(57)【要約】  高圧燃料噴射システムのための逆止めバルブ組立体（１００）が開示される。バルブ（１００）が、部分的に第１の本体部分（１０６）によって画定され、部分的に第２の本体部分（１０８）によって画定され、バルブチャンバ壁（１１８）を画定するバルブチャンバ（１０２）と、第１の本体部分（１０６）によって画定されるバルブシート（１１６）のところでバルブチャンバ（１０２）内に開いている、第１の本体部分（１０６）内に形成される入口通路（１１０）と、出口通路（１１２）と、バルブチャンバ（１０２）を介する出口通路（１１２）から入口通路（１１０）までの流体流れを遮断するためにバルブシート（１１６）に係合可能である、バルブチャンバ（１０２）内で受けられるバルブボール（１１４）と、を備える。バルブチャンバ壁（１１８）が、バルブチャンバ（１０２）内でバルブボール（１１４）を実質的に線形移動させるように誘導する複数のガイド部分（１２２ａ）を備える。【選択図】図４
2015514183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧燃料噴射システムのための逆止めバルブ組立体（１００）であって、
部分的に第１の本体部分（１０６）によって画定され、部分的に第２の本体部分（１０８）によって画定され、バルブチャンバ壁（１１８）を画定するバルブチャンバ（１０２）であって、前記第１の本体部分（１０６）および前記第２の本体部分（１０８）は、それぞれ、実質的に平坦な対合面（１０６ａ、１０８ａ）を画定し、前記第１の本体部分（１０６）の前記対合面（１０６ａ）の一部分が前記第２の本体部分（１０８）の前記対合面（１０８ａ）の一部分に当接し、これにより前記第１の本体部分（１０６）および前記第２の本体部分（１０８）の間にシールが形成される、バルブチャンバ（１０２）と、
前記第１の本体部分（１０６）によって画定されるバルブシート（１１６）のところで前記バルブチャンバ（１０２）内に開口する、前記第１の本体部分（１０６）に形成される入口通路（１１０）と、
出口通路（１１２）と、
前記バルブチャンバ（１０２）を介する前記出口通路（１１２）から前記入口通路（１１０）までの流体流れを遮断するように前記バルブシート（１１６）に係合可能である、前記バルブチャンバ（１０２）内に受け入れられるバルブボール（１１４）と
を備え、
前記バルブチャンバ壁（１１８）が、前記バルブチャンバ（１０２）内で前記バルブボール（１１４）を実質的に線形移動させるように案内する複数のガイド部分（１２２ａ）を備える、
逆止めバルブ組立体（１００）。
【請求項２】
前記バルブチャンバ（１０２）が前記第１の本体部分（１０６）の前記対合面（１０６ａ）の凹部として形成される、請求項１に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項３】
前記バルブチャンバ（１０２）が前記第１の本体部分（１０６）の前記対合面（１０６ａ）内の複数の孔から形成される、請求項２に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項４】
前記バルブチャンバが、中心孔と、前記中心孔に重なる複数の周囲孔とから形成され、前記ガイド部分（１２２ａ）が、隣接する前記周囲孔の間の前記中心孔の領域によって画定される、請求項３に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項５】
前記バルブシート（１１６）が前記中心孔の内側端部のところに画定される、請求項４に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項６】
前記第２の本体部分（１０８）の前記対合面（１０８ａ）が前記ボールのためのリフトストップ（１２６）を画定する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項７】
前記出口通路（１１２）が前記第２の本体部分（１０８）に形成される、請求項１から６までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項８】
前記バルブシート（１１６）が実質的に円錐台形である、請求項１から７までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項９】
前記バルブシート（１１６）が、約８０度から約１００度の間の、好適には約９０度の円錐角を画定する、請求項８に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項１０】
前記バルブチャンバ壁（１１８）が前記ボール（１１４）の周りに等角で離間される３つのガイド部分（１２２ａ）を備える、請求項１から９までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項１１】
前記ガイド部分（１２２ａ）が前記バルブチャンバ壁（１１８）の部分的円筒部分を含む、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項１２】
前記入口通路（１１０）が、前記バルブシート（１１６）上で開口する部分的球形の入口チャンバ（１２８）を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体。
【請求項１３】
内燃エンジンのための燃料噴射システムであって、
ポンプチャンバを有する高圧燃料ポンプと、
複数の燃料噴射器への供給のための燃料レールと、
請求項１から１２までのいずれか一項に記載の逆止めバルブ組立体（１００）と
を備え、
前記燃料レールから前記ポンプチャンバまでの流体流れが前記逆止めバルブ組立体（１００）によって遮断される、
燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧燃料噴射システムで使用されるためのバルブ組立体に関する。限定されないが詳細には、本発明は、燃料アキュムレータから燃料ポンプまで燃料が逆流するのを防止するためのバルブ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
添付図面の図１が、例えばＥＰ−Ａ−１９２１３０７に記載されるような、内燃エンジンで使用されるためのコモンレールタイプの燃料噴射システムを概略的に示す。コモンレール１０として知られる燃料のためのアキュムレータ容積部が高圧燃料ポンプ１２から高圧燃料の供給を受ける。高圧ポンプ１２が、メータリングバルブ１６により低圧供給源またはリザーバ１４から燃料を受け取るポンプチャンバ１２ａを有する。ポンプ１２はまた、周期的にポンプチャンバ１２ａの容積を変化させるために線形往復運動するように駆動されるポンピング要素またはプランジャ１２ｂを有する。プランジャ１２ｂの充填ストロークまたはリターンストローク中、燃料がリザーバ１４からポンプチャンバ１２ａ内へと抜き取られ、プランジャ１２ｂのポンピングストロークまたは前進ストローク中、燃料がポンプチャンバ１２ａ内で加圧されて高圧下でコモンレール１０内へと押し込まれる。
【０００３】
コモンレール１０が図１に１つのみ示される複数の燃料噴射器１８へと高圧燃料を供給する。各燃料噴射器は、エンジンの関連するシリンダ２２内に燃料を噴射するように制御バルブ２０の制御下で動作可能である。
【０００４】
特にはプランジャ１２ｂのリターンストローク中に、コモンレール１０内で高い燃料圧力を維持するために、また、コモンレール１０からポンプ１２およびメータリングバルブ１６に向かって高圧燃料が逆流するのを防止するために、ポンプ１２とコモンレール１０との間の燃料流れ経路に逆止めバルブ２４（一方向バルブまたはチェックバルブとしても知られる）を有する必要がある。
【０００５】
逆止めバルブ２４はバルブチャンバ２４ｂ内で受けられるボール２４ａを備える。ポンプ１２に流体連通される入口通路２６がバルブシート２４ｃのところでバルブチャンバ内に開いている。出口通路２８がバルブシート２４ｃから離れた位置でバルブチャンバ内に開いており、したがって、バルブチャンバ２４ｂと出口通路２８との間の流体連通は絶えず開いている。出口通路２８がコモンレール１０に流体連通される。
【０００６】
ボール２４ａがバルブばね２４ｄによりバルブシート２４ｃの方に付勢される。プランジャ１２ｂの前進ストローク中、ボール２４ａがバルブシート２４ｃから離れるように移動し、それにより、バルブチャンバ２４ｂを通して入口通路２６から燃料が流れることが可能となり、また、出口通路２８を通してコモンレール１０まで燃料が流れることが可能となる。プランジャ１２ｂのリターンストローク中、ボール２４ａがばね２４ｄによりバルブシート２４ｃに係合される。それにより、コモンレール１０からポンプチャンバ１２ａへの逆流が防止される。この構成では、ボール２４ａの移動が、ばね２４ｄを適切に選択することにより正確に制御され得、ばね２４ｄがボール２４ａをバルブシート２４ｃの方に付勢するための力を決定する。
【０００７】
バルブの部品点数を減少させるために、および、信頼性を高めるために、バルブチャンバ２４ｂ内でボール２４ｃが自由に移動するのを可能にするためにバルブばね２４ｄを排除することが所望される可能性がある。このような構成では、プランジャ１２ｂのリターンストローク中、ボール２４ａがポンプチャンバ１２ａの容積増加によって得られる部分真空により引っ張られてバルブシート２４ｃに係合され、ボール２４ａに作用する高いレール圧力によりバルブシート２４ｃに接触した状態で維持される。それにより、コモンレール１０からポンプチャンバ１２ａへの逆流が防止される。しかし、この構成においてボールに作用する力はボール２４ａの各側に作用する燃料圧力のみに由来することから、ボール２４ａの移動の良好な制御性が低下し、それにより、逆止めバルブの開閉挙動の予測可能性が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうした背景の下で、信頼性が高く、部品点数が低く、開閉挙動が正確に画定されるような逆止めバルブ構成を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様では、本発明は、部分的に第１の本体部分によって画定され、部分的に第２の本体部分によって画定され、バルブチャンバ壁を画定するバルブチャンバと、第１の本体部分によって画定されるバルブシートのところでバルブチャンバ内に開口する、第１の本体部分内に形成される入口通路と、出口通路と、バルブチャンバを介する出口通路から入口通路までの流体流れを遮断するようにバルブシートに係合可能である、バルブチャンバ内に受け入れられるバルブボールと、を備える高圧燃料噴射システムのための逆止めバルブ組立体に関する。バルブチャンバ壁が、バルブチャンバ内でバルブボールを実質的に線形移動させるように案内する複数のガイド部分を備える。
【００１０】
ガイド部分が存在することにより、バルブボールの位置がより正確に予測され得るようにバルブボールの移動が制限される。したがって、有利には、本発明は、付勢ばねが排除される場合でも、バルブの開閉特性を制御するためにバルブチャンバおよびバルブシートの形状を最適化するのを可能にする。
【００１１】
さらに、バルブボールを実質的に線形移動させるように案内するためのバルブチャンバ壁のガイド部分を設けることにより、ボールがバルブシートに衝突する位置は、ガイド部分が存在しない場合よりも正確に制御される。これにより、バルブの動作寿命の比較的早期にボールおよびバルブシートが「安定状態になる（ｂｅｄ  ｉｎ）」（つまり、バルブシートの局部的領域が塑性流動によって変形しおよび／またはボールの形状に従うように摩耗する）ことが可能となり、それによりバルブシートを通しての漏洩を回避することが補助される。同様に、バルブシートから離れるようにボールが開放移動するのを制限するためにリフトストップが設けられる場合もやはり、バルブの動作寿命の比較的早期にリフトストップが同じように「安定状態になる（ｂｅｄ  ｉｎ）」。
【００１２】
本発明の一実施形態によると、第１および第２の本体部分がそれぞれ対合面を画定することができ、ここでは、第１の本体部分の対合面の一部分が第２の本体部分の対合面の一部分に当接し、それによりそれらの間にシールが形成される。有利には、この構成が、使用時にバルブチャンバ内の燃料圧力が非常に高くなる場合でもバルブチャンバからの漏洩を防止するために第１の本体部分と第２の本体部分との間に十分に良好なシールを形成する。
【００１３】
バルブチャンバは第１の本体部分の対合面の凹部として形成され得る。例えば、バルブチャンバは第１の本体部分の対合面内の複数の孔から形成され得る。一実施形態では、バルブチャンバは、中心孔と、中心孔に重なる複数の周囲孔とから形成され、ガイド部分は、好適には、隣接する周囲孔の間の中心孔の領域によって画定される。この場合、バルブチャンバが中心容積部から側方に延在する複数のローブを備えることができる。バルブシートが中心孔の内側端部のところに画定され得る。
【００１４】
これらの構成により、単純な製造プロセスを使用してバルブチャンバの形状を正確に画定することが可能となる。例えば、第１の本体部分の対合面を穿孔することにより中心孔が形成され得、次いで、適切な機械加工プロセスにより周囲孔およびバルブシートが形作られ得る。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、対合面は実質的に平坦である。平坦な対合面を設けることが、特に高い平坦性を得る場合に面同士の間に良好なシールを確実に形成することの補助となる。したがって、対合面は研削され得るかまたは別の形で機械加工され得る。
【００１６】
バルブ組立体はスプリングを備えなくてよい。言い換えると、バルブボールが流体圧力のみによりバルブシートに係合されるように移動するように付勢される。別法として、バルブシートに係合させるようにボールを付勢するためにばねなどの付勢手段が設けられてもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、第２の本体部分の対合面がボールのためのリフトストップを画定することができる。リフトストップは対合面の平坦な表面であってよい。または、別法として、リフトストップは適切に形作られてもよい。付勢手段が設けられる場合、付勢手段がバルブシートから離れるボールの移動を制限することができ、この場合、リフトストップは必要でなくてよい。
【００１８】
出口通路は好適には第２の本体部分内に形成される。ある構成では、出口が第２の本体部分の対合面上で開口する。バルブチャンバが、中央孔と、中央孔に重なる複数の周囲孔とから形成される場合、出口通路はバルブチャンバの周囲孔のうちの１つの周囲孔内に開口していてよい。
【００１９】
バルブボールの移動を制御するために、バルブシートは実質的に円錐台形であってよい。例えば、バルブシートは、約８０度から約１００度の間の、好適には約９０度の円錐角を画定することができる。
【００２０】
一実施形態では、バルブチャンバ壁がボールの周りに等角で離間される３つのガイド部分を備える。この構成はボールの移動を制御することおよび製造を容易にすることの両方で特に有利であることが分かっている。同様の理由で、ガイド部分はバルブチャンバ壁の部分的円筒部分を含んでよい。
【００２１】
入口通路は、バルブシート上で開口する部分的球形の入口チャンバを備えることができる。この場合、入口通路はバルブシートのところの流体流れに悪影響を与えることなくボールの移動軸を基準として傾斜することができる。具体的には、この構成を用いることにより、ボールに作用する流体圧力がバルブシートの円周周りで実質的に一様となる。
【００２２】
本発明はまた、第２の態様では、ポンプチャンバを有する高圧燃料ポンプと、複数の燃料噴射器に供給するための燃料レールと、本発明の第１の態様による逆止めバルブ組立体とを備える、内燃エンジンのための燃料噴射システムの範囲に及ぶ。燃料レールからポンプチャンバまでの流体流れが逆止めバルブによって遮断される。
【００２３】
本発明の第１の態様による好適なおよび／または任意選択の特徴は本発明の第２の態様でも単独でまたは適切に組み合わされて使用され得る。
【００２４】
次に、残りの添付図面を参照しながら単に例として本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】上で既に参照した添付図面の図１は、高圧燃料ポンプのポンプチャンバと燃料レールとの間に位置する逆止めバルブを有する既知の燃料噴射システムの概略図である。
【図２】本発明による第１の逆止めバルブ組立体を示す概略斜視図である。
【図３】図２の逆止めバルブ組立体を示す概略縦断面図である。
【図４】図２の逆止めバルブ組立体を示す概略水平断面図である。
【図５】本発明による第２の逆止めバルブ組立体を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
高圧燃料噴射システムで使用されるための、本発明の第１の実施形態による逆止めバルブ組立体１００が図２から図４に示される。
【００２７】
はじめに図２および図３を参照すると、バルブ組立体１００が、バルブハウジング１０４内に画定されるバルブチャンバ１０２を備える。バルブハウジング１０４が第１のハウジング本体部分１０６および第２のハウジング本体部分１０８を備える。入口通路１１０が、関連付けられる高圧燃料ポンプのポンプチャンバ（図示せず）からバルブチャンバ１０２内に燃料を送出するために第１のハウジング本体部分１０６内に形成される。出口通路１１２が、バルブチャンバ１０２から高圧燃料レール（図示せず）まで燃料を運搬するために第２のハウジング本体部分１０８内に形成される。
【００２８】
バルブ組立体１００がバルブチャンバ１０２内で受けられるバルブボール１１４をさらに備える。バルブボール１１４は、第１のハウジング本体部分１０６内に形成されるバルブシート１１６に係合されるためにチャンバ１０２内で移動可能であり、バルブシート１１６のところでは入口通路１１０がバルブチャンバ１０２内に開いている。図３で最も明瞭に示されるように、ボール１１４がバルブシート１１６に係合される場合、バルブチャンバ１０２から入口通路１１０内への燃料の逆流が防止される。
【００２９】
第１のハウジング本体部分１０６および第２のハウジング本体部分１０８が、バルブチャンバ１０２の周辺部周りのそれぞれの平坦な対合（mating）面１０６ａ、１０８ａのところで互いをシールする。逆止めバルブ組立体１００が高圧燃料噴射システムで使用される場合、バルブチャンバ１０２内の燃料圧力は２００ＭＰａ（２０００ｂａｒ）以上であってよい。したがって、当接される対合面１０６ａ、１０８ａの間に形成されるシールがバルブチャンバ１０２から燃料が漏洩するのを防止するのを確実に可能にするために、ハウジング本体部分１０６、１０８が適切なクランプ手段（図示せず）によって一体に堅固にクランプされる。
【００３０】
有利には、逆止めバルブ組立体１００が燃料ポンプ（図示せず）のハウジング内に収容され得、この場合、燃料ポンプのハウジングまたは燃料ポンプの別の構成要素がクランプ手段を形成することができる。バルブ組立体１００は代わりに別の場所に収容されてもよく、例えば別個のハウジングまたはコモンレールのハウジング内に収容されてもよい。
【００３１】
バルブチャンバ１０２は第１のハウジング本体部分１０６の対合面１０６ａの凹部として形成される。後で説明するように、凹部は、バルブチャンバ壁１１８を画定するために、対合面１０６ａに対して垂直に、かつ対合面１０６ａから内側に延在する複数の重なる孔から形成される。それにより、バルブチャンバ壁１１８が直角に対合面１０６ａに接する（meet）。対合面１０６ａの反対側の凹部の端部がバルブチャンバルーフ１２０によって閉じられ、バルブシート１１６が形成される。第１のハウジング本体部分１０６の対合面１０６ａのところの凹部の端部が第２のハウジング本体部分１０８の平坦な対合面１０８ａによって閉じられる。
【００３２】
第１のハウジング本体部分１０６を通してバルブチャンバルーフ１２０の方を見る断面図である図４をさらに参照すると、バルブチャンバ１０２が、バルブチャンバ壁１１８の３つの部分的円筒部分１２２ａによって境界を画定される中心領域１２２を備える。以下ではガイド部分１２２ａとして知られる部分的円筒部分１２２ａは共通の円筒上に位置し、したがって、バルブチャンバ１０２の中心領域１２２が概して円筒形の容積部を形成する。
【００３３】
３つのローブ１２４が中心領域１２２の周囲に等角に配置され、各ローブ１２４が２つの隣接するガイド部分１２２ａの間に配置される。各ローブ１２４はバルブチャンバ壁１１８の外側の部分的円筒部分１２４ａによって画定され、一対の平行な平坦壁部分１２４ｂにより中心領域１２２に接合される。
【００３４】
したがって、バルブチャンバ１０２が、例えば、概して円筒形の中心領域１２２を形成する第１の中心孔と、ローブ１２４の部分的円筒壁部分１２４ａを画定するために中心領域１２２に重なる３つの別の孔とにより形成され得る。平坦壁部分１２４ｂは、部分的円筒壁部分１２４ａを隣接する各ガイド部分１２２ａに組み合わせるための適切な機械加工によって形成され得る。バルブシート１１６は適切な機械加工により第１の孔の内側端部のところに形成され得る。
【００３５】
図４で最も明瞭に示されるように、３つの部分的円筒ガイド部分１２２ａはバルブボール１１４の周りに等角に配置される。ガイド部分１２２ａがバルブボール１１４の直径に対して近接して隙間嵌めされ（ｃｌｏｓｅ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ  ｆｉｔ）、それにより、バルブボール１１４が側方に移動することがガイド部分１２２ａによって制限される。このようにして、バルブボール１１４の移動が、バルブチャンバ壁１１８により、第２の本体部分１０８の平坦な対合面１０８ａに対して垂直に位置する軸（図３でＡが付される）に沿うバルブチャンバ１０２内での実質的線形移動となるように案内される。
【００３６】
ボール１１４が摩耗するのを回避することを目的としておよびボール１１４が妨害されずに線形移動するのを可能にすることを目的として、ガイド部分１２２ａとボール１１４との間に隙間またはクリアランスを作るために、ガイド部分１２２ａによって形成される円筒の内径がボール１１４の外径よりも小さい。また、ガイド部分１２２ａとボール１１４との間のクリアランスにより、バルブ組立体１００の動作中にバルブシート１１６とガイド部分１２２ａとの間のいかなる同心のずれも受け入れることが可能となる。
【００３７】
図２および図３で最も明瞭に示されるように、周囲ローブ１２４はバルブボール１１４が着座していないときにバルブボール１１４を通る燃料流れのために比較的大きい断面積を有し、それにより、ガイド部分１２２ａが存在してもバルブを通る流量が有意に制限されることはない。
【００３８】
図２および図３から分かるように、第２のハウジング本体部分１０８の平坦な対合面１０８ａの一領域がバルブチャンバ１０２の内部に対して露出される。この露出される領域は、バルブシート１１６から離れるようにバルブボール１１４が移動するのを制限するように機能するリフトストップ（lift stop:換言すれば、持上げ停止部）１２６を画定する。ボール１１４の側方移動がガイド部分１２２ａによって制限されることから、ボール１１４は常に実質的に同じ位置でリフトストップ１２６に衝突する。したがって、有利には、ボール１１４に繰り返し衝突して変形することによりバルブ組立体１００の動作寿命の比較的早期にリフトストップ１２６が「安定状態になる（ｂｅｄ  ｉｎ）」ようになり、変形が比較的局部的となる。
【００３９】
図３で最も明瞭にバルブシート１１６の形状を見ることができる。バルブシート１１６はバルブチャンバルーフ１２０内に円錐台形凹部を備える。この実施例では、バルブシート１１６によって画定される円錐角は９０度である。約９０度の円錐角がボール１１４の移動を特に良好に制御することが分かっている。別の実施例（図示せず）では、バルブシート１１６によって画定される円錐角は約８０度から約１００度の間であってよい。
【００４０】
使用時の高い燃料圧力に耐えるために、ハウジング本体部分１０６、１０８は、好適には、高強度鋼などの比較的高い強度の金属材料から作られる。対合面１０６ａ、１０８ａは、好適には、高い平坦性を有するように正確に研削され、そうすることにより面１０６ａ、１０８ａの間に良好なシールを確実にすることの補助となる。
【００４１】
入口通路１１０が、図２および図３に見られるように、部分的球形の入口チャンバ１２８を介してバルブシート１１６に連通される。入口通路１１０はボール１１４の移動軸（図３のＡ）に対して傾斜する。しかし、入口チャンバ１２８は、軸Ａに同軸の円形開口部のところでバルブシート１１６上で開口しており、したがって、燃料圧力は、軸Ａに対して平行に、ボール１１４に実質的に一様に作用する。
【００４２】
入口通路１１０は丸みのついたまたは滑らかな移行領域１３０のところで入口チャンバ１２８につながる。鋭い角部の代わりに丸みのついた移行領域１３０を設けることにより、第１のハウジング本体部分１０６内の付随する応力集中が低減され、それにより疲労破壊のおそれが軽減される。また、丸みのついた移行領域１３０は、入口通路１１０と、入口チャンバ１２８と、バルブチャンバ１０２とを通る流体流れを改善するのを補助する。
【００４３】
同様に、ローブ１２４の部分的円筒部分１２４ａおよび平坦壁部分１２４ｂがバルブチャンバ１０２のルーフ１２０に接するところに、バルブチャンバ壁１１８の別の丸みのついた移行領域１３２が設けられる。やはり、これらの丸みのついた移行領域１３２は第１のハウジング本体部分１０６内の応力集中を軽減することを補助し、また、バルブチャンバ１０２を通る流体流れを改善することを補助する。
【００４４】
入口通路１１０と同様に、出口通路１１２もボールの移動軸Ａに対して傾斜する。出口通路１１２はバルブチャンバ１０２のローブ１２４のうちの１つのローブ内に開いている。
【００４５】
バルブボール１１４は適切な耐摩耗性の剛性材料から作られる。例えば、バルブボール１１４は、窒化シリコンなどのセラミック材料から作られてよく、焼結および研削によって製造され得る。
【００４６】
次に、本発明のバルブ組立体１００が図１の燃料噴射システムに示されるバルブ２４の代わりに使用されるときの、バルブ組立体１００の使用の一実施例を説明する。
【００４７】
使用時、入口通路１１０が高圧燃料ポンプのポンプチャンバに接続され、出口通路１１２がコモンレールに接続される。図２から図４が、バルブボール１１４が閉位置にあってバルブシート１１６に係合された状態のバルブ組立体１００を示す。
【００４８】
ポンププランジャのポンピングストローク中に入口通路１１０の燃料圧力が増大すると、バルブシート１１６の上流側の、入口チャンバ１２８内の燃料に露出されるバルブボール１１４の領域に作用する燃料圧力が大幅に増大する。このように圧力が増大するとバブルボール１１４がバルブシート１１６から離れるように押圧され、バルブチャンバ１０２を介する入口通路１１０から出口通路１１２までの燃料の流れのためにバルブが開く。ボール１１４がリフトストップ１２６に接触すると、バルブボール１１４の開放移動が停止される。
【００４９】
ボール１１４がバルブシート１１６から外れるとすぐに燃料がバルブチャンバ１０２のローブ１２４を通ってボール１１４の周りを比較的自由に流れることができるようになる。このように、リフトストップ１２６に向かって移動するときのボール１１４に作用する力は比較的小さくなる。したがって、本発明の設計では、特にバルブチャンバ１０２およびバルブシート１１６の形状により、リフトストップ１２６が損傷することが最小となる。
【００５０】
例えば、バルブシート１１６の幾何形状の選択、特にはシート１１６のシート幅および内径の選択は、ボール１１４に対して所望される開放力が得られるように決定され得る。リフトストップ１２６が損傷するのを最小にするのに加えて、このようにバルブシートの幾何形状を最適化することにより、ボール１１４の初期の開放移動中に燃料速度が高くなるバルブシート１１６のところでボール１１４に作用する圧力が低下するように作用するベルヌーイ効果によってボールがバルブチャンバ１０２内で往復運動したり振動したりすることがなくなり、また、自己閉鎖することもなくなる。
【００５１】
リターンストロークの開始時、ポンププランジャが引っ込み、入口通路１１０内の燃料圧力が低下する。少量の燃料がバルブチャンバ１０２からポンプチャンバに戻り、それによりボール１１４が戻されてバルブシート１１６に係合される。残りのリターンストローク中、入口通路１１０内の圧力が低下することにより、および、コモンレール内に保管される燃料を原因として出口通路１１２内の燃料が比較的高圧であることにより、ボール１１４がバルブシート１１６に係合された状態で維持される。
【００５２】
本発明は複数の変形形態および修正形態が可能であることを認識されたい。例えば、図５が、図２から図４のバルブ組立体１００とはバルブチャンバの形状が異なる、本発明の第２の実施態様による逆止めバルブ組立体２００を示す。共通の参照符号で適切に示される、両方の実施形態で共通の残りの特徴は、詳細には説明されない。
【００５３】
図５のバルブ２００では、バルブチャンバ２０２が、本発明の第１の実施形態と同様に、３つの部分的円筒ガイド部分１２２ａによって画定される中心領域１２２を有する。しかし、この第２の実施形態では、バルブチャンバ２０２のローブ１２４、２２４は寸法が異なる。
【００５４】
出口通路１１２が開いている方の一方のローブ１２４はバルブチャンバ壁１１８の外側の部分的円筒部分１２４ａによって画定され、一対の平行な平坦壁部分１２４ｂにより中心領域１２２に接合される。
【００５５】
残りの２つのローブ２２４（図５では１つのみ示される）はバルブチャンバ壁１１８の部分的円筒部分２２４ａのみによって画定され、平坦壁部分は用いられない。言い換えると、部分的円筒部分２２４ａがガイド部分１２２ａに直接に接続される。したがって、これらの２つのローブ２２４の断面は、出口通路１２２が開いている方のローブ１２４よりも小さい。
【００５６】
本発明はさらに別の変形形態および修正形態も可能である。具体的には、所与の用途のためにバルブの性能を最適化するために、バルブチャンバ、バルブシート、入口チャンバ、ならびに、入口通路および出口通路の幾何形状を変更することが可能である。この点に関して、バルブボールが側方さらには軸方向に自由に移動することができる場合の構成と比較して、設計時および最適化時にバルブの幾何形状をモデリングすることが大幅に単純化されるという理由で、バルブボールが実質的に線形移動軸に沿って案内されることが有利である。
【００５７】
示される実施形態では、リフトストップ１２６は最初は平坦表面であるが、バルブボールがはまり込む（ｂｅｄ  ｉｎ）ときにリフトストップ１２６がいくらか変形してもよいことを認識されたい。しかし、別の実施形態では、成形されたまたは輪郭付されたリフトストップが設けられてもよい。
【００５８】
示される実施形態に示されるような、３つのガイド部分および３つのローブの構成は製造が比較的容易である。しかし、３つより多いまたは３つより少ないガイド部分およびローブが代わりに提供されもよいことを認識されたい。
【００５９】
本発明の示される実施形態は、バルブボールをシートに係合させるように付勢するための付勢ばねを必要としない。このようなスプリング無しの構成では、バルブボールは流体圧力のみによってシートに係合されるように移動させられる。しかし、別の構成では、ばね付勢手段または別の弾性付勢手段が設けられてもよく、この場合、第２の本体部分の平坦対合面が、リフトストップとしてではなく、ばねのための当接表面として使用され得る。
【００６０】
添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の別の修正形態および変形形態も企図され得る。
【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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【国際調査報告】
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