JP5312180B2 - 燃料ポンプの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプの支持構造、特に、燃料噴射式エンジンの燃料噴出ノズルに燃料を供給する燃料ポンプの支持構造に関する。

従来、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプを、クランク軸によりタイミングベルトを介してカム軸と共に駆動するようにしたものにおいて、ベルトカバーの外側に配置される燃料ポンプの支持部にステーを設け、このステーをベルトカバーの外側からシリンダヘッドにボルト締め固定してシリンダヘッドに燃料ポンプを支持したものが知られている（後記特許文献１参照）。

特開２０００−８９８７号公報

ところが、前記特許文献１に開示されるものでは、燃料ポンプを支持するステーを、ベルトカバーの外側を通してシリンダヘッドに固定しており、前記ステーはベルトカバーを迂回することで燃料ポンプの支持スパンが長くなる上に十分な支持剛性が得られず、シリンダヘッドに対する燃料ポンプの所期の位置決め精度を確保するのが難しく、燃料ポンプ側のポンプ軸の軸芯と、シリンダヘッド側のポンプ駆動部の軸芯との芯ズレが大きくなり、これに起因して、エンジンの運転時の振動などにより、燃料ポンプを駆動する伝動歯車群に歯当りやバックラッシュの増大、ポンプ軸のかじりなどを招き、燃料ポンプの円滑、軽快な駆動に支障を及ぼすという問題がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、燃料ポンプのエンジン本体への位置決め精度を高めて前記問題を解決できるようにした、新規な燃料ポンプの支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジン本体と、そこに固定される調時伝動帯カバーとで形成される伝動室内に設けられる燃料ポンプの支持構造であって、
前記エンジン本体に回転自在に片持ち支持される駆動軸の軸方向の中間部に、調時伝動帯を介してクランク軸に連結される、ポンプ駆動スプロケットを固定し、
前記エンジン本体に、前記駆動軸に近接してポンプホルダーを固定し、このポンプホルダーの中央部に、前記駆動軸に対向するように延び、外周面を支持面としない円筒状のポンプ挿着孔を形成し、このポンプ挿着孔に、前記駆動軸の端部を挿入すると共に前記ポンプホルダーに固定した燃料ポンプのポンプ軸の端部を挿入し、ポンプ挿着孔内でそれらの端部同士を軸継手を介して連結したことを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項２の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記ポンプホルダーの外面は、前記調時伝動帯カバーの開口を通して外部に露出され、調時伝動帯カバーの開口周縁部と燃料ポンプホルダーの外面間はパッキンを介して液密に封緘されていることを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項３の発明は、前記請求項１または２のものにおいて、エンジン本体のフライス加工面に、前記ポンプホルダーの取付面を一致させたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、エンジン本体に固定したポンプホルダーに燃料ポンプを直接固定し、この燃料ポンプのポンプ軸を、エンジン本体に回転自在に支持される駆動軸に軸継手を介して連結したので、エンジン本体に対する燃料ポンプの位置決め精度が高められて、燃料ポンプのポンプ軸の軸芯と、燃料ポンプの駆動軸の軸芯との芯ズレを可及的に低減することができる。

請求項２の発明によれば、調時伝動帯カバーの開口を通して外部に露出されるポンプホルダーの外面と、調時伝動帯カバーの開口周縁部間はパッキンを介して液密に封緘されるので、調時伝動帯カバーとポンプホルダー間のシール性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、エンジン本体のフライス加工面に、前記ポンプホルダーの取付面を一致させたので、加工の追加が不要となり、ポンプホルダーの取付面の加工コストを削減することができる。

本発明燃料ポンプの駆動装置を備えたＶ型エンジンの一部正面図 図１の２−２線に沿う拡大断面図 図２の３矢視仮想線囲い部分の拡大図 図３の４−４線に沿う断面図 動弁カム軸の駆動部の斜視図 駆動軸の潤滑経路を示す駆動軸の斜視図 図２の７矢視の燃料ポンプの取付部の分解斜視図

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。

この実施例は、本発明燃料ポンプの駆動装置を、Ｖ型エンジンに実施した場合であって、図１において、Ｖ型エンジンＥは、Ｖ空間Ｖを挟んで左右に対向配置される、対をなす左右バンクＢＬ，ＢＲを備える。左右バンクＢＬ，ＢＲは、Ｖ字状に形成される左右シリンダブロック１，１と、その傾斜デッキ面上にそれぞれ接合されるシリンダヘッド２，２とを備え、シリンダヘッド２，２上にヘッドカバー３，３が被着される。左右シリンダブロック１，１の下部にはクランクケース４が連設され、クランクケース４にクランク軸５が回転自在に軸架される。

図２に示すように、エンジン本体、すなわちシリンダヘッド２およびヘッドカバー３の前端面には、調時伝動帯カバーとしてのチエンカバー６が複数のボルト７により固定され、このチエンカバー６と、シリンダヘッド２およびヘッドカバー３の前端面間には、密閉状の伝動室Ｃが形成される。

左右シリンダヘッド２，２には、吸気側および排気側動弁カム軸８，９がそれぞれ回転自在に軸支される。左右バンクＢＬ，ＢＲの吸気側および排気側動弁カム軸８，９とクランク軸５とは、それぞれ調時伝動機構ＴＬ，ＴＲを介して連動連結され、それらのカム軸８，９は、クランク軸５により１／２の減速比で回転駆動される。

ところで、本実施例では、右バンクＢＲに、エンジンＥの各燃焼室内にそれぞれ燃料を噴射供給する燃料噴射弁（図示せず）に高圧燃料を供給する燃料ポンプＦＰが設けられ、この燃料ポンプＦＰは、右バンクＢＲの調時転動機構ＴＲを介して駆動するように構成されており、以下に、この燃料ポンプＦＰの駆動装置の構造を、図１に、図２〜７を併せ参照して詳細に説明する。

伝動室Ｃ内において、右バンクＢＲの下部には、クランクスプロケット１０が軸支され、このクランクスプロケット１０は、クランク軸５により駆動歯車１３および被動歯車１４を介して駆動される。クランクスプロケット１０に懸回される無端状の、調時伝動帯としての調時伝動チエン１１は、伝動室Ｃ内を上方に延びており、後述のポンプ駆動スプロケット１２に懸回されており、このポンプ駆動スプロケット１２は、クランク軸５により回転駆動される。

図２，３に示すように、シリンダヘッド２の前端部には、支持ボルト２０が固定される。この支持ボルト２０は、動弁カム軸８，９と平行にシリンダヘッド２の前端部の前方へと延びていて、ねじ部２０ｓ、ジャーナル部２０ｊおよび頭部２０ｈがその内端より外端に向けて順次に一体に形成されており、そのねじ部２０ｓが、シリンダヘッド２の前端部にワッシャー２１を介して螺合締結されている。支持ボルト２０の外側には、これと同心上に中空円筒状の駆動軸２４が配設され、この駆動軸２４のボス部２４ｂが、前記支持ボルト２０のジャーナル部２０ｊに面軸受２５を介して回転自在に支承されている。駆動軸２４の内端には、カム駆動歯車２６が一体に設けられ、このカム駆動歯車２６は、吸気側動弁カム軸８の端部に固定される吸気側カム被動歯車２７に噛合され、この吸気側カム被動歯車２７は、排気側動弁カム軸９の端部に固定される、これと同径の排気側カム被動歯車２８に噛合されている（図５参照）。

前記駆動軸２４の、軸方向の中間部のボス部２４ｂ外周面には、前記ポンプ駆動スプロケット１２が圧入により固定されている。また、駆動軸２４の端部には、軸継手としてのオルダムジョイント３０の一方のオルダムジョイントハブ２４ｈが一体に設けられる。

図２に示すように、エンジン本体のフライス加工面に一致する、シリンダヘッド２とヘッドカバー３の前端面に形成される取付面２ｆ，３ｆには、それらに跨がってポンプホルダー３３が複数のボルト３４により固着されている。このポンプホルダー３３の内面は、伝動室Ｃ内に臨んでおり、またその外面３３ａは、調時伝動帯カバーとしてのチエンカバー６の開口３６を通して外部に臨んでいる。ポンプホルダー３３の外面３３ａには、チエンカバー６の開口３６の周縁部が当接されていて、それらの当接面間には無端状のパッキン３５が介在されて、ポンプホルダー３３の外面３３ａとチエンカバー６の開口の周縁部との間が液密にシールされる。

図２，７に示すように、ポンプホルダー３３の外面３３ａの中央部には、伝動室Ｃと外部とを連通する、外周面を支持面としない円筒状のポンプ挿着孔３７が形成されている。このポンプ挿着孔３７の周囲には、複数のポンプ取付ボス３８が形成されており、これらのポンプ取付ボス３８にボルト３９をもって燃料ポンプＦＰが固定される。燃料ポンプＦＰのポンプ軸４０は、前記ポンプ挿着孔３７に挿入され、このポンプ軸４０の端部の他方のオルダムジョイントハブ４０ｈは、インサート４１を介して前記駆動軸２４の端部の一方のオルダムジョイントハブ２４ｈに連結され、したがって、燃料ポンプＦＰのポンプ軸４０は、軸継手としてのオルダムジョイント３０を介して駆動軸２４に着脱可能に連結され、ポンプ軸４０と、駆動軸２４との間の平行誤差を吸収して駆動軸２４により、燃料ポンプＦＰを駆動することができる。

支持ボルト２０のジャーナル部２０ｊとそこに面軸受２５を介して回転自在に支承される駆動軸２４の軸受部には潤滑油が供給される。図２，３および図６に示すように、前記ワッシャー２１の、シリンダヘッド２の端面と対面する側面には、環状の油溝４５が形成され、一方、支持ボルト２０のジャーナル部２０ｊには、その油溝４５に連通する油路４６が軸方向に形成され、この油路４６は、面軸受２５に形成した油溝４７に連通され、環状の油溝４５はシリンダヘッド２に形成した給油路４８に連通される。したがって、シリンダヘッド２の給油路４８からの潤滑油は、前記油溝４５、油路４６，油溝４７を通して支持ボルト２０と駆動軸２４間の相対回転部に強制給油され、駆動軸２４のスムーズな回転が保障される。

図３に示すように、ポンプ駆動スプロケット１２と、カム被動歯車２７には、回転方向に相互に一致する治具の挿入孔５０，５１が穿設され、それらの挿入孔５０，５１に治具Ｊを挿入することにより、それらの相対的な位置決めがなされる。

図１に示すように、左バンクＢＬの吸気側および排気側動弁カム軸８，９は、通常の調時伝動機構ＴＬを介してクランク軸５により駆動するようにされており、すなわち、左バンクの下部に軸支されるクランクスプロケット５５は、クランク軸５により駆動歯車１３および被動歯車５４を介して駆動される。クランクスプロケット５５に懸回される無端状の調時伝動帯としての調時伝動チエン５６は、左バンクＢＬのシリンダヘッド２に軸支されるカム軸駆動スプロケット５７に懸回されており、このカム軸駆動スプロケット５７は、カム歯車を介して吸気側および排気側動弁カム軸８，９に連動されている。

なお、図１において、５８，５９は、無端状伝動チエン１１，５６の張り側を案内するガイド、６０，６１は、無端状調時伝動チエン１１，５６の緩み側を案内するガイド、６２，６３は、無端状伝動チエン１１，５６の張力を調整するテンショナーである。

つぎに、この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの運転によりクランク軸５が回転駆動されると、クランクスプロケット１０、調時伝動チエン１１およびポンプ駆動スプロケット１２を介して駆動軸２４が回転駆動される。これにより、駆動軸２４と一体のカム駆動歯車２６が駆動され、これに噛合される吸気側カム被動歯車２７さらに排気側カム被動歯車２８を介して動弁カム軸８，９が回転される。また、ポンプ駆動スプロケット１２と一体の駆動軸２４によりオルダムジョイント３０を介して燃料ポンプＦＰが駆動され、高圧の燃料が図示しない燃料噴射弁に供給される。

しかして、燃料ポンプＦＰは、エンジン本体、すなわちシリンダヘッド２とヘッドカバー３に、高剛性のポンプホルダー３３をもって固定されており、しかも、このポンプホルダー３３は、エンジン本体にノックッピンなどにより位置決めすることが容易であり、加えて、駆動軸２４に近接して設けられていることにより、高い位置決め精度を確保できる。したがって、ポンプ軸４０の軸芯と、駆動軸２４の軸芯との芯ズレを極力抑えることができ、駆動軸２４からポンプ軸４０への回転力の伝達を、円滑、静粛かつ精確に行うことができる。

また、チエンカバー６の開口３６を通して外部に露出されるポンプホルダー３３の外面３３ａと、チエンカバー６の開口周縁部間は環状のパッキン３５が介在されることにより、チエンカバー６とポンプホルダー３３間のシール性が高められる。

さらに、エンジン本体のフライス加工面に、前記ポンプホルダー３３の取付面２ｆ，３ｆを一致させたので、加工の追加が不要となり、ポンプホルダー３３の取付面２ｆ，３ｆの加工コストを削減することができる。

なお、カム駆動歯車２６とカム被動歯車２７との変速比の設定およびクランク軸５とポンプ駆動スプロケット１２との変速比の設定が可能となるので、これらの変速比の組み合わせにより、燃料ポンプＦＰの回転数の変速比の設定自由度が高められる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。

たとえば、前記実施例では、本発明をＶ型エンジンに適用した場合を説明したが、これを他のエンジンにも実施できることは勿論である。また、前記実施例では、軸継手としてオルダムジョイントを用いているが、これに代えて他の同効の軸継手を用いてもよい。

２・・・・・・・・エンジン本体（シリンダヘッド）
３・・・・・・・・エンジン本体（ヘッドカバー）
２ｆ・・・・・・・取付面
３ｆ・・・・・・・取付面
５・・・・・・・・クランク軸
６・・・・・・・・調時伝動帯カバー（チエンカバー）
１１・・・・・・・調時伝動帯
２４・・・・・・・・駆動軸
１２・・・・・・・・ポンプ駆動スプロケット
３０・・・・・・・・軸継手（オルダムジョイント）
３３・・・・・・・・ポンプホルダー
３３ａ・・・・・・・ポンプホルダーの外面
３５・・・・・・・・パッキン
３６・・・・・・・・調時伝動帯カバー（チエンカバー）の開口
３７・・・・・・・・ポンプ挿着孔
４０・・・・・・・・ポンプ軸
Ｃ・・・・・・・・・伝動室
ＦＰ・・・・・・・・燃料ポンプ

Claims (3)

1. エンジン本体（２，３）と、そこに固定される調時伝動帯カバー（６）とで形成される伝動室（Ｃ）内に設けられる燃料ポンプの支持構造であって、
   前記エンジン本体（２，３）に回転自在に片持ち支持される駆動軸（２４）の軸方向の中間部に、調時伝動帯（１１）を介してクランク軸（５）に連結される、ポンプ駆動スプロケット（１２）を固定し、
   前記エンジン本体（２，３）に、前記駆動軸（２４）に近接してポンプホルダー（３３）を固定し、このポンプホルダー（３３）の中央部に、前記駆動軸（２４）に対向するように延び、外周面を支持面としない円筒状のポンプ挿着孔（３７）を形成し、このポンプ挿着孔（３７）に、前記駆動軸（２４）の端部を挿入すると共に前記ポンプホルダー（３３）に固定した燃料ポンプ（ＦＰ）のポンプ軸（４０）の端部を挿入し、ポンプ挿着孔（３７）内でそれらの端部同士を軸継手（３０）を介して連結したことを特徴とする、燃料ポンプの支持構造。
2. 前記ポンプホルダー（３３）の外面（３３ａ）は、前記調時伝動帯カバー（６）の開口（３６）を通して外部に露出され、調時伝動帯カバー（６）の開口周縁部と燃料ポンプホルダー（３３）の外面（３３ａ）間はパッキン（３５）を介して液密に封緘されていることを特徴とする、前記請求項１記載の燃料ポンプの支持構造。
3. 前記エンジン本体（２，３）のフライス加工面に、前記ポンプホルダー（３３）の取付面（２ｆ，３ｆ）を一致させたことを特徴とする、前記請求項１または２記載の燃料ポンプの支持構造。

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