JP2001082288A - コモンレールのリリーフバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に弁座部の表面硬化処理を単純にして容易
に製造することができるだけでなく、弁座部を容易に仕
上加工することができ、もってコストダウンを図ること
ができるコモンレールのリリーフバルブを提供する。 【解決手段】 コモンレール１のレール穴１２に連通す
る入口穴３０と該入口穴３０の周りの弁座部３１とを備
えるケーシング２２の端壁部２３と、外周面又は内周面
にネジ部２６を備えるケーシング２２の筒部２４とが、
端壁部２３と筒部２４との境界２５近傍で分割形成さ
れ、端壁部２３の弁座部３１には表面硬化処理及び仕上
加工が施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置に使用されるコモンレールに関し、特
にリリーフバルブ周りの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃
料噴射システムにおいて、同システム内の燃料圧力は電
気的に検出されて適度な範囲に制御されているが、その
制御系に不具合が生じると、同システム内の燃料圧力が
異常に上昇する場合がある。このような事態を避けるた
めに、コモンレールにリリーフバルブを取り付け、コモ
ンレール内の燃料圧力が、同システム全体の耐圧限界を
考慮して設定された圧力（許容レール圧）以上に上がろ
うとすると、リリーフバルブが機械的に開弁して、ポン
プからコモンレールに送られる燃料の一部又は全部を燃
料タンクへ逃がし、燃料圧力の上昇を抑えたり許容レー
ル圧よりも下げたりして、同システムやエンジンを保護
している。図５に従来のリリーフバルブ付きコモンレー
ルを、図６に本件出願人が検討中のリリーフバルブ付き
コモンレールを、それぞれ示す。

【０００３】（Ａ）図５に示すように、従来のコモンレ
ール５１に取り付けられるリリーフバルブ６１は、第一
ケーシング６２と、第一ケーシング６２にガスケット６
３を介して螺着された第二ケーシング６４と、第一ケー
シング６２のバルブ穴に当接するポペット６５と、ポペ
ット６５を付勢する第二ケーシング６４内のスプリング
６６とを備えている。

【０００４】そして、コモンレール５１の端面に設けら
れた取付穴５２の内周面浅部の雌ネジ部５３に、第一ケ
ーシング６２の外周面基部の雄ネジ部６７を螺入し、取
付穴５２のテーパー状の内底シール面５４に第一ケーシ
ング６２のテーパー状の先端シール面６８を当接させて
高圧シール部５５とし、先端シール面６８の中心部に開
口するよう第一ケーシング６２に形成されたリリーフバ
ルブ６１の入口穴６９を、コモンレール５１のレール穴
５６に連通させている。

【０００５】また、第二ケーシング６４の基端部に形成
されたリリーフバルブ６１の出口穴７０にユニオンボル
ト７１の中空軸を螺入し、該ユニオンボルト７１により
第二ケーシング６４の基端面にガスケット７２を介して
ユニオン７３を取り付けるとともに、ユニオンボルト７
１の中空軸とユニオン７３の中空部とを連通させる。こ
のユニオン７３に、燃料タンク（図示略）へ延びるリタ
ーン配管７４を接続している。

【０００６】（Ｂ）また、本件出願人は先に、上記とは
別構成のコモンレール８１を検討している（本件出願時
において未公開の特願平１０−２８３４７７号）。図６
に示すように、コモンレール８１に取り付けられるリリ
ーフバルブ９１は、ケーシング９２とポペット９３とス
プリング９４と止め栓９５とを備えている。

【０００７】そして、コモンレール８１の端面に設けた
取付穴８２の内周面浅部の雌ネジ部８３にリリーフバル
ブ９１の外周面基部の雄ネジ部９６を螺入し、取付穴８
２の内底シール面８４にリリーフバルブ９１の先端シー
ル面９７を当接させて高圧シール部９８とし、先端シー
ル面９７の中心部に開口するリリーフバルブ９１の入口
穴９９をコモンレール８１のレール穴８５に連通させて
いる。

【０００８】また、取付穴８２の内周面深部とリリーフ
バルブ９１の外周面先部との間に高圧シール部９８に連
通するドレーン通路１００を形成し、リリーフバルブ９
１の筒壁にドレーン通路１００に開口する出口穴１０１
を形成し、コモンレール８１の管壁にドレーン通路１０
０に開口するドレーン穴１０２と雌ネジ穴１０３とを連
続して形成している。この雌ネジ穴１０３に、燃料タン
ク（図示略）へ延びるリターン配管（図示略）を接続プ
ラグ１０４を介して接続している。

【０００９】上記コモンレール５１，８１においては、
内底シール面５４，８４及び先端シール面６８，９７の
加工精度を高くしたり、取付穴５２，８２に対するケー
シング６２，９２の螺入締結力を大きくしたりして、高
圧シール部５５，９８からの燃料漏れが起きないように
し、もってコモンレール外部への燃料漏れが起きないよ
うにしている。さらに、図６のコモンレール８１では、
万が一、予期せぬ原因により高圧シール部９８からの燃
料漏れが起きた場合でも、その漏れた燃料はドレーン通
路１００から燃料タンクに戻るようにしているため、コ
モンレール外部への燃料漏れは起きない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６のコモ
ンレール８１においても、以下の点で改良の余地が残さ
れていた。 （１）リリーフバルブ９１では、ポペット９３の中心に
受持されたボール９３ａが入口穴９９に開閉可能に当接
し、スプリング９４がポペット９３を入口穴９９側へ付
勢している。入口穴９９の周りの弁座部１０５は、ボー
ル９３ａを繰り返し受けるため摩耗し易く、シール性が
損なわれるおそれがある。この弁座部１０５の摩耗を防
止してシール性を確保するには、弁座部１０５に浸炭等
の表面硬化処理を施して硬度を上げる必要がある。

【００１１】しかし、取付穴８２への螺合用の雄ネジ部
９６まで表面硬化処理がされると、雄ネジ部９６が遅れ
破壊するおそれがある。この遅れ破壊を防止するために
は、弁座部１０５の浸炭時に雄ネジ部９６に防炭処理を
施す必要がある。

【００１２】このように、リリーフバルブ９１では、同
一のケーシング９２について、弁座部１０５では浸炭処
理をするとともに雄ネジ部９６では防炭処理をするた
め、ケーシング９２全体に、例えば、浸炭→徐冷→切削
加工→焼き入れ・焼戻しの処理が必要となり、熱処理が
複雑になっていた。

【００１３】（２）リリーフバルブ９１の弁座部１０５
には、精度確保のために研磨等の仕上加工が施される。
しかし、弁座部１０５はケーシング９２の開口端部から
離れた深部に形成されているため、加工処理がしにくか
った。

【００１４】本発明の目的は、上記課題を解決し、特に
弁座部の表面硬化処理を単純にして容易に製造すること
ができるだけでなく、弁座部を容易に仕上加工すること
ができ、もってコストダウンを図ることができるコモン
レールのリリーフバルブを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコモンレールのリリーフバルブは、コモン
レールのレール穴に連通する入口穴と該入口穴の周りの
弁座部とを備えるケーシングの端壁部と、外周面又は内
周面にネジ部を備えるケーシングの筒部とが、端壁部と
筒部との境界近傍で分割形成され、端壁部の弁座部には
表面硬化処理及び仕上加工が施されていることを特徴と
している。

【００１６】ここで、表面硬化処理としては、浸炭、窒
化、ショットピーニング等を例示することができる。仕
上加工としては、研削、研磨等を例示することができ
る。

【００１７】また、ケーシングの端壁部には、コモンレ
ールのレール穴に嵌入される嵌入凸部（インロウ）を設
けることが好ましい。

【００１８】端壁部と筒部との境界は、水平面であって
もよいが、嵌め合いを設けてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態例について、図１〜図３を参照して説明する。図３は
ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概
略を示し、金属で管状に形成されたコモンレール１の側
部には、燃料ポンプ２を接続するためのパイプ３と、イ
ンジェクタ４を接続するためのパイプ５とが接続され、
コモンレール１の右端部にはリリーフバルブ２１が接続
され、コモンレール１の左端部には圧力センサ７が接続
されている。燃料ポンプ２とインジェクタ４は電子制御
装置８により制御される。

【００２０】図１及び図２は、コモンレール１とリリー
フバルブ２１との接合部を示している。コモンレール１
の中心部にはレール長方向に延びるレール穴１２が形成
されている。コモンレール１の右端面にはレール穴１２
より内径の大きい取付穴１３がレール穴１２と同軸上に
連通するように設けられ、取付穴１３の内周面浅部（図
１及び図２において開口寄りの右半部）には雌ネジ部１
４が形成されている。取付穴１３の内底にはレール穴１
２との内径差によって平面状の内底シール面１５が形成
されている。

【００２１】リリーフバルブ２１は、ケーシング２２
と、ポペット３５と、スプリング３６と、止め栓３７と
を備えている。ケーシング２２は、図１において左端の
端壁部２３と、同図において右側の筒部２４とが、両部
２３，２４の境界２５で分割形成されている。

【００２２】端壁部２３の先端面にはその周縁に沿って
平面リング状の先端シール面２８が形成され、その中心
部にはレール穴１２の内径より僅かに小径の外径を有す
る円柱状の嵌入凸部（インロウ）２９が突設されてい
る。端壁部２３の中心部にはバルブ長方向に延びてコモ
ンレール１のレール穴１２に連通する入口穴３０が形成
され、嵌入凸部２９の先端面に開口している。端壁部２
３の内周面には、入口穴３０の周りに境界２５側ほど拡
径したテーパー状の弁座部３１が形成されている。

【００２３】筒部２４の外周面基部には雄ネジ部２６が
形成され、内周面基部には雌ネジ部２７が形成されてい
る。また、境界２５は、筒部２４の先端面と端壁部２３
の後端面との接続部位に環状水平面として形成されてい
る。

【００２４】なお、端壁部２３と筒部２４とは分割形成
されるため、コモンレール１への接続前に、各々に適し
た熱処理又は加工が施されている。つまり、硬度アップ
が必要な端壁部２３には浸炭による表面硬化処理が施さ
れ、浸炭→焼き入れ・焼戻しの工程を経ている。一方、
筒部２４については従来のように端壁部２３の浸炭時に
防炭処理を施す必要が無く、焼き入れ・焼戻しの工程の
みを経ている。また、端壁部２３の弁座部３１には、境
界２５側開口から研磨等の仕上加工が施されている。

【００２５】コモンレール１にリリーフバルブ２１を接
続するには、図２に示すように、まず、端壁部２３を取
付穴１３に挿入して嵌入凸部２９をレール穴１２に嵌入
するとともに、内底シール面１５に先端シール面２８を
当接させて高圧シール部３２とし、リリーフバルブ２１
の入口穴３０をレール穴１２に連通させる。

【００２６】次に、筒部２４を取付穴１３に挿入して雌
ネジ部１４に雄ネジ部２６を螺入するとともに、端壁部
２３の後端面に筒部２４の先端面を当接させて境界２５
を形成し、もって端壁部２３と筒部２４とを一体化して
ケーシング２２を形成する。なお、螺入前の雌ネジ部１
４又は雄ネジ部２６に接着剤系のシール剤（図示略）を
塗布しておき、螺入後のクリアランスを埋める。

【００２７】そして、ケーシング２２内にポペット３
５、スプリング３６及び止め栓３７を順に挿入し、止め
栓３７の外周面に形成された雄ネジ部３８を筒部２４の
雌ネジ部２７を螺入する。これにより、ポペット３５は
その中心に受持されたボール３５ａが弁座部３１に受け
止められて入口穴３０に開閉可能に当接し、スプリング
３６がポペット３５を入口穴３０側へ付勢する。また、
止め栓３７がケーシング２２を塞ぐと共にスプリング３
６を止める。なお、螺入前の雌ネジ部２７又は雄ネジ部
３８に接着剤系のシール剤（図示略）を塗布しておき、
螺入後のクリアランスを埋める。

【００２８】リリーフバルブ２１の接続によって、取付
穴１３の雌ネジの無い内周面深部（図１及び図２におい
て左半部）とリリーフバルブ２１の雄ネジの無い外周面
先部との間には、両者の内外径差（前者の内径が後者の
外径よりやや大きい）によって間隙状のドレーン通路４
０が形成され、該ドレーン通路４０は高圧シール部３２
に連通する。

【００２９】また、リリーフバルブ２１の筒部２４に、
ドレーン通路４０に開口する出口穴４１が形成されてい
る。また、コモンレール１の管壁に、ドレーン通路４０
に開口するドレーン穴４２と雌ネジ穴４３が連続して形
成され、雌ネジ穴４３には接続プラグ４４が螺着されて
いる。この接続プラグ４４に図３のリターン配管９が接
続され、リターン配管９は燃料タンク１０まで延びてい
る。

【００３０】従って、コモンレール１内の燃料圧力が許
容レール圧以上に上がろうとすると、ポペット３５がス
プリング３６の弾性力に抗して開き、燃料はレール穴１
２から入口穴３０→ポペット３５→出口穴４１→ドレー
ン通路４０→ドレーン穴４２→接続プラグ４４→リター
ン配管９の経路で燃料タンク１０に戻るようになってい
る。

【００３１】上記コモンレール１においては、内底シー
ル面１５及び先端シール面２８の加工精度を高くした
り、取付穴１３に対するケーシング２２の螺入締結力を
大きくしたりして、高圧シール部３２からの燃料漏れが
起きないようにし、もってコモンレール外部への燃料漏
れが起きないようにしている。さらに、万が一、予期せ
ぬ原因により高圧シール部３２からの燃料漏れが起きた
場合でも、その漏れた燃料はドレーン通路４０から燃料
タンクに戻るようにしているため、コモンレール外部へ
の燃料漏れは起きない。

【００３２】本実施形態のリリーフバルブ２１によれ
ば、弁座部３１を備えた端壁部２３と雄ネジ部２６を備
えた筒部２４とが分割形成されるため、両部２３，２４
の熱処理を別個に行うことができ、もって特に弁座部３
１の表面硬化処理を単純にして容易に製造することがで
きる。また、弁座部３１は、境界２５から近い位置に形
成されるため、容易に仕上加工することができ、もって
コストダウンを図ることができる。

【００３３】さらに、端壁部２３に嵌入凸部２９を設け
ているため、筒部２４の螺入前には嵌入凸部２９をレー
ル穴１２に嵌入して端壁部２３の外れを防止することが
でき、もって端壁部２３の組付性を容易化することがで
きる。

【００３４】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）上記実施形態における境界２５は水平面である
が、図４（ａ）（ｂ）に示すように、筒部２４の先端面
と端壁部２３の後端面に嵌め合いを設けて境界２５とし
てもよい。 （２）本発明は、別構成のコモンレールのリリーフバル
ブに適用することもでき、例えば、図５に示す従来のコ
モンレール５１のリリーフバルブ６１に適用してもよ
い。この場合、第一ケーシング６２を図５の二点鎖線で
分割形成し、二点鎖線より左側を端壁部とし、右側を筒
部とする。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明のコ
モンレールのリリーフバルブによれば、特に弁座部の表
面硬化処理を単純にして容易に製造することができるだ
けでなく、弁座部を容易に仕上加工することができ、も
ってコストダウンを図ることができるという優れた効果
を奏する。

【００３６】上記効果に加え、請求項２の発明によれ
ば、ケーシングの端壁部の組付性を容易化することがで
きる。

【００３７】上記効果に加え、請求項３の発明によれ
ば、端壁部と筒部との接続をさらに容易化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るコモンレールとリリー
フバルブとの接続後の断面図である。

【図２】同コモンレールとリリーフバルブとの接続前の
断面図である。

【図３】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射
装置の概略図である。

【図４】本発明のリリーフバルブの別例を示す要部断面
図である。

【図５】従来例に係るコモンレールとリリーフバルブと
の接続部の断面図である。

【図６】別のコモンレールとリリーフバルブとの接続部
の断面図である。

【符号の説明】

１ コモンレール １２ レール穴 ２１ リリーフバルブ ２２ ケーシング ２３ 端壁部 ２４ 筒部 ２５ 境界 ２６ 雄ネジ部 ２９ 嵌入凸部 ３０ 入口穴 ３１ 弁座部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コモンレールのレール穴に連通する入口
   穴と該入口穴の周りの弁座部とを備えるケーシングの端
   壁部と、外周面又は内周面にネジ部を備えるケーシング
   の筒部とが、端壁部と筒部との境界近傍で分割形成さ
   れ、前記端壁部の弁座部には表面硬化処理及び仕上加工
   が施されていることを特徴とするコモンレールのリリー
   フバルブ。
2. 【請求項２】 前記ケーシングの端壁部に前記コモンレ
   ールのレール穴に嵌入される嵌入凸部を設けた請求項１
   記載のコモンレールのリリーフバルブ。
3. 【請求項３】 前記端壁部と筒部との境界に嵌め合いを
   設けた請求項１又は２記載のコモンレールのリリーフバ
   ルブ。