(57)【要約】【課題】  受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重で連通孔２３のシールに必要なシート面圧を得ることを課題とする。【解決手段】  連通孔２３とボール収容穴２４とが同軸上に形成され、バルブシート２５が平坦面とされているので、連通孔２３内の高圧燃料からボール弁６が受ける受圧力を下げることができる。また、ボール弁６のシール部２７に密着するバルブシート２５の接触面積が極めて小さくなり線状となるため、最低限の荷重でシールに必要なシート面圧が得られる。また、バルブボデー５のボール収容穴２４にボールガイド２６が一体的に形成されているので、連通孔２３とボールガイド２６との同軸度が向上する。このため、バルブシート２５の中心軸線上からボール弁６が半径方向の外径側に位置ずれすることなく、ボール弁６をバルブシート２５に密着させることが可能となる。【選択図】  図１
2006299855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面を持つ凹部、およびこの凹部の底面にて開口し、前記凹部内に高圧流体を流入させるための流入孔を有するバルブボデーと、
前記凹部内に移動自在に収容されて、前記流入孔の開口周縁部に対して着座、離座して前記流入孔を閉塞、開放するボール弁と、
このボール弁に対し、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に荷重を与える荷重付与手段とを備え、
前記ボール弁は、前記高圧流体からの受圧力よりも前記荷重が大きいと、前記流入孔の開口周縁部に着座して前記流入孔を閉塞し、前記受圧力よりも前記荷重が小さいと、前記流入孔の開口周縁部から離座して前記流入孔を開放する流体制御弁において、
前記流入孔は、前記凹部と同軸的に形成されており、
前記流入孔の開口周縁部は、前記凹部または前記流入孔の軸線方向に対して略垂直な平坦面となっていることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流体制御弁において、
前記凹部の底面は、前記ボール弁の軸線方向の移動範囲を規制する規制面であることを特徴とする流体制御弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体制御弁において、
前記バルブボデーは、前記ボール弁を前記凹部または前記流入孔の中心軸線方向に誘導するボールガイドを一体的に形成していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の流体制御弁において、
前記ボールガイドの壁面は、前記ボール弁の半径方向の移動範囲を規制する規制面であることを特徴とする流体制御弁。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の流体制御弁において、
前記ボールガイドは、前記ボール弁との間に、高圧流体が流通可能なクリアランスを有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項６】
請求項５に記載の流体制御弁において、
前記バルブボデーは、前記ボールガイドよりも半径方向の外径側に、高圧流体が流通可能な流体通路を有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記荷重付与手段は、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に前記ボール弁に荷重を与える荷重付与部材、この荷重付与部材を前記ボール弁に押し付ける方向に付勢するボール付勢手段、および通電されると前記荷重付与部材を前記ボール弁より引き離す方向に吸引する磁気吸引力を発生するコイルを有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記荷重付与手段は、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に前記ボール弁に荷重を与える荷重付与部材、およびこの荷重付与部材を前記ボール弁に押し付ける方向に吸引する磁気吸引力を発生するコイルを有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記荷重付与手段は、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に付勢するボール付勢手段を有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記荷重付与手段は、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に付勢するボール付勢手段、およびこのボール付勢手段の付勢力を調整するための付勢力調整部材を有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
前記荷重付与手段は、前記ボール弁を前記流入孔の開口周縁部に押し当てる方向に付勢するボール付勢手段、およびこのボール付勢手段の付勢力を前記ボール弁に伝達する付勢力伝達部材を有していることを特徴とする流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧力制御弁や流体流量制御弁等の流体制御弁に関するもので、特に内燃機関用燃料噴射装置に組み込まれるインジェクタ用電磁弁、減圧調整弁、燃料圧力調整弁等の流体制御弁に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
近年、例えばディーゼルエンジンの排気ガス浄化の規制が厳しくなっている。これに伴い、エンジンより排出される排気ガスをよりクリーンにするために、特に黒煙（スモーク）を代表とするディーゼルパティキュレートを低減するために、インジェクタの噴孔部から噴射される噴霧燃料を極限まで微粒化することが重要である。この噴霧燃料の微粒化を促進するためには、燃料の噴射圧力を高噴射圧化することが有効である。そして、このようなディーゼルエンジン用燃料噴射システムとして、サプライポンプより吐出された高圧燃料をコモンレールに蓄圧し、コモンレールに蓄圧された高圧燃料をインジェクタを介してエンジンの気筒内に噴射供給するコモンレール式燃料噴射システムが知られている。
【０００３】
このコモンレール式燃料噴射システムには、自身が開弁駆動されることで制御室内の高圧燃料を燃料系の低圧側に溢流させることによりノズルニードルを開弁方向に駆動するインジェクタ用電磁弁、コモンレール内の燃料圧力を目標値まで降圧させるための減圧弁、コモンレール内の燃料圧力が設定値を超えると開弁するプレッシャリミッタ、サプライポンプ内の燃料圧力が設定値を超えると開弁するオーバーフローバルブ等の流体制御弁が使用されている。これらの流体制御弁は、必要のある時に高圧燃料を燃料系の低圧側に逃がす排出機能と、必要のない時に高圧燃料が燃料系の低圧側に溢流しないように高圧室から低圧室に高圧燃料を流入させるための流入孔（例えばオリフィス等）を封止（シール）するシール機能とを兼ね備えている。
【０００４】
上記の両機能を実現する流体制御弁として、コモンレール式燃料噴射システムに使用される電磁式圧力調整弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、ソレノイドコイルへの通電時にアーマチャと一体化された弁部材を軸線方向の一方側に吸引して、弁部材の先端に形成した球体をテーパ状のバルブシート（弁座）を有するバルブボデーに押し当てることで、オリフィスを閉塞して高圧室と低圧室とをシールしている。また、ソレノイドコイルへの通電を停止して、球体をバルブシートに押し付ける方向に作用する押し付ける力を低下させることで、オリフィス内の燃料圧力からバルブシートより引き離す方向に弁部材が受ける受圧力によって弁部材をバルブシートより離座させてオリフィスを開放して高圧室内の高圧燃料を低圧室に逃がすようにしている。これにより、高圧室内の燃料圧力を低下させることができる。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の電磁式圧力調整弁においては、テーパ角度と球径とでシート径が決まるため、オリフィス径を小さくしても、球体をバルブシートより引き離す方向に作用する受圧力を小さくすることができないという問題がある。そこで、受圧力を小さくするためには、球径を小さくするか、あるいはテーパ角度を大きくする必要がある。球径を小さくした場合には、球体を取り扱い難くなり、製造が困難になるという問題がある。一方、テーパ角度を大きくした場合には、球体をオリフィスの中心に維持することが困難になり、シール性が低下するという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するためには、球状弁体（ボール弁）を保持するために別部材を設けたり、アーマチャ側にボール弁を中心に保持する機構を設けたりする必要がある（例えば、特許文献２、３参照）。これらのようにオリフィス部材に対して別部材にボール弁を保持する機構を設けた場合には、部品同士の同軸度の精度によっては位置ずれが生じるという問題があり、位置ずれが大きい場合には、流入孔（例えばオリフィス等）のシールができなくなる可能性がある。また、バルブシートに押し付ける方向に弁部材が受ける荷重を低下させる方法として、ボール弁とバルブシートとの接触面積を小さくして、シート面圧を上げる方法がある。テーパシートであれば、バルブシートは線状となるが、上述のように、受圧力を下げ難いという問題がある。
【０００７】
一方、燃料孔の孔径よりも内径が拡径された拡径穴の底面で燃料孔を開口させて、燃料孔の口元のエッジ部分（燃料孔の開口周縁部）に設けられたバルブシートにスプリングの付勢力を利用してボール弁を着座させて燃料孔を閉塞するようにした圧力弁が提案されている（例えば、特許文献４参照）。これは、受圧力を最低限に抑えつつシート面圧を上げることができるが、シート径がボール径に対して極めて小さい場合、スプリングでボール弁を位置決めする構造では、圧力弁の閉弁時に燃料孔の口元のエッジ部分の中心にボール弁を保持することが困難になり、燃料孔のシールができなくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１３２５７８号公報（第１−４頁、図１−図３）
【特許文献２】特開２００２−３１７７２６号公報（第１−８頁、図２−図５）
【特許文献３】特開２００３−１７２２３２号公報（第１−４頁、図１−図２）
【特許文献４】特開平０５−２２３０２８号公報（第１−４頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重で流入孔のシールに必要なシート面圧を得ることのできる流体制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、流入孔内の高圧流体から流入孔の開口周縁部より引き離す方向にボール弁が受ける受圧力よりも、荷重付与手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重が大きいと、ボール弁が流入孔の開口周縁部に着座することで、流入孔が閉塞される。これにより、荷重付与手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重が小さくても、ボール弁と流入孔の開口周縁部との接触面積が小さいため、流入孔の閉塞に必要なシート面圧を上げることができるので、流入孔と凹部との間を確実に封止することができる。また、流入孔内の高圧流体から流入孔の開口周縁部より引き離す方向にボール弁が受ける受圧力よりも、荷重付与手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重が小さいと、ボール弁が流入孔の開口周縁部から離座することで、流入孔が開放される。
【００１０】
そして、凹部の底面で開口し、凹部内に高圧流体を流入させるための流入孔を、凹部と同軸的に形成し、流入孔の開口周縁部を、凹部または流入孔の軸線方向に対して略垂直な平坦面とすることにより、流入孔の開口周縁部（バルブボデーのバルブシート（弁座））が平面シートとなるため、流入孔内の高圧流体から流入孔の開口周縁部より引き離す方向にボール弁が受ける受圧力を下げることができる。また、ボール弁が着座する流入孔の開口周縁部の接触面積が小さくなり線状となるため、最低限の荷重（荷重付与手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重）で流入孔の閉塞（シール）に必要なシート面圧を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、凹部の底面を、ボール弁の軸線方向の移動範囲を規制する規制面として利用することにより、ボール弁が流入孔の開口周縁部に着座した際にボール弁のそれ以上の軸線方向（閉弁方向）への移動が規制される。また、請求項３に記載の発明によれば、バルブボデーに、ボール弁を凹部または流入孔の中心軸線方向に誘導するボールガイド（バルブガイド）を一体的に形成することにより、流入孔とボールガイドとの同軸度が向上するため、ボール弁を流入孔の中心軸線上または凹部の中心軸線上に維持し易くなる。これにより、流入孔の開口周縁部からボール弁が位置ずれすることなく、ボール弁が流入孔の開口周縁部の中心軸線上に着座するため、流入孔と凹部との間を確実に封止することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、ボールガイドの壁面を、ボール弁の半径方向の移動範囲を規制する規制面として利用することにより、ボール弁が流入孔の開口周縁部より離座した際にボール弁のそれ以上の半径方向の外径側への移動が規制される。また、請求項５に記載の発明によれば、バルブボデーのボールガイドとボール弁との間にクリアランスを形成しているので、ボール弁が流入孔の開口周縁部より離座した際に流入孔内の高圧流体がクリアランスを通って、つまりボール弁の周囲を通って流体流方向の下流側に導かれる。
【００１３】
請求項６に記載の発明によれば、ボール弁の直径に対する流入孔の孔径の比が大きくなるにつれて、ボールガイドとボール弁との間のクリアランスを通過する高圧流体の流量が増えると流体の流通抵抗が増えるため、高圧流体の流量が増え難くなると共に、ボール弁が流入孔の開口周縁部より離座した際に流入孔内の高圧流体から受ける受圧力が大きくなる。そこで、バルブボデーのボールガイドよりも半径方向の外径側に流体通路を設けることにより、流入孔より凹部内に流入した高圧流体が流体通路を通ってスムーズに流体流方向の下流側に流れ出るようになる。これにより、流入孔から凹部内に流入する高圧流体の流量が増えた場合でも、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重で流入孔の閉塞に必要なシート面圧を得ることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明によれば、コイルを通電すると、荷重付与部材をボール弁より引き離す方向に吸引する磁気吸引力がコイルに発生する。そして、例えばスプリング、板ばね、ゴム系弾性体、ウェイブワッシャ、エアクッション等のボール付勢手段（弁体付勢手段）の付勢力に抗して荷重付与部材がボール弁より引き離される。すると、流入孔内の高圧流体から流入孔の開口周縁部より引き離す方向にボール弁が受ける受圧力に比べて、荷重付与部材から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重が弱められる。これによって、ボール弁が流入孔内の高圧流体の流体圧力によって流入孔の開口周縁部より離座するため、流入孔内の高圧流体が流入孔から凹部内に流入し、ボール弁の周囲を通って流体流方向の下流側に流れ出るようになる。
【００１５】
また、コイルへの通電を停止すると、ボール付勢手段の付勢力によって荷重付与部材を介してボール弁が流入孔の開口周縁部に押し当てられているため、ボール弁が流入孔の開口周縁部に密着して流入孔と凹部との間が封止される。これによって、ボール弁を流入孔の開口周縁部に密着（シール）させるための力を最低限に抑えることが可能となるため、ボール付勢手段の付勢力を低い値に設定することができる。これにより、ボール弁を流体圧力を利用して開弁させるための、コイルの磁気吸引力を小さくできるため、コイルの巻き数や磁路面積を小さくできる。したがって、荷重付与部材、コイル等によって構成される電磁駆動部の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、コイルを通電すると、荷重付与部材をボール弁に押し付ける方向に吸引する磁気吸引力がコイルに発生する。そして、コイルの磁気吸引力によって荷重付与部材を介してボール弁が流入孔の開口周縁部に押し当てられているため、ボール弁が流入孔の開口周縁部に密着して流入孔と凹部との間が封止される。これによって、ボール弁を流入孔の開口周縁部に密着させるための力を最低限に抑えることが可能となるため、コイルの巻き数や磁路面積を小さくできる。したがって、荷重付与部材、コイル等によって構成される電磁駆動部の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明によれば、ボール弁に直接的に接触して流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁に荷重を与えるスプリング、板ばね、ゴム系弾性体、ウェイブワッシャ、エアクッション等のボール付勢手段（弁体付勢手段）を設けることにより、ボール付勢手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重を最低限に抑えることが可能となるため、ボール付勢手段を小さくでき、流体制御弁の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、ボール弁に直接的に接触して流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁に荷重を与えるスプリング、板ばね、ゴム系弾性体、ウェイブワッシャ、エアクッション等のボール付勢手段（弁体付勢手段）を設けることにより、ボール付勢手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重を最低限に抑えることが可能となるため、ボール付勢手段を小さくでき、流体制御弁の小型化および低コスト化を図ることができる。さらに、付勢力調整部材（例えばプレート）の軸線方向の板厚を任意に変更することにより、ボール付勢手段から流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁が受ける荷重を任意に調整することができる。
【００１９】
請求項１１に記載の発明によれば、付勢力伝達部材を介して、ボール弁に間接的に接触して流入孔の開口周縁部に押し当てる方向にボール弁に荷重を与えるスプリング、板ばね、ゴム系弾性体、ウェイブワッシャ、エアクッション等のボール付勢手段（弁体付勢手段）を設けることにより、仮にボール弁の直径（球径）が小さい場合であっても、ボール弁を取り扱い易くなり、ボール付勢手段を用いてボール弁を流入孔の開口周縁部に押し当てることが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態は、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重で流入孔のシールに必要なシート面圧を得るという目的を、凹部の底面で開口し、凹部内に高圧流体を流入させるための流入孔を、凹部と同軸的に形成し、流入孔の開口周縁部を、凹部または流入孔の軸線方向に対して垂直な平坦面とすることで実現した。
【実施例１】
【００２１】
［実施例１の構成］
図１および図２は本発明の実施例１を示したもので、図１はボール弁の周辺構造を示した図で、図２は常閉型の減圧調整弁の全体構造を示した図である。
【００２２】
本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、例えば自動車等の車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）であり、コモンレール１１内に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給するように構成されている。このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１１と、このコモンレール１１内に高圧燃料を圧送供給するサプライポンプ（燃料供給ポンプ：図示せず）と、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を噴射する複数のインジェクタ（燃料噴射弁：図示せず）と、サプライポンプの電磁式吸入調量弁およびインジェクタの電磁弁を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）とを備えている。
【００２３】
コモンレール１１に蓄圧される高圧燃料は、サプライポンプから供給されている。このコモンレール１１内の燃料圧力（コモンレール圧力）は、燃料圧力検出手段としてのコモンレール圧力センサ（図示せず）によって測定される。なお、コモンレール１１には、コモンレール１１から燃料系の低圧側（燃料タンク）へ燃料を戻すためのリーク配管１３が接続されている。そして、コモンレール１１とリーク配管１３との間には、図示しない減圧弁駆動回路を介してＥＣＵから印加される減圧弁駆動信号によって電子制御されることにより、リーク配管１３の燃料還流路１４を開閉制御することが可能なノーマリクローズタイプ（常閉型）の減圧調整弁１が装着されている。
【００２４】
インジェクタは、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されて、ノズルボデーとノズルニードルとからなる燃料噴射ノズル、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリングにより構成されている。インジェクタからエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルと同軸的に設けられたコマンドピストンの背圧を制御する制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁への通電および通電停止により電子制御される。この電磁弁は、図示しないインジェクタ駆動回路を介してＥＣＵから印加されるインジェクタ駆動信号によって電子制御されることにより、インジェクタの燃料噴射量、燃料噴射時期を制御する。つまり、インジェクタの電磁弁が開弁駆動されている間、コモンレール１１から制御室内に供給された高圧燃料がオリフィス（流入孔）を経て燃料系の低圧側（燃料タンク）へ溢流されるため、ノズルニードルおよびコマンドピストンがリフトして、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料が噴射供給される。
【００２５】
サプライポンプは、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動されて、吸入した燃料を加圧して吐出口からコモンレール１１へ高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプである。そして、燃料タンクからサプライポンプの加圧室に至る燃料供給経路には、加圧室内に吸入される燃料吸入量を調整することで、コモンレール１１への燃料吐出量を制御する電磁式吸入調量弁が取り付けられている。この電磁式吸入調量弁は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵから印加されるポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、コモンレール圧力を変更する。
【００２６】
本実施例の減圧調整弁１は、本発明の流体制御弁（流体圧力制御弁）に相当するもので、コモンレール１１に液密的に締め付け固定される円筒状のアダプタ３、このアダプタ３内に保持固定されたバルブボデー５、このバルブボデー５のバルブシート（弁座）に対して着座、離座することでリーク配管１３の燃料還流路１４を開閉制御する球面体であるボール弁（球状弁体）６と、このボール弁６に対し、ボール弁６をバルブボデー５のバルブシートに押し当てる方向に荷重を与える荷重付与手段とを備えている。なお、バルブボデー５とボール弁６とによってボールバルブ（ボール弁装置）を構成している。
【００２７】
アダプタ３は、図２に示したように、内部に高圧室（流入孔よりも流体流方向の上流側）１５を形成する縮径部、および内部に低圧室（凹部よりも流体流方向の下流側）１６を形成する拡径部を有する円筒状金属部品であって、拡径部内に圧入嵌合されたバルブボデー５によって高圧室１５と低圧室１６とが液密的に区画形成されている。そして、縮径部の外周には、コモンレール１１の円筒部１７の内周ねじ部（雌ねじ部）に螺合する外周ねじ部（雄ねじ部）が形成されている。
【００２８】
そして、アダプタ３は、ねじ締結によって発生する減圧調整弁１の軸線方向の締結軸力によって、縮径部の先端平面部の密着面とコモンレール１１の段差部１８の密着面とが密着して高圧シール（メタルシール）されている。なお、高圧室１５内には、燃料中の異物を捕捉する燃料フィルタ１９が設置されている。また、高圧室１５は、コモンレール１１の蓄圧室１２に連通している。また、アダプタ３の拡径部の内周部には、シリンダ２０がねじ締結されている。このシリンダ２０の外周には、アダプタ３の拡径部の内周ねじ部（雌ねじ部）に螺合する外周ねじ部（雄ねじ部）が形成されている。また、シリンダ２０の内部には、低圧室１６を形成する燃料流路２１が形成されている。
【００２９】
バルブボデー５は、アダプタ３の段差部２２の密着面に密着する先端平面部、および後記するシリンダの先端平面部の密着面に密着する後端平面部を有する円環板状金属部品であって、内部に高圧室１５に連通する連通孔（縮径孔）２３、および底面を持つ凹状のボール収容穴（ボールポケット、拡径孔）２４が形成されている。連通孔２３は、ボール収容穴２４内に蓄圧室１２内の高圧燃料および高圧室１５内の高圧燃料を流入させるための断面円形状流入孔であって、ボール収容穴２４の内径よりも縮径されている。また、連通孔２３は、バルブボデー５の先端平面部にて開口し、また、ボール収容穴２４の底面にて開口し、ボール収容穴２４と略同軸上に形成されている。なお、バルブボデー５の先端平面部にて開口した連通孔２３の開口端は、高圧室１５に向けて徐々に拡径された円錐台状のテーパ面となっている。また、連通孔２３は、高圧室１５またはボール収容穴２４の流路断面積よりも極めて小さい流路断面積を有するオリフィス（固定絞り）であっても良い。
【００３０】
ボール収容穴２４の内部には、ボール弁６を軸線方向に移動自在に収容する円柱状空間が形成されている。また、ボール収容穴２４の底面には、減圧調整弁１の閉弁時にボール弁６が密着する連通孔２３の開口周縁部（流入孔の開口周縁部、バルブボデーの弁座：以下バルブシートと呼ぶ）２５が設けられている。また、バルブシート２５を含むボール収容穴２４の底面は、ボール弁６の軸線方向の移動範囲を規制する規制面として利用されている。これにより、ボール弁６がバルブシート２５に密着した際にボール弁６のそれ以上の軸線方向（閉弁方向）への移動が規制される。
【００３１】
なお、バルブシート２５を含むボール収容穴２４の底面は、連通孔２３およびボール収容穴２４の軸線方向に対して垂直な平坦面となっている。また、ボール収容穴２４の内壁面は、ボール弁６を連通孔２３およびボール収容穴２４の中心軸線方向に誘導するボールガイド２６として機能している。また、ボールガイド２６の内壁面は、ボール弁６の半径方向の移動範囲を規制する規制面として利用されている。これにより、ボール弁６がバルブシート２５より離座した際にボール弁６のそれ以上の半径方向の外径側への移動が規制される。
【００３２】
ボール弁６は、球面を有するスチール等の金属体であって、バルブボデー５のボール収容穴２４内において軸線方向の直線運動を行うと共に、バルブシート２５に密着する円環状のシール部２７、連通孔２３内の燃料圧力を受ける圧力受け部（受圧部）２８および荷重付与手段から荷重を受ける荷重受け部２９を有している。このボール弁６は、ボール収容穴２４の円柱状空間内において軸線方向に往復移動自在に収容されており、バルブシート２５に一体的に設けられた弁座に対して着座、離座して連通孔２３を閉塞、開放する。  
【００３３】
これにより、ボール弁６のシール部２７がバルブシート２５に密着した場合には、高圧室側の高圧燃料が燃料系の低圧側（燃料タンク）に溢流しないように、連通孔２３とボール収容穴２４との連通状態が遮断される（シール機能）。また、ボール弁６が弁座より離座（リフト）した場合には、高圧室側の高圧燃料が燃料系の低圧側（燃料タンク）に溢流できるように、連通孔２３とボール収容穴２４とが連通状態となる（排出機能）。さらに、バルブボデー５のボールガイド２６の内周面とボール弁６の軸線方向に対して直交する半径方向の側面との間には、高圧室１５から低圧室１６へ向かう高圧燃料の流通を可能とするクリアランス３０が形成されている。なお、ボール弁６の直径（球径）は、連通孔２３の内径（孔径）よりも極めて大きく、ボール収容穴２４の内径よりもクリアランス３０分だけ小さい。
【００３４】
次に、本実施例の荷重付与手段の構成を図２に基づいて簡単に説明する。
本実施例の荷重付与手段は、励磁電流を供給することにより磁気吸引力（起磁力）を発生する電磁駆動部（ソレノイド部）７によって構成されている。なお、電磁駆動部７は、通電されると周囲に磁束を発生するソレノイドコイル３１、このソレノイドコイル３１により励磁されるステータコア３２、ボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重を与えるアーマチャ（荷重付与部材）３３、このアーマチャ３３を軸線方向の一方側（ボール弁６の閉弁方向（連通孔２３を閉じる側））に付勢するコイルスプリング（ボール付勢手段）３４、およびアダプタ３の拡径部の外周部にねじ締結されたハウジング３５等を有している。
【００３５】
ソレノイドコイル３１は、ステータコア３２のコイル収納部４０に収容されたコイルボビン（図示せず）の外周に絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したコイルである。このソレノイドコイル３１は、コイルボビンの外周に巻装されるコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線を有している。この一対の端末リード線は、ターミナル（外部接続端子）４１に電気的に接続されている。また、ターミナル４１は、減圧弁駆動回路を介してＥＣＵおよび電源（バッテリ）に電気的に接続されている。
【００３６】
本実施例のソレノイドコイル３１は、励磁電流が供給されると、コイルスプリング３４のスプリング力（ばね定数）に抗してアーマチャ３３をストローク方向（軸線方向の他方側）、つまりアーマチャ３３をボール弁６より引き離す方向に吸引する磁気吸引力を発生する。これにより、アーマチャ３３からボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に与える荷重が弱められるため、高圧燃料の燃料圧力によってボール弁６が押し上げられてバルブシート２５よりリフトし易くなる。つまり開弁応答性が良くなる。  
【００３７】
ステータコア３２は、例えば軟質磁性材料によって形成された磁性体であって、ソレノイドコイル３１およびコイルボビンを収納する円筒状のコイル収納部４０、およびアーマチャ３３のステータ側端面との間に所定の間隙を隔てて対向配置される先端磁極面４２を有している。なお、ステータコア３２の内部には、図示しない円筒状のストッパが装着されている。このストッパは、アーマチャ３３がフルリフトした際に、アーマチャ３３を係止してアーマチャ３３のそれ以上の移動を規制する規制部として機能する。
【００３８】
アーマチャ３３は、例えば軟質磁性材料によって形成された磁性体であって、ソレノイドコイル３１およびステータコア３２を伴って磁気回路を形成すると共に、ソレノイドコイル３１の起磁力により励磁されると、ステータコア３２の先端磁極面４２に吸引されて、軸線方向の他方側（ボール弁６の開弁方向（連通孔２３を開く側））に移動する移動体である。このアーマチャ３３は、所定の移動範囲で軸線方向に変位可能で、ステータコア３２の先端磁極面４２に対向して配置される円環状のフランジ部（環状部）４３、およびこのフランジ部４３より軸線方向のステータ側とは逆側（一方側）に突出してシリンダ２０の軸方向孔内に移動自在に収容されたシャフト部（軸状部）４４を有している。
【００３９】
フランジ部４３は、低圧室１６のうちで最も燃料流方向の下流側を形成するアーマチャ室４６内に収容されている。このアーマチャ室４６は、アダプタ３の拡径部の開口端の内壁面とシリンダ２０の図示上端面（軸線方向のボデー側端面とは逆側のステータ側端面）とステータコア３２の先端磁極面４２との間に形成されている。シャフト部４４は、図示下端面（円形状の平坦面）がボール弁６の荷重受け部２９に直接的に接触してボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６の荷重受け部２９に荷重を与える。すなわち、アーマチャ３３は、コイルスプリング３４のスプリング力（付勢力、ばね定数）によってボール弁６を連通孔２３を閉じる方向に押し付ける機能を有している。
【００４０】
コイルスプリング３４は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によって形成され、ストッパの軸方向孔４５内に収容されており、等ピッチコイル（または不等ピッチコイル）が使用されている。このコイルスプリング３４は、軸線方向の一端がアーマチャ３３のフランジ部４３のステータ側端面に係止され、軸線方向の他端がハウジング３５の天壁面に係止されている。
【００４１】
ハウジング３５の内周には、アダプタ３の拡径部の外周ねじ部（雄ねじ部）に螺合する内周ねじ部（雌ねじ部）が形成されている。また、ハウジング３５には、リーク配管１３の燃料還流路１４に連通するリークポート４７、およびターミナル４１を保持する筒状のコネクタ部４８が形成されている。なお、ストッパの軸方向孔４５の内部空間は、燃料流路２１およびアーマチャ室４６よりなる低圧室１６とリークポート４７とを連通する燃料通路として機能する。また、ストッパは、ソレノイドコイル３１に流れる励磁電流を遮断した後の残留磁気による応答不良を防止するために非磁性材料によって形成することが望ましい。
【００４２】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の減圧調整弁１の作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
【００４３】
コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力を下げる目的で、蓄圧室１２内の高圧燃料を燃料系の低圧側に溢流させる必要がある場合には、ＥＣＵから減圧弁駆動回路を介してソレノイドコイル３１に励磁電流が供給される。ソレノイドコイル３１に励磁電流が流れると、ソレノイドコイル３１の周囲に磁束が発生する。そして、ソレノイドコイル３１の周囲に発生した磁束は、ステータコア３２、アーマチャ３３を通過する。これにより、ステータコア３２およびアーマチャ３３が励磁（磁化）されるため、アーマチャ３３には、軸線方向の他方側、つまりステータコア３２の先端磁極面４２に近づく方向への吸引力が働く。したがって、アーマチャ３３は、コイルスプリング３４のスプリング力によってボール弁６をバルブシート２５に押し付けている状態からステータコア３２の先端磁極面４２に近づく方向への移動を開始する。
【００４４】
そして、アーマチャ３３がステータコア３２の先端磁極面４２に近づく方向に移動すると、バルブボデー５の連通孔２３内の高圧燃料からバルブシート２５より引き離す方向にボール弁６の受圧部２８が受ける受圧力に比べて、アーマチャ３３からバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６の荷重受け部２９に与えられる荷重が弱められ、アーマチャ３３からバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６が受ける荷重（コイルスプリング３４のスプリング力）がなくなる。このとき、ボール弁６の受圧部２８よりも燃料流方向の上流側のアダプタ３の高圧室１５内、バルブボデー５の連通孔２３内には、コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力に等しい高圧燃料が導入されており、ボール弁６の受圧部２８よりも燃料流方向の下流側のバルブボデー５のボール収容穴２４内は、アダプタ３の低圧室１６（燃料流路２１およびアーマチャ室４６を含む）、ストッパの軸方向孔４５およびリークポート４７を介して燃料系の低圧側（燃料タンク）に連通している。
【００４５】
したがって、ボール弁６の受圧部２８よりも燃料流方向の上流側の方が、ボール弁６の受圧部２８よりも燃料流方向の下流側よりも燃料圧力が極めて高いので、アーマチャ３３の軸線方向の他方側への移動に伴ってボール弁６が燃料圧力によりリフト方向に押し上げられることで、ボール弁６のシール部２７がバルブシート２５から離座する。これにより、バルブボデー５に設けられた連通孔２３が開放されるため、コモンレール１１の蓄圧室１２内の高圧燃料がアダプタ３の高圧室１５→バルブボデー５の連通孔２３を経て連通孔２３の開口端よりバルブボデー５のボール収容穴２４内に流出する。
【００４６】
そして、ボール収容穴２４内に流出した高圧燃料は、バルブボデー５のボールガイド２６の内周面とボール弁６の軸線方向に対して直交する半径方向の側面との間に形成されるクリアランス３０を通って、つまりボール弁６の周囲を通ってアダプタ３の低圧室１６に流れ出す。このとき、ボールガイド２６の内周面とボール弁６の側面とのクリアランス３０に形成される流路面積は、概ね連通孔２３の孔径とボール弁６の直径の比に比例して大きくなるため、スムーズに高圧燃料を低圧室側に流し出せる。そして、低圧室１６内に流出した高圧燃料は、燃料流路２１→アーマチャ室４６→ストッパの軸方向孔４５→リークポート４７→リーク配管１３の燃料還流路１４を経由して燃料系の低圧側（燃料タンク）に溢流する。これによって、コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力がエンジンの運転状態に対応して設定される目標値（目標コモンレール圧力）に速やかに低下し、インジェクタからエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料の噴射圧力が最適化されて燃料噴射量が最適なものとなる。
【００４７】
また、ソレノイドコイル３１への励磁電流の供給を停止すると、ステータコア３２およびアーマチャ３３が消磁されるため、アーマチャ３３がコイルスプリング３４のスプリング力によって軸線方向の一方側、つまりステータコア３２の先端磁極面４２より遠ざかる方向へ移動する。これにより、アーマチャ３３のシャフト部４４の軸線方向の一端面（先端面）がボール弁６の荷重受け部２９に当接し、ボール弁６のシール部２７をバルブシート２５に押し付ける。このとき、ボール弁６のシール部２７は、バルブシート２５より位置ずれすることなく密着するため、連通孔側からボール収容穴側への高圧燃料の漏洩を防ぐことができる。
【００４８】
ここで、連通孔２３とボール収容穴２４またはボールガイド２６とは、同一部品であるバルブボデー５に一体的に形成されているため、高精度に切削加工、研削加工を行うことができる。このため、ボール弁６とボール収容穴２４またはボールガイド２６とのクリアランス３０を連通孔２３の半径程度（φｄ／２）に加工し、その上で連通孔２３とボール収容穴２４またはボールガイド２６との同軸度を連通孔２３の半径以下で加工すれば、ボール弁６の中心が連通孔２３の孔径より外側にずれることが無いため、アーマチャ３３のシャフト部４４から受ける荷重によってボール弁６がバルブシート２５の径に倣うように移動し、連通孔２３を確実に閉塞できるため、連通孔２３とボール収容穴２４との間を確実にシールすることが可能になる。これによって、コモンレール１１の蓄圧室１２内の高圧燃料が燃料系の低圧側に溢流しないようにシールできるため、コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力が目標値（目標コモンレール圧力）よりも低下することを防止できる。
【００４９】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の減圧調整弁１においては、連通孔２３とボール収容穴２４とを同軸上に形成し、ボール収容穴２４の底面の中心部で開口する丸孔状の連通孔２３の開口周縁部（バルブシート）２５を、連通孔２３およびボール収容穴２４の軸線方向に対して垂直な平坦面とすることにより、平面シートとなるため、受圧力（連通孔２３内の高圧燃料からバルブシート２５より引き離す方向にボール弁６の受圧部２８が受ける受圧力）を下げることができる。また、ボール弁６のシール部２７に密着するバルブシート２５の接触面積が極めて小さくなり線状となるため、最低限の荷重（電磁駆動部７のアーマチャ３３からバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６の荷重受け部２９が受ける荷重）でシールに必要なシート面圧を得ることができる。
【００５０】
また、バルブボデー５のボール収容穴２４の内壁面に、ボール弁６を連通孔２３およびボール収容穴２４の中心軸線方向に誘導するボールガイド２６を一体的に形成することにより、バルブボデー５と別部品でボール弁６を保持する機構を設けた従来の技術と比べて、連通孔２３とボールガイド２６との同軸度が向上するため、ボール弁６を連通孔２３の中心軸線上またはボール収容穴２４の中心軸線上に維持し易くなる。これにより、球面体であるボール弁６は、バルブシート２５の中心軸線上から半径方向に位置ずれすることなく、バルブシート２５の中心軸線上でバルブシート２５に密着する。すなわち、ボール弁６は、ボール収容穴２４の底面の中心部で開口する丸孔状の連通孔２３の開口周縁部（バルブシート）２５に、半径方向に位置ずれすることなく密着する。したがって、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重でシールに必要なシート面圧を得ることができる。
【００５１】
また、本実施例の減圧調整弁１においては、軸線方向の一方側に移動する程、ボール弁６のシール部２７をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６の荷重受け部２９に与える荷重が増えるアーマチャ３３と、このアーマチャ３３を軸線方向の一方側に付勢するコイルスプリング３４と、アーマチャ３３を軸線方向の他方側に吸引するソレノイドコイル３１とを有する電磁駆動部７を備えている。このため、ソレノイドコイル３１に励磁電流を供給してソレノイドコイル３１に磁気吸引力を発生させて、コイルスプリング３４のスプリング力に抗してアーマチャ３３を軸線方向の他方側に吸引することにより、連通孔２３内の高圧燃料からバルブシート２５より引き離す方向にボール弁６の受圧部２８が受ける受圧力に比べて、アーマチャ３３からバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６の荷重受け部２９が受ける荷重を弱めることができる。これによって、ボール弁６が連通孔２３内の高圧燃料の燃料圧力によってバルブシート２５より離座するため、連通孔２３からボール収容穴２４内に高圧燃料が流入し、ボール弁６の周囲を通って低圧室側に流れ出るようになる。
【００５２】
また、本実施例の減圧調整弁１の場合には、ボール弁６をバルブシート２５に密着させるための力を最低限に抑えることが可能となるため、コイルスプリング３４のスプリング力（バネ定数）を低い値に設定することができる。すなわち、コイルスプリング３４の硬さを柔らかくしたり（コイルスプリング３４の弾力を弱くしたり）、コイルスプリング３４のコイル外径およびコイル線径を小さくしたりすることができるので、ボール弁６を燃料圧力を利用して開弁させるための、ソレノイドコイル３１の磁気吸引力を小さくできるため、ソレノイドコイル３１の巻き数や磁気回路の磁路面積を小さくできる。したがって、電磁駆動部７の体格の小型化および低コスト化を図ることができ、減圧調整弁１全体の体格の小型化および低コスト化を図ることができる。
【実施例２】
【００５３】
図３は本発明の実施例２を示したもので、常開型の減圧調整弁の全体構造を示した図である。
本実施例の減圧調整弁１は、ノーマリオープンタイプ（常開型）の減圧調整弁であって、ソレノイドコイル３１に励磁電流が供給されていない時には、コイルスプリング３４のスプリング力のみによってボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重が付与されている。このため、高圧室１５内の燃料圧力、連通孔２３内の燃料圧力がコイルスプリング３４のスプリング力よりも上回ると、ボール弁６が開弁する。
【００５４】
本実施例の電磁駆動部７は、通電されると周囲に磁束を発生するソレノイドコイル３１、このソレノイドコイル３１により励磁されるステータコア３２、ボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重（スプリング力）を与えるアーマチャ（荷重付与部材）３３、およびこのアーマチャ３３を軸線方向の一方側（ボール弁６の閉弁方向（連通孔２３を閉じる側））に付勢するコイルスプリング３４等を有している。本実施例のソレノイドコイル３１は、励磁電流が供給されると、アーマチャ３３をストローク方向（軸線方向の一方側）、つまりアーマチャ３３をボール弁６に押し付ける方向に吸引する磁気吸引力が発生する。これにより、アーマチャ３３からボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に与える荷重（スプリング力＋磁気吸引力）が強められる。すなわち、コイルスプリング３４のスプリング力がソレノイドコイル３１の磁気吸引力によって助勢（アシスト）されるため、ボール弁６がバルブシート２５により密着する。
【００５５】
本実施例の減圧調整弁１によれば、ソレノイドコイル３１への励磁電流の供給を停止すると、コモンレール１１の蓄圧室１２に連通する高圧室側の燃料圧力、連通孔２３内の燃料圧力が開弁圧（コイルスプリング３４のセット荷重により決まる開弁圧）よりも上回ると、ボール弁６が連通孔２３内の高圧燃料の燃料圧力によってバルブシート２５より離座するため、連通孔２３からボール収容穴２４内に高圧燃料が流入し、ボール弁６の周囲を通って低圧室側に流れ出るようになる。
【００５６】
また、ソレノイドコイル３１に励磁電流を供給すると、コイルスプリング３４のスプリング力を助勢（アシスト）するようにソレノイドコイル３１の磁気吸引力によってアーマチャ３３がストローク方向に吸引される。すると、連通孔２３内の高圧燃料からバルブシート２５より引き離す方向にボール弁６が受ける受圧力に比べて、アーマチャ３３のシャフト部４４からバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６が受ける荷重（スプリング力＋磁気吸引力）が大きくなる。
【００５７】
これによって、仮にコモンレール１１の蓄圧室１２内、アダプタ３の高圧室１５内、バルブボデー５の連通孔２３内の燃料圧力が高くても、最低限の荷重でボール弁６をバルブシート２５に密着させるのに必要なシート面圧を得ることができる。この場合には、ボール弁６をバルブシート２５に密着させるための力を最低限に抑えることが可能となるため、ソレノイドコイル３１の巻き数や磁気回路の磁路面積を小さくできる。したがって、電磁駆動部７の体格の小型化および低コスト化を図ることができ、減圧調整弁１全体の体格の小型化および低コスト化を図ることができる。
【実施例３】
【００５８】
図４は本発明の実施例３を示したもので、図４（ａ）、（ｂ）は圧力調整弁の全体構造を示した図である。
【００５９】
本実施例の圧力調整弁２は、本発明の流体制御弁（流体圧力制御弁）に相当するもので、コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるプレッシャリミッタである。この圧力調整弁２は、コモンレール１１に液密的に締め付け固定される円筒状のハウジング４と、このハウジング４内に保持固定されたバルブボデー５と、このバルブボデー５のボール収容穴２４の底面の中心部で開口する丸孔状の連通孔２３の開口周縁部（バルブシート）２５に対して着座、離座することでリーク配管１３の燃料還流路１４を開閉する球面体であるボール（球状弁体）６と、このボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重を与える荷重付与手段とを備えている。なお、バルブボデー５とボール弁６とによってボールバルブ（ボール弁装置）を構成している。
【００６０】
ハウジング４は、内部に圧入嵌合されたバルブボデー５によってコモンレール１１の蓄圧室１２に連通する高圧室１５と低圧室１６とが液密的に区画形成されている。このハウジング４の外周には、コモンレール１１の円筒部１７の内周ねじ部（雌ねじ部）に螺合する外周ねじ部（雄ねじ部）５０が形成されている。また、ハウジング４には、リーク配管１３の燃料還流路１４に連通するリークポート４７が形成されている。なお、リークポート４７は、低圧室１６の内径よりも縮径されている。ここで、図４（ａ）に示したバルブボデー５のボール収容穴２４は、図４（ｂ）に示したバルブボデー５のボール収容穴２４よりも内径が極めて大きく、図４（ａ）に示したボール弁６は、図４（ｂ）に示したボール弁６よりも直径（球径）が極めて大きくなっている。
【００６１】
本実施例の荷重付与手段は、ボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向に付勢するスプリング力（バネ定数）を発生すると共に、連通孔２３およびボール収容穴２４の軸線方向に弾性変形可能なコイルスプリング９と、このコイルスプリング９からボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６が受けるスプリング力（スプリングの弾力の強さ）を調整するためのスプリングシート５１、５２とによって構成されている。  
【００６２】
図４（ａ）に示したコイルスプリング９は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によって形成され、等ピッチコイル（または不等ピッチコイル）が使用されており、ボール弁６に直接的に接触して、ボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６にスプリング力を与えるボール付勢手段であって、ハウジング４の低圧室１６内に収容されており、軸線方向の一端がボール弁６の荷重受け部２９に係止され、軸線方向の他端がハウジング４の天壁面側に位置するスプリングシート５１に係止されている。このスプリングシート５１は、コイルスプリング９のスプリング力（セット荷重）を調整するための付勢力調整部材（円環板状のプレート）である。なお、スプリングシート５１の中心部には、低圧室１６とリークポート４７とを連通する貫通孔５３が形成されている。なお、図４（ａ）に示したスプリングシート５１は、設けられていなくても良い。
【００６３】
一方、図４（ｂ）に示したコイルスプリング９は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によって形成され、等ピッチコイル（または不等ピッチコイル）が使用されており、ボール弁６に間接的に接触して、ボール弁６をバルブシート２５に押し当てる方向にボール弁６にスプリング力を与えるボール付勢手段であって、ハウジング４の低圧室１６内に収容されており、軸線方向の一端がボール弁６の荷重受け部２９に当接したスプリングシート５２に係止され、軸線方向の他端がハウジング４の天壁面に係止されている。このスプリングシート５２は、コイルスプリング９のスプリング力（セット荷重）を調整すると共に、コイルスプリング９のスプリング力をボール弁６に伝達するための付勢力伝達部材（円板状のプレート）である。なお、スプリングシート５２の中心部より半径方向の外径側に外れた部位には、貫通孔５４が形成されている。この貫通孔５４は、バルブボデー５の図示上端面とスプリングシート５２の図示下端面との間に挟み込まれる不要な燃料を排出するために形成されている。
【００６４】
コモンレール１１の蓄圧室１２に連通する高圧室側の燃料圧力、連通孔２３内の燃料圧力が開弁圧（コイルスプリング９のセット荷重により決まる限界設定圧力）よりも低下している時には、圧力調整弁２のボール弁６がコイルスプリング９のスプリング力によってバルブシート２５に押し付けられている。このとき、バルブボデー５のボール収容穴２４の内壁面にボールガイド２６が一体的に形成されているので、連通孔２３とボールガイド２６との同軸度が向上するため、ボール弁６を連通孔２３の中心軸線上またはボール収容穴２４の中心軸線上に維持し易くなる。これにより、バルブシート２５の中心軸線上からボール弁６が半径方向に位置ずれすることなく、ボール弁６がバルブシート２５の中心軸線上でバルブシート２５に密着することができる。したがって、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重（コイルスプリング９のスプリング力）でシールに必要なシート面圧を得ることができる。
【００６５】
また、コモンレール１１の蓄圧室１２に連通する高圧室側の燃料圧力、連通孔２３内の燃料圧力が開弁圧（コイルスプリング９のセット荷重により決まる限界設定圧力）よりも上回ると、ボール弁６が連通孔２３内の高圧燃料の燃料圧力によってバルブシート２５より離座するため、連通孔２３からボール収容穴２４内に高圧燃料が流入し、ボール弁６の周囲を通って低圧室側に流れ出るようになる。これにより、コモンレール１１の蓄圧室１２内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えることができる。
【００６６】
本実施例の圧力調整弁２によれば、コイルスプリング９のスプリング力を、ボール弁６をバルブシート２５に密着させるための最低限の力に抑えることができる。これにより、コイルスプリング９の硬さを柔らかくしたり、コイルスプリング９のコイル外径およびコイル線径を小さくしたりすることができるので、圧力調整弁２の体格の小型化および低コスト化を図ることができる。また、ボール弁６の直径（球径）が小さい場合には、コイルスプリング９でボール弁６を押えることが困難になるが、図４（ｂ）に示したように、ボール弁６をスプリングシート５２を介してバルブシート２５に押し付けるようにすれば、球径が小さいボール弁６でも取り扱いに困ることはなく、コイルスプリング９のスプリング力を利用してボール弁６をバルブシート２５に容易に密着させることができる。
【実施例４】
【００６７】
図５は本発明の実施例４を示したもので、図５（ａ）はボール弁の周辺構造を示した図で、（ｂ）はバルブボデーを示した図である。
【００６８】
上記の実施例１〜３では、ボール弁６をバルブシート２５に押し付ける力を弱めたり、なくしたりした際に、バルブボデー５のボール収容穴２４の底面の中心部で開口する丸孔状の連通孔２３の開口端からボール収容穴２４内に流出した高圧燃料が、この燃料圧力によりリフト方向に押し上げられてバルブシート２５よりリフトしているボール弁６の軸線方向に対して直交する半径方向の側面とバルブボデー５のボールガイド２６の内周面との間に形成されるクリアランス３０を通って低圧室側に流れ出るような燃料排出経路（流体経路）を採用している。
【００６９】
しかし、ボール弁６の直径（球径）に対する連通孔２３の孔径（内径）の比が大きくなるにつれて、ボール弁６とボール収容穴２４およびボールガイド２６の内周面とのクリアランス３０を通る高圧燃料の流量が増え、流通抵抗となるため、高圧燃料の流量が増えないと共に、ボール弁６を開弁させる時に高圧燃料から受ける燃料圧力（受圧力）が大きくなってしまう。そこで、本実施例では、図５（ａ）、（ｂ）に示したように、ボール収容穴２４およびボールガイド２６の半径方向の外径側に、内部に燃料通路（流体通路）５５を形成する凹状溝５６を設け、連通孔２３の開口端からボール収容穴２４内に流出した高圧燃料がスムーズに低圧室側に流れ出るようにしている。これにより、高圧燃料の流量が増えた場合でも、実施例１〜３と同様に、受圧力を最低限に抑えつつ、最低限の荷重でシールに必要なシート面圧を得ることができる。
【００７０】
［変形例］
本実施例では、本発明の流体制御弁を、ボール弁６の開弁時にコモンレール１１の蓄圧室１２内の高圧燃料を燃料系の低圧側（燃料タンク）に還流または溢流させる減圧調整弁１または圧力調整弁（プレッシャリミッタ）２に適用しているが、本発明の流体制御弁を、制御室内の高圧燃料を燃料系の低圧側に溢流させることでノズルニードルを開弁駆動するインジェクタ用電磁弁、加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇したら開弁して加圧室内の高圧燃料をコモンレールに圧送するサプライポンプ用吐出弁、加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇したら開弁して燃料系の低圧側に溢流させることで燃料圧力の異常上昇を抑える燃料噴射ポンプ用オーバーフローバルブ等に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、流体圧力制御弁だけでなく、流体流量制御弁に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、水、燃料、作動油、空気等の流体を制御する流体制御弁に適用しても良い。
【００７１】
本実施例では、ボール弁６の閉弁時（全閉時）に球状弁体であるボール弁６が荷重付与手段によってボール収容穴２４の底面に一体的に形成された円環状のバルブシート（連通孔２３の開口周縁部）２５に密着するように構成されているが、ボール弁６の閉弁時（全閉時）にボール弁６が荷重付与手段によってボール収容穴２４の底面に別途設けられた円環板状のバルブシート（流入孔の開口周縁部）に密着するように構成しても良い。この場合には、バルブシートをバルブボデー５の材質と異なる金属材料によって形成しても良い。
【００７２】
本実施例では、コイルスプリング３４のスプリング力によってフランジ部４３およびシャフト部４４を有するアーマチャ（荷重付与部材）３３をボール弁６に押し付ける方向に付勢することで、ボール弁６を円環状のバルブシート（連通孔２３の開口周縁部）２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重を与えるようにしているが、コイルスプリング３４を廃止して、電磁駆動部７のソレノイドコイル３１の磁気吸引力のみによってアーマチャ（荷重付与部材）３３をボール弁６に押し付ける方向に吸引することで、ボール弁６を円環状のバルブシート（連通孔２３の開口周縁部）２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重を与えるようにしても良い。また、スプリングのスプリング力のみによってピストンまたはニードル（荷重付与部材）をボール弁６に押し付ける方向に付勢することで、ボール弁６を円環状のバルブシート（連通孔２３の開口周縁部）２５に押し当てる方向にボール弁６に荷重を与えるようにしても良い。
【００７３】
なお、アーマチャ３３のシャフト部４４が、シリンダ２０の中心軸線上に設けた摺動孔内に摺動自在に支持されるようにしても良い。また、シャフト部４４の軸線方向の一端面（ボール弁６との当接面）を平坦面としているが、シャフト部４４の軸線方向の一端面にボール弁６を部分的に嵌合するテーパ溝状、半円溝状、多角形溝状等の嵌合凹部を設けても良い。また、フランジ部４３とシャフト部４４とを別部品で構成して、両者を圧入または溶接等により結合しても良い。この場合には、アーマチャ３３のフランジ部４３または円筒状のムービングコア（可動コア、移動体）とバルブシャフト（荷重付与部材）との別部品で構成する。また、円筒状のムービングコアを採用した場合には、ステータコアも円筒状に形成され、ステータコアの摺動孔内をムービングコアが摺動自在に往復移動する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ボール弁の周辺構造を示した断面図である（実施例１）。
【図２】常閉型の減圧調整弁の全体構造を示した断面図である（実施例１）。
【図３】常開型の減圧調整弁の全体構造を示した断面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）、（ｂ）は圧力調整弁の全体構造を示した断面図である（実施例３）。
【図５】（ａ）はボール弁の周辺構造を示した断面図で、（ｂ）はバルブボデーを示した平面図である（実施例４）。
【符号の説明】
【００７５】
１  減圧調整弁（流体制御弁、流体圧力制御弁）
２  圧力調整弁（流体制御弁、流体圧力制御弁）
４  圧力調整弁のハウジング
５  バルブボデー（バルブシート）
６  ボール弁（球状弁体）
７  電磁駆動部（荷重付与手段）
９  圧力調整弁のコイルスプリング（荷重付与手段、ボール付勢手段）
１１  コモンレール
１２  蓄圧室
１３  リーク配管
１４  燃料還流路
１５  高圧室
１６  低圧室
２３  連通孔（流入孔）
２４  ボール収容穴（凹部）
２５  バルブシート（流入孔の開口周縁部、バルブボデーの弁座）
２６  ボールガイド（バルブガイド、規制面）
２７  ボールのシール部
２８  ボールの受圧部（圧力受け部）
２９  ボールの荷重受け部
３０  クリアランス
３１  ソレノイドコイル
３３  アーマチャ（荷重付与部材）
３４  減圧調整弁のコイルスプリング（ボール付勢手段、弁体付勢手段）
３５  減圧調整弁のハウジング
４７  ハウジングのリークポート
５１  スプリングシート（付勢力調整部材）
５２  スプリングシート（付勢力伝達部材）
５５  燃料通路（流体通路）
【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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