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発明の名称 燃料噴射ノズルのための制御弁
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−263193(P2001−263193A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2001−46606(P2001−46606)
出願日 平成13年2月22日(2001.2.22)
代理人 【識別番号】100061815
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 (外4名)
発明者 ヘルマン コッホ−グレーバー
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 燃料噴射ノズルのための制御弁であって、流体通路(14)が開口している制御室(12)と、該制御室(12)内で弁座(16)に当接して前記流体通路(14)を閉鎖する弁エレメント(18)と、緩衝室(24)内に配置され、かつ前記弁エレメント(18)と協働する押圧部材(20)を有する可動子プレート(22)と、可動子コイル(28)とを備えている形式のものにおいて、制御室(12)と緩衝室(24)との間に溢流通路(30;32,34)が設けられていることを特徴とする、燃料噴射ノズルのための制御弁。
【請求項2】 溢流通路が、押圧部材(20)を取り囲んで設けられた環状スリット(30)によって形成されている、請求項1記載の制御弁。
【請求項3】 溢流通路が、制御弁の本体(10)内に設けられた別個の孔(32,34)によって形成されている、請求項1記載の制御弁。
【請求項4】 前記別個の孔(32)に絞り位置(34)が設けられている、請求項3記載の制御弁。
【請求項5】 押圧部材(20)に、弁エレメント(18)のためのガイド(21)が設けられている、請求項1から4までのいずれか1項記載の制御弁。
【請求項6】 弁エレメント(18)が弁球である、請求項1から5までのいずれか1項記載の制御弁。
【請求項7】 押しばね(26)が設けられており、該押しばね(26)が押圧部材(20)を、弁エレメント(18)および弁座(16)に向かって負荷している、請求項1から6までのいずれか1項記載の制御弁。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射ノズルのための制御弁であって、流体通路が開口している制御室と、該制御室内で弁座に当接して前記流体通路を閉鎖する弁エレメントと、緩衝室内に配置され、かつ前記弁エレメントと協働する押圧部材を有する可動子プレートと、可動子コイルとを備えている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような制御弁は、例えばディーゼルエンジンのコモンレールシステムのための燃料噴射ノズルにおいて、噴射ノズルのノズルニードルの開閉を制御するのに用いられる。制御室に開口している流体通路は圧力室に通じており、この圧力室は、一方側がノズルニードルによってまたはこのノズルニードルに接続されている構成部によって閉鎖されている。制御弁の弁エレメントが閉鎖されている場合には、流体通路を介して圧力室から流体が漏れていくことはできないので、流体は圧力室内でせき止められる。これにより、圧力室内で十分に高い圧力が得られ、この圧力がノズルニードルを閉鎖位置に保つ。これに対して、弁エレメントが弁座から持ち上がり、せき止められていた流体が、流体通路および制御弁の制御室を通って圧力室から漏れていくことができる場合には、圧力室内の圧力は低下し、これによりノズルニードルは、ノズルニードルの前端部にかかる燃料圧の作用によって、ノズルニードル弁座から持ち上げられる。したがって、燃料噴射が可能になる。
【0003】必要な速度で噴射過程を制御できるようにするためには、制御弁の迅速な切り換えが望ましい。この場合、2回の噴射過程間の時間的間隔、例えばパイロット噴射とこれに続くメイン噴射との間の時間的間隔は、可動子プレートと押圧部材とから成る、制御弁の可動子が、閉鎖運動後、つまり可動子が弁エレメントを弁座に向かって押し付けた後に、可動子が再び静止状態になるまでに必要とされる時間によって制限される。すなわち可動子が、閉鎖運動の終わりに突然、弁エレメントまたはこれと類似のストッパーに対して衝突することにより、可動子が激しくぶつかることがあり、このことは、制御弁を新たに制御することを考慮すれば不利である。激しくぶつかることを防ぎ、かつ可動子が再び静止状態となるまでに必要な時間を減少させるために、従来技術によれば、例えば押圧部材と可動子プレートとを別々に構成すること、および押圧部材を可動子プレートから適当に連結解除するためにばねを使用することが公知である。しかし、可動子プレートは依然として、閉鎖時に振動することがあり、所定の停止時間後にようやく静止状態となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式の制御弁を改良して、短い切り換え時間が得られるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するために、本発明の構成では、制御室と緩衝室との間に溢流通路が設けられるようにした。
【0006】
【発明の効果】請求項1の特徴部に記載の構成を有する本発明の制御弁によって、可動子の閉鎖運動は制動制御され、可動子が激しくぶつかる危険がなくなる。これにより、押圧部材および可動子プレートをそれぞれ別々に構成することは、もはや必要ではなく、簡単な、ひいては安価な構成が得られる。可動子は一体的な部品としてより安定であるので、機能の確実性も高めることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳しく説明する。
【0008】図1に、本発明の制御弁の概略的な断面図が示されており、図中で、中心線Mより左側には第1の実施例が、中心線Mより右側には第2の実施例が示されている。
【0009】制御弁は本体10を有しており、この本体10内に制御室12が形成されている。この制御室12には流体通路14が開口しており、この流体通路14は、制御弁によって操作される噴射弁の圧力室(図示されていない)に通じている。制御室12内には、弁座16が流体通路14を取り囲んで形成されており、この弁座16には、弁球の形状をした弁エレメント18が当接するようになっている。この弁エレメント18には、弁座16と反対側で押圧部材20が当接しており、この押圧部材20は、可動子プレート22と一緒に制御弁の可動子を形成している。押圧部材20にはガイド21が設けられており、このガイド21は、弁エレメント18を摺動可能に保つ。選択的に、弁エレメント18は、弁座16内で自動調心式に保持されるか、または押圧部材20と一体的に形成することができる。
【0010】可動子プレート22は、制御弁の本体10内の緩衝室24内に配置されている。可動子プレート22上で、押圧部材20と反対側に押しばね26が配置されており、この押しばね26は、可動子ひいては弁エレメント18を、弁座16に向かって負荷している。本体10内に可動子コイル28が配置されており、この可動子コイル28によって可動子プレート22は、図1で示されている、弁エレメント18が流体通路14を閉鎖する位置から、開放位置すなわち流体通路14を開放する位置に移行することができる。緩衝室24から、燃料を戻し案内するための戻し導管(図示されていない)が通じており、噴射弁の圧力室および流体通路14を貫流する流体を緩衝室24へ戻し案内される。
【0011】制御室12は、溢流通路によって緩衝室24と接続されており、この溢流通路は、図1の左側に示された実施例では、押圧部材20と押圧部材20のガイド21との間で本体10に設けられた環状スリット30によって、形成されている。選択的に、環状スリット30の代わりに、ガイド内の溝を使用することもできる。図1の右側に示されている実施例では、溢流通路は、本体10内に設けられた別個の孔32によって形成されており、この孔32には絞り34が設けられている。
【0012】上記の制御弁の作動形式は次の通りである。流体通路14を開放したい場合には、可動子コイル28を励起する。これにより可動子プレート22が引き寄せられる。このことにより押圧部材20は、押しばね26の作用に抗して弁座16から遠ざかり、弁エレメント18は弁座16から持ち上がることができる。この場合、制御室12内に流入する、高圧下にある流体は、制御室12内の圧力を高め、これによって押圧部材20の開放運動が補助される。
【0013】弁エレメント18の開放時に制御室12内で形成される圧力は、図2に示されている。この図2では、押圧部材20のストロークおよび制御室12内の圧力との、時間との関係が示されている。
【0014】流体通路14を再び閉鎖するためには、可動子プレート22が解放される。これにより押圧部材20は、押しばね26の作用下で弁座16に向かって負荷され、この時、制御室12内の圧力が、この押圧部材20の閉鎖運動を妨げる。環状スリット30もしくは孔32および絞り位置34によって制御室12から押し退けられた流体は、弁エレメント18が弁座16に押し付けられる位置に達するまで、可動子の制動制御された閉鎖運動が行われることを保証する。この場合、可動子が激しくぶつかることを避けることができる。この可動子の閉鎖運動を妨げる制動運動は、環状スリット30もしくは孔32および絞り位置34の適当な設定、押圧部材20の横断面積、並びに制御室12の座部の幾何学的形状および容積によって影響を受ける。
【0015】前述の利点、すなわち、可動子の一体的な構成から得られる前記利点に加えて、可動子プレートおよび可動子コイルによって形成されているマグネット系に対する要求が減少されるという利点が得られる。なぜならば、制御室12内で開放時に作用する圧力は、開放過程を加速させるからである。したがって、例えば中実材料(Vollmaterial)からなる可動子プレートを使用することができる。




 

 


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