JP2010116891A - フローリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】ストッパを圧入しないでケーシングに取り付けることにより、削りかすやバリの発生を無くしてこれらの発生に起因する作業を不要とすると共に圧入力の調整を不要とし、また、圧力減衰用オリフィスをバルブと噴射口（流出口）との間に配置することにより、バルブが受ける圧力を軽減して、ストッパを従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができるフローリミッタを得る。
【解決手段】ケーシング２、流入口３、流出口４、空間５、バルブ６、弁座７、弾性部材８及びストッパ１０を備えたフローリミッタであって、ストッパ１０は、半径方向外方に弾性力を有する筒状の弾性部材であり、該弾性力によってケーシング２の流入口側に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料噴射装置に設けられ、高圧燃料を蓄えるコモンレールから内燃機関の各気筒に対応するインジェクタへ過剰の燃料量が流れるのを防止するフローリミッタに関するものである。

従来において、種々のフローリミッタが知られている。
特開２００４−０２７９６６号公報

図４には、従来におけるフローリミッタの一例を示している。図４に示すように、このフローリミッタ５０は、インジェクタの上流側に設けられており、燃料量（圧力）が所定値以上となった場合に燃料の流通を停止させるものであり、ケーシング５１の内部には、流入口５２、流出口５３、空間５４、バルブ５５、弁座５６、圧縮コイルスプリング５７及びストッパ５９等で構成されている。ストッパ５９は、ケーシング５１に圧入されており、流入口５２と空間５４とを連通する連通路５８が形成されており、この連通路５８には、通路面積を絞る圧力減衰用オリフィス６１が形成されている。

コモンレール（図示せず）からの燃料が流入口５２に流入すると、この燃料は、連通路５８を通って空間５４に進入し、バルブ５５を圧縮コイルスプリング５７の押圧力に抗して弁座５６側へ移動させ、バルブ５５に形成された中空部６０及び連通口６５を通り空間５４を経て流出口５３から流出し、インジェクタ（図示せず）に流入するようになっている。

そして、コモンレールからの燃料が流入口５２に流入がないか又はほとんどない場合には、圧縮コイルスプリング５７の押圧力によりバルブ５５の後端部６２がストッパ５９に接した状態となる。すなわち、インジェクタの閉弁時に発生したウォータハンマーによる、インジェクタ側からコモンレール側へ伝播する反射波（圧力波）がバルブ５５に作用し、バルブ５５がストッパ５９側に移動する。このとき、圧力減衰用オリフィス６１が、反射波（圧力波）を減衰するため、コモンレール内の圧力の変動が防止されている。

一方、流入口５２に流入されるコモンレールからの燃料の量（圧力）が所定値以上となった場合には、バルブ５５の先端部６３が弁座５６に嵌合した状態となり、インジェクタへ過剰の燃料量が流れるのが防止されている。

しかしながら、上述した従来におけるフローリミッタには、以下の問題がある。すなわち、連通路５８が形成されているストッパ５９がケーシング５１に圧入されて取り付けられているため、スットパ５９の圧入工程の際にケーシング５１の被圧入内側面が削られ、削りかすやバリが発生する問題があった。また、圧入によってストッパ５９をケーシング５１に保持させているため、この保持力（圧入力）を管理（バリが発生した場合には、圧入力値の補正のための手直し等）しなければならない問題があった。また、ストッパ５９を圧入したフローリミッタの特性が良好でなかった場合には、そのフローリミッタを廃却しなければならないという問題があった。その結果、フローリミッタは、製造コストの高いものとなっていた。

また、上述のように、圧力減衰用オリフィス６１がストッパ５９の連通路５８に形成されているため、バルブ５５は、インジェクタ側からコモンレール側へ伝播する大きな圧力を受け、その結果、このバルブ５５と当接するストッパ５９には高面圧が発生するという問題があった。そのため、ストッパ５９は、高強度（高硬度）な材質で製造しなければならず、製造コストが高くなってしまうという問題があった。

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ストッパを圧入しないでケーシングに取り付けることにより、削りかすやバリの発生を無くしてこれらの発生に起因する作業を不要とすると共に圧入力の調整を不要とし、また、圧力減衰用オリフィスをバルブと噴射口（流出口）との間に配置することにより、バルブが受ける圧力を軽減して、ストッパを従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができるフローリミッタを提供することを目的とする。

本発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に所定の物質を流入させる流入口と、前記流入口から流入した物質を外部に流出させる流出口と、前記流入口及び前記流出口を連通するように前記ケーシング内に形成された空間と、前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと、前記空間の前記流出口側に形成された、前記バルブを着座可能とする弁座と、前記空間に設けられ、前記バルブを前記流入口側に押圧する弾性部材と、前記ケーシングの前記流入口側に設けられ、前記流入口と前記空間とを連通する流入側連通路を有するストッパと、を備えたフローリミッタであって、前記ストッパは、半径方向外方に弾性力を有する筒状の弾性部材であり、該弾性力によって前記ケーシングの前記流入口側に取り付けられていることを特徴とするフローリミッタを提供する。

前記ストッパは、前記ケーシングに対し着脱可能に取り付けられることができる。また、前記ストッパは、前記フローリミッタの組み立て時において、該ストッパの一端面が前記ケーシングの前記流入口側端面から突出した状態で取り付けられている方が好ましい。

前記ストッパは、例えば、筒状に巻かれ、一端部に凸状部が形成され、他端部に該凸状部と係合しかつ該凸状部を受け入れる凹部が形成され、半径方向内方に押圧されると、この押圧力に抗して半径方向外方への弾性力で元の形状に戻ろうとする筒状の圧縮スプリングにすることができる。

また、前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと前記流出口との間には、圧力減衰用オリフィスが形成されており、この圧力減衰用オリフィスは、例えば、前記空間の前記流出口側に形成された弁座と前記流出口との間に形成された前記空間と前記流出口とを連通する流出側連通路に形成することができる。

請求項１記載の発明によれば、ケーシングと、前記ケーシング内に所定の物質を流入させる流入口と、前記流入口から流入した物質を外部に流出させる流出口と、前記流入口及び前記流出口を連通するように前記ケーシング内に形成された空間と、前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと、前記空間の前記流出口側に形成された、前記バルブを着座可能とする弁座と、前記空間に設けられ、前記バルブを前記流入口側に押圧する弾性部材と、前記ケーシングの前記流入口側に設けられ、前記流入口と前記空間とを連通する流入側連通路を有するストッパと、を備えたフローリミッタであって、前記ストッパは、半径方向外方に弾性力を有する筒状の弾性部材であり、該弾性力によって前記ケーシングの前記流入口側に取り付けられているため、従来のように、ストッパを圧入によってケーシングに取り付けることが不要であり、その結果、圧入による削りかすやバリの発生を無くしてこれらの発生に起因する作業を不要とすると共に圧入力の調整を不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

請求項２記載の発明によれば、前記ストッパは、前記ケーシングに対し着脱可能に取り付けられているため、フローリミッタの特性が良好でなかった場合であっても、そのフローリミッタを廃却せずに、前記ストッパを取り外して部品を交換することができ、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

請求項３記載の発明によれば、前記ストッパは、前記フローリミッタの組み立て時において、該ストッパの一端面が前記ケーシングの前記流入口側端面から突出した状態で取り付けられているため、ストッパの一端面をコモンレール本体に対して完全に接面させることができ、コモンレール本体に対しフローリミッタを所定の高さ（位置）に確実に設定することができる。

請求項４記載の発明によれば、前記ストッパは、筒状に巻かれ、一端部に凸状部が形成され、他端部に該凸状部と係合しかつ該凸状部を受け入れる凹部が形成され、半径方向内方に押圧されると、この押圧力に抗して半径方向外方への弾性力で元の形状に戻ろうとする筒状の圧縮スプリングであるため、従来のように、ストッパを圧入によってケーシングに取り付けることが不要であり、その結果、圧入による削りかすやバリの発生を無くしてこれらの発生に起因する作業を不要とすると共に圧入力の調整を不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

請求項５記載の発明によれば、前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと前記流出口との間には、圧力減衰用オリフィスが形成されているため、バルブが受ける圧力を軽減して、ストッパを従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

請求項６記載の発明によれば、前記空間の前記流出口側に形成された弁座と前記流出口との間には、前記空間と前記流出口とを連通する流出側連通路が形成されており、該流出側連通路に前記圧力減衰用オリフィスが形成されているため、請求項５記載の発明と同様に、バルブが受ける圧力を軽減して、ストッパを従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

以下、本発明にかかるフローリミッタを実施するための最良の形態について図面を参照しながら述べる。本発明にかかるフローリミッタは、周知の通り、内燃機関用燃料噴射システム（図示せず）において用いられるものであり、この内燃機関用燃料噴射システムは、フローリミッタ、燃料タンク、高圧燃料供給装置、コモンレール、インジェクタ、スイッチ・センサ類及び電子式コントロールユニット（ＥＣＵ）等で主に構成されている。

そして、高圧燃料供給装置は燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧化してコモンレールに供給し、コモンレールは高圧燃料供給装置から供給された高圧燃料を蓄えてインジェクションパイプを介して内燃機関の各気筒に対応するインジェクタへ分配し、各インジェクタは、高圧燃料を所定のタイミングで内燃機関の燃料室に噴射するようになっている。ＥＣＵは、スイッチ・センサ類により検出されたアクセル開度、エンジン回転数、コモンレール内の圧力等のフィードバック情報に基づいて、燃料噴射量、噴射タイミング等の目標値を決定し、インジェクタ等に対して制御信号を出力するようになっている。

フローリミッタ１は、コモンレールから内燃機関の各気筒に対応するインジェクタへ過剰の燃料量が流れるのを防止するためのものである。図１には、本発明にかかるフローリミッタの横断面図を示している。図１に示すように、フローリミッタ１は、一端側がコモンレール本体の所定の位置に取り付けられており、中空状に形成されたケーシング２と、ケーシング２内にコモンレール内の燃料（所定の物質）を流入させる流入口３と、ケーシング２内に流入した燃料（物質）をインジェクタ側（外部）に流出させる流出口４と、流入口３及び流出口４を連通するようにケーシング２内に形成された空間５と、空間５内に摺動可能に設けられたバルブ６と、空間５の流出口４側に形成された、バルブ６を着座可能とする弁座７と、空間５内に設けられ、バルブ６を流入口３側に押圧する弾性部材としての圧縮コイルスプリング８と、ケーシング２の流入口３側に設けられ、流入口３と空間５とを連通する流入側連通路９を有するストッパ１０とを主に備えている。

バルブ６は、その先端部１１が弁座７に嵌合可能な形状に形成され、後端部１２には、開口部１３が形成されている。また、バルブ６の中間部には、一端側が開口部１３と連通すると共に他端側が先端部１１の近傍まで延びる中空部１４が形成され、この中空部１４の先端部１１寄りの部分には、中空部１４と空間５とを連通させる連通口１５が形成されている。

ストッパ１０は、ケーシング２内に設けられたバルブ６の開弁方向の移動範囲を規制するためのものである。このストッパ１０は、半径方向外方に弾性力を有する筒状の弾性部材であり、この弾性力によってケーシング２の流入口３側に着脱可能に取り付けられている。このストッパ１０は、例えば、図２に示すように、筒状に巻かれ、その一端側に凸状部１０ａが形成され、他端側に該凸状部１０ａと係合しかつ該凸状部１０ａを受け入れる凹部１０ｂが形成されており、半径方向内方に押圧すると、この押圧力に抗して半径方向外方への弾性力で元の形状に戻ろうとする筒状の圧縮スプリングにすることができる。従って、ストッパ１０は、ケーシング２の流入口３の開口に対し、半径方向外方への弾性力で保持されるように圧縮された状態（ゆるい嵌め合い状態）で着脱可能に取り付けられている。

そして、ストッパ１０は、フローリミッタ１の組み立て時においては、ストッパ１０の一端面（図１において左側の端面）がケーシング２の流入口３の側端面から少しだけ突出した状態で取り付けられている。これにより、フローリミッタ１をコモンレール本体の所定の位置に取り付ける時に、ストッパ１０の一端面（図１において左側の端面）をコモンレール本体に対して完全に接面させることができ、コモンレール本体に対しフローリミッタ１を所定の高さ（位置）に確実に設定することができる。

また、上記空間５内に摺動可能に設けられたバルブ６と流出口４との間には、流路面積を絞る圧力減衰用オリフィス１６が形成されている。図１に示す圧力減衰用オリフィス１６は、空間５の流出口側に形成された弁座７と流出口４との間に形成された、空間５と流出口４とを連通する流出側連通路１７に形成されている。

次に、上記実施の形態の動作について説明する。コモンレール（図示せず）からの燃料が流入口３に流入すると、この燃料は、ストッパ１０の流入側連通路９を通って空間５に進入し、バルブ６を圧縮コイルスプリング８の押圧力に抗して弁座７側へ移動させ、バルブ６に形成された中空部１４及び連通口１５を通り空間５を経て流出口４から流出し、インジェクタ（図示せず）に流入するようになっている。このとき、流入口３から流入される燃料の圧力が適正な範囲である場合には、バルブ６は、連通口１５の上流側と下流側の圧力差によって受ける力と圧縮コイルスプリング８の押圧力とのバランスにより、スットパ１０と弁座７との中間位置に存することになる。

そして、コモンレールからの燃料が流入口３に流入がないか又はほとんどない場合には、図１に示すように、圧縮コイルスプリング８の押圧力によりバルブ６の後端部１２がストッパ１０に接した状態となる。すなわち、インジェクタの閉弁時に発生したウォータハンマーによる、インジェクタ側からコモンレール側へ伝播する反射波（圧力波）がバルブ６に作用し、バルブ６がストッパ１０側に移動する。このとき、空間５と流出口４とを連通する流出側連通路１７には、圧力減衰用オリフィス１６が形成されているため、この圧力減衰用オリフィス１６によって、インジェクタの閉弁時に発生したウォータハンマーによる、インジェクタ側からコモンレール側へ伝播する圧力が減衰され、バルブ６が受ける圧力を従来よりも小さくすることができる。従って、バルブ６の後端部１２と当接するストッパ１０を従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

また、インジェクタの閉弁時に発生したウォータハンマーによる、インジェクタ側からコモンレール側へ伝播する反射波（圧力波）がバルブ６をインジェクタ側からコモンレール側へ押すことによって発生する、バルブ６のストッパ１０に対する当接力（圧力）Ｆは、ストッパ１０がゆるい嵌め合い状態でケーシング２の流入口３の開口に取り付けられているため、コモンレール本体側に伝達されて、その反力ｆと釣り合う。従って、ストッパ１０が作動中にケーシング２の流入口３の開口に対して動くことはない。従来のストッパは、ケーシングに圧入で取り付けられているため、上記当接力（圧力）を完全に受け止めており、そのため、ストッパを高強度（高硬度）な材質で製造しなければならなかったが、本発明のストッパ１０は、ゆるい嵌め合い状態でケーシング２に取り付けられているために上記当接力（圧力）がコモンレール本体側に伝達されるので、この点においてもストッパを従来のような高強度（高硬度）な材質で製造することを不要とし、もって、フローリミッタの製造コストを低減させることができる。

一方、流入口３に流入されるコモンレールからの燃料の量（圧力）が所定値以上となった場合には、バルブ６の先端部１１が弁座７に嵌合した状態となり、インジェクタへ過剰の燃料量が流れるのが防止される。

なお、上記実施の形態においては、ストッパが図２に示すような筒状の圧縮スプリングで構成されているが、ストッパはこれに限定されない。すなわち、ストッパは、半径方向外方に弾性力を有する弾性部材であり、該弾性力でストッパがケーシングにゆるい嵌め合い状態で保持されることができるものであればよい。

図１は、本発明にかかるフローリミッタの実施の形態を示す横断面図である。 図２は、上記実施の形態に適用可能なストッパの一例を示す斜視図である。 図３は、図１に示すフローリミッタの一部拡大横断面図である。 図４は、従来におけるフローリミッタを示す横断面図である。

符号の説明

１ フローリミッタ
２ ケーシング
３ 流入口
４ 流出口
５ 空間
６ バルブ
７ 弁座
８ 圧縮コイルスプリング
９ 流入側連通路
１０ ストッパ
１０ａ 凸状部
１０ｂ 凹部
１１ 先端部
１２ 後端部
１３ 開口部
１４ 中空部
１５ 連通口
１６ 圧力減衰用オリフィス
１７ 流出側連通路

Claims (6)

1. ケーシングと、
   前記ケーシング内に所定の物質を流入させる流入口と、
   前記流入口から流入した物質を外部に流出させる流出口と、
   前記流入口及び前記流出口を連通するように前記ケーシング内に形成された空間と、
   前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと、
   前記空間の前記流出口側に形成された、前記バルブを着座可能とする弁座と、
   前記空間に設けられ、前記バルブを前記流入口側に押圧する弾性部材と、
   前記ケーシングの前記流入口側に設けられ、前記流入口と前記空間とを連通する流入側連通路を有するストッパと、を備えたフローリミッタであって、
   前記ストッパは、半径方向外方に弾性力を有する筒状の弾性部材であり、該弾性力によって前記ケーシングの前記流入口側に取り付けられていることを特徴とするフローリミッタ。
2. 前記ストッパは、前記ケーシングに対し着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のフローリミッタ。
3. 前記ストッパは、前記フローリミッタの組み立て時において、該ストッパの一端面が前記ケーシングの前記流入口側端面から突出した状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフローリミッタ。
4. 前記ストッパは、筒状に巻かれ、一端部に凸状部が形成され、他端部に該凸状部と係合しかつ該凸状部を受け入れる凹部が形成され、半径方向内方に押圧されると、この押圧力に抗して半径方向外方への弾性力で元の形状に戻ろうとする筒状の圧縮スプリングであることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載のフローリミッタ。
5. 前記空間内に摺動可能に設けられたバルブと前記流出口との間には、圧力減衰用オリフィスが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載のフローリミッタ。
6. 前記空間の前記流出口側に形成された弁座と前記流出口との間には、前記空間と前記流出口とを連通する流出側連通路が形成されており、該流出側連通路に前記圧力減衰用オリフィスが形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフローリミッタ。

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