JP5989955B2 - 圧力制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載されている圧力制御弁に関する。

特許文献１より、内燃機関の停止時に圧力制御弁が開く圧力制御弁が公知であり、すなわち、高圧リザーバから低圧配管への接続が閉止部材によって解放される。そのために圧力制御弁は、磁心と磁気アーマチュアとを備える磁気アクチュエータを有しており、磁気アクチュエータは、磁気アーマチュアが閉止部材をバルブシートへ押し込むことによって閉止部材を閉じるために通電される。閉止部材を開くためにばね部材が設けられており、このばね部材は磁気アクチュエータの磁力に抗して磁気アーマチュアを開放方向へと動かし、それによって閉止部材がバルブシートから持ち上げられ、高圧リザーバと低圧配管との間で液圧リターン接続が解放される。磁気アーマチュアは、磁心の上方に構成されたアーマチュア室の中に配置されたアーマチュアプレートを有している。磁心には形状安定的な接触ピンを備える磁気コイルが収容されており、接触ピンは磁心端面で垂直にアーマチュア室の方向を向いている。アーマチュア室の上方に位置するエンドカバーで接触ピンをさらに案内するために、アーマチュアプレートには接触ピンのためのブッシングが構成されている。

特許文献２では、バルブハウジングを通して案内される圧力補償通路を介して、アーマチュア室を、低圧に接続されたバルブ室と液圧接続することが提案されている。磁気アーマチュアのアーマチュアプレートの両方の端面が等しい圧力に暴露されるようにするために、圧力補償通路と一直線上に並ぶように、スリーブが挿入された穴がアーマチュアプレートに追加的に穿設されており、この穴を介して、圧力補償通路はアーマチュア面と向かい合うアーマチュアプレートの端面へとさらに案内される。

欧州特許出願公開第２３３３２９８Ａ１号明細書 ＦＲ１１６１４３８

請求項の特徴事項を備える本発明の圧力制御弁は、残留エアギャップディスクの別のブッシングに半径方向の拡張部を構成することで、圧力補償のための改善された貫流が生みだされるという利点を有している。残留エアギャップディスクの別のブッシングは製造技術的に容易に製作可能であり、圧力制御弁の製造時に、さほどの追加の製造コストをもたらすことがない。圧力補償通路は、リターン配管での圧力変動が磁気アーマチュアに影響を及ぼすことがなく、閉止部材の開放段階中に磁気アーマチュアの緩衝が実現されるように作用する。

圧力制御弁の好ましい発展形は、従属請求項の構成要件によって可能である。

半径方向の拡張部は、残留エアギャップディスクにおいて、圧力補償通路の開口部からアーマチュアプレートに構成されたブッシングまで実質的に延びる流動通路を形成する。半径方向の拡張部は開口部を覆っているのが好都合であり、それにより、圧力補償通路の開口部が拡張部に連通する。

半径方向の拡張部は、長孔状の形状を有しているのが好都合である。第１の実施形態では、半径方向の拡張部の長孔形状は、実質的に等しいままの幅を有するように製作されており、長孔の幅は別のブッシングの直径によって形成されている。第２の実施形態では、半径方向の拡張部の長孔形状は減少していく幅を有するように製作されており、この幅は別のブッシングの直径から開口部に向かって少なくとも近似的に開口部の直径まで先細になっていく。

流動通路をできる限り短く製作するために、圧力補償通路の開口部はできる限りブッシングの近傍に配置される。開口部は、残留エアギャップディスクの中心および別のブッシングの中心と交わる線上に位置しているのが好都合である。

本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述において詳しく説明する。

圧力制御弁を示す断面図である。 第１の実施形態に基づく残留エアギャップディスクを示す平面図である。 第２の実施形態に基づく残留エアギャップディスクを示す平面図である。

図１に示す圧力制御弁は、内燃機関の燃料噴射装置の高圧リザーバ室２２のハウジング２１に挿入されている。

圧力制御弁は、磁気アクチュエータ１０とバルブエレメント１１とを有しており、磁気アクチュエータ１０がバルブエレメント１１を操作する。磁気アクチュエータ１０は、ピストンガイド１３と、バルブ片収容部１４と、接続側の収容部１５とを有するバルブハウジング１２の中に配置されている。バルブエレメント１１は、ボールの形態の閉止部材１７を備えるバルブピストン１６を含んでいる。

バルブ片収容部１４には、閉止部材１７のためのバルブシート１９を備えるバルブ片１８が構成されており、閉止部材１７はバルブシート１９に対して作用する。バルブ片１８はスペーサリングを通じてバルブ室２３を区切っており、このバルブ室に、閉止部材１７が開いたときにバルブ室２３を高圧リザーバ室２２と接続するスロットル穴２５が通っている。さらにバルブ室２３には、リターンシステムへと通じる低圧圧力配管２７と接続された、たとえば２つの側方の液圧接続部２６が連通している。

磁気アクチュエータ１０は、磁気コイル３２を備える磁心３０と、磁気アーマチュア３３とを含んでおり、磁気コイル３２は磁心３０を介して磁気アーマチュア３３に作用する。磁気アーマチュア３３はアーマチュアプレート３４とアーマチュアボルト３５とを有しており、アーマチュアボルト３５はアーマチュアプレート３４と固定的に結合されている。アーマチュアボルト３５は同時にバルブピストン１６を形成しており、それにより、磁気アーマチュア３３はアーマチュアボルト３５によって閉止部材１７に作用する。アーマチュアボルト３５はピストンガイド１３の中で軸方向へスライド可能なように案内されており、ピストンガイド１３はバルブハウジング１２を通して軸方向に案内されている。

磁心３０はアーマチュアプレート３４のほうを向くように、磁極面とも呼ばれる磁心端面３１を有している。アーマチュアプレート３４にはアーマチュア面３６が構成されており、アーマチュア面３６はアーマチュアプレート３４の下面ないし下側の端面を形成する。磁心３０とアーマチュアプレート３４の間には、残留エアギャップディスク５０が配置されている。さらにバルブハウジング１２には、磁心端面３１のところでばね室２８が刻設されており、このばね室の中には、磁気アーマチュア３３に対して開放方向に作用する圧縮ばね２９が配置されている。

接続側の収容部１５には、エンドカバー４０が液圧的に密閉して挿入されている。エンドカバー４０は磁気アーマチュア３３のアーマチュアプレート３４を取り囲んでおり、アーマチュアプレート３４の周囲にアーマチュア室４４を形成している。アーマチュア室４４の中で、アーマチュアプレート３４が軸方向へ可動に配置されている。

磁気コイル３０は、磁心端面３４から実質的に垂直方向に導出され、それぞれ絶縁スリーブ４２ａ，４２ｂで取り囲まれる、第１の形状安定的な接触ピン４１ａおよび第２の形状安定的な接触ピン４１ｂと電気的に接触するように施工されている。

アーマチュアプレート３２は、第１の接触ピン４１ａをさらに案内するために第１のブッシング４３ａを有するとともに、第２の接触ピン４１ｂをさらに案内するために第２のブッシング４３ｂを有している。ブッシング４３ａ，４３ｂは、絶縁スリーブ４２ａおよび４２ｂとブッシング４３ａ，４３ｂとの間にそれぞれ間隙４５ａ，４５ｂが形成されるように製作されている。間隙４５ａ，４５ｂの機能についてはあとで詳しく説明する。接触ピン４１ａ，４１ｂは、絶縁スリーブ４２ａ，４２ｂにより、エンドカバー４０の上に配置された電気絶縁されている押出被覆４６の中へ案内されており、そこで接触ピン４１ａ，４１ｂが電気的に接触される。接触ピン４１ａ，４１ｂを密閉して収容するために、これらは絶縁スリーブ４２ａ，４２ｂの端面のところで、それぞれエンドカバー４０のＯリング４７により包囲されている。

圧力補償式の圧力制御弁を構成するために、バルブ室２３とアーマチュア室４４は、圧力補償通路６０を介して相互に液圧接続されている。その際に圧力補償通路６０は、磁心端面３１のところで、開口部６１によりアーマチュア室４４へ連通している。

アーマチュア室４４での圧力補償が、アーマチュアプレート４３の下面だけでなくアーマチュアプレート３４の上面でも作用するようにするために、絶縁スリーブ４２ａおよび４２ｂとブッシング４３ａ，４３ｂとの間でアーマチュアプレート３４に構成される間隙４５ａ，４５ｂは、圧力補償のための燃料を貫流させるための通過部として利用される。通過のための流動断面積を拡大するために、少なくとも開口部６１の近傍に位置しているブッシング４３ｂは、大きい直径ないし拡張部を有することができる。

アーマチュアプレート４４のブッシング４３ａ，４３ｂと対応して、図２および図３では、磁心３０とアーマチュアプレート４３の間に配置された残留エアギャップディスク５０は、絶縁スリーブ４２ａ，４２ｂを挿通するための別のブッシング５３ａ，５３ｂを有している。流動最適化をするために、開口部６１の近傍に位置する、両方の別のブッシング５３ｂのうちの一方には、開口部６１の方向に延びる半径方向の拡張部５４が構成されている。それにより半径方向の拡張部５４は、半径方向平面に位置しながら、開口部６１を覆う長孔状の形状を有しており、それにより開口部６１は拡張部５４に連通している。それにより、開口部６１から、燃料のための通過部を実質的に形成するブッシング４３ｂの間隙４５ａまで、開口部６１と間隙４５ｂとの間の液圧接続を保証する、横方向に延びる流動通路５６が形成される。このとき、半径方向の拡張部５４がばね室２８まで達している必要はない。

圧力補償通路６０の開口部６１がブッシング４３ｂのうちの一方の近傍に配置されていると、流動通路５６のできる限り短い半径方向長さが実現される。もっとも単純には、この位置は、図２および図３の開口部６１が、残留エアギャップディスク５０の中心および別のブッシング５３ｂの中心と交わる線４８の上で一直線上に並ぶことによって選択される。ただし、絶縁スリーブ４２ａ，４２ｂへの開口部６１の接近は制限される。圧力補償通路６０は、磁気コイル３２が絶縁素材で鋳込まれている環状の磁気コイル収容部３８を通して案内することはできないからである。

図２の実施形態では、拡張部５４は等しいままの幅をもつ長孔形状により形成されており、長孔の幅は別のブッシング５３ｂの直径によって形成される。

図３の実施形態では、拡張部５４は開口部６１に向かって減少していく幅をもつ長孔形状により形成されており、この幅は、別のブッシング５３ｂの直径から開口部６１に向かって実質的に開口部６１の直径まで先細になっている。

１０ 磁気アクチュエータ
２２ 高圧リザーバ
２３ バルブ室
３１ 磁心端面
３４ アーマチュアプレート
４１ａ，４１ｂ 接触ピン
４３ａ，４３ｂ ブッシング
４４ アーマチュア室
４８ 線
５０ 残留エアギャップディスク
５４ 拡張部
５６ 流動通路
６０ 圧力補償通路
６１ 開口部

Claims (7)

1. 内燃機関の噴射装置のための高圧リザーバ（２２）のための圧力制御弁であって、接触ピン（４１ａ，４１ｂ）を備える磁心（３０）とアーマチュアプレート（３４）を備える磁気アーマチュア（３３）とを有する磁気アクチュエータ（１０）を有しており、前記接触ピン（４１ａ，４１ｂ）は磁心端面（３１）から突出するとともに、前記アーマチュアプレート（３４）に構成されたブッシング（４３ａ，４３ｂ）を通って貫いており、前記アーマチュアプレート（３４）は低圧部に接続されたバルブ室（２３）と圧力補償通路（６０）を介して液圧接続されたアーマチュア室（４４）の中で可動なように配置されており、前記圧力補償通路（６０）は前記磁心端面（３１）のところに開口部（６１）を有しており、該開口部によって前記圧力補償通路（６０）が前記アーマチュア室（４４）に連通しており、前記ブッシング（４３ａ，４３ｂ）のうち少なくとも１つによって前記アーマチュアプレート（３４）に形成される燃料の通過部が前記アーマチュアプレート（３４）の一方の端面から前記アーマチュアプレート（３４）の他方の端面まで圧力補償のために設けられており、前記磁心（３０）と前記アーマチュアプレート（３４）の間には残留エアギャップディスク（５０）が配置されており、該残留エアギャップディスクは前記ブッシング（４３ａ，４３ｂ）に対応して別のブッシング（５３ａ，５３ｂ）を前記接触ピン（４１ａ，４１ｂ）のために有している、そのような圧力制御弁において、前記開口部（６１）の近傍に位置している前記残留エアギャップディスク（５０）の前記別のブッシング（５３ｂ）は前記開口部（６１）の方向に延びる半径方向の拡張部（５４）を有していることを特徴とする圧力制御弁。
2. 半径方向の前記拡張部（５４）は実質的に前記開口部（６１）から前記アーマチュアプレート（３４）に構成された前記ブッシング（４３ｂ）まで延びる流動通路（５６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の圧力制御弁。
3. 半径方向の前記拡張部（５４）は前記開口部（６１）を覆っており、それにより前記開口部（６１）は前記拡張部（５４）に連通していることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧力制御弁。
4. 半径方向の前記拡張部（５４）は実質的に等しいままの幅をもつ長孔状の形状を有しており、該長孔の幅は前記別のブッシング（５３ｂ）の直径により形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の圧力制御弁。
5. 半径方向の前記拡張部（５４）は減少していく幅をもつ長孔状の形状を有しており、該幅は前記別のブッシング（５３ｂ）の直径から前記開口部（６１）に向かって少なくとも近似的に前記開口部（６１）の直径まで先細になっていることを特徴とする、請求項３に記載の圧力制御弁。
6. 前記圧力補償通路（６０）の前記開口部（６１）は前記ブッシング（４３ｂ）のうちの１つの近傍に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の圧力制御弁。
7. 前記開口部（６１）は前記残留エアギャップディスク（５０）の中心および前記別のブッシング（５３ｂ）の中心と交わる線（４８）の上に位置していることを特徴とする、請求項６に記載の圧力制御弁。

Images