(57)【要約】  圧力制限弁は、接触線に沿ってボールを弁座に当接させて付勢する閉状態と、弁が弁座と所定距離にあり、圧力を受けている流体が弁座内に開口する緩和オリフィスを介して出ることをできるようにする開状態と、の間で、切り替わるように構成されている。弁座は、弁が閉状態にあるときにボールと弁座との間の接触線が緩和オリフィスの開口部から所定距離にあるように、形付けられている。
2017521605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触線（６６）に沿ってボール（３６）を弁座（５２）に当接させて付勢する閉状態（ＣＳ）と、前記弁（３６）が前記弁座（５２）と所定距離にあり、圧力を受けている流体が前記弁座（５２）内に開口する緩和オリフィス（５０）を介して出ることをできるようにする開状態（ＯＳ）と、の間で、切り替わるように構成されている圧力制限弁（１０）であって、
前記弁座（５２）が、当該弁（１０）が前記閉状態（ＣＳ）にあるときに前記ボール（３６）と当該弁座（５２）との間の前記接触線（６６）が前記緩和オリフィス（５０）の開口部から所定距離にあるように、形付けられており、
前記弁座（５２）の壁のうち前記接触線（６６）よりも下流側にある部分（５６）が、前記ボール（３６）が前記開状態（ＯＳ）にあるときに前記ボール（３６）の表面とほぼ平行であり、それにより、前記緩和オリフィス（５０）から出て前記ボール（３６）と前記弁座（５２）との間にある経路内を流動する流体の圧力は、ゆっくりと減少することを特徴とする圧力制限弁。
【請求項２】
前記弁座（５２）が、前記接触線（６６）がある錐状面（５８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力制限弁。
【請求項３】
前記緩和オリフィス（５０）の開口部及び前記弁座（５２）が、共通縁部（６０）を画成し、
前記接触線（６６）が、前記共通縁部（６０）から離れていることを特徴とする請求項２に記載の圧力制限弁。
【請求項４】
前記弁座（５２）が、前記錐状部分（５８）と共に前記共通縁部（６０）よりも大きい別の円状縁部（６２）を画成する球面状部分（５６）をさらに備え、
前記球面状部分（５６）が、前記ボール（３６）の表面とほぼ平行であり、それにより、前記緩和オリフィス（５０）から出る流体が、圧力を受けたままとされることを特徴とする請求項３に記載の圧力制限弁。
【請求項５】
燃料噴射装置（８）で使用されるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【請求項６】
内燃機関の燃料噴射装置（８）であって、当該燃料噴射装置（８）には、請求項１から５のいずれか１項に記載の圧力制限弁（１０）が設けられていることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に燃料噴射装置で使用されるタイプの圧力制限弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力制限弁は、デバイス内の圧力を所定閾値に制限するためにこの高圧デバイスに配設された安全装置である。燃料噴射装置において、このような弁は、高圧燃料を複数の燃料噴射器に送達するコモンレールと協働する。弁は、レールから燃料が出ることをできるようにする開状態と、このように出ることを防止する閉状態と、の間を切り替える。
【０００３】
弁は、弁座に当接したバネによって付勢されたボールを備え、この弁座の中心には、緩和オリフィスが開口している。レールの内側の圧力が所定閾値未満であると、ボールは、オリフィスを閉じ、圧力が上記閾値を越えて増加すると、レールの内側の燃料は、ボールに開放力を発生させ、この力は、バネの閉鎖力を超え、ボールを弁座から離れるように押し、通路を開き、燃料流動が出ることをできるようにする。
【０００４】
構造的に、弁は、孔部が設けられた筐体を備え、この孔部は、一先端において閉じており、反対側の先端において緩和オリフィスによって中心付して保持された着座部材が設けられている。筐体の内側には、圧縮バネ及びスライドピストンが配設されており、このスライドピストンは、ボールと協働して上記ボールを弁座に当接させるように押す。弁座は、窪んだ球面状凹所であり、弁座の中心には、緩和オリフィスが開口している。上記球面状弁座の直径は、ボールの直径よりも若干大きく、そのため、閉状態において、ボールは、弁座の底部において付勢され得、緩和オリフィスの開口部の縁部に対して封止接触していることによってオリフィスを閉じ、開状態において、ボールは、弁座から上方へ上昇し、弁座の球面状壁とボールとの間にある制限された通路を出て来る燃料に付与する。弁座の反対側において、ボールは、ピストンに対して恒久的に接触しており、このピストンには、ボールを所定位置で支持することを目的とした別の凹所が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
閉及び開状態間での変位は小さく、経験上、閉じるとボールが常に完全には緩和オリフィス上に位置しないことが示されている。実際に、ボールは、オリフィスの若干側方の位置にあり得、そのうちに、非対称な摩耗は、発生し、閉状態で期待されるようには、緩和オリフィスの完全な封止は、軽微な漏洩ができることを保証しないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、圧力制限弁を提供することによって上述した問題を少なくとも部分的に解決することは、本発明の目的であり、この圧力制限弁は、接触線に沿ってボールを弁座に当接させて付勢する閉状態と、ボールが弁座と所定距離にあり、圧力を受けている流体が弁座内に開口する緩和オリフィスを介して出ることをできるようにする閉状態と、の間で、切り替わるように構成されている。有利には、弁座は、弁が閉状態にあるときにボールと弁座との間の接触線が緩和オリフィスの開口部から所定距離にあるように形付けられている。結果として、ボールは、閉じて緩和オリフィスを封止するときに正確に元の位置に戻る。
【０００７】
弁座の壁のうち接触線よりも下流側にある部分は、ボールが開状態にあるときにボールの表面とほぼ平行であり、結果として、緩和オリフィスから出てボールと弁座との間にある経路内を流動する流体の圧力は、ゆっくりと減少する。
【０００８】
弁座は、閉状態におけるボールとの接触線がある錐状面を備える。
【０００９】
緩和オリフィスの開口部及び弁座は、共通縁部を画成し、接触線は、上記縁部から離れている。
【００１０】
弁座は、錐状部分と共に上記共通縁部よりも大きい別の円状縁部を画成する球面状部分をさらに備える。球面状部分は、ボールの表面とほぼ平行であり、それにより、緩和オリフィスから出る流体は、圧力を受けたままとされる。
【００１１】
弁は、特に、燃料噴射装置で使用されるように構成されている。
【００１２】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置までさらに及び、上記装置には、上記請求項のうちのいずれかに記載の圧力制限弁が設けられている。
【００１３】
ここで、添付の図面を参照しながら、例として本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる圧力制限弁を示す軸方向断面図である。
【図２】図１の弁の弁座を示す軸方向断面図である。
【図３】図２のボール弁座を示す上面図である。
【図４】閉状態にあるボールを示す拡大詳細図である。
【図５】図４と同様の図であって、ボールが開状態にある、図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照して圧力制限弁１０を説明する。弁１０は、機械弁であるが、本発明は、同様に、電磁弁に適用可能である。第１の利用法にかかる弁１０は、燃料噴射装置８に配設される。
【００１６】
弁１０は、中央孔部１４が設けられた筐体１２を備え、この中央孔部は、図面の向きのように筐体１２の右側にある開口部１６から図面の左側にあるメクラ端部１８まで長手方向軸Ａに沿って延在する。孔部１４の内側において、メクラ端部１８とピストン２４の後面２２との間には、バネ２０が圧縮されており、このピストンは、孔部１４内にスライド可能に配設されている。ピストン２４は、柱状であり、後面２２から前面２６まで軸方向Ａに延在する。
【００１７】
後面２２の中央には、柱状突起２８が設けられており、バネ２０の最後の一巻は、この柱状突起の周りに巻回されており、前面２６には、同様に、中央柱状突起３０が軸方向Ａに設けられており、上記前方突起３０の頂面３２には、小さな球面状の窪んだ凹所３４が設けられており、ボール３６は、この凹所内に配置される。孔部１４の開口部１６は、着座部材３８によって閉じられており、この着座部材は、内側柱状部分４０、外側大径柱状部分４２及びこれら２つの部分を連結する横断方向円盤状面４４を備える。
【００１８】
孔部１４の開口部１６によって、筐体１２には、横断方向円盤状面４８を画成する柱状凹所４６が設けられている。着座部材３８は、着座部材の内側部分４０が孔部１４内に相補的に係合し、外側部分４２が柱状凹所４６内に位置し、かつ、着座部材３８の円盤状面４４が筐体１２の円盤状面４８に対して当接するように、配設されている。図１において視認されるように、筐体１２の壁は、凹所４６の周りで薄く、着座部材３８は、この壁内に固定式に挟み込まれている。
【００１９】
着座部材３８には、貫通穴部５０が軸方向に設けられており、この貫通穴部５０は、圧力緩和オリフィス５０であり、この圧力緩和オリフィスは、オリフィス５０を囲む凹状座面５２を画成するところで、弁１０の内側に開口し、ボール３６は、座面５２に当接するように付勢されている。
【００２０】
弁１０には、径方向出口穴部５４がさらに設けられており、この径方向出口穴部は、筐体１２の壁を貫通し、着座部材３８の近傍に配設されている。
【００２１】
筐体１２の外部には、雌ネジ部との相補的な封止係合のための及び燃料噴射装置のレールのような図示しない容器に固定するための雄ネジ部及びＯリング封止体がさらに設けられている。その後面において、筐体の外部には、工具の相補的な係合のための六角形状凹所が設けられており、この工具は、弁１０を上記容器に螺着させることができる。圧力制限弁を構成するための様々な代替例が公知であり、上記説明は、非限定的な例である。
【００２２】
さらなる詳細な説明の前に、弁１０の動作をここで簡単に説明する。
【００２３】
弁１０は、例として、燃料噴射装置のコモンレールの端部に配設されるように構成されている。レール内において、燃料は、高圧であり、燃料は、開放力をボール３６に生じさせ、この開放力は、ボールを座面５２から離間させるように押す傾向がある。バネ２０は、ピストン２４によって伝達された対向する閉鎖力をボール３６に生じさせる。レール内の圧力が所定閾値に達しない限り、バネ２０の閉鎖力は、ボール３６を座面５２に当接させるように付勢し、オリフィス５０を封止する。レール内の圧力が上記閾値に達すると、開放力は、閉鎖力を上回り、燃料は、ボール３６を座面５２から所定距離押す。そして、圧力を受けている燃料は、緩和オリフィス５０を介してレールから出ることができ、ボール３６の周りを流動して出口穴部５０を介して弁１０から出て、この出口穴部は、戻り低圧ドレインに接続されている。燃料がレールから出るにしたがって、レール内の圧力は、低下し、上記圧力が閾値未満になるとすぐに、ボール３６は、再び座面５２上に付勢される。
【００２４】
長期間にわたってかつ複数回の開閉後にボール３６がオリフィス５０を正確に封止し続けることを保証するために、図２、図３及び図４を参照して座面５２をここでより詳細に説明する。
【００２５】
凹状座面５２は、２つの別個の部分、すなわち、球状面５６及び凹面５８を備える。緩和オリフィス５０は、座面５２の底部で開口しており、ここで、第１円状縁部６０を画成する凹面５８と結合する。凹面５８は、軸方向に延在し、凹面５８が球状面５６とほぼ接線方向で結合するまで広がり、第２円状縁部６２を画成する。球状面５６は、ボール３６の直径よりも若干長い直径を有しており、上記球状面５６は、上記第２縁部６２から座面５２が急激に大きく広がる第３縁部６４まで延在する。
【００２６】
図４で拡大されるように、閉状態ＣＳにあるときに、ボール３６は、閉じた円状接触線６６に沿って錐状面５８に当接し、この当接は、第１及び第２縁部６０、６２双方から離間している。
【００２７】
開状態ＯＳにあるときに、図５で拡大されるように、ボール３６は、錐状面５８から離間して軸方向に移動させられ、緩和オリフィス５０から出る燃料のための経路を開放する。接触線６６の上流側における上記経路のセクションは、第３縁部６４まで増加し、この第３縁部の上流側では、経路は、大きく増加する。
【００２８】
このような配置を用いて、閉状態ＣＳにおいて、ボール３６は、常に、錐状面５８に当接するように付勢され、緩和オリフィスの封止を保証する閉じた接触線６６を画成する。
【００２９】
この説明では、以下の参照符号リストを使用する。
【符号の説明】
【００３０】
８  燃料噴射装置
１０  圧力制限弁
１２  弁の筐体
１４  中央孔部
１６  孔部の開口部
１８  孔部のメクラ端部
２０  バネ
２２  ピストンの後面
２４  ピストン
２６  ピストンの前面
２８  後面にある柱状突起
３０  前面にある柱状突起
３２  前方突起の頂面
３４  窪んだ凹所
３６  ボール
３８  着座部材
４０  着座部材の内側部分
４２  着座部材の外側部分
４４  着座部材の盤状面
４６  筐体内にある柱状凹所
４８  筐体の横断方向盤状面
５０  圧力緩和オリフィス
５２  着座部材内にある凹状着座領域
５４  径方向出口穴部
５６  球状面
５８  錐状面
６０  第１縁部
６２  第２縁部
６４  第３縁部
６６  接触線
Ａ  長手方向軸
ＯＳ  開状態
ＣＳ  閉状態
【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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2017521605.tif 000009
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