(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射器（１０１）のための制御弁（１１３；１１３’）であって、前記制御弁（１１３；１１３’）が、
制御弁本体（１１５；１１５’）と、
高圧燃料のための供給通路（１３３；１３３’）と、
制御チャンバ（１１９；１１９’）および前記制御チャンバ（１１９；１１９’）から径方向外側に離間される圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）であって、前記制御チャンバ（１１９；１１９’）および前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）の両方が前記供給通路（１３３；１３３’）に流体連通され、前記制御チャンバ（１１９；１１９’）内の圧力から得られる力が前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）内で発生する力によって少なくとも部分的に平衡される、制御チャンバ（１１９；１１９’）および圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）と、
前記制御チャンバ（１１９；１１９’）内の燃料圧力を制御するように前記制御チャンバ（１１９；１１９’）に取り付けられる制御弁部材（１１７；１１７’）と、
前記制御弁本体（１１５，１１５’）内に位置するスリーブ（１３５）であって、前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）が前記スリーブ（１３５）の外側表面と前記制御弁本体（１１５；１１５’）との間に形成され、前記スリーブ（１４３；１４３’）の内側表面が前記制御弁部材（１１７；１１７’）との密閉部を形成するスリーブ（１３５）と
を備える、
制御弁（１１３；１１３’）。
【請求項２】
前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）が環状チャンバを備える、請求項１に記載の制御弁（１１３；１１３’）。
【請求項３】
前記制御チャンバ（１１９；１１９’）および前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）が同軸に配置される、請求項１または請求項２に記載の制御弁（１１３；１１３’）。
【請求項４】
前記制御チャンバ（１１９；１１９’）が前記圧力補償チャンバ（１４３；１４３’）を介して前記供給通路（１３３；１３３’）に流体連通される、請求項１、２または３のいずれか１項に記載の制御弁（１１３；１１３’）。
【請求項５】
前記スリーブ（１４３；１４３’）が前記制御弁本体（１１５；１１５’）内の拘束嵌合部位であり、および／または、少なくとも１つの高圧密閉部が前記スリーブと前記制御弁本体（１１５；１１５’）との間に形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御弁（１１３；１１３’）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御弁を備える燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射器のための制御弁に関する。本発明はまた、制御弁のための制御弁部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１、２ａおよび２ｂを参照しながら既知の燃料噴射器１を説明する。噴射器１が、噴射器本体３（ノズル保持部本体と称される場合がある）と、噴射器ノズル５と、移動可能に設置される噴射器ニードル７とを備える。噴射器ノズル５が、燃料を燃焼室（図示せず）内に噴射するために噴射器ニードル７によって選択的に開閉され得る複数のノズル孔（図示せず）を備える。ばね９が噴射器ニードル７を着座位置の方に付勢するためにばねチャンバ１１内に設けられ、着座位置ではノズル孔が閉じられる。
【０００３】
燃料噴射器１が、噴射器ニードル７を制御するための平衡制御弁（ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｖａｌｖｅ）１３をさらに備える。制御弁１３が、制御弁本体１５と、制御チャンバ１９内に設置される制御弁部材１７とを備える。制御弁部材１７が、案内バレル２１と、小さい直径を有するステム２２とを備える。円錐弁２３が、制御弁１３を閉じるために制御弁本体１５内に形成される弁座２４内に位置するようにステム２２の上方に形成される。電気機械ソレノイド２５が、制御弁部材１７を作動させて低圧燃料戻り経路２７を選択的に開閉するのを可能にするために設けられる。制御チャンバ１９の側壁が、制御弁部材１７の案内バレル２１と協働するための弁案内部２９を形成する。
【０００４】
燃料供給経路３１が高圧燃料ポンプ（図示せず）から燃料ノズル５およびばねチャンバ１１へと燃料を供給する。また、制御チャンバ１９が高圧燃料通路３３を介して燃料供給経路３１に流体連通される。
【０００５】
制御弁１３が閉じられると、ばねチャンバ１１と低圧燃料戻り経路２７との間の流体連通が閉じられる。したがって、噴射器ノズル５とばねチャンバ１１の燃料圧力が等しくなり、ばね９が、ノズル孔が閉じられる着座位置へと噴射器ノズル７を付勢する。
【０００６】
逆に、制御弁１３が開けられると、低圧燃料戻り経路２７に対してばねチャンバ１１を流体連通させる経路が形成され、それによりばねチャンバ１１内の燃料圧力が低下する。噴射器ノズル５内の燃料圧力がばねチャンバ１１内の燃料圧力より高くなり、噴射器ノズル７に適用される圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）がばね９の付勢力に打ち勝つようになる。噴射器ニードル７がその着座位置から上昇してノズル孔を開け、図１に示されるように燃料チャンバ内に燃料を噴射することが可能となる。
【０００７】
ソレノイド共通レール噴射器上で、制御弁１３が燃料の漏洩を制御するための重要な部分として機能する。漏洩が発生するとエネルギーが損失し、これは噴射器１を使用する車両のＣＯ２の排出に直接に影響する。使用時、燃料噴射器１では２つの形態の漏洩が起こる：
（ａ）動的漏洩−噴射中に制御弁１３が開くことによる漏洩
（ｂ）静的漏洩−制御弁１３が閉じられおり、燃料噴射１が噴射していないときに、制御弁部材１７と弁案内部２９との間で起こる漏洩。
制御弁は開いている時間より閉じている時間の方が長いことから、静的漏洩の影響の方が大きい。静的漏洩に影響するファクタには：案内部クリアランス；案内部の長さ；噴射器・エンジン組立体のクリアランスの増加量；および、圧力によるクリアランスの増加量、が含まれる。
【０００８】
圧力を原因とする制御弁１３内での静的漏洩は、特に、燃焼室に噴射される燃料のために動作圧が継続的に高くなる（２２０ＭＰａ（２２００バール）から３００ＭＰａ（３０００バール））傾向にあることに関連する。制御チャンバ１９内の高圧燃料が径方向荷重を加え、この径方向荷重が制御弁本体１５を変形させる可能性がある。同様に、径方向荷重が制御弁部材１７にも加えられ、それにより変形する可能性がある。制御弁本体１５および／または制御弁部材１７が変形することにより、制御弁１３内のクリアランスが増大し、それにより静的漏洩が増大する可能性がある。
【０００９】
図２Ａに示される制御弁１３に重ね合わされる第１のプロットＰ１によって示されるように、圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配により制御弁本体１５が変形する。ステム２２に作用する圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配が図２Ｂに示される制御弁１３に重ね合わされる第２のプロットＰ２によって示される。圧力下の制御弁本体１５および制御弁部材１７の長さ（ｍｍ）の相対的な偏向が図３にグラフに示される（制御弁本体１５および制御弁部材１７の拡大図がグラフに平行して示される）。制御弁本体１５と制御弁部材１７との間の初期のクリアランスＣが高圧燃料通路３３の入口の近位側でＣまで増大する。制御チャンバ１９内の作動圧によりクリアランスが増大すると、制御弁１３内で静的漏洩が大量に発生する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、少なくとも好適な実施形態において、従来技術の燃料噴射器および制御弁に関連する問題の少なくとも一部を解消するかまたは軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様では、本発明は燃料噴射器のための制御弁に関連し、この制御弁が：
制御弁本体と；
高圧燃料のための供給通路と；
制御チャンバおよび圧力補償チャンバであって、制御チャンバおよび圧力補償チャンバの両方が供給通路に流体連通される、制御チャンバおよび圧力補償チャンバと；
制御チャンバ内の燃料圧力を制御するための制御弁部材と
を備え、
圧力補償チャンバが制御チャンバから径方向外側に離間される。
【００１２】
圧力補償チャンバが、制御弁本体に適用される圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）を少なくとも部分的に平衡させる。高圧燃料が制御チャンバ内に導入されると、制御弁本体が変形することが軽減され得る。したがって、制御弁の動作中に制御弁本体と制御弁部材との間のクリアランスが増大することが軽減され得る。これにより、本発明が制御弁からの静的漏洩を低減することができる。制御弁はディーゼル燃料噴射器で使用され得る。燃料の動作圧は２００ＭＰａ（２０００バール）を超えてよく、３００ＭＰａ（３０００バール）を超える場合もある。
【００１３】
使用時、制御弁部材が、制御チャンバ内の燃料圧力を制御するために開位置と閉位置との間を移動することができる。制御弁部材が制御チャンバ内に設置され得る。具体的には、制御弁部材が制御チャンバ内に移動可能に設置され得る。制御弁部材が、制御チャンバの側壁と協働するための案内バレルを備えることができる。少なくとも特定の実施形態では、圧力補償チャンバが制御弁部材を通過する漏洩を低減することができる。制御チャンバが長手方向軸を有することができ、制御弁部材が上記の長手方向軸に沿って移動することができる。
【００１４】
２つ以上の圧力補償チャンバが制御チャンバの周りに設けられ得ることを認識されたい。別法として、圧力補償チャンバが環状チャンバを備えることができる。環状チャンバが制御チャンバの周りを部分的にまたは完全に延在することができる。環状チャンバが少なくとも大部分が密閉される第１および第２の上側端部を備えることができる。制御チャンバおよび圧力補償チャンバが同軸に配置され得る。圧力補償チャンバが制御チャンバの径方向外側に配置され得る。これにより、制御チャンバと圧力補償チャンバとの間の圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）を平衡させるのを補助することができる。制御チャンバが供給通路に直接に流体連通されるか圧力補償チャンバを介して間接的に流体連通される状態を維持され得る。圧力補償チャンバが供給通路に流体連通される状態を維持され得る。
【００１５】
制御チャンバおよび圧力補償チャンバが互いに流体連通される状態で維持され得る。１つまたは複数の開口部が制御チャンバと圧力補償チャンバとの間に設けられ得る。制御弁部材が上記の開位置および上記の閉位置のいずれにある場合でも、制御チャンバおよび圧力補償チャンバが互いに流体連通される状態で維持され得る。
【００１６】
スリーブまたは挿入具が、圧力補償チャンバおよび／または制御チャンバを形成するために制御弁本体内に位置してよい。制御チャンバがスリーブの内部に形成され得、圧力補償チャンバがスリーブの外部に形成され得る。圧力補償チャンバが、スリーブの外側表面と、制御弁本体内に形成される孔の内側表面との間に形成され得る。スリーブが制御弁本体に固定されて設置され得る。スリーブと制御弁本体との間のインターフェースが密閉され得、それにより静的漏洩が軽減されるかまたは回避される。スリーブは制御弁本体内にある拘束嵌合部位（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  ｆｉｔ）であってよい。別法としてまたは加えて、少なくとも１つの高圧密閉部がスリーブと制御弁本体との間に形成されてよい。
【００１７】
スリーブは制御弁本体内に形成される孔内にある締まり嵌めであってよい。１つまたは複数の支承表面が、制御弁本体とスリーブとの間に密閉部を形成するように設けられ得る。１つまたは複数の支承表面が、スリーブに係合されるように孔内に形成され得、および／または、孔に係合されるようにスリーブ内に形成され得る。１つまたは複数の支承軸受が環状であってよく、例えば環状突出部を形成することができる。第１および第２の支承表面が上記のスリーブに係合されるように上記の制御弁本体内に形成され得、および／または、第１および第２の支承表面が上記の制御弁本体に係合されるように上記の挿入具上に形成され得る。第１および第２の支承表面が異なる直径を有することができる。例えば、第１の支承表面が第２の支承表面より大きい直径を有することができる。第１の支承表面が第２の支承表面の上方に配置され得る。この構成により、スリーブを制御弁本体内に位置させることが容易となり得る。
【００１８】
スリーブが、上記の開位置と上記の閉位置との間で移動するときの制御弁部材を誘導することができる。制御弁部材の案内バレルが制御弁部材を誘導するためにスリーブと協働することができる。円周状凹部が制御弁部材および／またはスリーブ内に形成され得る。円周状凹部が、圧力補償チャンバと同軸となるように構成され得る環状領域を形成する。高圧燃料を制御チャンバに導入するための入口が円周状凹部内に開いていてよい。
【００１９】
スリーブの内側表面が制御弁部材と密閉部を形成することができる。挿入具が制御弁のための弁座を画定することができる。弁座が、例えば、制御弁部材のテーパセクションと協働するための切頂円錐表面を備えることができる。
【００２０】
別の態様では、本発明は制御チャンバ内の燃料圧力を制御するための制御弁部材に関連し、制御弁部材が高圧燃料供給源に連通されるための圧力補償キャビティを備える。高圧燃料を制御弁部材内の圧力補償キャビティに入れるのを可能にすることにより、制御弁部材を変形させる可能性がある圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）を低下させることができる。
【００２１】
複数の圧力補償キャビティが形成されてよく、例えば、高圧燃料供給源に各々が動作可能に流体連通される長手方向孔によって画定される。圧力補償チャンバが環状チャンバまたは円筒形チャンバであってよい。圧力補償キャビティが制御弁部材の長手方向軸に沿って延在することができる。
【００２２】
圧力補償キャビティが、弁部材の外側円筒形表面と同軸となるように構成される円筒形孔であってよい。この構成により、使用時、力を平衡させるように圧力を均一にするのを補助することができる。
【００２３】
圧力補償キャビティが、案内部部分および制御弁部材のステムに沿って少なくとも部分的に延在することができる。
【００２４】
圧力補償キャビティが第１の端部および第２の端部を有することができる。圧力補償キャビティの第１の端部が、高圧燃料供給源に連通されるための少なくとも１つの開口部を備えることができる。圧力補償キャビティの第２の端部が、例えばプラグにより、密閉され得る。
【００２５】
本発明は、本明細書で説明される制御弁および／または本明細書で説明される制御弁部材を備える燃料噴射器に関連する。本明細書で説明される制御弁および制御弁部材は互いに独立して使用されても組み合わせで使用されてもよい。
【００２６】
別の態様では、本発明は燃料噴射器のための噴射器ノズルに関連し、噴射器ノズルが：高圧燃料のための供給通路と；噴射器ニードルのための噴射器チャンバとを備え、噴射器ノズルが圧力補償チャンバをさらに備え、圧力補償チャンバが噴射器チャンバから径方向外側に離間される。圧力補償チャンバおよび噴射器ニードルが供給通路に流体連通される。
【００２７】
別の態様では、本発明は燃料噴射器のための噴射器ニードルに関連し、噴射器ニードルが、高圧燃料供給源に連通されるための圧力補償キャビティを備える。
【００２８】
本明細書で使用される頂部および底部という用語は添付図面に示される燃料噴射器の向きを基準とし、本発明の範囲を制限することを意図されない。
【００２９】
次に、単に例として添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術の燃料噴射器を示す図である。
【図２】図２Ａは、図１に示される従来技術の燃料噴射器の制御弁で形成される圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配を示す図である。図２Ｂは、図１に示される従来技術の燃料噴射器の制御弁で形成される圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配を示す図である。
【図３】図２に示される制御弁の制御弁本体と制御弁部材との間の動作クリアランスを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による燃料噴射器を示す図である。
【図５】本発明による圧力補償制御弁を示す図である。
【図６】本発明による制御弁の制御弁本体と制御弁部材との間の動作クリアランスを示す図である。
【図７】図５に示される本発明による制御弁の第１の変形例を示す図である。
【図８】図５に示される本発明による制御弁の第２の変形例を示す図である。
【図９】本発明の変形例による圧力補償制御弁部材を示す図である。
【図１０】本発明による噴射器ノズルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、図４から６を参照しながら本発明による燃料噴射器１０１を説明する。燃料噴射器１０１はディーゼル燃料噴射器システムで特定の用途を有する。燃料噴射器１０１の動作は本明細書で説明される従来技術の燃料噴射器１と概して同じであることから、本発明の主題である圧力補償要素に焦点を当てて説明する。
【００３２】
燃料噴射器１０１が、噴射器本体１０３（ノズル保持部本体とも称される）と、ノズル本体１０４と、噴射器ノズル１０５と、移動可能に設置される噴射器ニードル１０７とを備える。噴射器ノズル１０５が、燃料を燃焼室（図示せず）内に噴射するために燃料器ニードル１０７によって選択的に開閉され得る複数のノズル孔（図示せず）を備える。ばね１０９が噴射器ニードル１０７を着座位置の方に付勢するためにばねチャンバ１１１内に設けられ、着座位置ではノズル孔が閉じられる。
【００３３】
燃料噴射器１０１が、図５に示される制御弁１１３をさらに備える。制御弁１１３が、制御弁本体１１５と、円筒形制御チャンバ１１９内に設置される制御弁部材１１７とを備える。制御弁部材１１７が、案内バレル１２１と、ステム１２２と、円錐弁１２３とを備える。電気機械ソレノイド１２５が制御弁部材１１７を作動させ、高圧燃料通路１３３（燃料供給経路１３１に流体連通される）と低圧燃料戻り経路１２７との間の連通を制御する。
【００３４】
制御チャンバ１１９の側壁が、制御弁本体１１５内に形成される孔１３７内に位置する円筒形挿入具１３５によって画定される。また、円筒形挿入具１３５の頂部が、制御弁部材１１７の円錐弁１２３を受けるための弁座１２４を画定する。円錐弁１２３が弁座１２４内に着座すると、制御弁１１３が閉じられ、制御チャンバ１１９と低圧戻り経路１２７との間の流体連通が阻止される。
【００３５】
外側環状凹部１３９が挿入具１３５の外側表面１４１に形成され、それにより、高圧燃料通路１３３に流体連通される状態を維持される圧力補償チャンバ１４３が形成される。外側環状凹部１３９が、挿入具１３５を密閉的に設置するための孔１３７内の拘束嵌合部位である頂部フランジ１４５および底部フランジ１４７を画定する。内側環状凹部１４９が制御弁部材１１７のステム１２２に一致する挿入具１３５の内側表面１５１に形成され、それにより制御チャンバ１１９が形成される。開口部１５３が挿入具１３５に形成され、それにより圧力補償チャンバ１４３と制御チャンバ１１９との間の流体連通が維持される。この実施形態では、開口部１５３が挿入具１３５の長手方向軸に対して傾斜し、それにより高圧燃料通路１３３の延長部（ｃｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｎ）が形成される。
【００３６】
圧力補償チャンバ１４３および制御チャンバ１１９が同軸に構成され、圧力補償チャンバ１４３が制御チャンバ１１９の径方向外側で離間される。圧力補償チャンバ１４３が高圧燃料通路１３３に直接に流体連通される。制御チャンバ１１９が、挿入具１３５内に形成される開口部１５３を介して高圧燃料通路１３３に間接的に流体連通される。
【００３７】
開口部１５３が流体連通を維持し、それにより、制御チャンバ１１９と圧力補償チャンバ１４３との間で圧力が均一となる。使用時、制御チャンバ１１９内の高い圧力から得られる力が、圧力補償チャンバ１４３内で発生する力によって平衡される。制御チャンバ１１９内で発生する圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配が図５の第３のプロットＰ３によって示される。圧力補償チャンバ１４３内で発生する対応する圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配が第４のプロットＰ４によって示される。それにより、圧力補償チャンバ１４３が制御弁部材１１７および制御チャンバ１１９が変形するのを軽減するように機能する。第１の実施形態による制御弁１１３からの静的漏洩が低減され得る。
【００３８】
制御弁本体１１５、ステム１２３および挿入具１３５の、２２０ＭＰａ（２２００バール）の一定の動作圧の場合のそれらの長さ（ｍｍ）に沿う相対変形を示すグラフが図６に示される。制御弁本体１１５の変形が第１の変形プロットＤ１によって示され、ステム１２３の変形が第２の変形プロットＤ２によって示され、挿入具１３５の変形が第３の変形プロットＤ３によって示される。
【００３９】
制御弁１１３が加圧されない場合、製造クリアランスＣＭが制御弁本体１１５とステム１２３との間で特定される。従来技術の制御弁１３（圧力補償チャンバ１４３を含まない）では、通常の動作条件下で、高圧燃料が導入されることにより、制御弁本体１５内の孔の直径が第１のクリアランスＣ１だけ増大し、ステム２３の直径が第２のクリアランスＣ２だけ減少する。動作条件下で、制御弁本体１５とステム２３との間の合計のクリアランスＣＴが方程式ＣＴ＝ＣＭ＋Ｃ１＋Ｃ２によって与えられる。対照的に、補償チャンバ１４３を用いることにより、制御弁本体１１５内の孔の直径が変化してもステム１２３のクリアランスは変化しない。さらに、圧力補償チャンバ１４３内に高圧燃料が導入されると、挿入具１３５の直径が第３のクリアランスＣ３だけ減少する。したがって、動作条件下で、ステム１２３と挿入具１３５との間の合計のクリアランスＣＴが方程式ＣＴ＝ＣＭ＋Ｃ２−Ｃ３によって与えられる。実際には、第３のクリアランスＣ３が製造クリアランスＣＭとほぼ等しくなる可能性があり、その場合、合計のクリアランスＣＴがステム１２３の直径の減少量に実質的に等しくなる。燃料の動作圧が増加するとステム１２３と挿入具１３５との間の合計のクリアランスＣＴが減少することを認識されたい。燃料噴射器１０１の動作が本明細書で説明される従来技術の燃料噴射器１の動作と等しいことを認識されたい。
【００４０】
本発明の第１の実施形態による制御弁１１３’の第１の変形例が図７に示される。同様の構成要素には同様の参照符号が使用される。ただし、分かり易いように、修飾文字のダッシュを付け加えている。
【００４１】
制御弁１１３’が、制御弁本体１１５’内に形成される孔１３７’内に位置する変形例による挿入具１３５’を備える。頂部フランジ１４５および底部フランジ１４７と制御弁本体１１５’との間に締まり嵌めを形成するのではなく、挿入具１３５を密閉的に設置するために頂部高圧環状密閉部１５５および底部高圧環状密閉部１５７が形成される。さらに、変形例による挿入具１３５’内の開口部１５３’が、制御チャンバ１１９’と圧力補償チャンバ１４３’との間の流体連通を維持するように径方向に延在する。
【００４２】
第１の変形例による制御弁１１３’の動作は上述した第１の実施形態の動作から変更されない。圧力補償チャンバ１４３’内で発生する圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）勾配が図７の第５のプロットＰ５によって示される。
【００４３】
本発明の第１の実施形態による制御弁１１３’’の第２の変形例が図８に示される。分かり易いように２つの修飾文字が接尾されるが、同様の構成要素には同様の参照符号が使用される。
【００４４】
制御弁１１３’’が、制御弁本体１１５’’内に形成される孔１３７’’内に位置する挿入具１３５’’と、挿入具１３５’’内に移動可能に設置される制御弁部材１１７’’とを備える。挿入具１３５’’は制御チャンバ１１９’’を形成する円筒形スリーブである。この構成では、挿入具１３５’’が外側表面１４１’’を有する。制御弁部材１１７’’が、案内バレル１２１’’と、ステム１２２’’と、円錐弁１２３’’とを備える。ステム１２２’’が案内バレル１２１’’より小さい直径を有する。内側環状凹部１４９’’が制御弁部材１１７’’のステム１２２’’に一致するように挿入具１３５’’の内側表面１５１’’内に形成され、それにより、制御弁部材１１７’’と挿入具１３５’’との間に環状領域が形成される。制御弁部材１１７’’の動作は本明細書で説明される第１の実施形態の動作から変更されない。
【００４５】
圧力補償チャンバ１４３’’が挿入具１３５’’の周りに同軸に形成され、高圧燃料通路１３３’’に流体連通される状態で維持される。第１および第２の開口部１５３’’が、制御弁部材１１７’’と挿入具１３５’’のステム１２２’’との間に形成される環状領域に一致するように挿入具１３５’’内に形成される。第１および第２の開口部１５３’’が圧力補償チャンバ１４３’’と制御チャンバ１１９’’との間の流体連通を維持する。したがって、制御チャンバ１１９’’が圧力補償チャンバ１４３’’を介して高圧燃料通路１３３’’に流体連通される状態で維持される。使用時、燃料圧力が制御チャンバ１１９’’と圧力補償チャンバ１４３’’との両方で等しくなり、それにより挿入具１３５’’に作用する圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）が平衡される。
【００４６】
第１の（頂部）支承表面１６７および第２の（底部）支承表面１６９が孔１３７’’内に形成される。第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９は径方向内側に延在する環状突出部である。挿入具１３５’’は第１の環状支承表面１６７および第２の環状支承表面１６９との締まり嵌めである。第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９が、摩擦および上記の締まり嵌めにより、軸方向の定位置で挿入具１４３’’を固定する。さらに、第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９が圧力補償チャンバ１４３’’の頂部および底部をそれぞれ画定する。第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９が挿入具１３５’’の外側表面１４１’’に密閉的に係合され、それにより圧力補償チャンバ１４３’’を密閉する。また、挿入具１４３’’を密閉することおよび挿入具１４３’’固定して設置することを強化するために、接着オペレーションおよび／または結合オペレーションが任意選択で実施され得る。
【００４７】
制御弁１１３’’を組み立てるのを容易にするために、挿入具１３５’’と制御弁本体１１５’’との間の形成される底部密閉部の直径が、挿入具１３５’’と制御弁本体１１５’’との間に形成される頂部密閉部の直径より小さくてよい。この構成では、第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９が異なる直径を有する。第１の支承表面１６７が第２の支承表面１６９より大きい直径を有し、それにより挿入具１３５’’を挿入することが容易になる。この構成により、第１の支承表面１６７を損傷させることなく制御弁本体１１４’’内に挿入具１３５’’を位置させることが容易になる。挿入具１３５’’の外側表面１４１’’は、第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９の異なる直径に適合するような形状を有することができる。例えば、挿入具１３５’の外側表面１４１’’は円錐形状を形成するためにその底部端部に向かってテーパ状になっていてよい。別法として、外側表面１４１’’が、第１の支承表面１６７および第２の支承表面１６９に係合されるための第３および第４の支承表面（図示せず）を備えることができる。
【００４８】
第２の変形例による制御弁１１３’’の動作は上述した第１の実施形態の動作と同じである。
【００４９】
圧力補償チャンバ１４３’’と制御チャンバ１１９’’との間の流体連通を維持するために第１および第２の開口部１５３’’を有するものとして制御弁１１３’’の第２の変形例を説明してきた。単一の開口部１５３’’が設けられ得るかまたは３つ以上の開口部１５３’’が設けられ得ることを認識されたい。例えば、流体連通を維持するために最大で１０個の上記の開口部１５３’’が設けられ得る。
【００５０】
制御弁本体１１５に適用される圧力をオフセットするための本明細書で説明される圧力補償技術は制御弁部材１１７でも採用され得る。変形例による制御弁部材１１７’が図９に示される。圧力補償キャビティ１５９が、入口通路１６１を介して制御チャンバ１１９に連通されるために制御弁部材１１７’内部に形成される。圧力補償キャビティ１５９が制御弁部材１１７の長手方向軸Ｘに沿って延在し、入口通路１６１が横方向に延在する。圧力補償キャビティ１５９は、制御弁部材１１７を穿孔してプラグ（図示せず）を挿入することにより、形成され得る。別法として、制御弁部材１１７が、制御弁ステム１２３上に嵌合される中空円筒を備えることができる。
【００５１】
使用時、矢印Ａで示されるように、高圧燃料が高圧燃料通路１３３から制御チャンバ１１９に入って圧力補償キャビティ１５９を充填する。制御弁部材１１７内で得られる圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）が径方向外側に作用し、それにより、制御弁部材１１７の外側に適用される圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｒｃｅ）が平衡される。それにより、圧力補償チャンバ１５９が制御弁部材１１７が変形するのを軽減するのを補助することができる。圧力補償チャンバ１５９は、制御弁１１３、１１３’’が開いているときのみ、低圧戻り経路１２７に流体連通される。
【００５２】
圧力等化キャビティが制御弁部材１１７の案内バレル１２１を通って下方向に延在するものとして示されているが、制御弁部材１１７の円錐弁１２３まで上向きに延在してもよい。
【００５３】
特定のタイプの燃料噴射器１０１を参照しながら制御弁１１３および制御弁部材１１７を説明してきたが、別のタイプの燃料噴射器で組み合わされて、または独立して設けられてもよいことを理解されたい。
【００５４】
本明細書で説明される圧力補償技術は別の用途を有することもできる。例えば、圧力補償チャンバは噴射器ノズル１０５内に設けられてもよい。本発明の第１の実施形態による燃料噴射器１０１の変形例が図１０に示される。やはり、分かり易いように修飾文字が接尾されるが、同様の構成要素には同様の参照符号が使用される。
【００５５】
円筒形ノズル挿入具１６３がノズル圧力補償チャンバ１６５を画定するために噴射器ノズル１０５’内に設けられる。ノズル挿入具１６３が噴射器ニードル１０７’に同軸に構成され、噴射器ニードル１０７’の周りに密閉部を形成する。ノズル圧力補償チャンバ１６５がノズル挿入具１６３とノズル本体１０４’との間に位置し、燃料供給経路１３１’に流体連通される状態を維持する。それにより、ノズル圧力補償チャンバ１６５が噴射器ニードル１０７’の周りのノズル本体１０４’が変形するのを軽減する。通常の動作条件時、噴射器ニードル１０７’の周りの密閉部が維持され得る。また、ノズル挿入具１６３が、噴射器ニードル１０７’が噴射器ノズル１０５’内を移動するときの噴射器ニードル１０７の案内を改善することができる。
【００５６】
別法としてまたは加えて、圧力補償キャビティが噴射器ニードル１０７内に設けられてもよい。これらの変形例（独立するかまたは組み合わされる）が圧力下で噴射器ニードル１０７を案内すること改善することができ、弁座に到達するときに噴射器ニードル１０７が遊動する（floating）のを軽減させることができる。
【００５７】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明される制御弁および制御弁部材に対して種々の変更および修正がなされ得ることを認識されたい。本発明の別の態様を以下の番号付きのパラグラフに記載する。
１．  燃料噴射器のための制御弁であって、制御弁が、
制御弁本体と、
高圧燃料のための供給通路と、
制御チャンバおよび圧力補償チャンバであって、制御チャンバおよび圧力補償チャンバの両方が供給通路に流体連通される、制御チャンバおよび圧力補償チャンバと、
制御チャンバ内の燃料圧力を制御するための制御弁部材と
を備え、
圧力補償チャンバが制御チャンバから径方向外側に離間される、
制御弁。
２．圧力補償チャンバが環状チャンバを備える、パラグラフ１に記載の制御弁。
３．制御チャンバおよび圧力補償チャンバが同軸に配置される、パラグラフ１に記載の制御弁。
４．制御チャンバが圧力補償チャンバを介して供給通路に流体連通される、パラグラフ１に記載の制御弁。
５．制御弁本体内に位置するスリーブを備え、圧力補償チャンバがスリーブの外側表面と制御弁本体との間に形成される、パラグラフ１に記載の制御弁。
６．スリーブが制御弁本体内の拘束嵌合部位であり、および／または、少なくとも１つの高圧密閉部がスリーブと制御弁本体との間に形成される、パラグラフ１に記載の制御弁。
７．第１および第２の支承表面が上記スリーブに係合されるために上記制御弁本体内に形成されるか、または、第１および第２の支承表面が上記制御弁本体に係合されるために上記挿入具上に形成される、パラグラフ５に記載の制御弁。
８．上記第１および第２の支承表面が異なる直径を有する、パラグラフ７に記載の制御弁。
９．スリーブの内側表面が制御弁部材との密閉部を形成する、パラグラフ１に記載の制御弁。
１０．制御弁部材が制御チャンバ内に設置される、前記請求項のいずれか１項に記載の制御弁。
１１．制御チャンバ内の燃料圧力を制御するための制御弁部材であって、制御弁部材が高圧燃料供給源に連通されるための圧力補償キャビティを備える、制御弁部材。
１２．圧力補償キャビティが制御弁部材の長手方向軸に沿って延在する、パラグラフ１１に記載の制御弁部材。
１３．圧力補償キャビティが弁部材の外側円筒形表面と同軸となるように構成される円筒形孔である、パラグラフ１１に記載の制御弁部材。
１４．圧力補償キャビティが制御弁部材の案内部部分に少なくとも部分的に沿って延在する、パラグラフ１１に記載の制御弁部材。
１５．圧力補償キャビティが第１の端部および第２の端部を有し、第１の端部が高圧燃料供給源に連通されるための少なくとも１つの開口部を有し、第２の端部が密閉される、パラグラフ１１に記載の制御弁部材。
１６．燃料噴射器のための噴射器ノズルであって、噴射器ノズルが
高圧燃料のための供給通路と、
噴射ニードルのための噴射器チャンバと
を備え、
噴射器ノズルが圧力補償チャンバをさらに備え、
圧力補償チャンバが噴射器チャンバから径方向外側に離間される、
噴射器ノズル。
１７．燃料噴射器のための噴射器ニードルであって、噴射器ニードルが高圧燃料供給源に連通されるための圧力補償キャビティを備える、噴射器ニードル。
１８．パラグラフ１に記載の制御弁、ならびに／あるいは、パラグラフ１１に記載の制御弁部材、ならびに／あるいは、パラグラフ１６に記載の噴射器ノズル、ならびに／あるいは、パラグラフ１７に記載の噴射器ニードル、を備える燃料噴射器。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【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】
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【図１０】
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