(57)【要約】  燃料噴射バルブの制御装置５２は、第１中間プレート１２に滑り嵌め５８´で案内されたキノコ形の中間バルブ部材５６を有する。制御ピストン２８´を有し、噴射開口を開閉して間欠的な噴射行程を実行するための噴射バルブ部材２８は、ガイドスリーブ３６及び第１中間プレート１２の下面１２ａと共に制御室５４を形成する。第１中間プレート１２とハウジング本体１０との間に第２中間プレート１４が配置され、この第２中間プレート１４は、中間バルブ部材５６のキノコ形の軸部５８の端部側に流体力学的に接続するバルブ室７０を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブ（１）であって、
ハウジング本体（１０）と噴射バルブシート（４４）を含むノズル本体（１６）とを有するハウジング（６）と、該ハウジング（６）に配置されて、高圧燃料入口（２０）及び前記噴射バルブシート（４４）に接続された高圧室（４２；９０）と、前記ハウジング（６）に縦方向に移動可能に配置されて前記噴射バルブシート（４４）と協働する噴射バルブ部材（２８）と、一端が前記噴射バルブ部材（２８）に支持されて、前記噴射バルブシート（４４）に向けて閉弁力を作用させ、他端がガイドスリーブ（３６；７８）に支持されると共に該ガイドスリーブ（３６；７８）を中間部分（１７）に気密的に押付ける圧縮バネ（３４）とを備え、
前記ガイドスリーブ（３６；７８）は、該ガイドスリーブ（３６；７８）に案内された前記噴射バルブ部材（２８）の制御ピストン（２８）と共に、前記高圧室（４２；９０）に対して制御室（５４）を区画し、
更に、前記制御室（５４）の圧力を変化させることによって前記噴射バルブ部材（２８）の軸方向の移動を制御する制御装置（５２；５２´；５２´´；５２´´´；８８）と、中間バルブ部材（５６）が開弁位置で高圧入路（７６、９６）を前記制御室（５４）に開放し、閉弁位置で前記制御室（５４）を前記高圧入路（７６、９６）から分離し、また、前記制御室（５４）を絞り通路（６８）を除いてバルブ室（７０）から分離する中間バルブ（５６´）と、前記バルブ室（７０）を低圧燃料リターン（５０）に接続し、また、該低圧燃料リターン（５０）から分離するための電気的に作動されるアクチュエータ構造（２４）とを備え、
前記中間バルブ部材（５６）は、前記制御室（５４）を前記絞り通路（６８）を除いて前記バルブ室（７０）から常時分離することを特徴とする燃料噴射バルブ。
【請求項２】
前記中間バルブ部材（５６）は、キノコ形で、その頭部が前記高圧入路（７６、９６）を制御し、その軸部（５８）で前記中間部分（１７）に滑り嵌め（５８´；９４´；９４´´）で案内され、これにより、前記バルブ室（７０）を区画することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項３】
前記滑り嵌め（５８´；９４´）は、緊密な滑り嵌め（close sliding fit）であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項４】
前記中間バルブ（５６´）は、開弁位置において、前記絞り通路（６８）よりも実質的に大きい断面積を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項５】
前記中間部分（１７）に、前記中間バルブ部材（５６）と協働する平坦なシートが形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃焼噴射バルブ。
【請求項６】
前記中間部分（１７）に前記中間バルブ部材（５６）と協働する円錐状のシートが形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項７】
中間バルブ（５６´）は、閉弁位置において、前記高圧入路（７６、９６）から前記滑り嵌め（５８´、９４´、９４´´）への燃料通路を閉止することを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項８】
前記中間バルブ部材（５６）は、圧縮バネ（６６）の力によって開弁位置へ向けて常時付勢されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項９】
前記アクチュエータ構造（２４）は、アクチュエータバルブ部材（７２）を有し、このアクチュエータバルブ部材（７２）は、前記バルブ室（７０）内に移動して、出口通路（７３）を開き、その移動によって、ピストン要素（８０）を共動させて前記制御室（５４）の容積を減少させ、また、反対方向に移動して前記出口通路（７３）を閉じ、前記ピストン要素（８０）は、前記アクチュエータバルブ部材（７２）に常時当接して前記バルブ室（７０）の容積を減少させることを特徴とする請求１から８のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１０】
前記バルブ室（７０）から通じる出口通路（１１０）が、好ましくは、別体の出口要素（１０９；１１４）に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１１】
前記出口通路（１１０）、前記中間バルブ部材（５６）、前記ガイドスリーブ（７８）及び前記噴射バルブ部材（２８）は、当該燃料噴射バルブの縦軸（１０２）上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１２】
内燃機関の燃焼室に燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブ（１）であって、
ハウジング本体（１０）と噴射バルブシート（４４）を含むノズル本体（１６）とを有するハウジング（６）と、該ハウジング（６）に配置されて、高圧燃料入口（２０）及び前記噴射バルブシート（４４）に接続された高圧室（４２；９０）と、前記ハウジング（６）に縦方向に移動可能に配置されて前記噴射バルブシート（４４）と協働する噴射バルブ部材（２８）と、一端が前記噴射バルブ部材（２８）に支持されて、前記噴射バルブシート（４４）に向けて閉弁力を作用させ、他端がガイドスリーブ（３６；７８）に支持されると共に該ガイドスリーブ（３６；７８）を中間部分（１７）に気密的に押付ける圧縮バネ（３４）とを備え、
前記ガイドスリーブ（３６；７８）は、該ガイドスリーブ（３６；７８）に案内された前記噴射バルブ部材（２８）の制御ピストン（２８）と共に、前記高圧室（４２；９０）に対して制御室（５４）を区画し、
更に、前記制御室（５４）の圧力を変化させることによって前記噴射バルブ部材（２８）の軸方向の移動を制御する制御装置（５２；５２´；５２´´；５２´´´、８８；１０４、１４２）と、高圧入路（７６、９６）とバルブ室（７０）との間の接続を制御し、前記制御室（５４）とバルブ室（７０）とを互いに常時接続するバルブ部材（５６；１２０、１４４）と、前記バルブ室（７０）から低圧燃料リターン（５０）へ通じる出口通路（７３；１１０；１２４）を閉止及び開放するための電気的に作動されるアクチュエータ構造（２４）と、前記制御室（５４）と前記出口通路（７３；１１０；１２４）との間に配置された少なくとも１つの絞り通路（６８）とを備え、
前記アクチュエータ構造（２４）のフルストローク時の前記出口通路（７３；１１０；１２４）の開口断面積は、単一の前記絞り通路（６８）の断面積よりも大きく、この場合、前記噴射バルブ部材（２８）の開弁運動は、前記絞り通路（６８）のみによって制御されることを特徴とする燃料噴射バルブ。
【請求項１３】
前記出口通路（１１０；１２４）の開口断面積は、前記絞り通路（６８）の断面積の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１２に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１４】
前記中間部分（１７）は、ノズル本体側の第１中間プレート（１２）及び該第１中間プレート（１２）に大きな面積にわたって当接するハウジング本体側の第２中間プレート（１４）を有し、前記バルブ室（７０）は、前記第２中間プレート（１４；１０６）によって周方向に仕切られ、また、前記ハウジング本体（１０）及び前記第１中間プレート（１２；１０４）によって端面が仕切られていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１５】
前記滑り嵌め（５８´）は、前記第１中間プレート（１２；１０４）に形成されていることを特徴とする請求項２又は１４に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１６】
前記アクチュエータ構造（２４）は、縦軸（８）に対してオフセットしたアクチュエータ軸（８´）上に配置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１７】
前記中間部分（１７）は、ノズル本体側の第１中間プレート（１２）及び該第１中間プレート（１２）に大きな面積にわたって当接するハウジング本体側の第２中間プレート（１４、１０６）を有し、前記バルブ室（７０）は、前記第２中間プレート（１４、１０６）によって周方向に仕切られ、前記ハウジング本体（１０）及び前記第１中間プレート（１２、１０４）によって端面が仕切られ、また、前記バルブ部材（１２０；１４４）は、前記バルブ室（７０）に配置されて、前記低圧燃料リターン（５０）に接続する第１平坦シートバルブ（１２４）及び前記高圧室（４２）に接続する反対側の第２平坦シートバルブ（１２８）を制御する平坦シートバルブ部材として設計されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１８】
前記第１及び第２平坦シートバルブ（１２４、１２８）は、共通のバルブ部材（１２０；１４４）と共に、２／３方弁を形成することを特徴とする請求項１７に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１９】
前記バルブ部材（１２０；１４４）のストロークは、該バルブ部材（１２０；１４４）と前記第２中間プレート（１４）との厚さの差によって規定されることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２０】
前記第１中間プレート（１２）は、前記高圧室（４２）を前記第２平坦シートバルブ（１２８）に接続する高圧ダクト（１２６）及び前記バルブ室（７０）を前記制御室（５４）に常時接続するための通路ボア（１３８；１４６）を有していることを特徴とする請求項１７から１９のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２１】
前記絞り通路（６８）は、前記バルブ部材（１４４）に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２２】
前記アクチュエータ構造（２４）は、前記低圧燃料リターン（５０）への燃料の流れをそのストロークの関数として制御し、前記噴射バルブ部材（２８）の開弁運動は、最大ストロークの場合よりも一部のストロークの場合のほうが、よりゆっくりと実行されることを特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に従った内燃機関の燃焼室内への燃料の間欠的な噴射のための燃料噴射バルブに関し、前記燃料噴射バルブは、好ましくはディーゼルエンジンに使用される。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの燃料噴射バルブは、例えば、特許文献１により公知である。更に、燃料噴射バルブは、例えば、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に開示されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０１９６３７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０２／０５３９０４号パンフレット
【特許文献３】欧州特許第０９７６９２４号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３７００６８７号明細書
【０００３】
特許文献１は、バルブ室の出口を制御するピエゾ電気アクチュエータを有する噴射バルブを示している。このバルブ室は、出口絞り通路を介して制御室に接続され、この制御室は、入口絞り通路を介して噴射バルブの高圧室に接続されている。この制御室の圧力が低下されると、噴射バルブ部材の制御ピストンの端面が解放され、その結果、噴射バルブ部材が開かれて燃料の噴射が実行されることになる。噴射の終了時に噴射バルブ部材を閉じるため、高圧室に接続される更なる通路がピエゾ電気アクチュエータによって開かれ、その結果、入口絞り通路に加えて出口絞り通路を通して制御室内への燃料の流入が実行されることなる。正確な開弁動作を実行するために、第一に、多数の噴射バルブの一連の構造的に同一の燃料噴射バルブに収容される同じ噴射バルブ部材においては、常に入口及び出口絞り通路の両方の通過流量特性の正確な協調を必要とするので、この方法は、高度に複雑である。第二に、加えて、噴射の終了時に、少なくとも、その噴射バルブが割当てられたエンジンシリンダの燃焼がそれによって過度の影響を被らないように迅速に噴射バルブの閉弁を統制するため、ピエゾ電気アクチュエータによって、更なる通路を開かなければならない。しかしながら、噴射バルブ部材の閉弁動作を改善するための追加の流入量は、出口絞り通路を通して流れなければならないので、その流れは、絞られて、アクチュエータによって開かれた追加の流路面積は、僅かな広さしか利用されない。
【０００４】
特許文献２によって公知の噴射バルブと同様に、特許文献３に開示された噴射バルブでは、同じ機能及び同じ欠点を有する入口及び出口絞り通路が存在している。この方法は、バルブ室が開かれているとき、アクチュエータバルブ部材が同時に追加の更なる通路を閉じる限りは望ましい。この機能は、３方弁の機能に対応し、これにより、流体力学において永年にわたって知られている。バルブ室からの出口が円錐シートを形成しているのに対して、更なる通路は、平坦シートを形成している。ピエゾアクチュエータによって作動されるバルブ部材のストロークが小さいため、全ての一連の噴射バルブの円錐シートが同一のストロークを得ることは困難である。更に、平坦シートは、噴射バルブの第１中間プレートに配置され、円錐シートは、第２中間プレートに配置され、バルブ部材は、第１中間プレートに径方向に案内されているため、キノコ形のバルブ部材のアライメントに問題がある。このため、２つの中間プレートは、互いに正確に位置決めされなければならず、さもないと、少なくとも一方のシートの漏れに対する緊密性が損なわれる。
【０００５】
特許文献４によって公知の噴射システムでは、噴射中、ソレノイドバルブは、作動されているとき、ダクトをリターンラインに接続する。ダクトと制御室との間には、絞りボアを有するウェハーとして設計されたノンリターンバルブが配置されている。噴射バルブ部材の開弁動作中、制御室は、ノンリターンバルブウェハーの絞りボアを通して、ゆっくりとダクトへ流出され、これにより、噴射バルブ部材の開弁動作を制御可能にする。噴射バルブの閉弁動作中、ノンリターンバルブウェハーが開いて、噴射バルブ部材の閉弁動作が開弁動作よりも迅速に行なえるようにする。また、この噴射システムでは、噴射バルブ部材の閉弁中の燃料がダクトを環状室を介して噴射システムの圧力アキュムレータに接続する絞りを通してゆっくりと流す必要がある。この絞りは、小さな断面積を有し、ダクトの出口に配置された更なる絞りと協働する。噴射バルブ部材の開弁及び閉弁動作は、結果として、互いに正確に協調される必要がある３つの絞りボアによって制御される。
【０００６】
特許文献１、特にその図９によって公知の燃料噴射バルブは、特許文献４に開示された噴射バルブと同様の絞りボアの設計によって噴射バルブの開弁動作を決定する。噴射動作を終了するため、パイロットバルブのピエゾアクチュエータは、伸長される必要があり、その結果、高圧入路に接続された高圧ダクトが制御ボディによって解放される。解放された比較的大きな断面積は、制御室に多くの燃料を流入させ、その結果、特に、噴射バルブ部材を迅速かつ有利に閉弁させる。制御ボディを解放するため、アクチュエータのパイロットバルブピンによって伝達ピンが制御ボディの端面に押付けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この構造は、噴射バルブの閉弁動作中、ピエゾアクチュエータが伸長されなければならないという欠点を有している。この状態においては、ピエゾアクチュエータに通電されている。噴射の持続は、２つの噴射の間の持続の５％以下だけであるから、ピエゾアクチュエータは、殆ど継続的に電圧下にある。更に、この公知の構造では、噴射バルブ部材の開弁動作を決定する絞りボアの配置が、制御室から離れているため、望ましくない。
【０００８】
本発明の目的は、特に、シンプルな構造で、製造コストが最小限で、噴射バルブ部材の開弁動作が制御し易く、かつ、噴射バルブ部材の迅速な閉弁動作が可能な燃料噴射バルブを提供することである。更に、本発明の燃料噴射バルブでは、非常に短時間のインターバルで多重噴射を困難性を伴うことなく可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
制御室及びバルブ室は、精密な絞り通路を介して互いに常時接続されているのに対して、中間バルブは、これらの２つの室を互いに常時分離している。絞り通路は、制御室に直接隣接するように配置されている。噴射バルブの高圧室に接続され、制御室に導かれ、絞り通路の断面積に比して大きな断面積を有する通路が中間バルブによって制御される。また、電気的なアクチュエータ構造によって制御されるバルブ室からの流入路の断面積は、絞り通路の断面積よりも実質的に大きいので、噴射バルブ部材の開弁動作は、本質的に、絞り通路の断面積にのみ依存する。アクチュエータ構造によってバルブ室から流出通路が閉じる間、中間バルブが迅速に開いて、高圧室に接続する大きな断面積の通路を解放し、これにより、噴射動作の迅速な終了をもたらす。
【００１０】
本発明の好ましい更なる修正では、２／３方弁として作用する平坦シートバルブ部材が使用されており、これは、バルブ室内の第２中間プレートにおける特定の小ストロークを実行することができる。好ましい実施形態では、平坦シートバルブ部材は、２つの平坦シートを有している。平坦バルブ部材を作動させるのに有利に使用されるピエゾアクチュエータの停止状態において、平坦シートバルブ部材は、第１バルブシートによって、バルブ室と低圧燃料リターンとの間を閉じ、同時に、第１中間プレートに配置されて高圧入路に接続され、また、比較的大きな絞られていない断面積を有する高圧ダクトを開放する。平坦シートバルブ部材と高圧入路との間の流路断面積、すなわち、バルブ平坦シートは、平坦シートバルブ部材の距離、従って、ストロークに依存し、たいていは、高圧ダクトよりも狭い通路を構成する。
【００１１】
ピエゾアクチュエータの作動状態において、これが伸長したとき、平坦シートバルブ部材は、高圧ダクトに押付けられて、その平坦シートによってバルブ通路を閉じ、同時に、低圧出口が開放される。第１中間プレートの比較的大きな断面積の第１接続ダクトは、制御室をバルブ室に接続する。
【００１２】
「比較的大きな断面積」又は「より大きな断面積」というような用語及び前述の絞り通路の断面積に関する同様な用語、並びに、そのような断面積は、絞り通路よりも、好ましくは、少なくとも２倍大きく、たいていは、５乃至１０倍、あるいはそれ以上大きい。
【００１３】
特に好ましい実施形態は、添付の特許請求の範囲に定義されている。
本発明の上述した、また、更なる利点は、図面に示され、以下に説明される好ましい実施形態によって、更に詳細に説明される。これらの図面は、単に本発明を図形的に表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、内燃機関の燃焼空間内に燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブを示す。これは、細長い円筒状の段付のハウジング６を有しており、このハウジングは、中心軸は符号８によって表されている。ハウジング６は、ハウジング本体１０と、第１中間プレート１２と、第２中間プレート１４と、ノズル本体１６とからなる。第１中間プレート１２と第２中間プレート１４とで中間部１７を形成している。これらの中間プレート１２、１４及びノズル本体１６は、ユニオンナットとして設計されたテンションナット１８によって、互いに対して、また、ハウジング本体１０の下端面１０ａに対して、漏れに対して緊密となるように、一体に張力がかけられいる。この場合、第１中間プレート１２は、ノズル本体１６を押圧し、第２中間プレート１４は、ハウジング本体１０を押圧している。
【００１５】
燃料噴射バルブ１の高圧供給ボアとして設計された高圧燃料入口２０は、公知の方法で、燃料フィードに接続され、この燃料フィードは、例えば１８００ｂａｒ以上の非常に高圧下の燃料を噴射バルブ１に供給する。この高圧燃料入口２０は、横方向にハウジング本体１０に入るが、ハウジング本体１０の上方からハウジングの中心軸８にほぼ平行に設けられてもよい。高圧燃料入口２０は、ハウジング本体１０に同様に設けられて他端がハウジング本体１０の下端面１０ａに出る縦方向ボア２２に入る。
【００１６】
ハウジングの中心軸８に対して直径方向に縦方向ボア２２の反対側にオフセットされたアクチュエータ軸８´上にアクチュエータ構造２４が配置されており、これは、望ましくは、ピエゾアクチュエータ２６として設計され、また、代わりに電磁アクチュエータとして設計されてもよい。
【００１７】
ノズル本体１６の高圧室４２内には、ニードル状の噴射バルブ部材２８、サポートカフ３０、ワッシャ３２、圧縮バネ３４及びガイドスリーブ３６が配置されている。圧縮バネ３４は、ワッシャ３２及びサポートカフ３０を介して噴射バルブ部材２８上に支持されている。
【００１８】
第２中間プレート１４に貫通されたボア３８及び第１中間プレート１２に貫通されたボア４０は、縦方向ボア２２を高圧室４２に接続している。この高圧室４２は、中間プレート１２、１４に面したノズル本体１６の端面１６ｂから噴射バルブシート４４まで延びている。ノズル本体１６は、噴射バルブシート４４の下流に噴射オリフィス４４´を有している。噴射バルブ部材２８は、ノズル本体１６に対する径方向ガイド４６を有し、この径方向ガイド４６は、噴射バルブ部材２８の切削端面４８によって切欠かれて、噴射バルブシート４４に高圧燃料を流体力学上に実質的に抵抗なく供給する。
【００１９】
第１及び第２中間プレート１２、１４には、噴射動作中に噴射バルブ部材２８の開弁及び迅速な閉弁動作を制御するための圧力制御装置５２が配置されている。燃料噴射バルブ１の制御装置５２は、図２に関連して、図示されて詳細に説明されている。低圧燃料リターン５０は、燃料を開放して、噴射バルブ部材２８の移動を制御し、また、その燃料を燃料噴射バルブ１から排出する。
【００２０】
図２〜８に示される実施形態の説明は、図１に示される燃料噴射バルブ１に関連して、対応する部分に対して、同じ参照符号を用いている。更に、図１に示される燃料噴射バルブ、あるいは、既に上述した実施形態との相違点のみを以下に説明する。
【００２１】
図２は、図１に示す本発明に従った燃料噴射バルブ１の２つの噴射動作の間に生じる噴射バルブ部材の開弁及び迅速な閉弁動作を制御するための制御装置５２の部分を拡大した縦断面を示している。
【００２２】
噴射バルブ部材２８の制御ピストン２８´は、ガイドスリーブ３６に緊密な滑り嵌めで取付けられて、径方向に案内されて軸方向に移動可能となっている。これは、ガイドスリーブ３６、制御室５４、ガイドスリーブ３６がバネ３４によって第１中間プレート１２の下端面１２ａに液密的に押圧されて静止状態で当接支持される端面３６ｂと共に範囲を定めている。キノコ形の中間バルブ部材５６の頭部６０に立設した軸部５８は、第１中間プレート１２の軸方向に延びる一定のオリフィスに嵌合して、緊密な滑り嵌め５８´で案内されている。中間バルブ部材５６の頭部６０は、ガイドスリーブ３６の隙間６２に軸方向に移動可能に配置されている。隙間６２は、頭部６０の径方向通路５６´´によって制御室５４に流体力学的に常時接続され、これにより、制御室５４の一部となっている。頭部６０は、第２中間プレート１４の下端面１４ａに支持された小さな圧縮バネ６６によってガイドスリーブ３６の肩部６４に押付けられている。
【００２３】
中間バルブ部材５６の精密な絞り通路６８は、制御室５４を第２中間プレート１４のバルブ室７０に常時接続し、第２中間プレート１４を貫通して第１中間プレート１２及びハウジング本体１０によって仕切られた凹部がバルブ室７０を形成している。バルブ室７０は、通路７０´を介して中間バルブ部材５６の後部側に流体力学的に接続され、中間バルブ部材５６の後部側の第１中間プレート１２の常開のオリフィスの小さな空間が流体力学的にバルブ室７０の一部を形成している。図２によれば、絞り通路６８は、制御室５４に直接隣接して配置されているが、代りに、中間バルブ部材５６を軸方向に貫通する流体連通ボアに沿って、あるいは、軸部５８のこの連通ボアの他端に座ぐりを設けてもよく、これは、燃料噴射バルブ１の機能に影響しない。
【００２４】
バルブ室７０には、ピエゾアクチュエータ２６によって作動されるアクチュエータバルブ部材７２が配置され、これは、閉弁位置で、その円錐シール面をハウジング本体１０に形成された環状のバルブシートＤＳに液密的に押付ける。バルブシートＤＳは、ハウジング本体１０に形成された出口通路７３の開口によって形成され、この出口通路７３は、低圧燃料リターン５０に導かれている。アクチュエータバルブ部材バネ７４は、アクチュエータバルブ部材７２にバルブシートＤＳに向かって、常時バネ力を作用させるが、このバネ力は、燃料圧力の力よりも小さい。
【００２５】
第１中間プレート１２の比較的大きな断面積のボア７６は、制御室５４を第２中間プレート１４の横方向通路を介してボア３８に接続する。中間バルブ５６´が閉じられると、この接続は遮断され、中間バルブ５６´は、その開弁位置で、環状の円筒状通路を形成する。代りに、第１中間プレート１２に横方向の通路を設けてもよい。
【００２６】
上述の出口通路、ボア、絞り通路の寸法は、例えば、絞り通路６８については０．２０ｍｍ、ボア７６については０．０８ｍｍ、バルブシートＤＳについては、アクチュエータバルブ部材７２の全開ストロークが約０．０２５ｍｍの場合、１．３ｍｍである。バルブシートＤＳは、出口絞り通路７３に対応し、直径約０．３６ｍｍのボアに等しく、これらの全ての値は、単なる例示に過ぎない。前記数値は、アクチュエータバルブ部材７２が全開ストロークした場合に噴射バルブ部材２８の開弁動作を決定する唯一の本質的な制御断面積は、絞り通路６８によって形成されることを示している。
【００２７】
燃料噴射バルブ１は、次のように作動する。ピエゾアクチュエータ２６に通電されたとき、ピエゾアクチュエータ２６は、伸長し、アクチュエータバルブ部材７２の下方への移動によって、バルブシートＤＳを開き、これにより、出口通路７３が開く。このアクチュエータバルブ部材７２の位置は、図２に破線によって示されている。バルブ室７０内の燃料圧力は、急速に低下する。これにより、キノコ形の中間バルブ部材５６は、上方に移動して、これが接触する肩部６４から離間する。中間バルブ５６´が引続き開いていることにより、燃料は、中間バルブ５６が閉じられるまで、ボア７６から制御室５４に流入し、頭部６０の平坦な上部が下端面１２ａに押付けられたとき、中間バルブ５６が閉じられる。この時点で、制御室５４内の圧力は、少し低下している。また、制御室５４とバルブ室７０との間に流体力学的な分離点を継続的に存在させる緊密な滑り嵌め５８´により、この分離機能に対して、取るに足らない僅かな漏れを除いて、非常に少量の燃料のみが、この時点で既に圧力が急激に低下しているバルブ室７０に流入することができる。そして、中間バルブ５６が閉じられると、絞り通路６８を通る燃料がなくなるので、制御室５４内の圧力もまた、より急速に低下する。これにより、噴射バルブ部材２８が移動して、バルブシート４４から離間し、その結果、高圧下の燃料が高圧室４２からバルブシート４４を介して噴射オリフィス４４´に流れて、噴射動作を開始することができる。ピエゾアクチュエータ２６が完全に停止されたとき、アクチュエータバルブ部材７２は、その上方への移動によって、出口通路７３を遮断する。これにより、制御室５４とバルブ室７０との間の迅速な圧力の補償が実行され、その結果、ボア７６に接続されて軸部５８の周りを通って頭部６０に向かって開口する溝７６´内のシステム圧力の力により、バネ６６の力によって中間バルブ部材５６が再び下方に小さく移動する。そして、噴射バルブ部材２８は、噴射動作が中断されるまで、噴射バルブシート４４方向に迅速に移動される。
【００２８】
分離したプレインジェクション又はポスト−インジェクションを、これらの間のメインインジェクションと共に、また、個々の噴射間の非常に短時間のインターバルで実行するため、中間バルブ部材５６は、ピエゾアクチュエータ２６にもう一度通電することにより、制御室５４とバルブ室７０とは、滑り嵌め５８´によって流体力学的に実質的に分離されているから、噴射バルブ部材２８の閉弁動作中でも、中間バルブ５６´を閉じる方向に移動することができる。後続の噴射は、前の噴射の終わりに直接追従することができ、個々に分離した噴射間の間隔は、ほぼゼロに短縮することができる。中間バルブ５６´の切換え可能な断面積は、絞り通路６８の断面積よりも実質的に大きいので、本発明に従った制御装置５２は、例えば、乗用車又はトラックのエンジンに適用する小さい燃料噴射バルブ１、及び、例えば、機関車、土工機械、発電プラント及び船舶に使用されるより大きな燃料噴射バルブの両方の制御に使用することができる。
【００２９】
図３は、噴射動作が分離されていないが段階的とされ、時間セグメント中に、アクチュエータバルブ部材７２がその全開と閉弁との間の位置にあると仮定した状態における噴射バルブ部材２８の移動のプロフィールを示している。このアクチュエータバルブ部材７２のストロークの時間プロフィールは、「ＡＨ」で表され、ＡＨ（ｔ）として図３の上部のグラフに示され、アクチュエータバルブ部材７２の下方（図２の記載に従って）への移動が出口通路７３を開き、又は、更に開くようになっている。噴射バルブ部材２８のストローク時間プロフィールは、ＥＨ（ｔ）として表されている。既に述べたように、特に適用されるエンジンのサイズによって、アクチュエータバルブ部材７２の全開ストロークは、０．０２５ｍｍのオーダーであり、また、噴射バルブ部材２８の全開ストロークＥＨは、０．２０ｍｍから１．０を超える値の間であり、ＡＨとＥＨのスケールは異なっている。
【００３０】
時点ｔ１において、ピエゾアクチュエータ２６に通電し、アクチュエータバルブ部材７２が開かれて、時点ｔ２において、噴射バルブ部材２８の開弁動作を開始する。時点ｔ２、ｔ３間で、噴射バルブ部材２８は、迅速に開弁するが、ピエゾアクチュエータ２６への通電がキャンセルされ、これにより、アクチュエータバルブ部材７２の開弁ストロークが、残りの出口通路の断面積が絞りと同様に作用する程度に減少するので、短い距離だけにとどまる。これにより、噴射バルブ部材２８の開弁速度は、保持され、ピエゾアクチュエータに再度完全に通電されて開弁ストロークが最大速度に復帰して、時点ｔ４の状態となるまで大きく減少する。噴射バルブ部材２８は、その後、ｔ５まで再度迅速に開き、その開弁は、絞り通路６８によって制御される。これにより、段付の噴射プロフィールの実行が可能である。
【００３１】
全負荷噴射動作中でも噴射バルブ部材２８が機械的なストローク端を有していない、すなわち、機械的なストローク端に達しないとき、時点ｔ５の後にＥＨ（ｔ）に示されるプロフィールが生じる。このため、これは、機械的なストローク端なしで機能する新たな可能性となる。時点ｔ３、ｔ４間と同じ方法でアクチュエータバルブ部材７２のストロークをもう一度減少させることにより、機械的なストローク端を有する燃料噴射バルブの全開ストロークに対応する時点ｔ５におけるストロークＥＨから噴射バルブ部材２８の開弁速度を再度減少させることができる。これにより、噴射動作が長時間持続するときでも、制限範囲内で噴射バルブ部材２８の閉弁動作の開始の前に、ストロークＥＨの最大値を保持することができる。この状態は、特に大型ディーゼルエンジン用の燃料噴射バルブにおいて生じる。
【００３２】
時点ｔ６において、アクチュエータバルブ部材７２は、閉弁位置にある。このため、時点ｔ６、ｔ７間で、噴射バルブ部材２８は、閉弁してストロークＥＨ（ｔ）は、急速にゼロに近づく。噴射バルブ部材２８が噴射バルブシート４４に到達する前に、もう一度ピエゾアクチュエータ２６に短時間通電したとき、噴射バルブシート４４への衝突速度を減少させて、過酷な状態のシート応力を軽減し、その結果、噴射バルブシート４４の耐用寿命をより長くすることができる。この状態のＡＨ（ｔ）及びＥＨ（ｔ）のプロフィールは、破線によって示されている。
【００３３】
図４は、燃料噴射バルブ１の制御装置５２´の第１変形例の一部の拡大縦断面図を示す。キノコ形の中間バルブ部材５６は、座ぐりされた第１中間プレート１２に完全に収容されて、第１中間プレートと共に、円錐シートを有する中間バルブ５６´を形成している。図２のガイドスリーブ３６に対してオフセットした肩部６４は、省略されている。図４のガイドスリーブ７８は、平坦な端面７８ｂを有し、これは、第１中間プレート１２の下面１２ａと共に制御室５４を高圧室４２に対して径方向に遮断し、かつ、中間バルブ部材５６の頭部６０に対するストッパを形成している。ボア７６は、ボア４０に直接連通する。中間バルブ部材５６及び第１中間プレート１２は、結果として、中間バルブ部材５６のストロークを調整する構造上のユニットを形成する。代りに、これらの２つの第１及び第２中間プレート１２、１４が形成する中間部分１７は、単一の工作物で図１及び図２に実施されたものと同様に構成することもできる。
【００３４】
図４に従った実施形態は、適当なピストン要素８０を有している。また、この構造は、図２の実施形態でも使用することもできる。一方、図４の実施形態は、このピスト要素８０なしで実施することもできる。ピストン要素８０は、比較的緊密な滑り嵌め８０´で第１中間プレート１２の盲穴状の凹部に案内されている。小さい圧縮バネ８２がピストン部材８０をアクチュエータバルブ部材７２の下側に常時押付けている。圧縮バネ８２が配置され、ピストン要素８０の下側によって仕切られた室８４は、隙間６２を有する通路８６によって、中間バルブ部材５６の頭部６０の通路５６´´を介して、制御室５４に流体力学的に常時接続されている。
【００３５】
円錐バルブシートを有する中間バルブ部材５６の構造の機能は、図２のものと同様である。ピストン要素８０の機能は、次のものであり、：アクチュエータバルブ部材７２がピエゾアクチュエータ２６によって下方へ押圧されたとき、ピストン要素８０は、この運動に倣う。これにより、ピストン要素８０は、バルブ室７０の容積を増大させ、同時に、そのポンピング動作によって、室８４の容積を減少させる。中間バルブ部材５６がより迅速に上方に移動するようになるので、この２つが伴なって中間バルブ部材５６´がより迅速に閉弁する。反体に、アクチュエータバルブ部材７２の上方への移動中、ピストン要素８０は、室８４の容積を増大させ、同時に、バルブ室７０にポンプ作用を引起す。これが、中間バルブ部材５６´の開弁中に中間バルブ部材５６のより迅速な応答をもたらす。これにより、ピストン要素８０は、中間バルブ部材５６の特に迅速な応答を補助する。
【００３６】
図５は、図１の燃料噴射バルブ１の制御装置５２´´の第２変形例の一部の拡大縦断面図を示す。第２中間プレート１０６は、バルブ室を有さないが、中間バルブ部材５６の軸部５８の後部側に第１中間プレート１０４の通路１０８を介して流体力学的に接続された出口通路１１０を有し、更に、中間部分１７を形成する中間プレート１０４及び１０６は、単一の工作物として製造することができる。代わりに、通路１０８は、第２中間プレート１０６に設けることもできる。図５のバルブ室７０は、特に小さい容積を有している。出口通路１１０の断面積は、絞り通路６８の断面積よりも実質的に大きくする。図５に示される位置では、アクチュエータ軸部１１２は、出口通路１１０の出口側を遮断して、噴射を実行しないようにしている。アクチュエータ軸部１１２が上方に移動されたとき、出口通路１１０及び通路１０８の燃料圧力は、迅速に低下して、図１及び図２に関連して説明したのと同様、燃料噴射バルブは、噴射することができる。アクチュエータ軸部１１２が出口通路１１０の出口側に再度移動されて、前記通路が閉じられたとき、噴射は終了する。アクチュエータ軸部１１２用のアクチュエータは、ピエゾアクチュエータ又は、他の電磁アクチュエータのいずれにすることもでき、通電されたとき、公知の方法でアクチュエータ軸部１１２を引き付ける。
【００３７】
図６は、図１の燃料噴射バルブ１の制御装置５２´´´の第３変形例の一部の拡大縦断面図を示す。図５に従った実施形態の２つの中間プレート１０４及び１０６は、単一の中間プレート１０５に交換されており、これが中間部分１７を形成している。出口要素１０９は、単一の中間プレート１０５の凹部内にオフセット軸８´に同軸に配置され、カップスプリング１０７及びバルブ室７０内の燃料圧力によって押圧されて、ハウジング本体１０の下部表面１０ａ、又は、これ以上詳細には説明しない支持要素に当接している。出口要素１０９には、出口通路１１０が配置されている。この実施形態の利点は、２つの中間プレート１０４及び１０６の代りに単一の中間プレート１０５を使用することであり、小さい寸法の出口要素１０９を高い耐摩耗性を有する高価な材料から費用効果のある方法で製造できることである。
【００３８】
図６の破線は、絞り通路７７がボア４０を小さいバルブ室７０に接続する変形例を示している。これにより、出口通路１１０の出口側が閉じられるとすぐに、中間バルブ部材５６が非常に迅速に開く。
【００３９】
図７は、燃料噴射バルブの制御装置８８の第４変形例の一部の拡大縦断面図を示し、これは、キノコ形の中間バルブ部材５６が図４、５又は６と同様の方法で設計されている。制御装置８８は、高圧室９０内に配置され、この高圧室９０は、高圧室４２と同じ機能を有し、高圧室９０を取囲む本体９２に設けられている。本体９２は、ノズル本体１６又はハウジング本体１０、あるいは、他の図１、２、４、５及び６に示されるものと類似又は同様のものとすることができる。噴射バルブ部材２８の制御ピストン２８´は、高圧室９０内に突出し、圧縮バネ３４は、ガイドスリーブ７８の平坦面７８ｂをキノコ形の中間バルブ部材５６が緊密な滑り嵌め９４´で案内される中間要素９４の下端面９４ａに対して、漏れの無いように押付ける。中間要素９４のボア９６は、中間バルブ部材５６が配置される隙間６２及び中間バルブ部材５６の軸部５８の周りの溝９６´を通路９８に、また、これにより、高圧室９０に接続する。中間要素９４は、図１、２、４及び５の第１中間プレート１２の代りに設けられて、本体９２の径方向の内壁１００によって周囲を遊びをもって案内され、縦軸１０２に軸方向に整合している。出口通路１１０は、中間要素９４と同様の方法で内壁１００によって径方向に遊びをもって位置決めされた円盤状の出口要素１１４に配置されている。閉止要素１１６の下側１１６ａの出口要素１１４の上部側１１４ｂは、ハウジング本体１０と同様、高圧室９０を公知の気密方法で閉止する。中間要素９４及び出口要素１１４は、中間部分１７を形成する。図７に従った実施形態においても、図５に従ったもののように、バルブ室７０の容積は非常に小さい。図５及び図６に従った実施形態と同様の方法で、中間バルブ部材５６の軸部５８の端面は、アクチュエータ軸部１１２の作動によって圧力解除及び圧力負荷して、間欠的なディーゼル噴射を実行することができる。図７の解決方法は、制御装置８８が燃料噴射バルブの軸１０２上のボアに省スペースな方法で組込まれ、前述の図の中間プレート１２、１４、１０４、１０５及び１０６を省略したとき、有利である。
【００４０】
代りに、中間要素９４及び出口要素１１４は、一体に結合して設けることができる。あるいは、図６の方法と同様、絞り通路７７は、破線によって示され、図６の方法と同様に作用するように、高圧室９０をバルブ室７０に接続する。
【００４１】
更に、図７の設計は、噴射バルブ部材２８の制御ピストン２８´の端面に対して機械的なストロークストップ７９を有しており、このストロークストップ７９は、ガイドスリーブ７８と一体の突出壁の形で、制御室５４内に突出して、制御室５４を隙間６２に流体力学的に接続する中央通路７９ｂが設けられている。この実施形態又は対応する機能の実施形態は、他の図に従った実施形態にも使用することができる。反対に、図７に示される実施形態は、機械的なストロークストップ７９なしでも実施することができる。
【００４２】
図示しない変形例においては、図５と図７の解決方法を、円盤状の出口要素１１４を除く図７の全ての要素が縦軸１０２上で高圧室９０内に配置されるが、出口通路１１０が、図５の第２中間プレート１０６と同様に、中間プレートのオフセットしたアクチュエータ軸８´上に配置されるように、組合わせることができる。そして、図５の通路１０８と同等な通路は、中間プレートを通って、中間バルブ部材５６の軸部５８の端面から出口通路１１０へ続き、この通路に沿って高圧室９０への流体的な接続が生じないようにしなければならない。これは、この通路が設計される際、例えば、この中間プレートに斜めのボアが設けられる場合である。そして、中間プレートは、斜めの通路が設けられるように、図５に示されるよりも厚くされる。
【００４３】
図８は、燃料噴射バルブの制御装置８８の第５変形例の一部の拡大縦断面図を示し、この変形例は、図７のものと類似している。キノコ形の中間バルブ部材５６は、図２に示されるような平坦なシートを有している。しかしながら、中間要素９４には、溝７６´が存在しない。中間要素９４の２つの反対側のボア９６（単一のボア９６又は２つ以上のボア９６があってもよい）は、隙間６２に入るそれらの開口で中間バルブ部材５６と共に中間バルブ５６´を形成している。中間バルブ部材５６がボア９６を閉じて噴射を間欠できるようにしたとき、この設計によって、隙間６２に入る通路に加えて軸部５８の滑り嵌め９４´´の通路は、中間要素９４によって閉じられる。望まれるならば、この滑り嵌め９４´は、前述の変形例よりも高精度に設計されなくてもよく、その遊びは、図１から７に従った実施形態のように一般的な２から６マイクロメータの滑り嵌めの代わりに、５０マイクロメータまでの程度としてもよい。５０マイクロメータの遊びにより、噴射動作中、溝７６´（図２）から、又は、前述の図において対応する部分からバルブ室７０への漏れは、非常に多くなるが、図８の変形例では、漏れは生じず、なぜなら、中間バルブ５６´によるボア９６の閉止に加えて、滑り嵌め９４´´も高圧室９０から分離されるからである。しかしながら、この変形例においても、滑り嵌め９４´´は、アクチュエータ構造２４の作動の後、中間バルブ部材５６がボア９６を非常に迅速に閉止するように、充分な圧力差を生じる少なくとも１つの流体力学的な分離点をもたらさなければならない。更に、隙間６２へ入るボア９６の出口は、中間バルブ部材５６のストロークが小さいとき、より大きな流路面積を得るため、軸１０２の周囲に広げられてもよい。そして、隙間６２及び滑り嵌め９４´´の周方向に延びて平坦なシートによって取囲まれた腎臓形の拡張部すなわち溝が設けられる。さらに、前述の図のものとは異なり、図８の制御装置８８は、圧縮バネ６６を有しておらず、これは、前述の実施形態でも実施することができる。そして、中間バルブ部材５６は、流体力のみで制御される。
【００４４】
ガイドスリーブ７８と中間要素９４との間の分離点の変形例は、破線によって符号９４で示されている。あるいは、中間要素９４と出口要素１１４とを一体に製造してもよい。
【００４５】
図９は、本発明の燃料噴射バルブの制御装置１４０の第６変形例の一部の拡大縦断面図を示している。
【００４６】
第２中間プレート１４には、丸薬状の平坦シートバルブ部材１２０が配置され、この平坦シートバルブ部材１２０は、２／３方弁として作動し、例えばピエゾアクチュエータによって移動させることができる。平坦シートバルブ部材１２０は、ハウジング本体１０と第１中間プレート１２との間の第２中間プレート１４内で特定の小ストローク作動することができる。好ましい実施形態においては、平坦シートバルブ部材１２０は、２つの平坦シートを有しており、これにより、第２中間プレート１４と平坦シートバルブ部材１２０との厚さの差によって特定の小ストロークを簡単に得ることができる。ピエゾアクチュエータ２６の非通電状態において、平坦シートバルブ部材１２０は、第１バルブシート１２４でバルブ室７０と低圧燃料リターン５０（図１参照）との間を閉止し、同時に、第１中間プレート１２に配置されて高圧室４２に接続された比較的大きな絞られていない断面積の高圧ダクト１２６を開放する。平坦シートバルブ部材１２０と第１中間プレート１２との間の流路断面積、すなわち、第２バルブシート１２８は、平坦シートバルブ部材１２０の図示の位置において、ノンリターンバルブ１３０を形成する中間ウエハー１３２の絞り通路６８に比して、実質的により大きい断面積を開放する。これは、高圧ダクト１２６は、第２バルブシート１２８に対して、それ自体で充分大きな周方向のシート断面を形成するが、第２バルブシート１２８の領域に高圧ダクト１２６を拡張してもよく、その幾何学的形状を第２バルブシート１２８に対する表面積が絞り通路６８の流路よりも実質的に常に大きくなるようにすることにより、達成される。
【００４７】
横方向通路７０´及び第１中間プレート１２の比較的大きな断面積の中心通路ボア１３８は、バルブ室７０を中間ウエハー１３２の絞り通路６８に接続し、中間ウエハー１３２は、横方向隙間１３６を有し、圧縮バネ１３４によって第１中間プレート１２の下面１２ａに押付けられている。噴射バルブ部材２８の開弁動作中、中間ウエハー１３２の位置は、図９に示されるようになっている。破線によって示されるように、通路ボア１３８は、斜めに配置して、通路７０´を省略できるようにしてもよい。
【００４８】
制御装置１４０の機能は、次のとおりである。：噴射のため、アクチュエータ構造がバルブピン１２２によって平坦シートバルブ部材１２０を第１バルブシート１２４に押付けたその位置から第１中間プレート１２の上面１２ｂに押付け、これにより、第１バルブシート１２４を低圧出口５０に対して開放し、第２バルブシート１２８を高圧ダクト１２６に対して閉じる。その結果、バルブ室７０の圧力、従って、制御室５４の圧力が低下する。噴射バルブ部材２８は、開弁することができ、絞り通路６８によって開弁動作が制御される。噴射を終了するための平坦シートバルブ部材１２０の移動の結果、第１バルブシート１２４が閉じられたとき、同時に、第２バルブシート１２８が開く。比較的大きな断面積を通してバルブ室７０及び通路ボア１３８へ流入する燃料の流れは、中間ウエハー１３２を押圧して下面１２ａから離間させて、中間ウエハー１３２を開く。この燃料の流れは、隙間１３６を通って制御室５４に流入し、噴射動作が迅速に終了される。これにより、アクチュエータの構造の多重動作によって、非常に短時間の間隔の多重噴射が実行される。代りに、中間プレート１２及び１４は、単一の工作物から一体に製造してもよい。
【００４９】
図１０は、本発明の燃料噴射バルブの制御装置１４２の第７変形例の一部の拡大縦断面図を示しており、この変形例は、図９に示す変形例と類似している。
【００５０】
平坦シートバルブ部材１４４には、精密な絞り通路６８が配置されて、比較的大きな断面積の通路ボア１４６を介して制御室５４に接続している。２つの軸８及び８´のオフセットを橋渡すため、図示のように、通路ボア１４６は、第１中間プレート１２に斜めに配置されていると有利である。図１０に示されるように、絞り通路６８は、通路ボア１４６に整合している必要がある。これは、平坦シートバルブ部材１４４が円形ではなく、代わりに、第２中間プレート１４のバルブ室７０の案内形状に関連して周方向の回転について固定されるように整合する、例えば、横方に２つの面取りされた面を有し、又は、楕円形、若しくは、（長）方形であれば、確実である。あるいは、円形の平坦シートバルブ部材１４４の場合、第１中間プレート１２又は平坦シートバルブ部材１４４の溝１４６ｂ（破線で示されている）がこの流体接続を確実にすることができる。通路ボア１４６及び溝１４６ｂ内の距離が短いので、絞り通路６８の位置が変わる影響は、絞り通路６８が制御室に幾何学的に直接接続されている場合と同じである。
【００５１】
ここでも、第１中間プレート１２と第２中間プレート１４とは、単一の工作物として組み合わせることができる。
【００５２】
制御装置１４２の機能は、図９のものと同様である。この設計は、図１０において、中間ウエハー１３２及び圧縮バネ１３４が要求されないので、よりシンプルである。
【００５３】
本発明に従った燃料噴射バルブの実施形態において、図１１に示されるように、図８に示される実施形態の中間要素９４及び出口要素１１４は、単一の工作物である中間本体１５０として、組み合わされている。中間部分１７を形成するディスク状の中間本体１５０は、テンションナット１８によって、一方でノズル本体１６に当接し、他方でハウジング本体１０に当接して、気密的に保持されている。図１２及び図１３は、中間本体１５０を拡大して示している。
【００５４】
中間本体１５０の下方に開口して設けた穴状の凹部は、その円筒状表面の領域で、キノコ形の中間バルブ部材５６の軸部５８と共に滑り嵌め５８´を形成し、また、軸部５８と共にバルブ室７０を形成している。バルブ室７０は、一方で、非常に狭い入口ボア１５２を介して、高圧入路に接続された縦方向ボア２２に接続され、他方で、中間バルブ部材５６の精密な絞り通路６８を介して、制御室５４に、接続されている。更に、出口通路１１０は、縦軸１０２に対して、バルブ室７０から、アクチュエータ軸部１１２が配置されて低圧リターン５０へ流出するハウジング本体１０の通路側へオフセットしている。
【００５５】
中間本体１５０の中心の盲穴状の凹部の径方向外側に、３つのボア９６が貫通して、本質的にＶ形の接続溝１５４によって上側で縦方向ボア２２に流体接続している。これらは、下側で制御室５４に流出して、中間バルブ部材５６の頭部によって閉じることができる。
【００５６】
ボア４０は、Ｖ形の接続溝１５４から、中間本体１５０を軸方向に貫通し、下側で中間本体１５０のＵ形の分配溝１５６に入る。この分配溝１５６は、ガイドスリーブ７８の径方向外側の高圧室９０への接続を確実にする。圧縮バネ３４によって、ガイドスリーブ７８は、その端面７８ｂで中間本体１５０に対して気密的に押付けられ、Ｕ形の分配溝１５６とボア９６の開口との間の中間本体１５０を支持している。この側の端部領域において、ガイドスリーブ７８は、噴射バルブ部材２８の制御ピストン２８´を緊密に滑り嵌めした領域に対して拡径されて、中間バルブ部材５６の頭部を充分な径方向の遊びをもって受入れ可能となっている。
【００５７】
更に、中間本体１５０は、ハウジング本体１０の位置決めピンを嵌合させる２つの盲穴状の位置決め穴１５８を有している。
【００５８】
特に図１２に見られるように、出口１１０の開口の周りを通り、アクチュエータ軸部１１２の平坦な端面と協働して、バルブシートを形成するリング状領域は、硬化処理がなされて形成される。
【００５９】
上述ものと同様の方法で、図１１の破線は、中間本体１５０が互いに分離した２つの部分からなる変形例を示している。
【００６０】
停止状態において、アクチュエータ軸部１１２は、出口通路１１０を閉じ、噴射バルブ部材２８は、噴射バルブシート４４に押付けられて、中間バルブ５６´が開かれ、その頭部がガイドスリーブ７８の内側肩部に押付けられる。噴射動作を開始するため、アクチュエータ軸部１１２が後退され、これにより、出口通路１１０の流路断面積が絞り通路６８の流路断面積及び入口ボア１５２の流路断面積の合計よりも実質的に大きくなるので、バルブ室７０の圧力が低下する。その結果、中間バルブ５６´が閉じ、これにより、制御室５４の圧力が非常に迅速に低下することになる。噴射バルブ部材２８は、制御室５４の圧力の低下によって、圧縮バネ３４の作用に抗して噴射バルブシート４４から持上げられて離間する。噴射動作を終了するため、出口通路１１０がアクチュエータ軸部１１２によって閉じられる。制御室５４とバルブ室７０との間で、少なくともおおよその圧力補償が生じる。更に、ボア９６内の高圧及び制御ピストン２８´を介した圧縮バネ３４が中間バルブ部材５６に開弁力を作用させて、噴射バルブ部材２８の非常に迅速な閉弁動作が行なわれる。
【００６１】
上述のものと同様の方法で、多重噴射が可能である。
【００６２】
また、図１１に示される実施形態は、入口ボア１５２が無くても機能する。この場合、中間バルブ５６´の開弁は、僅かに遅れて実行される。
【００６３】
図示された実施形態において、出口通路の開口断面積は、精密な絞り通路６８の断面積の少なくとも２倍の大きさである。
【００６４】
もちろん、本発明の燃料噴射バルブの制御装置の特徴は、ここに示されたものだけでなく、個々に、あるいは、他の組み合わせで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る燃料噴射バルブの縦断面図である。
【図２】図１の本発明に係る燃料噴射バルブの一部を拡大して示す縦断面図であり、これは、噴射バルブ部材の開弁及び迅速な閉弁動作を制御するための制御装置を有している。
【図３】噴射バルブ部材の段階的な開弁動作を伴なう噴射動作中におけるアクチュエータバルブ部材及び燃料噴射バルブの噴射バルブ部材の動作のプロフィールのグラフ図である。
【図４】図１の燃料噴射バルブの制御装置の第１変形例の一部拡大して示す縦断面図である。
【図５】図１の燃料噴射バルブの制御装置の第２変形例の一部拡大して示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る燃料噴射バルブの制御装置の第３変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る燃料噴射バルブの制御装置の第４変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る燃料噴射バルブの制御装置の第５変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図９】本発明に係る燃料噴射バルブの制御装置の第６変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図１０】本発明に係る燃料噴射バルブの制御装置の第７変形例の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】図８と同様の本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１２】図１１の実施形態の中間本体を上方から見た斜視図である。
【図１３】図１２の中間本体を下方から見た斜視図である。
【図１】
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【図２】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月22日(2007.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブ（１）であって、
ハウジング本体（１０）と噴射バルブシート（４４）を含むノズル本体（１６）とを有するハウジング（６）と、該ハウジング（６）に配置されて、高圧燃料入口（２０）及び前記噴射バルブシート（４４）に接続された高圧室（４２；９０）と、前記ハウジング（６）に縦方向に移動可能に配置されて前記噴射バルブシート（４４）と協働する噴射バルブ部材（２８）と、一端が前記噴射バルブ部材（２８）に支持されて、前記噴射バルブシート（４４）に向けて閉弁力を作用させ、他端がガイドスリーブ（３６；７８）に支持されると共に該ガイドスリーブ（３６；７８）を中間部分（１７）に気密的に押付ける圧縮バネ（３４）とを備え、
前記ガイドスリーブ（３６；７８）は、該ガイドスリーブ（３６；７８）に案内された前記噴射バルブ部材（２８）の制御ピストン（２８）と共に、前記高圧室（４２；９０）に対して制御室（５４）を区画し、
更に、前記制御室（５４）の圧力を変化させることによって前記噴射バルブ部材（２８）の軸方向の移動を制御する制御装置（５２；５２´；５２´´；５２´´´；８８）と、中間バルブ部材（５６）が開弁位置で高圧入路（７６、９６）を前記制御室（５４）に開放し、閉弁位置で前記制御室（５４）を前記高圧入路（７６、９６）から遮断し、また、前記制御室（５４）を絞り通路（６８）を除いてバルブ室（７０）から分離する中間バルブ（５６´）と、前記バルブ室（７０）を低圧燃料リターン（５０）に接続し、また、該低圧燃料リターン（５０）から分離するための電気的に作動されるアクチュエータ構造（２４）とを備え、
前記中間バルブ部材（５６）は、前記制御室（５４）を前記絞り通路（６８）による常時接続を除いて前記バルブ室（７０）から常時分離することを特徴とする燃料噴射バルブ。
【請求項２】
前記高圧入路（７６、９６）は、前記制御室（５４）に通じて前記絞り通路（６８）の断面積に比して大きな断面積を有する通路で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項３】
前記中間バルブ部材（５６）は、キノコ形で、その頭部が前記高圧入路（７６、９６）を制御し、その軸部（５８）で前記中間部分（１７）に滑り嵌め（５８´；９４´；９４´´）で案内され、これにより、前記バルブ室（７０）を区画することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項４】
前記滑り嵌め（５８´；９４´）は、緊密な滑り嵌め（close sliding fit）であることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項５】
前記中間バルブ（５６´）は、開弁位置において、前記絞り通路（６８）よりも実質的に大きい断面積を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項６】
前記中間部分（１７）に、前記中間バルブ部材（５６）と協働する平坦なシートが形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃焼噴射バルブ。
【請求項７】
前記中間部分（１７）に前記中間バルブ部材（５６）と協働する円錐状のシートが形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項８】
中間バルブ（５６´）は、閉弁位置において、前記高圧入路（７６、９６）から前記滑り嵌め（５８´、９４´、９４´´）への燃料通路を閉止することを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項９】
前記中間バルブ部材（５６）は、圧縮バネ（６６）の力によって開弁位置へ向けて常時付勢されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１０】
前記アクチュエータ構造（２４）は、アクチュエータバルブ部材（７２）を有し、このアクチュエータバルブ部材（７２）は、前記バルブ室（７０）内に移動して、出口通路（７３）を開き、その移動によって、ピストン要素（８０）を共動させて前記制御室（５４）の容積を減少させ、また、反対方向に移動して前記出口通路（７３）を閉じ、前記ピストン要素（８０）は、前記アクチュエータバルブ部材（７２）に常時当接して前記バルブ室（７０）の容積を減少させることを特徴とする請求１から９のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１１】
前記バルブ室（７０）から通じる出口通路（１１０）が、好ましくは、別体の出口要素（１０９；１１４）に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１２】
前記出口通路（１１０）、前記中間バルブ部材（５６）、前記ガイドスリーブ（７８）及び前記噴射バルブ部材（２８）は、当該燃料噴射バルブの縦軸（１０２）上に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１３】
内燃機関の燃焼室に燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブ（１）であって、
ハウジング本体（１０）と噴射バルブシート（４４）を含むノズル本体（１６）とを有するハウジング（６）と、該ハウジング（６）に配置されて、高圧燃料入口（２０）及び前記噴射バルブシート（４４）に接続された高圧室（４２；９０）と、前記ハウジング（６）に縦方向に移動可能に配置されて前記噴射バルブシート（４４）と協働する噴射バルブ部材（２８）と、一端が前記噴射バルブ部材（２８）に支持されて、前記噴射バルブシート（４４）に向けて閉弁力を作用させ、他端がガイドスリーブ（３６；７８）に支持されると共に該ガイドスリーブ（３６；７８）を中間部分（１７）に気密的に押付ける圧縮バネ（３４）とを備え、
前記ガイドスリーブ（３６；７８）は、該ガイドスリーブ（３６；７８）に案内された前記噴射バルブ部材（２８）の制御ピストン（２８）と共に、前記高圧室（４２；９０）に対して制御室（５４）を区画し、
更に、前記制御室（５４）の圧力を変化させることによって前記噴射バルブ部材（２８）の軸方向の移動を制御する制御装置（５２；５２´；５２´´；５２´´´、８８；１０４、１４２）と、高圧入路（７６、９６）とバルブ室（７０）との間の接続を制御し、前記制御室（５４）とバルブ室（７０）とを互いに常時接続するバルブ部材（５６；１２０、１４４）と、前記バルブ室（７０）から低圧燃料リターン（５０）へ通じる出口通路（７３；１１０；１２４）を閉止及び開放するための電気的に作動されるアクチュエータ構造（２４）と、前記制御室（５４）と前記出口通路（７３；１１０；１２４）との間に配置された少なくとも１つの絞り通路（６８）とを備え、
前記アクチュエータ構造（２４）のフルストローク時の前記出口通路（７３；１１０；１２４）の開口断面積は、単一の前記絞り通路（６８）の断面積よりも大きく、この場合、前記噴射バルブ部材（２８）の開弁運動は、前記絞り通路（６８）のみによって制御されることを特徴とする燃料噴射バルブ。
【請求項１４】
前記出口通路（１１０；１２４）の開口断面積は、前記絞り通路（６８）の断面積の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１３に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１５】
前記中間部分（１７）は、ノズル本体側の第１中間プレート（１２）及び該第１中間プレート（１２）に大きな面積にわたって当接するハウジング本体側の第２中間プレート（１４）を有し、前記バルブ室（７０）は、前記第２中間プレート（１４；１０６）によって周方向に仕切られ、また、前記ハウジング本体（１０）及び前記第１中間プレート（１２；１０４）によって端面が仕切られていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１６】
前記滑り嵌め（５８´）は、前記第１中間プレート（１２；１０４）に形成されていることを特徴とする請求項３又は１５に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１７】
前記アクチュエータ構造（２４）は、縦軸（８）に対してオフセットしたアクチュエータ軸（８´）上に配置されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１８】
前記中間部分（１７）は、ノズル本体側の第１中間プレート（１２）及び該第１中間プレート（１２）に大きな面積にわたって当接するハウジング本体側の第２中間プレート（１４、１０６）を有し、前記バルブ室（７０）は、前記第２中間プレート（１４、１０６）によって周方向に仕切られ、前記ハウジング本体（１０）及び前記第１中間プレート（１２、１０４）によって端面が仕切られ、また、前記バルブ部材（１２０；１４４）は、前記バルブ室（７０）に配置されて、前記低圧燃料リターン（５０）に接続する第１平坦シートバルブ（１２４）及び前記高圧室（４２）に接続する反対側の第２平坦シートバルブ（１２８）を制御する平坦シートバルブ部材として設計されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項１９】
前記第１及び第２平坦シートバルブ（１２４、１２８）は、共通のバルブ部材（１２０；１４４）と共に、２／３方弁を形成することを特徴とする請求項１８に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２０】
前記バルブ部材（１２０；１４４）のストロークは、該バルブ部材（１２０；１４４）と前記第２中間プレート（１４）との厚さの差によって規定されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２１】
前記第１中間プレート（１２）は、前記高圧室（４２）を前記第２平坦シートバルブ（１２８）に接続する高圧ダクト（１２６）及び前記バルブ室（７０）を前記制御室（５４）に常時接続するための通路ボア（１３８；１４６）を有していることを特徴とする請求項１８から２０のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２２】
前記絞り通路（６８）は、前記バルブ部材（１４４）に設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の燃料噴射バルブ。
【請求項２３】
前記アクチュエータ構造（２４）は、前記低圧燃料リターン（５０）への燃料の流れをそのストロークの関数として制御し、前記噴射バルブ部材（２８）の開弁運動は、最大ストロークの場合よりも一部のストロークの場合のほうが、よりゆっくりと実行されることを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の燃料噴射バルブ。
【国際調査報告】
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