(57)【要約】【課題】通常の物質の流動方向とは逆方向に発生する圧力を吸収できるようにする。【解決手段】ケーシング２、流入口３、流出口４、弁体６、収納空間５、弁座７、弾性部材８を含んで構成され、前記流入口３から流入した物資の圧力が所定値以上となった場合に、前記弁体６が前記弾性部材８の押圧力にうちかって前記弁座７に着座し前記流出口４からの前記物質の流出を停止させるフローリミッタ１において、前記物質の圧力を受けて前記弁座７方向に移動した前記弁体６が初期位置に復帰する時の動作を制限する復帰制限手段２０を備える。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成されたケーシング、前記ケーシング内に所定の物質を流入させる流入口、前記ケーシング内に流入した物質を外部に流出させる流出口、前記ケーシング内に流入した物質の圧力を受けて摺動する弁体、前記流入口及び前記流出口を連通するように前記ケーシング内に形成され前記弁体が摺動可能に収納される収納空間、前記収納空間と前記流出口との間に設けられ前記弁体が着座可能に形成された弁座、前記弁体を前記弁座から遠ざける方向に押圧する弾性部材を含んで構成され、前記流入口から流入した物資の圧力が所定値以上となった場合に、前記弁体が前記弾性部材の押圧力にうちかって前記弁座に着座し前記流出口からの前記物質の流出を停止させるフローリミッタにおいて、
前記物質の圧力を受けて前記弁座方向に移動した前記弁体が初期位置に復帰する時の動作を制限する復帰制限手段を備えることを特徴とするフローリミッタ。
【請求項２】
前記復帰制限手段は、前記流入口と前記収納空間との間に形成された通路の通路面積を絞るオリフィス状部により構成されることを特徴とする請求項１記載のフローリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料等の物質を流動させる流路中に設けられ、この物質の圧力（流量）が所定値以上となった場合に、この物質の流動を停止させるフローリミッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（ａ），（ｂ）及び（ｃ）において、従来のフローリミッタ５０が示されている。このフローリミッタ５０は、例えば内燃機関用燃料噴射システムにおけるインジェクタの上流側等に設けられ、燃料等の流動的物質の圧力（流量）が所定値以上となった場合に、この物質の流通を停止させるものであり、ケーシング５１、流入口５２、流出口５３、収納空間５４、弁体５５、弁座５６、弁体を弁座５６から遠ざける方向に押圧する弾性部材５７、ケーシング５１に固定され流入口５２と収納空間５４とを連通させる連通路５８を形成するスペーサ５９等を具備して構成されている。
【０００３】
上記構成のフローリミッタ５０によれば、物質が流入口５２に流入すると、この物質は、連通路５８を通り収納空間５４に進入し、弁体５５を弾性部材５７の押圧力に抗して弁座５６方向に移動させ、弁体５５に形成された中空部６０及び連通孔６５を通り収納空間５４を経て流出口５３から流出する。この時、流入口５２から流入する物質の圧力が適正な範囲であるならば、弁体５５は、連通孔６５の上流側と下流側の圧力差によって受ける力と弾性部材５７の押圧力とのバランスにより、スペーサ５９と弁座５６との中間位置に存することになる。
【０００４】
また、上記フローリミッタ５０においては、流入口５２からの物質の流入がないか又はほとんどない時には、図５（ｂ）に示すように、弾性部材５７の押圧力により弁体５５の後端部６２がスペーサ５９に接した状態となる。また、図示しないが、流入口５２から流入する物質の圧力が所定値以上となった時には、弁体５５の先端部６３が弁座５６に嵌合し、物質の流通が停止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフローリミッタ５０においては、流入口５２からの物質の流入が停止すると、弁体５５は弾性部材５７の押圧力により図５（ｂ）に示す初期位置に復帰しようとするが、この途中過程の図５（ｃ）において、インジェクタの閉弁時に発生し逆方向に伝播する圧力（逆圧力）Ｐｒが流出口５３から収納空間５４を経て弁体５５に作用すると、弁体５５は瞬時にスペーサ５９方向に移動するので、逆圧力がなんら減衰せずにコモンレール内に達し、コモンレール内の圧力が変動するという不具合があった。またこの時、弁体５５の後端部６２がスペーサ５９に衝突する場合があり、スペーサ５９の保持強度や接触面の磨耗の面でも問題であった。
【０００６】
弾性部材５７の初期力やばね定数は、流入口５２から流入する物質の流量が所定値以上になった時に、弁体５５の先端部６３が弁座５６に嵌合するように選定されるので、弁体５５の後端部６２のスペーサ５９への衝突を防止するように弁体５５が初期位置に戻る時期と逆圧力が到達する時期の関係を選ぶことは困難であった。
【０００７】
そこで、この発明は、通常の物質の流動方向とは逆方向に発生する圧力を吸収することができるフローリミッタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、中空状に形成されたケーシング、前記ケーシング内に所定の物質を流入させる流入口、前記ケーシング内に流入した物質を外部に流出させる流出口、前記ケーシング内に流入した物質の圧力を受けて摺動する弁体、前記流入口及び前記流出口を連通するように前記ケーシング内に形成され前記弁体が摺動可能に収納される収納空間、前記収納空間と前記流出口との間に設けられ前記弁体が着座可能に形成された弁座、前記弁体を前記弁座から遠ざける方向に押圧する弾性部材を含んで構成され、前記流入口から流入した物資の圧力が所定値以上となった場合に、前記弁体が前記弾性部材の押圧力にうちかって前記弁座に着座し前記流出口からの前記物質の流出を停止させるフローリミッタにおいて、前記物質の圧力を受けて前記弁座方向に移動した前記弁体が初期位置に復帰する時の動作を制限する復帰制限手段を備えるものである（請求項１）。
【０００９】
これによれば、物質の流動（噴射）が停止した際に発生する通常時とは逆方向への圧力（逆圧力）がインジェクタからフローリミッタ内に伝播してきた時に、弁体が初期位置に戻っていない場合には、収納空間等のフローリミッタ内の空間に残留する燃料を緩衝材として作用させることができるので、弁体がスペーサ側に移動する速度を緩慢にし、コモンレール内への圧力伝播を小さくすることができる。また、物質の流動量が比較的少なく、弁体が初期位置に戻った後に逆圧力Ｐｒが伝播してきた場合には、弁体に設けられた連通孔と弁体の復帰制限手段が直列に作用し、逆圧力Ｐｒがコモンレール内へ伝播するのを緩和することができる。これによって機関の全運転域において、安定した制御性を確保することが可能になる。
【００１０】
また、前記復帰制限手段は、前記流入口と前記収納空間との間に形成された通路の通路面積を絞るオリフィス状部により構成されているとよい（請求項２）。
【００１１】
これによれば、収納空間から流入口へ向かう流通抵抗が大きくなるので、弁体が初期位置に戻る前に、弾性部材以外の大きな外力（ここでは逆圧力）により初期位置方向に押された場合でも戻る速度を緩慢にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図２に示す第１の実施の形態に係るフローリミッタ１は、図１に示す内燃機関用燃料噴射システム４０において用いられるものである。この内燃機関用燃料噴射システム４０は、燃料タンク４１、高圧燃料供給装置４２、コモンレール４３、フローリミッタ１、インジェクタ４４、スイッチ・センサ類４５、電子式コントロールユニット（ＥＣＵ）４６等を備えて構成される。
【００１４】
高圧燃料供給装置４２は、燃料タンク４１から汲み上げた燃料油を高圧化してコモンレール４３に供給し、コモンレール４３は、高圧燃料供給装置４２から供給された高圧燃料を蓄えインジェクションパイプを介して複数のインジェクタ４４へ分配し、インジェクタ４４は、高圧燃料を所定のタイミングで燃料機関の燃焼室に噴射する。ＥＣＵ４６は、スイッチ・センサ類４５により検出されたアクセル開度、エンジン回転数、コモンレール４３内の圧力等のフィードバック情報に基づいて、燃料噴射量、噴射タイミング等の目標値を決定し、インジェクタ４４等に対して制御信号を出力する。
【００１５】
そして、フローリミッタ１は、コモンレール４３とインジェクタ４４とを連結するインジェクションパイプ４７からの燃料漏れや、インジェクタ４４からの過大な燃料噴射等が発生した場合に、燃料通路を遮断し、燃料の流出を停止するものである。この実施の形態に係るフローリミッタ１は、図２に示すように、ケーシング２、ケーシング２に形成され前記コモンレール４３内の燃料を内部に導く流入口３、ケーシング２に形成され内部の燃料を前記インジェクションパイプ４７へ導く流出口４、ケーシング２内に画成される収納空間５、収納空間５内に収納され前記流入口３から流入する燃料の圧力を受けて摺動する弁体６、前記収納空間５と前記流出口４との間に形成され前記弁体６が着座可能な形状を有する弁座７、前記収納空間５内に配され前記弁体６を前記弁座７から遠ざける方向に押圧するコイルばね８、前記流入口３と前記収納空間５とを連通させる連通路９を形成するスペーサ１０を具備して構成されている。
【００１６】
前記弁体６は、その先端部１１が前記弁座７に嵌合可能な形状に形成され、その後端部１２には、開口部１３が形成されている。また、前記弁体６の中間部には、一端側が前記開口部１３と連通すると共に他端側が前記先端部１１の近傍まで延びる中空部１４が形成され、この中空部１４の先端部１１寄りの部分には、この中空部１４と収納空間５とを連通させる連通孔１５が穿設されている。
【００１７】
上記構成のフローリミッタ１によれば、前記コモンレール４３からの燃料が流入口３に流入すると、この燃料は、連通路９を通り収納空間５及び中空部１４に進入し、弁体６をコイルばね８の押圧力に抗して弁座７方向に移動させ、中空部１４から連通孔１５を通り収納空間５及び流出口４を経て前記インジェクタ４４に流入する。この時、流入口３から流入する燃料の圧力が適正な範囲であるならば、弁体６は、連通孔１５の上流側と下流側の圧力差によって受ける力とコイルばね８の押圧力とのバランスにより、スペーサ１０と弁座７との中間位置に存することになる。
【００１８】
また、上記フローリミッタ１においては、前記コモンレール４３からの燃料供給がないか又はほとんどない時には、図３（ａ）に示すように、前記コイルばね８の押圧力により前記弁体６の後端部１２が前記スペーサ１０に接した状態となり、また前記コモンレール４３から供給される燃料の圧力が所定値以上となった時には、図３（ｂ）に示すように、前記弁体６の先端部１１が前記弁座７に嵌合し、前記インジェクタ４４への燃料供給が停止される。尚、本明細書中においては、上記図３（ａ）の状態を弁体６の初期位置とする。
【００１９】
そして、この実施の形態においては、図２乃至図４に示すように、前記スペーサ１０により、前記連通路９の前記収納空間５と連通する部分に、通路面積を絞るオリフィス状部２０が形成されている。このオリフィス状部２０により、図２に示すように、弁体６がコモンレール４３からの燃料の圧力を受けて弁座７方向に移動した後、コモンレール４３からの燃料供給が停止し、弁体６が図３（ａ）に示す初期位置に復帰する際の動作が制限される。
【００２０】
インジェクタ４４からの燃料噴射が終了した時には、コモンレール４３からインジェクタ４４への燃料の流れが急に停止することにより、瞬間的にインジェクタ４４側からフローリミッタ１側への圧力、即ち通常の燃料の流通方向とは逆方向にかかる圧力（逆圧力Ｐｒ）が発生する（図５（ｃ）参照）。この逆圧力Ｐｒがフローリミッタ１からコモンレール４３に伝播されることにより、コモンレール４３内の圧力に脈動等の変動が生じる場合がある。コモンレール４３内の圧力は、上述したように、フィードバック情報の１つとして前記ＥＣＵ４６に入力され、各構成要素（例えば高圧燃料供給装置４２やインジェクタ４４）に対する制御信号を生成するために利用されるため、上記逆圧力Ｐｒのコモンレール４３内への伝播は、インジェクタ４４の燃料噴射量や噴射タイミング等の制御を阻害する要因となり得る。
【００２１】
そこで、この発明の実施の形態に係るフローリミッタ１においては、上述したように、前記流入口３と前記収納空間５とを連通させる連通路９にオリフィス状部２０が形成されていることにより、収納空間５から流入口３へ向かう燃料の流通抵抗が大きくなり、弁座７方向へ移動した弁体６が初期位置に戻る速度が制限されるので、図４に示すように、前記逆圧力Ｐｒがフローリミッタ１内に伝播してきた時に、まだ弁体６が初期位置にない場合には、スペーサ１０と弁体６との間の空間、及び弁体６の中空部１４内に存在する燃料が緩衝材の役目を果たし、前記逆圧力Ｐｒを吸収し、この逆圧力Ｐｒがコモンレール４３内に伝播することを低減させることができる。これにより、コモンレール４３内の圧力の不要な変動を防ぐことができるので、ＥＣＵ４６による制御の正確性を向上させることができると共に、フローリミッタ１そのものの寿命（弁体６とスペーサ１０の接触面の磨耗低減等）を延ばすことができる。尚、噴射量が比較的少なく、弁体６が初期位置に戻った状態で逆圧力Ｐｒが伝播してきた場合には、弁体６に設けられた連通孔１５とスペーサ１０に設けられたオリフィス状部２０が直列の絞りとして作用し、逆圧力Ｐｒがコモンレール４３内へ伝播するのを緩和するので、機関の全運転域において、安定した制御性を確保することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、弁座方向に移動した弁体が初期位置に復帰する時の動作を制限する復帰制限手段（オリフィス状部）を設けたことにより、フローリミッタ内に残留する燃料を緩衝材として作用させることができるので、流出口から伝播する圧力（逆圧力）を吸収することができる。このため、この発明に係るフローリミッタをインジェクタの上流側に設けた場合には、インジェクタによる燃料噴射後に瞬間的に発生するインジェクタからの逆圧力を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係るフローリミッタが使用される一例である内燃機関用燃料噴射システムの概要を示す図である。
【図２】図２は、この発明の実施の形態に係るフローリミッタの構造を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、この発明の実施の形態に係るフローリミッタにおける弁体の初期位置を示す断面図であり、図３（ｂ）は、この発明の実施の形態に係るフローリミッタにおいて燃料の流通を停止させた場合の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、この発明の実施の形態に係るフローリミッタのオリフィス状部の構造を示す拡大断面図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、従来のフローリミッタの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１　フローリミッタ
２　ケーシング
３　流入口
４　流出口
５　収納空間
６　弁体
７　弁座
８　コイルばね
９　連通路
１０　スペーサ
１３　開口部
１４　中空部
１５　連通孔
２０　オリフィス状部
Ｐｒ　逆圧力
【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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