(57)【要約】本発明は、液体を制御する弁であって、ピエゾアクチュエータと液圧式の変換装置（２）とが設けられていて、該変換装置（２）が第１ピストン（３）と第２ピストン（４）と両ピストンの間に配置された圧力室（５）とを有しており、さらに弁部材（６）が設けられていて、該弁部材（６）が第２ピストン（４）と結合されていて、少なくとも１つの第１弁座（７）と接触可能である形式のものにおいて、弁部材（６）の行程を調節するために、弁が別体の調節エレメント（１０）を個別の部材として有している。
2004503709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を制御する弁であって、ピエゾアクチュエータと液圧式の変換装置（２）とが設けられていて、該変換装置（２）が第１ピストン（３）と第２ピストン（４）と両ピストン（３，４）の間に配置された圧力室（５）とを有しており、さらに弁部材（６）が設けられていて、該弁部材（６）が第２ピストン（４）と結合されていて、少なくとも１つの第１弁座（７）と接触可能である形式のものにおいて、弁部材（６）の行程を調節するために、弁が別体の調節エレメント（１０）を有していることを特徴とする、液体を制御する弁。
【請求項２】
別体の調節エレメント（１０）が調節リングとして形成されている、請求項１記載の液体を制御する弁。
【請求項３】
第１弁座（７）を有する別体のリング（１２）が設けられている、請求項１又は２記載の液体を制御する弁。
【請求項４】
第２ピストン（４）と別体のリング（１２）と弁部材（６）とが一緒に、一定の直径を有する孔（１５）内に配置されている、請求項３記載の液体を制御する弁。
【請求項５】
弁が別体の位置決めエレメント（１３）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の液体を制御する弁。
【請求項６】
位置決めエレメント（１３）が第２弁座（８）を有している、請求項５記載の液体を制御する弁。
【請求項７】
弁がさらに、第２ピストン（４）か又は弁部材（６）に作用する戻しエレメント（９）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の液体を制御する弁。
【請求項８】
弁部材（６）が球形、半球形又はほぼきのこ形に形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の液体を制御する弁。
【請求項９】
リング（１２）と孔（１５）との間及び／又は位置決めエレメント（１３）と孔（１５）との間に、プレス嵌め部が形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の液体を制御する弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の液体を制御する弁に関する。
【０００２】
液体を制御する弁は種々様々な構成形態において公知である。例えば先行技術として図３に示された液体を制御する弁１は、液圧式の変換装置２を有しており、この変換装置２は、第１ピストン３と第２ピストン４と両ピストン３，４の間に配置された圧力室５とを有している。第１ピストン３は操作ピストンを介してピエゾエレメント（図示せず）を用いて操作可能である。第２ピストン４は突き棒１１を介して弁部材６と結合されている。弁部材６は板ばね９を用いて第１弁座７に押圧される。ピエゾアクチュエータの操作時に液圧式の変換装置２と突き棒１１とを介して、弁部材６は第１弁座７から持ち上げられ、つまり離され、これによって弁ニードルの噴射領域において圧力が上昇させられ、その結果弁ニードルを噴射開口から持ち上げること、ひいては燃料を燃焼室（図示せず）に噴射することができる。図３に示されているように、弁の上に述べた構成エレメントはホルダ１６、弁機構１７及び中間円板１８内に配置されている。中間円板１８は絞り装置１４及び第２弁座８を有しており、この第２弁座８には弁部材６が板ばね９を介して接触している。
【０００３】
弁の確実な機能を得るためには、特に第１弁座７と第２弁座８との間における位置固定を極めて正確に行うことが必要である。そのために弁機構１７と中間円板１８とは嵌合ピン（Ｐａｓｓｓｔｉｆｔ）を用いて互いに結合されている。弁の弁行程はこの場合球の直径によって調節される。製作誤差に基づいて、第２弁座８に対する第１弁座７の位置にはその都度僅かな差異が生じるので、異なった直径を有する弁部材を試す必要がある。弁行程は一般的にたった５０μｍであるので、異なった直径を有しかつ高い誤差調整要求を満たす多数の球を用意しなくてはならない。さらに弁部材１７は、弁の個々のエレメントつまり第２ピストン４、突き棒１１及び弁部材６を受容するために、段付けされた貫通孔を必要としている。従って段付けされた孔を製造するためには複数の作業ステップが必要であり、これによって弁の製造は面倒かつ高価になってしまう。
【０００４】
発明の効果
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による液体を制御する弁には、公知のものに比べて次のような利点、すなわち本発明による弁は、弁の行程を調節するために別体の調節エレメントを有しているという利点がある。このように構成されていることによって、弁部材に、一定の直径を備えた貫通孔を設けることができ、ひいては、先行技術におけるような高価な段付けされた孔を省くことが可能である。弁行程は別体の調節エレメントを介して調節されるので、弁の座直径は常に一定である。従って、弁行程を調節するために、もはや直径の異なった様々な弁球を用意する必要がなくなる。それというのは、各弁に等しい弁球を挿入することができるからである。本発明によれば弁行程は別体の調節エレメントによって調節される。弁座において弁部材の座直径が一定であることに基づいて、弁行程の調節もまた明らかに簡単になる。そして全体として本発明による弁は著しく安価に製造することができる。
【０００５】
本発明の有利な構成では、別体の調節エレメントが調節リングとして形成されている。このように構成すると、特に簡単かつ安価な構造が可能になる。弁行程はこの場合弁軸線の方向における調節リングの高さによって調節される。
【０００６】
本発明による弁が別体のリングを有していて、該リングに第１弁座が配置されていると、簡単な構造を得ることができる。
【０００７】
また、第２ピストンと別体のリングと弁部材とが一緒に、一定の直径を有する貫通孔内に配置されていると、有利である。このように構成されていると、前記個別部材を弁の弁機構内に配置することができ、この場合弁機構には、一定の直径を有するただ１つの孔しか必要なく、このような孔は簡単に製造可能である。
【０００８】
別の有利な構成では、弁が別体の位置決めエレメントを有している。位置決めエレメントは有利には、別体の調節エレメントを弁機構の孔内において位置決めするために役立つ。
【０００９】
別体の位置決めエレメントが第２弁座を有していると、特に有利である。このようになっていると、弁において中間円板を省くことができ、ひいては弁の部材数を減じることができる。
【００１０】
弁部材を各操作後にその都度再び規定された出発位置に戻すために、本発明の別の有利な構成では、戻しエレメント、特にコイルばね又は皿ばね又は板ばねが設けられている。貫通孔の単純な構成に基づいて、戻しエレメントを第２ピストンか又は弁部材に作用させることが可能である。これによって、弁の構成時における付加的な自由度が与えられ、かつ弁はその都度の使用目的に応じて適宜に構成することができる。
【００１１】
本発明の別の有利な構成では、弁部材が球形、半球形又はほぼきのこ形に形成されている。このようになっていると、弁部材の球もしくは半球はただ１つの直径を有しているだけでよくなり、その結果、種々異なった直径を有する様々な弁部材をストックするためのコストを省くことができ、有利である。
【００１２】
さらにまた、簡単かつ迅速な組立てを可能にするために、本発明の別の有利な構成では、別体のリングと弁機構の孔との間の結合部及び／又は位置決めエレメントと孔との間の結合部が、プレス嵌め部として形成されている。このようになっていると、例えば接着剤の塗布又はねじによる結合のようなその他の組立てステップを省くことができる。
【００１３】
図面
次に図面を参照しながら本発明の２つの実施例を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例による液体を制御する弁を示す図である。
【００１５】
図２は、本発明の第２実施例による液体を制御する弁を示す図である。
【００１６】
図３は、先行技術による液体を制御する弁を示す図である。
【００１７】
実施例の記載
図１には本発明による液体を制御する弁１の第１実施例が示されており、この弁１は、燃料噴射弁として使用される。弁１はホルダ１６と弁機構１７とノズル体（図示せず）とを有しており、これらは例えばノズル緊締ナットを用いて互いに結合されている。さらに弁１は液圧式の変換装置（Ｕｅｂｅｒｓｅｔｚｅｒ）２を有しており、この変換装置２は、第１ピストン３と第２ピストン４と両ピストン３，４の間に配置された圧力室５とを有している。第１ピストン３はピエゾエレメント（図示せず）を介して操作され、このピエゾエレメントはピストン３の軸方向で見て圧力室５とは反対の側に配置されている。
【００１８】
本発明による弁はさらに弁部材６を有している。この弁部材１６は図１に示されているように、ほぼきのこ形に形成されていて、半球体６ａと円筒形の延長部６ｂとによって形成されている。
【００１９】
円筒形の延長部６ｂは半球体６ａよりも小さな直径を有していて、端部に球形区分を有している。弁部材６は半球体６ａで第１弁座７に接触している。第１弁座７はリング１２に形成されており、このリング１２は弁部材６と第２ピストン４との間に配置されている。第２ピストン４は突き棒１１を介して弁部材６と結合されていて、ピエゾエレメントによる操作時に弁部材６を第１弁座７から押し離して持ち上げる。リング１２は、突き棒１１を案内する貫通孔を有している。
【００２０】
図１に示されているように、弁機構１７には変わらない直径を有する貫通孔１５が形成されている。リング１２は貫通孔１５内にプレス嵌めを用いて位置決めされている。さらに孔１５内には位置決めエレメント１３が配置されており、この位置決めエレメント１３は絞り装置１４と第２弁座８とを有している。位置決めエレメント１３は孔１５内に挿入されていて、同様にプレス嵌めによって固定されている。弁部材６は円筒形の延長部６ｂの球形の端部区分で、第２弁座８と接触することができる。
【００２１】
第１弁座７及び第２弁座８の正確な位置固定を可能にするために、リング１２と位置決めエレメント１３との間には調節リング１０が配置されている。この調節リング１０は特に弁の軸方向において小さな誤差しか有していないので、両弁座７，８相互の正確な位置固定を達成することができる。
【００２２】
さらに、コイルばねとして形成されたばねエレメント９が設けられており、このばねエレメント９は位置決めエレメント１３におけるばね座１９内に保持されている。ばねエレメント９は弁部材６のための戻し装置として働き、これによって弁部材６はその出発位置において第１弁座７に接触している。しかしながらまた、弁部材６がその出発位置において第２弁座８に接触しているように又は出発位置において両方の弁座から持ち上げられているつまり離れているように、ばねエレメントを形成しかつ配置することも可能である。
【００２３】
図１に示された実施例では従って両弁座７，８は別個の部材に設けられており、これらの部材は単に弁機構１７の孔１５内に挿入されてプレス嵌めによって固定されている。これによって、孔１５を直径の変わらない単純な貫通孔として形成すること及び弁座をそれぞれの部材１２，１３に前もって設けることが可能になる。さらに弁行程の高さは単に調節リング１０の高さによって調節することができる。これにより、弁部材６が常に等しい弁直径もしくは座直径のところで弁座に接触するということも保証される。
【００２４】
図２に示されているように、第２実施例の弁１もまた同様に液圧式の変換装置２を有しており、この変換装置２は、第１ピストン３と第２ピストン４と両ピストンの間に配置された圧力室５とを有している。液圧式の変換装置２の第１ピストン３ホルダ１６内に配置されており、第２ピストン４は弁機構１７内に配置されている。
【００２５】
第１実施例とは異なり第２実施例では、段付けされた貫通孔１５が弁機構１７内に設けられている。これによって第１弁座７は、貫通孔１５の小さな直径を有する領域に形成されている。弁部材としては単純に形成された弁球６が設けられている。
【００２６】
第１実施例におけるように第２弁座８は位置決めエレメント１３に形成されている。この位置決めエレメント１３はプレス嵌めを用いて孔１５内に固定されている。第１弁座７と第２弁座８との間における位置固定を保証するために、両弁座７，８の間には調節リング１０が配置されている。弁の軸方向における調節リング１０の高さに関連して、弁は弁部材６の相応な弁行程を有している。
【００２７】
第１実施例とは異なり、第２実施例では弁部材６はばねエレメント９と直接的に接触していない。図２に示されているように、弁機構１７におけるばね座１９は、ばねエレメント９が液圧式の変換装置２の第２ピストン４を押圧するように形成されている。これによって特に、弁部材の別の出発位置を配置することが可能になり、弁部材にばね座を設ける必要がなくなる。
【００２８】
要約すると、本発明は、液体を制御する弁であって、ピエゾアクチュエータと液圧式の変換装置２とが設けられており、液圧式の変換装置２は第１ピストン３と第２ピストン４と両ピストンの間に配置された圧力室５とを有している。そして弁部材６は第２ピストン４と結合されていて、少なくとも１つの第１弁座７と接触することができる。弁部材６の行程を調節するために、別体の調節エレメント１０が別個の部材として設けられている。
【００２９】
本発明による実施例の上に述べた記載は、単に２つの実施例を示すためのものであって、本発明を制限するものではない。従って本発明の枠内において、種々様々な変化実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液体を制御する弁を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例による液体を制御する弁を示す図である。
【図３】先行技術による液体を制御する弁を示す図である。
【図３】
2004503709.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004503709.tif 000004
2004503709.tif 000005
2004503709.tif 000006
2004503709.tif 000007
2004503709.tif 000008
2004503709.tif 000009
2004503709.tif 000010
2004503709.tif 000011
2004503709.tif 000012
2004503709.tif 000013
2004503709.tif 000014
2004503709.tif 000015
2004503709.tif 000016
2004503709.tif 000017
2004503709.tif 000018
2004503709.tif 000019
【国際調査報告】
2004503709.tif 000020
2004503709.tif 000021
2004503709.tif 000022
2004503709.tif 000023
2004503709.tif 000024
2004503709.tif 000025