JP2000008987A - 燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付けを簡単にできるとともに、メンテナン
スを容易にでき、かつシール性を確保できる燃料噴射式
エンジンの燃料ポンプ配置構造を提供する。 【解決手段】 吸気カム軸１６の端部に固定されたカム
スプロケット２４と、排気カム軸１７の端部に固定され
たカムスプロケット２５とをタイミングベルト２８によ
り連結し、燃料噴射弁３５に燃料を供給する燃料ポンプ
３６を上記カム軸１６により回転駆動するようにした燃
料噴射式エンジン１の燃料ポンプ配置構造において、上
記燃料ポンプ３６を吸気カム軸１６のカムスプロケット
２４の軸方向外側に配置し、該燃料ポンプ３６の回転軸
３８と上記カム軸１６とを同軸をなすように連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路，又は気
筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた燃料噴射式エ
ンジンに関し、特に燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポ
ンプの配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、気筒内に燃料を直接噴射するよ
うにした筒内燃料噴射式４サイクルエンジンでは、燃料
噴射弁に高圧燃料を供給する燃料ポンプをカム軸により
回転駆動するように構成したものがある。このような燃
料ポンプの配置構造では、従来、上記カム軸のカムスプ
ロケットの反対側に燃料ポンプを配置し、該燃料ポンプ
をカム軸により動力伝達機構を介して回転駆動するのが
一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記エンジン
では、一般に上記カム軸の反カムスプロケット側から出
力が取り出される。そのためクランク軸の反カムスプロ
ケット側には例えば大径のフライホイール，クラッチ機
構，変速機構が接続される。そのため上記従来の燃料ポ
ンプ配置構造では、燃料ポンプの配置スペースを確保し
にくいとともに、該燃料ポンプのエンジンへの組み付け
性が低く、また燃料ポンプの配置位置がエンジンの車体
搭載状態で背面側となることからメンテナンス性が低い
という問題がある。

【０００４】また上記従来の燃料ポンプを反カムスプロ
ケット側に配置する構造では、カム軸の一端をカム室外
方に突出させるか、又は燃料ポンプの回転軸をカム室内
方に挿入する必要があり、従って該カム軸又はポンプ回
転軸のカム室貫通部において高いシール性を確保する必
要がある。

【０００５】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、燃料ポンプの配置スペースの確保が容易であ
り、燃料ポンプの組み付け性，メンテナンス性を向上で
き、また低いシール性で済む燃料噴射式エンジンの燃料
ポンプ配置構造を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、カム
軸の端部に固定されたカム駆動部材とクランク軸に固定
されたクランク駆動部材とをタイミング帯により連結す
るとともにカバーで覆い、燃料噴射弁に高圧燃料を供給
する燃料ポンプを上記カム軸で回転駆動するようにした
燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ配置構造において、上
記燃料ポンプを上記カム駆動部材の軸方向外側に配置す
るとともに支持ステーを介してシリンダヘッドに取り付
け、該燃料ポンプの回転軸を上記カム駆動部材に上記カ
ム軸と同軸をなすように連結したことを特徴としてい
る。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、上
記カバーの上記カム軸に臨む部分に挿通孔を形成し、上
記支持ステーを、上記挿通孔に嵌入される円筒状のポン
プ支持部と該ポンプ支持部から上記カバーの外側を通っ
て上記シリンダヘッドの外壁に延びて該外壁にボルト締
め固定されるステー部とを有するものとし、上記燃料ポ
ンプの回転軸を囲むハウジングに形成されたボス部を上
記ポンプ支持部内に嵌入するとともに該ハウジングをポ
ンプ支持部にボルト締め固定することにより上記燃料ポ
ンプを支持ステーに取り付けたことを特徴としている。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記吸気カム軸，又は排気カム軸の何れか一方に上
記燃料ポンプが、他方にバルブタイミング可変機構が振
り分け配置されていることを特徴としている。

【０００９】ここで、本発明のエンジンには、タイミン
グベルト又はタイミングチェンによりカム軸を駆動する
ものが含まれ、カム駆動部材はカムプーリ，カムスプロ
ケットを、クランク駆動部材はクランクプーリ，クラン
クスプロケットを、タイミング帯はタイミングベルト，
タイミングチェンをそれぞれ含む。また本発明のエンジ
ンには、自動車等の車両に搭載されるエンジン、あるい
は船外機に搭載されるエンジン等が含まれる。

【００１０】

【発明の作用効果】本発明に係る燃料噴射式エンジンの
燃料ポンプ配置構造によれば、燃料ポンプをカム軸のカ
ム駆動部材の外側に配置したので、カム駆動部材の反対
側に配置する場合に比べて配置スペースが確保し易く、
また組み付け作業が簡単であるとともに、メンテナンス
作業を容易に行うことができる。

【００１１】また上記燃料ポンプの回転軸とカム軸との
連結をタイミングベルト又はタイミングチェンを収容す
るカバー内で行うようにしたので、シール構造を簡素化
できる。

【００１２】請求項２の発明によれば、支持ステーのカ
バーの外側を通ってシリンダヘッドの外壁まで延びるス
テー部をシリンダヘッドの外壁に固定し、該支持ステー
のポンプ支持部内に燃料ポンプのハウジングのボス部を
嵌入して該ハウジングをポンプ支持部にボルト締め固定
するようにしたので、燃料ポンプをカム駆動部材側に配
置しながら、簡単な構造かつ簡単な組み付け作業により
十分な強度をもってエンジンに固定できる。

【００１３】請求項３の発明では、吸気カム軸，排気カ
ム軸の何れか一方に燃料噴射ポンプを、他方に可変バル
ブタイミング機構を振り分け配置したので、可変バルブ
タイミング機構を搭載したエンジンにも燃料ポンプの配
置が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図３は、請求項
１，２の発明の一実施形態による自動車用燃料噴射式エ
ンジンの燃料ポンプ配置構造を説明するための図であ
り、図１は上記エンジンの車体側方から見た断面側面
図、図２は平面図、図３は車体前方から見た正面図であ
る。

【００１５】図において、１は水冷式４サイクル多気筒
エンジンであり、該エンジン１は、シリンダブロック２
の下側合面にオイルパン３を装着するとともに、上側合
面にシリンダヘッド４を搭載し、該シリンダヘッド４の
上側合面にヘッドカバー５を装着した概略構造のもので
ある。上記シリンダヘッド４の上部とヘッドカバー５と
で油密なカム室７が形成されている。またヘッドカバー
５には潤滑油注入口５ａが形成され、該注入口５ａには
キャップ８が着脱可能に装着されている。

【００１６】上記シリンダブロック２の各気筒内にはピ
ストン９が摺動自在に挿入され、該ピストン９はコンロ
ッド１０でクランク軸１１に連結されている。また上記
シリンダヘッド４の下面の各ピストン９との対向面には
燃焼凹部４ａが凹設され、該燃焼凹部４ａには吸気バル
ブ１５，排気バルブ（不図示）が配設されている。

【００１７】上記カム室７内には吸気バルブ１５，排気
バルブを開閉駆動する吸気カム軸１６，排気カム軸１７
がそれぞれクランク軸１１と平行に配設されている。上
記吸気カム軸１６の前端のジャーナル部１６ａは上記シ
リンダヘッド４の上側合面部分に一体形成された軸受部
４ｂ，及び該軸受部４ｂにボルト１８で締結されたカム
キャップ１９により回転自在に支持されている。

【００１８】上記吸気カム軸１６のジャーナル部１６ａ
の前部にはこれより大径の取付けボス部１６ｂが一体形
成され、該取付けボス部１６ｂはヘッドカバー５，シリ
ンダヘッド４の前壁より前方に突出している。このボス
部１６ｂと軸受部４ｂ及びカムキャップ１９との間はオ
イルシール２０によりシールされている。またカムキャ
ップ１９の外周面とヘッドカバー５との間は該ヘッドカ
バー５に装着されたシール部材２１によりシールされて
いる。なお、排気カム軸１７も吸気カム軸１６と同様の
構造でシールされている。

【００１９】上記各カム軸１６，１７の取付けボス部１
６ｂ，１７ｂの前端面にはそれぞれカムスプロケット２
４，２５が当接され、カム軸方向に螺挿されたボルト２
６，２６により固定されている。この各カムスプロケッ
ト２４，２５と上記クランク軸１１の前端部に形成され
たクランクスプロケット（図示せず）とはタンミングベ
ルト２８により連結されている。

【００２０】このようにしてクランク軸１１の回転をタ
イミングベルト２８を介して吸気カム軸１６，排気カム
軸１７に１／２回転に減速して伝達し、排気バルブ１
５，吸気バルブを開閉駆動する動弁機構が構成されてい
る。なお、２９ａ〜２９ｃは各種のエンジン補機類を回
転駆動する駆動プーリである。

【００２１】上記各カムスプロケット２４，２５及びタ
イミングベルト２８は、上記ヘッドカバー５，シリンダ
ヘッド４，及びシリンダブロック２の前端面に装着され
た略皿状のベルトカバー３１により覆われている。この
ベルトカバー３１の開口周縁と上記前端面との間はベル
トカバー３１に装着されたシール部材３２によりシール
されており、これにより気密なベルト室３３が形成され
ている。

【００２２】上記エンジン１は、燃料を燃焼室内に直接
噴射供給する筒内燃料噴射装置を備えている。この筒内
燃料噴射装置は、シリンダヘッド４の側壁４ｂに装着さ
れ、燃料を上記燃焼凹部４ａ内に直接噴射する燃料噴射
弁３５と、該燃料噴射弁３５に高圧燃料を供給する燃料
ポンプ３６とを備えている。

【００２３】上記燃料ポンプ３６は、燃料吸込口３７
ａ，吐出口３７ｂを有するポンプ本体３７の筒状のハウ
ジング３９から回転軸３８を突出させた概略構造を有
し、該回転軸３８の回転により吸込口３７ａから吸い込
んだ燃料を加圧して吐出口３７ｂから不図示の燃料供給
管を介して上記燃料噴射弁３５に圧送するようになって
いる。

【００２４】そして上記燃料ポンプ３６は、吸気カム軸
１６のカムスプロケット２４の軸方向外側でかつベルト
カバー３１の外側に配置され、支持ステー４５を介して
シリンダヘッド４に固定支持され、その回転軸３８が連
結部材４０を介して上記吸気カム軸１６に連結されてい
る。

【００２５】上記支持ステー４５は円筒状のポンプ支持
部４６に平面視略Ｌ字状のステー部４７を一体に接続形
成して構成されている。上記ポンプ支持部４６は、上記
ベルトカバー３１に形成された挿通孔３１ａ内に挿入さ
れており、該ポンプ支持部４６の外周面と挿通孔３１ａ
との間はベルトカバー３１に嵌着されたシール部材４２
によりシールされている。

【００２６】また上記ステー部４７はベルトカバー３１
の外側を通ってシリンダヘッド４の側壁４ｂに回り込む
ように平面視で大略Ｌ字状に屈曲形成されており、該ス
テー部４７の先端部７ａがシリンダヘッド４の側壁４ｂ
前端部に上下２本のボルト４８により固定されている。
なお上記ステー部４７の屈曲部の内面にはには複数の補
強リブ４７ｂが形成されている。

【００２７】上記燃料ポンプ３６のハウジング３９の外
端部には上記ポンプ支持部４６内に挿入されるボス部３
９ｂが突出形成され、かつ該ボス部３９ｂの段部３９ａ
がポンプ支持部４６の前端面４６ａに当接して該燃料ポ
ンプ３６の軸方向位置が位置決めされている。上記ボス
部３９ｂの外周溝にはポンプ支持部４６との間をシール
するＯリング５０が嵌装されている。そして上記燃料ポ
ンプ３６は、上記ハウジング３９を複数本の固定ボルト
５１で上記ポンプ支持部４６に固定することにより上記
支持ステー４５に固定されている。

【００２８】上記連結部材４０は、円板状のフランジ部
４０ａに凸部４０ｂを突出形成してなる大略凸形状のも
ので、上記フランジ部４０ａが上記カムスプロケット２
４の外側面に複数本のボルト４１で固定されている。な
お該連結部材４０の底面中央部には上記ボルト２６の頭
部が挿入される逃げ凹部４０ｃが形成されている。

【００２９】上記燃料ポンプ３６を上記支持ステー４５
に固定すると、該燃料ポンプ３６の回転軸３８が上記連
結部材４０の凸部４０ｂと同軸をなすように対向し、か
つ両者の間に僅かな隙間があくようになっている。そし
て上記回転軸３８と凸部４０ｂとは該凸部４０ｂに植設
された３本の連結ピン５３が回転軸３８の連結孔内に嵌
入することにより連結されている。

【００３０】次に本実施形態の作用効果について説明す
る。本実施形態の燃料ポンプ３６を組付けるには、まず
ベルトカバー３１を外した状態でカムスプロケット２４
の外端面に連結部材４０をボルト締め固定する。そして
ベルトカバー３１を装着し、支持ステー４５のポンプ支
持部４６をベルトカバー３１の挿通孔３１ａに挿入する
とともに、ステー部４７の延長端部４７ａをシリンダヘ
ッド４にボルト４８で締め付け固定する。次いで燃料ポ
ンプ３６のハウジング３９をポンプ支持部４６内に挿入
するとともに、回転軸３８の連結孔に各連結ピン５３を
嵌入させ、該ハウジング３９を固定ボルト５１でポンプ
支持部４６に締結固定する。

【００３１】本実施形態の燃料ポンプ配置構造によれ
ば、燃料ポンプ３６を吸気カム軸１６のカムスプロケッ
ト２４の外側でかつベルトカバー３１の外側に配置し
た。そして該ベルトカバー３１の周りには大型部品等は
あまり装着されておらず比較的空いており、従って燃料
ポンプ３６の配置スペースを確保し易い。

【００３２】また燃料ポンプ３６の組み付けに当たって
は、エンジン正面側から連結部材４０をカムスプロケッ
ト２４に固定し、支持ステー４５をシリンダヘッド４に
固定し、該支持ステー４５に燃料ポンプ３６をボルト締
め固定するだけで済み、上記従来の反カムスプロケット
側に配置する場合に比べて組付けが容易である。なお、
支持ステー４５に燃料ポンプ３６を組み付けた後、該支
持ステー４５をシリンダヘッドに固定しても良い。また
燃料ポンプ３６のメンテナンスを行う場合には、該燃料
ポンプ３６の固定ボルト５１を外して、該燃料ポンプ３
６を外方に引き抜くだけで取り外すことができ、メンテ
ナンスが容易である。

【００３３】上記燃料ポンプ３６の回転軸３８とカムス
プロケット２４とを連結部材４０を介在させて無潤滑の
ベルト室３３内で連結するようにしたので、ポンプ支持
部４６とベルトカバー３１とのシール構造を簡素化でき
る。

【００３４】本実施形態では、円筒状のポンプ支持部４
６と帯板状のステー部４７とからなる支持ステー４５を
設け、該ステー部４７をベルトカバー３１の外側からシ
リンダヘッド４の側壁４ｂにボルト締め固定し、上記ポ
ンプ支持部４６に燃料ポンプ３６のハウジング３９をボ
ルト締め固定する構造を採用したので、強度の高いシリ
ンダヘッド４により燃料ポンプ３６を強固に支持するこ
とができ、カムスプロケット外側でかつタイミングカバ
ーの外側に配置しながら取付け強度を確保できる。

【００３５】さらにまた、本実施形態では、上記燃料ポ
ンプ３６のハウジング３９の段部３９ａを上記支持部４
６の前端面４６ａに当接させたので、燃料ポンプ３６の
位置決め精度を向上できる。またカム軸１６の熱膨脹に
よるカムスプロケット２４の外方移動を連結部材４０と
回転軸３８との対向面の隙間により吸収することができ
る。

【００３６】なお、上記実施形態では、燃料ポンプ３６
を吸気カム軸１６に配置したが、本発明では燃料ポンプ
を排気カム軸１７に配置してもよく、この場合にも排気
カム軸１７のカムスプロケット２５の外側に配置するこ
とにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。

【００３７】また上記実施形態では、自動車用燃料噴射
式エンジンを例に説明したが、本発明の適用範囲はこれ
らのエンジンに限られるものではなく、例えば船外機に
搭載される燃料噴射式エンジンにも適用できる。

【００３８】図４は、船外機に搭載された燃料噴射式４
サイクルエジンの燃料ポンプ配置構造を説明するための
図であり、図中、図１〜図３と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

【００３９】この船外機６０は、カウリング６１内に燃
料噴射式４サイクルエンジン６２をクランク軸１１を略
垂直方向に向けて搭載し、吸気カム軸６４をクランク軸
１１と平行に配置するとともに、該吸気カム軸６４の上
端にカムスプロケット６５を装着した概略構造のもので
ある。上記エンジン６２はシリンダブロック６２ａの後
側合面にシリンダヘッド６２ｂ，該シリンダヘッド６２
ｂの後側合面にヘッドカバー６２ｃを結合したものであ
る。

【００４０】そして上記吸気カム軸６４のカムスプロケ
ット６５の軸方向上側でかつベルトケース６６の上側に
燃料ポンプ３６が配置されている。この燃料ポンプ３６
の回転軸３８はカム軸６４と同軸をなすようにカムスプ
ロケット６５に連結されており、基本的構造は上記実施
形態と略同様である。

【００４１】本実施形態では、燃料ポンプ３６をカム軸
６４のカムスプロケット６５の上側に配置したので、組
付け構造を簡単にできるとともに、メンテナンスを容易
に行うことができ、かつシール性を確保でき、上記実施
形態と略同様の効果が得られる。

【００４２】また上記燃料ポンプ３６をエンジン６２の
上側に配置したので、海水等がかかるのを抑制でき、錆
び等の発生を回避できる。さらにカウリング６１とベル
トカバー６６との間の空きスペースを有効利用して燃料
ポンプを配置できる。

【００４３】ここで、本発明の燃料ポンプ配置構造は、
吸気バルブ，排気バルブの開閉タイミングをエンジンの
回転速度，負荷に応じて変化させるようにした可変バル
ブタイミング機構を備えた燃料噴射式エンジンにも適用
できる。この場合には、吸気カム軸，又は排気カム軸の
何れか一方に上記燃料ポンプを配置し、他方にバルブタ
イミング可変機構を配置することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の発明の一実施形態による自動車
用燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ配置構造を説明する
ための断面側面図である。

【図２】上記燃料ポンプが配置されたエンジンの平面図
である。

【図３】上記燃料ポンプが配置されたエンジンの正面図
である。

【図４】上記実施形態構造を船外機用エンジンに適用し
た場合を説明するための構成図である。

【符号の説明】

１，６２ 燃料噴射式４サイクルエンジ
ン ４，６２ｂ シリンダヘッド １６，６４ 吸気カム軸 １７ 排気カム軸 ２４，２５，６５ カムスプロケット ２８ タイミングベルト ３１，６６ ベルトカバー ３１ａ 挿通孔 ３５ 燃料噴射弁 ３６ 燃料ポンプ ３８ 回転軸 ３９ ハウジング ３９ｂ ボス部 ４５ 支持ステー ４６ ポンプ支持部 ４７ ステー部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム軸の端部に固定されたカム駆動部材
   とクランク軸に固定されたクランク駆動部材とをタイミ
   ング帯により連結するとともにカバーで覆い、燃料噴射
   弁に高圧燃料を供給する燃料ポンプを上記カム軸で回転
   駆動するようにした燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ配
   置構造において、上記燃料ポンプを上記カム駆動部材の
   軸方向外側に配置するとともに支持ステーを介してシリ
   ンダヘッドに取り付け、該燃料ポンプの回転軸を上記カ
   ム駆動部材に上記カム軸と同軸をなすように連結したこ
   とを特徴とする燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ配置構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記カバーの上記カ
   ム軸に臨む部分に挿通孔を形成し、上記支持ステーを、
   上記挿通孔に嵌入される円筒状のポンプ支持部と該ポン
   プ支持部から上記カバーの外側を通って上記シリンダヘ
   ッドの外壁に延びて該外壁にボルト締め固定されるステ
   ー部とを有するものとし、上記燃料ポンプの回転軸を囲
   むハウジングに形成されたボス部を上記ポンプ支持部内
   に嵌入するとともに該ハウジングをポンプ支持部にボル
   ト締め固定することにより上記燃料ポンプを支持ステー
   に取り付けたことを特徴とする燃料噴射式エンジンの燃
   料ポンプ配置構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記吸気カム
   軸，又は排気カム軸の何れか一方に上記燃料ポンプが、
   他方にバルブタイミング可変機構が振り分け配置されて
   いることを特徴とする燃料噴射式エンジンの燃料ポンプ
   配置構造。