JP2003506626A - 燃料噴射弁及び、弁の吐出開口を製造するための方法 - Google Patents
燃料噴射弁及び、弁の吐出開口を製造するための方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、弁特に燃料噴射弁の吐出開口（３２）を製造するための方法に関する。噴射弁は、燃料入口と、弁閉鎖部材（２８）を移動させることができる励磁可能な操作装置（１，２，１９）と、前記弁閉鎖部材（２８）と協働して弁を開閉させるための、弁座エレメント（２６）に形成された定置の弁座（２７）と、該弁座（２７）の下流側に設けられた、燃料出口としての吐出開口（３２）とを有している。少なくとも１つの吐出開口（３２）が製造され、この際に、第１の方法段階で貫通孔を形成し、第２の方法段階で貫通孔の噴射側の端部から、形状及び／又は大きさ及び／又は輪郭が貫通孔に対して変えられた吐出領域（７５）を形成するようにする。
Description
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した燃料噴射弁、及び請求項１１若し
くは請求項１７の上位概念部に記載した、弁の吐出開口を製造するための方法に
関する。
くは請求項１７の上位概念部に記載した、弁の吐出開口を製造するための方法に
関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６３６３９６号明細書によれば、弁を開閉さ
せるために弁閉鎖体と協働する弁座面の下流側に、孔付き円板を有する燃料噴射
弁が公知である。このような金属薄板より製造された鉢状の、孔付き円板は、多
数の噴射開口を有しており、これらの噴射開口を通して、燃料が例えば内燃機関
の吸気管からインレット弁の方向に供給されるようになっている。このような噴
射開口は、打ち抜き成形、浸食又はレーザー光線穿孔によって孔付き円板に形成
される。この場合、噴射開口はその軸方向の全長に亘って貫通する一定な円形若
しくは楕円形の横断面を有している。
せるために弁閉鎖体と協働する弁座面の下流側に、孔付き円板を有する燃料噴射
弁が公知である。このような金属薄板より製造された鉢状の、孔付き円板は、多
数の噴射開口を有しており、これらの噴射開口を通して、燃料が例えば内燃機関
の吸気管からインレット弁の方向に供給されるようになっている。このような噴
射開口は、打ち抜き成形、浸食又はレーザー光線穿孔によって孔付き円板に形成
される。この場合、噴射開口はその軸方向の全長に亘って貫通する一定な円形若
しくは楕円形の横断面を有している。
【０００３】
発明の利点
請求項１に記載した特徴を有する本発明による燃料噴射弁は、簡単で安価な形
式で、貫流、噴射角度及び噴霧特性に関連して非常に大きい変化範囲が得られる
という利点を有している。有利な形式で噴射角度変動は減少される。しかも噴射
構造若しくは噴霧（スプレー）形状、全円錐形噴射流及び中空噴射流の形成は、
強い燃焼室対抗圧においても、公知の燃料噴射弁におけるよりも簡単に実現可能
である。
式で、貫流、噴射角度及び噴霧特性に関連して非常に大きい変化範囲が得られる
という利点を有している。有利な形式で噴射角度変動は減少される。しかも噴射
構造若しくは噴霧（スプレー）形状、全円錐形噴射流及び中空噴射流の形成は、
強い燃焼室対抗圧においても、公知の燃料噴射弁におけるよりも簡単に実現可能
である。
【０００４】
本発明による燃料噴射弁によれば、噴射しようとする燃料の非常に高い噴霧品
質並びに、それぞれの要求（例えば組み付け条件、エンジン構造、シリンダ形状
、点火プラグ位置）に合致した噴射形状若しくは噴霧形状が得られる、という利
点が得られる。その結果、本発明の噴射弁によって、特に内燃機関の排ガス放出
が減少され、同様に消費燃料の減少が得られる。
質並びに、それぞれの要求（例えば組み付け条件、エンジン構造、シリンダ形状
、点火プラグ位置）に合致した噴射形状若しくは噴霧形状が得られる、という利
点が得られる。その結果、本発明の噴射弁によって、特に内燃機関の排ガス放出
が減少され、同様に消費燃料の減少が得られる。
【０００５】
特に侵入平面の中心点が弁縦軸線に位置してない、偏心的な吐出開口において
は、吐出開口の流入区分が比較的小さい開口幅を有していて、吐出領域が大きく
広がっていれば、有利である。このような形式で、このような弁においても有利
な形式で弁座面の小さいシール直径が維持される。構造が同じで偏心的な吐出開
口を有する公知の弁と比較して、静力学的な液圧の閉鎖負荷は減少され、弁座に
おけるシール性は改善される。
は、吐出開口の流入区分が比較的小さい開口幅を有していて、吐出領域が大きく
広がっていれば、有利である。このような形式で、このような弁においても有利
な形式で弁座面の小さいシール直径が維持される。構造が同じで偏心的な吐出開
口を有する公知の弁と比較して、静力学的な液圧の閉鎖負荷は減少され、弁座に
おけるシール性は改善される。
【０００６】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した燃料噴射弁の有利な
実施例及び改良が可能である。
実施例及び改良が可能である。
【０００７】
吐出開口の手前で燃料がスワール流（渦流）で負荷されるようにすれば特に有
利である。何故ならば、このようにすれば吐出開口の輪郭成形された吐出領域に
おいて効果的に、特に燃料を燃焼室内に直接噴射する際の噴流として望まれてい
る、局所的な燃料増量が形成されるからである。
利である。何故ならば、このようにすれば吐出開口の輪郭成形された吐出領域に
おいて効果的に、特に燃料を燃焼室内に直接噴射する際の噴流として望まれてい
る、局所的な燃料増量が形成されるからである。
【０００８】
請求項１１若しくは１７に記載した特徴部を有する本発明による方法は、簡単
な形式で、前記利点が得られる燃料噴射弁を製造することができる、という利点
を有している。
な形式で、前記利点が得られる燃料噴射弁を製造することができる、という利点
を有している。
【０００９】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１１若しくは１７に記載した方法
の有利な実施例及び改良が可能である。
の有利な実施例及び改良が可能である。
【００１０】
特にレーザー光線による輪郭カットの高い精度によって、非常に正確な吐出領
域を成形することができ、この吐出領域によって、噴射された燃料噴霧の噴射角
度変動は減少される。吐出開口の吐出領域を、レーザー光線又は電子線による材
料取り除きによって形状付与することは、特に例えばプレス型によって機械的に
スタンピングするのに対して著しくフレキシブルである。従って例えば吐出領域
は吐出開口から容易に製造することができる。この吐出領域は、多角形であって
、流れ方向で角錐台形に広がっているか又は先細りしていて、円形又は楕円形の
横断面を有していて、しかも流れ方向で円錐台形に広がっているか又は先細りし
ていて、凸状又は凹状に湾曲されているか又は多数の区分を有して段付けして構
成されている。
域を成形することができ、この吐出領域によって、噴射された燃料噴霧の噴射角
度変動は減少される。吐出開口の吐出領域を、レーザー光線又は電子線による材
料取り除きによって形状付与することは、特に例えばプレス型によって機械的に
スタンピングするのに対して著しくフレキシブルである。従って例えば吐出領域
は吐出開口から容易に製造することができる。この吐出領域は、多角形であって
、流れ方向で角錐台形に広がっているか又は先細りしていて、円形又は楕円形の
横断面を有していて、しかも流れ方向で円錐台形に広がっているか又は先細りし
ていて、凸状又は凹状に湾曲されているか又は多数の区分を有して段付けして構
成されている。
【００１１】
図面
本発明の実施例が図面に概略的に示されていて、以下に詳しく説明されている
。図１は燃料噴射弁の縦断面図、図２は第１の選択的なガイド及び座部領域、図
３は第２の選択的なガイド及び座部領域、図４は第１の吐出開口を下から見た図
、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図、図６は第２の吐出開口を下から見た図
、図７は図６のVII−VII線に沿った断面図、図８は第３の吐出開口を下から見た
図、図９は図８のIX−IX線に沿った断面図、図１０は第４の吐出開口を下から見
た図、図１１は図１０のXI−XI線に沿った断面図、図１２は第５の吐出開口を下
から見た図、図１３は図１２のXIII−XIII線に沿った断面図、図１４は第６の吐
出開口を下から見た図、図１５は図１４のXV−XV線に沿った断面図、図１６は第
７の吐出開口の断面図、図１７は第８の吐出開口の断面図、図１８は第９の吐出
開口の断面図である。
。図１は燃料噴射弁の縦断面図、図２は第１の選択的なガイド及び座部領域、図
３は第２の選択的なガイド及び座部領域、図４は第１の吐出開口を下から見た図
、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図、図６は第２の吐出開口を下から見た図
、図７は図６のVII−VII線に沿った断面図、図８は第３の吐出開口を下から見た
図、図９は図８のIX−IX線に沿った断面図、図１０は第４の吐出開口を下から見
た図、図１１は図１０のXI−XI線に沿った断面図、図１２は第５の吐出開口を下
から見た図、図１３は図１２のXIII−XIII線に沿った断面図、図１４は第６の吐
出開口を下から見た図、図１５は図１４のXV−XV線に沿った断面図、図１６は第
７の吐出開口の断面図、図１７は第８の吐出開口の断面図、図１８は第９の吐出
開口の断面図である。
【００１２】
実施例の説明
図１に第１実施例として示した電磁操作式の弁は、外部点火式内燃機関の燃料
噴射装置のための噴射弁である。この電磁操作式の弁は、磁気コイル１によって
部分的に取り囲まれた、内極として働く管状でほぼ円筒形のコア２を有している
。この燃料噴射弁は、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための高圧
噴射弁として適している。プラスチックより成る例えば段付けされた巻芯３は、
磁気コイル１の巻線を収容しており、コア２と、磁気コイル１によって部分的に
取り囲まれた非磁性の環状の、Ｌ字形横断面を有する中間部４と連絡して、磁気
コイル１の領域内での噴射弁の特にコンパクトで短い構造を有している。
噴射装置のための噴射弁である。この電磁操作式の弁は、磁気コイル１によって
部分的に取り囲まれた、内極として働く管状でほぼ円筒形のコア２を有している
。この燃料噴射弁は、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための高圧
噴射弁として適している。プラスチックより成る例えば段付けされた巻芯３は、
磁気コイル１の巻線を収容しており、コア２と、磁気コイル１によって部分的に
取り囲まれた非磁性の環状の、Ｌ字形横断面を有する中間部４と連絡して、磁気
コイル１の領域内での噴射弁の特にコンパクトで短い構造を有している。
【００１３】
コア２内には、弁縦軸線８に沿って延びる貫通する長手方向孔７を有している
。磁気回路のコア２は燃料取り入れスリーブとしても利用され、この場合、長手
方向孔７は燃料供給通路を形成している。磁気コイル１の上側でコア２に、外側
の金属製の（例えば強磁性の）ケーシング部分１４が堅固に結合されており、こ
のケーシング部分１４は、外極若しくは外側のガイドエレメントとして磁気回路
を閉鎖し、磁気コイル１を少なくとも周方向で完全に包囲している。コア２の長
手方向孔２内には、流入側で燃料フィルタ１５が設けられており、この燃料フィ
ルタ１５は、次のような燃料成分つまりその大きさに基づいて噴射弁を詰まらせ
又は噴射弁に損傷を与える原因となる燃料成分の濾過を行う。
。磁気回路のコア２は燃料取り入れスリーブとしても利用され、この場合、長手
方向孔７は燃料供給通路を形成している。磁気コイル１の上側でコア２に、外側
の金属製の（例えば強磁性の）ケーシング部分１４が堅固に結合されており、こ
のケーシング部分１４は、外極若しくは外側のガイドエレメントとして磁気回路
を閉鎖し、磁気コイル１を少なくとも周方向で完全に包囲している。コア２の長
手方向孔２内には、流入側で燃料フィルタ１５が設けられており、この燃料フィ
ルタ１５は、次のような燃料成分つまりその大きさに基づいて噴射弁を詰まらせ
又は噴射弁に損傷を与える原因となる燃料成分の濾過を行う。
【００１４】
コア２は、ケーシング部分１４と共に燃料噴射弁の流入側の端部を形成してお
り、この場合上側のケーシング部分１４は例えば軸方向の下流側で見て真っ直ぐ
に磁気コイル１を越えてさらに延びている。上側のケーシング部分１４には、下
側の管状のケーシング部分１８が気密にかつ堅固に結合されている。この下側の
ケーシング部分１８は、可動子１９とロッド状の弁ニードル２０とから成る軸方
向に可動な弁部分若しくは細長い弁座支持体２１を包囲若しくは受容している。
２つのケーシング部分１４と１８とは、例えば環状の溶接継ぎ目によって互いに
堅固に結合されている。
り、この場合上側のケーシング部分１４は例えば軸方向の下流側で見て真っ直ぐ
に磁気コイル１を越えてさらに延びている。上側のケーシング部分１４には、下
側の管状のケーシング部分１８が気密にかつ堅固に結合されている。この下側の
ケーシング部分１８は、可動子１９とロッド状の弁ニードル２０とから成る軸方
向に可動な弁部分若しくは細長い弁座支持体２１を包囲若しくは受容している。
２つのケーシング部分１４と１８とは、例えば環状の溶接継ぎ目によって互いに
堅固に結合されている。
【００１５】
図１に示した実施例では、下側のケーシング部分１８とほぼ管状の弁座支持体
２１とが、ねじによって互いに堅固に結合されているが、溶接、はんだ付け又は
縁曲げ、及び同様接合法も可能である。ケーシング部分１８と弁座支持体２１と
の間のシールは、例えばシールリング２２によって行われる。弁座支持体２１は
、その軸方向の全長に亘って内側の貫通開口２４を有しており、この貫通開口２
４は弁縦軸線８に対して同軸的に延びている。
２１とが、ねじによって互いに堅固に結合されているが、溶接、はんだ付け又は
縁曲げ、及び同様接合法も可能である。ケーシング部分１８と弁座支持体２１と
の間のシールは、例えばシールリング２２によって行われる。弁座支持体２１は
、その軸方向の全長に亘って内側の貫通開口２４を有しており、この貫通開口２
４は弁縦軸線８に対して同軸的に延びている。
【００１６】
弁座支持体２１の下端部２５は、同時に燃料噴射弁全体の下流側の閉鎖部も形
成している。この弁座支持体２１はその下端部２５で、下流側に円錐台形に先細
りする弁座面２７を備えた、貫通孔２４内に合致した円板状の弁座エレメント２
６を包囲している。貫通孔２４内に、十分に円形の横断面を有する例えばロッド
状の弁ニードル２０が配置されており、この弁ニードル２０は、その下流側の端
部で弁閉鎖区分２８を有している。このような例えば球状又は部分球状若しくは
丸味を付けて構成されているか、又は円錐形に先細りしている弁閉鎖区分２８は
、公知の形式で弁座エレメント２６に設けられた弁座面２７と協働する。軸方向
で可動な弁部分は、可動子１９，弁ニードル２０及び弁閉鎖区分２８を有する図
示の実施例とは完全に異なる構成の、軸方向で可動な弁閉鎖体例えばフラット可
動子とし構成することもできる。弁座の下流側で、弁座エレメント２６には、少
なくとも１つの本発明に従って構成された、燃料のための吐出開口３２が設けら
れている。吐出開口３２は、図１に示した実施例においては弁縦軸線８に対して
同心的に延びていて、弁縦軸線８に対して垂直に延びる、弁座エレメント２６の
下側の平らな端面で終わっている。
成している。この弁座支持体２１はその下端部２５で、下流側に円錐台形に先細
りする弁座面２７を備えた、貫通孔２４内に合致した円板状の弁座エレメント２
６を包囲している。貫通孔２４内に、十分に円形の横断面を有する例えばロッド
状の弁ニードル２０が配置されており、この弁ニードル２０は、その下流側の端
部で弁閉鎖区分２８を有している。このような例えば球状又は部分球状若しくは
丸味を付けて構成されているか、又は円錐形に先細りしている弁閉鎖区分２８は
、公知の形式で弁座エレメント２６に設けられた弁座面２７と協働する。軸方向
で可動な弁部分は、可動子１９，弁ニードル２０及び弁閉鎖区分２８を有する図
示の実施例とは完全に異なる構成の、軸方向で可動な弁閉鎖体例えばフラット可
動子とし構成することもできる。弁座の下流側で、弁座エレメント２６には、少
なくとも１つの本発明に従って構成された、燃料のための吐出開口３２が設けら
れている。吐出開口３２は、図１に示した実施例においては弁縦軸線８に対して
同心的に延びていて、弁縦軸線８に対して垂直に延びる、弁座エレメント２６の
下側の平らな端面で終わっている。
【００１７】
噴射弁の操作は公知の形式で電磁石式に行われる。しかしながら励磁可能な操
作エレメントとしての磁気ひずみ式の可動子又は圧電アクチュエータも同様に考
えられる。また同様に、圧力負荷制御式のピストンを介して操作を行うことも考
えられる。弁ニードル２０を軸方向で運動させるために、及びひいてはコア２の
長手方向孔７内に配置された戻しばね３３のばね力に抗して開放させるために、
若しくは噴射弁を閉鎖するために、磁気コイル１とコア２とケーシング部分１４
及び１８と可動子１９とを備えた電磁石回路が用いられる。可動子１９は、弁閉
鎖区分２８とは反対側の、弁イードル２０の端部で、例えば溶接継ぎ目によって
結合されていて、コア２に整列されている。弁ニードル２０をその軸方向運動中
に弁縦軸線８に沿って可動子１９でガイドするために、一方では、弁座支持体２
１内で可動子１９に向いた側の端部に設けられたガイド孔３４が用いられ、他方
では弁座エレメント２６の上流側に配置された、正しい寸法のガイド孔５５を備
えた円板状のガイドエレメント３５が用いられる。可動子１９は、その軸方向運
動中に中間部４によって包囲されている。
作エレメントとしての磁気ひずみ式の可動子又は圧電アクチュエータも同様に考
えられる。また同様に、圧力負荷制御式のピストンを介して操作を行うことも考
えられる。弁ニードル２０を軸方向で運動させるために、及びひいてはコア２の
長手方向孔７内に配置された戻しばね３３のばね力に抗して開放させるために、
若しくは噴射弁を閉鎖するために、磁気コイル１とコア２とケーシング部分１４
及び１８と可動子１９とを備えた電磁石回路が用いられる。可動子１９は、弁閉
鎖区分２８とは反対側の、弁イードル２０の端部で、例えば溶接継ぎ目によって
結合されていて、コア２に整列されている。弁ニードル２０をその軸方向運動中
に弁縦軸線８に沿って可動子１９でガイドするために、一方では、弁座支持体２
１内で可動子１９に向いた側の端部に設けられたガイド孔３４が用いられ、他方
では弁座エレメント２６の上流側に配置された、正しい寸法のガイド孔５５を備
えた円板状のガイドエレメント３５が用いられる。可動子１９は、その軸方向運
動中に中間部４によって包囲されている。
【００１８】
ガイドエレメント３５と弁座エレメント２６との間に別の円板状のエレメント
つまりスワールエレメント４７が配置されているので、すべての３つのエレメン
ト３５，４７，２６は、互いに直接的に重なり合っていて、弁座支持体２１内に
受容されている。３つの円板状のエレメント３５，４７，２６は、例えば材料接
続式（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に互いに堅固に結合されている。
つまりスワールエレメント４７が配置されているので、すべての３つのエレメン
ト３５，４７，２６は、互いに直接的に重なり合っていて、弁座支持体２１内に
受容されている。３つの円板状のエレメント３５，４７，２６は、例えば材料接
続式（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に互いに堅固に結合されている。
【００１９】
コア２の長手方向孔７内に挿入、押し込み又はねじ込まれた調節スリーブ３８
は、戻しばね３３のばねプレロードを調節するために用いられる。この戻しばね
３３は、センタリング部材３９を介してその上流側が、調節スリーブ３８に当接
しており、またその反対側が可動子１９で支えられている。可動子１９内には、
１つ又は多数の孔に似た形状の流れ通路４０が設けられており、これらの流れ通
路４０を通って、燃料が、コア２に形成された長手方向孔７から、流れ通路４０
の下流側に形成された、弁座支持体２１のガイド孔３４付近の接続通路４１を介
して、貫通孔２４まで達する。
は、戻しばね３３のばねプレロードを調節するために用いられる。この戻しばね
３３は、センタリング部材３９を介してその上流側が、調節スリーブ３８に当接
しており、またその反対側が可動子１９で支えられている。可動子１９内には、
１つ又は多数の孔に似た形状の流れ通路４０が設けられており、これらの流れ通
路４０を通って、燃料が、コア２に形成された長手方向孔７から、流れ通路４０
の下流側に形成された、弁座支持体２１のガイド孔３４付近の接続通路４１を介
して、貫通孔２４まで達する。
【００２０】
弁ニードル２０のストロークは、弁座エレメント２６の組み込み位置によって
前もって与えられる。弁ニードル２０の一方の終端位置は、磁気コイル１が励磁
されていない状態で、弁返済区分２８が弁座エレメント２６の弁座面２７に当接
することによって規定され、弁ニードル２０の他方の終端位置は、磁気コイル１
が励磁された状態で、可動子１９がコア２の下流側の端面側に当接することによ
って得られる。この当接領域における構成部材の表面は例えばクロムめっきされ
る。
前もって与えられる。弁ニードル２０の一方の終端位置は、磁気コイル１が励磁
されていない状態で、弁返済区分２８が弁座エレメント２６の弁座面２７に当接
することによって規定され、弁ニードル２０の他方の終端位置は、磁気コイル１
が励磁された状態で、可動子１９がコア２の下流側の端面側に当接することによ
って得られる。この当接領域における構成部材の表面は例えばクロムめっきされ
る。
【００２１】
磁気コイル１の電気的な接触、及びひいてはそれによる磁気コイル１の励磁は
接触エレメント４３を介して行われ、この接触エレメント４３は、巻芯３の外側
でプラスチック射出成形部４４によって埋め込まれている。プラスチック射出成
形部４４は、燃料噴射弁のその他の構成部分（例えばケーシング部分１４及び１
８）も覆っている。プラスチック射出成形部４４から、電気的な接続ケーブル４
５が突き出して延びており、この電気的な接続ケーブル４５を介して磁気コイル
１への給電が行われる。プラスチック射出成形部４４は、この領域内で中断され
た上側のケーシング部分１４を通って突き出している。
接触エレメント４３を介して行われ、この接触エレメント４３は、巻芯３の外側
でプラスチック射出成形部４４によって埋め込まれている。プラスチック射出成
形部４４は、燃料噴射弁のその他の構成部分（例えばケーシング部分１４及び１
８）も覆っている。プラスチック射出成形部４４から、電気的な接続ケーブル４
５が突き出して延びており、この電気的な接続ケーブル４５を介して磁気コイル
１への給電が行われる。プラスチック射出成形部４４は、この領域内で中断され
た上側のケーシング部分１４を通って突き出している。
【００２２】
図２及び図３には、ガイド及び支持領域の別の実施例が示されており、この場
合、図１に示した実施例と同じ部分若しくは同じ作用を有する部分は同じ符号で
記されている。この場合、吐出開口３２を製造及び構成するためのすべての説明
が、吐出開口３２の傾斜方向とは無関係であるか、若しくは吐出開口３２を有す
る構成部分２６，２７の構成とは無関係であると見なされることが明らかにされ
なければならない。
合、図１に示した実施例と同じ部分若しくは同じ作用を有する部分は同じ符号で
記されている。この場合、吐出開口３２を製造及び構成するためのすべての説明
が、吐出開口３２の傾斜方向とは無関係であるか、若しくは吐出開口３２を有す
る構成部分２６，２７の構成とは無関係であると見なされることが明らかにされ
なければならない。
【００２３】
図２に示した実施例においては、弁座エレメント２６が環状のフランジ６４を
有していて、このフランジ６４は弁座支持体２１の下流側の端部に下方から係合
する。吐出開口３２は、例えば弁縦軸線８に対して斜めに傾斜して取り付けられ
ており、この場合、この吐出開口３２は、凸状に湾曲された噴射領域６６で終わ
っている。
有していて、このフランジ６４は弁座支持体２１の下流側の端部に下方から係合
する。吐出開口３２は、例えば弁縦軸線８に対して斜めに傾斜して取り付けられ
ており、この場合、この吐出開口３２は、凸状に湾曲された噴射領域６６で終わ
っている。
【００２４】
図３に示した実施例は、図２に示した実施例にほぼ相当しているが、噴射孔付
き円板の形状の付加的な第４の円板状の噴射エレメント６７が設けられていて、
この噴射エレメント６７が吐出開口３２を有している点で異なっている。図２に
示した実施例と比較して、弁座エレメント２６は弁座面２７の下流側でさらに分
割されている。噴射エレメント６７と弁座エレメント２６とは、例えばレーザー
溶接によって形成される溶接継ぎ目６８を介して互いに堅固に結合されており、
この場合、溶接は環状に延びるリング状の凹部６９内で行われる。レーザー溶接
の他に、ボンディング又は抵抗溶接、特にこれらの結合のための適当な接合法も
考えられる。
き円板の形状の付加的な第４の円板状の噴射エレメント６７が設けられていて、
この噴射エレメント６７が吐出開口３２を有している点で異なっている。図２に
示した実施例と比較して、弁座エレメント２６は弁座面２７の下流側でさらに分
割されている。噴射エレメント６７と弁座エレメント２６とは、例えばレーザー
溶接によって形成される溶接継ぎ目６８を介して互いに堅固に結合されており、
この場合、溶接は環状に延びるリング状の凹部６９内で行われる。レーザー溶接
の他に、ボンディング又は抵抗溶接、特にこれらの結合のための適当な接合法も
考えられる。
【００２５】
図４から図１８には、吐出開口３２の９つの変化実施例が例示されている。こ
の場合、図４、図６、図８、図１０、図１２及び図１４はそれぞれ下から見た図
が示されており、吐出開口３２を見る方向は図１〜図３には矢印７０で示されて
いる。これに応じて、図５、図７、図９、図１１、図１３及び図１５の断面図で
は、それぞれの開口軸線７１に沿って断面されており、この際、開口軸線７１は
、図２及び図３に示されているように斜めに傾斜した吐出開口３２におけるよう
に、必ずしも弁縦軸線８と合致させる必要はない。
の場合、図４、図６、図８、図１０、図１２及び図１４はそれぞれ下から見た図
が示されており、吐出開口３２を見る方向は図１〜図３には矢印７０で示されて
いる。これに応じて、図５、図７、図９、図１１、図１３及び図１５の断面図で
は、それぞれの開口軸線７１に沿って断面されており、この際、開口軸線７１は
、図２及び図３に示されているように斜めに傾斜した吐出開口３２におけるよう
に、必ずしも弁縦軸線８と合致させる必要はない。
【００２６】
本発明によるすべての吐出開口３２は、少なくとも２つの製造段階で輪郭成形
されることを特徴としている。図４〜図１３及び図１６〜図１８に示した吐出開
口３２は、第１の方法段階で貫通孔が形成されるように、それぞれの構成部材２
６，２７内に設けられる。これは例えば噴射弁の噴射孔において一般的であるよ
うに、従来の形式で、打ち抜き成形、浸食又はレーザー穿孔によって行われる。
次いで第２の方法段階で、ここまで例えば円形（又は例えば楕円形横断面を有す
る）の輪郭形状の貫通孔の輪郭成形が貫通孔の噴射側の端部から行われる。この
場合、貫通孔に対して形状及び／又は大きさ及び／又は輪郭形状が変えられた、
吐出開口３２の噴射側の吐出領域７５が形成される。有利な形式で、吐出開口３
２の輪郭成形は、非切削式の製造法によって行われ、この場合、材料取り除きは
、特に無接触で、強く集束された、高エネルギーの光線によって行われる。この
場合、熱的な材料取り除き法として、特に電子線又はレーザー光線による取り除
き法が提供される。
されることを特徴としている。図４〜図１３及び図１６〜図１８に示した吐出開
口３２は、第１の方法段階で貫通孔が形成されるように、それぞれの構成部材２
６，２７内に設けられる。これは例えば噴射弁の噴射孔において一般的であるよ
うに、従来の形式で、打ち抜き成形、浸食又はレーザー穿孔によって行われる。
次いで第２の方法段階で、ここまで例えば円形（又は例えば楕円形横断面を有す
る）の輪郭形状の貫通孔の輪郭成形が貫通孔の噴射側の端部から行われる。この
場合、貫通孔に対して形状及び／又は大きさ及び／又は輪郭形状が変えられた、
吐出開口３２の噴射側の吐出領域７５が形成される。有利な形式で、吐出開口３
２の輪郭成形は、非切削式の製造法によって行われ、この場合、材料取り除きは
、特に無接触で、強く集束された、高エネルギーの光線によって行われる。この
場合、熱的な材料取り除き法として、特に電子線又はレーザー光線による取り除
き法が提供される。
【００２７】
図４及び図５には吐出開口３２が示されており、この吐出開口３２は、それ以
上輪郭成形されていない貫通孔の領域で円形横断面を有している。この貫通孔に
、下流側の方向に向かって次第に大きくなる吐出領域７５が続いている。この吐
出領域７５は、８角形の角錐台形の形状を有している。これに対して、図６及び
図７には、吐出領域７５が６角形に形成されていて吐出領域７５の壁部が開口軸
線７１に対して軸平行に延びている吐出開口３２の実施例が示されている。この
場合、角形の吐出領域７５は、６角形又は８角形に限定されなくてもよい。むし
ろ、非常に簡単でしかも著しく正確に、電子線又はレーザー光線を用いた材料取
り除きによって、それぞれ任意の角数、少なくとも３角形の吐出領域７５が成形
することができる。吐出領域７５を角張って形成することによって、噴射しよう
とする噴霧形状（スプレー）の非均質性が得られる。このような形式で、そうで
なければ高い対抗圧力の噴射において生じる得る噴霧形状のくびれが避けられる
。図１に基づいて記載されているように、燃料にスワール流（渦流）が加えられ
ると特に有利である。何故ならば、燃料にスワール流が加えられると、輪郭成形
された吐出領域７５において効果的な、特に燃料を燃焼室内に直接噴射する際の
噴射流として望ましい局所的な燃料増量が形成される。
上輪郭成形されていない貫通孔の領域で円形横断面を有している。この貫通孔に
、下流側の方向に向かって次第に大きくなる吐出領域７５が続いている。この吐
出領域７５は、８角形の角錐台形の形状を有している。これに対して、図６及び
図７には、吐出領域７５が６角形に形成されていて吐出領域７５の壁部が開口軸
線７１に対して軸平行に延びている吐出開口３２の実施例が示されている。この
場合、角形の吐出領域７５は、６角形又は８角形に限定されなくてもよい。むし
ろ、非常に簡単でしかも著しく正確に、電子線又はレーザー光線を用いた材料取
り除きによって、それぞれ任意の角数、少なくとも３角形の吐出領域７５が成形
することができる。吐出領域７５を角張って形成することによって、噴射しよう
とする噴霧形状（スプレー）の非均質性が得られる。このような形式で、そうで
なければ高い対抗圧力の噴射において生じる得る噴霧形状のくびれが避けられる
。図１に基づいて記載されているように、燃料にスワール流（渦流）が加えられ
ると特に有利である。何故ならば、燃料にスワール流が加えられると、輪郭成形
された吐出領域７５において効果的な、特に燃料を燃焼室内に直接噴射する際の
噴射流として望ましい局所的な燃料増量が形成される。
【００２８】
図８から図１１には吐出開口３２の２つの実施例が示されており、これら２つ
の実施例は、角張った吐出領域７５の代わりに円形又は卵形／楕円形の吐出領域
７５を有している。２つの実施例では吐出領域７５が２段階に構成されており、
この場合、下流側に最も広く位置する区分が常に最大の開放幅を有している。図
８及び図９の実施例においては第１の区分７５′が円形に構成されていて、第２
の区分７５″が楕円形に構成されている。これに対して図１０及び図１１に示し
た実施例においては第１及び第２の区分７５′，７５″はそれぞれ円形の横断面
を有しており、この場合、区分７５″の直径は、区分７５′の直径よりも大きい
。このような輪郭成形された吐出開口３２によって、簡単に噴射流を広げること
ができるので、噴射される噴霧形状は円形又は楕円形の中空円錐形の形状を有し
ている。
の実施例は、角張った吐出領域７５の代わりに円形又は卵形／楕円形の吐出領域
７５を有している。２つの実施例では吐出領域７５が２段階に構成されており、
この場合、下流側に最も広く位置する区分が常に最大の開放幅を有している。図
８及び図９の実施例においては第１の区分７５′が円形に構成されていて、第２
の区分７５″が楕円形に構成されている。これに対して図１０及び図１１に示し
た実施例においては第１及び第２の区分７５′，７５″はそれぞれ円形の横断面
を有しており、この場合、区分７５″の直径は、区分７５′の直径よりも大きい
。このような輪郭成形された吐出開口３２によって、簡単に噴射流を広げること
ができるので、噴射される噴霧形状は円形又は楕円形の中空円錐形の形状を有し
ている。
【００２９】
図１２及び図１３には、円錐台形の吐出領域７５を有する吐出開口３２の実施
例が示されている。図１６に示された下流方向に広がった円錐形の変化実施例の
他に、下流方向に円錐形に先細りする吐出領域７５も本発明に従って可能である
。
例が示されている。図１６に示された下流方向に広がった円錐形の変化実施例の
他に、下流方向に円錐形に先細りする吐出領域７５も本発明に従って可能である
。
【００３０】
図１４及び図１５には、別の製造形式で製造される吐出開口３２が示されてい
る。貫通孔の代わりに構成部材２６には、まず第１の方法段階で例えば浸食又は
レーザー穿孔によって袋孔が形成される。次いで第２の方法段階で、構成部材２
６，２７の噴射側の端部から所望の吐出開口３２が輪郭成形される。有利な形式
には、このような吐出開口３２の輪郭成形は非切削による製造方法で行われる。
この場合、材料取り除き法として、特に電子線又はレーザー光線による材料取り
除きが考えられる。図示の実施例では吐出領域７５の開口幅は、前もって形成さ
れた袋孔の開口幅よりも小さい。
る。貫通孔の代わりに構成部材２６には、まず第１の方法段階で例えば浸食又は
レーザー穿孔によって袋孔が形成される。次いで第２の方法段階で、構成部材２
６，２７の噴射側の端部から所望の吐出開口３２が輪郭成形される。有利な形式
には、このような吐出開口３２の輪郭成形は非切削による製造方法で行われる。
この場合、材料取り除き法として、特に電子線又はレーザー光線による材料取り
除きが考えられる。図示の実施例では吐出領域７５の開口幅は、前もって形成さ
れた袋孔の開口幅よりも小さい。
【００３１】
図１６〜図１８には、吐出開口３２のその他の３つの変化実施例が示されてい
る。これらの吐出開口３２は、噴射流方向で円錐台形に広がった円錐形の吐出領
域７５（図１６）、又は球区分状に凹状に湾曲された広がった吐出領域７５（図
１７）、又は放物線状に凸状に湾曲された広がった吐出領域７５（図１８）を有
している。
る。これらの吐出開口３２は、噴射流方向で円錐台形に広がった円錐形の吐出領
域７５（図１６）、又は球区分状に凹状に湾曲された広がった吐出領域７５（図
１７）、又は放物線状に凸状に湾曲された広がった吐出領域７５（図１８）を有
している。
【００３２】
図１から図３には、流入領域がそれぞれ中央に配置されていて、開口軸線７１
が吐出開口３２の正確に流入平面７８内で弁縦軸線８と交差する吐出開口３２が
示されている。この交差点は図２及び図３に符号Ｓで示されている。図１に示さ
れているように、弁縦軸線８に対して同心的な吐出開口３２の構成において、開
口軸線７１と弁縦軸線８とは合致している。これは、吐出開口３２を侵入平面７
８に関連して中央に配置する構成が、本発明による燃料噴射弁のための制限では
ないということを意味している。むしろ、以上のように輪郭成形された吐出開口
３２は偏心的に設けることもできるので、それぞれの侵入平面７８は、弁縦軸線
８と合致していない中心点を有している。特にこのような偏心的な吐出開口３２
においては、流入平面７８を備えた吐出開口３２の入口区分が比較的小さい開放
幅を有していて、吐出領域７５が著しく広げられていれば有利である。このよう
な形式で、弁座エレメント２６に設けられた偏心的な吐出開口３２においても、
弁座支持面２７における小さいシール直径を維持することができる。
が吐出開口３２の正確に流入平面７８内で弁縦軸線８と交差する吐出開口３２が
示されている。この交差点は図２及び図３に符号Ｓで示されている。図１に示さ
れているように、弁縦軸線８に対して同心的な吐出開口３２の構成において、開
口軸線７１と弁縦軸線８とは合致している。これは、吐出開口３２を侵入平面７
８に関連して中央に配置する構成が、本発明による燃料噴射弁のための制限では
ないということを意味している。むしろ、以上のように輪郭成形された吐出開口
３２は偏心的に設けることもできるので、それぞれの侵入平面７８は、弁縦軸線
８と合致していない中心点を有している。特にこのような偏心的な吐出開口３２
においては、流入平面７８を備えた吐出開口３２の入口区分が比較的小さい開放
幅を有していて、吐出領域７５が著しく広げられていれば有利である。このよう
な形式で、弁座エレメント２６に設けられた偏心的な吐出開口３２においても、
弁座支持面２７における小さいシール直径を維持することができる。
【００３３】
以上のような電子線又はレーザー光線による材料取り除き法の他に、吐出開口
３２の輪郭成形をその射出側の端部から行うことも考えられる。このために例え
ばウォータージェットカット又は成形ワイヤ浸食（成形ワイヤ放電加工；Ｆｏｒ
ｍｄｒａｈｔｅｒｏｄｉｅｒｅｎ）も考えられる。
３２の輪郭成形をその射出側の端部から行うことも考えられる。このために例え
ばウォータージェットカット又は成形ワイヤ浸食（成形ワイヤ放電加工；Ｆｏｒ
ｍｄｒａｈｔｅｒｏｄｉｅｒｅｎ）も考えられる。
【図１】
燃料噴射弁の縦断面図である。
【図２】
第１の選択的なガイド及び座部領域である。
【図３】
第２の選択的なガイド及び座部領域である。
【図４】
第１の吐出開口を下から見た図である。
【図５】
図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】
第２の吐出開口を下から見た図である。
【図７】
図７は図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】
第３の吐出開口を下から見た図である。
【図９】
図８のIX−IX線に沿った断面図である。
【図１０】
図１０は第４の吐出開口を下から見た図である。
【図１１】
図１０のXI−XI線に沿った断面図である。
【図１２】
第５の吐出開口を下から見た図である。
【図１３】
図１２のXIII−XIII線に沿った断面図である。
【図１４】
第６の吐出開口を下から見た図である。
【図１５】
図１４のXV−XV線に沿った断面図である。
【図１６】
第７の吐出開口の断面図である。
【図１７】
第８の吐出開口の断面図である。
【図１８】
第９の吐出開口の断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１０月１７日（２００１．１０．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ギュンター ダンテス
ドイツ連邦共和国 エーバーディンゲン
カールシュトラーセ 20
(72)発明者 デトレフ ノヴァーク
ドイツ連邦共和国 ウンターグルッペンバ
ッハ カピスハルデ 16
(72)発明者 ヨエルク ハイゼ
ドイツ連邦共和国 ベージヒハイム エル
ザー−リング 22
(72)発明者 ノルベルト カイム
ドイツ連邦共和国 レッヒガウ トラミー
ナー ヴェーク 10
Ｆターム(参考） 3G066 AD07 BA02 BA17 BA23 BA36
BA51 BA55 CC15 CC21
Claims (21)
- 【請求項１】 燃料入口（２）と、励磁可能な操作装置（１，２，１９）と
、該操作装置によって移動せしめられる弁閉鎖部材（２８）と、該弁閉鎖部材（
２８）と協働して弁を開閉させるための、弁座エレメント（２６）に形成された
定置の弁座（２７）と、該弁座（２７）の下流側に設けられた、燃料出口として
の少なくとも１つの吐出開口（３２）とを有する燃料噴射弁において、 少なくとも１つの吐出開口（３２）がその噴射側の端部で吐出領域（７５）を
有しており、 該吐出領域（７５）の形状及び／又は大きさ及び／又は輪郭が、吐出開口（３
２）のその他の構成と異なっており、 前記吐出領域（７５）が、前記吐出開口（３２）の、弁座（２７）とは反対側
から成形可能であって、吐出開口（３２）のその他の構成とは製造技術的に無関
係に輪郭成形されている、 ことを特徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項２】 少なくとも１つの吐出開口（３２）の上流側に、スワール流
発生手段（４７）が設けられている、請求項１記載の燃料噴射弁。 - 【請求項３】 少なくとも１つの吐出開口（３２）が弁座エレメント（２６
）に形成されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。 - 【請求項４】 弁座エレメント（２６）の下流側に噴射エレメント（６７）
が配置されていて、少なくとも１つの吐出開口（３２）が噴射エレメント（６７
）に形成されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。 - 【請求項５】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が多角形に構成されて
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】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が、流れ方向で角錐台
形に広がって又は先細りして構成されている、請求項１から５までのいずれか１
項記載の燃料噴射弁。 - 【請求項７】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が円形又は楕円形の横
断面を有している、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８】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が流れ方向で円錐台形
に広がって又は先細りして構成されている、請求項１から４又は７までのいずれ
か１項記載の燃料噴射弁。 - 【請求項９】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が凸状又は凹状に湾曲
して構成されている、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１０】 吐出開口（３２）の吐出領域（７５）が、形状及び／又は
大きさ及び／又は輪郭が互いに異なっている、流れ方向で連続する多数の区分（
７５′，７５″）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料
噴射弁。 - 【請求項１１】 燃料入口（２）と、励磁可能な操作装置（１，２，１９）
と、該操作装置によって移動せしめられる弁閉鎖部材（２８）と、該弁閉鎖部材
（２８）と協働して弁を開閉させるための、弁座エレメント（２６）に形成され
た定置の弁座（２７）と、該弁座（２７）の下流側に設けられた、燃料出口とし
ての少なくとも１つの吐出開口（３２）とを有する弁、特に請求項１から１０ま
でのいずれか１項記載の燃料噴射弁の吐出開口を製造するための方法において、 少なくとも１つの吐出開口（３２）を製造し、この際に、第１の方法段階で貫
通孔を形成し、第２の方法段階で貫通孔の噴射側の端部から、形状及び／又は大
きさ及び／又は輪郭が貫通孔に対して変えられた吐出領域（７５）を形成するこ
とを特徴とする、弁の吐出開口を製造するための方法。 - 【請求項１２】 貫通孔を、打ち抜き成形、浸食又はレーザー光線穿孔によ
って成形する、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 吐出領域（７５）の成形を、非切削式の製造方法で行う、
請求項１１又は１２記載の方法。 - 【請求項１４】 吐出領域（７５）の成形を、強く集束された、高エネルギ
ーの光線、特に電子線又はレーザー光線で行う、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 吐出領域（７５）の成形を成形ワイヤ浸食によって行う、
請求項１３記載の方法。 - 【請求項１６】 第１の方法段階で、円形又は楕円形の横断面を有する貫通
孔を形成する、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１７】 燃料入口（２）、励磁可能な操作装置（１，２，１９）と
、該操作装置によって移動せしめられる弁閉鎖部材（２８）と、該弁閉鎖部材（
２８）と協働して弁を開閉させるための、弁座エレメント（２６）に形成された
定置の弁座（２７）と、該弁座（２７）の下流側に設けられた、燃料出口として
の少なくとも１つの吐出開口（３２）とを有する弁、特に請求項１から１０まで
のいずれか１項記載の燃料噴射弁の吐出開口を製造するための方法において、 少なくとも１つの吐出開口（３２）を形成し、この際、第１の方法段階で噴射
側の端部とは反対側の流入側の端部から袋孔を形成し、第２の方法段階で、形成
しようとする吐出開口（３２）の噴射側の端部から前記袋孔まで達する、貫通す
る吐出開口（３２）が得られるような吐出領域（７５）を形成することを特徴と
する、弁の吐出開口を製造するための方法。 - 【請求項１８】 袋孔を浸食又はレーザー光線穿孔によって成形する、請求
項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 非切削式の製造法で吐出領域（７５）を成形する、請求項
１７又は１８までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２０】 強く集束された、高エネルギーの光線、特に電子線又はレ
ーザー光線によって吐出領域（７５）を成形する、請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 吐出領域（７５）を成形ワイヤ浸食によって行う、請求項
１９記載の方法。
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