JP2007056989A - 流体制御弁およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
高圧流体下においてもハウジングの強度の低下を抑制することができる流体制御弁およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
弁体２２と、弁体２２を収容する弁室２４と該弁室２４の内壁面２５に開口している流体通路２３と内壁面２５に形成されており、弁体２２が着座する弁座部２７を有する弁本体２１を備える流体制御弁１０であって、弁座部２７と流体通路２３との間の内壁面２５には、弁座部２７の内径よりも径が小さく、かつ流体通路２３に向かって縮径している小径部２９が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、油圧回路や空気圧回路等の流体回路に使用される流体制御弁およびその製造方法に関する。

従来、ハウジング内に形成されている弁室１００に弁体としてのボールバルブ１０５を収容し、弁室１００の弁室壁面１０１に開口している流体通路としての弁孔１０４をこのボールバルブ１０５で開閉することにより油圧回路や空気圧回路等の圧力を調整する流体制御弁が知られている（特許文献１参照）。

図１１（ａ）から（ｃ）に示すように、この流体制御弁では、弁孔１０４が開口している付近の弁室壁面１０１にボールバルブ１０５を押付け、ハウジングを塑性変形させることにより弁体１０５が着座するシート面１０３を有する弁座部としてのシート部１０２が形成されている。これにより、ボールバルブ１０５がシート面１０３に着座したときのシール性を向上できるシート部１０２を形成することができる。
特開平１１−３０３５０号公報

ところが、上記のようにシート部１０２を形成すると、形成されるシート部１０２の周囲、特に弁室内壁１０１と弁孔１０４との境界部分には、図１１に示すような隆起部としてのエッジ部１０６が形成される。図１１（ｃ）に示すように、このエッジ部１０６は、大きく隆起しており、その頂部の角度θ０は鋭角になることがある。このような状態で、弁孔１０４または弁室１００に高圧の流体を流通すると、このエッジ部１０６の頂部に応力が集中し、ハウジングの強度が低下するという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、その目的は、高圧流体下においてもハウジングの強度の低下を抑制することができる流体制御弁およびその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の流体制御弁は、弁体と、弁体を収容する弁室と該弁室の内壁面に開口している流体通路と内壁面に形成されおり、弁体が着座する弁座部を有する弁本体を備える流体制御弁であって、弁座部と流体通路との間の内壁面には、弁座部の内径よりも径が小さく、かつ流体通路に向かって縮径している小径部が形成されていることを特徴としている。

この構成によれば、弁座部と流体通路との間に、弁座部の内径よりも径が小さく、かつ流体通路に向かって縮径している小径部が形成されているので、弁座部と小径部とのなす角度および小径部と流体通路とのなす角度を、上記従来技術のように弁座部を形成したときの弁座部と流体通路とのなす角度よりも小さくすることができる。これにより、弁本体に高圧の流体が導入されたとき、これらの部分に集中する応力を従来のものに比べ小さくすることができ、強度低下を防止できる。

請求項２に記載の流体制御弁は、小径部と流体通路との境界部分の壁面が、曲面形状となっていることを特徴としている。また、請求項３に記載の流体制御弁は、弁座部と小径部との境界部分の壁面が、曲面形状となっていることを特徴としている。

これらの構成によれば、小径部と流体通路との境界部分、弁座部と小径部との境界部分の壁面が曲面形状となっているので、より一層、これらの境界部分に集中する応力を小さくすることができる。

請求項４に記載の流体制御弁は、前記小径部の壁面は、球面形状となっていることを特徴としている。また、請求項５に記載の流体制御弁は、小径部の壁面は、傾斜面形状となっていることを特徴としている。請求項４、請求項５に記載されているように、小径部の壁面は、弁座部の形状に関係なく球面形状であっても良いし、傾斜面形状であっても良い。

請求項６に記載の流体制御弁の製造方法は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁の製造方法であって、弁座部および小径部は、弁室の内壁面を塑性変形させて形成されることを特徴としている。この製造方法によれば、弁座部および小径部を塑性変形により形成するようにしているので、両部位の形成時間を短くすることが可能である。

請求項７に記載の流体制御弁の製造方法は、弁座部を形成する弁座部形成部と、小径部を形成する小径部形成部とを有しているパンチ部材で弁室の内壁面を塑性変形させることを特徴としている。この製造方法によれば、パンチ部材は、弁座部を形成する弁座部形成部と小径部を形成する小径部形成部とを有しているので、両部位を１工程で形成することが可能である。

請求項８に記載の流体制御弁の製造方法は、弁座部を形成する弁座部形成パンチ部材および、小径部を形成する小径部形成パンチ部材で弁室の内壁面を塑性変形させることを特徴としている。この製造方法のように、弁座部を形成するパンチ部材、小径部を形成するパンチ部材を別々とし、各部位を形成するようにしても良い。

請求項９に記載の流体制御弁の製造方法は、最初に小径部形成パンチ部材で弁室の内壁面を塑性変形させ、次に弁座部形成パンチ部材で弁室の内壁面を塑性変形させることを特徴としている。パンチ部材等を材料に押付け塑性変形させるとパンチ部材が押付けられた周囲の材料は流動し、隆起することがあるということは一般的に知られている。この製造方法によれば、精度が要求されている弁座部を小径部よりも後に形成するようにしているので、弁座部を精度良く形成することができる。

請求項１０に記載の流体制御弁は、パンチ部材の小径部形成部および小径部形成パンチ部材は、傾斜面を有するもしくは球面を有していることを特徴としている。この請求項の作用効果は、請求項４および請求項５で説明しているのでここではその説明を省略する。

請求項１１に記載の流体制御弁は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁の製造方法であって、小径部は、弁室の内壁面に除去加工を施すことにより形成されていることを特徴としている。この製造方法に記載されているように、小径部は、弁座部ほど精度は要求されていないので、除去加工を施して形成されていても良い。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、コモンレール式燃料噴射装置のプレッシャレギュレータに本発明を適用した第１実施形態を図１から図８に示す。

（第１実施形態）
図１から図８は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は、コモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した構成図である。図２は、第１実施形態のプレッシャリミッタの構造を示した断面図である。図３は、図２のプレッシャリミッタの弁座部分を拡大した要部断面図である。図４は、図２のプレッシャリミッタの他の例の弁座部分を拡大した要部断面図である。図５から図８は、図３または図４に示す弁座部分の製造過程を示す図である。図５から図８については後ほど詳細に説明する。

図１に示すコモンレール式燃料噴射装置は、４気筒のエンジン（例えばディーゼルエンジン：図示しない）に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ３、ＥＣＵ４（エンジン制御ユニット）、ＥＤＵ５（駆動ユニット）等から構成されている。

コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するレール圧が蓄圧されるようにポンプ配管（高圧燃料流路）６を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ３の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ２へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管７が接続されている。

コモンレール１から燃料タンク８へ燃料を戻すリリーフ配管９には、プレッシャリミッタ１０が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１０は安全弁であり、コモンレール１内の燃料圧が限界設定値を超えた際に開弁して、コモンレール１の燃料圧を限界設定値以下に抑える。

コモンレール１には、コモンレール１に蓄圧された燃料を溢流させる排出路（コモンレール１とリリーフ配管９を連通する通路）の開度を調整する減圧弁１１が取り付けられている。

この減圧弁１１は、リリーフ配管９を介してレール圧を急速に減圧するものであり、ＥＣＵ４は減圧弁１１の開度を調整することによって、レール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。減圧弁１１は、排出路の開度を変更するバルブと、ＥＣＵ４から与えられる減圧弁制御値（減圧弁駆動電流値）によってバルブの弁開度（開口面積）を調整するソレノイドとを有する開口面積可変式の弁であり、ソレノイドの通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプが用いられる。

インジェクタ２は、エンジンの各気筒に搭載されて燃料を各気筒へ噴射供給するものであり、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管７の下流端に接続されて、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁等を搭載している。なお、インジェクタ２からのリーク燃料も、リリーフ配管９を経て燃料タンク８へ戻される。

サプライポンプ３は、コモンレール１へ高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料フィルタ１２を介してサプライポンプ３へ吸引するフィードポンプを搭載し、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール１へ圧送する。フィードポンプおよびサプライポンプ３は共通のカムシャフト１３によって駆動される。なお、このカムシャフト１３は、エンジンによって回転駆動されるものである。

サプライポンプ３は、燃料を高圧に加圧する加圧室内に燃料を導く燃料流路に、その燃料流路の開度度合を調整するためのＳＣＶ１４（吸入調量弁）が取り付けられている。このＳＣＶ１４は、ＥＣＵ４からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を変更するバルブであり、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を調整することにより、コモンレール圧を調整するものである。即ち、ＥＣＵ４はＳＣＶ１４を制御することにより、コモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力に制御できる。

ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（図示しない）を搭載しており、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて各種の演算処理を行う。
具体的な演算の一例を示すと、ＥＣＵ４は、燃料の噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて、各気筒の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ２の開弁閉弁時期を決定するように設けられている。

ＥＤＵ５は、ＥＣＵ４から与えられるインジェクタ開弁信号に基づいてインジェクタ２の電磁弁へ開弁駆動電流を与える駆動回路であり、開弁駆動電流を電磁弁に与えることにより高圧燃料が気筒内に噴射供給され、開弁駆動電流を停止することで燃料噴射が停止するものである。

なお、ＥＣＵ４には、車両の運転状態等を検出する手段として、コモンレール圧を検出する圧力センサ１５の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ等のセンサ類が接続されている。

次に、本実施形態のプレッシャリミッタの構造を図２から図４に基づいて説明する。図２は、プレッシャリミッタの構造を示した断面図である。図３は、図２のプレッシャリミッタの弁座部分を拡大した要部断面図である。図４は、図２のプレッシャリミッタの他の例の弁座部分を拡大した要部断面図である。

図２に示すようにプレッシャリミッタ１０は、バルブ部２０、このバルブ部２０よりも下流側に液密的に接続されるハウジング４０、このハウジング４０内に収容されるスプリング５０およびこのスプリング５０の一端を保持するスプリングガイド６０から構成されている。

バルブ部２０は、コモンレール１に液密的に接続される請求項に記載の弁本体に相当するバルブボデー２１および請求項に記載の弁体に相当するボールバルブ２２から構成されている。バルブボデー２１には、先端にコモンレール１に連通する弁孔２３が形成され、その弁孔２３よりも下流側には、ボールバルブ２２を収容する弁室２４が設けられている。

弁孔２３は、弁室２４の弁室壁面２５の下側端面に開口している。弁室壁面２５には、ボールバルブ２２が着座するシート部２７が形成されている。弁室２４の下流側には、スプリングガイド６０を摺動自在に支持する摺動孔２６が形成されている。なお、弁孔２３は、請求項に記載の流体通路に相当し、弁室２４は、請求項に記載の弁室に相当する。そして、弁室壁面２５は、請求項に記載の内壁面に相当する。シート部２７等の構造は、後ほど説明する。

ハウジング４０は、円筒形状の金属材よりなり、内部には、上流側から入口側燃料孔４１、燃料孔４２および出口側燃料孔４３の順で形成されている。入口側燃料孔４１には、円環状の開弁圧調整シム４４が嵌め込まれている。開弁圧調整シム４４は、略中心付近に燃料孔４５が形成されており、この燃料孔４５は入口側燃料孔４１および燃料孔４２と連通している。

ハウジング４０の先端側の外周には、コモンレール１の取付部（図示せず）に螺合する雄ねじ部４６が形成されている。出口側燃料孔４３には、リリーフ配管９の配管継ぎ手（図示せず）が螺合する雌ねじ部４７が形成されている。

スプリング５０は、ハウジング４０の入口側燃料孔４１内に収容されて、バルブボデー２１の弁孔２３を閉塞する側にスプリングガイド６０およびボールバルブ２２を所定の付勢力（セット荷重）で付勢する部品である。このスプリング５０の一端は、スプリングガイド６０に保持され、他端は、開弁圧調整シム４４に保持されている。

スプリングガイド６０は、摺動孔２６内を摺動し、先端にボールバルブ２２を保持する径小部６１、径小部６１の下流側に位置し、径小部６１よりも径が大きい径大部６２および径大部６２よりもさらに下流側に位置し、径大部６２よりも径が小さい径小部６３から構成されている。

径小部６１の外周面には、摺動孔２６との間に、ボールバルブ２２およびスプリングガイド６０がシート部２７より所定値以上上昇した際に、入口側燃料孔４１と弁孔２３とを連通する燃料通路を形成するための切欠き部６４が形成されている。この切欠き部６４は、円柱形状の径小部６１の円形状の外周面の一部を平坦面とするように切削加工することによって形成されている。なお、本実施形態では、切欠き部６４は、対称的な位置に２箇所形成されている。スプリングガイド６０の径大部６２は、入口側燃料孔４１の内壁面との間に燃料通路を形成している。

次に、弁室のシート部付近の構造について、図３および図４に基づいて説明する。図３および図４は、ボールバルブが弁室壁面に形成されているシート部に着座した状態を示している。

図３に示すように、弁室壁面２５には、ボールバルブ２２の一部分を収容することができる略半球面状の窪みが形成されている。この窪みの底には断面円形の弁孔２３が開口している。この窪みの内径は、底に向かうに従い小さくなっている。この弁室壁面２５には、請求項に記載の弁座部としてのシート部２７と請求項に記載の小径部としての小径部２９が形成されている。小径部２９は、シート部２７と弁孔２３との間に形成されている。

シート部２７は、ボールバルブ２２が着座するシート面２８を有している。このシート面２８の上流側には、請求項に記載の弁座部と小径部との境界部分に相当する第１エッジ部３１が形成されている。このシート面２８は、ボールバルブ２２の表面形状に倣うようにして形成されている。具体的には、ボールバルブ２２またはボールバルブ２２の表面形状とほぼ同じ表面形状を有するパンチ部材などを弁室壁面２５に押付け、弁室壁面２５を塑性変形させシート面２８を形成している。これにより、ボールバルブ２２がシート面２８に着座したときの密着度が向上する。

シート部２７の上流側には小径部２９が形成されている。小径部２９は、シート部２７の内径よりも小さく、かつ弁孔２３に向かうに従い内径が小さくなる壁面形状となっている。小径部２９と弁孔２３との境界部分には、請求項に記載の小径部と流体通路との境界部分に相当する第２エッジ部３２が形成されている。小径部２９は、例えば、シート面２８と同様にパンチ部材等を用いて弁室壁面２５を塑性変形させて形成されている。

図３に示すシート部および小径部の製造方法を説明する前に、従来技術におけるシート部の製造方法および構造を図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）から（ｃ）は、シート部が製造される過程を示す図である。以後、この製造方法によって製造されたシート部を本発明によって製造されたシート部および小径部の比較例とする。

図１１（ａ）に示すように、弁室壁面１０１を、ボールバルブ１０５の一部を収容可能となるように略半球面状に窪ませる。具体的には、除去加工によって弁室壁面１０１を窪ませる。次いで、その弁室壁面１０１の底に弁孔１０４が開口するように弁孔１０４を形成する。次に、図１１（ｂ）に示すように、ボールバルブ１０５もしくはボールバルブ１０５とほぼ同じ表面形状を有するパンチ部材を弁孔１０４に向かって載置する。さらに、図１１（ｃ）に示すように、治具によりボールバルブ１０５もしくはパンチ部材を弁室壁面１０１に押付け塑性変形させることによりシート部１０２は形成される。このとき、シート部１０２と弁孔１０４との境界部分には、弁孔１０４の中心に向かって隆起するエッジ部１０６が形成される。

このエッジ部１０６は、ボールバルブ１０５等を押付けた際、弁室壁面１０１と弁孔１０４との境界部分の材料が流動した結果形成されたものである。エッジ部１０６の角度θ０は、弁孔１０４の内壁とボールバルブ１０５の表面とのなす角度θａに依存する。上記境界部分の材料は、ボールバルブ１０５の表面に沿って流動するので、この角度θaが大きければ大きいほど、エッジ部１０６の角度θ０は小さくなる（例えば、鋭角となる）。

エッジ部１０６の角度θ０が小さいと、弁孔１０４に高圧燃料が流通したときに、エッジ部１０６に応力が集中し、バルブボデーの強度が低下する恐れがある。

次に、図３に示すシート部および小径部の製造方法について、上記比較例と比較しながら図５に基づいて説明する。図５（ａ）から（ｃ）は、図３のシート部および小径部が製造される過程を示す図である。

図５（ａ）に示すように、弁室壁面２５を、ボールバルブ２２の一部を収容可能となるように略半球面状に窪ませる。具体的には、除去加工によって形成する。その弁室壁面２５の底に弁孔２３が開口するように弁孔２３を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、シート部２７および小径部２９を形成するためのパンチ部材８０を弁孔２３に向かって載置する。パンチ部材８０は、シート部２７を形成するためのシート部形成部８１と、小径部２９を形成するための小径部形成部８２とを有している。シート部形成部８１は、請求項に記載の弁座部形成部に相当し、小径部形成部８２は、請求項に記載の小径部形成部に相当する。

図５（ｂ）に示すように、パンチ部材８０の弁孔２３に対向する側の表面形状は、ボールバルブ２２の径とほぼ同じ径を有する球体（２点鎖線）に、２点鎖線で示す球体の径よりも小さい径を有する球体（１点鎖線）を、弁孔２３側に組み合わせたような形状となっている。

図５（ｃ）に示すように、上記パンチ部材８０を治具（図示しない）等で弁室壁面２５に押付け、このパンチ部材８０の表面形状に倣うように塑性変形させてシート面２８を有するシート部２７と小径部２９とを形成する。シート部２７および小径部２９は、組み合わされた上記２つの球体を押付けて形成されているので、その表面形状は、２つの球体の表面形状に対応する球面形状となる。図５（ａ）から（ｃ）に示す工程を経て、図３に示すようなシート部２７および小径部２９が形成される。

パンチ部材８０を治具で押付けると、最初に小径部形成部８２の表面が弁孔２３と弁室壁面２５との角部に当たる。このときの、弁孔２３の内壁と小径部形成部８２の表面とのなす角度は、角度θｂである。この角度は、上記角度θａよりも小さい角度である。

更に、パンチ部材８０を押付けると、パンチ部材８０は、上記角部を塑性変形させながら、弁孔２３の方向に移動し、弁室壁面２５に小径部２９が形成される。このとき、上記角部の材料の一部は、小径部形成部８２の表面に沿って流動するため、図３に示すような第２エッジ部３２が形成される。図３および図５（ｃ）に示すように、この第２エッジ部３２の角度θ２は、比較例のエッジ部１０６の角度θ０よりも大きくなる。そして、第２エッジ部３２は、隆起しているため表面形状が曲面となっている。

更に、パンチ部材８０を押付けると、シート部形成部８１が弁室壁面２５に当たり、更にパンチ部材８０を押付けると、弁室壁面２５が塑性変形する。すると、小径部２９の下流側にシート面２８を有するシート部２７が形成される。このとき、弁室壁面２５の材料の一部が、小径部形成部８２とシート部形成部８１との境界部分に流動し、図３に示すような第１エッジ部３１が形成される。この第１エッジ部３１は、シート面２８の上流側に形成される。なお、パンチ部材８０は、このパンチ部材８０によって形成される第１エッジ部３１の角度θ１が可能な限り大きくなるように形成されている。

本実施形態のバルブボデー２１の製造方法によれば、第２エッジ部３２の角度θ２を比較例のエッジ部１０６の角度θ０よりも大きくし、角度θ１も可能な限り大きくすることができるので、弁孔２３に高圧燃料が流通したとき、これらのエッジ部３１、３２に集中する応力を比較例に比べ小さくすることができる。これにより、強度の低下を抑えることができるバルブボデー２１を提供することができる。特に、第２エッジ部３２の表面形状は曲面となっているので、強度の低下を抑える効果は大きい。

次に、シート部および小径部の他の例を図４および図６に基づいて説明する。この他の例は、図４に示すように小径部の壁面形状が傾斜面となっている点で図３に示す小径部と相違する。図４に示すシート部および小径部は、図６に示す製造方法にて製造される。図６（ａ）から（ｃ）は、図４のシート部および小径部が製造する過程を示す図である。図６（ａ）から（ｃ）の各工程は、図５（ａ）から（ｃ）の各工程に対応している。以下、図５（ａ）から（ｃ）のうち異なる部分のみを説明する。

図６（ｂ）に示すように、シート部２７および小径部２９ａを形成するパンチ部材８０ａは、シート部形成部８１ａと、小径部形成部８２ａとを有している。このパンチ部材８０ａの弁孔２３に対向する側の表面形状は、ボールバルブ２２の径とほぼ同じ径を有する球体（２点鎖線）の表面に、２点鎖線で示す球体の径よりも小さい径を有する円を底面とし、この円の外周縁部から弁孔２３に近づくにつれ先細りとなるような傾斜面を形成したような形状となっている。

図６（ｃ）に示すように、上記パンチ部材８０ａを治具（図示しない）等で弁室壁面２５に押付け、このパンチ部材８０ａの表面形状に倣うように塑性変形させてシート面２８を有するシート部２７と小径部２９ａとを形成する。シート部２７の表面形状は、上記球体の表面形状に対応する球面形状となり、小径部２９ａの表面形状は、上記傾斜面に対応する傾斜面形状となる。図６（ａ）から（ｃ）に示す工程を経て、図４に示すようなシート部２７および小径部２９ａが形成される。

図６（ｂ）中の弁孔２３の内壁と小径部形成部８２ａの表面とのなす角度θｃは、上記図５（ｂ）の角度θｂに対応し、図４および図６（ｃ）中の第１エッジ部３１ａの角度θ３、第２エッジ部３２ａの角度θ４は、図５（ｃ）のそれぞれ角度θ１、角度θ２に対応する。角度θｃは、比較例の角度θａに比べ小さく、角度θ４は、比較例の角度θ０に比べ大きい。さらに角度θ３は、可能な限り大きくしているので、弁孔２３に高圧燃料が流通したとき、第１、第２エッジ部３１ａ、３２ａに集中する応力を比較例に比べ小さくすることができる。これによっても、強度の低下を抑えることができる。

なお、図３、図４に示す小径部２９、２９ａには、シート面２８とは違いボールバルブ２２が着座しないので、ボールバルブ２２との密着度を考慮することがない。このため、小径部２９、２９ａを、研削や切削等による除去加工にて形成するようにしても良い。

本実施形態によれば、シート部２７および小径部２９、２９ａをパンチ部材８０、８０ａを使用し、弁室壁面２５を塑性変形させて形成しているので、両部位の形成時間を除去加工する場合に比べ短くすることができる。

また、上記パンチ部材８０、８０ａには、シート部形成部８１および小径部形成部８２、８２ａを備えているので、シート部２７および小径部２９、２９ａを１工程で形成することができる。

また、図３に示すシート部２７および小径部２９は、図７（ａ）から（ｃ）に示すようにシート部と小径部の形成工程を別々にしても良い。図７（ａ）は、図５（ａ）に対応する。図７（ｂ）に示すように、小径部形成パンチ部材としての第２パンチ部材８４を弁室壁面２５に押付け塑性変形させ、小径部２９を形成する。小径部２９と弁孔２３との境界部分には、第２エッジ部３２ｂが形成される。

次に、図７（ｃ）に示すように、弁座部形成パンチ部材としての第１パンチ部材８３を小径部２９の下流側に押付け塑性変形させ、シート面２８を有するシート部２７を形成する。シート部２７と小径部２９との境界部分には、第１エッジ部３１ｂが形成される。第１パンチ部材８３の代わりにボールバルブ２２を使用してシート部２７を形成しても良い。

この方法によって製造しても、形成される第１エッジ部３１ｂの角度θ５の角度は大きく、第２エッジ部３２ｂの角度θ６は比較例のエッジ部１０６の角度θ０よりも大きくなるため、バルブボデー２２の強度の低下を抑えることができる。

また、図４に示すシート部２７および小径部２９ａも図７と同様、形成工程を別々にしても良い。その例を図８（ａ）から（ｃ）に示す。図８（ａ）から（ｃ）の形成工程は、図７（ａ）から（ｃ）に対応する。図７との相違点は、第２パンチ部材８４ａの形状が異なる点である。この方法で使用する第２パンチ部材８４ａは、弁孔２３に近づくにつれ先細りとなる傾斜面を有しているパンチ部材である。

この方法によって製造しても、形成される第１エッジ部３１ｃの角度θ７の角度は大きく、第２エッジ部３２ｃの角度θ８は比較例のエッジ部１０６の角度θ０よりも大きくなるため、バルブボデー２２の強度の低下を抑えることができる。

図７および図８におけるシート部２７および小径部２９、２９ａの形成順序はシート部２７を先に形成しても良いが、好ましい形成順序は、小径部２９、２９ａの後にシート部２７を形成する順序である。パンチ部材等を材料に押付け塑性変形させると、パンチ部材が押付けられた周囲の材料は流動し、隆起することがある。精度が要求されているシート部２７を小径部２９、２９ａの形成工程よりも後の工程、すなわち、最後の工程で形成するようにすれば、材料を塑性変形させたときの材料の流動によるシート部２７への影響がなくなるからである。

また、小径部２９、２９ａは、寸法精度の要求がシート部２７ほど高くは無いので、塑性変形によってではなく、除去加工、例えば切削加工や研削加工等によって形成されていても良い。

また、比較例では、弁室壁面１０１と弁孔１０４との境界部分付近にボールバルブ１０５を押付け塑性変形させてシート面１０３を形成している。ボールバルブ１０５を押付けて塑性変形させると上記境界部分の材料は、ボールバルブ１０５等で拘束されていない方向、すなわち弁孔１０４の中心に向かって流動する。シート面１０３はこの材料が流動することにより形成されるエッジ部１０６の下流側に形成される。

一般的に、材料の流動を制御することは困難なので、形成されるシート面１０３の径、すなわちシート径Ｄ０がばらついてしまうこととなる。このシート径Ｄ０がばらつくと、ボールバルブ１０５の開弁圧もばらつくこととなり、プレッシャリミッタ１０の特性がばらついてしまう。

本実施形態や、本実施形態の他の例では、図５および図６に示すようなパンチ部材８０、８０ａを使用してシート面２８を形成しているので、パンチ部材８０、８０ａを弁室壁面２５に押付け、塑性変形させたとき、シート面２８が形成される周囲の材料はパンチ部材８０、８０ａによってその流動が拘束される。これにより、材料の流動を制御することが可能となり、図３や図４に示すシート径Ｄ１、Ｄ２は、ばらつくことがなくなる。結果、ボールバルブ２２の開弁圧のばらつきも無くなり、プレッシャリミッタ１０の特性が安定する。

（第２実施形態）
また、第１実施形態におけるシート部２７および小径部２９、２９ａの構造、並びにそれらの製造方法を図９に示すようなサプライポンプ３の内の弁、例えば、吐出弁３１０に適用しても良い。図９は、サプライポンプ３の要部断面図である。

図９に示すように、ハウジング３００の下部に設けられたシリンダ３０１にプランジャ３４０が往復移動可能に嵌め込まれている。ハウジング３００の上部には吸入弁３３０が形成されている。シリンダ３０１内のプランジャ３４０と吸入弁３３０とで囲まれる空間は加圧室３０３である。加圧室３０３は、プランジャ３４０をカムシャフト１３によって上下運動させることによりその容積が変化する。プランジャ３４０とハウジング３００との間には、常にプランジャ３４０を加圧室３０３の容積が大きくなるような方向に付勢するリターンスプリング３５０が設けられている。

ハウジング３００には、加圧室３０３に連通する吐出孔３０２が形成され、その吐出孔３０２には、吐出弁３１０が形成されている。吐出弁３１０は、プラグ３６０を介してコモンレール１に接続されている。プラグ３６０には燃料通路が形成されており、この燃料通路は吐出孔３０２と連通している。

吐出弁３１０は、吐出孔３０２に連通するようにハウジング３００に形成されている弁室３１５と、弁室３１５に収容され弁室３１５の壁面に着座することにより吐出孔３０２からの燃料の流通を遮断するボールバルブ３１１と、弁室３１５に収容されボールバルブ３１１が着座する方向に付勢するスプリング３２０とからなっている。

弁室３１５には、シート部３１２と小径部３１４が形成されており、シート部３１２には、ボールバルブ３１１が着座するシート面３１３が形成されている。本実施形態のシート部３１２および小径部３１４は、上記第１実施形態で説明したシート部２７および小径部２９、２９ａとほぼ同じ構造となっている。

図９に示すようにカムシャフト１３がエンジンによって回転駆動されると、サプライポンプ３に搭載されているフィードポンプおよびサプライポンプ３のプランジャ３４０が上下に作動する。フィードポンプが作動することにより加圧室３０３には、プランジャ３４０が下方に移動するとともにＳＣＶ１４で調量された燃料が吸入弁３３０を介して供給される。

その後、プランジャ３４０が上方へ移動すると、加圧室３０３の容積が縮小し、加圧室３０３内の燃料が圧縮される。圧縮され高圧となった燃料は、吐出孔３０２を介して吐出弁３１０に流通する。

本実施形態のシート部３１２および小径部３１４は、上記第１実施形態で説明したシート部２７および小径部２９、２９ａとほぼ同じ構造となっているので、吐出孔３０２および弁室３１５に高圧燃料が流通しても強度の低下を抑えることができる。

（第３実施形態）
また、第１実施形態におけるシート部２７および小径部２９、２９ａの構造、並びにそれらの製造方法を図１０に示すような減圧弁１１に適用しても良い。図１０は、減圧弁１１の断面図である。

図１０に示すように、略円筒上のハウジング４００の上部には、ソレノイド４１０が収容されている。更に、ソレノイド４１０内には、固定子４１１が収容されている。固定子４１１の下部には、スプリング４３０を介して可動子４１２が収容されており、可動子４１２には、ニードル４１３が固定されている。スプリング４３０は、可動子４１２およびニードル４１３を常に下方向に付勢している。ニードル４１３の先端には、ボールバルブ４１４が固定されている。

ハウジング４００の下部には、ボールバルブ４１４が着座するシート面４２３を有するシート部４２２と小径部４２４と弁孔４２１が形成されているバルブボデー４２０が設けられている。本実施形態のシート部４２２および小径部４２４は、上記第１実施形態で説明したシート部２７および小径部２９、２９ａとほぼ同じ構造となっている。

図１０に示すようにバルブボデー４２０とハウジング４００との間には、ボールバルブ４１４およびニードル４１３が収容される弁室４０１が形成されている。ハウジング４００の側壁には、弁室４０１に連通する側孔４０２が形成されている。バルブボデー４２０の弁孔４２１は、コモンレール１に接続され、ハウジング４００の側孔４０２はリリーフ配管９に接続されている。

ソレノイド４１０にＥＣＵ４からの減圧弁制御値に応じた電流が通電されると、固定子４１１に吸引力が発生する。可動子４１２はこの吸引力によりスプリング４３０の付勢力に反して上方へ移動する。すると、可動子４１２と一体となっているニードル４１３およびボールバルブ４１４も上方へ移動し、弁孔４２１と側孔４０２とが連通し、コモンレール１内の高圧燃料がリリーフ配管９を介して燃料タンク８に戻される。

本実施形態のシート部４２２および小径部４２４は、上記第１実施形態で説明したシート部２７および小径部２９、２９ａの構造とほぼ同じとなっているので、弁孔４２１および弁室４０１に高圧燃料が流通しても強度の低下を抑えることができる。

本発明は高圧流体が流通する流体通路途中に設けられた流体制御弁であれば、上記第１から第３実施形態で説明した流体制御弁に限らず、どのような用途の制御弁であってもよい。なお、コモンレール式燃料噴射装置に本発明の流体制御弁を適用する場合は、高圧燃料が流通する場所、例えば、サプライポンプの加圧室からインジェクタ（インジェクタを含む）までの間に本発明の流体制御弁を適用することができる。

コモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した構成図である。 第１実施形態のプレッシャリミッタの構造を示した断面図である。 図２のプレッシャリミッタの弁座部分を拡大した要部断面図である。 図２のプレッシャリミッタの他の例の弁座部分を拡大した要部断面図である。 図３のプレッシャリミッタの弁座部分の製造方法を示す要部断面図である。 図４のプレッシャリミッタの弁座部分の製造方法を示す要部断面図である。 図３のプレッシャリミッタの弁座部分の他の製造方法を示す要部断面図である。 図４のプレッシャリミッタの弁座部分の他の製造方法を示す要部断面図である。 サプライポンプ３の要部断面図である。 減圧弁１１の断面図である。 従来技術のプレッシャリミッタの弁座部分の製造方法を示す要部断面図である。

符号の説明

１ コモンレール、２ インジェクタ、３ サプライポンプ、４ ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）、５ ＥＤＵ（駆動ユニット）、６ ポンプ配管（高圧燃料流路）、７ インジェクタ配管、８ 燃料タンク、９ リリーフ配管、１０ プレッシャリミッタ、１１ 減圧弁、１２ 燃料フィルタ、１３ カムシャフト、１４ ＳＣＶ（吸入調量弁）、１５ 圧力センサ、２０ バルブ部、２１ バルブボデー（弁本体）、２２ ボールバルブ（弁体）、２３ 弁孔（流体通路）、２４ 弁室（弁室）、２５ 弁室壁面（内壁面）、２６ 摺動孔、２７ シート部（弁座部）、２８ シート面、２９ 小径部（小径部）、２９ａ 小径部、３１ 第１エッジ部（弁座部と小径部との境界部分）、３１ａ 第１エッジ部、３１ｂ 第１エッジ部、３１ｃ 第１エッジ部、３２ 第２エッジ部（小径部と流体通路との境界部分）、３２ａ 第２エッジ部、３２ｂ 第２エッジ部、３２ｃ 第２エッジ部、４０ ハウジング、４１ 入口側燃料孔、４２ 燃料孔、４３ 出口側燃料孔、４４ 開弁圧調整シム、４５ 燃料孔、４６ 雄ねじ部、４７ 雌ねじ部、５０ スプリング、６０ スプリングガイド、６１ 径小部、６２ 径大部、６３ 径小部、６４ 切欠き部、８０ パンチ部材、８１ シート部形成部（弁座部形成部）、８２ 小径部形成部（小径部形成部）、８０ａ パンチ部材、８１ａ シート部形成部、８２ａ 小径部形成部、８３ 第１パンチ部材（弁座部形成パンチ部材）、８４ 第２パンチ部材（小径部形成パンチ部材）、８４ａ 第２パンチ部材

Claims (11)

1. 弁体と、
   前記弁体を収容する弁室と該弁室の内壁面に開口している流体通路と前記内壁面に形成されており、前記弁体が着座する弁座部を有する弁本体を備える流体制御弁であって、
   前記弁座部と前記流体通路との間の前記内壁面には、前記弁座部の内径よりも径が小さく、かつ前記流体通路に向かって縮径している小径部が形成されていることを特徴とする流体制御弁。
2. 前記小径部と前記流体通路との境界部分の壁面は、曲面形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
3. 前記弁座部と前記小径部との境界部分の壁面は、曲面形状となっていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の流体制御弁。
4. 前記小径部の壁面は、球面形状となっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体制御弁。
5. 前記小径部の壁面は、傾斜面形状となっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体制御弁。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁の製造方法であって、
   前記弁座部および前記小径部は、前記弁室の前記内壁面を塑性変形させて形成されることを特徴とする流体制御弁の製造方法。
7. 前記弁座部を形成する弁座部形成部と、前記小径部を形成する小径部形成部とを有しているパンチ部材で前記弁室の前記内壁面を塑性変形させることを特徴とする請求項６に記載の流体制御弁の製造方法。
8. 前記弁座部を形成する弁座部形成パンチ部材および、前記小径部を形成する小径部形成パンチ部材で前記弁室の前記内壁面を塑性変形させることを特徴とする請求項６に記載の流体制御弁の製造方法。
9. 最初に前記小径部形成パンチ部材で前記弁室の前記内壁面を塑性変形させ、次に前記弁座部形成パンチ部材で前記弁室の前記内壁面を塑性変形させることを特徴とする請求項８に記載の流体制御弁の製造方法。
10. 前記パンチ部材の前記小径部形成部および前記小径部形成パンチ部材は、傾斜面を有するもしくは球面を有していることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の流体制御弁の製造方法。
11. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁の製造方法であって、
    前記小径部は、前記弁室の前記内壁面に除去加工を施すことにより形成されていることを特徴とする流体制御弁の製造方法。

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