(57)【要約】  本発明は、燃料噴射装置（１０）の制御弁装置（１２）であって、内部にピストン（１６）が摺動可能に配置される孔（１８）を備える制御弁装置（１２）に関し、ピストン（１６）は噴射イベントを操作し、孔（１８）は第１の制御室（２４）内に直接的に開口し、第１の制御室（２４）と非制限的に流体連通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置（１０）の制御弁装置（１２）であって、
該制御弁装置（１２）は弁ハウジング（２２）を備え、
該弁ハウジング（２２）内に、充填流路（７０）が配置されており、
前記充填流路（７０）は、高圧燃料供給路（２０）から、第１の制御室（２４）と第１の流体連通する充填室（２８）まで延在しており、
前記第１の流体連通は、第１のバネ（４６）により、前記弁ハウジング（２２）内に配置された第１の座（２６）から離間して常時開放されるように付勢された充填弁（４０）によって制御されており、
前記制御弁装置（１２）は連通流路（４８）を備えており、該連通流路（４８）は、前記第１の制御室（２４）から、低圧排出路（３８）と第２の流体連通する第２の制御室（６８）まで延在しており、
前記第２の流体連通は、第２のバネ（６２）により、前記ハウジング（２２）内に配置された第２の座（３４）に対して相補的に当接して常時閉鎖されるように付勢された制御弁（５６）によって制御されており、
前記制御弁（５６）は、アクチュエータ（６６）と協働して、常時閉鎖位置から開放位置へと切り替わり、
前記制御弁装置（１２）は孔（１８）を備えており、該孔（１８）内にピストン（１６）が摺動可能に配置されており、
前記ピストン（１６）は圧縮室への燃料の噴射を操作し、前記孔（１８）は、前記第１の制御室（２４）と第３の流体連通しており、
前記孔（１８）は、前記第１の制御室（２４）内に直接的に開口し、前記第３の流体連通は制限されていないことを特徴とする、制御弁装置（１２）。
【請求項２】
請求項１に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２の制御室（６８）に入ると燃料圧が減少するように、前記連通流路（４８）には、制限逃しオリフィス（５２）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２の制御室（６８）の容積は最小である、制御弁装置（１２）。
【請求項４】
請求項３に記載の制御弁装置（１２）において、
前記充填弁（４０）および前記制御弁（５６）は、それぞれステム（４４、６０）を備えたポペット弁であり、
前記２つの弁（４０、５６）は、同軸線（Ａ２）上にかつ近接して配置され、前記第２の制御室（６８）の容積が最小になるように、前記第２の制御室（６８）は前記充填弁ステム（４４）の先端と前記制御弁（５６）との間にある、制御弁装置（１２）。
【請求項５】
請求項４に記載の制御弁装置（１２）において、
前記連通流路（４８）は、前記充填弁（４０）の全体にわたって、軸線方向（Ａ２）に延在する、制御弁装置（１２）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記充填流路（７０）には、前記充填室（２８）の前方に配置された別の制限部（７２）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第１のバネ（４６）は、前記充填室（２８）の内部において、前記充填弁（４０）の前記ステム（４４）の周囲に配置されているコイルバネである、制御弁装置（１２）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２のバネ（６２）は、比較的平坦な形状を有し、前記制御弁（５６）の前記ステム（６０）の周囲に係合する板バネである、制御弁装置（１２）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記充填弁（４０）には、前記開放位置と前記閉鎖位置との間での弁の変位を制限する上昇防止部材（５４）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２の弁座（３４）は、前記座（３４）と低圧室（３６）との間に比較的薄い壁（７４）が形成されるように、前記弁ハウジング（２２）の上部付近に配置されており、
前記薄い壁（７４）は、前記第２の制御室（６８）内の圧力が変化すると僅かに屈曲可能であり、それにより、可撓性のある座と、短く硬い制御弁（５６）と、少ない容積との組合せによって、ノズルニードルの閉鎖の後に制御圧の増加による良好な力信号のアクチュエータへの送信が確実なものとなる、制御弁装置（１２）。
【請求項１１】
可動ニードルがノズルと協働して燃料噴射を可能または禁止する燃料噴射装置であって、前記ニードルは、請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御弁装置によって液圧式に操作される、燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置の弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧燃料噴射装置は、制御弁装置により液圧式（例えば、油圧式）に操作されるニードルまたはシャフトを備える。望ましくない排気物質を最小化するために、ニードルの上昇は制御された速度で行われなければならず、閉鎖は極めて速やかでなければならないことが知られている。ＥＰ２０９３４１０およびＤＥ１０２００７０５５８９５において、制限口に関連付けられた制御弁と、より大きな充填弁とを備えた弁装置が公開されている。残された課題は、噴射イベントごとに起こる液圧的（例えば、油圧的）な波を適正に減衰させることである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、燃料噴射装置の制御弁装置を提供することである。この制御弁装置は、高圧燃料供給路から、第１の制御室と第１の流体連通する充填室まで延在する充填流路が内部に配置される弁ハウジング（バルブハウジング）を備える。第１の流体連通は、第１のバネによって、弁ハウジング内に配置された第１の座から離間して、常時開放されるように付勢された充填弁によって制御される。連通流路が、第１の制御室から、低圧排出路と第２の流体連通する第２の制御室まで延在する。第２の流体連通は、第２のバネによって、ハウジング（筐体）内に配置された第２の座に対して相補的に当接して、常時閉鎖されるように付勢された制御弁によって制御される。制御弁は、アクチュエータと協働して常時閉鎖された位置から開放位置へと切り替わる。装置はさらに、内部にピストンが滑動可能に配置される孔（ボア）を備え、ピストンは、圧縮室への燃料の噴射を操作する。孔は、第１の制御室と第３の流体連通する。
【０００４】
有利には、孔は第１の制御室内に直接的に開口し、前記第３の流体連通は制限されない。
【０００５】
第２の制御室に入ると燃料圧が減少するように、連通流路は、制限逃しオリフィス（制限流出口）を備える。第２の制御室の容積は最小になるように構成される。
【０００６】
充填弁および制御弁は、それぞれステムを備えたポペット弁であり、この２つの弁は、同軸線状にかつ近接して配置される。前記第２の制御室の容積が最小になるように、第２の制御室は、充填弁ステムの先端と制御弁との間にある。
【０００７】
さらに、一実施形態において、連通流路は、充填弁の全体にわたって、軸線方向に延在する。
【０００８】
また、充填流路には、充填室の前方に配置された別の制限部が設けられている。
【０００９】
より具体的には、第１のバネは、充填室の内部において充填弁のステムの周囲に配置されるコイルバネであり、第２のバネは、比較的平坦な形状を有し、制御弁のステムの周囲に係合する板バネである。
【００１０】
また、充填弁には、開放位置と閉鎖位置との間での弁の変位を制限する上昇防止部材が設けられている。
【００１１】
特定の実施形態において、第２の弁座は、前記座と低圧室との間に比較的薄い壁を残して弁ハウジングの上部付近に配置される。この薄い壁は、第２の制御室内の圧力が変化すると僅かに屈曲可能であり、可撓性のある座と、短く硬い制御弁と、少ない容積との組合せによって、ノズルニードルの閉鎖の後に制御圧の増加による良好な力信号のアクチュエータへの送信が確実なものとなる。
【００１２】
本発明は、また、可動ニードルがノズルと協働して燃料噴射を可能または禁止し、ニードルは先行する段落のいずれかに記載の制御弁装置によって液圧式に操作される、燃料噴射装置に関する。
【００１３】
次に、本発明は、添付の図面を参照し、例示を目的として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に従った制御弁装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明において、類似の要素は、同一の参照番号によって示される。
【００１６】
明確さおよび簡潔さを目的として、図面の上下方向（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が使用される。さらに、「右、左、上部（ｔｏｐ）、底（ｂｏｔｔｏｍ）、上向きの（ｕｐｗａｒｄ）、下向きの（ｄｏｗｎｗａｒｄ）」などの語は、本発明の保護の範囲について、殊に、噴射装置の設置の多くの可能性に関することについて限定するいかなる意図もなく、説明に使用され得る。
【００１７】
次に、制御弁装置１２を備えた燃料噴射装置１０が図面を参照して説明される。このような燃料噴射装置１０は、概して、ニードルガイドハウジング１４を備え、そこにおいては、高圧燃料供給路２０からニードルガイドハウジング１４を通る燃料の流れを制御するために、ニードル１６が孔１８内で摺動可能であるとともに、不図示のニードル座と係合可能となっている。
【００１８】
ニードルガイドハウジング１４の上部には、弁ハウジング２２が固定されている。弁ハウジング２２には、主垂直軸線Ａ１に対して僅かにずれた垂直弁軸線Ａ２に沿って延在する貫通穴が設けられている。前記貫通穴は、これより底部から上部に向かって説明されるいくつかの同軸線の区画部を備える。
【００１９】
第１の制御室２４を形成する第１の筒状区画部は軸線方向Ａ２に延在し、その区画部は、充填室２８内に開口する第１の截頭円錐形の弁座２６を形成できるように画定されている。充填室２８は、円環状壁３０を有し、充填室２８の上部には、筒状のガイド部３２が軸線方向Ａ２に延在している。筒状のガイド部３２は、その最上部で、第２の截頭円錐形の弁座３４を形成できるように画定している。前記第２の弁座３４の中央開口は、大きな低圧室３６内に開口し、そこから戻り低圧路３８が延在している。
【００２０】
図面から分かるように、軸線のずれＡ１、Ａ２は、孔（ボア）１８の断面の半分以上が直接的に第１の制御室２４内に開口して、第１の制御室２４と孔１８との間に制限されない流体連通を生じさせるのに十分なように制限されている。
【００２１】
充填弁４０とされる第１のポペット弁４０は、第１の弁座２６と協働するように配置されている。弁のディスクプラグ部４２は、第１の制御室２４の容積の大部分を占めており、充填弁４０のステム４４は、前記ディスクプラグ４２から充填室２８を通って軸線方向に上向きに延在し、ガイド部３２内で垂直方向Ａ２にガイド（案内）される。充填室２８において、ステム４４の周囲に配置されたコイルバネ４６が、円環状壁３０の上部とディスクプラグ４２の上面との間で圧縮されており、それによって、コイルバネ４６は、充填弁４０を第１の弁座２６から離間した開放位置へと恒久的に付勢している。
【００２２】
充填弁４０には、内部軸線方向連通流路４８が設けられている。内部軸線方向連通流路４８は、弁４０全体にわたって、ディスクプラグ部４２の下面からステム４４の上面５０まで延在している。前記上面５０の近傍において、連通流路４８の一部が、逃しオリフィス（流出口）５２によって制限されている。
【００２３】
図面に見られるように、連通流路４８は、第１の制御室２４に下向きに開口するとともに、孔１８にも開口している。
【００２４】
充填弁４０には、ディスクプラグ部４２の下面に、上昇防止部材（リフトストッパー）５４が設けられている。上昇防止部材５４は、前記下面から下向きに突出して、充填弁４０の変位の範囲を制限する。充填弁４０が開いたとき、上昇防止部材５４はニードルガイドハウジング１４の上面に当接する。
【００２５】
制御弁５６とされる第２のポペット弁５６が、第２の弁座３４と協働するように充填弁４０の上方に配置されている。制御弁５６は充填弁４０よりも小さくなっており、制御弁５６には、同様に、ディスクプラグ部５８と、低圧室３６内へと上向きに延在するステム６０とが設けられている。前記低圧室３６には、バネ６２がステム６０の周囲に配置されており、制御弁５６を閉鎖位置へと上向きに付勢する。ディスクプラグ５８は、第２の弁座３４に相補的に当接する。
【００２６】
好適な実施形態において、図に表されるように、バネ６２は、キー６４によってステム６０の周囲に維持されて配置される平坦なバネである。実際、ステム６０は、その上部に、キー６４が係合される径方向外側に延在する面が設けられている。図においては、前記面は円錐部に続いている。溝などの他の代替例も可能である。平坦なバネ６２は、例えば、板バネまたは円盤バネ（ディスク状のバネ）としてもよい。
【００２７】
図には示されていないが、アクチュエータ６６などの操作アクチュエータが設けられている。アクチュエータ６６などの操作アクチュエータは、制御弁５６と協働して下向きにそれを開放しており、制御弁５６を押圧して第２の弁座３４から離間させる。
【００２８】
第２の制御室６８が、筒状のガイド部３２の内部において、充填弁ステム４４の上面５０と制御弁５６の下面との間に形成される。図面から分かるように、制御弁装置１２は、ステム４４の上面５０が制御弁５６の下面の近傍に配置されるので、第２の制御室６８は非常に小さく構成されている。
【００２９】
供給路２０から、充填流路７０が径方向内側に延在し、その内部に、充填室２８の円環状壁３０に開口するさらなる制限オリフィス７２が配置されている。
【００３０】
次に、弁装置１２の動作の様子が説明される。
【００３１】
第１の段階（状態）において、ニードル１６は、下向きの位置にあってニードル座に対して相補的に当接するので、燃料の噴射は禁止される。アクチュエータ６６は作動されず、したがって、制御弁５６は常時閉鎖され、充填弁４０は常時開放される。連続した流体連通が、高圧路２０と、充填流路７０と、充填室２８と、第１の制御室２４と、孔１８の上部と、連通流路４８と、第２の制御室６８との間に確立される。この領域は高圧燃料によって充填され、ニードル１６を下向きの位置に維持する。
【００３２】
第２の段階において、制御弁５６を下向きに押圧して開放するアクチュエータ６６を作動させることによって、噴射イベントが開始される。第２の制御室６８の内部の高圧燃料は、速やかに低圧室３６へ流入する。第２の制御室６８の体積が小さいため、上記流入により、急速に第２の制御室６８が減圧され、充填弁４０が上向きに吸引されて閉鎖位置へ移動する。上述した流体連通は、充填弁４０の閉鎖によって遮られる。孔１８の上部内の高圧燃料は連通流路４８を流れ、その流速は逃しオリフィス５２の断面によって制限され、逃しオリフィス５２を通って流れるときに燃料圧は減少する。孔１８内の圧力は減少し、ニードル１６は、逃しオリフィス５２の断面に依存して、制御された速度で上に向かって移動する。
【００３３】
第３の段階において、上述のように開始された噴射イベントは、アクチュエータ６６の作動を終了することで終了する。平坦なバネ６２は、制御弁５６を、第２の弁座３４を閉鎖する方向に上向きに引き上げる。孔１８の上部、連通流路４８、および第２の制御室６８内に収容された燃料は、速やかに共通の圧力へ調整される。コイルバネ４６と充填室２８に収容された高圧燃料との合成力によって主に付勢される充填弁４０は開放され、上述したように全領域の流体連通を再確立する。この領域において、燃料は速やかに再加圧して、ノズル座を閉鎖する方向にニードル１６を押圧し、噴射イベントを終了する。
【００３４】
充填流路７０内に配置されたさらなる制限オリフィス７２によって、高圧路２０および充填流路７０内で変位するいかなる液圧的な波も、前記制限オリフィス７２および充填室２８内で速やかに減衰される。
【００３５】
好適な実施形態の補完的な構造として、第２の弁座３４を、弁ハウジング２２の上部付近に配置することにより、該第２の弁座３４と低圧室３６との間に比較的薄い壁７４が構成されている。この薄い壁７４は、第２の制御室６８内の圧力が変化すると僅かに屈曲可能である。可撓性のある座と、短く硬い制御弁と、少ない容積との組合せによって、ノズルニードルの閉鎖の後に制御圧の増加による良好な力信号のアクチュエータへの送信が確実なものとなる。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月11日(2016.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置（１０）の制御弁装置（１２）であって、
該制御弁装置（１２）は弁ハウジング（２２）を備え、
該弁ハウジング（２２）内に、充填流路（７０）が配置されており、前記充填流路（７０）は、高圧燃料供給路（２０）から、第１の制御室（２４）と第１の流体連通する充填室（２８）まで延在しており、
前記第１の流体連通は、第１のバネ（４６）により、前記弁ハウジング（２２）内に配置された第１の座（２６）から離間して常時開放されるように付勢された充填弁（４０）によって制御されており、
前記制御弁装置（１２）は連通流路（４８）を備えており、該連通流路（４８）は、前記第１の制御室（２４）から、低圧排出路（３８）と第２の流体連通する第２の制御室（６８）まで延在しており、
前記第２の流体連通は、第２のバネ（６２）により、前記ハウジング（２２）内に配置された第２の座（３４）に対して相補的に当接して常時閉鎖されるように付勢された制御弁（５６）によって制御されており、
前記制御弁（５６）は、アクチュエータ（６６）と協働して、常時閉鎖位置から開放位置へと切り替わり、
前記制御弁装置（１２）は孔（１８）を備えており、該孔（１８）内にピストン（１６）が摺動可能に配置されており、
前記ピストン（１６）は圧縮室への燃料の噴射を操作し、前記孔（１８）は、前記第１の制御室（２４）と第３の流体連通しており、
前記孔（１８）は、前記第１の制御室（２４）内に直接的に開口し、前記第３の流体連通は制限されておらず、
前記第２の制御室（６８）の容積は最小であり、
前記充填弁（４０）および前記制御弁（５６）は、それぞれステム（４４、６０）を備えたポペット弁であり、
前記２つの弁（４０、５６）は、同軸線（Ａ２）上にかつ近接して配置され、前記第２の制御室（６８）の容積が最小になるように、前記第２の制御室（６８）は前記充填弁ステム（４４）の先端と前記制御弁（５６）との間にあることを特徴とする、制御弁装置（１２）。
【請求項２】
請求項１に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２の制御室（６８）に入ると燃料圧が減少するように、前記連通流路（４８）には、制限逃しオリフィス（５２）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項３】
請求項１に記載の制御弁装置（１２）において、
前記連通流路（４８）は、前記充填弁（４０）の全体にわたって、軸線方向（Ａ２）に延在する、制御弁装置（１２）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記充填流路（７０）には、前記充填室（２８）の前方に配置された別の制限部（７２）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第１のバネ（４６）は、前記充填室（２８）の内部において、前記充填弁（４０）の前記ステム（４４）の周囲に配置されているコイルバネである、制御弁装置（１２）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２のバネ（６２）は、比較的平坦な形状を有し、前記制御弁（５６）の前記ステム（６０）の周囲に係合する板バネである、制御弁装置（１２）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記充填弁（４０）には、前記開放位置と前記閉鎖位置との間での弁の変位を制限する上昇防止部材（５４）が設けられている、制御弁装置（１２）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御弁装置（１２）において、
前記第２の弁座（３４）は、前記座（３４）と低圧室（３６）との間に比較的薄い壁（７４）が形成されるように、前記弁ハウジング（２２）の上部付近に配置されており、
前記薄い壁（７４）は、前記第２の制御室（６８）内の圧力が変化すると僅かに屈曲可能であり、それにより、
可撓性のある座と、短く硬い制御弁（５６）と、少ない容積との組合せによって、ノズルニードルの閉鎖の後に制御圧の増加による良好な力信号のアクチュエータへの送信が確実なものとなる、制御弁装置（１２）。
【請求項９】
可動ニードルがノズルと協働して燃料噴射を可能または禁止する燃料噴射装置であって、前記ニードルは、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御弁装置によって液圧式に操作される、燃料噴射装置。
【国際調査報告】
2016531235.tif 000004
2016531235.tif 000005
2016531235.tif 000006
2016531235.tif 000007