(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジング（２）のボア穴（１）の中に軸方向摺動自在に受容され、弁座（４）の方向において弁閉じエレメント（３）に作用する弁ピストン（５）を包含し、これが、その前記弁座（４）とは反対側の端で、圧力調整弁を作動させる磁石アセンブリ（７）のアーマチャ（６）と連結されており、ここで、前記アーマチャ（６）がアーマチャ室（８）の中に、前記弁閉じエレメント（３）が弁室（９）の中に受容されている、内燃機関の燃料高圧蓄圧器における圧力調整のための圧力調整弁であって、
前記弁室（９）と前記アーマチャ室（８）が、前記弁ハウジング（２）、前記弁ピストン（５）及び／又は前記アーマチャ（６）の中に形作られた少なくとも１つの溝（１０）及び／又はボア穴（１１）と少なくとも１つのスロットル（１２）を介して液圧連絡していて、
前記弁ハウジング（２）の前記ボア穴（１）のガイドセクション（１３）が少なくとも１つのスロットル（１２）を形作っていることを特徴とする圧力調整弁。
【請求項２】
少なくとも１つのスロットル（１２）が前記溝（１０）及び前記ボア穴（１１）のうちの少なくとも１つの中に形作られていることを特徴とする、請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項３】
前記溝（１０）及び前記ボア穴（１１）のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのスロットル（１２）を形作るべく段付きの形に作られていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧力調整弁。
【請求項４】
少なくとも１つのスロットル（１２）が前記溝（１０）及び前記ボア穴（１１）のうちの少なくとも１つの前方に接続されてい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圧力調整弁。
【請求項５】
前記弁室（９）が、前記弁ハウジング（２）の中に形作られた少なくとも１つのラジアル穴（１４）を介して戻りラインと直結できることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
【請求項６】
前記弁室（９）が前記アーマチャ室（８）を介して戻りラインと間接的に連絡でき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圧力調整弁。
【請求項７】
補助液圧ヴォリューム（１８）が、前記弁ハウジング（２）の中に形作られた袋穴の形で設けられてい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圧力調整弁。
【請求項８】
前記アーマチャ（６）がフラットタイプ又はプランジャタイプの形に作られていること、及び／又は、前記圧力調整弁が、無通電で閉じられる弁又は無通電で開かれる弁として形作られており、ここで、磁石コイル（２０）の磁力の働く方向が前記ばね（１９）の弾撥力の働く方向と同じであっても反対であってもよいことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の特徴を有する、内燃機関の燃料高圧蓄圧器における圧力調整のための圧力調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧力調整弁は、例えば特許文献１から知られている。これは、弁室の中に受容され、電磁アクチュエータを介して作動できる閉じエレメントを包含し、これが、高圧蓄圧器から低圧ラインへの連絡路を開閉する。更に、この弁は、内燃機関停止時に高圧蓄圧器から低圧ラインへの連絡路が開かれているように配置されたばねエレメントを包含する。ばねエレメントは、一方でアーマチャプレートに支えられ、他方で弁ハウジングの中に形作られている段付き穴の半径方向ショルダに支えられており、更に、その段付き穴の中に、アーマチャプレートと連結された弁ピストンが受容されている。電磁アクチュエータが通電されると、アーマチャプレートと弁ピストンは、ばねエレメントの弾撥力に抗して弁座の方向に移動させられ、ここで、弁ピストンが閉じエレメントを弁座に圧し込むことになる。この切り替え位置において、高圧蓄圧器から低圧ラインへの連絡路は閉じられている。電磁アクチュエータの通電を終えると、アーマチャプレートと弁ピストンはばねエレメントの弾撥力を越えて元の位置に戻され、これにより、閉じエレメントは弁座から浮き上がり、弁は開く。この切り替え位置において、高圧蓄圧器から低圧ラインへの連絡路は開かれており、ここで、高圧蓄圧器から低圧ラインを介して流れ出る燃料は燃料リザーバタンクに送られる。
【０００３】
低圧ラインと、これに接続された低圧システム（通例、燃料リザーバタンクとフィードポンプと高圧ポンプ流入領域を包含する）とを介して、圧力振動を圧力調整弁に伝達することができる。この圧力振動は、圧力調整弁の弁ピストンが制御不可能な運動を実行し、圧力調整弁を場合によっては不意に開かせる結果に至ることがあり得る。圧力調整弁が開くと、高圧蓄圧器において圧力降下が生じ、その結果、圧力が不安定になり、場合によっては、エンジンスタートに必要な最小限の圧力を下回ることになり得るので、それを回避することが肝要である。更に、低圧領域を介して圧力調整弁を励起する時、固有振動が生じ、これが結果的に、低圧システムにおける望ましくない圧力ピーク及び／又は不快なノイズ発生をもたらすことがあり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許公開第１０２００４００２９６４Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、そのような圧力振動ないしは圧力波の補正を可能にし、それで、より高い機能安全性を保証する、燃料高圧蓄圧器における圧力調整のための圧力調整弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するため、請求項１に記載の特徴を有する圧力調整弁を提案する。本発明の有利な進化した形態が従属請求項に記載されている。
【０００７】
内燃機関の燃料高圧蓄圧器における圧力調整のために提案されたこの圧力調整弁は、弁ハウジングのボア穴の中に軸方向摺動自在に受容され、弁座の方向において弁閉じエレメントに作用する弁ピストンを包含し、これが、その弁座とは反対側の端で、圧力調整弁を作動させる磁石アセンブリのアーマチャと連結されている。ここで、アーマチャはアーマチャ室の中に、弁閉じエレメントは弁室の中に受容されている。発明通り、弁室とアーマチャ室は、弁ハウジング、弁ピストン及び／又はアーマチャの中に形作られた少なくとも１つの溝及び／又はボア穴と少なくとも１つのスロットルを介して液圧連絡している。この弁室とアーマチャ室との液圧連絡は、生じた場合の圧力振動ないしは圧力波の補正に利用できる液圧ヴォリュームを増大させる働きをし、ここで、少なくとも１つのスロットルを中間接続することにより、弁の感受性は下げられる。それは、圧力ピークが弁室からアーマチャ室に伝達され、その結果、アーマチャが不意に励起され、それで弁が開かれてしまうような事態が、スロットルにより阻止されるからである。
【０００８】
弁室とアーマチャ室との液圧連絡のために少なくとも１つの溝を見込んでいる場合、これは、ほぼ軸方向に走り、外周側で弁ピストンに沿って、及び／又は、弁ピストンを受容する弁ハウジングのボア穴の壁に形作られていることが好ましい。これで、溝は、それぞれ向き合うボア穴の壁面と弁ピストンの外周面と共に、液圧連絡を保証する１つのチャンネルを形作ることになる。あるいはその代わりに又はそれに加えて、少なくとも１つの溝がアーマチャに形作られていてもよい。アーマチャは、この溝を自らの外周面の領域内及び／又は弁室に面した側の表面の領域内に付けていてよく、この場合、好ましくは、溝がほぼ半径方向に走る。
【０００９】
弁室とアーマチャ室との液圧連絡のために少なくとも１つのボア穴を見込んでいる場合、これは、弁ピストン及び／又は弁ハウジングの中に設けられていることが好ましい。好ましくは、ボア穴はほぼ軸方向に走る形に作られ、横穴を介して弁室及び／又はアーマチャ室の中に通じている。あるいはその代わりに又はそれを補完して、１つのボア穴がアーマチャに設けられていてよい。アーマチャに設けられた少なくとも１つの溝及び／又はボア穴が、アーマチャ室内の圧力補正を容易にする。
【００１０】
少なくとも１つのスロットルは、溝及び／又はボア穴の中に形作られていることが好ましい。そのため、溝及び／又はボア穴の横断面は、スロットルが形作られるように縮小されてよい。あるいはその代わりに又はそれを補完して、１つのスロットルエレメントが溝及び／又はボア穴に嵌め込まれていてよい。
【００１１】
本発明の好ましい一実施形態によれば、溝及び／又はボア穴は、少なくとも１つのスロットルを形作るべく段付きの形に作られている。その段を使って、スロットルを形作るのに必要な横断面縮小ができるのである。
【００１２】
更なる好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つのスロットルが溝及び／又はボア穴の前方に接続されている。この場合、スロットルは、弁室を溝又はボア穴と連絡させるのに役立つ。代替の一実施形態の通りスロットルが溝又はボア穴の後方に接続されている場合、これは、溝及び／又はボア穴をアーマチャ室と連絡させるのに役立つ。両方の実施形態は、弁室及びアーマチャ室にそれぞれ近い位置にスロットルを容易に形作ることができる点で有利である。
【００１３】
あるいはその代わりに又はそれを補完して、弁ハウジングのボア穴のガイドセクションが少なくとも１つのスロットルを形作ってもよい。そのために、このガイドセクションの領域においてボア穴の中に受容される弁ピストンと弁ハウジングの間の遊隙を、所望のスロットル効果が得られるように設計すべきである。
【００１４】
更に好ましくは、弁室が、弁ハウジングの中に形作られた少なくとも１つのラジアル穴を介して戻りラインと直結できることを見込んでいる。この戻りラインとの連絡路を介して、弁から流れ出る燃料は燃料リザーバタンクに送られる。この少なくとも１つのラジアル穴は弁出口として役立つ。
【００１５】
弁出口として役立つこのようなラジアル穴の領域において、横断面の制約上、燃料の流速が高まることは、弁出口が弁室と直結している限り、圧力波の発生及び／又は動圧の発生につながり得る。弁室内の動圧は、場合によっては、弁室内の圧力とアーマチャ室内の圧力の間の圧力差を増大させることになる。そこで、本発明の好ましい代替の一実施形態では、弁室がアーマチャ室を介して戻りラインと間接的に連絡できることを提案する。アーマチャ室を介しての間接的な連絡は、圧力波の拡散を回避するために、少なくとも１つの溝及び／又はボア穴と少なくとも１つのスロットルを中間に接続した上で行われる。
【００１６】
あるいはその代わりに又はそれを補完して、弁ハウジングの中にボア穴として形作られた袋穴の形の補助液圧ヴォリュームが設けられていてよい。好ましくは、袋穴はアーマチャ室の中に通じ、その結果、少なくとも１つの溝及び／又はボア穴と少なくとも１つのスロットルを介して弁室と液圧連絡している。この補助液圧ヴォリュームは、補正ヴォリュームとして役立ち、従って、圧力波の補正ないしは減衰を改善する。更に、弁ハウジング内に存在するデッドスペースを変えることにより、固有振動の危険が減じられるように圧力調整弁の固有周波数を加減したり低圧回路に同調させたりすることができる。
【００１７】
更に、アーマチャがフラットタイプ又はプランジャタイプの形に作られていることを提案する。従って、この提案されたコンセプトは、圧力調整弁を作動させる磁石回路ないしは磁石アセンブリの具体的な作りにも、ばねの位置にもほとんど左右されない。圧力調整弁は、従って、無通電で閉じられる弁又は無通電で開かれる弁として形作られていてよい。
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に則して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による圧力調整弁の第１の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図２ａ】本発明による圧力調整弁の第２の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図２ｂ】図２ａに描かれた弁ピストンの一バリエーションである。
【図３】本発明による圧力調整弁の第３の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図４】本発明による圧力調整弁の第４の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図５】本発明による圧力調整弁の第５の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図６】本発明による圧力調整弁の第６の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図７】本発明による圧力調整弁の第７の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図８】本発明による圧力調整弁の第８の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図９】本発明による圧力調整弁の第９の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【図１０】本発明による圧力調整弁の第１０の好ましい実施形態の概略的縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から、本発明による圧力調整弁の第１の好ましい実施例の構造を見て取ることができる。弁ハウジング２の内部にボア穴１が形作られており、その中に弁ピストン５が軸方向摺動自在に通されている。ガイドセクションは、参照符号１３で表されている。弁ハウジング２は、その第１の端に、磁石アセンブリ７の磁石コイル２０を受容する環状の受容室を具備し、これがボア穴１と同軸に形作られ、これを包囲する。受容室に続いてアーマチャ室８があり、磁石アセンブリ７の磁石コイル２０と協働するアーマチャ６を受容する。アーマチャ室８は、ポット形の蓋部２１で包囲されており、これで更に、弾撥力を弁座４の方向においてアーマチャ６に加えるばね１９のための受容室が作られる。
【００２１】
図示された圧力調整弁では、磁石コイル２０の磁力がばね１９の弾撥力と同じ方向に作用するので、磁石コイル２０を介して更なる閉じ力が実現できる。弁を開かせるためには、弁入口側にかかる液圧、すなわち高圧蓄圧器内の圧力が、少なくともばね１９の弾撥力を克服するほど増大しなければならない。本発明は、さらに、磁力が弾撥力に抗して作用する形の圧力調整弁も包含する。
【００２２】
アーマチャ６は、弁ハウジング２のボア穴１の中に軸方向摺動自在に通された弁ピストン５と連結され、それも、ばね１９の弾撥力と磁石コイル２０の磁力が弁座４の方向においてアーマチャ６と弁ピストン５に閉じ力を加えるように連結されている。磁石コイル２０の通電を終えると、燃料高圧蓄圧器（図示されていない）内の増大する圧力により弁を開かせることができる。すると、入側圧力と出側圧力の間の圧力差から、本実施例において球形をなす弁閉じエレメント３は弁座４から浮き上がることになる。弁閉じエレメント３のストロークをもって、弁ピストン５とアーマチャ６も、ばね１９の弾撥力に抗して蓋部２１の方向に移動させられる。この切り替え位置において、圧力調整弁は、燃料高圧蓄圧器と低圧回路との連絡を可能にする（図示されていない）。そこで、燃料は高圧蓄圧器から、中央ボア穴として弁ピース１６に形作られた弁入口１５、弁室９、及び、弁出口として役立つ少なくとも１つのラジアル穴１４を介して流れ出ていき、こうして高圧蓄圧器において圧力降下を生じさせる。弁ピース１６は、スペーサ用ワッシャ１７を介して弁ハウジング２で支えられている。
【００２３】
本来の発明は、ここで、弁ハウジング２の中に形作られたボア穴１１、ならびに、弁室９とアーマチャ室８を液圧連絡させるスロットル１２により実現される。スロットルを作るために、ボア穴１１は段付き穴として形作られている、すなわち、スロットル１２の領域で流れ断面積が小さくなるように形作られている。ボア穴１１とスロットル１２はそれぞれ、弁出口として役立つラジアル穴１４の中に通じており、従って、ボア穴１１とスロットル１２は、ラジアル穴１４を介して弁室９と間接的に連絡している。これに対し、ボア穴１１の他端は直にアーマチャ室８の中に通じており、ここで、アーマチャ６に設けられた補助の溝１０と補助のボア穴１１が、アーマチャ室８内部の圧力補正を容易にする。
【００２４】
スロットル１２、ボア穴１１を介して作られた、弁室９をアーマチャ室８とつなぐ液圧連絡路は、圧力振動ないしは圧力波の補正のために使える液圧ヴォリュームを大きくする。その限りにおいて、出側の接続された低圧回路を介して弁室に持ち込まれた圧力振動ないしは圧力ピークを補正する、又は少なくとも減衰させることができ、これで、圧力調整弁のより高い機能安全性が保証されている。圧力補正はその分速やかに行われることになる。
【００２５】
第２の好ましい実施形態を図２ａから見て取ることができる。ボア穴１１とスロットル１２は、ここでは弁ピストン５の中に形作られている。スロットル１２は、弁室９をボア穴１１とつなぐ横穴として形作られている。従って、スロットル１２を介してボア穴１１は直に弁室９の中に通じている。この実施形態の一バリエーションが図２ｂに描かれており、ここでは、スロットル１２が、ボア穴１１の横断面と比べて縮小された横断面を持つパスチャンネルとして形作られている。
【００２６】
第３の好ましい実施形態が図３から分かる。ボア穴１１は、同じく弁ピストン５の中に形作られ、横穴の中に通じており、ここで、ボア穴１１と横穴は同等の横断面を持つ。横穴は直に弁室９の中に通じているのでなく、弁ピストン５と弁ハウジング２の間に作られ、ガイドセクション１３として役立つ環状ギャップの中に通じている。それゆえ、少なくとも下側領域、すなわち、弁室９とボア穴１１ないしは横穴の間の領域に、ガイドセクション１３は、所望の絞り効果をもたらす半径方向の遊びを有する。
【００２７】
図４と図５から、図１に酷似する実施例を見て取ることができる。図４の例で、段付き穴として形作られたボア穴１１の段がスロットル１２を形作っているのに対し、図５からは、別個に形作られたスロットルを持つ例を見て取ることができる。
【００２８】
図５の実施例に則して進化した策、すなわち、溝１０及び／又はボア穴１１ならびにスロットル１２の具体的作りに関係なく補完的に採用し得る複数の策を提示する。その限りにおいて、これらの策は、単独で又は組み合わせて、すでに上で述べた図１〜図４の実施形態においても実現させることができる。
【００２９】
第１の補完的な進化策が図６に描かれている。ここで、弁ハウジング２は、ボア穴１１に加えて、軸方向に走る更なるボア穴を具備する。但し、これは袋穴の形をなし、補助の液圧ヴォリューム１８を作り、この中にアーマチャ室８が拡がる。補助液圧ヴォリューム１８は、圧力振動の補正ないしは減衰を助長するだけでなく、同時に、固有振動に対抗できるように圧力調整弁の固有周波数を変える働きもする。
【００３０】
図６に描かれた進化策の代わりに又はそれを補完して、図７に描かれた通り、ボア穴１１がアーマチャ６に設けられていてもよい。ボア穴１１は、ボア穴１１の延長線上で弁ハウジング２の中に位置しても、そこからずれた位置にあってもよい。後者の場合は、更に、アーマチャ６の下側に両方のボア穴１１をつなぐ溝１０を設けることが好ましい（図１を参照）。
【００３１】
更に、弁室９から低圧回路への接続がラジアル穴１４を介して直接行われるのでなく、アーマチャ室８を介して間接的に行われると、有利である。図８に描かれた実施例では、弁室９は、ラジアル穴１４、スロットル１２、ボア穴１１及びアーマチャ室８を介して低圧回路に接続されている。明らかに延長された流路は、低圧回路からの圧力振動の伝達に対抗する働きをする。加えて、ラジアル穴１４を介して流れ出る燃料の流速の影響は減じられる。
【００３２】
本発明の更なる好ましい実施例が図９に描かれている。これは、スロットル１２がボア穴１１の後方に接続されている点で先行の実施例から区別される。ボア穴１１は、一方でスロットル１２を介してアーマチャ室８の中に通じ、他方でラジアル穴１４を介して弁室９の中に通じている。ここでも、図６〜８との関連において描かれた進化策が補完的に実現できる。
【００３３】
最後に、図１０に更なる代替的実施形態が描かれている。ここでは、アーマチャ６がプランジャ形アーマチャとして形作られており、ばね１９の弾撥力が弁の開く方向に加えられる。従って、弁は無通電で開く形に作られている。弁室９とアーマチャ室８との液圧連絡は、本実施例では、弁ハウジング２のボア穴１の壁において軸方向に走る形で等間隔に付けられた溝１０を介して作られている。同時にガイドセクション１３として役立つボア穴１の下側領域において溝は横断面が縮小され、これで、溝１０を弁室９とつなぐスロットル１２が形作られる。本実施例にも、図６〜８に描かれた進化策が補完的に実現できることは当てはまる。
【００３４】
ここで、図１と図１０を除いて、描かれた図は概略化されていることを示唆しておく。弁ハウジングを例に挙げると、これは、例えば弁座４及び／もしくは弁入口１５の図示、ならびに／又は弁ピース１６の差別的図示を省略したことで、著しく単純化された。描かれていなくても、それらは存在するのである。同じことは、描かれていないか著しく単純化して描かれている場合、磁石アセンブリ７にも当てはまる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ボア穴
２  弁ハウジング
３  弁閉じエレメント
４  弁座
５  弁ピストン
６  アーマチャ
７  磁石アセンブリ
８  アーマチャ室
９  弁室
１０  溝
１１  ボア穴
１２  スロットル
１３  ガイドセクション
１４  ラジアル穴
１５  弁入口
１６  弁ピース
１７  スペーサ用ワッシャ
１８  補助液圧ヴォリューム
１９  ばね
２０  磁石コイル
【図１】
0005946545.tif 000002
【図２ａ】
0005946545.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005946545.tif 000010
【図１０】
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