特許 6906599 燃料噴射装置および燃料噴射装置用の装置

(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】6906599

(24)【登録日】2021年7月1日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】燃料噴射装置および燃料噴射装置用の装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 69/50 20060101AFI20210708BHJP

   F02M 55/02 20060101ALI20210708BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   F02M69/50

   F02M55/02 340B

   F02M55/02 330B

   F02M55/02 350H

   F02M37/00 321A

【請求項の数】9

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2019-501443(P2019-501443)

(86)(22)【出願日】2017年5月11日

(65)【公表番号】特表2019-520521(P2019-520521A)

(43)【公表日】2019年7月18日

(86)【国際出願番号】EP2017061359

(87)【国際公開番号】WO2018010870

(87)【国際公開日】20180118

【審査請求日】2019年1月11日

(31)【優先権主張番号】102016212936.8

(32)【優先日】2016年7月15日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル 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】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】インゴ レティヒ

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル シュナイダー

(72)【発明者】

【氏名】ヘアベアト ブロープ

(72)【発明者】

【氏名】ハイコ グルシュヴィッツ

【審査官】 沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０７９００４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３２６２１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１３８０２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０９２１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７２２８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

Ｆ０２Ｍ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料噴射弁を、燃料を案内する構成要素（３）に結合するための、燃料噴射装置用の装置（２）であって、シリンダヘッドへの前記構成要素（３）の機械的取り付けのために用いられる保持部材（７）が設けられており、前記燃料噴射弁を油圧的に接続可能な接続部材（８）が設けられており、
前記燃料を案内する構成要素（３）に結合可能な前記接続部材（８）を、前記保持部材（７）に結合することができる結合部材（９）が設けられており、前記結合部材（９）は、一体的な変形加工部品として形成されている、燃料噴射装置用の装置（２）において、
前記結合部材（９）は、水平部分と垂直部分を有するように変形加工されており、前記結合部材（９）の前記垂直部分は、前記保持部材（７）との第１の平坦な結合部（１０）を形成しており、前記結合部材（９）の前記水平部分と、前記接続部材（８）の上面（１２）との間に、第２の平坦な結合部（１１）が設けられており、前記水平部分と前記垂直部分との間の移行部における領域（１７）が湾曲されていることを特徴とする、装置（２）。

【請求項2】

前記接続部材（８）は、前記燃料を案内する構成要素（３）に直接取り付け可能である、請求項１記載の装置。

【請求項3】

前記保持部材（７）は、前記燃料を案内する構成要素（３）に直接取り付け可能である、請求項１または２記載の装置。

【請求項4】

前記保持部材（７）は、前記燃料を案内する構成要素（３）に直接結合されているのではなく、少なくとも前記結合部材（９）と前記接続部材（８）とによって結合されている、請求項１または２記載の装置。

【請求項5】

前記保持部材（７）は、回転対称的な棒状材料から形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。

【請求項6】

前記結合部材（９）は少なくとも１つの金属薄板（９）から形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。

【請求項7】

請求項１から６までのいずれか１項記載の少なくとも１つの装置（２）を備えた、燃料噴射装置（１）であって、前記接続部材（８）は少なくとも間接的に、前記燃料を案内する構成要素（３）に結合されており、前記保持部材（７）は前記結合部材（９）を介して前記接続部材（８）に結合されている、燃料噴射装置（１）。

【請求項8】

前記結合部材（９）は、前記燃料を案内する構成要素（３）に直接には結合されていない、請求項７記載の燃料噴射装置。

【請求項9】

前記結合部材（９）は、前記燃料を案内する構成要素（３）に接触していない、請求項７または８記載の燃料噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景技術
本発明は、燃料噴射弁を、燃料を案内する構成要素に結合するための、燃料噴射装置用の装置と、少なくとも１つのこのような装置を備えた燃料噴射装置に関する。特に本発明は、内燃機関の燃料噴射装置の分野に関する。

【0002】

米国特許出願公開第２０１２／０１３８０２０号明細書により、直接噴射のために用いられる燃料レール用の取り付け装置が公知である。この公知の懸吊装置では、鋳造により製造が行われる。

【0003】

米国特許出願公開第２０１２／０１３８０２０号明細書により公知であるような装置によって、使用例に適合させた鋳造構造により、確かに応力最適化された構成部分構造が得られるが、コストのかかる解決手段である。コストがかかるのは、保持部材と、特に弁カップの接続部材との間の結合部が、両構成部分に組み込まれている場合でもある。

【0004】

発明の開示
実施形態に記載の特徴を備えた本発明による装置、および実施形態に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射装置は、僅かな製造コストで特に十分な応力最適化を可能にする改善された構成を可能にするという利点を有している。

【0005】

従属請求項に記載された手段により、実施形態に記載された装置の有利な別の構成、および実施形態に記載された燃料噴射装置の有利な別の構成が得られる。

【0006】

この装置および燃料噴射装置は、ガソリン直接噴射のための使用に特に適している。燃料を案内する構成要素はこの場合、好適には燃料分配器として、特に燃料分配条片として形成されている。このような燃料分配器は一方では、複数の燃料噴射弁に燃料を分配するために用いることができる。個々の燃料噴射弁は、好適には相応の装置を介して燃料分配器に結合されている。燃料噴射弁は作動中、燃焼過程で必要な燃料を高圧下で、内燃機関の各燃焼室内へと噴射する。

【0007】

実施形態に記載の別の構成は、燃料を案内する構成要素の形状的に近くに、接続部材を配置することができるという利点を有している。このことは、負荷が生じた場合、結合個所もしくは結合領域に関してレバーが短いという結果を伴う。この構成要素への接続部材の結合は、好適には材料接続的な結合により、特にブレージング（ろう付け）により行われる。

【0008】

実施形態の記載による別の構成は、高い機械的安定性を得ることができるという利点を有している。この場合、力の導入は、接続部材から、および保持部材から、直接構成要素へと行うことができる。結合部材は、生じる機械的な応力に関してさらに改善される。

【0009】

一般的に、結合部材は、接続部材と保持部材との間の補強部を形成することができ、これにより、接続部材と構成要素との間、もしくは保持部材と構成要素との間の結合部の、特にろう接シームの領域における応力が許容できないほど大きくなることを阻止する。結合部材の形状、配置、ならびに位置により、好適には、最大の機械的応力は、結合個所もしくは結合領域では、特にろう接シームでは、もはや生じず、例えば結合部材の半径へとシフトされることを達成することができる。これにより、構造全体の強度が高まる。接続部材は特に、弁カップとして形成されていてもよい。保持部材は特に、円筒状の凹部を有するホルダとして形成されていてもよい。

【0010】

実施形態に記載の別の可能な構成では、保持部材は結合部材を介してのみ接続部材に結合されているので、保持部材と構成要素との間の接合個所を省くことができる。

【0011】

実施形態の記載による別の構成は、保持部材の安価な構成が可能であるという利点を有している。

【0012】

保持部材と構成要素との間もしくは接続部材と構成要素との間に、１つもしくは複数の結合部が構成されている場合には特に、例えばろう接を使用する場合にはろう接ギャップ等の調節可能性を有利には実現することができ、この場合、１つもしくは複数の結合部の過剰決定が回避される。

【0013】

実施形態の記載による別の構成は、高い機械的安定性と簡単な組み付け可能性を得ることができるという利点を有している。この場合、実施形態で提案されているように、結合部材が金属薄板から形成されているならば特に有利である。特に、結合部材はこの場合、補強金属薄板として成形することができる。

【0014】

実施形態の記載による変化構成では、結合部材を形成するために、実施形態で提案されているような金属薄板を複数使用することができる。この場合、個々の金属薄板片の結合のために、ブレージングのような結合法が使用されてもよい。

【0015】

実施形態の記載による別の構成および／または実施形態の記載による別の構成により、過剰決定を回避する好適な構成が得られる。

【0016】

したがって、好適な燃料噴射装置を実現することができる。燃料を案内する構成要素はこの場合、好適にはガソリンを直接噴射するための燃料分配器であってもよく、この燃料分配器に、個々の燃料噴射弁のために、例えばシリンダヘッドとの油圧的かつ機械的な結合を実現するために、複数の保持部材と、複数の接続部材と、複数の結合部材とが組み付けられる。燃料噴射装置は、耐用寿命にわたって、生じる負荷に耐えなければならない。負荷の大部分は、この場合、通常、接続部材における、特に弁カップにおける圧力負荷により生じる。次いで、この負荷は、接続部材から、例えば、燃料を案内する構成要素の主管を介して、保持部材内へと導入され、場合によっては別の保持部材へと、次いでシリンダヘッドへと導入される。これにより、例えばろう接個所として形成することができる接合個所が著しく負荷される。このような接合個所は特に、保持部材と燃料を案内する構成要素との間に、ならびに接続部材と燃料を案内する構成要素との間に存在している。原理的には、これによりろう接個所で極めて高い応力が生じる可能性がある。このような荷重を減じるために、結合部材が設けられている。これにより、それぞれ保持部材と接続部材とを含む一体的な鋳造構造を省くことができ、これにより大幅なコスト削減が可能である。したがって、応力最適化された構成を、鋳造構造なしでも実現することができる。

【0017】

このような１つもしくは複数の装置により、鋳造構造として構成されているのではない安価かつ簡単な保持部材・弁カップ構造が可能となる。結合部材は、弁カップと保持部材との間の各結合部を補強し、この場合、設計は、弁カップと燃料を案内する構成要素の管状の基体との間の、ならびに場合によっては保持部材と管状の基体との間の結合個所、特にろう接個所で応力が最小となるように、そして応力ピークもしくは最大の機械的応力が好適には結合部材に位置するように、行われる。特に応力ピークもしくは最大の機械的応力は、結合部材の所定の半径または湾曲部に置くことができる。これは、ろう接シームの負荷が軽減され、応力が、結合部材へ、特に、金属薄板から形成された結合部材へもたらされることを意味している。

【0018】

付加的に、結合部材の、特に補強金属薄板の組み付けの際の過剰決定を回避することができ、これにより保持部材と接続部材、特に弁カップの位置は、損なわれない。この場合、典型的には０．３ｍｍ未満の小さいろう接ギャップを簡単に達成することができる設計を実現することができる。このような設計は、インジェクタ軸線、すなわち燃料噴射弁の長手方向軸線が、管軸線、すなわち燃料分配器の管状の基体の長手方向軸線と交差していない構成のために特に適している。

【0019】

したがって、応力最適化された設計、許容誤差最適化された設計、および／または安価な設計を実現することができる。

【0020】

この場合、少なくとも１つの保持部材と少なくとも１つの接続部材とを直接に、すなわち別の中間部分なしに、管状の基体に、特に燃料を案内する構成要素の主管に取り付けることができる。この場合、１つ以上の結合部材は好適には変形加工部品として構成されていてもよい。このような変形加工部品は、これにより好適には管状の基体に取り付けられず、接触もしない。結合部材、特に変形加工部品を、形状接続、および／または摩擦接続、および／または材料接続により、それぞれ一方では保持部材に、他方では接続部材に結合することができる。

【0021】

変化構成では、保持部材と接続部材との間の１つもしくは複数の個々の結合部材は複数の部分から構成されていてもよい。

【0022】

結合部材、特に補強金属薄板の目的に合った構成により、結合部材は、接続部材上に、特に弁カップ上に自由に位置決めすることができ、保持部材に沿って摺動することができる。この場合、ろう接ギャップも自由に調節可能であって、過剰決定は存在しない。保持部材および接続部材への接続はそれぞれ面において行うことができる。付加的に、結合部材の構成により、ならびに各取り付け個所もしくは取り付け領域の選択により、作動時に生じる、保持部材と接続部材との間の力の流れの形態を規定することができる。結合部材はこの場合、好適には燃料を案内する構成要素に、特に燃料を案内する構成要素の管状の基体に直接には結合されておらず、またはこれらに接触していない。これは、結合部材、特に補強金属薄板は、保持部材および接続部材の位置にも影響を与えないことを意味している。

【0023】

図面の簡単な説明
本発明の好適な実施例を、以下の記載で添付の図面を参照しながら詳しく説明する。添付の図面では相応のエレメントには同じ符号が付与される。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１の実施例による装置を備えた燃料噴射装置を概略的に部分的に示す図である。

【図2】本発明の第２の実施例による、図１に示した燃料噴射装置を示す図である。

【図3】本発明の第２の実施例による、図２に示した燃料噴射装置を、ＩＩＩで示した視線方向から見た図である。

【図4】本発明の１つの可能な構成による結合部材を立体的に示す図である。

【図5】本発明の第３の実施例による燃料噴射装置を概略的に部分的に示す図である。

【0025】

発明の実施の形態
図１には、装置２を備えた燃料噴射装置１が、第１の実施例で部分的に概略的に示されている。燃料噴射装置１は特に、内燃機関において高圧噴射をするために用いられる。特に燃料噴射装置１は、混合気圧縮型の火花点火式内燃機関で使用することができる。装置２は、このような燃料噴射装置１に特に適している。

【0026】

燃料噴射装置１はこの実施例では、管状の基体４を含む、燃料を案内する構成要素３を有している。少なくとも１つのポンプ５を介して、燃料をタンク６から高圧下で、燃料を案内する構成要素３へと圧送することができる。装置２は、図示されていない燃料噴射弁を、燃料を案内する構成要素３に油圧的かつ機械的に結合するために用いられる。この場合、相応の数の燃料噴射弁を構成要素３に結合するために、装置２は図示した構成または少なくとも１つの別の構成では、１回以上繰り返して、燃料を案内する構成要素３に設けられていてもよい。

【0027】

燃料を案内する構成要素３の管状の基体４は、この実施例では、長手方向軸線６を有している。装置２は、保持部材７と、接続部材８と、結合部材９とを有している。保持部材７の軸線７’は、長手方向軸線６に交差していないが、図示した図平面への投影図では、長手方向軸線６と軸線７’とは、この場合９０°に等しい角度で互いに交差している。さらに、接続部材８の軸線８’と長手方向軸線６とは交差していないが、図示した図平面への投影図では９０°の角度で互いに交差している。

【0028】

接続部材８はカップ８として形成されている。保持部材７は、管状の基本材料から製造されている。結合部材９は好適には、変形加工された金属薄板片から形成されている。この場合、結合部材９と保持部材７との間には平坦な結合部１０が設けられており、適した個所に、もしくは適した領域内に、材料接続的な結合部を、特にろう接結合部を設けることができる。さらに、結合部材９と、接続部材８の上面１２との間には、平坦な結合部１１が設けられている。この場合も同様に、個所的に、または領域的に材料接続的な結合部、特にろう接結合部を形成することができる。

【0029】

接続部材８は管状の基体４に、例えばブレージングにより直接結合されている。この場合、燃料噴射弁の接続管片を軸線８’に沿って接続部材８へと接合する際に、カップ８として形成された接続部材８の内室内への燃料供給流を可能にするために、圧力密な結合が保証される。

【0030】

結合部材９は、管状の基体４に結合されておらず、管状の基体４に接触してもいない。

【0031】

保持部材７は、特に、シリンダヘッドに取り付けるために用いられる。この場合、ねじまたは別の固定手段が保持部材７の軸線７’に沿って案内される。保持部材７は管状の基体４に、例えばブレージングにより直接結合されていてもよい。しかしながら、保持部材７が管状の基体４に材料接続的に結合しておらず、管状の基体４に接触している、または接触していない、別の構成も考えられる。保持部材７を管状の基体４に間接的に結合するために、機械的結合を、少なくともほぼ結合部材９と、接続部材８とを介して実現することができる。

【0032】

したがって、燃料噴射弁は接続部材８に油圧的に接続可能である。保持部材７は機械的な取り付けのために用いられる。保持部材７が組み付け状態で例えば内燃機関のシリンダヘッドに結合される場合、接続部材８へと接合された燃料噴射弁はこのようにして機械的に取り付けられる。なぜなら燃料噴射弁は、接続部材８とシリンダヘッドとの間で位置固定されているからである。

【0033】

図２には、図１に示した燃料噴射装置１が第２の実施例で示されている。この実施例では、装置２の接続部材８が、カップ１５と延長部１６とから構成されている。この場合、保持部材７および接続部材８に関して、回転対称的な構成が選択されている。

【0034】

回転対称的な構成は、第１の実施例の装置２の保持部材７および接続部材８においても、相応の形式で、実現することができる。

【0035】

図３には、図２に示した第２の実施例の燃料噴射装置１が、図２のＩＩＩで示した視線方向から見た図で示されている。結合部材９には特に、応力を最適化するために、結合部材９が湾曲されている領域１７が構成されている。

【0036】

図４には、本発明の１つの可能な構成による結合部材９が立体的に示されている。この場合、結合部材９は、保持部材７との結合部１０を可能にするために湾曲されて構成されている。接続部材８の上面１２の構成に応じて、結合部材９を、結合部１１を可能にするために、平坦に、または湾曲状に構成することができる。

【0037】

図５には、燃料噴射装置１が、第３の実施例で概略的に部分的に示されている。この実施例では、カップ９として形成された結合部材９が、燃料を案内する構成要素３の管状の基体４に間接的に結合されている。この場合、中間部材１８が設けられており、この中間部材には、互いに交わる孔１９，２０によって形成される燃料通路２１が形成されている。燃料通路２１を介して作動中、燃料をカップ９に案内することができる。結合部材９は、適切な方法で、中間部材１８に結合される。これにより、接続部材８は、中間部材１８によって結合部材９に結合されている。

【0038】

好適には、図１〜図４につき説明したように、結合部材９の、一方では接続部材８への、他方では保持部材７への直接結合が設けられている。しかしながら変更された構成では、例えば図５についても説明したような間接的な結合も可能である。

【0039】

本発明は、記載した実施例に限定されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】