(57)【要約】制御室（３０）内の燃料圧力の制御に使用するための制御バルブ装置は、制御室（３０）が高圧燃料供給源と連通する第１位置と、制御室（３０）が低圧燃料排出口と連通するとともに制御室（３０）と高圧燃料源との間の連通が遮断される第２位置との間で移動自在である制御バルブ部材（３２）を含む。制御バルブ装置はまた、制御バルブ部材（３２）が第１位置から第２位置へ移動する時に制御室（３０）から低圧燃料排出口への燃料の流量を制限するための制限流手段（５５，７０，８６）を含む。制御バルブ部材（３２）が第２位置から第１位置へ移動する時間における高圧燃料供給源から低圧排出口への燃料の流量も制限されるように制限流手段が構成および配置されることが望ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御室（３０）の中の燃料圧力を制御するのに使用するための制御バルブ装置において、該制御室（３０）が高圧燃料の供給源と連通する第１位置と、該制御室（３０）が低圧燃料排出口と連通するとともに該制御室（３０）と該高圧燃料の供給源との間の連通が遮断される第２位置との間で移動自在である制御バルブ部材（３２）と、該制御バルブ部材（３２）が該第１位置から該第２位置へ移動する時に該制御室（３０）から該低圧燃料排出口への燃料の流量を制限するための制限流手段（５５；７０；８６）とを含む制御バルブ装置。
【請求項２】
前記制限流手段がさらに、前記制御バルブ部材（３２）が前記第２位置から前記第１位置へ移動する時に前記高圧燃料供給源から前記低圧排出口への燃料流量を制限することにより高圧燃料の低圧への圧力低下を軽減するように作動可能である、請求項１に記載の制御バルブ装置。
【請求項３】
前記制御室（３０）から前記低圧排出口への燃料流量が比較的低いのに対して、該制御室（３０）への燃料流量が比較的高いことにより、制御バルブ動作を非対称とするように前記制限流手段が配置される、請求項１または２に記載の制御バルブ装置。
【請求項４】
前記制御バルブ部材（３２）が、前記第１位置にある時には第１当接部（３８）と、前記第２位置にある時には第２当接部（４４）と嵌合自在であり、該制御バルブ部材（３２）が中を移動自在であるバルブハウジング（３６）に設けられたボア（３４）の表面によって該第１当接部（３８）が画定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項５】
前記制御バルブ部材（３２）が、前記第１位置にある時には第１当接部（３８）と、前記第２位置にある時には第２当接部（４４）と嵌合自在であり、バルブハウジング（３６）に設けられたボア（３４）の中で該制御バルブ部材（３２）が移動自在であり、該バルブハウジング（３６）の該ボア（３４）の中にインサート（６０）が配置されて、該インサートが該第１当接部（３８）を画定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項６】
前記バルブハウジング（３６）に設けられた前記ボア（３４）の表面によって前記第２当接部（４４）が画定される、請求項４または５に記載の制御バルブ装置。
【請求項７】
前記制限流手段が、前記制御バルブ部材（３２）の外面と前記バルブハウジング（３６）の前記ボア（３４）とによって画定される制限流路（５５）を含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項８】
前記制御バルブ部材（３２）の前記外面に設けられた制御平溝により前記制限流路（５５）が部分的に画定されるような形状を該制御バルブ部材（３２）が持つ、請求項７に記載の制御バルブ装置。
【請求項９】
前記制限流路（５５）が前記第１当接部（３８）と前記第２当接部（４４）との間に位置する、請求項７または８に記載の制御バルブ装置。
【請求項１０】
前記制限流手段が前記第１当接部（３８）の上流と前記第２当接部（４４）の下流とに配置される、請求項４から９のいずれかに記載の制御バルブ装置。
【請求項１１】
前記制限流手段が、前記第１当接部（３８）の下流において該第１当接部（３８）と前記低圧排出口との間に配置される、請求項４から９のいずれかに記載の制御バルブ装置。
【請求項１２】
前記制限流手段が、前記制御バルブ部材（３２）に設けられたオリフィス（７０）によって画定される、請求項１から１１のいずれかに記載の制御バルブ装置。
【請求項１３】
前記制御バルブ装置が、前記制御室（３０）の中に配置されたバイパス流手段（８０，８６）を含む、請求項１から１２のいずれかに記載の制御バルブ装置。
【請求項１４】
前記バイパス流手段が、中に延在する制御オリフィス（８６）を備えるプレートバルブ部材（８０）を含むプレートバルブ装置を含む、請求項１３に記載の制御バルブ装置。
【請求項１５】
前記制御室の壁がプレートバルブ当接部（９０）を画定することにより、前記プレートバルブ部材（８０）が該プレートバルブ当接部（９０）と嵌合する時に前記制御室（３０）からの燃料の流れが前記制御オリフィス（８６）を確実に通過するように、該制御室（３０）の中の燃料圧力によって該プレートバルブ部材（８０）が該プレートバルブ当接部（９０）に対して移動自在である、請求項１４に記載の制御バルブ装置。
【請求項１６】
前記制御室（３０）が、前記プレートバルブ部材の周囲にバイパス流路を画定する形状を持ち、該プレートバルブ部材（８０）が前記プレートバルブ当接部（９０）から離間するように付勢される時にはほぼ無制限の燃料の流れが該制御室（３０）へ流入できる、請求項１５に記載の制御バルブ装置。
【請求項１７】
内燃機関への燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置において、使用時に出口開口部を通る燃料吐出を制御するためバルブニードル当接部と嵌合自在であるバルブニードルと、制御室の中の燃料圧力に露出される、該バルブニードルと関連する表面と、バルブニードル上昇中に該制御室（３０）からの燃料流量を制限するとともに該制御室（３０）の加圧中には該制御室（３０）への燃料流量を増大させて噴射を終了させるように該制御室（３０）の中の燃料圧力を受けて作動可能である、燃料噴射を制御するように該制御室（３０）の中の燃料圧力を制御するための制御バルブ装置とを含む燃料噴射装置。
【請求項１８】
使用時に出口開口部を通る燃料吐出を制御するためバルブニードル当接部と嵌合自在であるバルブニードルと、制御室（３０）の中の燃料圧力に露出される、該バルブニードルと関連する表面と、該制御室（３０）の中の燃料圧力を制御するための請求項１から１７に記載の制御バルブ装置とを含む、内燃機関への燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の燃料噴射装置を含む、内燃機関のための燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御室内の流体圧力の制御に使用するための制御バルブ装置に関連する。詳しく述べると本発明は、内燃機関の燃焼スペースへの燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置の一部を成す制御室の中の燃料圧力を制御するのに使用するための制御バルブ装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
噴射装置からの燃料の吐出を制御するように当接部に対する燃料噴射装置バルブニードルの移動を制御するように配置された制御バルブ装置を燃料噴射装置に設けることは周知である。当接部から離間するバルブニードルの移動により、燃料吐出室から噴射装置の出口を通りエンジンシリンダまたは他の燃焼スペースへ燃料を流入させることができる。
【０００３】
制御バルブ装置は、高圧下の燃料が制御室へ流入できる第１位置と、制御室が低圧燃料容器と連通する第２位置との間で移動自在である制御バルブ部材を含む。制御室の中の燃料の圧力がバルブニードルへ力を印加してバルブニードルを当接部へ付勢するように、バルブニードルと関連する表面は、制御室の中の燃料圧力に露出される。
【０００４】
燃焼を開始させるには、制御バルブ部材が第２位置へ移動するようにバルブ装置が操作されることにより、制御室内の燃料圧力が低下する。そのため、バルブニードルを当接部へ付勢する力が低下し、吐出室の中の燃料圧力は、当接部から離間するようにバルブニードルを上昇させて噴射装置出口から燃料を流出させるように作用する。噴射を終了させるには、制御バルブ部材が第１位置へ移動することにより高圧下の燃料が制御室へ流入するようにバルブ装置が操作される。そのため制御室の中の燃料圧力によってバルブニードルに作用する力が増大し、バルブニードルが当接部へ付勢されて噴射を終了させる。
【０００５】
最適な噴射装置性能のためには、噴射速度の上昇を制御するように噴射装置のバルブニードルが上昇する速度を制御することが望ましい。しかし、噴射を急速に終了させることも望ましい。
【０００６】
高圧燃料供給源と制御室との間の燃料の流量が制限されるように制限流路を設けることは周知である。これは、燃料の流れがバルブシートを通過する結果として不均衡な油圧力が制御バルブ部材に作用するという問題を軽減する。このような不均衡な力は、噴射装置のバルブニードルを噴射位置と非噴射位置との間で「振動」させ、これは噴射装置の性能に有害な影響を与える。
【０００７】
この制限流路の短所は、制御室が加圧される速度、そして噴射装置のバルブニードルが当接部へ付勢されて噴射を終了させる速度を遅くすることである。さらに、制御室の減圧が急速に発生して、バルブニードルの上昇を比較的高速にする。このような特徴は、最適な噴射装置性能を提供するとは考えられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
噴射特徴の改良を実現できる燃料噴射装置での使用に適した制御バルブ装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の面によれば、制御室内の燃料圧力の制御に使用するための制御バルブ装置が設けられ、制御バルブ装置は、制御室が高圧燃料供給源と連通する第１位置と、制御室が低圧燃料排出口と連通するとともに制御室と高圧燃料供給源との間の連通が遮断される第２位置との間で移動自在である制御バルブ部材と、制御バルブ部材が第１位置から第２位置へ移動する時に制御室から低圧燃料排出口への燃料の流量を制限するための制限流手段とを含む。
【００１０】
制御バルブ装置は、燃料噴射装置を特定の用途とし、噴射を制御するためバルブニードル当接部に対して近接および離間するバルブニードルの移動を制御するように、バルブニードルに関連する制御室の中の燃料圧力を制御するように配置されている。
【００１１】
一つの長所は、制御室から低圧排出口への制限流が結果的に制御室内の圧力低下を遅くすることである。その結果、噴射装置のバルブニードルがその当接部から上昇する速度が遅くなり、適当な程度の制限を選択することにより速度を決定できる。
【００１２】
制限流手段はさらに、制御バルブ部材が第２位置と第１位置との間で移動する時に高圧燃料供給源から低圧排出口への燃料の流量を制限するように作動可能であることが望ましい。これによって、制御バルブ装置が第１および第２位置の間で切り替えられる比較的短時間に、渦流による燃料損失を最小にするように高圧供給源と低圧排出口との間の燃料の流れが制限されるという長所が得られる。
【００１３】
より好適な実施例では、制御室から低圧排出口への燃料流量が比較的低いのに対して、高圧燃料供給から制御室への燃料流量が比較的高くなるように、制限流手段が配置される。ゆえに、噴射を終了させるための制御室への燃料の流量は、制限流手段により実質的な影響を受けないため、噴射の終了は急速に達成されて、ニードルの上昇および閉口速度を非対称とする。
【００１４】
制御バルブ部材が移動する際に制御バルブ装置を通る燃料の流量は、高圧供給源と低圧排出口との間の圧力差と、流れの制限の程度とによって決定される。上述した振動問題を引き起こす不均衡な油圧力は、この状態での高い燃料流量によって生じる。本装置は、最適な噴射装置性能のために噴射装置のバルブニードルの上昇をよりゆっくりと、より制御して行うのと同時に、「振動」問題を克服する。そのため本発明はまた、ニードル上昇値が小さい時に低い吐出流の噴射に対してより正確な制御を可能にする。
【００１５】
好適な実施例では、バルブ部材は、第１にある時に第１当接部に、第２位置にある時に第２当接部と嵌合する。
【００１６】
一実施例において、第１当接部は、バルブ部材が中を移動自在であるバルブハウジングに設けられたボアの表面によって画定される。第２当接部も、バルブハウジングに設けられたボアの表面によって画定される。
【００１７】
制限流手段は、バルブ部材の外面とバルブハウジングのボアとによって画定される制限流路を含む。一実施例では、制限流路は第１当接部と第２当接部との間に位置する。
【００１８】
バルブ部材とバルブハウジングとがともに第１当接部と第２当接部との間に流路を画定すると好都合であり、流路は第１当接部の上流に制限流手段を備え、制限流手段が、バルブハウジングのボアとバルブ部材の外面との間の制限間隙の形を取ることが望ましい。
【００１９】
バルブハウジングのボアとともに、バルブ部材の外面の制御平溝、スロット、溝によって制限通路が画定されるような形状をバルブ部材は持つ。
【００２０】
代替実施例では、制限流手段は第１当接部の下流において第１当接部と低圧排出口との間に配置される。
【００２１】
代替実施例では、バルブ部材に設けられたオリフィスまたは制限穿孔によって制限流手段が画定される。オリフィスまたは制限穿孔は、第１当接部の下流のバルブ部材範囲に設けられる。
【００２２】
バルブハウジングのボアはスリーブまたはインサート部材を備え、スリーブは第１当接部および／または第２当接部を画定する。
【００２３】
バルブ部材は、スリーブボアに摺動自在に嵌着するカラーを備えるとともに、第１当接部とカラーとの間に凹部を画定する形状を持つ。カラーはバルブ部材と一体的に形成されてもよいし、バルブ部材に支承される独立部品であってもよい。バルブ部材のオリフィスは凹部へ開口することが望ましい。
【００２４】
本実施例の特別な利点は、流れの制限の程度が単一の機械作業（オリフィスを画定する穿孔の形成）の程度に左右されることである。
【００２５】
好適な代替実施例では、制御室内に配置されたバイパス流手段を制御バルブ装置が含む。バイパス流手段は、中に延在する制御オリフィスを備えるプレートバルブ部材を含むプレートバルブ装置を含むことが望ましい。制御室の壁がプレートバルブ当接部を画定することにより、プレートバルブ部材がプレートバルブ当接部と嵌合する時に制御室からの燃料の流れが制御オリフィスを確実に流れるように、制御室の中の燃料圧力によってプレートバルブ部材がプレートバルブ当接部に対して移動自在であることが望ましい。
【００２６】
プレートバルブ部材の周囲にバイパス流路を画定するような形状を制御室が持つことにより、プレートバルブ部材がプレートバルブ当接部から離間するように付勢される時にはほぼ無制限の燃料の流れが制御室へ流入できることが望ましい。
【００２７】
本発明の第二の面によれば、使用時に出口開口部を通る燃料吐出を制御するようにバルブニードル当接部と嵌合自在であるバルブニードルと、制御室内の燃料圧力に露出される、バルブニードルと関連する表面と、本発明にしたがってすでに記載されたように制御室内の燃料圧力を制御するための制御バルブ装置とを含む、内燃機関への燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置が設けられる。
【００２８】
望ましくは、制御バルブ部材が第１位置にある時には、制御室内の高い燃料圧力によりバルブニードルがバルブニードル当接部に嵌着するため、燃料噴射は発生しない。
【００２９】
本発明の第三の面によれば、本発明にしたがってすでに記載された燃料噴射装置を含む、内燃機関のための燃料噴射システムが設けられる。
【００３０】
本発明の第四の面によれば、内燃機関への燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置が設けられ、燃料噴射装置は、使用時に出口開口部における燃料吐出を制御するようにバルブニードル当接部と嵌合自在であるバルブニードルと、制御室内の燃料圧力に露出される、バルブニードルと関連する表面と、燃料噴射を制御するように制御室内の燃料圧力を制御するための制御バルブ装置と、バルブニードルの上昇中には制御室からの燃料の流れを制限するとともに、制御室の加圧中には制御室への燃料の流れを増大させて噴射を終了させるように、制御室内の燃料圧力を受けて作動することのできる追加バルブ装置とを含む。
【００３１】
本発明の第一の面の好適なおよび／または任意の特徴を本発明の他の面に取り入れられることは理解できるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
添付図面を参照して、本発明を例として説明する。
【００３３】
図１を参照すると、内燃機関のエンジンシリンダまたは他の燃焼スペースへの燃料の吐出に使用するための燃料噴射装置は、ノズルボデー１４に設けられたボア１２の中で摺動自在であるバルブニードル１０を含む。バルブニードル１０は、ノズルボデー１４に設けられた一組の出口開口部１８を通る燃料吐出を制御するように、ボア１２により画定されるバルブニードル当接部１６と嵌合自在である。ボア１２は、使用時にノズルボデー１４に設けられた供給路２２を通って高圧下の燃料が吐出される環状室２０を画定する形状を持つ。環状室２０へ吐出された燃料は、バルブニードル１０の表面に設けられた平溝、溝、縦溝２４を通り、バルブニードル１０とボア１２との間に画定された吐出室２６へ流入できる。
【００３４】
出口開口部１８から離間したバルブニードル１０の端部では、バルブニードル１０の端面１０ａが制御室３０内の燃料圧力に露出される。制御室３０内の燃料圧力は、バルブニードル１０をバルブニードル当接部１６へ付勢して出口開口部１８を通る燃料噴射を防止するように作用する力を、バルブニードル１０へ印加する。使用時には、供給路２２を通って環状室２０へ、そして吐出室２６へ供給される高圧燃料により、バルブニードル１０をバルブニードル当接部１６から離間するように付勢する作用を行う力が、バルブニードル１０のスラスト面１０ｂ，１０ｃへ印加される。制御室３０内の燃料圧力が充分に低下すると、吐出室２６内の燃料圧力によりスラスト面１０ｂ，１０ｃに作用する力は、バルブニードル１０の端面１０ａに作用する力を超えるのに充分であるため、バルブニードル１０がバルブニードル当接部１６から離間するように上昇して、燃料噴射を開始させる。こうして制御室３０内の燃料圧力を制御することにより、燃料噴射の開始と終了とを制御できるのである。
【００３５】
制御室３０内の燃料の圧力は、図２に見られる制御バルブ装置によって制御される。制御バルブ装置は、バルブハウジング３６によって画定される追加ボア３４の中で摺動自在である制御バルブ部材３２を含む。バルブハウジング３６は、制御室３０が少なくとも部分的に画定される追加ハウジング４０と当接する。追加ハウジング４０は、低圧燃料容器または排出口と連通状態にある流路４２を画定する穿孔を備える。
【００３６】
追加ハウジング４０の端面は、制御バルブ部材３２が第１位置へ移動する時に制御バルブ部材３２の端部が嵌合する第１当接部３８を画定する。追加ボア３４は、制御バルブ部材３２が第２位置へ移動する時に制御バルブ部材３２の表面が嵌合する第２当接部４４を画定するような形状を持つ。ばね（不図示）または他の付勢手段によって制御バルブ部材３２が第１当接部３８との嵌合状態へ付勢されると好都合である。制御バルブ部材３２の移動は、電磁アクチュエータ装置または圧電アクチュエータ装置によって従来方法で制御されるとよい。
【００３７】
様々なハウジング部品（例えば図１の１４，図２の４０）に設けられた穿孔により高圧供給路２２が画定されることは理解できるだろう。
【００３８】
使用時に、制御バルブ部材３２が第１位置にあって制御バルブ部材３２の端部が第１当接部３８と嵌合状態となると、高圧の燃料が供給路２２から、バルブハウジング３６に画定された中間流路４６を通って第２当接部４４を越え、制御室３０へ流入できる。このような状況では、制御室３０内の燃料圧力は比較的高いため、バルブニードル１０はバルブニードル当接部１６へ付勢される。ゆえに出口開口部１８を通る燃料噴射が発生しない。制御バルブ部材３２が第１当接部３８と当接する時に、中間流路４６を通り第２当接部４４を越えて制御室３０へ流入する燃料のために、比較的直径の大きな流路が存在するような形状を制御バルブ部材３２は持つ。
【００３９】
制御バルブ部材３２が第１当接部３８から離間して第２当接部４４と嵌合すると、供給路２２内の燃料はもはや第２当接部４４を越えて流れることはできず、制御室３０内の燃料は第１当接部３８を越えて流路４２を通り、低圧燃料容器へと流れることができる。そのため、制御室３０内の燃料圧力が低下する。その結果、バルブニードルのスラスト面１０ｂ，１０ｃに作用する吐出室２６内の燃料圧力の力が、バルブニードル１０の端面１０ａに作用する低下した力を越えるのに充分であることにより、バルブニードル１０はバルブニードル当接部１６から離間するように付勢される。
【００４０】
同等の特徴には図２と同じ参照番号が付けられた図３を参照すると、第１当接部３８と第２当接部４４との間に配置されて円筒形外面５２を有する部分５０をバルブ部材３２が備える。バルブハウジング３６の追加ボア３４は、内側円筒面５４を有する部分を第１当接部３８と第２当接部４４との間に含む。バルブ部材３２の円筒面５２とボア３４の円筒面５４はともに、制限流路または経路５５を第１当接部３８と第２当接部４４との間に画定する。制御室３０は、ハウジング３６，４０に設けられた延長路５８を介して、追加ボア３４内に画定された環状回廊５６と連通する。下端にあるバルブ部材３２の「切欠き」部分により、ボア３４の直径は第１当接部３８の直径とほぼ同一である。
【００４１】
使用時、バルブ部材３２が第２当接部４４から離間して第１当接部３８と嵌合状態にある時には、制御室３０が高圧燃料と連通状態にあり、噴射装置のバルブニードル１０が噴射装置当接部１６へ付勢される。バルブ部材３２が第１当接部３８から離間するように上昇して第２当接部４４へ移動すると、高圧燃料が延長路５８を通り回廊５６へ、そして制限流路５５を通って低圧排出口へ流れ、バルブニードル１０を上昇させるのに充分に制御室３０の圧力が緩和される点に達する。バルブニードルの上昇中に制限通路５５を通る制限された燃料の流れは、先行技術装置よりもゆっくりと制御室３０の圧力を低下させて、噴射装置のバルブニードル１０をゆっくりと開口させる。
【００４２】
バルブ部材３２が第１当接部３８との嵌合状態へ戻ると、制御室３０への高圧燃料の流れは制限通路５５を通過しないので、制御室３０の燃料の圧力は急速に上昇する。そのため、制御室３０の圧力が噴射装置のバルブニードル１０を当接部１６へ付勢すると、急速に噴射が終了する。
【００４３】
バルブ部材３２が第２位置（第２当接部４４との嵌合状態）と第１位置（第１当接部３８との嵌合状態）との間で移動すると、第２当接部４４を越えて低圧への高圧燃料の流れは制限流路５５によって制限される。周知の装置では、バルブ部材３２がこれらの位置の間で移動する間、燃料の流量は高圧供給源（３４を通る）と低圧排出口（４２を通る）との間の圧力差によって決定され、上述した「振動」問題を発生させる不均衡な油圧力は、低圧への流量が高いことによって生じる。バルブ部材３２が第２当接部４４から第１当接部３８へ移動する際の高圧燃料から低圧への流量が通路５５によって制限されるので、「振動」問題は本装置によって克服される。しかし同時に、急速な噴射の終了という利点も達成される。バルブニードルを上昇させるような制御室３０から低圧への高圧燃料の流量は制限通路５５によって比較的低いのに対して、噴射を終了させる流量は制限通路５５によって妨害されないので噴射を終了させるための制御室３０への燃料の流量は比較的高いので、これは本発明の別の長所である。そのため、バルブニードルは、開口速度と閉口動作速度が非対称である。
【００４４】
若干の変形として、バルブ部材３２は、ニードル上昇中に制御室と低圧排出口との間の燃料の制限流路を画定するための平溝、スロット、溝を外面に備える。
【００４５】
ニードル上昇値が低い場合（つまりバルブ部材が第１当接部３８またはその付近にある時）には、バルブ部材３２に作用する油圧力はかなり均衡が取れているが、バルブ部材３２が第１当接部３８から第２当接部４４へ移動する際にニードル上昇値が中間値である場合には、制御室３０からの流れによる制御圧力はやはり比較的高いので、バルブ部材３２へ作用する力の不均衡が見られる。ニードル上昇が完全であるか完全に近い場合には、バルブ部材３２が第２当接部４４との嵌合点またはその付近にあり、制御圧力はかなり低下して、バルブ部材３２の均衡が再び保たれる。バルブ部材３２に作用する力の不均衡が流れに左右される結果、バルブ部材３２が第２当接部４４へ接近する際にバルブ部材３２の移動が遅くなる。第１当接部３８へ接近して噴射を終了させる際には、バルブ部材３２の移動速度が上昇する。この非対称は望ましい特徴である。
【００４６】
同等の特徴に図２，３と同じ参照番号が付けられた図４を参照すると、ハウジング３６のボア３４へ挿入されたスリーブ６０つまり「浮動シート」の端面によって第１当接部３８が画定される代替装置が図示されている。バルブ部材３２の下部分６２は、スリーブ６０のボア６６内で摺動自在に嵌着する外側円筒面を持つカラー６４を備える。バルブ部材３２はまた、カラー６４の上流に位置するとともにオリフィス７０を介して低圧排出路４２と流体連通状態にある環状凹部６８と、バルブ部材３２の下範囲６２に設けられたブラインド穿孔７２とを画定するような形状である。オリフィス７０は、ここを流れる燃料を制限するように選択された直径を持つ。
【００４７】
図４に見られるように、バルブ部材３２が第２当接部４４と嵌合する第２位置にある時、制御室３０は低圧排出口と流体連通状態にあるため、燃料は第１当接部３８を越えて凹部６８へ、そしてオリフィス７０と穿孔７２とを通って低圧排出口４２へ流れる。そのためオリフィス７０は、図３の実施例の制限通路５５と同じ流制限作用を提供して、バルブ部材３２が第１位置（第１当接部３８との嵌合状態）から第２位置（第２当接部４４との嵌合状態）へ移動する際に、制御室３０の圧力低下を遅くする結果となる。
【００４８】
同様に、バルブ部材３２が第２当接部４４との嵌合状態から移動すると、制御室３０内の燃料の圧力は急速に上昇する。バルブ部材３２が第２当接部４４と第１当接部３８との間を移動する間、そしてバルブ部材３２が第１当接部と当接する直前に、第２当接部４４を越える高圧燃料の流れはオリフィス７０によって制限されて、振動問題を回避または軽減する。
【００４９】
図５は、図３と４に図示されたものの追加代替実施例を示す。この実施例では、バルブ部材３２の第１当接部３８は、第２当接部４４を画定するボア３４の直径よりも大きな直径を持つが、バルブ部材３２の当接可能面の外側放射状エッジ４４ａにおけるバルブ部材３２の直径と同じである。バルブ装置はまた、バルブ部材３２の下端に設けられたブラインド穿孔７５の中に収容される均衡ピストン６０を含む力均衡装置を含む。ブラインド穿孔７５は、ボア３４の拡大範囲により画定される環状室７１と径方向延在穿孔７０を介して連通するブラインド端部スペースまたは空間７２を一端に画定する。穿孔７２の他端は追加スペース７３に開口している。環状室７１は、様々なハウジング部品に設けられた穿孔８１，８２を介して制御室３０と連通する。
【００５０】
図３を参照してすでに説明したように、バルブ部材３２の下端の外面とバルブハウジング３６のボア３４とはともに、バルブ部材３２が第１当接部３８から離間した時に制御室と低圧排出口との間の燃料の流量を制限するように作用する制限流路５５を画定する。あるいは、制限流路を画定する制御平溝（点線で図示）をバルブ部材３２が外面に備えてもよい。
【００５１】
使用時、バルブ部材３２が第２当接部４４から離間して第１当接部３８との嵌合状態へ付勢されると、バルブ部材３２の当接自在面が供給路２２と制御室３０との間の高圧燃料の流れに露出される。力均衡装置６０，７２，７０，７５が存在しないと、バルブ部材３２のこの露出面は、第１当接部３８へのバルブ部材３２の移動を助けようとする油圧による力を受ける。しかし、力均衡装置６０，７２，７０，７５を設けることにより、バルブ部材３２が当接部４４から離間すると、燃料が穿孔７０を通ってスペース７２へ流入できる。力均衡装置は、スペース７２内でバルブ部材３２に作用する油圧力が、露出したバルブ表面に作用する不均衡な力の均衡を取ろうとするような寸法を持つ。
【００５２】
そのため、バルブニードルを当接させるための第２および第１当接部４４，３８の間におけるバルブ部材３２の移動中、バルブ部材３２に作用する油圧力はかなり均衡が保たれる。図５には明白に図示されていないが、噴射終了中に低圧への燃料漏れ損失を最小にするように、均衡ピストン６０は穿孔７２内に比較的ぴったりと嵌着するような寸法を持つべきである。
【００５３】
図６を参照すると、別の実施例において制御室３０は、制御室３０内の燃料圧力を受けて作動可能であるプレートバルブ装置８０を含む。プレートバルブ装置８０は、図２の制御バルブ装置と組み合わせて、または図３または４の制御バルブ装置と組み合わせて設けられる。プレートバルブ装置８０は、第１および第２端面８４，８８と、端面８４，８８の間でプレートバルブ部材８２に延在する制御オリフィス８６とを有するプレートバルブ部材８２を有する。制御室３０の壁は、プレートバルブ部材８２の第１端面８４のためのプレートバルブ当接部９０と、プレートバルブ部材８２の周囲にバイパス流路９２を画定する環状凹部とを画定するような形状である。図６には図示されていないが、プレートバルブ装置は、プレートバルブ部材８２をプレートバルブ当接部９０へ付勢するばねを備えてもよい。
【００５４】
使用時、図２の制御バルブ部材３２が第１当接部３８と当接すると、制御室３０内の燃料圧力は高くなり、噴射装置のバルブニードル１０が当接する。制御バルブ部材３２が第１当接部３８から離間するように上昇すると、制御室３０は低圧排出路４２と連通する。制御室３０内の燃料の圧力はプレートバルブ部材８２をプレートバルブ当接部９０へと付勢するように作用するため、燃料は、プレートバルブ部材８２の制御オリフィス８６を通って制御された速度で制御室から放出されるに過ぎない。その結果、当接部１６から離間する噴射装置バルブニードル１０の上昇が遅くなる。
【００５５】
制御バルブ部材３２が第２当接部４４から離間して第１当接部３８へ戻ると、高圧燃料が制御室３０へ流入できる。高圧燃料が制御室３０内で再び蓄積されると、プレートバルブ当接部９０から離間するようにプレートバルブ部材８２が付勢され、バイパス流路９２を通ってプレートバルブ部材８２の周囲を高圧燃料が急速に流れることにより、バルブニードル１０の後端に油圧力を付与する。そのため、プレートバルブ装置を設けることで、噴射が終了する時に制御室３０の急速な再加圧が可能となる。こうして、噴射装置バルブニードル１０の急速な閉口を達成できる。
【００５６】
図６に図示された代替実施例では、バルブ（つまり図３から６のバルブ部材３２）からの経路と連通する入口端部と、制御室３０と連通する出口端部とを有する制御オリフィス８６を備える代替固定部品でプレートバルブ部材８２を置き換えてもよい。制御室３０からの燃料流量を制御室３０への燃料流量よりも制限するように、制御オリフィス８６の入口端部は丸みを帯びるかベル状またはトランペットの吹管状であり、出口端部は尖鋭エッジを有する。そのためこの実施例も、図３から６の実施例についてすでに説明したように、非対称ニードル上昇特徴を提供する。図６のプレートバルブ部材８２に置き換わる代替部品は、独立構成部品であってもよいし、制御室３０の壁を画定するハウジングの一部を成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の制御バルブ装置を備える周知の燃料噴射装置の断面図である。
【図２】図１の噴射装置に使用するための周知の制御バルブ装置の断面図である。
【図３】本発明の第一実施例の一部を成す制御バルブ装置の一部の断面図である。
【図４】本発明の第二実施例の一部を成す制御バルブ装置の一部の断面図である。
【図５】本発明の第三実施例の一部を成す制御バルブ装置の一部の断面図である。
【図６】本発明の第四実施例の一部を成す制御バルブ装置の一部の断面図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月21日(2005.2.21)
【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】
制御室（３０）の中の燃料圧力を制御するために使用する制御バルブ装置にであって、
前記制御室（３０）が高圧燃料供給源と連通する、第１当接部（３８）と嵌合する第１位置と、該制御室（３０）が低圧燃料排出口と連通して該制御室（３０）と該高圧燃料供給源との間の連通が遮断される、第２当接部（４４）と嵌合する第２位置との間で移動自在であり、制御バルブ部材（３２）が中で移動自在であるバルブハウジング（３６）に設けられたボア（３４）の表面により該第１当接部（３８）が画定される制御バルブ部材（３２）と、
前記制御バルブ部材（３２）が前記第１位置から前記第２位置へ移動する時に前記制御室（３０）から前記低圧燃料排出口への燃料流量を制限するための制限流手段であって、該制御バルブ部材（３２）の外面と前記バルブハウジング（３６）の前記ボア（３４）とによって画定される制限流路（５５）を含む制限流量手段であり、該制限流路（５５）が前記第１当接部（３８）と前記第２当接部（４４）との間に位置する制限流量手段とを含む制御バルブ装置。
【請求項２】
前記制限流手段が、前記制御バルブ部材（３２）が前記第２位置と前記第１位置との間を移動する時に前記高圧燃料供給源から前記低圧排出口への燃料流量を制限するように作動可能であることにより、高圧燃料の低圧への圧力低下を軽減する請求項１に記載の制御バルブ装置。
【請求項３】
前記制御室（３０）から前記低圧排出口への燃料流量が比較的低いのに対して、該制御室（３０）への燃料流量が比較的高くなるように前記制限流手段が配置されることにより、制御バルブ動作を非対称とする請求項１または２に記載の制御バルブ装置。
【請求項４】
前記制御バルブ部材（３２）が前記バルブハウジング（３６）に設けられた前記ボア（３４）の中で移動自在であり、該バルブハウジング（３６）の該ボア（３４）の中にインサート（６０）が配置されることにより前記第１当接部（３８）を画定する請求項１から３のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項５】
前記第２当接部（４４）が、前記バルブハウジング（３６）に設けられた前記ボア（３４）の表面によって画定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項６】
前記制御バルブ部材（３２）の前記外面に設けられた制御平溝により前記制限流路（５５）が少なくとも部分的に画定されるような形状を該制御バルブ部材（３２）が持つ請求項１から５のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項７】
前記制限流量手段が、前記第１当接部（３８）の上流と前記第２当接部（４４）の下流とに配置される請求項１から６のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項８】
前記制限流量手段が、前記第１当接部（３８）の下流において該第１当接部（３８）と前記低圧排出口との間に配置される請求項１から６のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項９】
前記制御バルブ部材（３２）に設けられたオリフィス（７０）によって前記制限流量手段が少なくとも部分的に画定される請求項１から８のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項１０】
前記制御バルブ装置が、前記制御室（３０）の中に配置されたバイパス流手段（８０，８６）を含む請求項１から９のいずれか一項に記載の制御バルブ装置。
【請求項１１】
中に延在する制御オリフィス（８６）を備えるプレートバルブ部材（８０）を含むプレートバルブ装置を前記バイパス流手段が含む請求項１０に記載の制御バルブ装置。
【請求項１２】
前記制御室の壁がプレートバルブ当接部（９０）を画定し、前記プレートバルブ部材（８０）が該プレートバルブ当接部（９０）と嵌合する時に該制御室（３０）からの燃料の流れが前記制御オリフィス（８６）を確実に通過するように、該プレートバルブ部材（８０）が該プレートバルブ当接部（９０）に対して前記制御室（３０）の中の燃料圧力により移動自在である請求項１１に記載の制御バルブ装置。
【請求項１３】
前記プレートバルブ部材の周囲にバイパス流路を画定するような形状を前記制御室（３０）が持ち、該プレートバルブ部材（８０）が前記プレートバルブ当接部（９０）から離間するように付勢される時にほぼ無制限の燃料の流れが該制御室（３０）へ流入する請求項１２に記載の制御バルブ装置。
【請求項１４】
使用時に出口開口部を通る燃料吐出を制御するためバルブニードル当接部と嵌合自在であるバルブニードルと、制御室（３０）の中の燃料圧力に露出される、該バルブニードルと関連する表面と、該制御室（３０）の中の燃料圧力を制御するための、請求項１から１３のいずれかに記載の制御バルブ装置とを含む内燃機関へ燃料を吐出するのに使用するための燃料噴射装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料噴射装置を含む、内燃機関のための燃料噴射システム。
【国際調査報告】
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