JP3943203B2 - 内燃機関用の燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁であって、弁体の穴内を軸方向に移動可能な弁部材が備えられ、この弁部材が、その燃焼室側端部に弁シール面を有し、この弁シール面を介し、弁部材が、弁体の弁座面と協働して噴射横断面を制御し、かつまた、２個の弁ばねが備えられ、これらの弁ばねが、閉弁位置で弁部材に負荷を与え、弁保持体のばね室内に配置され、これらの弁ばねのうちの第１の弁ばねが、常時、弁部材に作用し、第２の弁ばねが、弁部材の一定送り距離通過後に初めて弁部材に接触し、しかも、第１の弁ばねは、弁座と反対側の端部のところのばね室を仕切る端壁に支えられ、第２の弁ばねは、ばね室の縮径によって端壁の方向へ形成された段状部に支えられている形式にものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許第０２８２４８０号により公知のこの形式の燃料噴射弁の場合、ピストン状の弁部材が、弁体の孔内を軸方向に移動可能に案内され、弁体の方は、燃料供給される内燃機関の燃焼室内へ突入している。その場合、弁部材は、燃焼室側端部に弁シール面を有し、この弁シール面を介して、弁部材が、弁体の弁シール面と協働して噴射横断面を制御する。弁シール面から燃焼室に開口する個々の噴口が発している。弁部材は、燃焼室とは反対側の端部が、２個の閉鎖ばねにより、弁座方向へ負荷されており、そのうちの第１の弁ばねは、常時、弁部材に密着し、第２の弁ばねは弁部材の一定開弁行程距離を通過した後、初めて弁部材に接触する。弁ばねは、その場合、ばね室に挿入されており、ばね室は、弁体によって軸方向に締め付けられた弁保持体内に設けられている。その場合、第１の弁ばね、すなわち上位の弁ばねは、弁座と反対側の端部のところでばね室を仕切る端壁に支えられ、ばねプレートと加圧ボルトとを介して、常時、弁部材を閉弁位置へ加圧している。
【０００３】
第２の弁ばねは、加圧片を介して弁部材を加圧する。加圧片は、弁部材が弁座に密接している場合には、中間板の端面によって捕捉され、予備行程を通過したに後に初めて、弁部材を閉弁位置へ加圧する。この第２の弁ばねは、その場合、調節板と案内板とを挟みつけながら、円筒形ばね室壁の段状部に支えられている。この段状部は、上方端壁の方向への縮径部によって形成されている。
【０００４】
この公知燃料噴射弁は、次の欠点を有している。すなわち、弁保持体のハウジング内へ高い保持力を導入し、しかも高い疲れ強さを得るためには、第２弁ばねの支持面として働く段状部を、半径方向に比較的長く延在するように構成せねばならない点である。しかも、弁保持体外径が所定のままで、このようにばね室を広く拡径すると、残る壁厚は、薄手になり、この区域に延びる燃料供給通路の高い燃料圧力に耐えられなくなる。
【０００５】
【発明の効果】
本発明による、内燃機関用の燃料噴射弁は、第２弁ばねの支持面として機能する段状部が斜めに構成され、従来の燃料噴射弁に比して、次の利点を有している。すなわち、第２弁ばねの支持面に傾斜を設けることによって、弁保持体の、硬化処理されていないハウジング内への力の導入が改善される点である。このようにして、ばね室壁部での直径の急激な変化を小さくすることで、残る壁厚が、公知噴射弁に比して厚くできる。したがって、弁保持体内での、製造に好都合な中心位置にばね室を維持しながら、燃料通路を取囲む壁厚は、きわめて高い燃料圧にも十分に耐えられるだけ厚くすることができる。
【０００６】
第２弁ばねの支持面を拡大するために、加えて、有利には、支持リングをばね室内へ挿入し、この支持リングが、傾斜をつけた段状部に密接し、半径方向内側へ突入するようにする。その場合、加圧ボルト用の中心貫通穴を有するこの支持リングは、ハウジングとの接触面が、段状部と相補的な傾斜を有するように構成される。ハウジングの段状部の面取り部と支持リングの対応面取り部とは、有利には６０°の角度をなし、これによって、ばね室壁の直径変化を出来るだけ小さく抑えながら、ハウジング内への力の導入が特に好都合にされる。しかし、別の面取り角度も可能であり、また段状部へ直接に弁ばねを接触させることも可能である。
【０００７】
弁ばね支持の、本発明による構成の別の重要な利点は、ばねホールダの取外しが可能なことである。組付け状態では、面取り部を設けることで、ばねの予圧による負荷を受けて、支持リングのセルフロック効果が生じる。この効果により、支持リングは、回動を防止され、その上、摩耗を最小化される。
【０００８】
支持リングは、その場合、有利には硬化処理され、そのため、より軟質な弁保持体より高い強度を有する結果、ばねの支持面の摩耗を低減できる。第２弁ばねのばね予圧力の調節は、その場合、さらに、ばねプレートと支持リングとの間に挟み付けられる調節板を介して行うことが出来る。
【０００９】
本発明の客体のこのほかの利点及び有利な構成は、図面についての説明及び各請求項の記載から知ることが出来よう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の内燃機関燃料噴射弁の一実施例を、添付図面につき詳細に説明する。
【００１１】
図１に示した実施例では、図示されていない内燃機関燃焼室内へ自由端が突入している弁体１が、軸方向孔３を有している。軸方向孔３内を、ピストン状弁部材５が軸方向に移動可能に案内されている。弁部材５は、燃焼室側端部に、詳しくは図示されていない弁シール面を有している。弁部材は、このシール面を介して、弁体１の、同じく詳しくは図示されていない弁シール面と、公知の形式で協働して、噴射横断面を制御する。その場合、形成されるシール座の下流で、噴口７が弁座面から発している。これらの噴口７は、内燃機関燃焼室内に開口している。弁体１は、燃焼室側端部が、締付けナット９を介して弁保持体１１に対して軸方向に締付けられている。そのさい、弁体１の平らな端面と、弁保持体１１との間には、中間板１３が挟み付けられている。この中間板は、中心貫通穴を有し、この中心貫通穴に、弁部材５の縮径された軸部１５が突入するが、弁座への弁部材５の密接時に、中間板１３の、弁保持体１１側の上端面１７まで間隙Ｓが残るようにされている。弁部材軸部１５の自由端側には、加圧ピン１９が、軸方向で密接している。加圧ピン１９は、弁保持体１１内に設けられた円筒形ばね室２１内へ突入し、弁部材５と反対側の加圧ピン上端は、ばねプレート２３を介して、第１弁ばね２５によって弁部材５方向へ加圧される。常時、閉弁方向へ弁座へ向かって弁部材５を加圧するこの第１弁ばね２５は、弁座と反対側の端部のところでばね室２１を仕切る端壁２７に支えられている。そのさい、第１弁ばね２５のばね予圧力を、したがって噴射弁の開弁力または開弁時点を調節するため、第１調節板２９が端壁２７と第１弁ばね２５との間に挿入されている。弁部材５の２段階開弁行程のために、さらに第２弁ばね３１を、第１弁ばねの下方に、第１弁ばねと直列にばね室内へ配置しておく。この第２弁ばね３１は、弁体１側の下端部が、軸方向移動可能に加圧ピン１９上に配置された加圧片３３に密接している。加圧片３３は、弁部材５が弁座に密接している時には、第２弁ばね３１によって、中間板１３の上端面１７に接触保持され、弁部材５が開弁方向へ前行程距離（区間Ｓ）を通過した後、初めて弁部材軸部１５の端面に作用し、この時点から、第１弁ばね２５に加えて、弁部材５を閉弁方向へ加圧する。
【００１２】
第２弁ばね３１は、弁体１と反対の側では、ばね室２１の縮径によって上端壁２７の方向へ形成されるハウジング壁段状部３５のところに支えられている。段状部３５は、図２の部分拡大図で示したように、斜めに構成され、しかも、形成されている面取り部は、６０°の角度を有している。その場合、拡大されたばね支持面用に、支持リング３７が、段状部３５に密接配置されている。支持リング３７の周面は、段状部３５と相補的に６０°の角度に面取りされ、中心貫通穴を有し、この貫通穴を加圧ピン１９が遊びをもって貫通している。第２弁ばね３１の予圧力を調節するためには、加えて、第２調節板３９が、支持リング３７の、段状部３５と反対側の平らな端面と、第２弁ばね３１との間に挟み付けられている。この場合、弁座への高圧下の燃料の供給は、公知の形式で、弁保持体１１と、中間板１３と、弁体１とを軸方向に貫通している燃料通路４１を介して行われる。燃料通路４１は、流入側が、燃料高圧ポンプから出ている噴射管に接続されている。その場合、第２弁ばね３１の対応受けを形成する段状部３５を傾斜構成にすることにより、ばね室の直径の急激な変化が避けられ、その結果、燃料通路を取囲む残りの、弁保持体１１の壁厚は、燃料通路４１内部の高い燃料圧を十分に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射弁の略示縦断面図である。
【図２】ばね室壁の傾斜直径移行部の部分拡大図である。
【図３】面取り部を有する支持リング縦断面図である。
【符号の説明】
１ 弁体、 ３ 弁体の軸方向孔、 ５ 弁部材、 ７ 噴口、 ９ 締付けナット、 １１ 弁保持体、 １３ 中間板、 １５ 弁部材軸部、 １７ 中間板の上端面、 １９ 加圧ピン、 ２１ ばね室、 ２３ ばねプレート、 ２５ 第１弁ばね、 ２７ 端壁、 ２９ 調節板、 ３１ 弁ばね、 ３３ 加圧片、 ３５ 段状部、 ３７ 支持リング、 ４１ 燃料通路

Claims (3)

1. 内燃機関用の燃料噴射弁であって、弁体（１）の穴（３）内を軸方向に移動可能な弁部材（５）が備えられ、この弁部材（５）が、その燃焼室側端部に弁シール面を有し、この弁シール面を介し、弁部材（５）が、弁体（１）の弁座面と協働して噴射横断面を制御し、かつまた、２個の弁ばねが備えられ、これらの弁ばねが、閉弁位置で弁部材に負荷を与え、弁保持体（１１）のばね室（２１）内に配置され、これらの弁ばねのうちの第１の弁ばね（２５）が、常時、弁部材（５）に作用し、第２の弁ばね（３１）が、弁部材（５）の一定送り距離通過（Ｓ）後に初めて弁部材（５）に接触し、しかも、第１の弁ばね（２５）は、弁座と反対側の端部のところのばね室（２１）を仕切る端壁（２７）に支えられ、第２の弁ばね（３１）は、ばね室（２１）の縮径によって端壁（２７）の方向へ形成された段状部（３５）に支えられている形式のものにおいて、
   第２弁ばね（３１）の支持面として機能する段状部（３５）を、斜めに構成してあり、かつ段状部（３５）に、支持リング（３７）を密着させてあり、この支持リング（３７）は、第２のばね（３１）によって段状部（３５）に接触保持され、半径方向外周面が角を落とされて、段状部（３５）の傾斜面に相補的に密着しており、かつ前記支持リング（３７）は、ばね室（２１）を内包する弁保持体（１１）より高い強度を有していることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射弁。
2. 弁ばねの支持面の段状部（３５）に設けた面取り部が、弁の縦軸線に対し６０°の角度を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 支持リング（３７）と第２弁ばね（３１）との間に、調節板（３９）が挟みつけられている、請求項１記載の燃料噴射弁。

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