(57)【要約】  高圧容器装置（１６）が開示される。それは、リザーバ（２２）および圧力制限弁（１４）のアセンブリを備える。リザーバ（２２）は、外壁（２０）と、リザーバ（２２）内の流体圧力が所定の圧力閾値を超えたときに、それを通って高圧流体が流れることができる過剰圧力リリーフオリフィス（２６）とを有する。弁（１４）はハウジング（３０）を備え、このハウジング（３０）内には閉鎖ポジションに向かってスプリング（５６）によって恒久的に付勢された閉鎖部材（４０）が配置されており、リザーバ（２２）内の圧力が所定の閾値を超えたとき閉鎖部材（４０）は開放ポジションへと押しやられる。弁（１４）のハウジング（３０）はリザーバ（２２）の壁（２０）と一体である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リザーバ（２２）および圧力制限弁（１４）のアセンブリを含む高圧容器装置（１６）であって、
前記リザーバ（２２）は、外壁（２０）と、前記リザーバ（２２）を高圧流体で満たすためのインレットと、流体消費デバイスに高圧流体を供給するための少なくとも一つのアウトレットと、前記リザーバ（２２）内の流体圧力が所定の圧力閾値を超えたときに、それを通って高圧流体が流れることができる過剰圧力リリーフオリフィス（２６）と、を有しており、
前記圧力制限弁（１４）はハウジング（３０）を備え、このハウジング（３０）内には、流体が前記オリフィス（２６）を通って流れることを妨げるように前記リリーフオリフィス（２６）を取り囲む弁座（２８）に対して閉鎖部材（４０，５０）が密閉接触状態となる閉鎖ポジションに向かってスプリング（５６）によって恒久的に付勢された前記閉鎖部材（４０，５０）が配置されており、前記リザーバ（２２）内の圧力が前記所定の閾値を超えたとき、前記閉鎖部材（４０，５０）は前記弁座（２８）から離れるように前記高圧流体によって押しやられて開放ポジションとなり、前記リザーバ（２２）内の圧力が減少するように流体が前記リリーフオリフィス（２６）を経て前記リザーバ（２２）から出ることを可能とし、前記リリーフオリフィス（２６）を経て前記リザーバ（２２）から出た流体はドレイン回路に接続可能な低圧アウトレット（３６）を経て流れるようになっており、
前記弁（１４）の前記ハウジング（３０）は前記リザーバ（２２）の前記壁（２０）と一体であることを特徴とする高圧容器装置（１６）。
【請求項２】
前記過剰圧力リリーフオリフィス（２６）は前記リザーバ（２２）の前記外壁（２０）に対して一体の内壁（２４）を貫通して延び、前記内壁（２０）は、第１の側において前記リザーバ（２２）を、そして対向する第２の側において前記圧力制限弁（１４）を限定し、前記外壁（２０）は、その中に前記閉鎖部材（４０，５０）および前記スプリング（５６）が配置される前記弁の前記ハウジング（３０）を形成する筒状シュラウドにおける前記内壁（２４）を越えて延びる、請求項１に記載の容器装置（１６）。
【請求項３】
前記シュラウドを閉鎖するプラグ（３２）をさらに備え、前記スプリング（５６）は前記プラグ（３２）と前記閉鎖部材（４０）との間で圧縮される、請求項２に記載の容器装置（１６）。
【請求項４】
前記プラグ（３２）は、前記閉鎖部材（４０）に前記スプリング（５６）によって生じる付勢力が調節可能であるように、前記ハウジング（３０）に対して、ねじ込まれる、請求項３に記載の容器装置（１６）。
【請求項５】
前記低圧アウトレット（３６）は、前記弁の前記ハウジング（３０）に一体的に形成される、請求項３または請求項４に記載の容器装置（１６）。
【請求項６】
前記低圧アウトレット（３０）は、前記プラグ（３２）に一体的に形成される、請求項３または請求項４に記載の容器装置（１６）。
【請求項７】
内燃機関の直接噴射システム（１０）において使用するためのコモンレール装置（１６）であって、長手方向軸線（Ｌ）に沿って延びる筒形状を有するレール（１２）と、前記レール（１２）内の燃料の圧力を所定の閾値に制限するように構成された圧力制限弁（１４）と、を備え、前記コモンレール装置（１６）は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の高圧容器装置として構成されており、前記レール（１２）の前記壁（２０）と前記弁（１４）の前記ハウジング（３０）とは一体であるコモンレール装置（１６）。
【請求項８】
前記弁（１４）は前記レール（１２）の先端に長手方向に配置される、請求項７に記載のコモンレール装置（１６）。
【請求項９】
前記弁（１４）は前記レール（１２）に対して半径方向に配置される、請求項７に記載のコモンレール装置（１６）。
【請求項１０】
コモンレールおよび弁一体型装置１６を製造および組み立てるための方法（１００）であって、
外壁２０、内壁２４および弁ハウジング３０が一体的に形成されるように単一のブランクレールを鍛造するステップ１１０と、
長手方向孔４８、リリーフオリフィス２６および弁座２８を機械加工するステップ１２０と、
ボール５０、ピストン４０、スプリング５６、Ｏリング３４およびプラグ３２といった弁構成要素を提供し、前記長手方向孔４８内に配置するステップ１３０と、
前記プラグ３２をねじ込むステップ１４０と、
圧力閾値を測定するためにアセンブリを試験するステップ１５０と、
前記プラグ３２をねじ込むかまたは緩めることによって前記閾値を調整するステップ１６０と、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力制限弁を備えた高圧容器に関する。本発明は、より詳しくは、制限弁を備えた直接噴射コモンレールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの高圧リザーバは、リザーバ内の圧力が所定の圧力閾値を超えないことを保証するために圧力制限弁を備えている。直接燃料噴射装備の高圧リザーバは、いわゆる、コモンレールであり、それは、概して、燃料がレール内に入るための高圧インレットおよび噴射器に燃料を供給するための複数のアウトレットを備えた厚い壁を有する細長い筒状部材である。レールはさらに、レールの壁の一部を貫通して延びる圧力リリーフオリフィスを備え、オリフィスの開閉は圧力制限弁によって制御される。
【０００３】
弁は独立型の機械装備であり、閉鎖部材が閉鎖ポジションから開放ポジションへと移動する圧力閾値は付勢スプリングの力によって設定されるので、レール内の圧力が閾値に達すると、閉鎖部材上に燃料によって生じる開放力は付勢スプリングの対向する閉鎖力を上回る。部材は開放ポジションに押し込まれ、そして燃料はリリーフオリフィスを経てレールを出て、次に低圧アウトレットを経て流出することが可能となる。
【０００４】
弁は独立型装備として存在し、弁のハウジングは、レールおよび弁の両方に関して相補的な形状を強いるレール上に固定的に配置されている。このような拘束は技術的な複雑さと、それに伴うコストを増加させる。さらに、圧力閾値を調整するための調整パラメータは僅かなバッチの弁において設定され、この設定は個々にチェックされる全ての弁において再現される。弁の全製品にわたる実際の圧力閾値の統計的分布は、その個々の閾値が仕様外である不合格弁を伴う分布テールを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の目的は、リザーバおよび圧力制限弁のアセンブリを含む高圧容器装置を提供する上での上記問題を解決することである。リザーバは、外壁と、リザーバに高圧流体を充填するためのインレットと、流体消費デバイスに高圧流体を供給するための少なくとも一つのアウトレットと、リザーバ内の流体圧力が所定の圧力閾値を超えたとき、それを通って高圧流体が流動できる過剰圧力リリーフオリフィスとを有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
圧力制限弁はハウジングを備え、このハウジング内には、流体がオリフィスを通って流れることを妨げるようにリリーフオリフィスを取り囲む弁座に対して閉鎖部材が密閉接触状態となる閉鎖ポジションに向かってスプリングによって恒久的に付勢された閉鎖部材が配置されている。リザーバ内の圧力が所定の閾値を超えたとき、閉鎖部材は弁座から離れるように高圧流体によって押しやられ、リリーフオリフィスを経て流体がリザーバから出ることが可能となる開放ポジションとなる。リリーフオリフィスを経てリザーバから出る流体がドレイン回路に接続可能な低圧アウトレットを経て流れるときリザーバ内の圧力は低下する。圧力閾値は、リリーフオリフィスの断面に作用するリザーバ内の圧力、閉鎖部材への開放力に抗する、閉鎖方向に閉鎖部材を押しやるスプリングの付勢力によって決定される。
【０００７】
有利なことには、弁のハウジングはリザーバの壁と一体である。これによって従来技術に対して材料を節約することが可能になる。
【０００８】
過剰圧力リリーフオリフィスは、リザーバの外壁に一体化された内壁を通って延在し、当該内壁は、第１の側においてリザーバを、そして反対の第２の側において圧力制限弁を、制限するか、画定するか、あるいは分離する。外壁は、弁のハウジングを形成する筒状シュラウドにおける内壁を越えて延在し、その中には閉鎖部材およびスプリングが配置される。主な利点は、リリーフオリフィスのみが閉鎖部材によって密閉されるだけでよいということである。独立型弁がリザーバに固定される従来技術では、弁は座部材を備え、二つの密閉領域が必要である。最初は、リリーフオリフィスを通るだけでなく、座部材とそれに対して弁が当接するリザーバの表面との間も通る。一つの密閉領域を省略することによって本発明は大きな利点を提供する。
【０００９】
上記装置はシュラウドを閉鎖するプラグをさらに備え、スプリングは、このプラグと閉鎖部材との間で圧縮される。
【００１０】
プラグは、閉鎖部材上にスプリングによって生じる付勢力が調節可能であるようにハウジングに対してねじ込まれる。これは、各製品に関する閾値圧力の調整を可能とするための先行技術に対する優位性を示しており、一方、弁はそのハウジングがリザーバにねじ込まれた独立型コンポーネントである従来技術では、閾値圧力の設定は一元的に実施できない。
【００１１】
一実施形態では、低圧アウトレットは、有利なことには、弁のハウジングに一体的に形成される。
【００１２】
別の実施形態では、低圧アウトレットは、プラグに一体的に形成される。
【００１３】
本発明は、内燃機関の直接噴射システムにおいて使用するためのコモンレール装置に特に適用される。当該コモンレール装置は、長手方向軸線に沿って延びる筒形状を有するレールと、このレール内の燃料の圧力を所定の閾値に制限するように構成された圧力制限弁とを備える。コモンレール装置は、先の段落のいずれかに記載の高圧容器装置として構成されており、レールの壁と弁のハウジングとは一体である。
【００１４】
一実施形態では、弁は、レールの先端に長手方向に配置され、別の実施形態では、弁は、レールに対して半径方向に配置される。
【００１５】
以下、図面を参照して本発明について実例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】単純化された燃料噴射装備の概略図である。
【図２】本発明によるレールおよび制限弁アセンブリの外観図である。
【図３】図２のアセンブリに配置された圧力制限弁の破断斜視図である。
【図４】別な視点から見た図３の圧力制限弁の破断斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態の長手方向断面図である。
【図６】図５のアセンブリに配置された圧力制限弁の破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
燃料噴射装備１０は、図１に大まかに示されているように、燃料を加圧し、そして複数の噴射器に燃料を供給するコモンレール１２を充填する高圧ポンプを備える。レール１２の先端に固定された圧力制限弁１４は、レール１２の内部に所定の圧力閾値が達成されたときに開く。これにより、燃料がレール１２から出て、レール１２内の圧力を低減する低圧リターン回路１８に向って流れることが可能となる。
【００１８】
ここで、本発明の第１実施形態について、図２、図３および図４を参照して説明するが、本発明は、高圧一体型装置１６の一部として、レール１２および圧力弁１４に着目する。図から分かるように、レール１２は、長手方向軸線Ｌに沿って延びる略筒状形状を有する。レール１２は、内側リザーバ２２が数千バールの圧力に耐えることを可能にする厚い外壁２０を有する。リザーバの先端部は、内壁２４を貫通して延びる圧力リリーフオリフィス２６を中央に備えた内壁２４によって区切られている。内壁２４はリザーバ側と、対向する弁側とを有しており、リリーフオリフィス２６の開口は、当該オリフィス２６を取り囲む弁座２８を画定する。
【００１９】
レール１２の外壁２０は、圧力弁１４のハウジング３０を一体的に形成する開放筒状部分における内壁２４を越えて長手方向に延びている。当該ハウジング３０の開放端は、壁の延在する筒状部分の先端にねじ込まれたプラグ３２によって密閉されており、図から分かるようにＯリング３４がアセンブリの密封を保証する。アウトレットパイプ接続部材３６がさらに外壁２０に対して一体的に設けられており、そしてそれはハウジング３０の内部から半径方向に延びている。壁２０の一部である弁ハウジング３０は、その中にピストン４０がスライド可能に配置される軸方向孔３８を内部に備える。ピストン４０は円筒形であり、かつ、内壁２４に面する前面４２から、プラグ３２に面する後面４４まで長手方向に延びている。ピストン４０は孔３８の内部でスライド可能に案内され、そしてそれは、前面４２から後面４４までその外面上で延在する平坦部分４６を備える。
【００２０】
ピストンの前面４２には、弁座２８と密封相補的に係合可能な特徴部が中央に設けられている。図示された実施形態においては、複数の代替例が存在するが、弁座２８は、その底面においてリリーフオリフィス２６が開口する小さな円筒形リセス４８であり、ボール５０がリセス４８内に配置されてピストン４０によって押圧され、これによってボール５０がオリフィス２６を閉鎖する。その後面４４において、ピストンには中心円筒形突起５２が設けられており、そして図から分かるように、プラグ３２には長手方向ブラインドリセス５４が設けられており、その中でスプリング５６がピストンの後面４４（スプリング５６の最後のターンが円筒形突起５２に対して係合するとき、それは中央で維持される）と上記ブラインドリセス５４の底面との間で圧縮される。その外面において、プラグ３２は、プラグ３２をハウジング３０の先端にねじ込むために必要なレンチと相補的に係合するための六角形部分５８を備える。
【００２１】
ここで第２実施形態を図５および図６を参照して簡単に説明する。第１実施形態との唯一の相違点は、第１実施形態では弁のハウジング３０と一体であり、かつ、第２実施形態ではプラグ３２と一体であるアウトレットパイプ３６の延長部である。図から分かるように、アウトレットパイプ３６はプラグ３２から長手方向に延び、円筒形リセス４８の底面で内的に開口し、環状段差面６０がリセス底面に形成され、スプリング５６がこの段差面６０に当接している。
【００２２】
一体型レールおよび弁アセンブリ１６の動作について、ここで簡単に説明する。
【００２３】
高圧の燃料はリザーバ２２を満たし、そして、そこから燃料噴射器に供給される。ピストン４０は、スプリング５０によって閉ポジションにおいて付勢され、リリーフオリフィス２６はボール５０によって密閉される。
【００２４】
レール１２内の高圧燃料は、ボール５０に、あるいは実施形態がボールなしで作られた場合には直接ピストン４０に開放力を発生させる。リザーバ２２内の圧力が閾値に達すると、開放力がスプリング閉鎖力を超え、そして燃料がピストンを弁座から離れるように押し、燃料がレールから出て、低圧リターン回路１８に向かって流れることを可能にする。レール１２内の圧力が上記閾値を下回って減少するや否や、閉鎖力は開放力に対して支配的になり、ピストンがリリーフオリフィスを再び閉鎖する。
【００２５】
製造および組み立ての観点から、レールおよび弁一体型装置１６は、方法１００が以下のステップを含むので重要な関心事である。
・外壁２０、内壁２４および弁ハウジング３０が一体的に形成されるように単一のブランクレールを鍛造するステップ１１０；
・長手方向孔４８、リリーフオリフィス２６、弁座２８を機械加工するステップ１２０；
・ボール５０、ピストン４０、スプリング５６、Ｏリング３４およびプラグ３２といった弁構成要素を提供し、長手方向孔４８内に配置するステップ１３０；
・プラグ３２をねじ込むステップ１４０；
・圧力閾値を測定するアセンブリを試験するステップ１５０；
・プラグ３２をねじ込むかまたは緩めることによって上記閾値を調整するステップ１６０
【符号の説明】
【００２６】
１０  燃料噴射装備
１２  レール
１４  圧力制限弁
１６  高圧一体型装置
１８  低圧リターン回路
２０  外壁
２２  リザーバ
２４  内壁
２６  圧力リリーフオリフィス
２８  弁座
３０  圧力弁のハウジング
３２  プラグ
３４  Ｏリング
３６  アウトレットパイプ
３８  長手方向孔
４０  ピストン‐閉鎖部材
４２  ピストンの前面
４４  ピストンの後面
４６  平坦部分
４８  円筒形リセス
５０  ボール
５２  円筒形突起
５４  キャップナット内のブラインドリセス
５６  スプリング
５８  キャップナットの六角形部分
６０  環状段差面
１００  製造および組み立て方法
１１０  レール用ブランクの鍛造
１２０  機械加工
１３０  配置
１４０  ねじ込み
Ｌ  長手方向軸線
【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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【国際調査報告】
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