特許 6805274 流体を調量する弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805274

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】流体を調量する弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/06 20060101AFI20201214BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   F02M51/06 C

   F16K31/06 305J

   F02M51/06 J

   F16K31/06 385A

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-568673(P2018-568673)

(86)(22)【出願日】2017年6月21日

(65)【公表番号】特表2019-525051(P2019-525051A)

(43)【公表日】2019年9月5日

(86)【国際出願番号】EP2017065233

(87)【国際公開番号】WO2018001824

(87)【国際公開日】20180104

【審査請求日】2018年12月28日

(31)【優先権主張番号】102016211904.4

(32)【優先日】2016年6月30日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】102017207270.9

(32)【優先日】2017年4月28日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100147991

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 健一

(72)【発明者】

【氏名】チェルニィ、シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】アベル、ヨルク

(72)【発明者】

【氏名】シェーンロック、オラフ

(72)【発明者】

【氏名】ベー、マティアス

(72)【発明者】

【氏名】ログラー、フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】シャード、アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ヘルマン、ニコ

(72)【発明者】

【氏名】ビューナー、マルティン

(72)【発明者】

【氏名】マイアー、ユルゲン

【審査官】 小笠原 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５１８８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５２９３０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５１／０６

Ｆ０２Ｍ ６１／０８

Ｆ０２Ｍ ６１／１６

Ｆ０２Ｍ ６３／００

Ｆ０２Ｍ ６１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を調量する弁（１）であって、
少なくとも１つの貫通流路（３０〜３５）を有するアーマチャ（６）を含む電磁アクチュエータ（３）と、
弁閉鎖体（８）と、
前記弁閉鎖体（８）と協働してシール座を成す弁座面（９）と、
前記弁閉鎖体（８）を操作するために用いる、前記電磁アクチュエータ（３）により操作可能な弁ニードル（７）であって、前記電磁アクチュエータ（３）のアーマチャ（６）を、前記弁ニードル（７）の長手方向軸線（１５）に沿って可動的に案内する弁ニードル（７）と、
前記アーマチャ（６）の移動を制限する、前記弁ニードル（７）に配置され、縁部（４２）を有する少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）と、
を備える流体を調量する弁（１）において、
前記縁部（４２）は、
前記アーマチャ（６）と前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）とが駆動中に少なくとも一時的に、少なくとも１つの貫通流路（３０〜３５）の開口（４５）の内側において、前記縁部（４２）の半径方向外側に位置する開口部（４５）の外側部分と前記アーマチャ（６）の前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）寄りにある前記長手方向軸線（１５）によって垂直に貫かれた投影平面（４１）が接触することによって、前記アーマチャ（６）の前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）寄りにある少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）上の領域の内側と外側の間の流体の交換を、前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）上の領域から前記少なくとも１つの貫通流路（３０〜３５）の開口（４５）の内側部分平面（５０）と外側部分平面（５１）を介して可能とするとともに、
前記アーマチャ（６）と前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）とが駆動中に少なくとも一時的に、前記投影平面（４１）を越え前記少なくとも１つの貫通流路（３０〜３５）の開口（４５）の中に現れるように、
構成されていることを特徴とする、
流体を調量する弁（１）。

【請求項2】

内燃機関のための燃料噴射弁として機能する、請求項１に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項3】

前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）の前記縁部（４２）は、前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）の外縁（４２）であることを特徴とする、請求項１又は２項に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項4】

前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）は、その全体又はその１つ以上の部分が、前記長手方向軸線（１５）に沿って先細りする本体の側面（６２）として形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項5】

前記長手方向軸線（１５）に沿って先細りする本体は、円錐又は切頭円錐に基づいていることを特徴とする、請求項４に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項6】

前記アーマチャ（６）と前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）とが駆動中に接触する場合に、前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）は、負荷が掛かっていない状態であって、その縁部（４２）のみが前記アーマチャ（６）に当接することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項7】

前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）は、前記弁ニードル（７）と結合され又は前記弁ニードル（７）に形成されたストッパ要素（１６，１７）の一部であって、
前記ストッパ要素（１６，１７）は、前記ストッパ面（１８，１９）が駆動中に、前記アーマチャ（６）が前記ストッパ面（１８，１９）に当たることで可能となる前記ストッパ要素（１６，１７）の動的な変形に基づいて、前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）の前記縁部（４２）に隣接する縁領域（５８）で、前記内側部分平面（５０）を通る前記流体交換を一時的に部分的に及び／又は一時的に完全に中断する、ように構成されること、
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項8】

前記ストッパ要素（１６，１７）は、当該ストッパ要素（１６，１７）と、前記アーマチャ（６）の、前記ストッパ要素（１６，１７）寄りの端面（２３，２４）と、の間に駆動中に常に間隙（５３）が残存するように、形成されることを特徴とする、請求項７に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項9】

前記ストッパ要素（１６，１７）と、前記アーマチャ（６）の、前記ストッパ要素（１６，１７）寄りの端面（２２，２３）とは、前記ストッパ要素（１６，１７）と、前記アーマチャ（６）の、前記ストッパ要素（１６，１７）寄りの端面（２３，２４）と、の間に、駆動中に常に、前記弁ニードル（７）と隣り合う間隙（５３）が残存するように、形成されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項10】

前記ストッパ要素（１６，１７）には、前記間隙（５３）を画定する面（７１）が形成されており、前記面（７１）は、前記長手方向軸線によって垂直に貫かれ及び前記間隙（５３）を画定し、前記面（７１）と前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）との間には段部（７２）が形成されることを特徴とする、請求項８に記載の流体を調量する弁（１）。

【請求項11】

前記少なくとも１つのストッパ面（１８，１９）と前記少なくとも１つの貫通流路（３０〜３５）とは、前記内側部分平面（５０）が前記外側部分平面（５１）より大きくならないように、形成されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の流体を調量する弁（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に内燃機関の燃料噴射弁として機能する流体を調量する弁に関する。特に、本発明は、好適に内燃機関の燃焼室への燃料の直接噴射が行われる、自動車の燃料噴射装置のためのインジェクタの分野に関する。

【背景技術】

【0002】

独国特許出願公開第１０３４５９６７号明細書では、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁が開示されている。この公知の燃料噴射弁は、電磁コイルと、電磁コイルによってスロトーク方向に、戻りバネに抗して負荷を加えることが可能なアーマチャと、を備える。アーマチャは、ニードルと結合された第１のフランジであって、ストローク方向におけるアーマチャの運動を制限する上記第１のフランジと、弁ニードルと結合された第２のフランジと、の間に可動的に弁ニードルに配置されている。アーマチャと、第２のフランジと、の間にはバネが設けられている。このバネによって、燃料噴射弁が静止した状態において、以下のように、アーマチャに対して負荷が加えられており、即ち、アーマチャ自由経路（Ａｎｋｅｒｆｒｅｉｗｅｇ）が形成された状態でアーマチャが第２のフランジのストッパ面から間隔が置かれているように、負荷が加えられている。その際には、螺旋バネとして形成されたバネを皿バネの代わりに使用することが有利であることが既に分かっている。というのは、皿バネは、アーマチャと、アーマチャストッパと、バネと、の間に存在する燃料の均等化を妨げ、これにより、アーマチャの領域での燃料の液圧的挙動が制御できなくなる可能性があるためである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

請求項１の特徴を備えた本発明に係る弁には、改良された構成及び機能形態が可能となるという利点がある。特に、開弁時及び閉弁時の動的な挙動が改善されうる。特に、液圧的な固着（ｈｙｄｒａｕｌｉｓｃｈｅｓ Ｋｌｅｂｅｎ）等の望まれぬ液圧的な影響、及び／又は、アーマチャの強い衝突等の望まれぬ機械的な影響が回避され、又は少なくとも低減される。

【0004】

従属請求項に記載された措置によって、請求項１に示された弁の有利な発展形態が可能である。

【0005】

アーマチャは好適に、少なくとも駆動中は液状の流体で満たされた弁の内部空間に配置されている。好適な構成において、この液状の流体とは、上記弁によって調量される流体である。従って、燃料噴射弁としての弁の構成においては液体燃料でありうる。

【0006】

このような構成において、従来の構成でそうであるように、初期状態において又は操作サイクルの間においても、アーマチャの平坦な端面が平坦なストッパ面と面的に接触した場合には、液圧的な媒体、即ち液状の流体に基づいて、アーマチャがストッパ面から離れる際に液圧的な固着効果が生じる。この液圧的な固着効果は、特に、既存の狭い間隙へと液状の流体が最初に流れ込まざるをえないことに起因する。反対に、従来の構成では、アーマチャがストッパ面に接近する際には液圧的な減衰が起こる。なぜならば、液状の流体が、どんどん狭くなる空隙から押し出されざるをえないからである。操作サイクルにおいては、この２つの効果が各ストッパ面で交互に生じる。これにより、弁の作動時のダイナミクス（Ｄｙｎａｍｉｋ）に関する減衰作用及び遅延が生じる。他方では、従来の構成では、閉弁時にはこのような形でアーマチャの強い衝撃が低減される。

【0007】

提案される弁では、場合により対応して更に発展しているのだが、アーマチャの１つ以上の貫通流路の重なり合い、及びアーマチャのための１つ又は２つのストッパの剛性が以下のように最適化され、即ち、閉弁時の液圧的な減衰と、開弁時のアーマチャのこれに関するストッパ面での好適に僅かな液圧的固着と、の組み合わせが弁の構成ごとに達成されるように、最適化されうる。

【0008】

ストッパ面は、弁ニードルの長手方向軸線を中心として一周する外縁を有する。原則的に、ストッパ面が形成されるストッパ要素には、貫通開口部、特に貫通孔も形成することが可能であり、これにより、ストッパ面の内部に存在する縁部、特に環状の縁部が形成されうる。貫通流路の配置、構成及び数に従って、個々の貫通流路について流体の貫流を可能とするためにストッパ面を適切に形成することが可能である。例えば、複数の貫通流路を設けることが可能であり、この複数の貫通流路のうち、一部は弁ニードルの長手方向軸線の近傍に配置されており、他の部分は弁ニードルの長手方向軸線から遥かに遠ざけて配置されている。関連するストッパ面を、対応する大きさに構成すべき場合には、提案する解決策が、より内側に存在する貫通流路と、より外側に存在する貫通流路と、の双方のために実現されうる。その際に、より内側に存在する貫通流路について、縁部が対応して内側に存在する特に内側に存在する貫通開口部が、ストッパ面の安定性を保証するために実現されうる。ここで、請求項２に係る発展形態には以下のような利点があり、即ち、少なくとも１つの関連する貫通流路の配置、特に長手方向軸線からの貫通流路の距離と、ストッパ面の寸法、特にストッパ面の縁部から長手方向軸線までの半径とが、以下のように互いに調整可能であり、即ち、提案する解決策が、これに関する貫通開口部がストッパ面が形成されるストッパ要素に設けられなくても実現されるように、互いに調整可能である。

【0009】

請求項３に示されるような有利な発展形態では、ストッパ面が形成されたストッパ要素に対して機械的な負荷が掛かっていない場合に、アーマチャとストッパ面との接触が外縁で生じることが特に達成されうる。この場合上記接触は、当然のことながら、少なくとも１つの貫通流路の範囲で中断している。特に、請求項４に係る発展形態が有利である。

【0010】

請求項５に係る発展形態では、ストッパ面が形成されたストッパ要素に機械的に負荷が掛かっていない状態で有利な接触が実現され、その際に、上記接触は、当然のことながら、少なくとも１つの貫通流路の領域では中断している。

【0011】

従って、ストッパ要素に機械的に負荷が掛かっていない場合には、特にアーマチャとストッパ面との間に、空いた部分空間が形成されるという構成が可能である。アーマチャが配置されている内部空間の上記部分空間は、ここでは、貫通流路を介して残りの内部空間へと開かれており、これにより、これに関する流体交換及び圧力交換が可能となる。

【0012】

有利に、関連するストッパ面は、ストッパ要素に形成されている。ここでは、請求項６に係る発展形態に対応した構成が特に有利である。本構成では、２つのストッパ要素を設けることも可能であり、この２つのストッパ要素のうち、例えば、一方が弁ニードルに形成され、他方が弁ニードルと結合されており、従って、中央に貫通孔を有する単体のアーマチャが弁ニードルに付け足され、続いて、アーマチャの移動が２つのストッパ要素間で制限されると解されたい。しかしながら、例えば、セグメントに分かれたアーマチャが使用される場合には、弁ニードルに２つのストッパ要素が形成された構成も可能である。さらに、提案されるストッパ面の構成が、２つのストッパ面の一方のみに形成されてもよく、２つのストッパ面で同じやり方で実現されてもよく、又は、２つのストッパ面で異なるやり方で実現されていてもよい。これにより、各適用ケースに対する調整、特に、弁の所望のダイナミクスと、閉弁時に要求される衝突挙動と、に対する調整が可能である。特に、噴射サイクルの間に複数の噴射が実現可能である必要がある所望の多点点火性能を実現するために、大幅な衝突回避が必要となる可能性がある。

【0013】

請求項７又は８に係る発展形態では、有利に、アーマチャがストッパ要素に当たった際に間隙で正圧が形成され、又は、アーマチャが逆戻りした際には、間隙で負圧が形成され、これにより、アーマチャの起こりうる衝突の特に効果的な低減が得られる。これにより特に、弁が閉じた状態でのその初期ポジションに関する、アーマチャの迅速な鎮静化が達成され、従って、噴射サイクルにおける個々の噴射間の休止時間が短くても、多点点火性能が達成される。

【0014】

請求項９に係る提案される発展形態は、特別な利点を有する。本発展形態は、特に好適な構成である。特に、ストッパ要素に形成された面であって、間隙を画定する上記面は、環状の面として形成されうる。可能な構成において、径方向に見てこのような環状の面の外側に、切頭円錐の側面として構成されたストッパ面がストッパ要素に形成され、その際に、環状の面と上記ストッパ面との間には提案される段部が設けられている。これにより、特に、工程管理又は品質管理の枠組みにおいて、実現された面取り部又は切頭円錐の頂角の特に有利で正確な測定が行われうる。例えば、ストッパ面のために、長手方向軸線に沿って見て５μｍの高低差を実現する傾きが予め設定されうる。ここでは、大量生産の枠組みにおける実現のために、＋／−５μｍの公差範囲を予め設定することが可能であり、その際に、本明細書で提案する解決策の枠組みにおいては常に、消失しない（ｎｉｃｈｔ ｖｅｒｓｃｈｗｉｎｄｅｎｄ）高さが残存しており、このことにより、頂角１８０°までの切頭円錐の退化（Ｅｎｔａｒｔｕｎｇ）が排除される。実現される環状の面によって、ここでは、測定のための有利な基準点が可能となる。なぜならば、この環状の面がいわば、１８０°の頂角に相当するからである。段部によって、一方では、ストッパ面への定められた移行が実現されている。他方では、段部を介して又は長手方向軸線に沿って見た段部の高さを介して、間隙の容積が予め設定される。これにより、段部の適切な高さが選択されることで、各適用ケースについて調整も行うことが可能である。

【0015】

同様に請求項９に係る発展形態に基づく変更された構成において、好適に環状に形成された間隙を画定する面に、同様に好適に環状に形成された、投影平面に存在するストッパ面が連設しうる。これにより、好適に環状の面と、好適に環状のストッパ面と、を互いに平行に方向付けることが可能であり、その際に、環状の面と環状のストッパ面との間には、長手方向軸線に沿って見て高さが付けられた段部が設けられている。本構成では、提案される解決策の枠組みにおいて、輪郭に、ストッパ面寄りのアーマチャの端面の傾斜が、少なくとも、静止状態において投影平面で相互接触が起こる関連領域に実現されうるが、本構成に限定されない。特に、アーマチャの端面は、切頭円錐の側面に対応して形成されうる。

【0016】

請求項１０に係る発展形態は、特に、以下のことにより実現可能であり、即ち、ストッパ面寄りのアーマチャの端面が平坦に形成され、従って弁ニードルの長手方向軸線が、アーマチャの端面を垂直に貫くように方向付けられることにより実現されうる。このことは、少なくとも部分的に円錐状のストッパ面との組み合わせにおいて有利である。

【0017】

請求項１１に係る発展形態には、以下のような利点があり、即ち、一方では、場合によっては、内側部分平面に関する絞り効果が実現可能であり、他方では、アーマチャを加速させるために通常では必要となる貫通流路を通る貫流が、対応する大きさの外側部分平面によって、正にアーマチャがストッパ面から離れる際にあまり強く絞られないという利点がある。特に、内側部分平面は、動的な挙動の調整のために、及び／又は、対応する液圧的な絞り効果の形成による衝突回避のために、場合によっては小さく選択することも可能であるが、その一方で、最大可能な大きさの外側部分平面によって、所望の形態によるアーマチャでの貫流が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

本発明の好適な実施例が、以下の明細書の記載に、添付の図面を参照してより詳細に解説される。図面では、対応する要素に、統一的な符号が付されている。

【図1】本発明の一実施例に対応する弁を、抜粋による概略的な断面図で示す。

【図2】分解図又は展開図による、図１に示した弁の構成を解説するための抜粋による概略的な図を示す。

【図3】第１の時点での操作過程における図１に示した弁の詳細を示す。

【図4】第２の時点での操作過程における図３に示した弁の詳細を示す。

【図5】第３の時点での操作過程における図３に示した弁の詳細を示す。

【図6】第４の時点での操作過程における図３に示した弁の詳細を示す。

【図7】第５の時点での操作過程における図３に示した弁の詳細を示す。

【図8】本発明の第１の可能な構成に対応する、弁ニードルの長手方向軸線に沿った注視方向からの、アーマチャと、弁の弁ニードルに配置されたストッパ要素と、の概略図を示す。

【図9】本発明の第２の可能な構成に対応する、アーマチャと、弁ニードルに配置されたストッパ要素との、図８に示した概略図を示す。

【図10】他の実施例に対応する図３に示した弁の詳細を示す。

【図11】他の実施例に対応する図３に示した弁の詳細を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、一実施例に対応する流体を調量する弁１の、抜粋による概略的な断面図を示している。弁１は、特に燃料噴射弁１として構成されうる。好適な適用ケースは、このような燃料噴射弁１が高圧噴射弁１として構成されており内燃機関の対応配置された燃料室への燃料の直接噴射のために用いられる燃料噴射装置である。ここでは、燃料として、液体又は気体の燃料が使用されうる。

【0020】

弁１は、複数の部分から成る弁ハウジング２と、電磁コイル４及び内極５及びアーマチャ６を含む電磁アクチュエータ３と、電磁アクチュエータ３により操作可能な弁ニードル７と、を有し、弁ニードル７は、駆動時に当該弁ニードル７と結合された弁閉鎖体８を、弁閉鎖体８と弁座面９との間に形成されたシール座を開放するために操作する。その際に、燃料は、内極５の軸方向の孔１０を介して弁ハウジング２の内部空間１１へと案内され、さらに、内部空間１１から環状流路１２を介してシール座へと案内され、従って、シール座が開放された際には、燃料が噴射口を介して空間１３へと、特に燃焼室１３へと噴射されうる。

【0021】

本実施例では、弁１が内開弁１として構成され、弁１を開くために、弁ニードル７が、開放方向１４に長手方向軸線１５に沿って位置調整される。

【0022】

アクチュエータ３のアーマチャ６は、弁ニードル７に浮動状態で支承されており、従って、長手方向軸線１５に沿った、開放方向１４における及び開放方向１４とは逆方向におけるアーマチャ６の移動が可能である。この移動は、弁ニードル７に関してストッパ要素１６、１７によって制限される。ここでは、ストッパ要素１６、１７がそれぞれ弁ニードル７と結合され、又は弁ニードル７に形成されうる。本実施例では、ストッパ要素１６は、弁ニードル７と固定的に結合されたストッパスリーブ１６として構成される。さらに、ストッパ要素１７は、本実施例では、同様に弁ニードル７と固定的に結合されたストッパリング１７として構成される。このような固定的な結合は、例えば溶接により実現されうる。ストッパ要素１６、１７にはストッパ面１８、１９が形成されており、このストッパ面１８、１９は、互いに向き合っており、このストッパ面１８、１９の間で、アーマチャ６が所定のアーマチャ自由経路（Ａｎｋｅｒｆｒｅｉｗｅｇ）２０に対応して位置調整されうる。

【0023】

さらに、戻しバネ２１が設けられており、この戻しバネ２１は、本実施例ではストッパ要素１７によって弁ニードル７に対して開放方向１４に抗して負荷を加え、従って、弁ニードル７が自身の初期ポジションへと位置が調整され、この初期ポジションではシール座が閉鎖されている。さらに、バネ２２が設けられており、このバネ２２は、アーマチャ６に対してその初期ポジションへと負荷を加え、この初期ポジションでは、アーマチャ６の端面２３がストッパ面１８に当接している。この初期ポジションにおいて、端面２３とは反対方向を向いたアーマチャ６の端面２４と、ストッパ面１９と、の間にアーマチャ自由経路２０が生じる。

【0024】

弁１が操作される際には、電磁コイル４に通電され、従って、作用する磁力に基づいて、アーマチャ６が開放方向１４に加速させられる。その際に、弁ニードル７は、アーマチャ６の端面２４がストッパ要素１７のストッパ面１９に当たるまでは、その初期ポジションに留っている。アーマチャ６が加速されることによって、弁ニードル７の位置を調整するためのより大きな開放インパルス（Ｏｅｆｆｎｕｎｇｓｉｍｐｕｌｓ）が可能となる。この場合、アーマチャ６の移動が、内極５に当たることによって、弁ハウジング２に対して相対的に制限される。その際にさらに、弁ニードル７が或る程度逆行する可能性が存在する。

【0025】

弁１を閉鎖するためには、電磁コイル４への通電が切られ、従って、戻しバネ２１を介して、開放方向１４とは逆方向に弁ニードル７の位置が元に戻され、その際に、ストッパ面１７によって、アーマチャ６が一緒に運ばれる。弁閉鎖体８がそのシール座に落ちた場合には、図１に示す初期位置へとアーマチャ６が元に戻され、その際には、バネ２２がこの初期ポジションを保証する。

【0026】

内部空間１１は、本実施例では液体燃料で満たされている。ここでは、アーマチャ６の内部に形成された貫通流路３０〜３５によって、孔１０から環状流路１２の方向へと燃料を通して案内することが可能となる。さらに、燃料は、アーマチャ６と、当該アーマチャ６の近傍の弁ハウジング２と、の間も流過しうる。

【0027】

操作過程においては、まず、アーマチャ６の端面２４とストッパ要素１７のストッパ面１９との間の液体燃料が押し出される。続いて、アーマチャ６の端面２４が、ストッパ要素１７のストッパ面１９から離れざるをえない。さらに、弁１が閉鎖される際には、ストッパ要素１６のストッパ面１８とアーマチャ６の端面２３との間の液体燃料が押し出される。特に重要なことは、操作過程の開始時にも、ストッパ面１６からアーマチャ６が離れることであり、その際には、液体燃料が、アーマチャ６の端面２３とストッパ要素１６のストッパ面１８との間に流入せざるをえない。有利な液圧的挙動を保証するために、ストッパ要素１６のストッパ面１８及び／又はストッパ要素１７のストッパ面１９での特別な構成が提案される。ここでは、以下にストッパ要素１６及びアーマチャ６を用いて記載する構成が、代替的又は追加的に、ストッパ要素１７に関しても実現可能であると理解されたい。

【0028】

図２は、分解図（展開図）による、図１に示した弁１の構成を解説するための、抜粋による概略的な図を示している。ここでは、図を簡略化するため、弁ニードル７の位置を明示するために弁ニードル７の長手方向軸線１５のみ記載する。さらに平面３９、４０、４１が示されており、平面３９、４０、４１はそれぞれ、長手方向軸線１５によって垂直に貫かれている。平面３９〜４１はそれぞれ、その中心が長手方向軸線１５に存在する円のトルテ形状の部分によって示されている。ここで、平面４１は、弁１が適切なポジションにある状態でストッパ面１６とアーマチャ６とが接触する投影平面である。平面４０は、この平面４０上にアーマチャ６の端面２３が存在することにより特徴付けられる。但し、アーマチャ６の構成は、アーマチャ６の端面２３が平面４０に存在しこれにより長手方向軸線１５によって垂直に貫かれていることに必ずしも限定されない。特に、端面２３が、平坦な構成に始まり、幾つかの領域に凹設部又は隆起部も有することが構想されうる。

【0029】

平面３９は、この平面３９上にストッパ要素１６のストッパ面１８の縁部４２が存在することにより特徴付けられる。本実施例では、縁部４２は、輪状線状の縁部４２として構成されており、図２では、縁部４２の輪状線の一部分が示されている。ストッパ面１８は、円錐の側面１８に対応して形成されている。例えば、側面１８上を縁部４２から直線的に長手方向軸線１５へと伸びる母線４３に注目すると、これに関して、消失しない（ｎｉｃｈｔ ｖｅｒｓｃｈｗｉｎｄｅｎｄ）傾斜角４４が定められる。この傾斜角４４は、以下のように獲得される。長手方向軸線１５に対して平行な、平面３９への母線４３の投影は半径４３’である。傾斜角４４は、傾斜角４４に関して斜辺としての母線４３及び隣辺としての半径４３’を有する直角三角形から得られる。

【0030】

変更された構成において、上記消失しない傾斜角４４は、縁部４２に沿って変化してもよい。但し本実施例では、ストッパ面１８が円錐の側面１８から生じているため、傾斜角４４は縁部４２に沿って一定である。

【0031】

縁部４２は、長手方向軸線１５に沿って、即ち長手方向軸１５に対して平行に投影平面４１へと投影される。これにより、縁部４２の投影４２’が得られる。

【0032】

本実施例では、貫通流路３０の開口４５が平面４０に存在する。開口４５は、本実施例では、円形の開口４５として形成されている。従って開口４５は、本実施例では輪状線４６として構成された閉じた線４６により画定されている。開口４５又は輪状線４６は、長手方向軸線１５に沿って投影平面４１へと投影されている。これにより、投影平面４１上に、開口４５の投影４５’又は輪状線４６の投影４６’が生じる。

【0033】

弁１は、提案する解決策に対応して、以下のように構成され、即ち、長手方向軸線１５によって垂直に貫かれた投影平面４１であって、アーマチャ６とストッパ面１８とが駆動中にそこで接触する上記投影平面４１への、ストッパ面１８の縁部４２の投影４２’が、投影平面４１への、ストッパ面１８寄りの貫通流路３０の開口４５の投影４５’を通過するように、構成される。投影平面４１への縁部４２の投影４２’によって、投影平面４１への開口４５の投影４５’が、内側部分平面５０と外側部分平面５１とに分けられる

【0034】

投影平面４１への投影は常に、投影平面４１に対して垂直に行われると解されることに注意されたい。このことは、投影平面４１が長手方向軸線１５によって垂直に貫かれているため、投影が常に長手方向軸線１５に沿って又は長手方向軸線に対して平行に行われることを意味している。但し、弁１が具体的に実現される際には、公差と、アーマチャ６と弁ニードル７との間の所望の遊びと、類似した公差又は構造に因る影響と、によって、理想とする構造又は投影からのずれが結果的に生じることも理解されたい。例えば、このような影響によって、特に、アーマチャ６と弁ニードル７との間の遊びによって、投影平面４１への輪状線４６の投影４６’についての曲線族が生じる可能性があり、この曲線族は、理想とする投影４６’の分だけ径方向に幾分長手方向軸線１５へとずれた輪状線を含んでいる。さらに、ストッパ面１８の回転対称的な構成ではいずれにせよ、長手方向軸線１５を中心とするアーマチャ６の相対的な回転が、ストッパ要素１６に関して同等に当てはまると見做されうると理解されたい。具体的な個別ケースで必要である場合には、場合によっては、アーマチャ６のこのような相対的な回転を制限又は防止する、弁ニードル７に沿ったアーマチャ６の案内も実現されうる。

【0035】

図３は、第１の時点での操作過程における、図１に示した弁１の詳細を示している。ここでは、弁１の操作の開始時点であって、電磁コイル４に正に通電される上記開始時点に発生するような状況が示されている。ここでは、磁力が５２の方向にアーマチャ６対して加えられ、この磁力によって、アーマチャ６は５２の方向に加速され又は自身の初期位置から移動する。

【0036】

上記初期位置では、アーマチャ６とストッパ面１８とが接触しているため、図２で示した平面３９〜４１が空間的に一致している。

【0037】

ストッパ面１８の上記の構成に基づいて、ストッパ面１８とアーマチャ６の端面２３との間に、本実施例では長手方向軸線１５に対して回転対称的な間隙が形成されている。間隙５３は、ここでは、弁１の内部空間１１の部分空間５３と見做すことが可能であり、この部分空間５３は、残りの内部空間１１と原則的に液圧的に連通する。５２の方向にアーマチャ６の移動が起きた際には、間隙５３が拡大する。即ち、間隙５３では圧力降下が起こる傾向にある。この圧力降下は、残りの内部空間から液状の流体が流入することにより相殺される。即ち、流体交換が、内側に存在する部分平面又は内側部分平面５０と、その開口４５の領域内の貫通流路３０と、外側部分平面又は外側に存在する部分平面５１と、を通って外から内へと行われる。これは、貫通流路３０を介したバイパスである。これにより、５２の方向への移動の開始時にアーマチャ６がストッパ要素１６から離れることが容易になる。他の意味では、これにより液圧的な固着が防止される。

【0038】

図４は、第２の時点での操作過程における図３に示した弁１の詳細を示している。ここでは、弁１が閉鎖される際にアーマチャ６が５４の方向にストッパ要素１６に向かって案内される時点が示されている。アーマチャ６がストッパ要素１６に接近すると、液状の流体が間隙５３から押し出され、又は間隙５３では圧力上昇が起きる傾向にある。これにより、液状の流体が、間隙５３から、内側部分平面５０と、その開口４５の領域内の貫通流路３０と、外側部分平面５１と、を通って残りの内部領域１１へと内から外へと押し出される。この流体交換の際には、領域５５で最初に、燃料が基本的には絞られずに案内される。このことは、図３を用いて記載した弁１の操作時の関連する状況にも対応する。

【0039】

力学的に見れば、弁１が閉鎖される際、又は、アーマチャ６が５４の方向にストッパ要素１６に衝突する際にさらに、以下に図５〜図７を用いて記載するような、ストッパ要素１６の弾性的な変形が起こる。これにより、弁１が閉鎖される際に、アーマチャ６がストッパ要素１６に衝突して逆戻りすることが低減される。

【0040】

図５は、第３の時点での操作過程における図３に示した弁１の詳細を示している。ここでは、変形していないストッパ要素１６の輪郭５６も、解説のために概略的に示されている。輪郭５６に対するストッパ要素１６の弾性的な変形により、図４で示した領域５５で開口断面がさらに縮小され、従って、アーマチャ６とストッパ要素１６との間の絞り箇所５７が形成される。これにより、流体交換が、間隙５３から残りの内部空間１１へと内から外へと益々絞られる。これにより、対応して間隙５３での圧力上昇が起こる。これにより、５４の方向とは反対方向の補償されていない液圧的な力が生じ、この液圧的な力は、端面５３でアーマチャ６に対して作用する。追加的に、弾性的な力又はバネ力が作用する。この弾性的な力又はバネ力は、ストッパ要素１６の弾性的な変形により、弁ニードル７に案内されたアーマチャ６に対して５４の方向とは反対方向に作用する。これにより全体として、アーマチャ６の或る程度の移動領域に亘って、５４の方向に動くアーマチャ６への抑制された制動がもたらされる。

【0041】

以下に図６を用いて記載する更なる減衰が付加的に生じるように、弁１を更に発展させることも可能である。

【0042】

図６は、第４の時点での操作過程における図３に示した弁１の詳細を示している。この可能な構成においては、アーマチャ６を制動するためのストッパ要素１６の他の変形が起こる。変形していないストッパ要素１６の輪郭５６に対して示される変形では、絞り箇所５７がいわば完全に閉じられており、圧搾間隙（Ｑｕｅｔｓｃｈｓｐａｌｔ）５８が生じる。この圧搾間隙５８によって、少なくとも、間隙５３から貫通流路３０又は残りの内部空間１１への流体交換の絞りが更に強化される。これにより、間隙５３で更なる圧力上昇が起こり、従って、５４の方向とは反対方向の、アーマチャ６に対する補償されていない対応する力が生じる。これに加えて、ストッパ要素１６が撓むことによりバネ力が発生する。弁１は、ここでは好適に以下のように構成されており、即ち、アーマチャ６が弁ニードル７に対して相対的に静止し、制動過程のダイナミクス（Ｄｙｎａｍｉｋ）に対応してアーマチャ６の運動方向の反転（Ｂｅｗｅｇｕｎｇｓｕｍｋｅｈｒ）が起きた場合に、間隙５３がどの時点にも完全に消えないように、即ち、液状の流体が間隙５３に存在するように構成されている。

【0043】

図７は、第５の時点での操作過程における図３に示した弁１の詳細を示している。ここでは、アーマチャ６の運動方向の反転の後に、弁１が引き続き閉じた状態で、ストッパ要素１６が、当該ストッパ要素１６の輪郭５６が示す負荷が掛かっていないポジションへと跳ね返った際には、間隙５３の容積の増大が引き起こされる。これにより間隙５３で、残りの内部空間１１の圧力に対する負圧が生じる。従って、５２の方向とは逆方向の、アーマチャ６に対する補償されていない液圧的な力が生じる。ストッパ要素１６が、負荷が掛かっていないその初期ポジションへ戻ることによって、５２の方向におけるアーマチャ６に対する力が引き起こされるため、間隙５３内の負圧が、運動方向が反転した後のアーマチャ６の運動を減衰させる。これにより、アーマチャ６の跳ね返りが抑制される。ストッパ要素１６への負荷解消に対応して、新たに絞り箇所５７が生じ、この絞り箇所５７を介して、間隙５３での流体交換が可能となる。

【0044】

これにより、５２の方向へのアーマチャ６の跳ね返りが、間隙５３で生じている負圧によって制動される。弁１の構成に応じて、場合によっては未だ更なる再揺り戻しが発生する可能性がある。但し、有利な減衰が達成され、従って、アーマチャ６の沈静化が改善される。特にこれにより、アーマチャ６が跳ね返って弁１が再度開くこと、及びアーマチャ自由経路２０が完全に通過されることが回避され又は完全に予防される。さらに、新たに操作される際にアーマチャ自由経路２０が少なくとも十分にアーマチャ６のための加速区間として提供される程度にまで、短時間でアーマチャ６を沈静化させることが可能であり、従って、アーマチャ６の十分に大きな運動インパルスを用いた弁１の信頼性の高い開放が達成される。従って、例えば、所望の多点点火性能において、噴射サイクルの個別噴射間の短い休止時間が可能となる。

【0045】

図８は、第１の可能な構成に対応する、弁ニードル７の長手方向軸線１５に沿った、アーマチャ６と、弁１の弁ニードル７に配置されたストッパ要素１６と、の概略図を示している。本構成では、貫通流路３０〜３５の開口４５が、円筒形状の貫通孔３０〜３５として形成されている。ここでは、上記貫通孔３０〜３５が、円周に均等に分散して配置されている。さらに、全ての貫通孔３０〜３５が、長手方向軸１５に対して径方向に等間隔を取って、アーマチャ６に形成されている。本構成では、弁ニードル７と結合されたストッパ面１６に対する、アーマチャ６の相対的な回転が、上記の機能形態に関して影響を与えない。

【0046】

図９は、第２の可能な構成に対応する、アーマチャ６と、弁１の弁ニードル７に配置されたストッパ要素１６と、の図６に示した概略図を示している。本構成では、貫通流路３０，３１、３２の開口４５がじん臓形状に形成されている。描写を簡略化するために、ここでは開口４５についてのみ特徴を述べる。貫通流路３０の構成は、ここでは、長穴に基づいて記載することが可能であり、ここでは、穴あけ器又はフライスが、特定の半径により、輪状線の部分に沿って又は長孔に対応して動かされる。この長穴は複数の孔から構成されており、上記複数の孔は、長手方向軸線１５に対して特定の半径により配置されており、その配置は、連続的に輪状線の部分に亘って上記特定の半径により延在している。これに対応して、貫通流路３１、３２を描写することが可能である。

【0047】

図９を用いて描写した構成にも同様に、ストッパ要素１６に対して相対的なアーマチャ６の回転が上記の機能形態に対して影響を与えないという利点がある。

【0048】

図１０は、他の実施例に対応する図３に示した弁１の詳細を示している。本実施例では、アーマチャ６とストッパ面１８とが駆動中に投影平面４１で接触する場合に、アーマチャ６の端面２３が投影平面４１に存在する。上記の接触は、ここでは、ストッパ要素１６の縁部４２で起こる。ストッパ面１８は、切頭円錐の側面１８に対応して形成されている。輪郭を見ると、長手方向軸線１５に沿って見たストッパ面１８の高さ７０によって特徴付けられる小さな楔状の形（Ｋｅｉｌｉｇｋｅｉｔ）が予め設定されている。

【0049】

さらに、本実施例では環状の面７１として構成された面７１が、間隙５３を画定するストッパ面１６に形成されている。環状の面７１とストッパ面１８との間には、本実施例では段部７２が設けられており、この段部７２には、長手方向軸線１５に沿って見た高さ７３が付けられている。この段部７２は、例えば約０．０２ｍｍの高さ７３を有する。

【0050】

段部７２の高さ７３を介して、間隙５３の容積を予め設定することが可能であり、上記の容積は、アーマチャ６がストッパ面１６に接触する初期状態において与えられる。５２の方向にアーマチャ６が操作された際には、開口４５を介して、内部空間１１から貫通流路３０〜３５を介して間隙５３への流体交換が可能となり、その際には、間隙５３の容積が或る程度増大し、アーマチャ６が正に動き始めた際の固着効果が防止される。

【0051】

アーマチャ６がストッパ要素１６に衝突した場合に、この衝突は閉弁時に５２の方向とは反対方向に、即ち５４の方向に起こるのだが、ストッパ要素１６の弾性的な変形が起こり、その際には、ストッパ要素１６のストッパ面１８とアーマチャ６の端面２３との間に圧搾間隙５８が形成される。その際には、間隙５３で流体の圧力上昇が起こる。その後、ストッパ要素１６の変形によって、アーマチャ６が５２の方向と反対に移動する限り間隙５３の容積の更なる縮小が起こる。この場合間隙５３からの流体が、圧搾間隙５８を介して押し出される。さらに、流体は、アーマチャ６と弁ニードル７との間のガイド間隙７４を介しても間隙５３から押し出されうる。間隙５３内の高い圧力によって、５２の方向の、アーマチャ６に対する制動力が引き起こされる。

【0052】

その後、ストッパ面１６が弾性的に変形している間に、アーマチャ６が運動方向５４から運動方向５２に達するというアーマチャ６の運動方向の反転が起こる。５２の方向へのアーマチャ６の移動によって間隙５３の容積が増大し、これにより、間隙５３内の圧力の破綻が起きる。５２の方向と反対方向に移動する間の間隙５３の過度な圧力によって制動力が引き起こされる一方、これに関して、加速させる力はもはや発生しない。このことは、方向に依存した制動効果が獲得されることを意味している。これにより、アーマチャ６の迅速な沈静化が可能となる。

【0053】

本構成では、圧搾間隙５８の径方向の最小長７５に亘って、液圧的挙動の調整が行われうる。弁１の構成に従って、径方向の最小長７５に亘って、例えば、アーマチャ６が衝突した際及びストッパ要素１６が撓んだ際に間隙５３で生じる圧力に対して影響を与えることが可能である。

【0054】

図１１は、他の実施例に対応する図３に示した弁１の詳細を示している。本実施例では、アーマチャ６とストッパ要素１６とが投影平面４１で接触する場合に、ストッパ要素１８が投影平面４１に存在する。特に、ストッパ面１８と環状の面７１とは、本実施例では互いに平行に方向付けられており、ストッパ面１８と環状の面７１と間には、高さ７３を有する段部７２が設けられている。図１０で示したような高さ７０は無くなっており、又は、ここでは、目標値＝０として予め設定されている。但し、製造技術的に、或る程度の公差範囲を予め設定することが可能であり、従って、例えば大量生産の枠組みにおいて、輪郭を眺めるとストッパ面１８の楔状の形が、図１０で示した状況とは反対に消えているパターンも得ることが可能である。それにも関わらず上記の接触は縁部４２で起こるが、これは、アーマチャ６の端面２３の構造的構成により達成される。

【0055】

本実施例では、アーマチャ６の端面２３が、円錐の側面２３に対応して形成されている。ここでは、端面２３は以下のように構成されており、即ち、接触点又はセグメント化された接触線を縁部４２に設定するために、１８０°の頂角の退化したケースから出発して、十分に小さくなっているが未だほぼ１８０°の頂角が、これに関する円錐に関して予め設定されているように、構成されている。

【0056】

上記提示された実施例を組み合わせることも構想可能であると理解されたい。特に、図１０で示したストッパ要素１６と、図１１で示したアーマチャ６と、を組み合わせることも可能である。

【0057】

図面では、角度及び間隔が概略的に、かつ部分的に明らかに強調して示されていると理解されたい。特に、輪郭において、ストッパ面１８の楔状の形が、実際に好適な構成について明らかに強調して提示されている。

【0058】

本発明は、上記の実施例に制限されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】