JPH11280930A - ガス抜き弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体通路内のガスを外部に容易に排出するこ
とが可能なガス抜き弁を提供する。 【解決手段】 圧縮コイルスプリング１４の付勢力によ
り第１の当接部１３ａが第１の弁座１２ａに着座する
と、燃料通路１５と燃料通路１６とが遮断され、燃料圧
力により第１の当接部１３ａが第１の弁座１２ａから離
座すると、燃料通路１５と燃料通路１６とが連通し、燃
料加圧室内の空気は燃料タンクに容易に排出される。そ
の後、矢印Ｘ方向に弁部材１３が速やかに移動し、第２
の当接部１３ｂが第２の弁座１２ｂに着座すると、燃料
通路１５と燃料通路１６とは遮断され、空気抜き弁１０
は速やかに閉弁し、燃料加圧室内の加圧燃料は燃料タン
クへリターンされない。このため、簡単な構成で高圧ポ
ンプのプランジャとシリンダとの摺動部に空気が噛み込
むのを防止し、コモンレールに高圧燃料を充分に供給す
ることができ、エンジンの始動性は向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス抜き弁に関
し、特に内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンとい
う）の高圧ポンプ内の空気を外部に排出するのに好適な
ガス抜き弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高圧ポンプによってコモンレ
ールに高圧燃料を加圧圧送して蓄圧するとともに、この
コモンレールの高圧燃料を電気制御式のインジェクタに
よってエンジン内に噴射するようにした蓄圧式燃料噴射
装置が知られている。高圧燃料噴射システムにおいて
は、燃料タンクから低圧ポンプで吸い上げた燃料を高圧
ポンプに供給する低圧燃料通路中に燃料調圧用のプレッ
シャレギュレータを配設することにより、高圧ポンプに
供給される燃料圧力を所定圧以下にし、余剰燃料を燃料
タンクへリターンする構成の燃料供給装置が知られてお
り、このような燃料供給装置に用いることが可能な高圧
ポンプとして特開平８−１４１４０号公報に開示される
高圧ポンプが公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の高圧ポン
プでは、燃料加圧室内の高圧燃料の一部がプランジャと
シリンダとの摺動部に流れ込む場合があり、この摺動部
に流れ込んだ燃料のみを燃料タンクへリターンしてい
る。しかしながら、特開平８−１４１４０号公報に開示
される高圧ポンプを燃料供給装置に用いた場合、エンジ
ンの始動時に高圧ポンプ内の空気を外部に排出すること
ができず、空気がプランジャとシリンダとの摺動部に噛
み込む恐れがある。この摺動部に空気が噛み込んだ場
合、燃料加圧時にプランジャの摺動が円滑に行われず、
コモンレールに高圧燃料を充分に供給することができな
いため、エンジンの始動性が悪化するという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、流体通路内のガスを外部に容易
に排出することが可能なガス抜き弁を提供することを目
的とする。本発明の他の目的は、コモンレールに高圧燃
料を充分に供給し、エンジンの始動性を向上することが
可能な燃料供給装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ガス抜き弁によると、弁ボディは、流体の通路を形成す
る開口部の入口側に形成される第１の弁座と、開口部の
出口側に形成される第２の弁座とを有しており、弁部材
は、第１の弁座に着座可能な第１の当接部と、第２の弁
座に着座可能な第２の当接部とを有しており、付勢手段
は、第１の当接部が第１の弁座に着座する方向に弁部材
を付勢している。このため、ガス抜き弁は、流体圧力に
より第１の当接部が第１の弁座から離座すると開弁し、
その後、第２の当接部が第２の当接部に着座すると閉弁
する。したがって、流体通路内のガスを外部に容易に排
出することができる。

【０００６】本発明の請求項２記載のガス抜き弁による
と、付勢手段の付勢力は、流体圧力により第１の当接部
が第１の弁座から離座可能な程度の付勢力であるので、
流体圧力により第１の当接部が第１の弁座から容易に離
座してガス抜き弁は開弁状態となり、その後、第２の当
接部が第２の当接部に速やかに着座してガス抜き弁は閉
弁状態となる。したがって、流体通路内のガスを外部に
容易に排出し、流体の排出を最小限に止めることができ
る。

【０００７】本発明の請求項３記載の燃料供給装置によ
ると、請求項１または２記載のガス抜き弁を、燃料噴射
装置に高圧燃料を供給する高圧ポンプの燃料加圧室に接
続している。このため、エンジンの始動時に燃料加圧室
内に燃料が導入されたとき、ガス抜き弁が開弁し、燃料
加圧室内の空気は外部に容易に排出される。その後、ガ
ス抜き弁が速やかに閉弁し、燃料加圧室内の加圧燃料は
外部に排出されない。このため、簡単な構成で高圧ポン
プのプランジャとシリンダとの摺動部に空気が噛み込む
のを防止し、プランジャの摺動が円滑に行われること
で、高圧ポンプはコモンレールに高圧燃料を充分に供給
することができる。したがって、エンジンの始動性は向
上される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の一実施例によるガス抜き弁を
用いたエンジンの燃料供給システムを図５に示す。図５
に示すように、燃料タンク１０１には低圧ポンプとして
の燃料ポンプ１０２が収容されており、燃料ポンプ１０
２により数１００ｋＰａに燃料が加圧されてから燃料フ
ィルタ１０３の吸入ポート１０４に圧送される。燃料フ
ィルタ１０３の吐出ポート１０５は低圧配管２０を介し
て高圧ポンプ１００の吸入口３１に接続されている。

【０００９】ピストン１１１の往復運動による駆動力
は、コネクティングロッド１１２、クランク軸１１３、
図示しないベルトから成る連結機構によりバルブカムシ
ャフトとしてのポンプカム６１に伝達され、高圧ポンプ
１００のプランジャ４３を往復動させる。吸入口３１か
ら吸入された燃料は高圧サプライポンプ１００により数
ＭＰａから数１０ＭＰａの高圧に加圧されてデリバリバ
ルブ６０からコモンレール１０９に吐出される。コモン
レール１０９に蓄圧された高圧燃料は、分岐通路１１５
を介してエンジン各気筒に設けられた燃料噴射装置とし
てのインジェクタ１１７に供給される。そしてインジェ
クタ１１７から高圧燃料が直接気筒内の燃焼室１１６に
噴射される。

【００１０】コモンレール１０９にはその内部の燃料の
圧力を検出するための圧力センサ１２０が配設されてお
り、圧力センサ１２０により検出された圧力信号が電子
制御ユニット（以下、「電子制御ユニット」をＥＣＵと
いう）１２１に入力される。ＥＣＵ１２１は、圧力セン
サ１２０により検出された圧力信号と、エンジンの回転
数や負荷等のエンジン運転状態とに応じて燃料噴射圧が
最適値になるよう、高圧サプライポンプ１００の電磁弁
４０の通電時期を制御することにより、コモンレール１
０９へ吐出される燃料量を制御している。また、ＥＣＵ
１２１は、エンジンの回転数や負荷状態等のエンジンの
運転状態に応じて燃料噴射時期および噴射期間を制御す
るため、インジェクタ１１７に制御信号を出力してい
る。

【００１１】ガス抜き弁としての空気抜き弁１０は、高
圧ポンプ１００内の空気を燃料タンク１０１に排出する
ためのものであり、高圧ポンプ１００内の燃料加圧室３
３に接続されている。エンジンの始動時に燃料加圧室３
３内に燃料が導入されると空気抜き弁１０が開弁し、燃
料加圧室３３内の空気を燃料とともに燃料リターン管３
０を通して燃料タンク１０１に排出する。燃料加圧室３
３は流体通路を形成している。

【００１２】次に、高圧ポンプ１００について、図２、
図３および図４を用いて説明する。図２に示すように、
高圧サプライポンプ１００は、吸入通路３１ａの形成さ
れた吸入口３１と電磁弁４０とデリバリバルブ６０とを
収容しているシリンダ１１の上部をエンジンハウジング
の一部であるヘッドカバー１外に露出し、図３に示すボ
ルト５３によりヘッドカバー１に固定されている。ヘッ
ドカバー１に収容されている高圧サプライポンプ１００
のその他の部分は、円筒状のタペットガイド４０に囲わ
れてヘッドカバー１の収容孔１ａに収容されている。

【００１３】プランジャ４３を往復動可能に支持するシ
リンダ１１の内壁１１ａには、リターン通路３４を経由
して吸入通路３１ａと連通する開口孔３４ａが形成され
る。吸入口３１には吸入通路３１ａが形成されており、
図５に示す燃料ポンプ１０２から燃料が供給される。吸
入通路３１ａは燃料通路３２と連通している。図４に示
すように、内壁１１ａには、燃料通路５５を経由してシ
リンダ１１内に設けられる空気抜き弁１０に連通する開
口孔５５ａが形成される。燃料通路５５は、後述する空
気抜き弁１０の燃料通路１５に連通し、リターンコネク
タ５２に形成されるリターン通路５２ａに連通するリタ
ーン通路５６は、後述する空気抜き弁１０の燃料通路１
６に連通している。リターン通路５２ａは、リターンコ
ネクタ５２により図５に示す燃料リターン管３０と接続
されており、リターン通路５２ａおよびリターン通路５
６の内部の圧力は大気圧と等しくなっている。

【００１４】図２に示すように、電磁弁４０はシリンダ
１１に鉛直下向きに嵌挿されており、電磁弁４０周囲の
シリンダ１１の内壁には環状の燃料ギャラリ３６が形成
され、この燃料ギャラリ３６は燃料通路３２および連通
路３７と連通している。デリバリバルブ６０は、シリン
ダ１１とねじ結合で固定され、図示しない燃料鋼管によ
り図５に示すコモンレール１０９と接続されている。

【００１５】タペット４１は有底円筒状に形成され、ポ
ンプカム６１に底面４１ａを当接している。タペット４
１はタペットガイド４０の内壁に摺動可能に支持されて
いる。タペット４１は、図２に示すプランジャ４３の下
死点位置においてもピン５１に係止しないが、ヘッドカ
バー１への組付け時、ピン５１により落下を防止され
る。

【００１６】プランジャ４３は、摺動孔１１ａを形成す
るシリンダ１１の内壁に軸方向に摺動可能に支持されて
いる。スプリングシート４４は圧縮コイルスプリング４
５により図２に示す矢印−Ｚ方向に付勢され、タペット
４１の内底面に当接している。プランジャ４３のヘッド
部４３ａは、タペット４１の内底面とスプリングシート
４４との間に挟持され、スプリングシート４４により矢
印−Ｚ方向に付勢されている。プランジャ４３の図２に
示す矢印＋Ｚ方向の端面と、シリンダ１１の内壁と、電
磁弁４０の端面とにより燃料加圧室３３が形成されてい
る。燃料加圧室３３は、図４に示す燃料通路５５に連通
している。

【００１７】次に、空気抜き弁１０の詳細を図１を用い
て説明する。図１は、弁部材１３の第１の当接部１３ａ
および第２の当接部１３ｂが第１の弁座１２ａおよび第
２の弁座１２ｂから離座している状態、すなわち空気抜
き弁１０が閉弁している状態を示している。空気抜き弁
１０は、弁ボディ１２と、弁部材１３と、付勢手段とし
ての圧縮コイルスプリング１４とから構成される。

【００１８】弁ボディ１２は、シリンダ１１内に設けら
れ、有底円筒形状に形成されている。弁ボディ１２は、
一端が燃料通路５５を経由して図２に示す燃料加圧室３
３に通じる入口側開口部としての燃料通路１５を有して
おり、他端が底部１２ｄを有している。また、弁ボディ
１２の側壁には、リターン通路５６を経由して図５に示
す燃料リターン管３０に通じる出口側開口部としての燃
料通路１６が形成されている。弁ボディ１２の内周壁に
は、燃料通路１５側に第１の弁座１２ａが形成され、燃
料通路１６の近傍側に第２の弁座１２ｂが形成されてい
る。

【００１９】弁部材１３は、弁ボディ１２に往復移動可
能に支持されている。弁部材１２の円錐形状の頭部１３
ｄに形成される第１の当接部１３ａは、弁ボディ１２の
第１の弁座１２ａに着座可能である。第１の当接部１３
ａが第１の弁座１２ａに着座することにより燃料通路１
５と燃料通路１６とが遮断され、第１の当接部１３ａが
第１の弁座１２ａから離座することにより燃料通路１５
と燃料通路１６とが連通する。また、弁部材１２の顎部
１３ｅに形成される第２の当接部１３ｂは、弁ボディ１
２の第２の弁座１２ｂに着座可能である。第２の当接部
１３ｂが第２の弁座１２ｂに着座することにより燃料通
路１５と燃料通路１６とが遮断され、第２の当接部１３
ｂが第２の弁座１２ｂから離座することにより燃料通路
１５と燃料通路１６とが連通する。

【００２０】圧縮コイルスプリング１４は、弁ボディ１
２内に挿入され、一端が弁部材１３の反頭部側の端面１
３ｃに当接し、他端が弁ボディ１２の内底面１２ｃに当
接している。圧縮コイルスプリング１４は、弁部材１３
の第１の当接部１３ａが第１の弁座１２ａに着座する方
向に弁部材１３を付勢している。したがって、圧縮コイ
ルスプリング１４の付勢力により図１に示す矢印−Ｘ方
向に弁部材１３が移動し、第１の当接部１３ａが第１の
弁座１２ａに着座すると、燃料通路１５と燃料通路１６
とは遮断される。また、図２に示す燃料加圧室３３に燃
料が導入されて弁部材１３が圧力を受け、この燃料圧力
により圧縮コイルスプリング１４の付勢力に抗して図１
に示す状態に弁部材１３が移動し、第１の当接部１３ａ
が第１の弁座１２ａから離座すると、燃料通路１５と燃
料通路１６とが連通する。さらにその後、図１に示す矢
印Ｘ方向に弁部材１３が移動し、第２の当接部１３ｂが
第２の弁座１２ｂに着座すると、燃料通路１５と燃料通
路１６とは遮断される。

【００２１】次に、エンジンの始動時における高圧ポン
プ１０および空気抜き弁１０の作動について、図１、図
２および図５に基づいて、(1) 燃料の吸入行程、(2) 燃
料の加圧圧送行程に分けて説明する。 (1) 燃料の吸入行程 エンジンの停止時、圧縮コイルスプリング１４の付勢力
により第１の当接部１３ａが第１の弁座１２ａに着座
し、空気抜き弁１０は閉弁状態にある。プランジャ４３
が上死点である図２に示す矢印＋Ｚ方向の最大位置に位
置すると、電磁弁４０の図示しないソレノイドへの通電
が遮断され、電磁弁４０は開弁状態となる。すると、プ
ランジャ４３が図２に示す矢印−Ｚ方向に移動すること
により、燃料ポンプから吐出された低圧燃料が、吸入通
路３１ａ、燃料通路３２、燃料ギャラリ３６、連通路３
７を介して燃料加圧室３３に流入される。燃料加圧室３
３内に燃料が導入されると、この燃料により図１に示す
弁部材１３が圧力を受け、この圧力により圧縮コイルス
プリング１４の付勢力に抗して図１に示す状態に弁部材
１３が移動し、第１の当接部１３ａが第１の弁座１２ａ
から離座し、燃料通路１５と燃料通路１６とが連通し、
空気抜き弁１０は開弁状態となる。このため、燃料加圧
室３３と図５に示す燃料リターン管３０とは連通し、燃
料加圧室３３内の空気は燃料とともに図５に示す燃料タ
ンク１０１に排出される。さらにその後、図１に示す矢
印Ｘ方向に弁部材１３が速やかに移動し、第２の当接部
１３ｂが第２の弁座１２ｂに着座すると、燃料通路１５
と燃料通路１６とは遮断され、空気抜き弁１０は速やか
に閉弁状態となる。このため、燃料加圧室３３と燃料リ
ターン管３０とは遮断され、燃料加圧室３３内の燃料は
燃料タンク１０１へリターンされない。そして、プラン
ジャ４３が下死点である矢印−Ｚ軸方向の最大位置に位
置するとき、燃料加圧室３３内には最大量の低圧燃料が
流入する。

【００２２】(2) 燃料の加圧圧送行程 プランジャ４３が図２に示す矢印＋Ｚ方向に移動し、所
望の燃料吐出量に対応した位置にプランジャ４３が到達
したとき、図５に示すＥＣＵ１２１により電磁弁４０の
ソレノイドに通電される。これにより、電磁弁４０は閉
弁状態となる。その後、プランジャ４３がさらに矢印＋
Ｚ方向に移動すると、燃料加圧室３３内の燃料は高圧と
なり、高圧燃料がデリバリバルブ６０から図５に示すコ
モンレール１０９に吐出される。このとき、図１に示す
空気抜き弁１０の弁部材１３は、図１に示す矢印Ｘ方向
に移動しているので、第２の当接部１３ｂが第２の弁座
１２ｂに着座しており、燃料通路１５と燃料通路１６と
は遮断されている。すなわち、燃料加圧室３３と図５に
示す燃料リターン管３０とは遮断されている。したがっ
て、燃料加圧室３３内の加圧燃料が図５に示す燃料タン
ク１０１へリターンされることはない。このとき、燃料
加圧室３３内の高圧燃料の一部がプランジャ４３とシリ
ンダ１１との摺動部に流れ込むことがある。この流れ込
んだ燃料は、図２に示す開口孔３４ａからリターン通路
３４を通して吸入通路３１ａにリターンされる。

【００２３】以上説明した本実施例においては、エンジ
ンの始動時に燃料加圧室３３内に燃料が導入されたと
き、空気抜き弁１０が開弁することにより、燃料加圧室
３３と燃料リターン管３０とが連通され、燃料加圧室３
３内の空気は燃料とともに燃料タンク１０１に容易に排
出される。その後、空気抜き弁１０は速やかに閉弁し、
燃料加圧室３３と燃料リターン管３０とは遮断され、燃
料加圧室３３内の加圧燃料は燃料タンク１０１へリター
ンされない。このため、簡単な構成で高圧ポンプ１００
のプランジャ４３とシリンダ１１との摺動部に空気が噛
み込むのを防止し、プランジャ４３の摺動が円滑に行わ
れることで、高圧ポンプ１００はコモンレール１０９に
高圧燃料を充分に供給することができる。したがって、
エンジンの始動性は向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による空気抜き弁を示す断面
図である。

【図２】本発明の一実施例による高圧ポンプを示すもの
であって、図３のII−II線断面図である。

【図３】本発明の一実施例による高圧ポンプを示す平面
図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】本発明の一実施例による空気抜き弁を用いた燃
料供給システムを示す構成図である。

【符号の説明】

１ ヘッドカバー １０ 空気抜き弁（ガス抜き弁） １１ シリンダ １２ 弁ボディ １２ａ 第１の弁座 １２ｂ 第２の弁座 １３ 弁部材 １３ａ 第１の当接部 １３ｂ 第２の当接部 １４ 圧縮コイルスプリング（付勢手段） １５ 燃料通路（入口側開口部） １６ 燃料通路（出口側開口部） ３０ 燃料リターン管 ３３ 燃料加圧室（流体通路） ４３ プランジャ ５５ 燃料通路 ５６ リターン通路 １００ 高圧ポンプ １０１ 燃料タンク １０９ コモンレール １１７ インジェクタ（燃料噴射装置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の通路を形成する開口部、前記開口
   部の入口側に形成される第１の弁座、および前記開口部
   の出口側に形成される第２の弁座を有する弁ボディと、 前記弁ボディに往復移動可能に支持され、前記第１の弁
   座に着座可能な第１の当接部、および前記第２の弁座に
   着座可能な第２の当接部を有する弁部材と、 前記弁ボディ内に設けられ、前記第１の当接部が前記第
   １の弁座に着座する方向に前記弁部材を付勢する付勢手
   段と、 を備えることを特徴とするガス抜き弁。
2. 【請求項２】 前記付勢手段の付勢力は、流体圧力によ
   り前記第１の当接部が前記第１の弁座から離座可能な程
   度の付勢力であることを特徴とする請求項１記載のガス
   抜き弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のガス抜き弁を、
   燃料噴射装置に高圧燃料を供給する高圧ポンプの燃料加
   圧室に接続することを特徴とする燃料供給装置。