特開 2023-183723 高圧ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183723

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】高圧ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F02M 41/12 20060101AFI20231221BHJP

   F02M 37/06 20060101ALI20231221BHJP

   F02M 37/08 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

F02M41/12 360A

F02M41/12 320B

F02M37/06 Z

F02M37/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097385

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 大輔

【テーマコード（参考）】

3G066

【Ｆターム（参考）】

3G066AC08

3G066BA51

(57)【要約】

【課題】 高圧ポンプの内部に燃料を充填する時間を従来よりも短縮させる
【解決手段】 燃料を圧送するプランジャ５２を往復動させるカム５０と、カム５０を収容するカム室５１と、カム室５１へ燃料を供給する低圧ポンプ３と、オーバーフローバルブ６０と、を備えた高圧ポンプ５において、オーバーフローバルブ６０は、カム室５１内の燃料圧力により開弁する第１弁装置７１と、第１弁装置７１内に配置され、低圧ポンプ３の上流側の燃料圧力により開弁する第２弁装置７５と、を備え、高圧ポンプ５の内部に燃料が充填される際、該燃料は、低圧ポンプ３を経由する第１経路と、低圧ポンプ３の上流側から分岐し、オーバーフローバルブ６０を経由する第２経路と、を介して高圧ポンプ５の内部へ供給され、カム室５１内の燃料圧力により第１弁装置７１が開弁し、第１弁装置７１の開弁よりも前に、第２経路内の燃料圧力により第２弁装置７５が開弁する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を圧送するプランジャ（５２）と、
前記プランジャ（５２）を往復動させるカム（５０）と、
前記カム（５０）を収容するカム室（５１）と、
前記カム室（５１）へ燃料を供給する低圧ポンプ（３）と、
オーバーフローバルブ（６０）と、
を備えた高圧ポンプ（５）において、
前記オーバーフローバルブ（６０）は、
前記カム室（５１）内の燃料圧力により開弁する第１弁装置（７１）と、
前記第１弁装置（７１）内に配置され、前記低圧ポンプ（３）の上流側の燃料圧力により開弁する第２弁装置（７５）と、を備え、
外部装置（２９）により前記高圧ポンプ（５）の内部に燃料が充填される際、
該燃料は、前記低圧ポンプ（３）を経由する第１経路と、前記低圧ポンプ（３）の上流側から分岐し、前記オーバーフローバルブ（６０）を経由する第２経路と、を介して前記高圧ポンプ（５）の内部へ供給され、
前記カム室（５１）内の燃料圧力が所定の圧力に達した時に前記第１弁装置（７１）が開弁し、
前記第１弁装置（７１）の開弁よりも前に、前記第２経路内の燃料圧力により前記第２弁装置（７５）が開弁する
高圧ポンプ（５）。

【請求項2】

前記第１弁装置（７１）は、前記オーバーフローバルブ（６０）内の空気を外部へ排出するためのエア抜き孔（７３ｃ、７３ｄ）を備える、請求項１に記載の高圧ポンプ。

【請求項3】

前記外部装置（２９）は、製造段階において前記高圧ポンプ（５）が車両に組付けられた後、前記高圧ポンプ（５）内へ燃料を供給する電動式のポンプである、請求項１に記載の高圧ポンプ（５）。

【請求項4】

前記外部装置（２９）は、ガス欠後又は高圧ポンプ（５）の交換後の再始動時に、前記高圧ポンプ（５）内へ燃料を供給する手動式のポンプである、請求項１に記載の高圧ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部が燃料により潤滑され、内部の燃料圧力が過大となることを防止するためのオーバーフローバルブを備えた高圧ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた、直噴式の内燃機関が公知である。特に、直噴式の内燃機関がディーゼルエンジンである場合、蓄圧式燃料噴射制御装置が広く用いられている。

【0003】

蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプへ供給する低圧ポンプと、低圧ポンプから供給された燃料をコモンレールへ圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプから圧送された高圧燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールから供給される高圧燃料を内燃機関の燃焼室へ噴射する燃料噴射弁と、各種センサの出力を受信し、高圧ポンプや燃料噴射弁等の電子制御要素の制御を行うための制御装置と、を備える。（特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－１８５１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

蓄圧式燃料噴射制御装置に使用される高圧ポンプとして、内部が燃料により潤滑される、いわゆる燃料潤滑式のポンプが使用されることがある。燃料潤滑式の高圧ポンプにおいては、高圧ポンプを駆動するためのカムが収容されているカム室へ燃料が供給される。カム室へ供給された燃料は、カム周辺の潤滑に供されると共に、燃料を圧送するための加圧室へ達する。加圧室へ達した燃料は、カムにより駆動されるプランジャの往復動によりコモンレールへ圧送される。

【0006】

カム室をはじめとする高圧ポンプ内への燃料の供給手段として、低圧ポンプが使用される。また、当該低圧ポンプが、高圧ポンプの内部に備えられる場合がある。この場合、低圧ポンプは、高圧ポンプ同様、内燃機関の駆動力により作動する。

【0007】

蓄圧式燃料噴射制御装置の高圧ポンプとして、燃料潤滑式のポンプが使用される場合、製造段階において蓄圧式燃料噴射制御装置が車両に組付けられた後、内燃機関の最初の運転よりも前に、高圧ポンプの内部が燃料で満たされる必要がある。この時、外部装置としての電動式のポンプが高圧ポンプの燃料入口に接続され、この電動式のポンプにより高圧ポンプの内部に燃料が充填される。

【0008】

ここで、低圧ポンプが高圧ポンプの内部に備えられている場合、電動式のポンプにより高圧ポンプへ供給される燃料は、次述する第１経路及び第２経路を経てカム室へ至る。第１経路は、燃料が低圧ポンプを通過した後にカム室へ至る経路である。第２経路は、燃料がカム室の内部の燃料圧力により開弁するオーバーフローバルブを通過した後にカム室へ至る経路である。

【0009】

しかしながら、第２経路は、カム室の燃料圧力がある程度高まり、オーバーフローバルブが開弁した後でなければ燃料供給路として機能しない。従って、オーバーフローバルブが開弁するまでの間は、第１経路のみにより、カム室へ燃料が供給される。ここで、第１経路においては、低圧ポンプがカム室への燃料供給の抵抗となる。よって、内部に低圧ポンプを備える燃料潤滑式の高圧ポンプにおいては、電動式のポンプにより燃料を高圧ポンプへ充填する工程に要する時間が長くなるという問題があった。

【0010】

また、市場におけるガス欠後の再始動時にあっては、ハンドプライマと呼ばれる手動式のポンプが用いられ、燃料が高圧ポンプに供給される。この時にも、製造段階同様、燃料を高圧ポンプへ供給する時間が長くなるという問題があった。また、自動車の整備工場やディーラー等において高圧ポンプを交換した際にも同様の問題があった。

【0011】

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、内部に低圧ポンプを備える燃料潤滑式の高圧ポンプにおいて、外部装置により高圧ポンプの内部に燃料を充填する際の時間を従来よりも短縮させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明によれば、燃料を圧送するプランジャと、前記プランジャを往復動させるカムと、前記カムを収容するカム室と、前記カム室へ燃料を供給する低圧ポンプと、オーバーフローバルブと、を備えた高圧ポンプにおいて、前記オーバーフローバルブは、前記カム室内の燃料圧力により開弁する第１弁装置と、前記第１弁装置内に配置され、前記低圧ポンプの上流側の燃料圧力により開弁する第２弁装置と、を備え、外部装置により前記高圧ポンプの内部に燃料が充填される際、該燃料は、前記低圧ポンプを経由する第１経路と、前記低圧ポンプの上流側から分岐し、前記オーバーフローバルブを経由する第２経路と、を介して前記高圧ポンプの内部へ供給され、前記カム室内の燃料圧力が所定の圧力に達した時に前記第１弁装置が開弁し、前記第１弁装置の開弁よりも前に、前記第２経路内の燃料圧力により前記第２弁装置が開弁する高圧ポンプが提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、内部に低圧ポンプを備える燃料潤滑式の高圧ポンプにおいて、外部装置により高圧ポンプの内部に燃料を充填する際の時間を短縮させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係る高圧ポンプ５を備えた蓄圧式燃料噴射制御装置１の構成例を示す概要図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るオーバーフローバルブ６０の断面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ断面を示す図である。

【図5】外部装置２９から高圧ポンプ５へ燃料が充填される際の、オーバーフローバルブ６０の動作を説明するための図である。

【図6】外部装置２９から高圧ポンプ５へ燃料が充填される際の、オーバーフローバルブ６０の動作を説明するための図である。

【図7】外部装置２９から高圧ポンプ５へ燃料が充填される際の、オーバーフローバルブ６０の動作を説明するための図である。

【図8】従来のオーバーフローバルブ６００を説明するための図である。

【図9】従来のオーバーフローバルブ６００を説明するための図である。

【図10】従来と本発明における、カム室５１内の圧力上昇を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しつつ説明する。尚、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。また、それぞれの図中、同じ符号が付されているものは同一の要素を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、詳細部分の図示が適宜簡略化または省略されている。また、重複する説明については、適宜簡略化または省略されている。

【0016】

図１は、本発明の実施の形態に係る高圧ポンプ５を備えた蓄圧式燃料噴射制御装置１の構成例を示す概要図である。蓄圧式燃料噴射制御装置１は、図示されない内燃機関に燃料を噴射する装置である。蓄圧式燃料噴射制御装置１は、燃料タンク２と、高圧ポンプ５と、コモンレール６と、燃料噴射弁７と、制御装置（ＥＣＵ）１０と、を備える。本実施の形態に係る高圧ポンプ５は、燃料タンク２の燃料を吸い上げる低圧ポンプ３を内部に備える。

【0017】

燃料タンク２と高圧ポンプ５内に備えられた低圧ポンプ３とは、低圧燃料通路１２で接続されている。高圧ポンプ５とコモンレール６とは、高圧燃料通路１３で接続されている。コモンレール６と燃料噴射弁７とは、高圧燃料通路１４で接続されている。高圧ポンプ５、コモンレール６、燃料噴射弁７には、余剰燃料を燃料タンク２に戻すためのリターン通路１６、１７、１８がそれぞれ接続されている。また、燃料タンク２と高圧ポンプ５との間には、燃料フィルタ２２が備えられている。

【0018】

図１において、二点鎖線で示された部分が高圧ポンプ５を示す。高圧ポンプ５及び高圧ポンプ５の内部に備えられた低圧ポンプ３は、共に図示されない内燃機関の駆動力により作動する。低圧ポンプ３は、燃料タンク２から汲み上げた燃料を、通路３ａを介してカム室５１へ供給する。カム室５１は、高圧ポンプ５のプランジャ５２を駆動するためのカム５０を収容する。本実施の形態においては、低圧ポンプ３として、ギアポンプが用いられている。

【0019】

カム室５１へ供給された燃料は、カム室５１の潤滑に供されると共に、通路５１ａを介して加圧室５３へ供給される。加圧室５３へ供給された燃料は、カム５０により駆動されるプランジャ５２の往復動によりコモンレール６へ圧送される。尚、図１においては、プランジャ５２は１本のみ描かれているが、複数のプランジャ５２を備えていても構わない。

【0020】

また、カム室５１へ供給された燃料の一部は、カム室５１周辺のベアリング２４等の潤滑に供された後、通路１６ａを経て排出される。尚、低圧ポンプ３のリターン燃料は通路１６ｂを経て排出される。通路１６ａへ排出された燃料と通路１６ｂへ排出された燃料とは、リターン通路１６を介して燃料タンク２へ戻される。

【0021】

カム室５１と加圧室５３との間には、高圧ポンプ５の加圧室５３へ供給される燃料の流量を調節する流量制御弁５４が備えられている。流量制御弁５４としては、例えば、供給される電流値の大きさによって弁体のストローク量が調節され、燃料が通過するポートの面積を可変とする電磁比例式制御弁が用いられる。流量制御弁５４は、加圧室５３に供給される燃料の流量を調節することにより、コモンレール６の内部の燃料圧力（以下、レール圧ともいう）を制御するために用いられる。すなわち、レール圧が、燃料噴射弁７から噴射される燃料の圧力となる。流量制御弁５４に対する通電制御は、制御装置１０によって行われる。

【0022】

流量制御弁５４と加圧室５３との間には、ゼロデリバリスロットル５５が接続されている。要求される高圧ポンプ５の燃料圧送量が零である時、流量制御弁５４を通過する燃料が最大限絞られるが、その場合であってもわずかな燃料が流量制御弁５４を通過することがある。この時流量制御弁５４を通過したわずかな燃料は、ゼロデリバリスロットル５５を通じて通路５５ａへ排出され、リターン通路１６を介して燃料タンク２へ戻される。

【0023】

流量制御弁５４とカム室５１との間には、オーバーフローバルブ６０が接続されている。オーバーフローバルブ６０は、蓄圧式燃料噴射制御装置１の通常運転時において、カム室５１内の燃料圧力が過大となった時に、カム室５１内の燃料をカム室５１の外部へ排出する。すなわち、オーバーフローバルブ６０は、カム室５１内の燃料圧力を所定範囲に保つ。また、高圧ポンプ５の使用開始時等、外部装置により高圧ポンプへ燃料を充填する際にも、燃料がオーバーフローバルブ６０を通過する。オーバーフローバルブ６０の詳細については後述する。

【0024】

コモンレール６は、高圧ポンプ５から圧送される高圧の燃料を一時的に蓄積し、燃料噴射弁７に対して高圧の燃料を供給する。コモンレール６には、レール圧を測定するためのレール圧センサ２１が取り付けられている。レール圧センサ２１のセンサ信号は制御装置１０に送られ、レール圧の制御に用いられる。

【0025】

コモンレール６は、機械式の安全弁２３を備える。安全弁２３は、通常運転時は、スプリングによる所定のセット力を受けた弁体がシート部に着座して閉弁している。安全弁２３は、レール圧が安全弁２３の開弁圧を超えると開弁し、コモンレール６内の燃料をリターン通路１７へ排出する。

【0026】

燃料噴射弁７は、図示されない内燃機関の各気筒に備えられる。燃料噴射弁７は、噴射孔が設けられたノズルボディと噴射孔を閉塞するニードル弁とを備える。燃料噴射弁７は、制御装置１０による背圧制御部への通電制御によって、ニードル弁の後端側に作用する背圧が逃されることで噴射孔が開かれ、燃料が図示されない内燃機関の気筒に噴射される様構成される。

【0027】

燃料噴射弁７は、例えば、背圧制御部としてソレノイドバルブが備えられた電磁制御型の燃料噴射弁や、背圧制御部としてピエゾ素子が備えられた電歪型の燃料噴射弁が用いられる。燃料噴射弁７は、ニードル弁の背圧制御によって生じる動的リーク燃料やニードル弁等の摺動部から漏れ出す静的リーク燃料を、リターン通路１８へ排出する。

【0028】

燃料フィルタ２２と高圧ポンプ５との間には、外部装置２９が接続されている。本実施の形態における外部装置２９は、電動式のポンプである。外部装置２９は、製造段階において蓄圧式燃料噴射制御装置１が車両に組付けられた後、高圧ポンプ５の内部に燃料を充填するために用いられる。よって、外部装置２９は、高圧ポンプ５の内部に燃料が充填された後、取り外される。また、ガス欠後の再始動時や、整備工場やディーラー等において高圧ポンプ５が交換された際には、外部装置２９として、電動式のポンプの代わりに、ハンドプライマと呼ばれる手動式のポンプが用いられ、高圧ポンプ５の内部に燃料が充填される。

【0029】

次に、本発明の実施の形態に係る高圧ポンプ５内に備えられるオーバーフローバルブ６０について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るオーバーフローバルブ６０の断面図である。オーバーフローバルブ６０は、ハウジング６１と、第１弁装置７１と、第２弁装置７５と、を備える。

【0030】

ハウジング６１は、中空の円筒状に形成され、軸方向に貫通する貫通孔６２を備える。ハウジング６１は、貫通孔６２の内部に、後述する第１弁装置７１及び第２弁装置７５を収容する。第１弁装置７１及び第２弁装置７５は、燃料圧力により作動する。

【0031】

第１弁装置７１は、第１弁体７２と、第１スプリング８０と、プラグ８１と、キャップ８２と、を備える。ハウジング６１の一端側には、キャップ８２が装着されている。キャップ８２には、軸方向に貫通する軸方向開口部８３が形成されている。軸方向開口部８３は、通路５１ａを介してカム室５１に連通する（図１参照）。キャップ８２は、溶接、あるいは、かしめ等、適宜の方法でハウジング６１に装着される。

【0032】

第１弁体７２は、ハウジング６１の貫通孔６２内に摺動自在に保持される。第１弁体７２の他端側は、第１スプリング８０の一端側に当接している。第１スプリング８０の他端側はプラグ８１に当接している。

【0033】

プラグ８１は、ハウジング６１の他端側から貫通孔６２内へ圧入されている。プラグ８１は、第１スプリング８０が第１弁体７２に所定のセット力を与える位置に圧入される。よって、ハウジング６１の貫通孔６２における、第１弁体７２とプラグ８１との間の領域が、第１スプリング８０を収容するスプリング室６２ａとなる。

【0034】

第２弁装置７５は、第２弁体７６と、第２スプリング７７と、支持部材７４と、を備える。第２弁体７６と、第２スプリング７７と、支持部材７４とは、第１弁体７２に形成された収容孔７３ｅ内に収容されている。収容孔７３ｅは、一端側がキャップ８２側へ開口する軸方向孔として形成されている。収容孔７３ｅの他端側には、第２弁装置７５の閉弁時に第２弁体７６が着座するシート面７２ｃが形成されている。

【0035】

第２弁体７６は、第１弁体７２の収容孔７３ｅ内に摺動自在に保持される。第２スプリング７７の一端側は、支持部材７４に当接している。支持部材７４は、中空の円盤形状をなし、収容孔７３ｅの一端側端部に、溶接、あるいは圧入等、適宜の方法により固定されている。第２スプリング７７の他端側は、第２弁体７６に当接する。第２スプリング７７は、第２弁体７６をシート面７２ｃへ押圧する。

【0036】

ハウジング６１は、径方向に形成され、貫通孔６２とハウジング６１の外部とを連通する第１開口部６３を備える。第１開口部６３は、通路６３ａを介して、高圧ポンプ５内で、低圧ポンプ３の上流側へ連通している（図１参照）。ハウジング６１は、第１開口部６３よりも他端側に、径方向に形成され、貫通孔６２とハウジング６１の外部とを連通する第２開口部６４を備える。第２開口部６４は、高圧ポンプ５のリターン通路１６へ連通している（図１参照）。

【0037】

尚、本実施の形態においては、第１開口部６３は、ハウジング６１の軸方向視において９０度おきに４個形成されるが、その数は４個に限定されない。また、第１開口部６３が複数形成されている場合、全ての第１開口部６３は、高圧ポンプ５の通路６３ａへ連通している。

【0038】

また、本実施の形態においては、第２開口部６４は１個形成されているが、その数は１個に限定されず、複数形成されていても構わない。第２開口部６４が複数形成されている場合、全ての第２開口部６４は、高圧ポンプ５のリターン通路１６へ連通している。

【0039】

図３は、図２のＡで示される領域の部分拡大図である。図４は、図３のＢ－Ｂ断面を示す図である。以下、図３及び図４を参照しつつ、第１弁装置７１及び第２弁装置７５についてさらに説明する。

【0040】

図３に示される様に、第２弁体７６は、着座部７６ａと、接続部７６ｂと、弁体ガイド部７６ｃと、第２スプリングガイド部７６ｄと、を備える。着座部７６ａは、第２弁装置７５の閉弁時に、第１弁体７２の収容孔７３ｅに形成されたシート面７２ｃに着座する。弁体ガイド部７６ｃは、外周部が収容孔７３ｅの内周面に接し、第２弁体が収容孔７３ｅ内を摺動する際に、第２弁体７６をガイドする。接続部７６ｂは、着座部７６ａと弁体ガイド部７６ｃとを繋ぐ、円錐形状の部分である。第２スプリングガイド部７６ｄは、弁体ガイド部７６ｃのキャップ８２側端面に形成されている、円柱状の突起部分である。弁体ガイド部７６ｃは、第２スプリング７７の内側に入ることで、第２スプリング７７をガイドする。尚、弁体ガイド部７６ｃには、外周面に複数の溝が形成されており、当該溝を燃料が通過できる様になっている。

【0041】

第１弁体７２の軸方向中央部には、一端側がシート面７２ｃの中心部において収容孔７３ｅと連通する第１連通孔７３ａが形成されている。第１連通孔７３ａの直径は、第２弁体７６がシート面７２ｃに着座する際のシート径よりも小さい。すなわち、第２弁体の閉弁時、第２弁体７６がシート面７２ｃに着座することにより、収容孔７３ｅと第１連通孔７３ａとの連通が遮断される。第１連通孔７３ａの他端側は、第１弁体７２を径方向に貫通する第２連通孔７３ｂに連通している。第１弁体７２の一端側がキャップ８２に当接している状態において、第２連通孔７３ｂの径方向の開口部、すなわち、第１弁体７２の外周面における開口部は、ハウジング６１の第１開口部６３に連通している。

【0042】

尚、ハウジング６１の貫通孔６２における、第１開口部６３が形成されている部分には、軸方向において第１開口部６３の直径よりも長い領域に、内径が拡大された、拡径部６５が形成されている。拡径部６５が形成されていることにより、周方向において、第２連通孔７３ｂの径方向の開口部とハウジング６１の第１開口部６３との位相がずれている場合においても、第２連通孔７３ｂと第１開口部６３とは確実に連通する。

【0043】

また、図４に示される様に、第１弁体７２には、中心軸から離れた部分において、軸方向に、第３連通孔７３ｃが形成されている。本実施の形態においては、第３連通孔７３ｃは２本形成されている。第３連通孔７３ｃは、一端側が収容孔７３ｅに連通する。第３連通孔７３ｃは、第２弁体７６がシート面７２ｃに着座する際のシート径より径方向外側において、収容孔７３ｅと連通する。第３連通孔７３ｃの他端側は、第１弁体を径方向に貫通する第４連通孔７３ｄに連通する。ここで、第４連通孔７３ｄの径方向の開口部、すなわち、第１弁体７２の外周面における開口部は、第１弁体７２の一端側がキャップ８２に当接した状態において、拡径部６５よりも、第１弁体７２の他端側に位置し、第１開口部６３と連通することはない。

【0044】

また、本実施の形態においては、第１連通孔７３ａ及び第２連通孔７３ｂの中心軸を含む平面（以下、第１平面ともいう）と、第３連通孔７３ｃ及び第４連通孔７３ｄの中心軸を含む平面（以下、第２平面ともいう）とが、直交するように形成されている。ただし、第１平面と第２平面は直交していなくてもよく、第１平面に中心軸を置く連通孔（第１連通孔７３ａ及び第２連通孔７３ｂ）と、第２平面に中心軸を置く連通孔（第３連通孔７３ｃ及び第４連通孔７３ｄ）とが交わらない様に形成されていればよい。

【0045】

図５から図７は、外部装置２９から高圧ポンプ５へ燃料が充填される際の、オーバーフローバルブ６０の動作について説明するための図である。外部装置２９から高圧ポンプ５へ燃料が充填される際には、燃料が低圧ポンプ３を経由してカム室５１へ至る第１経路と、燃料が、低圧ポンプ３の上流側で分岐し、オーバーフローバルブ６０を経由してカム室５１へ至る第２経路とから燃料が充填される。

【0046】

外部装置２９の駆動開始前においては、第１弁装置７１及び第２弁装置７５は閉弁している。すなわち、第１弁装置７１においては、第１弁体７２の一端側がキャップ８２に当接しており、また、第２弁装置７５においては、第２弁体７６がシート面７２ｃに着座している。

【0047】

外部装置２９の駆動が開始されると、第１経路において、燃料は低圧ポンプ３を経由してカム室５１へ供給される。この時、低圧ポンプ３は駆動していないため、燃料は、低圧ポンプ３のギアポンプの隙間を通過してカム室５１へ至る。

【0048】

一方、第２経路において、燃料は、低圧ポンプ３の入口側から分岐した通路６３ａを介して、オーバーフローバルブ６０のハウジング６１に形成された第１開口部６３へ供給される。第１開口部６３へ供給された燃料は、第１弁体７２に形成された第２連通孔７３ｂを介して第１連通孔７３ａへ達する。この時、第２経路においては、低圧ポンプ３に起因する抵抗を受けないため、外部装置２９から供給される燃料圧力が第１連通孔７３ａに作用する。また、第２弁装置７５の開弁圧は、第１連通孔７３ａへ達した燃料圧力、換言すれば、外部装置２９が供給する燃料圧力よりも低く設定されている。よって、第１連通孔７３ａへ達した燃料は、その燃料圧力により第２弁装置７５を開弁させ、収容孔７３ｅ、キャップ８２の軸方向開口部８３、通路５１ａを経てカム室５１へ至る（図１及び図５参照）。

【0049】

よって、カム室５１内の燃料圧力は、第１経路及び第２経路を経て供給される燃料により上昇する。その後、第１弁体７２は、収容孔７３ｅの他端側（第１スプリング８０側）の底面７３ｆと、底面７３ｆの半径方向内側のシート面７２ｃとにおいて受けるカム室５１内の燃料圧力により、ストローク（図５の紙面下側への移動）を開始する。

【0050】

その後、第１弁体７２のストロークが図６の位置まで達した時、第１弁体７２の第２連通孔７３ｂとハウジング６１の第１開口部６３との連通が遮断される。よって、第１連通孔７３ａへの外部装置２９からの燃料供給がなくなる。その後も、第１経路から供給される燃料によりカム室５１側の燃料圧力は上昇を続ける。そして、第２弁体７６を挟んだ第１連通孔７３ａ側の燃料圧力とカム室５１側の燃料圧力との差が小さくなり、やがて、カム室５１側の燃料圧力が第２弁体７６に作用する力と第２スプリング７７の付勢力との合力が、第１連通孔７３ａ側の燃料圧力が第２弁体に作用する力を上回り、第２弁装置７５が閉弁する。

【0051】

第２弁装置７５の閉弁後も、カム室５１内の燃料圧力は、第１経路を経て外部装置２９から供給される燃料により上昇を続ける。このため、第１弁体７２はさらにストロークを続ける。

【0052】

図７は、図４と同じ方向からオーバーフローバルブ６０を見た断面図である。第１弁体７２のストロークがさらに進むと、図７に示される様に、第１弁体７２のストロークにより形成された、貫通孔６２における第１弁体７２とキャップ８２との間の領域と、ハウジング６１の第１開口部６３とが連通する。すなわち、第１開口部６３とカム室５１とが連通する。換言すれば、第１弁装置７１が開弁する。この時、再び外部装置２９から、第１開口部６３を介してカム室５１へ燃料が供給されることとなる。

【0053】

この時、貫通孔６２における第１弁体７２とキャップ８２との間の領域と、ハウジング６１の第１開口部６３とが連通することにより形成される流路面積は、第２弁装置７５の開弁により形成される流路面積よりも大きい。よって、第１弁体のストロークが図７の状態に達した後は、第２弁装置７５を介してカム室５１へ燃料が供給されていた時に比べ、カム室５１の燃料圧力が急速に上昇する。

【0054】

また、図７の状態においては、第１弁体７２の第４連通孔７３ｄが、第１スプリング８０を収容するスプリング室６２ａと連通している。すなわち、第１弁体７２の収容孔７３ｅとスプリング室６２ａとが、第１弁体７２の第３連通孔７３ｃ及び第４連通孔７３ｄを介して連通する。

【0055】

スプリング室６２ａは、ハウジング６１の第２開口部６４を介して高圧ポンプ５のリターン通路１６と連通しているため、スプリング室６２ａ内の圧力は収容孔７３ｅよりも低い。よって、第４連通孔７３ｄとスプリング室６２ａが連通することにより、第１開口部６３から、収容孔７３ｅ、第３連通孔７３ｃ、第４連通孔７３ｄ、第２開口部６４を経由してリターン通路１６へ至る燃料の流れが生じる。この流れを利用して、オーバーフローバルブ６０内のエア抜きが行われる。すなわち、第３連通孔７３ｃ及び第４連通孔７３ｄは、オーバーフローバルブ６０内の空気を外部へ排出するためのエア抜き孔として機能する。

【0056】

尚、蓄圧式燃料噴射制御装置１の通常運転時においては、オーバーフローバルブ６０は、カム室５１内の燃料圧力を所定範囲に保つ様機能する。すなわち、オーバーフローバルブ６０は、カム室５１内の燃料圧力が過大となった時、第１弁体７２が第１スプリング８０のセット力に抗してストロークし、第１開口部６３及び第２開口部からカム室５１内の燃料を排出する。

【0057】

次に、比較例として、従来のオーバーフローバルブ６００について説明する。図８及び図９は、従来のオーバーフローバルブ６００を説明するための図である。従来のオーバーフローバルブ６００は、ハウジング６１０と弁装置７００とを備える。弁装置７００は、弁体７２０と、スプリング８０と、プラグ８１と、キャップ８２と、を備える。

【0058】

弁体７２０は、一端側（キャップ８２側）が開口する軸方向孔７３０を備える。軸方向孔７３０の他端側は、軸方向が閉塞され、径方向には連通孔７３１が形成されている。連通孔７３１は、弁体７２０の外周面より穿設され、軸方向孔７３０へ至る、径方向の孔である。

【0059】

外部装置２９による高圧ポンプ５に対する燃料の充填が始まると、燃料は低圧ポンプ３を経由してカム室５１へ送られる。一方、弁体７２０がストロークしていない状態においては、連通孔７３１の径方向外側端部は、ハウジング６１０に形成された軸方向の貫通孔６２の内面により閉塞されている。よって、オーバーフローバルブ６００を経由してカム室５１へ燃料が供給されることはない。

【0060】

その後、カム室５１内の燃料圧力の上昇により、弁体７２０がストロークし、図９の状態に達すると、弁体７２０のストロークにより形成された、貫通孔６２における弁体７２０とキャップ８２との間の領域と、ハウジング６１０の第１開口部６３とが連通する。すなわち、第１開口部６３とカム室５１とが連通する。換言すれば、この時、第２経路が連通する。この後、カム室５１内燃料圧力は急速に上昇する。

【0061】

また、この時、弁体７２０の軸方向孔７３０が、連通孔７３１を介してスプリング室６２ａと連通する。よって、第１開口部６３から、軸方向孔７３０、連通孔７３１、スプリング室６２ａ、第２開口部６４を経由してリターン通路１６へ至る燃料の流れが生じる。この流れを利用して、オーバーフローバルブ６００内のエア抜きが行われる。

【0062】

従来のオーバーフローバルブ６００においては、弁体７２０のストロークが図９の状態となるまで、すなわち、第１開口部６３とカム室５１とが連通するまで、外部装置２９からカム室５１への燃料の供給経路は、低圧ポンプ３を経由してカム室５１へ至る経路（第１経路）のみとなる。

【0063】

図１０は、外部装置２９から高圧ポンプ５に燃料が充填される際の、従来と本発明における、カム室５１内の圧力上昇を示す図である。

【0064】

図１０において、縦軸はカム室５１内の燃料圧力を示し、横軸は、外部装置２９の駆動時間を示す。また、図１０において、一点鎖線は従来のオーバーフローバルブ６００が使用された場合の圧力上昇、実線は本発明に係るオーバーフローバルブ６０が使用された場合の圧力上昇を示す。縦軸のｐ１は、外部装置２９が高圧ポンプ５に燃料を充填する際の、カム室５１内の燃料の目標圧力を示す。

【0065】

まず、従来のオーバーフローバルブ６００が使用された場合について説明する。時刻ｔ０で外部装置２９の駆動が開始されると、時刻ｔ３までの間、カム室５１内の燃料圧力が上昇し、時刻ｔ３においてその圧力はｐ０となる。この間燃料は、低圧ポンプ３を経由する第１経路のみを通過してカム室５１へ供給される。

【0066】

時刻ｔ３において、ハウジング６１０の第１開口部６３とカム室５１とが連通する。すなわち、第２経路が連通する。そして、カム室５１内の燃料圧力は急速に上昇し、目標圧力のｐ１に達する。

【0067】

次に、本発明のオーバーフローバルブ６０が使用された場合について説明する。時刻ｔ０において外部装置２９の駆動が開始されると、低圧ポンプ３を経由する第１経路と、オーバーフローバルブ６０の第２弁装置７５を経由する第２経路との双方から燃料がカム室５１へ供給される。

【0068】

そして、時刻ｔ１において、第２弁装置７５が閉弁する。よって時刻ｔ１を過ぎると、第２経路が一旦閉鎖されるため、第１経路のみからのカム室５１への燃料供給となり、カム室５１内の燃料圧力の上昇速度は一旦低下する。その後時刻ｔ２において、カム室５１内の燃料圧力がＰ０となり、ハウジング６１の第１開口部６３とカム室５１とが連通する。すなわち、第２経路が再度連通する。そして、カム室５１の燃料圧力が急速に上昇し、目標圧力のｐ１に達する。尚、第１開口部６３とカム室５１とが連通する時におけるカム室５１内の燃料圧力が、本発明における所定の圧力に相当する。

【0069】

本発明のオーバーフローバルブ６０が使用された場合においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、第１経路と第２経路双方からカム室５１へ燃料が供給される。よって、この区間の圧力上昇の速度が従来に比べて早い。

【0070】

時刻ｔ１に達すると、第２経路が閉鎖され、第１経路のみからカム室５１へ燃料が供給されるため、カム室５１内の圧力上昇速度が低下する。よって時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、実線と一点鎖線の傾きが一致する。しかしながら、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の圧力の上昇速度が本発明の方が早いため、第１開口部６３とカム室５１とが連通するまでの時間が従来よりも本発明の方が早い。よって、カム室５１内の燃料圧力が目標圧力Ｐ１に達するまでの時間が、従来よりも本発明の方が早い。

【0071】

以上、説明した様に、本発明のオーバーフローバルブ６０を使用することにより、車両の製造段階における、外部装置２９による高圧ポンプ５内へ燃料を充填する際の時間を短縮することができる。

【0072】

また、本発明に係るオーバーフローバルブ６０のハウジング６１は、従来品に対し、第１開口部６３の周囲に拡径部６５を形成する加工を追加するのみで製造可能であるため、本発明に係るハウジング６１の製造のために、大きな工程変更を行う必要がない。

【符号の説明】

【0073】

１：蓄圧式燃料噴射制御装置、３：低圧ポンプ、５：高圧ポンプ、２９：外部装置、５０：カム、５１：カム室、５２：プランジャ、６０：オーバーフローバルブ、７１：第１弁装置、７２：第１弁体、７５：第２弁装置、７６：第２弁体、７３ａ：第１連通孔、７３ｂ：第２連通孔、７３ｃ：第３連通孔（エア抜き孔）、７３ｄ：第４連通孔（エア抜き孔）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】