(57)【要約】【課題】封止用ボールを用いた場合であっても、スプリングの外周でガイドを行う必要がなく、ヒステリシスを低減することができる圧力制御弁を提供すること。【解決手段】バルブホルダと、封止用ボールと、ピストンと、スプリングとを備えた圧力制御弁において、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする。【選択図】図１
2008144651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリング収容部及びシリンダ部を備え、前記スプリング収容部内には第１の円筒空間部が形成され、前記シリンダ部内には第２の円筒空間部が形成され、前記第１の円筒空間部及び前記第２の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、
前記第１の円筒空間部側の開口端から圧入され、前記開口端を封止する封止用ボールと、
前記第２の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、
前記第１の円筒空間部に収容され、前記封止用ボールと前記ピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁において、
前記第２の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、
前記バルブホルダの前記シリンダ部には、前記ピストンの移動に伴い前記高圧部側と連通する排圧ポートを備え、
前記ピストンは、前記スプリングの付勢力と前記高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、前記高圧部の圧力が所定値以下のときに前記排圧ポートが閉じられ、前記高圧部の圧力が所定値を上回ったときに前記スプリングの付勢力に逆らって移動し、前記排圧ポートが連通して、前記高圧部内の圧力を逃がすことができ、
前記スプリングと前記封止用ボールとの間に、前記第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、前記スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、前記封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
前記スプリングガイド部は、前記スプリングの内径と一致する大きさの外径を有する突部からなることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項３】
前記外周部は、前記スプリングシートの周方向縁部から軸方向に向けて突設する円筒部からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力制御弁。
【請求項４】
前記外周部としての前記円筒部と、前記スプリングガイド部としての前記突部と、が互いに軸方向に沿って反対方向に突設することを特徴とする請求項３に記載の圧力制御弁。
【請求項５】
前記円筒部は前記封止用ボール側に突設し、前記円筒部と前記封止用ボールとの間に間隙を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の圧力制御弁。
【請求項６】
スプリング収容部及びシリンダ部を備え、前記スプリング収容部内には第１の円筒空間部が形成され、前記シリンダ部内には第２の円筒空間部が形成され、前記第１の円筒空間部及び前記第２の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、前記第１の円筒空間部側の開口端から圧入され、前記開口端を封止する封止用ボールと、前記第２の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、前記第１の円筒空間部に収容され、前記封止用ボールと前記ピストンとにより挟持されたスプリングと、を含む圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプにおいて、
前記圧力制御弁における、前記第２の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、
前記バルブホルダの前記シリンダ部には、前記ピストンの移動に伴い前記高圧部側と連通する排圧ポートを備え、
前記ピストンは、前記スプリングの付勢力と前記高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、前記高圧部の圧力が所定値以下のときに前記排圧ポートが閉じられ、前記高圧部の圧力が所定値を上回ったときに前記スプリングの付勢力に逆らって移動し、前記排圧ポートが連通して、前記高圧部内の圧力を逃がすことができ、
前記スプリングと前記封止用ボールとの間に、前記第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、前記スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、前記封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする燃料供給用ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力制御弁及び燃料供給用ポンプに関し、特に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関の燃料噴射システムにおける燃料供給用ポンプや蓄圧器（コモンレール）、その他の圧力装置などに取り付けられる圧力制御弁及びそのような圧力調整弁を備えた燃料供給用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料噴射システムにおいては、燃料の圧力や流量を調整することを目的として、燃料供給用ポンプやコモンレール等に圧力制御弁が取り付けられている。この燃料噴射システムに取り付けられた圧力制御弁について、図１０及び図１１に基づいて概略を説明する。
【０００３】
図１０は、従来の圧力制御弁の一例を示す断面図である。この圧力制御弁３５０は、シリンダ３５１内にピストン３５２が摺動自在に収容されており、ピストン３５２は弾発付勢機構３５３によってシリンダ３５１の受圧ポート３５１Ａに向けて弾発付勢されている。また、シリンダ３５１の側壁部には、ピストン３５２によって開閉されるオーバーフローポート３５１Ｂが形成されている。そして、受圧ポート３５１Ａに接続されている配管３８２内の燃料圧に応じてピストン３５２が移動し、オーバーフローポート３５１Ｂを開いたときに配管３５２内の燃料をオーバーフローポート３５１Ｂを介してドレイン管３８３に逃がし、これによって制御弁（図示せず）の燃料入口側の燃料圧力を所定の圧力に維持させるための動作が行われる（例えば、特許文献１参照）。
この図１０に示す圧力制御弁３５０では、シリンダ３５１の受圧ポート３５１Ａとは反対側の開口を封止する部材として固定用ボルト３６０が用いられ、スプリング３５３のセット力を調整するためにシム３６１を配置して、固定用ボルト３６０の進入度合いの調整を行っている。
【０００４】
また、固定用ボルトとシムを用いた構造と比較して、コスト削減やスプリングのセット力を容易に行うことができることから、固定用ボルト及びシムの代わりに、球状のシール部材を用いた構成の圧力制御弁がある。より具体的には、図１１に示すように、バルブホルダ３２１と、バルブシート３２２と、バルブボディ３２３と、スプリングシート３２４と、バルブスプリング３２５と、封止用ボール３２６と、フィルタ３２７とを備えた圧力リリーフ弁３２０であって、封止用ボール３２６は、バルブホルダ３２１の内部を密閉し、かつ圧入位置によってバルブスプリング３２５の付勢力を調整可能とされている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、封止部材として封止用ボールを採用することにより、加工が容易であって、かつ、バルブスプリングの付勢力の調整、及びシール性の確保を容易に行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８４３２号公報  （段落［００１１］〜［００１９］、全図）
【特許文献２】特開２００２−１３６５３号公報  （段落［００１９］〜［００２０］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されたような封止用ボールを用いた構成の圧力制御弁の場合、スプリングの倒れを防止するためには、スプリングの外周でガイドする必要がある。そのため、スプリングとバルブボディの内面との摩擦によってヒステリシスが増大するおそれがあった。
特に、近年、内燃機関の気筒内での燃焼状態を良好なものにし、排気ガスに含まれる汚染物質を低減したり、騒音や振動を低減したりすることを目的として、噴射燃料の高圧化が進んでおり、圧力制御弁におけるスプリングのセット力を大きく設定する傾向がある。そのため、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が顕著に現れ、圧力制御弁の機能を安定化できないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、封止用ボールを備えた圧力制御弁において、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、封止用ボールを用いた場合であっても、スプリングの外周でガイドを行う必要がなく、ヒステリシスを低減することができる圧力制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第１の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第２の円筒空間部が形成され、第１の円筒空間部及び第２の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第１の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第２の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第１の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁であって、第２の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置した圧力制御弁が提供され、上述した問題を解決することができる。
【０００９】
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部は、スプリングの内径と一致する大きさの外径を有する突部からなることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の圧力制御弁において、外周部は、スプリングシートの周方向縁部から軸方向に向けて突設する円筒部からなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の圧力制御弁において、外周部としての円筒部と、スプリングガイド部としての突部と、が互いに軸方向に沿って反対方向に突設することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の圧力制御弁において、円筒部は封止用ボール側に突設し、円筒部と封止用ボールとの間に間隙を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の別の態様は、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第１の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第２の円筒空間部が形成され、第１の円筒空間部及び第２の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第１の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第２の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第１の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を含む圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプであって、圧力制御弁における、第２の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする燃料供給用ポンプである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧力制御弁によれば、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、スプリングが倒れにくくなるため、スプリングの外周をガイドする必要がなくなる。したがって、圧力媒体をより高圧に調整するためにスプリングのセット力が大きくされた場合であっても、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大を防ぐことができる。その結果、圧力媒体の圧力制御を安定的に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部として所定の突部を備えることにより、スプリングの外周でガイドする必要がなく、スプリングの外径をスプリング収容部の内径に対して余裕を持たせることができる。したがって、スプリングが収縮し、周方向に広がるような状態においても、スプリングの外周がスプリング収容部の内周面に押圧されることがなく、ヒステリシスの増大を低減することができる。
【００１６】
また、本発明の圧力制御弁において、外周部として所定の円筒部を備えることにより、外周部と第１の円筒空間部との接触面積が大きくなり、スプリングシートを安定させることができる。
【００１７】
また、本発明の圧力制御弁において、スプリングガイド部としての突部と外周部としての円筒部とを軸方向反対側に備えることにより、スプリングシートを組付ける際に、組付け方向を誤った場合に速やかに発見でき、誤組付を防止することができる。
【００１８】
また、本発明の圧力制御弁において、外周部としての円筒部が封止用ボール側に突設する場合に、円筒部と封止用ボールとの間に間隙を有することにより、封止用ボールを圧入する際、あるいは、スプリングに大きなばね力が付加された場合に、円筒部が封止用ボールとバルブホルダとの間に咬み込まれることを防止することができる。
【００１９】
また、本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定構造の圧力制御弁を備えているために、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が低減され、供給する燃料流量を安定的に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、適宜図面を参照しながら、本実施形態の圧力制御弁及び圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプを含む燃料噴射システムについて具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２１】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態は、スプリング収容部及びシリンダ部を備え、スプリング収容部内には第１の円筒空間部が形成され、シリンダ部内には第２の円筒空間部が形成され、第１の円筒空間部及び第２の円筒空間部が軸方向に連通するとともに両端が開口されたバルブホルダと、第１の円筒空間部側の開口端から圧入され、開口端を封止する封止用ボールと、第２の円筒空間部に摺動自在に配置されたピストンと、第１の円筒空間部に収容され、封止用ボールとピストンとにより挟持されたスプリングと、を備えた圧力制御弁である。
本実施形態の圧力制御弁は、第２の円筒空間部の開口端は高圧部側に望み、バルブホルダのシリンダ部には、ピストンの移動に伴い高圧部側と連通する排圧ポートを備え、ピストンは、スプリングの付勢力と高圧部側の圧力とによって軸方向に往復移動可能であり、高圧部の圧力が所定値以下のときに排圧ポートが閉じられ、高圧部の圧力が所定値を上回ったときにスプリングの付勢力に逆らって移動し、排圧ポートが連通して、高圧部内の圧力を逃がすことができ、スプリングと封止用ボールとの間に、第１の円筒空間部の内周面に対応した外周部と、スプリングの径方向位置を規定するスプリングガイド部と、封止用ボールがシートされるボールシート部と、を有するスプリングシートを配置したことを特徴とする。
【００２２】
本実施形態にかかる圧力制御弁１０を図１に基づき説明する。図１は、燃料配管１６に対して接続された圧力制御弁１０の断面図を示している。
この圧力制御弁１０は、バルブホルダ２０と、封止用ボール３０と、スプリングシート６０と、スプリング５０と、ピストン４０とを備えている。バルブホルダ２０は、内部に第１の円筒空間部２１を有するスプリング収容部２０ａ及び内部に第２の円筒空間部２２を有するシリンダ部２０ｂを備えている。この第１の円筒空間部２１と第２の円筒空間部２２は軸方向に連通しており、両端においてともに開口されている。この両側開口端のうち、シリンダ部２０ｂ側の開口端は高圧部側Ｈに向かうように配置され、受圧ポート２０Ａとして構成される。また、バルブホルダ２０のスプリング収容部２０ａには、ピストン４０の背圧を除去するための背圧ポート２５が設けられている。
【００２３】
また、スプリング収容部２０ａの第１の円筒空間部２１内には、封止用ボール３０及びスプリング５０が収容されている。このうち封止用ボール３０は、スプリング収容部２０ａ側の開口端２０Ｂから圧入され、これによってバルブホルダ２０の第１の円筒空間部２１が閉じられる。また、この封止用ボール３０の押し込み量を調整することにより、スプリング５０のセット力が調整できるようになっている。第１の円筒空間部２１を封止するための部材が、このような封止用ボール３０であれば、複雑な加工を必要とせず製造コストを抑えることができるとともに、スプリング５０のセット力の調整を容易に行うことができる。
【００２４】
また、シリンダ部２０ｂの第２の円筒空間部２２内にはピストン４０が摺動自在に収容されており、このピストン４０はスプリング５０の付勢力によってシリンダ部２０ｂの受圧ポート２０Ａに向けて付勢されている。また、ピストン４０には、スプリング５０の径方向移動を規制するための段差４１が設けられている。この段差４１の外径はスプリング５０の内径と同一の径とされており、スプリング５０の径方向への動きが規制され、スプリング５０が倒れることによるヒステリシスの増加を防止することができる。
【００２５】
また、シリンダ部２０ｂの側壁部には、ピストン４０によって開閉される排圧ポート２３が形成されている。また、ピストン４０は中空体となっており、受圧ポート２０Ａの燃料圧が、スプリング５０のセット力によって規定される所定の値を超える場合に、排圧ポート２３をピストン４０の中空部４０ａに連通させるための連通孔４１が設けられている。また、シリンダ部２２の内周面には、排圧ポート２３と重なるように円周状の溝２４が形成されている。このような円周溝２４を設けることによって、ピストン４０の回転位置にかかわらず、連通孔４１がバルブホルダ２０の円周溝２４のいずれかの箇所と重なり、排圧ポート２３から排圧を行うことができる。
【００２６】
このバルブホルダ２０の受圧ポート２０Ａ、排圧ポート２３及び円周溝２４と、ピストン４０の連通孔４１とによって、受圧ポート２０Ａに接続されている燃料配管１６内の燃料圧に応動して、ピストン４０の連通孔４１と排圧ポート２３とが連通したときに、配管１６内の燃料を、中空部４０ａ及び排圧ポート２３を介してドレイン配管１８に逃し、これにより高圧ポンプ（図示せず）等の燃料入口側の燃料圧力を所定の圧力に維持させるための動作が行われる。
すなわち、受圧ポート２０Ａの燃料圧力が所定値を超えることによって、ピストン４０の外周面により塞がれていた排圧ポート２３が解放され、燃料配管１６からの燃料をドレイン配管１８に逃がし、受圧ポート２０Ａの燃料圧を低下させる。このようにして燃料圧が低下すると排圧ポート２３は再びスプリング５０の付勢力によって移動するピストン４０の外周面により塞がれ、燃料圧が上昇する。このように、ピストン４０が受圧ポート２０Ａの燃料圧力に応動して位置決めされ、排圧ポート２３を開閉することにより、受圧ポート２０Ａの燃料圧が所定レベルになるよう調圧される。
【００２７】
この圧力制御弁１０において、封止用ボール３０とスプリング５０との間に介在するスプリングシート６０は、第１の円筒空間部２１の内周面に対応して、微小なクリアランス（図示せず）が形成されるように配置された外周部６３と、スプリング５０の径方向位置を規定するスプリングガイド部６１と、封止用ボール３０がシートされるボールシート部６２と、を有している。このようなスプリングシート６０を介在させることにより、外周部６３によってスプリングシート６０自体の径方向移動が規制されるとともに、スプリングガイド部６１によって、スプリング５０の径方向移動が規制され、スプリング５０の倒れを防止することができる。したがって、燃料圧力を高圧に制御するために、スプリングのセット力を大きくした場合であっても、ヒステリシスが低減され、圧力制御を安定的に行うことができるようになる。
【００２８】
図１に示す圧力制御弁１０に備えられたスプリングシート６０を図２に示す。図２（ａ）はスプリングシート６０を封止用ボール側から見た斜視図を示し、図２（ｂ）はスプリングシート６０をスプリング側から見た斜視図を示している。
このスプリングシート６０の例では、スプリングガイド部６１は、スプリング５０の内径と一致する大きさの外径を有する突部６１Ａから構成され、外周部６３は、スプリングシート６０の周方向縁部６０ｅから軸方向に沿って封止用ボール側に向けて突設する円筒部６３Ａから構成されている。すなわち、この突部６１Ａと円筒部６３Ａとは、互いに軸方向に沿って反対方向に突設されている。
【００２９】
このような突部６１Ａからなるスプリングガイド部６１であれば、スプリング５０とガイド部との間に余計なクリアランスをもたせることなく支持することができるため、スプリングのがたつき等をなくすことができ、ヒステリシスの増大を防ぐことができる。また、所定の突部６１Ａからなるスプリングガイド部６１であれば、スプリング５０の外周でガイドする必要がなく、スプリング５０の外径をスプリング収容部２０ａの内径に対して余裕を持たせることができる。したがって、スプリング５０が収縮した際に、周方向に広がるような状態になった場合であっても、スプリング５０の外周がスプリング収容部２０ａの内周面と接触することがない。したがって、強く押圧されることによって、ヒステリシスが増大することを防ぐことができる。
【００３０】
また、外周部６３を円筒部６３Ａとして構成することにより、外周部６３の軸方向長さを長くすることができるために、スプリングシート６０とバルブホルダの第１の円筒空間部の内周面との接触面積を大きくすることができる。したがって、スプリングシート６０自体の傾きを防いで、スプリングシート６０におけるスプリングのシート面６５を軸方向に対して直交する方向に維持することができ、スプリングの倒れを生じにくくすることができる。
【００３１】
さらに、このスプリングシート６０の例では、スプリングガイド部６１としての突部６１Ａと外周部６３としての円筒部６３Ａが、軸方向に沿って反対方向に突設していることにより、圧力制御弁を組立てる際に、スプリングシートの軸方向の向きを誤ったまま組みつけられることを防ぐことができる。
【００３２】
また、図２に示すスプリングシート６０は、軸心部分に孔部６０Ａが形成されており、この孔部６０Ａの封止用ボール側のエッジ６７にテーパが形成され、封止用ボールがシートされるボールシート部６２Ａとして構成されている。このようなテーパを利用したボールシート部６２Ａであれば、封止用ボール３０が面でシートされるため、スプリングシート６０を安定化させることができる。また、孔部６０Ａのエッジ６７に角が残されていないために、角が削れて内部へ金属片が混入してしまうことを避けることができる。
【００３３】
また、封止用ボールとスプリングシートとがボールシート部においてシートされる一方、図３に示すように、封止用ボール３０側に突設する円筒部６３Ａと封止ボール３０とは接触しておらず、間隙Ｓを有していることが好ましい。このような間隙Ｓを設けることにより、封止用ボール３０を圧入する際や、スプリングのばね力が大きく付加された場合に、円筒部６３Ａが、バルブホルダ２０の第１の円筒空間部２１の内周面と封止ボール３０との間に挟まり、咬み込まれることを防ぐことができる。
なお、図３は、図１中のＡで囲った範囲を拡大した断面図である。
【００３４】
スプリングシートの構成は、図２に示されるものに限られるものではなく、図４〜図６に示すような構成のスプリングシートとすることもできる。
図４に示すスプリングシート６０´は、周方向縁部６０ｅから軸方向に沿ってスプリング５０側に向けて突設する円筒部６３Ｂからなる外周部６３を有するとともに、当該外周部６１の内周面がスプリング５０の径方向移動を規制するガイド部６１Ｃとして機能している。また、スプリングシート６０´の軸心部分に孔部６０Ａが形成され、この孔部６０Ａの封止用ボール３０側のエッジがテーパ状に形成され、ボールシート部６２Ｂとして構成されている。
【００３５】
また、図５に示すスプリングシート６０´´は、周方向縁部６０ｅから軸方向に沿ってスプリング５０側に向けて突設する円筒部６３Ｃからなる外周部６３と、スプリング５０の内径と一致する大きさの外径を有する突部６１Ｃから構成されたスプリングガイド部６１とを有している。また、スプリングシート６０´の軸心部分に孔部６０Ａが形成され、この孔部６０Ａの封止用ボール３０側のエッジがテーパ状に形成され、ボールシート部６２Ｃとして構成されている。
【００３６】
また、図６（ａ）〜（ｂ）は、軸心部分に孔部を設けず、封止用ボール側の面に凹部６８を設け、そのエッジ６２Ｄをボールシート部６２として構成したスプリングシート７０ａ、７０ｂの例であって、図６（ａ）が図１のスプリングシート６０をもとに変形させたスプリングシート７０ａであり、図６（ｂ）が図４のスプリングシート６０´をもとに変形させたスプリングシート７０ｂである。
【００３７】
これらの図４〜図６に示すいずれのスプリングシート６０´、６０´´、７０ａ、７０ｂであっても、ボールシート部６２によって封止用ボール３０に対して安定的に配置されるとともに、バルブホルダ２０の第１の円筒空間部２１の内周面に対して微小なクリアランスを介して配置された外周部６３によってスプリングシート６０´、６０´´自体の傾きを防止することができる。また、スプリングガイド部６１によってスプリング５０の径方向移動を規制することができる。したがって、燃料圧力を高圧に制御するためにスプリング５０のセット力を大きくした場合であっても、スプリング５０の傾きを防いで、ヒステリシスを低減することができる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の圧力制御弁を備えた燃料供給用ポンプを含む内燃機関の燃料噴射システムである。
図７は、本実施形態の燃料噴射システムの構成例の概略図を示している。この燃料噴射システム１００は、コモンレール１０１、コモンレール１０１に高圧燃料を供給する高圧ポンプ１０２と、高圧ポンプ１０２に燃料を圧送するための低圧ポンプ１０３とを備えている。
【００３９】
燃料噴射システム１００において、燃料タンク１０５内の燃料Ｆは低圧ポンプ１０３により加圧され、後述するようにして高圧ポンプ１０２に供給される。
低圧ポンプ１０３の燃料入口側ポート１０３Ａと燃料タンク１０５との間にはフィルタ１０４を備えた燃料供給路１０６が設けられており、フィルタ１０４でゴミ等が除去された燃料が燃料供給路１０６を通って低圧ポンプ１０３に送られる構成となっている。また、低圧ポンプ１０３の燃料出口側の出口ポート１０３Ｂと高圧ポンプ１０２の吸入ポート１０２Ａとの間には、低圧ポンプ１０３から供給される低圧燃料を高圧ポンプ１０２に送給するための燃料送給路１０８が配設されている。この燃料送給路１０８には、低圧ポンプ１０３から送り出された燃料中のゴミを除去するためのフィルタ１０９、及び高圧ポンプ１０２に供給する低圧燃料の流量を制御するため比例電磁弁を用いて構成された流量制御弁１０７が設けられており、流量制御弁１０７により流量制御された低圧燃料が逆止弁１１１を介して高圧ポンプ１０２の吸入ポート１０２Ａからそのシリンダ室１０２Ｂ内に供給される構成となっている。流量制御弁１０７は図示しない制御ユニットにより制御され、コモンレール１０１内のレール圧が所与の目標レール圧となるよう低圧燃料の流量が制御される。
【００４０】
また、流量制御弁１０７の燃料入口側の低圧燃料の圧力を所定の値に維持する目的で、燃料送給路１０８には圧力制御弁１１０が接続されている。図７に示した燃料噴射システム１００では、フィルタ１０９と流量制御弁１０７との間の燃料送給路１０８に、圧力制御弁１１０の受圧ポート１１０Ａが配管１１２によって接続されている。圧力制御弁１１０は、受圧ポート１１０Ａの低圧燃料の圧力が所定レベルを越えた場合にその排圧ポート１１０Ｂから低圧燃料をオーバーフローさせ、これにより流量制御弁１０７の入口側の低圧燃料の圧力が、略所定の一定圧力に維持されるように動作する構成となっている。排圧ポート１１０Ｂからのオーバーフロー低圧燃料は、ドレイン配管１１３を通って燃料タンク１０５内に戻される。
【００４１】
また、圧力調整弁１１０は、さらに、低圧ポンプ１０３から受圧ポート１１０Ａに送られてくる燃料を潤滑油として取り出すための取出しポート１１０Ｃを有しており、取出しポート１１０Ｃから取り出された燃料は、適宜の構成のオリフィス手段１１４を備えた潤滑油ライン１１５を通って高圧ポンプ１０２のカム室１０２Ｃ内に送られ、この燃料が潤滑油として働くようになっている。
【００４２】
本実施形態の燃料噴射システムでは、圧力調整弁１１０として、第１の実施の形態で説明した圧力調整弁が用いられる。この圧力調整弁は、ピストンを付勢するスプリングの倒れによるヒステリシスの増大を低減できることから、スプリングのセット力を大きくして、燃料の圧力をより高圧にする場合であっても、安定的に制御することができる。その結果、インジェクタから噴射する燃料の圧力の緻密な制御が可能になり、騒音を低減したり、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる汚染物質を低減したりすることができる。
【００４３】
なお、図７に示す燃料噴射システム１００の例では、低圧ポンプ１０３、燃料送給路１０８、流量制御弁１０７、圧力制御弁１１０及び高圧ポンプ１０２を、一つの燃料供給用ポンプ１２０に備えた構成となっている。ただし、すべての部材を一体的に構成することは必須ではなく、一部又は全部をそれぞれ別々の部材として備えることもできる。
【実施例】
【００４４】
本発明の実施例として、図１及び図４に示される、スプリングシートを備えた圧力調整弁１０を高圧燃料が流通する燃料配管に取り付け、圧力制御を行った際に生じるヒステリシスについて測定を行った。この測定は、燃料の圧力が５ｂａｒとなったときに、排出ポートから３００Ｌ／ｈの流量の燃料が排出されるようにスプリングのセット力を調整して行った。
図８（ａ）は、図１の圧力制御弁１０を用いた場合における燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を示しており、図８（ｂ）は、図４の圧力制御弁１０を用いた場合における燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を示している。
【００４５】
一方、本発明の比較例として、図９に示す、スプリングシートを備えていない圧力調整弁２１０を用いて、上述した測定条件と同様の条件で圧力制御を行い、生じるヒステリシスについての測定を行った。そのときに測定された燃料配管内の燃料圧力と排出ポートから排出される燃料の流量との関係を、図８（ｃ）に示す。
【００４６】
この図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、スプリングシートを備えておらず、封止用ボールで直接スプリングの端部を抑えている圧力調整弁２１０（図９の圧力制御弁）では、燃料配管内の圧力が５ｂａｒのときに生じるヒステリシスが１４０Ｌ／ｈと大きな値を示している（図８（ｃ）を参照）。これに対し、本発明にかかる所定のスプリングシートを備えた圧力制御弁１０（図１及び図４の圧力制御弁）であれば、燃料配管内の圧力が５ｂａｒのときに生じるヒステリシスが３０Ｌ／ｈと比較的小さくなっており、スプリングシートを備えない構成の圧力制御弁２１０と比較して、ヒステリシスが５分の１程度に低減されている（図８（ａ）及び（ｂ）を参照）。
【００４７】
また、それぞれの圧力制御弁を用いたヒステリシスの測定を６回繰返し行い、生じたヒステリシスのばらつきを測定したところ、図９に示す、スプリングシートを備えていない圧力調整弁２１０の場合には、ヒステリシスの大きさのばらつきが最大２０．３Ｌ／ｈを示した。一方、図１及び図４に示す、本発明にかかるスプリングシートを備えた構成の圧力制御弁１０の場合には、ともに、ヒステリシスのばらつきが最大３．３Ｌ／ｈの範囲に収まっていた。この結果からも、スプリングシートを備えることが有効であることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明の圧力制御弁によれば、封止用ボールを用いた圧力制御弁において、封止用ボールとスプリングとの間に所定のスプリングシートを配置することにより、より高圧の制御を行う場合であっても、スプリングの倒れによるヒステリシスの増大が防止され、安定的に圧力の制御を行うことができる。
したがって、上述したような燃料噴射システム以外にも、さまざまな圧力媒体の圧力制御を行う弁として好適に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる圧力制御弁の断面図である。
【図２】第１の実施の形態の圧力制御弁に備えられたスプリングシートの斜視図である。
【図３】スプリングシートと封止用ボールとの間の間隙について説明するための図である。
【図４】スプリングシートの変形例を示す図である（その１）。
【図５】スプリングシートの変形例を示す図である（その２）。
【図６】スプリングシートの変形例を示す図である（その３）。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる内燃機関の燃料噴射システムの一例を示す概略図である。
【図８】圧力制御弁による燃料圧力と排出量との関係を示す図である。
【図９】本発明の比較例としてのスプリングシートを備えない圧力制御弁の構成を示す断面図である。
【図１０】従来の圧力制御弁の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の圧力リリーフ弁の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０：圧力制御弁、１６：燃料配管、１８：ドレイン配管、２０：バルブホルダ、２０Ａ：受圧ポート、２０Ｂ：開口端、２１：第１の円筒部、２２：第２の円筒部、２３：排圧ポート、２４：円周溝、３０：封止用ボール、４０：ピストン、４０ａ：中空部、４１：連通孔、５０：スプリング、６０：スプリングシート、６０Ａ：孔部、６１・６１Ａ：スプリングガイド部、６２：ボールシート部、６３・６３Ａ：外周部、６５：シート面、６７：エッジ、１００：燃料噴射システム、１０１：コモンレール、１０２：高圧ポンプ、１０２Ａ：吸入ポート、１０２Ｂ：シリンダ室、１０２Ｃ：カム室、１０３：低圧ポンプ、１０４：フィルタ、１０５：燃料タンク、１０６：燃料供給路、１０７：流量制御弁、１０８：燃料送給路、１０９：フィルタ、１１０：圧力制御弁、１１０Ａ：受圧ポート、１１０Ｂ：排圧ポート、１１０Ｃ：取出しポート、１１１：逆止弁、１１２：燃料配管、１１３：ドレイン配管、１１４：オリフィス、１１５：潤滑油ライン、１２０：燃料供給用ポンプ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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