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【発明の名称】 内燃機関の燃料供給圧力を調整するための改良型ソレノイド・バルブ
【発明者】 【氏名】バンツハッフ ヴェルナー
【要約】 【課題】内燃機関の燃料供給圧力を調整するための改良型ソレノイド・バルブを提供すること。

【解決手段】ソレノイド・バルブ（５）は、燃料供給管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）と、電磁石によって制御されるとともに管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）に配設される円錐形弁座（１３）と協働するボール・シャッター（１２）とを有する。管路は、燃料圧力の過度の低下を生じることなく、汚れの粒子が弁座（１３）とシャッター（１２）との間に侵入するのを防止するための燃料濾過手段（２２、２４；２９、３１；３６、３８）を有し、この燃料濾過手段は、いくつかの開口（２４、３２、３８）を備える円筒形の壁（２２、２９、３６）を有する。円筒形の壁（２２、２９、３６）の厚さは、１ｍｍ未満であり、開口（２４、３２、３８）の幅は０．２５ｍｍ未満である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料供給管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）と、電磁石によって制御されるとともに前記管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）に配設される弁座（１３）と協働するシャッター（１２）とを備えた内燃機関の燃料供給圧力を調整するためのソレノイド・バルブにおいて、燃料圧力の過度の低下を生じさせることなく、汚れの粒子が前記弁座（１３）と前記シャッター（１２）との間に侵入することを防止するいくつかの開口（２４、３２、３８）を有する壁（２２、２９、３６）を備える燃料濾過手段（２２、２４；２９、３１；３６、３８）が、前記管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）内に配置され、前記壁（２２、２９、３６）の厚さが１ｍｍ未満であり、前記開口（２４、３２、３８）の幅が０．２５ｍｍ未満であることを特徴とするソレノイド・バルブ。
【請求項２】 前記壁（２２、２９、３６）が円筒形であり、前記開口（２４、３２、３８）が幅０．０５〜０．０８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項３】 前記壁（２２、２９、３６）が厚さ０．５〜０．８ｍｍであり、前記開口が円形に形成された穴（２４、３２）で構成され、前記穴（２４、３２）がレーザ穴あけ装置を使用して形成されるとともに、その数が５００個よりも多いことを特徴とする請求項２に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項４】 前記円形の穴（２４、３２）の直径が約０．０６ｍｍであり、その数が約２０００個であることを特徴とする請求項３に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項５】 前記円筒形の壁（２２）の一端（２３）が、前記管路（７ａ）の一端と一体になっており、前記管路（７ａ）の他端（２６）が、当該他端（２６）内部に挿入されるプラグ（２７）によって閉じられることを特徴とする請求項４に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項６】 前記円筒形の壁（２９）が前記管路（７ｂ）から分離されて、カップ形状本体（２８）の底部壁（３１）と一体になっており、前記円筒形の壁（２９）が、前記管路（７ｂ）の肩部（３４）に嵌合する部分（３３）を備えることを特徴とする請求項４に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項７】 前記円筒形の壁が、０．０５〜０．０８ｍｍ四方のメッシュ（３８）を有する網（３６）からなり、前記網（３６）が、前記管路（７ｃ）に嵌合するフレーム（３７）によって支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項８】 前記フレーム（３７）が、底部壁（３９）と、前記管路（７ｃ）に嵌合するリング（４１）と、前記底部壁（３９）および前記リング（４１）と一体になっている少なくとも２つの円筒形セクター（４２）とを備え、前記円筒形セクター（４２）が前記網（３６）を支持することを特徴とする請求項７に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項９】 前記網（３６）が金属からなり、２つの支持用リング（４５）を有し、前記フレーム（３７）がプラスチック材料からなり、前記網（３６）に合わせて成形され、それにより前記支持用リング（４５）が、前記フレーム（３７）のリング（４１）内、および底部壁（３９）内に埋め込まれ、前記網（３６）の２つの部分（４３）が、前記フレーム（３７）の円筒形セクター（４２）内に埋め込まれていることを特徴とする請求項８に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項１０】 前記フレーム（３７）のリング（４１）が、前記管路（７ｃ）にある溝（４６）内にクリック止めされる環状突起（４７）を備えていることを特徴とする請求項９に記載のソレノイド・バルブ。
【請求項１１】 前記弁座（１３）が円錐形であり、前記管路（７ａ、７ｂ、７ｃ）の一端に配置され、前記シャッターが、前記円錐形弁座（１３）と協働するボール（１２）を備え、前記壁（２２、２９、３６）が、圧力の過度の低下を防止するような、前記開口（２４、３２、３８）の長さと全断面積との比を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のソレノイド・バルブ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料供給圧力を調整するための改良型ソレノイド・バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】現代のエンジン燃料供給システムでは、高圧ポンプが、ディストリビュータまたはいわゆる「コモン・レール」に燃料を供給し、それが、様々なエンジン・シリンダ・インジェクタに燃料供給する。通常、圧力センサによって制御されるソレノイド・バルブが備えられ、ディストリビュータ内の燃料圧力を制御して一定に保ち、高圧ポンプによって供給された余剰な燃料をタンクに排出する。ソレノイド・バルブは、高圧ポンプの送出管路と連通する供給管路と、電磁石によって制御され供給管路に配設される弁座と協働するシャッター（弁体）とを備えている。
【０００３】ラジアル・ピストン・ポンプ内に組み込まれる公知の圧力調整ソレノイド・バルブでは、シャッターは、電磁石のアーマチュアのバルブステムの端部によって制御されるボールで構成されており、供給管路の一端で円錐形シーリング弁座と協働している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のソレノイド・バルブには以下のような問題がある。すなわち、上述したソレノイド・バルブは、汚れ、例えば金属粒子が、ボールと円錐形シーリング弁座との間に付着することにより、ボールと弁座とのシーリングの問題が起こり、その結果、圧力の低下を生じ、供給システムの全体的な機能不良をもたらす。さらに、例えば約１．４×１０8Ｐａ（１４００ｂａｒ）の非常に高い動作圧力により、供給管路内の通常の濾過手段が、同様に供給管路に沿って圧力の低下をもたらすという問題もある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、非常に簡単で、信頼性が高く、しかも公知のソレノイド・バルブに通常関連する前述の欠点をなくすことができる圧力調整ソレノイド・バルブを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以下のソレノイド・バルブによって達成される。本発明によれば、燃料供給管路と、電磁石によって制御されるとともに前記管路に配設された弁座と協働するシャッターとを備えた内燃機関の燃料供給圧力を調整するためのソレノイド・バルブにおいて、燃料圧力の過度の低下を生じさせることなく、汚れの粒子が前記弁座と前記シャッターの間に侵入することを防止するいくつかの開口を有する壁を備える燃料濾過手段が、前記管路内に配置され、前記壁の厚さが１ｍｍ未満であり、前記開口の幅が０．２５ｍｍ未満であることを特徴とするソレノイド・バルブが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のいくつかの好ましい、限定を加えない実施形態を、添付図面を参照しながら例として説明する。
【０００８】図１の符号５は、全体として、内燃機関の燃料供給圧力を調整するためのソレノイド・バルブを示す。ソレノイド・バルブ５は、バルブ本体６の第１の円筒部８に沿って軸方向に延びる供給管路７ａを有するバルブ本体６を備えている。供給管路７ａは、較正直径部分９（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ−ｄｉａｍｅｔｅｒ ｐｏｒｔｉｏｎ）を備えるとともに、図示されていない高圧燃料供給ポンプの送出側と連通している。円筒部８は、適切なシール１０によってポンプの本体に液密に嵌合されている。
【０００９】円筒部８は、ポンプ本体内の排出管路（図示せず）と連通する一連の半径方向に向かうラジアル穴１１を有する。供給管路７ａとラジアル穴１１の間には、円錐形弁座１３に係合するシャッターが設けられている。このシャッターはボール１２で構成されており、較正直径部分９の端部で供給管路７ａを閉じている。ソレノイド・バルブ５は電磁石を備えており、この電磁石の本体１５にバルブ本体６が公知の方法で嵌合している。そして、電磁石はアーマチュアを制御し、これによりアーマチュアのバルブステム１６が電磁石本体１５の穴１７内部で摺動するとともに、ボール１２を制御する。
【００１０】供給管路７ａ内の燃料は、少なくとも１．０×１０8Ｐａ（１０００ｂａｒ）の動作圧を維持しなければならないが、動作圧は約１．４×１０8Ｐａ（１４００ｂａｒ）とすることが好ましい。供給管路７ａの内径は、約２．５ｍｍであることが有利な場合がある。
【００１１】本発明によれば、供給管路７ａは、燃料濾過手段、すなわち、その一端が供給管路７ａと一体になっている円筒形の壁２２を具備する濾過器を備えている。この壁２２は、いくつかの円形の穴２４からなる開口を備えているが、図１では見やすいようにそのうちのいくつかのみが示されている。また、この穴は、レーザ穴あけ装置を使用して形成される。なお、穴あけした後、円筒形の壁２２の他端２６には、公知の方法でプラグまたはプレート２７が挿入されて閉じられる。
【００１２】壁２２は、厚さが１ｍｍ未満、例えば０．５〜０．８ｍｍであり、穴２４は、直径が０．２５ｍｍ未満、例えば０．０５〜０．０８ｍｍであり、壁２２の表面には、少なくとも５００個の穴２４が形成されている。好ましくは、穴の直径は約０．０６ｍｍであり、穴２４の数は約２０００個である。
【００１３】このようにして穴が形成されると、壁２２により、汚れの粒子、通常は微小金属粒子が円錐形弁座１３とボール１２との間に侵入するのが防止され、その結果、燃料供給システムの動作を全体的に悪化させる低い圧力まで管路７ａの燃料圧力を低下させる可能性があるソレノイド・バルブ５のボールと弁座とのシーリングに関する問題を防止することができる。
【００１４】一方、穴２４によって、供給管路７ａの燃料圧力の過度の低下が発生することなく、しかも油圧キャビテーション・エロージョン現象（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を回避することができる。実際、圧力の過度の低下は、穴あき壁２２が、穴２４の長さと全断面積（ｔｏｔａｌ ｐａｓｓａｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ）との適切な比を有することにより防止される。
【００１５】図２の実施形態では、濾過手段は、例えば金属からなるカップ形状本体２８で構成されている。この本体２８は供給管路７ｂから分離され、底部壁３１と一体になっている円筒形の壁２９を有する。この壁２９には、端部３３を除いて、図１の壁２２にある穴２４とほぼ同じ穴３２が形成されている。穴が形成されると、本体２８は、その端部３３が、管路７ｂの外側肩部３４（ｏｕｔｅｒ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）によって構成される台座に位置するように挿入される。この穴が形成された壁２９は、図１の壁２２と同じ濾過効果を有する。
【００１６】図３〜５の実施形態では、濾過手段が、針金または他の材料の網３６からなる円筒形の壁を備えている。この網３６は、支持用のフレーム３７によって管路７ｃに固定されており、フレーム３７は、以下に明示するような網３６に合わせて成形されたプラスチック材料から構成されている。
【００１７】この網３６は、最大１ｍｍ厚であり、幅が０．０５〜０．０８ｍｍのメッシュ３８を約２０００有している。したがって、網３６の厚さも、メッシュ３８の長さと全断面積との適切な比を達成するようなものになり、それにより圧力の過度の低下を防止する。
【００１８】フレーム３７は、底部壁３９（図３および図４）と、バルブ本体６の供給管路７ｃに嵌合するリング４１と、底部壁３９およびリング４１と一体になっている少なくとも２つの円筒形セクター４２とを備えている。ここで、円筒形セクターは、円筒を縦割りにした分割体とすることができる。より具体的には、直径方向で対向する２つの円筒形セクター４２が設けられている。網３６は、フレーム３７のリング４１および底部壁３９に埋め込まれたシート金属からなる２つの支持用リング４５に固定され、網３６における２つの円筒形の部分４３が、フレーム３７の円筒形セクター４２内に埋め込まれている。
【００１９】フレーム３７を供給管路７ｃに嵌合するために、供給管路７ｃの一端４４（図３）に溝４６が形成されるとともに、リング４１には、溝４６内にクリック止めされる環状突起４７が形成されている。この網３６は、穴あき円筒形壁２２、２９と同じ濾過効果を有する。
【００２０】
【発明の効果】公知のソレノイド・バルブと比較したときの本発明によるソレノイド・バルブ５の利点は、前述の記述から明らかである。濾過壁２２、２９、３６は、一方で、ボール１２と円錐形弁座１３との間のシーリングに関する問題を、圧力の過度の低下を生じることなく防止し、他方で、円錐形弁座１３内部のキャビテーション・エロージョン現象を防止する。
【００２１】ただし、本明細書に記述したソレノイド・バルブに、上記の特許請求の範囲の範囲を逸脱することなく、さらなる変更および改良を加えることができることは明らかである。例えば、濾過器は、異なる形で形成することができ、或いは供給管路に沿った任意の位置に配設された複数の濾過壁を備えることができる。
【出願人】 【識別番号】５００４５４９８７
【氏名又は名称】ロバート ボッシュ ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｐｏｓｔｆａｃｈ ３００２２０， Ｄ−７０４４２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ （ＤＥ）
【出願日】 平成１３年２月１５日（２００１．２．１５）
【代理人】 【識別番号】１０００６５２１５
【弁理士】
【氏名又は名称】三枝 英二 （外８名）
【公開番号】 特開２００１−２５４６５３（Ｐ２００１−２５４６５３Ａ）
【公開日】 平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【出願番号】 特願２００１−３８２４３（Ｐ２００１−３８２４３）