられた受容孔９，１０に配置され
ている。受容孔９，１０は、燃焼室とは反対側に位置する大きな直径９を有する
部分と、燃焼室側に配置されている小さな直径１０を有する部分とに分割される
。受容孔９，１０の両方の部分の移行部に接触面１８が形成されており、受容孔
９の、燃焼室とは反対側の端部に雌ねじ山１２が形成されている。緊締スリーブ
８から弁基体７に向かう移行部にリング肩部１７が形成されており、このリング
肩部１７は受容孔９，１０に形成された接触面１８に接触するようになっている
。リング肩部１７と接触面１８との間にシール１１が配置されており、このシー
ル１１は燃焼室を、受容孔９の、大きな直径を有する部分に対してシールしてい
る。

【０００８】 弁保持体５の外周面にリング溝４が形成されており、このリング溝４は弁保持
体５の外周面全体に沿って延びている。リング溝４の領域に支持エレメント２が
配置されており、この支持エレメント２はその厚み部の一部がリング溝４に嵌め
こまれている。支持エレメント２はその外周面の一箇所でスリットが設けられて
おり、これによってこの支持エレメント２は弾性的に形成されていて、しかもこ
の支持エレメント２は弾性材料たとえば鋼から成っている。支持エレメント２の
内周面が円筒形の構成をしているので、支持エレメント２はその全面でリング溝
４の外周面と接触している。支持エレメント２の外周面は円錐形に形成されてお
り、この場合円錐形の外周面を形成する円錐形状の尖端部は燃焼室とは離間する
方向を向いている。これによって支持エレメント２は、少なくともほぼ台形状の
横断面を有する。受容孔９の、燃焼室とは反対側の端部に、スリーブ状の緊締エ
レメント１が配置されており、緊締エレメント１の外周面に雄ねじ山３が形成さ
れており、この雄ねじ山３によって緊締エレメント１は、受容孔９の内周面に形
成された雌ねじ山１２にねじ込まれている。緊締エレメント１は支持エレメント
２を取り囲んでおり、この場合緊締エレメント１の内周面は円錐形に形成されて
おり、この円錐形の面を形成する円錐形状の尖端部は接触面１８とは離間する側
に向いている。緊締エレメント１の内周面のテーパ角αは、支持エレメント２の
外周面のテーパ角とほぼ同じ大きさで、その結果支持エレメント２は緊締エレメ
ント１の外周面のほぼ全体に接触する。両方のテーパ角を全く同一に形成せずに
、緊締エレメント１の緊締によってはじめて緊締エレメント１と支持エレメント
２との平面状の接触面が形成されるように構成してもよい。

【０００９】 緊締エレメント１を受容孔９の雌ねじ山１２にねじ込むことによって、緊締エ
レメント１は軸方向で受容室９内を燃焼室に向かって移動され、これによって緊
締エレメント１は支持エレメント２と接触するようになる。したがって支持エレ
メント２はリング溝４の、燃焼室側の画設面に当接される。緊締エレメント１が
燃焼室に向かってさらに移動されると、緊締エレメント１の円錐形の内周面が同
様に円錐形に形成された支持エレメント２の外周面に沿って摺動される。テーパ
角に基づいて、緊締エレメントによって支持エレメント２に及ぼされた力は、内
側に向けられた半径方向力と燃焼室に向かう軸方向力とに分割される。支持エレ
メント２に及ぼされる半径方向力によって、支持エレメント２と弁保持体５との
間の最大静止摩擦力が、弁体３０を接触面１８に緊締するために弁保持体５に及
ぼされる必要な軸方向力よりも大きくなるように、高められる。テーパ角は５〜
４５度有利には約１０度である。

【００１０】 緊締エレメント１と支持エレメント２とによる弁保持体５の軸方向の緊締は、
支持エレメント２がリング溝４の下側の画設部に係止することによってではなく
、単に支持エレメント２と弁保持体５との間の静止摩擦力によって達成される。
リング溝４は、単に弁保持体５の所定の区分に支持エレメントを規定通りに配置
するために役立つので、リング溝４は、必要としない方が好ましい場合、省略す
ることができる。

【００１１】 図２には、図１に示した支持エレメント２および緊締エレメント１の配置構成
が拡大図で明確に示されている。この実施例では緊締エレメント１の横断面が台
形状に形成されており、この場合台形の平行な面は弁保持体５の外周面に対して
垂直に位置している。リング溝４は方形の横断面を有しているので、支持エレメ
ント２は弁保持体５の規定の位置で配置されていて、その弾性的な構成に基づい
て取付時にリング溝４に嵌め込まれる。

【００１２】 支持エレメント２の外周面および緊締エレメント１の内周面における円錐形の
構成は、軸方向および半径方向で作用する力を緊締エレメント１から弁保持体５
へ伝達するためには必ずしも必要ではない。屈曲された緊締エレメント１の内周
面と、これに対して類似の形状または異なる形状で屈曲された支持エレメント２
の外周面とによって、同様に半径方向力および軸方向力が支持エレメント２と弁
保持体５とに伝達されるような別の実施例も考えられる。

【００１３】 緊締エレメント１をねじ山によって支持エレメント２に緊締するのではなく、
ラグ（Pratze）または別の緊締装置によって緊締するように構成してもよい。こ
の場合緊締エレメント１の雄ねじ山も受容孔９の雌ねじ山１２も省略することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 内燃機関のケーシングの受容孔に緊締エレメントと支持エレメントとが組み込
まれた状態の燃料噴射弁を示す断面図である。

【図２】 図１に示した断面図の緊締エレメントの領域を示す拡大図である。

【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 緊締エレメント、 ２ 支持エレメント、 ３ 雄ねじ山、 ４ リング
溝、 ５ 弁保持体、 ６ 中間ディスク、 ７ 弁基体、 ７ａ，７ｂ 区分
、 ８ 緊締スリーブ、 ９，１０ 受容孔、 １１ シール、 １２ 雌ねじ
山、 １３ 供給通路、 １５ ケーシング、 １７ リング肩部、 １８ 接
触面、 ２１ 孔、 ２２ 弁部材、 ２３ 圧力室、 ２４ 弁座、 ２５
噴射開口、 ２６ ばね室、 ２７ ばね、 ２８ 圧力肩部、 ３０ 弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス エルヴァンガー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスブル ク カールスルーアー アレー 21 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AD12 BA46 BA56 CC01 CC03 CC14 CC34 CD04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のための燃料噴射弁であって、該燃料噴射弁が、内
   燃機関（１５）のケーシングの受容孔（９，１０）に嵌め込まれている所属の弁
   体（３０）と、内燃機関の燃焼室に突入する端部領域とを備えており、該弁体（
   ３０）がその縦軸線に対して横方向に配置された、前記燃焼室に向いたリング肩
   部（１７）を備えていて、該リング肩部（１７）によって前記弁体（３０）が前
   記受容孔（９，１０）に設けられた、前記燃焼室とは反対側に向いた接触面（１
   ８）と接触するようになっており、当該燃料噴射弁が前記弁体（３０）上に配置
   されたスリーブ状の緊締エレメント（１）と、前記弁体（３０）上に配置された
   半径方向で弾性的な部分リング状の支持エレメント（２）とを備えており、該支
   持エレメント（２）が前記緊締エレメント（１）によって少なくとも部分的に取
   り囲まれており、前記支持エレメント（２）が前記緊締エレメント（１）によっ
   て、前記弁体（３０）の縦軸線方向で該緊締エレメント（１）から接触面（１８
   ）に向かって前記支持エレメント（２）に伝達される緊締力に基づいて、半径方
   向で内側に弁体（３０）に押圧されており、前記弁体（３０）が前記支持エレメ
   ント（２）を介して前記緊締力によって接触面（１８）に押圧される形式のもの
   において、 前記支持エレメント（２）がその内周面で少なくともほぼ円筒形の面を有して
   いて、該内周面で前記支持エレメント（２）が前記緊締エレメント（１）によっ
   て半径方向で前記弁体（３０）に押圧されるようになっていることを特徴とする
   、内燃機関のための燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 前記支持エレメント（２）の外周面が前記接触面（１８）か
   ら離間する方向で先細に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記緊締エレメント（１）の内周面が前記支持エレメント（
   ２）の領域で前記接触面（１８）から離間する方向で先細に形成されいてる、請
   求項１または２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 前記支持エレメント（２）の外周面および前記緊締エレメン
   ト（１）の内周面が少なくともほぼ円錐形に形成されている、請求項２または３
   記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 前記支持エレメント（２）の外周面のテーパ角（α）と前記
   緊締エレメント（１）の内周面のテーパ角とがほぼ同じ大きさである、請求項４
   記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 前記支持エレメント（２）が横断面で少なくともほぼ台形に
   形成されている、請求項４または５記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 前記弁体（３０）の外周面がリング溝（４）を備えており、
   該リング溝（４）に前記支持エレメント（２）が配置されている、請求項１から
   ６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 前記リング溝（４）が少なくともほぼ方向の横断円を有して
   いる、請求項７記載の燃料噴射弁。