JP2013170462A - 車両用エンジンの燃料ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの周辺に配置される車載部品の容積を確保できるとともに、振動を抑制し、かつ車両に外力が作用した際に保護できる車両用エンジンの燃料ポンプ装置を提供すること。
【解決手段】エンジン４の車両幅方向の一方側にエアクリーナ８とバッテリ９が配置され、他方側のエンジン４とダッシュパネル６との間にブレーキブースタ１０が配置された配置構造におけるエンジン４の燃料ポンプ装置１であって、燃料ポンプ本体１００と、燃料ポンプ取り付け部１０２とを備え、カムハウジング１４の上部における車両幅方向の他方側の端部に、前側カム軸からエンジンフード側に向けて斜め後方上向きに傾斜する燃料ポンプ取り付け部１０２を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用エンジンの燃料ポンプ装置に関する。

エンジンフードで覆われたエンジンルーム内のエンジン配置構造としては、以下に説明する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この配置構造では、クランク軸が車両幅方向に沿うようにエンジンが搭載されている。また、この配置構造では、エンジンルームにおけるエンジンの車両幅方向の一方側には、バッテリ、エアクリーナなどの車載部品が配置されている。さらに、この従来構造では、エンジンルームにおけるエンジンの車両幅方向の他方側であって、このエンジンとダッシュパネルとの間に、ブレーキブースタが配置されている。

一方、従来の燃料ポンプ装置の取り付け構造としては、シリンダヘッドの外周壁におけるカム軸の軸線方向の側部（側壁）に、燃料ポンプ装置（補機ハウジング部材を含む）を取り付けた構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。上記特許文献２に開示された燃料ポンプ装置の取り付け構造では、燃料ポンプ装置がシリンダヘッドの外周壁に対して片持ち状態で取り付けられている。

特開２００７−１７７７１３号公報 特開２０１１−３８４３１号公報

燃料ポンプ装置は、金属製の補機ハウジングを備える重量物である。したがって、このような燃料ポンプ装置の取り付け構造では、エンジンの振動によって燃料ポンプ装置が振動し易くなるという問題があった。さらに、カム軸が片持ち状態となることでカム軸の強度が不利となる問題があった。このため、上記燃料ポンプ装置の取り付け構造では、カム軸やシリンダヘッドの振動も発生し易く、各部品の強度および剛性が劣るものであった。

ここで、上記燃料ポンプ装置の取り付け構造を上記特許文献１に開示されたエンジン配置構造に適用する場合について考える。この場合、エンジンルームの車両幅方向の一方側にはバッテリ、エアクリーナなどの車載部品が配置されるため、燃料ポンプ装置２をエンジンの車両幅方向の他方側に配置する。この場合、燃料ポンプ装置は、シリンダヘッドの側壁より車両幅方向の他方側に向けて大きく突出する。このように、上記燃料ポンプ装置の取り付け構造を上記特許文献１に開示されたエンジン配置構造に適用した場合、エンジンルームの車両幅方向の他方側に燃料ポンプ装置を配置させるための大きな空間が必要となる。このため、エンジンの位置をさらに車両幅方向一方側に寄せる必要があり、エンジンルームにおけるエンジンの車両幅方向の一方側の空間の容積を確保することが難しくなる。したがって、上記の取り付け構造を採用した場合、エアクリーナ、バッテリなどの車載部品の容積を充分に拡大することができなくなり、エンジンの吸気性能やバッテリ性能が低下する虞があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、エンジンの周辺に配置される車載部品の容積を確保できるとともに、振動を抑制し、かつ車両に外力が作用した際に保護することができる車両用エンジンの燃料ポンプ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、エンジンフードに覆われたエンジンルーム内に、クランク軸が車両幅方向に沿うように車両用エンジンが配置されるともに、車両用エンジンの車両幅方向の一方側に車載部品が配置され、エンジンルームの車両幅方向の他方側で、車両用エンジンとエンジンルームの後端に設けられたダッシュパネルとの間にブレーキブースタが配置された配置構造であって、車両用エンジンを構成するシリンダヘッドにカム軸の下側を支持するジャーナル軸受部を備え、ジャーナル軸受部の上部に配置されてカム軸の上側を回転自在に支持するカムキャップとシリンダヘッドの外周縁に締結されるフレームとが一体に形成されたカムハウジングを備え、カム軸の回転によって駆動される、車両用エンジンの燃料ポンプ装置において、燃料ポンプ本体と、燃料ポンプ取り付け部と、を備え、カムハウジングの上部における車両幅方向の他方側の端部に、カム軸からエンジンフード側およびダッシュパネル側に向けて斜め後方上向きに傾斜する前記燃料ポンプ取り付け部を設けたことを特徴とする。

上記態様としては、カム軸は、車両前側で車両幅方向に延びる前側カム軸と、前側カム軸の車両後側で車両幅方向に延びる後側カム軸と、を有し、燃料ポンプ本体の下端部に設けられる可動部を前側カム軸に向けて配置したことを特徴とする。

上記態様としては、燃料ポンプ取り付け部は、前側カム軸と後側カム軸とを跨ぐように配置されるとともに、カムハウジングにおける前側カム軸の上側部と後側カム軸の上側部とを連結することを特徴とする。

上記態様としては、車載部品は、エアクリーナおよびバッテリであることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンの周辺に配置される車載部品の容積を確保できるとともに、振動を抑制し、かつ車両に外力が作用した際に保護することができる車両用エンジンの燃料ポンプ装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの燃料ポンプ装置を備える車両前部の平面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの燃料ポンプ装置を備えた車両前部を車両幅方向の他方側（右側）から見た状態を示す側面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る燃料ポンプ装置を備える車両用エンジンにおいて、シリンダヘッドカバーおよびカムハウジングを取り外した状態を示す平面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンにおける燃料ポンプ装置の周辺を示す側面図である。 図５は、図１のV−V断面図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンにおける燃料ポンプ装置の周辺を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンにおける燃料ポンプ装置および比較例を含む図であり、車両前部を車両幅方向の他方側（右側）から見た状態を示す側面図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る車両用エンジン（以下、エンジンと云う。）の燃料ポンプ装置の詳細を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、説明の便宜を図るために、図中において車両の前後方向、左右方向、ならびに上下方向を矢印で示す。

（エンジンルーム内の概略構成）
図１に示すように、本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１００は、車両２の車両前部２Ａのエンジンルーム３内に搭載されたエンジン４に取り付けられている。図２に示すように、エンジンルーム３の上部は、前端から後端へ向けて高くなるように傾斜したエンジンフード５で覆われている。また、エンジンルーム３の後端は、ダッシュパネル６で車室７と区画されている。図１に示すように、エンジンルーム３におけるエンジン３の車両幅方向の一方側（左側）には、車載部品としてのエアクリーナ８とバッテリ９が配置されている。エンジンルーム３の車両幅方向の他方側（右側）で、エンジン４とダッシュパネル６との間には、ブレーキブースタ１０が配置されている。

（エンジンの構成）
図２に示すように、エンジン４は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上に設けられたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下に設けられるロアクランクケース１３と、シリンダヘッド１２の上に配置されるカムハウジング１４と、シリンダヘッドカバー１９と、を備える。本実施の形態では、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２に、例えば、図３に示すように、直列４気筒をなすように第１気筒＃１，第２気筒＃２，第３気筒＃３，第４気筒＃４が設けられている。図３に示すように、シリンダヘッド１２における上記第１気筒＃１，第２気筒＃２，第３気筒＃３，第４気筒＃４のそれぞれに対応する位置には、図示しない一対の吸気バルブと一対の排気バルブが設けられている。

図２に示すように、シリンダブロック１１の下部とロアクランクケース１３との間には、クランク軸１６が軸支されている。なお、図１に示すように、エンジン４は、エンジンルーム３において、クランク軸１６の軸線１６Ａが車両幅方向に延びるように配置されている。

図３および図６に示すように、シリンダヘッド１２の上部には、下方に向けて凹んだカム室１２Ａが設けられている。このカム室１２Ａの周縁は、シリンダヘッド１２の上端面の外周に沿って立ち上がった突堤形状を有する外周壁部１２Ｂとなっている。また、このカム室１２Ａには、カム軸として前側カム軸（排気カム軸）１７Ａと後側カム軸（吸気カム軸）１７Ｂとが平行に配置されている。これら軸線１７Ａｃと軸線１７Ｂｃとは、クランク軸１６の軸線１６Ａに平行をなすように設定されている。なお、前側カム軸１７Ａと後側カム軸１７Ｂの下面（半周面）は、カム室１２内にクランク軸１６の軸線１６Ａと直交する方向（車両前後方向）に沿って形成された複数のジャーナル軸受部１２Ｃの上に回転自在に載置されている。

カム室１２Ａの上には、上記カムハウジング１４が載置される。図６に示すように、前側カム軸１７Ａと後側カム軸１７Ｂの上面（半周面）は、カムハウジング１４側の後述するカムキャップ１４Ｂで回転自在に保持されるようになっている。図３に示すように、前側カム軸１７Ａは、複数のカム１８Ａを備えている。このカム１８Ａは、図示しないロッカアームを介して図示しない排気バルブを駆動する。また、後側カム軸１７Ｂは、複数のカム１８Ｂを備えている。このカム１８Ｂは、図示しない吸気バルブを図示しないロッカアームを介して駆動する。本実施の形態では、前側カム軸１７Ａの車両幅方向の他方側（右側）の端部近傍に、燃料ポンプ装置１を駆動するための駆動カム１０１を備える。

図６に示すように、カムハウジング１４は、シリンダヘッド１２の外周壁部１２Ｂの上に沿って載置されるフレーム部１４Ａを備えている。このフレーム部１４Ａは、前側カム軸１７Ａが配置されるカム室１２Ａの上方を開放する構造である。そして、フレーム部１４Ａには、上記シリンダヘッド１２の上端面に形成されたジャーナル軸受部１２Ｃに対応する位置にカムキャップ１４Ｂが形成されている。すなわち、このカムキャップ１４Ｂは、フレーム部１４Ａの車両前後方向の２箇所に渡って架設されている。このカムハウジング１４における、前側カム軸１７Ａが配置されるカム室１２Ａの上には、シリンダヘッドカバー１９が配置されている。このシリンダヘッドカバー１９は、カムハウジング１４に固定されている。

一方、カムハウジング１４において、後側カム軸１７Ｂが形成されたカム室１２Ａに対応する領域は、天板１４Ｃが形成されている。したがって、シリンダヘッド１２の上にカムハウジング１４を載置した状態では、後側カム軸１７Ｂが形成されたカム室１２Ａは天板１４Ｃで閉塞される。特に、本実施の形態では、カムハウジング１４における車両幅方向の他方側（右側）には、燃料ポンプ取り付け部１０２が一体に形成されている。なお、図６に示すように、シリンダヘッド１２の上に載置されたカムハウジング１４は、複数箇所においてボルト２０で締結されている。

（燃料ポンプ装置の構成）
図６に示すように、本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１は、上記駆動カム１０１と、上記燃料ポンプ取り付け部１０２と、燃料ポンプ本体１００と、を備える。なお、燃料ポンプ装置１は、高圧燃料ポンプを適用してもよい。

駆動カム１０１は、図５および図６に示すように、楕円形（楕円柱形状）に形成されている。そして、前側カム軸１７Ａは、駆動カム１０１の中心を貫通した状態で駆動カム１０１を固定している。なお、駆動カム１０１のカムプロファイルは、燃料ポンプ本体１００の特性に応じて適宜変更可能である。

次に、燃料ポンプ取り付け部１０２の構造について、主に図５および図６を用いて説明する。図５に示すように、燃料ポンプ取り付け部１０２は、カムハウジング１４において、前側カム軸１７Ａの上側部と、後側カム軸１７Ｂの上側部と、を跨ぐように連結した構造となっている。

図５に示すように、燃料ポンプ取り付け部１０２には、燃料ポンプ本体１００を挿入する装着口１０３が貫通して形成されている。この装着口１０３の前端部１０３Ａは、前側カム軸１７Ａ側の駆動カム１０１に向けて開口している。また、この装着口１０３は、前端部１０３Ａから後端部１０３Ｂに沿って、車両後斜め後方上向きに傾斜する貫通口である。燃料ポンプ取り付け部１０２における装着口１０３の下方の部分は、車両前後方向に亘り肉厚部となる連結補強部１０４となっている。

図５に示すように、燃料ポンプ本体１００は、駆動カム１０１により駆動される可動部（リフタ）１００Ａと、可動部１００Ａの動きに伴って軸方向に往復移動する図示しないプランジャを含む挿入部１００Ｂと、図示しない、制御弁、チェック弁、加圧室などを備える制御部１００Ｃと、図示しない車両側の燃料タンクと図示しない配管を介して接続される接続部１００Ｄと、を備えている。

図５に示すように、この燃料ポンプ本体１００は、燃料ポンプ取り付け部１０２の装着口１０３に挿入部１００Ｂが嵌合された状態で固定されている。このとき、燃料ポンプ本体１００の可動部１００Ａは、駆動カム１０１の外周面（カム面）に摺接するようになっている。したがって、図２に示すように、燃料ポンプ本体１００を燃料ポンプ取り付け部１０２に取り付けた結果、燃料ポンプ本体１００は、前側カム軸１７Ａからエンジンフード５側およびダッシュパネル６側に向けて斜め後方上向きに傾斜する姿勢で固定される。

（燃料ポンプ装置の作用・効果）
上述した本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１では、エンジンルーム３において、エンジン４に対して車両幅方向の他方側（右側）へ突出しない構造である。このため、エンジンルーム３の車両幅方向の一方側（左側）に配置されるエアクリーナ８やバッテリ９などの車載部品は、平面的に見て燃料ポンプ装置１に配置スペースを取られることがない。したがって、本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１では、エアクリーナ８やバッテリ９などの車載部品の容積を拡大することが可能となり、バッテリ性能やエンジンの吸気性能を向上できる。

図２および図７に示すように、通常、エンジンフード５は、車両前後方向の前端から後端へ向けて高さが高くなるように傾斜している。図７に一点鎖線で示す比較例としての燃料ポンプ本体２００のように、後側カム軸１７Ｂより後斜め上方へ向けて配置した場合は、燃料ポンプ本体２００がブレーキブースタ１０に干渉する。また、図７に一点鎖線で示す比較例としての燃料ポンプ本体３００は、前側カム軸１７Ａの直上に起立するように配置されている。また、図７に一点鎖線で示す比較例としての燃料ポンプ本体４００は、前側カム軸１７Ａから前方斜め上方へ向けて配置されている。比較例としての燃料ポンプ本体３００，４００では、エンジンフード５に歩行者が接した際に、エンジンフード５と燃料ポンプ本体３００，４００とが強く干渉して、エンジンフード５の変形量が小さくなる。

これに対して、図７に示すように、本実施の形態では、燃料ポンプ本体１００を前側カム軸１７Ａからエンジンフード５側およびダッシュパネル６側に向けて車両斜め後方に傾斜させたことにより、エンジンフード５と燃料ポンプ本体１００の上端部（接続部１００Ｄ）とのクリアランスＬ１を長く設定することができる。このような構成としたことにより、エンジンフード５に歩行者が接触した際に、エンジンフード５の変形量を大きくすることができる。したがって、歩行者がエンジンフード５に接触した際に、エンジンフード５と燃料ポンプ本体１００とが強く干渉することを防止でき、歩行者に伝わる衝撃を緩和できる。また、エンジンフード５に歩行者が接触した際に、エンジンフード５の変形量を大きくしたことにより、燃料ポンプ装置１を保護することができる。さらに、本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１では、ブレーキブースタ１０と干渉することがない。したがって、燃料ポンプ本体１００に影響を受けずに、ブレーキブースタ１０を拡大でき、ブレーキ性能を向上させることができる。

本実施の形態では、燃料ポンプ取り付け部１０２をカムハウジング１４の上面に一体に形成している。このため、本実施の形態では、従来のように燃料ポンプ本体１００がシリンダヘッド１２の側面に取り付けられた構造に比べて、燃料ポンプ本体１００を安定した状態でシリンダヘッド１２に保持できる。したがって、本実施の形態に係る燃料ポンプ装置１では、燃料ポンプ装置１（特に、燃料ポンプ本体１００）の振動を低減できる。

一般的に、カム軸（前側カム軸１７Ａおよび後側カム軸１７Ｂ）のそれぞれの回転で生じる振動がカムキャップ１４Ｂに伝達されて、カムハウジング１４やシリンダヘッド１２へと伝達される。そのため、カムハウジング１４のうち前側カム軸１７Ａと後側カム軸１７Ｂとの間で最も振動し易くなって、カムハウジング１４全体が変形しやすくなる。

そこで、本実施の形態では、燃料ポンプ取り付け部１０２をカムハウジング１４と一体的に形成しているため、カムハウジング１４におけるカム軸（前側カム軸１７Ａおよび後側カム軸１７Ｂ）の周辺に燃料ポンプ取り付け部１０２の一部である連結補強部１０４を形成できる（図５参照）。この連結補強部１０４は、カムハウジング１４に対して傾斜する燃料ポンプ本体１００の下側に形成されるため、カムハウジング１４における比較的肉厚なリブ状の構造物となる。したがって、カムハウジング１４に燃料ポンプ取り付け部１０２を一体的に形成したことにより、カムハウジング１４の剛性を高めることができる。このため、燃料ポンプ取り付け部１０２がカムハウジング１４の変形を抑制する補強機能を有する。また、カムハウジング１４の剛性が高められると、カム軸（前側カム軸１７Ａおよび後側カム軸１７Ｂ）やシリンダヘッド１２の変形を抑制することができ、シリンダヘッド１２やカム軸（前側カム軸１７Ａおよび後側カム軸１７Ｂ）の振動を低減できる。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。例えば、上記実施の形態では、直列４気筒の構造を有するエンジン４に本発明を適用して説明したが、シリンダヘッド１２にカム軸を有する各種のエンジンに適用可能である。

１ 燃料ポンプ装置
３ エンジンルーム
４ エンジン（車両用エンジン）
５ エンジンフード
６ ダッシュパネル
８ エアクリーナ（車載部品）
９ バッテリ（車載部品）
１０ ブレーキブースタ
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１２Ｃ ジャーナル軸受部
１４ カムハウジング
１４Ａフレーム部
１４Ｂ カムキャップ
１６ クランク軸
１７Ａ 前側カム軸
１７Ｂ 後側カム軸
１９ シリンダヘッドカバー
１００ 燃料ポンプ本体
１０１ 駆動カム
１０２ 燃料ポンプ取り付け部
１０４ 連結補強部

Claims (4)

1. エンジンフードに覆われたエンジンルーム内に、クランク軸が車両幅方向に沿うように車両用エンジンが配置されるともに、前記車両用エンジンの車両幅方向の一方側に車載部品が配置され、前記エンジンルームの車両幅方向の他方側で、前記車両用エンジンと前記エンジンルームの後端に設けられたダッシュパネルとの間に前記ブレーキブースタが配置された配置構造であって、前記車両用エンジンを構成するシリンダヘッドにカム軸の下側を支持するジャーナル軸受部を備え、当該ジャーナル軸受部の上部に配置されて前記カム軸の上側を回転自在に支持するカムキャップと前記シリンダヘッドの外周縁に締結されるフレームとが一体に形成されたカムハウジングを備え、前記カム軸の回転によって駆動される、車両用エンジンの燃料ポンプ装置において、
   燃料ポンプ本体と、燃料ポンプ取り付け部と、を備え、
   前記カムハウジングの上部における車両幅方向の他方側の端部に、前記カム軸から前記エンジンフード側およびダッシュパネル側に向けて斜め後方上向きに傾斜する前記燃料ポンプ取り付け部を設けたことを特徴とする車両用エンジンの燃料ポンプ装置。
2. 前記カム軸は、車両前側で車両幅方向に延びる前側カム軸と、該前側カム軸の車両後側で車両幅方向に延びる後側カム軸と、を有し、
   前記燃料ポンプ本体の下端部に設けられる可動部を前記前側カム軸に向けて配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの燃料ポンプ装置。
3. 前記燃料ポンプ取り付け部は、前記前側カム軸と前記後側カム軸とを跨ぐように配置されるとともに、前記カムハウジングにおける前記前側カム軸の上側部と前記後側カム軸の上側部とを連結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用エンジンの燃料ポンプ装置。
4. 前記車載部品は、エアクリーナおよびバッテリであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用エンジンの燃料ポンプ装置。