JP2003532003A - 液体を制御するための弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体を制御するための弁であって、弁部材（３）の作動のための圧電ユニット（４）を有しており、弁部材（３）に、弁閉鎖部材（１２）が配属されており、弁閉鎖部材（１２）は、システム圧力を有する低圧範囲（１６）を、高圧範囲（１７）から分離している。前記弁部材（３）は、少なくとも１つの、第１のピストン（９）と第２のピストン（１１）とを有しており、第１のピストン（９）と第２のピストン（１１）との間には、液圧室（１３）が形成されていて、漏洩損失を補償するために、高圧範囲（１７）と接続可能な充填装置（２３）が設けられており、充填装置（２３）は、少なくとも１つの通路形式の中空室（２４）を有しており、中空室（２４）内には、固体（２５）が、固体（２５）の端部（２５Ａ）における中空室（２４）に、高圧範囲（１７）から分岐した導管（２６）が開口し、固体（２５，２５′）の対向する端部（２５Ｂ）において、漏洩導管（２７，２７′）が開口するように固体を取り囲む間隙をもって配置されており、液圧室（１３）に通じる導管（２９）は、固体（２５）の長手方向伸張部に沿って分岐していて、液圧室（１３）内のシステム圧力（ｐ＿ｓｙｓ）は、分岐部（２８）の幾何学的決定により調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 産業上の利用分野 本発明は、請求項１に特定された形式の液体を制御するための弁に関する。

【０００２】 従来技術 例えば燃料噴射器、特にコモンーレール式噴射器、または自動車のポンプにお
いて、弁閉鎖部材が、弁内の低圧範囲を、高圧範囲から分離している液体を制御
するための弁は、既に公知である。

【０００３】 ヨーロッパ特許公開公報０４７７４００Ａ１号明細書には、この形式の弁が記
載されている。この弁は、圧電アクチュエータを介して作動可能であり、かつ圧
電アクチュエータの、行程方向に作用する行程距離変換器のための構成を有して
いる。この構成において、圧電アクチュエータの変位が、液圧伝達装置若しくは
液圧連結装置および公差補償部材として働く液圧室を介して伝達されている。液
圧室は、液圧室を限定する２つのピストン間で共通の補償容積を有している。２
つのピストンのうちの１つが、小さい直径に形成されていてかつ制御されること
になる弁閉鎖部材と接続されている。別のピストンは、大きな直径に形成されて
いてかつ圧電アクチュエータと接続されている。液圧室は、両ピストン間に、大
きな直径のピストンが、圧電アクチュエータにより所定の行程距離だけ移動する
場合に、作動ピストンが、ピストン直径の伝達比だけ増大した行程をなすように
形成されている。弁部材、両ピストンおよび圧電アクチュエータは、この場合、
共通の軸線上に位置している。液圧室の補償容積を介して、公差は、使用された
材料の温度勾配若しくは異なる温度膨張率並びに場合によってはセット効果に基
づいて補償することができる。この補償により、この場合、制御されることにな
る弁閉鎖部材に位置の変更は生じない。

【０００４】 低圧範囲内に液圧システム、特に液圧式カップラは、圧力負荷された液体が十
分に後充填されない場合に、漏洩により降下したシステム圧力を利用している。

【０００５】 更に、コモンレール式噴射器のためには、有利には、弁自体内で発生しかつシ
ステム形式の場合でも出来るだけ一定であるべきシステム圧力が、システム圧力
を有する低圧範囲内へ、制御される燃料の高圧範囲から圧力負荷された液体を供
給されることにより保証される解決策が公知である。この解決策は、漏洩ピン若
しくは充填ピンにより形成される漏洩間隙の助けをかりて、しばしば達成される
。システム圧力は、通常、弁により調節される。この場合、システム圧力は、例
えば、複数のコモンレール式弁のためにも一定に保持することができる。

【０００６】 高圧範囲内で予め支配している高圧と少なくともほとんど無関係である、液圧
室内のほぼ一定のシステム圧力の場合には、しかしながら、圧力値が高い場合に
、高圧方向とは逆方向の弁閉鎖部材の開放のための大きな作動力が必要であると
の問題が存在する。この問題は、他方では圧電ユニットの相応して大きくかつコ
ストのかかるサイズを生じせしめる。更に、高圧範囲内の圧力が高い場合に、液
圧室からの液圧容積の押しのけ力が、接するピストンを取り囲む間隙を介して相
応して強くなる。これにより、低圧側のシステム圧力の上昇および保持のための
再充填時間が、弁の直後の作動の場合において、完全な再充填はないため、弁全
体の開放状態に場合によっては不利に作用するより短い弁行程を実施するように
、状況により延長される。

【０００７】 発明の効果 本発明の、液体を制御するための弁は、請求項１記載の構成要件を有している
ので、本発明の弁は、液圧室内のシステム圧力が変化可能であり、この場合、シ
ステム圧力の圧力レベルは、高圧範囲内において予め支配されている圧力と関係
するとの利点を有している。これにより、高圧範囲内の圧力レベルが高い場合に
、液圧室内のシステム圧力の上昇が可能になり、これにより、制御されることに
なる高圧に抗して、弁閉鎖部材を開放するための作動ピストンが支持されること
になる。このような形式で、圧電ユニットの減少した制御電圧は、一定のシステ
ム圧力を有する弁に対して十分である。従って、本発明の弁には、従来より小さ
くかつコスト的に有利な圧電ユニットを備えることができる。

【０００８】 更に、本発明は、低圧範囲、特に液圧室の再充填を可能にしている。高圧範囲
内の圧力が上昇すると、この場合、変化可能なシステム圧力により、再充填時間
が短縮することができる。

【０００９】 本発明の解決策は構造的に簡単な形式により達成される。即ち、液圧室内の変
化可能なシステム圧力を、高圧供給部と液圧室への分岐部との間の再充填装置の
、間隙流れにより取り囲まれた固体の長手方向区分のような簡単に調節可能な幾
何学的な大きさにより限定する構造的に簡単な形式により達成される。

【００１０】 固体は、この場合、充填装置の通路形式の中空室内でほぼ軸方向に運動不能に
配置することができる。

【００１１】 特に有利な実施例では、中空室内の固体は、機械的な調整装置により軸方向に
調整可能に配置することができる。これにより、弁構造部分の公差の影響、即ち
、異なる構造部分の個々の公差の影響並びに総和の影響を機械的に修正すること
ができる。このように構成された本発明の弁は、全ての部分寸法を厳密に守るこ
となく、有利な形式で組み合わせることができる。

【００１２】 燃料噴射弁としての本発明の弁の有利な適用では、出来るだけ正確なパイロッ
ト噴射量への要求を簡単に達成することができる。これは、パイロット噴射量を
、取付後に制御すること、および設定量からずれた場合に、機械的な修正を、充
填装置の固体の長手方向の移動の可能性によりおこなうことにより達成できる。
この場合、有利な形式では、複雑でかつコストの高い部品の交換は必要としない
。

【００１３】 本発明のその他の利点と有利な構成は、明細書、図面および特許請求の範囲か
ら推し量ることができる。

【００１４】 実施例 以下に、液体を制御するための本発明の弁の複数の実施例を、図面に基づいて
詳しく説明する。

【００１５】 図１に示した実施例は、自動車の内燃機関用燃料噴射弁１への本発明の弁の使
用を示している。本実施例では、燃料噴射弁１は、ディーゼル燃料の噴射のため
のコモンレール式噴射装置として構成されている。この場合、燃料噴射は、燃料
供給装置と接続された弁制御室２内の圧力レベルを介して制御されている。

【００１６】 燃料噴射弁１内の力比率を介して、噴射開始、噴射時間及び噴射量を調節する
ために、弁部材３は、圧電アクチュエータ４として構成された圧電ユニットを介
して制御される。圧電ユニットは、弁部材３の弁制御室及び燃焼室とは反対側に
配置されている。圧電アクチュエータ４は、通常の形式では、複数の層から構成
されていて、圧電アクチュエータ４の、弁部材３に面した側には、アクチュエー
タヘッド５を、弁部材３とは反対側には、アクチュエータ足部６を有している。
アクチュエータ足部６は、弁体７の壁部に支持されている。アクチュエータヘッ
ド５には、載置体７を介して、弁部材３の、調節ピストンとも表示される第１の
ピストン９が接触している。

【００１７】 第１のピストン９と並んで、軸方向で弁体７の長孔１０内で移動可能に配置さ
れた弁部材３は、第２のピストン１１を有している。第２のピストン１１は、弁
閉鎖部材１２を作動せしめるので、従って作動ピストンとも表示されている。

【００１８】 ピストン９と１１は、液圧式伝達装置により互いに連結されている。液圧式伝
達装置は、液圧室１３として構成されている。液圧室１３は、圧電アクチュエー
タ４の変位を伝達する。液圧室１３は、液圧室１３を限定するピストン９と１１
の間で、システム圧ｐ＿ｓｙｓが支配する共通の補償容積を有している。この場
合、第２のピストン１１の直径Ａ１は、第１のピストン９の直径よりも小さく構
成されている。この場合、大径な第１のピストン９が圧電アクチュエータ４によ
り所定の行程距離だけ運動した場合に、弁部材３の第２のピストン１１が、ピス
トン直径の伝達比率だけ大きな行程を運動するように、液圧室１３は、ピストン
９と１１との間に形成されている。弁部材３、弁部材３のピストン９と１１及び
圧電アクチュエータ４が、この場合共通の軸線上に前後して位置している。

【００１９】 液圧室１３の補償容積を介して、公差は、構造部分中の温度勾配または使用材
料の温度係数並びに場合によってはセット効果に基づいて補償することができ、
この補償により、制御されることになる弁閉鎖部材１２の位置に変更は生じない
。

【００２０】 弁部材３の弁制御室側の端部において、球状の弁閉鎖部材１２が、弁体７に形
成された弁座１４，１５と協働する。この場合、弁閉鎖部材１２は、システム圧
ｐ＿ｓｙｓを有する低圧範囲１６を、高圧若しくはレール圧ｐ＿Ｒを有する高圧
範囲１７から分離している。弁座１４，１５は、弁体７により形成された弁室１
８内に形成されている。弁室１８に、漏洩排出通路１９が、弁座１４の、圧電ア
クチュエータ４に面した側において接続されている。弁室１８は、高圧側では、
第２の弁座１５と排出絞り２０とを介して、高圧範囲１７の弁制御室２と接続可
能である。

【００２１】 図１に暗示されている弁制御室２内には、図示されていない可動な弁制御ピス
トンが配置されている。弁制御室２は、通常な形式で噴射導管と接続されている
。噴射導管は、複数の燃料噴射弁に共通な高圧畜圧室（コモンレール）と接続さ
れていてかつ噴射ノズルに燃料を供給している。弁制御室２内の弁制御ピストン
の軸方向の運動により、燃料弁１の噴射状態を公知の形式で制御する。

【００２２】 弁部材３を有する孔１０の圧電側端部に、別の弁圧力室２１が接続されている
。弁圧力室２１は、一方の側では、弁体７と、他方の側では、弁部材３の第１の
ピストン９と弁体７と結合されたシール部材２２により限定されている。シール
部材２２は、本実施例では、べローズ状のダイヤフラムとして構成されていてか
つ圧電アクチュエータ４が、低圧範囲１６内の燃料と接触するのを防止している
。

【００２３】 燃料噴射弁１の作動の際の低圧範囲１６の漏洩損失を補償するために、充填装
置２３が設けられている。充填装置２３は、低圧側で液圧室１３に開口している
。充填装置２３は、通路形式の中空室２４により形成されている。中空室２４内
には、円筒状のピンの形状に構成された固体２５が、固体２５を取り囲む隙間を
もって配置されている。固体２５の端部２５Ａにおける中空室２４の範囲に、高
圧範囲１７から分岐した導管２６が開口し、ピン２５の反対側の端部２５Ｂにお
ける中空室２４の範囲に、漏洩導管２７が開口している。ピン２５の長手方向伸
張部に沿った分岐部２８に、液圧室１３への導管２９が通じている。

【００２４】 ピン２５の長手方向伸張部に沿った分岐部２８の配置により、液圧室１３内の
システム圧力ｐ＿ｓｙｓは、幾何学的に調節可能である。液圧室１３内のシステ
ム圧力ｐ＿ｓｙｓは、従って、下側の端部２５Ａにレール圧ｐ＿Ｒが負荷され、
反対側の端部２５Ｂにおいて負荷軽減されているピン２５の所定の長手方向区分
において取り出されて、かつ高圧範囲内に支配された圧力ｐ＿Ｒとの関連で変化
する。

【００２５】 図２において、システム圧力ｐ＿ｓｙｓとレール圧ｐ＿Ｒとの関係は、略示さ
れている。この場合、明らかなように、システム圧力ｐ＿ｓｙｓは、液圧室１３
に接するピストン９，１１における間隙寸法が小さい場合、ピン２５の全長に関
して、液力室１３への分岐部２８と固体若しくはピン２５の端部との間の高圧ｐ
＿Ｒと間隔１＿Ｂとの積とみなされる。カップラ圧力を表す液圧室１３内の静的
なシステム圧力ｐ＿ｓｙｓは、従って以下の式により決められる。

【００２６】

【数１】

【００２７】 所定の再充填時間後に噴射に達するシステム圧力ｐ＿ｓｙｓと並んで、図２に
は、最大許容静的システム圧力若しくはカップラ圧力ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘが書き
込まれている。最大許容静的システム圧力若しくはカップラ圧力ｐ＿ｓｙｓ＿ｍ
ａｘは、圧電ユニット４を作動することなく独立的な弁の開放に導く。この最大
許容システム圧力ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘは、超過することを許されないので、液圧
室への導管２９の分岐部２８は、システム圧力ｐ＿ｓｙｓが常に最大許容システ
ム圧力ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘよりも小さいように幾何学的に規定されている。更に
、ピストン９と１１並びにピン２５における間隙寸法は、最大許容システム圧力
ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘが超過されないように決められている。

【００２８】 システム圧力ｐ＿ｓｙｓおよび、分岐部２８とピン２５の端部２５Ｂとの間の
間隔１＿Ｂに対する液圧室１３への分岐部２８とピン２５の端部２５Ａとの間の
間隔とは、複数のバラメータと関連する。この場合、ピン２５の端部２５Ａでは
、高圧範囲１７と接続された導管２６が、中空室２４に開口しており、ピン２５
の端部２５Ｂでは、漏洩導管２７が、中空室２４に開口しており、複数のパラメ
ータには、第１の弁座１４の座直径Ａ２および第２のピストン若しくは作動ピス
トン１１の直径Ａ１とが含まれている。本実施例では、弁閉鎖部材１２が、弁閉
鎖部材１２と第２の弁座１５との間に配置されているばね３０のばね力Ｆ＿Ｆに
より高圧範囲１７への負荷が軽減されると、閉鎖位置において第１の弁座１４に
保持されている。この実施例では、ばね力Ｆ＿Ｆは、液圧室１３への導管２９の
分岐部２８の幾何学的な決定のための別のパラメータである。従って、図２に示
す最大許容システム圧力ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘは、簡単には以下の式のように表さ
れる。

【００２９】

【数２】

【００３０】 高圧範囲１７から分岐された導管２６は、本実施例では、高圧ポンプ３２から
、高圧範囲１７内の弁制御室２への高圧入口３１と接続されている。

【００３１】 この実施例とは相違して、高圧範囲１７から分岐された導管２６は、流れに応
して、例えば、弁制御室２または排出絞り２０または弁室１８のような高圧範囲
１７内の別の部分と結合することも当然可能である。この場合、ドイツ国特許出
願１９８６０６７８．８号明細書に記載のように、弁室１８内に、弁座１４，１
５間の弁閉鎖部材１２が運動可能であり、かつ弁室１８は、高圧導管に一体とな
っている。

【００３２】 更に、高圧範囲１７に通じる導管２８は、図１に示すように、直接液圧室１３
に開口するのではなく、第１のピストン９を取り囲む間隙３６および／または第
２のピストン１１を取り囲む間隙３７に開口することも可能である。この形式の
解決策は、図４に略示されている。この場合、分岐部２８から液圧室１３に通じ
る導管２９は、第１の導管２９Ａと第２の導管２９Ｂに分割されている。隙間３
６若しくは隙間３７への導管２９Ａと２９Ｂの開口範囲は、それぞれ充填溝３８
，３９として構成されている。ピン２５を介して供給された圧力が、充填溝３８
，３９にそれぞれ別個にあるいは一緒に供給することができる。

【００３３】 当然、導管２９Ａまたは導管２９Ｂのどちらか１つだけを設けることも可能で
ある。液圧室１３の間接的な充填は、いずれの場合でも、作動中の液圧室の圧力
保持能力の改善に役立つ。勿論、間隙３６，３７を通る流量が、ピン２５におけ
る流量よりも著しく少ないことに注意しなければならない。なぜなら、供給され
る圧力は、ピン２５における長さ比とだけしか関係しないからである。

【００３４】 図１若しくは図４の燃料噴射弁１は、以下の形式で作動する。

【００３５】 燃料噴射弁１が閉じられた状態、即ち、圧電アクチュエータ４に電流が流れて
いない場合には、弁閉鎖部材１２は、弁閉鎖部材１２に配属された上側の弁座１
４に接触してかつ特に、プレストレスＦ＿Ｆを有するばね３０により負荷されて
いる。特に、弁閉鎖部材１２に、弁閉鎖部材１２を第１の弁座に圧着させるレー
ル圧ｐ＿Ｒが接する。

【００３６】 圧電アクチュエータ４または別の弁部分が温度と関連して長さが変化した場合
に、作動が低速になると、調節ピストンとして役立つ第１のピストン９は、温度
上昇と共に、液圧室１３の補償容積内へ侵入して、温度降下と共に後退する。こ
の第１ピストン９の運動は、全体として弁閉鎖部材３および燃料噴射弁１の閉鎖
位置及び開口位置に影響を及ぼすことはない。

【００３７】 弁が開放されて噴射が、燃料噴射弁１によりおこなわれると、圧電アクチュエ
ータ４は通電されるか若しくは電圧が負荷される、これにより、圧電アクチュエ
ータ４は、急激に軸方向へ膨張する。圧電アクチュエータ４のこの形式の迅速な
作動の際に、圧電アクチュエータ４は弁体７に支持されてかつ液圧室１３内に開
放圧力を形成する。弁１が、液圧室１３内のカップラ圧力若しくはシステム圧力
ｐ＿ｓｙｓにより釣り合ったときに初めて、第２のピストン１１は、弁閉鎖部材
１２をその上側の弁座１４から、両弁座１４，１５間の中間位置に動かす。レー
ル圧ｐ＿Ｒが高い場合には、液圧室１３内に平衡圧力を達成するために、圧電側
に、より大きな力が必要になる。本発明の弁１の場合、従って、充填装置２３の
ピン２５が使用される。このピン２５により、レール圧ｐ＿Ｒが高い場合に、液
圧室１３内の圧力も相応して上昇する。このような形式で、圧電アクチュエータ
４への電圧が同じ場合に、弁閉鎖部材１２への圧電側の力が、図３に示されるよ
うに上昇する。

【００３８】 図３には、第１の電圧Ｕ１および第２の、より低い電圧Ｕ２のために、それぞ
れ点線で、本発明の変化可能なシステム圧力ｐ＿ｓｙｓの場合の弁閉鎖部材１２
への圧電アクチュエータ４の力Ｆ＿Ａの経過が示されている。図３には、更に、
第１の電圧Ｕ１および第２の、より低い電圧Ｕ２のために、それぞれ直線で、従
来の静的なシステム圧力ｐ＿ｓｙｓの場合の弁閉鎖部材１２への圧電アクチュエ
ータ４の力Ｆ＿Ａの経過が示されている。この場合、本発明の変化可能なシステ
ム圧力ｐ＿ｓｙｓにより、圧電アクチュエータ４が、同一の電圧で、第１の弁座
１４における位置Ｓ１から、第２の弁座１５における位置Ｓ２へ弁閉鎖部材１２
が移動した場合に、より大きな力がもたらされることを示している。この場合、
力の増加ΔＦが、液圧室１３内のシステム圧力ｐ＿ｓｙｓと第２のピストン１１
の直径Ａ１から生じる。力の増加ΔＦは、圧電アクチュエータにおいて印加され
る、より高い電圧にほぼ相当する。なぜなら、一定のシステム圧力を有する弁に
対する力の獲得は、例えば２０％になるからである。このように獲得された力の
蓄えは、弁の設計の際に、例えば圧電アクチュエータを小さくすることに利用す
ることができる。

【００３９】 弁閉鎖部材１２が、レール圧ｐ＿Ｒに抗して、弁閉鎖部材１２の第２の下側の
弁座１５に達すると、圧電アクチュエータ４の通電が遮断されて、弁閉鎖部材１
２が再び弁閉鎖部材１２の中間位置へ移動して、もう一度燃料噴射がおこなわれ
る。同時に、充填装置２３を介して、システム圧力ｐ＿ｓｙｓでの液圧室２３の
再充填がおこなわれる。

【００４０】 図５には、燃料噴射弁の別の実施例を示す部分図が示されている。この実施例
は、原理的には、図１および図４に記載の燃料噴射弁と同ように作動する。分か
り易くするために、同一機能の構造部分は、図１で使用した符号で表示されてい
る。

【００４１】 固体若しくはピン２５が、充填装置２３の中空室２４内で、確かに遊びをもっ
ているが、しかしながらほぼ軸方向に不動に配置されている図１の実施例と比較
して、圧力分割ピンのように作用する固体若しくはピン２５が、この実施例の場
合、機械的な調整装置３２により、中空室２４により軸方向へ調節可能に配置さ
れている。図５の実施例では、漏洩導管２７に面した端部２５Ｂの調節円板３３
により実現される機械的な調整装置３２により、ピン２５は中空室２４内で移動
可能である。これにより、ピン２５から液圧室１３へ分岐したシステム圧力ｐ＿
ｓｙｓが変化する。なぜなら、ピン２５における長さ比率が変位するからである
。

【００４２】 図５の実施例の圧電アクチュエータ４が、通電されると、上記記載のように、
長さの変更が、液圧室１３内の圧力の上昇につながる。この場合、圧力の上昇は
、他方では、例えば作動勾配、液圧室１３の容積およびアクチュエータセラミッ
クの拡散のような種々のファクターと関係する。燃料噴射弁においては、出来る
だけ正確に調量されている小さい噴射量のパイロット噴射がしばしばおこなわれ
る。実際のパイロット噴射量は、種々の公差の影響でしばしば予め計算されたパ
イロット噴射量と正確に一致していないので、この実施例では、パイロット噴射
量の修正は、弁閉鎖部材の移動の際に、弁閉鎖部材の第１の弁座１４から、第２
の弁座１５に向かって、システム圧力ｐ＿ｓｙｓの変化により、噴射時間または
噴射開始も変化するようにおこなわれる。

【００４３】 図６には、図５の実施例の変化形が示されている。この場合、充填装置２３の
中空室２４内のピン２５を軸方向に移動するための機械的な調整装置３２は、調
節ねじ３４により構成されている。調節ねじ３４は、ねじ山３５内で、適当なね
じ回しにより外部から調節可能である。

【００４４】 図７乃至図１３には、本発明の別の実施例が示されている。この場合、ピン２
５は、それぞれ位置決め装置４０により、中空室２４内に配置されている。

【００４５】 上記のように、ピン２５は、ある一定の遊びをもって、中空室２４の孔に挿入
されている。この場合、ピン２５の正確な位置は未知である。中空室２４内のピ
ン２５の半径方向の配置は、経験的な調べによれば、しかし間隙流量と燃料噴射
弁の正確な機能への証明されていない影響を有している。分岐部２８の配置に関
するピン２５における長さ間の分割比率は、例えばピン２５が傾斜して位置して
いる場合不正確である。流量も変化して、流量は、ピン２５が完全に偏心した場
合に、ピン２５の正確に中心に配置された場合よりも係数２．５だけ大きくなる
。本発明の位置決め装置４０は、これに対してピン２５の限定された配置を可能
にする。これにより、流量は、正確に調節されるか若しくは分割比率は正確に守
られかつ噴射器の機能は従ってより正確になる。

【００４６】 図７乃至図１１の実施例の場合、ピン２５は、それぞれ少なくとも１つのばね
部材により偏心的に、ピン２５がその長手方向側において、中空室２４の壁に支
持されるように配置されている。

【００４７】 図７および図９に示す位置決め装置４０の第１の実施態様では、ピン２５は、
溝４１を有することができる。この溝４１内に、ばね部材として、弾性材料から
なる薄板条片４２が位置している。薄板条片４２は、中空室２４の孔壁に支持さ
れている。ばね部材４２は、ピン２５を壁に押圧する力を生じせしめる。従って
、ピン２５は限定的に偏心されて位置している。流れは、今やピン２５と孔との
間の遊びにより限定されている。

【００４８】 図９に示した実施例は、図７若しくは図８の実施例にほぼ相当する。しかしな
がら、ばね部材は、この実施例では、溝４１内に位置してかつボール４４を圧着
しているコイルばねである。

【００４９】 図１０と図１１に示すように、それぞれ１つのばね部材４５，４６が、ピン２
５の両端部における平坦部分に、位置決め装置４０を構成するために設けること
もできる。

【００５０】 位置決め装置４０は、しかし、図１２と図１３の変化形に示すように、ピン２
５のそれぞれ一方の端部に配置された圧力肩部４７，４８若しくは４９，５０と
して構成することもできる。圧力肩部４７，４８若しくは４９，５０は、この場
合、それぞれ１８０度互いにずらして配置されていて、図１２のようにピン２５
に、あるいは図１３のように中空室２４に形成することができる面取り部として
構成されている。ピン２５の端部における、２つの１８０度ずらして形成された
面取り部により、生じた液圧力が利用される。特に図１２および所属の圧力経過
から推量できるように、下側の圧力ｐ＿１が上側ｎ圧力ｐ＿０よりも大きい場合
、燃料は、下方から上方へ流れる。面取り部なしでは、ピン上面では、線状の圧
力経過をｐ＿１からｐ＿０へ調節することになる。面取り部が作用して、ピン２
５の左下側の圧力が先ずｐ＿１と同じであり、これに対して右下側の圧力は既に
線状に減少している。これにより、ピン２５は、下側右方へ押圧されている。ピ
ン２５の上方も、同様な作用が生じる。

【００５１】 ピン２５の正確な位置決めの問題は別として、場合によっては、ピン２５の構
造長さが、液圧室１３内のシステム圧力ｐ＿ｓｙｓに対する高圧ｐ＿Ｒの圧力比
率が大きい場合に、組込上および製作上の問題につながる。

【００５２】 従って、複数の圧力分配ピンが、図１乃至図１３に示したピン２５のように存
在することもできる。これにより、個々のピンの構造長さを、唯一のピンに比べ
て明らかに小さくすることができる。

【００５３】 図１４には、２つのピン２５，２５′を有する変化形が示されている。この場
合、それぞれ高圧を供給する導管２６，２６′と漏洩導管２７，２７′とを有す
る２つの中空室２４，２４′は、前接続された中空室２４′からの液圧室１３に
通じる導管２９′が、高圧範囲１７から通じる導管２６を形成するように直列に
配置されている。この場合、導管２６は、後接続された中空室２４に開口してい
る。

【００５４】 上記記載の実施例は、それぞれ所謂ダブルシート弁に関するが、本発明は、当
然、弁座を一つしか有していないシングル接続式の弁にも適用可能である。

【００５５】 本発明は、当然、有利な使用分野として記載してきたコモンーレール噴射に使
用されるだけでなく、一般的な燃料噴射弁または、例えばポンプのような別の周
辺の分野にも適用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例における内燃機関用燃料噴射弁の略示部分縦断面図。

【図２】 高圧範囲の圧力との関連で、低圧範囲のシステム圧力の経過を簡略に示した線
図。

【図３】 低圧範囲における、一定のシステム圧力を有する弁の力の経過との比較して、
本発明の弁の圧電ユニットの弁側の力の経過を簡略に示した線図。

【図４】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図５】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図６】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図７】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図８】 図７の実施例の略示横断面図。

【図９】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図１０】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図１１】 図１０の実施例の略示横断面図。

【図１２】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図１３】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【図１４】 本発明の別の実施例の略示部分縦断面図。

【符号の説明】

１ 弁 ３ 弁部材 ４ 圧電ユニット ７ 弁体 ９ 第１のピストン １０ 第２のピストン １２ 弁閉鎖部材 １３ 液圧室 １４，１５ 弁座 １６ 低圧範囲 １７ 高圧範囲 ２３ 充填室 ２４，２４′ 中空室 ２５，２５′ 固体 ２５Ａ 固体の端部 ２５Ｂ 固体の対向する端部 ２６，２６′ 導管 ２７，２７′ 漏洩導管 ２８ 分岐部 ２９、２９Ａ、２９Ｂ、２９′ 導管 ｐ＿ｓｙｓ システム圧力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 47/02 51/06 51/06 Ｎ Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 BA13 BA61 BA67 CC01 CC05T CC08T CC08U CC67 CC68T CD30 CE16 CE27 DA09 【要約の続き】 岐していて、液圧室（１３）内のシステム圧力（ｐ＿ｓ ｙｓ）は、分岐部（２８）の幾何学的決定により調節可 能である。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を制御するための弁であって、弁体（７）内で軸方向に
   移動可能な弁部材（３）の作動のための圧電ユニット（４）を有しており、弁部
   材（３）に、弁閉鎖部材（１２）が配属されており、弁閉鎖部材（１２）は、弁
   （１）を開閉するための少なくとも１つの弁座（１４，１５）と協働しかつシス
   テム圧力を有する低圧範囲（１６）を、高圧範囲（１７）から分離しており、前
   記弁部材（３）は、少なくとも１つの、第１のピストン（９）と第２のピストン
   （１１）とを有しており、第１のピストン（９）と第２のピストン（１１）との
   間には、公差補償部材および液圧伝達装置として働く液圧室が形成されていて、
   漏洩損失を補償するために、高圧範囲（１７）と接続可能な充填装置（２３）が
   設けられている形式のものにおいて、充填装置（２３）は、少なくとも１つの通
   路形式の中空室（２４，２４′）により形成されており、中空室（２４，２４′
   ）内には、固体（２５，２５′）が、固体（２５，２５′）の端部（２５Ａ）に
   おける中空室（２４，２４′）に、高圧範囲（１７）に通じる導管（２６，２６
   ′）が開口し、固体（２５，２５′）の対向する端部（２５Ｂ）において、漏洩
   導管（２７，２７′）が開口するように固体を取り囲む間隙をもって配置されて
   おり、液圧室（１３）に通じる導管（２９，２９Ａ，２９Ｂ，２９′）は、固体
   （２５，２４′）の長手方向伸張部に沿って分岐していて、液圧室（１３）内の
   システム圧力（ｐ＿ｓｙｓ）は、固体（２５，２４′）の長手方向伸張部におけ
   る分岐部（２８）の幾何学的決定により調節可能であることを特徴とする液体を
   制御するための弁。
2. 【請求項２】 液圧室（１３）内のシステム圧力（ｐ＿ｓｙｓ）は、高圧室
   （１７）内に支配する圧力（ｐ＿Ｒ）との関係で変化可能であり、システム圧力
   （ｐ＿ｓｙｓ）は、固体（２５）の全長（１＿Ａ＋１＿Ｂ）に関して、高圧（ｐ
   ＿Ｒ）と、液圧室（１３）への分岐部（２８）と固体の端部（２５Ｂ）との間の
   間隔（１＿Ｂ）との積から実質的に得られることを特徴とする請求項１記載の弁
   。
3. 【請求項３】 液圧室（１３）への分岐部（２８）と固体の端部（２５Ａ）
   との間の間隔（１＿Ａ）の、液圧室（１３）への分岐部（２８）と固体（２５）
   の、漏洩導管（２７）が中空室（２４）に開口する端部（２５Ｂ）との間の間隔
   （１＿Ｂ）に対する比率は、弁座直径（Ａ２）や、第２のピストン（１１）の直
   径（Ａ１）に対する第１のピストン（９）の直径（Ａ０）の比率のようなパラメ
   ータとの関連で選択されることを特徴とする請求項１または２記載の弁。
4. 【請求項４】 弁閉鎖部材（１２）と、高圧範囲（１７）に面した、第２の
   弁座（１５）との間に配置され、弁閉鎖部材（１２）を高圧範囲（１７）の負荷
   が軽減された際に閉鎖方向で第１の弁座（１４）に保持するばね（３０）のばね
   力（Ｆ＿Ｆ）は、液圧室（１３）への導管（２９）の分岐部（２８）の幾何学的
   な決定のためのパラメータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
   項記載の弁。
5. 【請求項５】 液圧室（１３）への導管（２９）の分岐部（２８）は、液圧
   室（１３）内のシステム圧力（ｐ＿ｓｙｓ）が、最大許容システム圧力（ｐ＿ｓ
   ｙｓ＿ｍａｘ）よりも常に小さいように幾何学的に決定することを特徴とする請
   求項１乃至４のいずれか１項記載の弁。
6. 【請求項６】 液圧室（１３）の最大許容システム圧力（ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａ
   ｘ）は、圧電ユニット（４）の作動なしの自動的な弁開口が生じる圧力に相当す
   ることを特徴とする請求項５記載の弁。
7. 【請求項７】 液圧室（１３）に通じる導管（２９，２９Ａ，２９Ｂ）は、
   液圧室（１３）に接する、第１のピストン（９）を間隙（３６）および／または
   第２のピストン（１１）を取り囲む間隙（３７）を介して、液圧室（１３）に通
   じていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の弁。
8. 【請求項８】 固体（２５）を取り囲む間隙の、第１のピストン（９）と第
   ２のピストン（１１）とを取り囲む間隙（３６，３７）に対する間隙寸法の比率
   は、液圧室（１３）内の最大許容システム圧力（ｐ＿ｓｙｓ＿ｍａｘ）を越えな
   いように選ばれていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の弁
   。
9. 【請求項９】 充填装置（２３）は、少なくとも１つの第２の中空室（２４
   ′）を有しており、第２の中空室（２４′）には、固体（２５′）が配置されて
   おり、それぞれ固体（２５，２５′）を有する中空室（２４，２４′）は、前接
   続された中空室（２４′）からの、液圧室（１３）に通じる導管（２９′）が、
   後接続された中空室（２４）のための、高圧範囲（１７）から通じる導管（２６
   ）を形成するように直列に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のい
   ずれか１項記載の弁。
10. 【請求項１０】 高圧範囲（１７）に通じる導管（２６）は、流れに従って
    、高圧範囲（１７）内における、高圧ポンプ（３２）から弁制御室（２）への高
    圧入口（３１）と接続されるか、あるいは高圧範囲（１７）内における、少なく
    とも１つの弁座（１４，１５）と弁制御室（２）との間の排出絞り（２０）と接
    続されるか、あるいは、弁閉鎖部材（１２）が弁座（１４）と第２の弁座（１５
    ）との間で運動可能である弁室（１８）と接続されることを特徴とする請求項１
    乃至９のいずれか１項記載の弁。
11. 【請求項１１】 中空室（２４）内の固体（２５）はほぼ軸方向に運動不能
    に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の弁。
12. 【請求項１２】 中空室（２４）内の固体（２５）は、機械的な調整装置（
    ３２）により軸方向に調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１乃至
    １０のいずれか１項記載の弁。
13. 【請求項１３】 機械的な調整装置は、少なくとも１つの調節円板（３３）
    および／または調節ねじ（３４）により、固体（２５）の両端部の少なくとも一
    方の端部に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の弁。
14. 【請求項１４】 固体（２５）は半径方向の整合のための位置決め装置（４
    ０）により、中空室（２４）内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至
    １３のいずれか１項記載の弁。
15. 【請求項１５】 固体（２５）は、位置決め装置（４０）により、固体（２
    ５）が中空室（２４）の壁部における長手側において支持されるように偏心的に
    配置されていることを特徴とする請求項１４記載の弁。
16. 【請求項１６】 位置決め装置（４０）は、中空室（２４）の壁部と固体（
    ２５）との間の少なくとも１つのばね部材（４２，４３，４５，４６）を有して
    おり、ばね部材（４２，４３，４５，４６）は、有利には、固体（２５）の溝（
    ４１）内に係合していることを特徴とする請求項１４または１５記載の弁。
17. 【請求項１７】 位置決め装置（４０）は、固体（２５）の一端に配置され
    た、それぞれ１つの押圧肩部（４７，４８，４９，５０）により形成されていて
    、押圧肩部（４７，４８，４９，５０）は、互いに少なくともほぼ１８０度ずら
    して配置されていることを特徴とする請求項１４または１５記載の弁。
18. 【請求項１８】 押圧肩部（４７，４８，４９，５０）は、それぞれ面取り
    部として固体（２５）または中空室（２４）に一体成形されていることを特徴と
    する請求項１７記載の弁。
19. 【請求項１９】 固体（２５，２５′）は、円筒状のピンとして構成されて
    いることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項記載の弁。
20. 【請求項２０】 内燃機関、特にコモンレール式噴射器（１）用の燃料噴射
    弁の構造部分として使用されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１
    項記載の弁。