JP5490308B2 - 減じられた構成部分点数を有する燃料噴射弁 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、従来よりも少数の構成部分点数と、従来よりもスリムな構造とを有する改良された燃料噴射弁に関する。

燃料噴射弁は、公知先行技術に基づいて種々様々な構成が知られている。このような形式の燃料噴射弁において問題となる領域は、弁を電気的に接続するためのコネクタならびに弁を取り囲むハウジングである。通常、燃料噴射弁は組立て後にプラスチックの射出成形によりプラスチックによって被覆され、これによりハウジングおよび場合によってはコネクタが形成される。しかしコネクタにおいては、要求された耐振動負荷性に応えかつ飛沫水等に対する十分なシール性を提供するために、寸法安定性に対して高い要求が課せられている。この場合、射出成形過程において、射出成形型ができるだけ短く形成され、かつ射出圧ができるだけ高く形成されることが望ましい。燃料噴射弁のアクチュエータの範囲には、通常、射出成形により小幅の環状室が埋められるだけでよく、この場合、やはり短い充填時間および高い射出圧が有利になる。しかし、射出圧が高すぎると、アクチュエータの構成部分が損傷を受けてしまう恐れがあることが判った。また、最新のエンジンコンセプトは、取付け要求に応えるために燃料噴射弁が全体的に一層スリムでかつ軸方向で長尺となることを求めている。しかし、このことは、このような弁のためのハウジングを射出成形する際に問題を招く。なぜならば、これによって射出開始点（ゲート）から射出成形型の端部まで長い経路が生ぜしめられるからである。この場合、燃料噴射弁はできるだけ単純に形成されていて、かつ廉価に製造可能であることが望ましい。

発明の開示
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射弁は、従来のものに比べて、固着射出成形されたハウジング部分が迅速にかつ、過剰でない圧力を用いて射出可能となるという利点を有している。さらに、本発明によれば、極めてスリムでかつ細長い燃料噴射弁を提供することができ、しかも構成部分点数を低減することができる。さらに、燃料噴射弁の電気的な接続のためのコネクタが、極めて高い寸法安定性を有している。このことは本発明によれば、燃料噴射弁が、電気的なコンタクトエレメントを備えたアクチュエータと、コネクタと、燃料供給管路と、固着射出成形されたハウジング部分とを有していることにより達成される。コネクタはベースボディと、アクチュエータの電気的なコンタクトエレメントとの電気的な接続のためのバスバーのような電気的な接続エレメントと、前記ベースボディから突出したリブとを有している。固着射出成形されたハウジング部分は、コネクタの電気的な接続エレメントを取り囲んでいて、コネクタのリブと燃料供給管路とに固着するように射出成形されている（「固着射出成形」と呼ぶ）。この場合、コネクタのリブはハウジング部分によって少なくとも部分的に、有利には完全に取り囲まれている。これにより、コネクタを最初のステップにおいて電気的な接続エレメントと一緒に構成アッセンブリとして製造することが可能となるので、コネクタは射出成形過程のために比較的小さくてかつコンパクトな寸法を有することができ、ひいては高い精度で製造可能となる。電気的な接続エレメントはコネクタから突出していて、次いで組付け後にハウジング部分の固着射出成形によって燃料噴射弁のその他の構成部分に結合される。これにより、固着射出成形されたハウジング部分は、所要の要求に合わせて最適に設計され得るようになり、そしてハウジング部分の射出成形過程の複雑度が低減され得る。燃料噴射弁のアクチュエータは有利にはコイルを備えた電磁アクチュエータ（ソレノイドアクチュエータ）である。コイルには、電気的なコンタクトエレメント、たとえばコンタクトピンまたはコンタクトラグが配置されている。念のため付言しておくと、本発明においては、「コネクタ」とは、突出したコネクタエレメント、すなわちプラグも、コネクタ受容部、すなわちソケットも包含するものと解される。

請求項２以下には、本発明の有利な改良形が記載されている。

コネクタの電気的な接続エレメントが、アクチュエータのコンタクトエレメントに直接コンタクトしていると有利である。これにより、別の中間コンタクトエレメントを不要にすることができ、これによって組立ておよびハウジング部分のための射出成形過程を簡単にすることができる。

電気的な接続エレメントの、コネクタから導出された範囲が、電気的な接続エレメントの、コネクタ自体に位置する範囲の少なくとも４倍の長さを有しているとさらに有利である。これにより、スリムでかつ細長い形状を有する燃料噴射弁を簡単に提供することができる。

コネクタの電気的な接続エレメントが、少なくとも１つの支持エレメントを有していて、この支持エレメントが、電気的な接続エレメントを燃料供給管路に支持しているとさらに有利である。支持エレメントはクリップであると有利である。電気的な接続エレメントの長さに関連して、複数の支持エレメントを設けることもできる。

固着射出成形されたハウジング部分へのコネクタの確実な結合を達成し、かつコネクタとハウジング部分との間の飛沫防止された結合を可能にするためには、コネクタと、固着射出成形されたハウジング部分との間にラビリンスが設けられていると有利である。このためには、コネクタに複数の突出したエレメントが設けられており、これらの突出したエレメントは完成した状態において、固着射出成形されたハウジング部分によって取り囲まれている。

本発明のさらに別の有利な構成では、コネクタに設けられたリブが、少なくとも１つの第１の成形エレメントを有しており、該第１の成形エレメントが、前記リブと、固着射出成形されたハウジング部分との間の噛み合いを達成するために、固着射出成形されたハウジング部分によって取り囲まれている。これにより、コネクタと、固着射出成形されたハウジング部分との間の確実な結合が達成される。第１の成形エレメントは、突出したエレメントまたは切欠きまたはアンダカット部を備えたエレメントであると有利である。突出したエレメントまたは切欠きの形状は任意に選択され得る。突出したエレメントは半球形に形成されているか、または楕円形に形成されているか、または台形に形成されているか、またはそれ以外の形で傾けられた面を持って形成されているか、または凸面状に突出するように形成されているか、または凹面状に突出するように形成されていると有利である。突出したエレメントはこの場合、リブの片側にしか設けられないか、または択一的にリブの両側に設けられてもよい。切欠きは一方では盲孔状に設けられるか、または貫通開口として形成され得る。切欠きの形状はやはり任意に選択され得るが、特に台形、凹面状に形成されるか、円筒状の孔、長孔等として形成され得る。念のため付言しておくと、任意の数の突出したエレメントおよび／または任意の数の切欠きおよび任意の組合せが可能である。

本発明のさらに別の有利な構成では、コネクタに設けられたリブが、第２の成形部分もしくは第２の成形エレメントを有しており、この第２の成形エレメントは固着射出成形されたハウジング部分によって取り囲まれていない。言い換えれば、第２の成形エレメントはリブに露出して配置されており、つまり射出成形されたハウジング部分によって取り囲まれていない。第２の成形エレメントは、固着射出成形されたハウジング部分を製造するための射出成形型内でのコネクタの位置決めを可能にし、したがって射出成形過程の間、射出成形型と接触する。これにより、第２の成形エレメントは射出成形されたハウジング部分によって取り囲まれず、完成した燃料噴射弁において露出して配置される。第２の成形エレメントはこの場合、コネクタと電気的な接続エレメントとから成る、予め製造された構成アッセンブリの確実でかつ簡単な位置決めを可能にする。

したがって、本発明の思想は、コネクタとハウジング部分とを射出成形により別個に製造することを可能にする。この場合、特にコネクタは電気的な接続エレメントと共に第１のステップにおいて極めて廉価にかつコネクタのための所要の要求に応えて製造され得る。さらに、コネクタの電気的な接続エレメントをアクチュエータのコンタクトエレメントに直接に結合することにより、小さな構成部分点数が可能になる。本発明による燃料噴射弁は、ガソリン噴射において使用されると特に有利である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の概略的な断面図である。 第１実施形態のコネクタの斜視図である。 固着射出成形されたハウジング部分の斜視図である。 図１に示した燃料噴射弁の側面図である。 第１実施形態の燃料噴射弁の製造プロセスを示す概略的な横断面図である。 第１実施形態のコネクタのリブを示す概略的な側面図である。 本発明による燃料噴射弁の別の実施形態を示す断面図である。 本発明による燃料噴射弁のさらに別の実施形態を示す断面図である。 本発明による燃料噴射弁のさらに別の実施形態を示す断面図である。

発明の実施形態
以下に、図１〜図６につき、本発明の有利な第１実施形態による燃料噴射弁１を詳しく説明する。

特に図１から判るように、第１実施形態による燃料噴射弁１は燃料供給管２を有している。この燃料供給管２には、燃料を供給するための接続部材１０が配置されている。さらに、燃料噴射弁１は電磁アクチュエータ（ソレノイドアクチュエータ）３を有しており、この電磁アクチュエータ３はコイル４とアーマチュア４０と磁極コア４１とを備えている。アーマチュア４０はニードル４２に結合されており、このニードル４２は、電磁アクチュエータ３が作動させられると、噴射開口を開放し、これにより燃料を噴射する。コイル４には、さらに電気的なコンタクトのためのコンタクトエレメント５が配置されている。燃料噴射弁１はこの場合、内側へ向かって開く弁である。

燃料噴射弁１はさらにコネクタ６を有している。このコネクタ６を介して車両側との電気的なコンタクティングが行われる。コネクタ６は図２および図５に詳細に図示されている。コネクタ６はこの場合、ベースボディ６０と、このベースボディ６０に突設されたリブ６１とを有している。リブ６１はベースボディ６０の下面に突設されていて、ほぼ方形の扁平の薄い形状を有している。特に図５および図６から判るように、リブ６１には突出したエレメント６２，６３，６５の形および貫通孔である切欠き６４の形の第１の成形エレメントが配置されている。さらにリブ６１には、第２の成形エレメント２０，２１（図５参照）が設けられており、第２の成形エレメント２０，２１は、コネクタ６に固着するように射出成形されるハウジング部分９を製造するための射出成形型内にコネクタ６を位置決めするために働く。図５には、射出成形型の２つの部分２４，２５ならびに射出成形型内に挿入されたコネクタ６および射出成形型内に挿入された燃料供給管路２が図示されている。燃料噴射弁１が完成された状態において、第２の成形エレメント２０，２１は固着射出成形されたハウジング部分９によって取り囲まれておらず、したがって露出している。

特に図２から判るように、コネクタ６は２つのバスバーの形の細長い電気的な接続エレメント７の他に、支持エレメント８を有している。この支持エレメント８は、燃料供給管路２にコネクタ６を位置決めするために働く。この場合、支持エレメント８には２つのクリップ８０，８１が設けられている。これらのクリップ８０，８１によって、コネクタ６を燃料供給管路２へ簡単にクリップ式に装着することができるので、コネクタ６は引き続き行われるハウジング部分９の射出成形過程のために確実に位置固定されている。

特に図４から判るように、固着射出成形されたハウジング部分９は燃料噴射弁１の全ての構成部分を取り囲んでいるわけではない。特にコネクタ６のリブ６１は部分的にしか取り囲まれていない。しかし、リブ６１は、コネクタ６と燃料噴射弁１の残りの構成部分との間に安定的でかつ確実な結合が確保されるようにハウジング部分９によって取り囲まれている。

前の説明で既に述べたように、燃料噴射弁１を製造するためには、まずコネクタ６が、予め準備された構成アッセンブリとして提供される。このためには、コネクタ６のベースボディ６０およびリブ６１が第１の射出成形ステップにおいて既に電気的な接続エレメント７に固着するように射出成形される。このときに、正確に、差込み結合のために必要となるパラメータを射出成形過程のために調節することができるので、高い寸法安定性を有するコネクタが得られる。それと同時に、または引き続き行われるステップにおいて、支持エレメント８も固着射出成形され得る。次いで、別のステップにおいて、燃料噴射弁が前組立され、この場合、コネクタアッセンブリはクリップ８０，８１によって燃料供給管路２にクリップ式に装着される。引き続き、第１の射出成形型２４と第２の射出成形型２５とが、前組立された燃料噴射弁を取り囲むように配置される。このことは、図５から判る。矢印Ａはこの場合、最終的な射出状態を得るために、第２の射出成形型２５がさらに矢印方向で第１の射出成形型２４へ向かって送られなければならないことを示している。これにより、両射出成形型２４，２５と、燃料噴射弁１の前組立された構成部分との間には中空室２６が生じる。図５から判るように、リブ６１と燃料供給管路２との間には間隔１２が存在しており、この間隔１２は、ハウジング部分９の材料を周囲に射出成形した後にハウジング部分９の材料で埋められる。コネクタ６は第２の成形エレメント２０，２１によって射出成形型に設けられた相応する切欠き内に正確に位置決めされる。その後に、次のステップにおいて、ハウジング部分９の固着射出成形が行われる。このときに、特にハウジング部分９のために必要となる、射出成形に関するパラメータ、特に電磁アクチュエータ３の範囲におけるパラメータを調節することができる。電気的な接続エレメント７は極めて長尺に形成されているので、コイル４のコンタクトエレメント５に対する直接的なコンタクトを可能にすることができる。

したがって、総合的に見て、本発明による燃料噴射弁１は、過剰に大きな構成部分点数が必要となることなしに、小幅でかつ細長い構造を有している。

図７〜図９には、燃料噴射弁１の択一的な別の有利な実施形態が示されている。この場合、同じ部分もしくは同一機能の部分は、第１実施形態の場合と同じ符号を用いて示されている。図７から判るように、この有利な実施形態では、リブ６１と燃料供給管路２の外周面との間に直接的な接触が存在している。図８に示した実施形態では、やはり間隔１２が存在しているが、しかしリブ６１がこれまでの実施形態とは異なって構成されている。この実施形態では、リブ６１の自由端部において、リブ６１の両側に向かって突出した両エレメント６２，６５が配置されている。図９に示した有利な実施形態では、リブ６１に２つの保持範囲６７，６８が配置されており、両保持範囲６７，６８は燃料供給管路２を部分的に取り囲んでいる。

保持エレメント６７，６８は、ばね弾性的に形成されているので、燃料供給管路２にリブ６１を差し被せることができる。リブ６１はこの場合、燃料供給管路２に載置されている。

前で説明した全ての実施形態について付言しておくと、第１の成形エレメントはリブ６１の片側だけにも、リブ６１の両側にも配置することができる。第１の成形エレメントが切欠きである場合、この切欠きは盲孔状であってよいか、または貫通切欠きとして形成されていてもよい。第２の成形エレメント２０，２１については、第２の成形エレメント２０，２１がリブ６１の両側に設けられていると有利である。しかし、リブ６１の片側にのみ１つの成形エレメントが設けられていることも可能である。さらに念のため付言しておくと、それぞれ多数の成形エレメントがリブ６１の片側または両側に配置されていてもよい。

さらに念のため付言しておくと、リブ６１の両側における成形エレメントの配置は対称的または非対称的であってよい。

したがって、本発明によれば、より高い品質で燃料噴射弁１を製造することができる。この場合、燃料噴射弁１は特に小幅でかつスリムな形状を有している。また、ハウジング部分９の射出成形時に構成部分の損傷がほとんど生じないので、製造時の不良率の低減が得られる。

Claims (10)

1. 燃料噴射弁において、
   −電気的なコンタクトエレメント（５）を備えたアクチュエータ（３）と、
   −コネクタ（６）と、
   −燃料供給管路（２）と、
   −固着射出成形されたハウジング部分（９）と
   が設けられており、
   −コネクタ（６）が、ベースボディ（６０）と、アクチュエータ（３）の電気的なコンタクトエレメント（５）との電気的な接続のための電気的な接続エレメント（７）と、前記ベースボディ（６０）から突出したリブ（６１）とを有しており、
   −固着射出成形されたハウジング部分（９）が、コネクタ（６）の電気的な接続エレメント（７）を取り囲んでいて、コネクタ（６）の前記リブ（６１）と燃料供給管路（２）とに固着するように固着射出成形されており、
   −前記リブ（６１）は、燃料供給管路（２）の方向に延びるようにしてベースボディ（６０）から突出して形成されていて、該リブ（６１）を電気的な接続エレメント（７）は貫通しないことを特徴とする燃料噴射弁。
2. コネクタ（６）の電気的な接続エレメント（７）が、アクチュエータ（３）のコンタクトエレメント（５）に直接コンタクトしている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 電気的な接続エレメント（７）の、コネクタ（６）のベースボディ（６０）から導出された範囲が、電気的な接続エレメント（７）の、前記ベースボディ（６０）内に位置する範囲の少なくとも４倍の長さを有している、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
4. 電気的な接続エレメント（７）を燃料供給管路（２）に支持するために、電気的な接続エレメント（７）が、支持エレメント（８）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. 前記支持エレメント（８）が、少なくとも１つのクリップ（８０，８１）を有している、請求項４記載の燃料噴射弁。
6. コネクタ（６）と、固着射出成形されたハウジング部分（９）との間にラビリンスが設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
7. コネクタ（６）に設けられたリブ（６１）が、少なくとも１つの第１の成形エレメント（６２，６３，６４，６５）を有しており、該第１の成形エレメント（６２，６３，６４，６５）が、前記リブ（６１）と、固着射出成形されたハウジング部分（９）との間の確実な結合を達成するために、固着射出成形されたハウジング部分（９）によって取り囲まれている、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. 第１の成形エレメントが、突出したエレメントおよび／または切欠きおよび／またはアンダカット部を備えたエレメントである、請求項７記載の燃料噴射弁。
9. コネクタ（６）に設けられたリブ（６１）が、第２の成形エレメント（２０，２１）を有しており、該第２の成形エレメント（２０，２１）が、固着射出成形されたハウジング部分（９）を製造するための射出成形型（２４，２５）内でのコネクタ（６）の位置決めを可能にするために、露出するように前記リブ（６１）に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
10. 固着射出成形されたハウジング部分（９）が、前記リブ（６１）を完全に取り囲んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。

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