JP2021011863A - ポンプ保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧燃料ポンプに加わる衝撃荷重を軽減する。【解決手段】ボルト２２，２３によりエンジン本体に固定された高圧燃料ポンプ２０の取付プレート２１を介してエンジン本体に固定された基部３１と、基部３１から立ち上げられて高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａの側方及び上方を覆う板状のブラケット部３３と、ブラケット部３３から突出されてボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａの上方の位置までそれぞれ延びる棒状の第１足部３４及び第２足部３５と、を備える保護ブラケット３０を高圧燃料ポンプ２０の傍に設けるようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンに設置された高圧燃料ポンプを衝撃から保護するためのポンプ保護構造に関する。

特許文献１には、高圧燃料ポンプを覆う金属製の保護ブラケットをエンジン本体に取り付けて、衝撃から高圧燃料ポンプを保護するポンプ保護構造が記載されている。同文献のポンプ保護構造における保護部材は、エンジン本体に固定された基部と、その基部から立ち上がって高圧燃料ポンプの一側方及び上方を覆う板状のブラケット部と、を備えている。

特開２０１４−１０１８０７号公報

上記のような保護ブラケットには、高い剛性が必要とされる。上記従来のポンプ保護構造に採用の保護ブラケットでも、比強度が高い材料を使用したり、ブラケット部の板厚を大きくしたりすれば、その剛性を高めることはできる。しかしながら、比強度が高い材料は高価であり、板厚を増加すればその分材料の使用量が増えるため、コストが増加してしまう。

上記課題を解決するポンプ保護構造は、エンジン本体から突出した状態で同エンジン本体にボルトにより固定された高圧燃料ポンプを保護するための構造であって、エンジン本体に固定された基部と、その基部から立ち上げられた板状のブラケット部と、そのブラケット部から突出されて上記ボルトの頭部の上方の位置まで延びる棒状の足部と、を有しており、かつ足部の先端が上記ボルトの頭部から離間した状態でエンジン本体に組み付けられた保護ブラケットを備えている。

上記のように構成されたポンプ保護構造では、保護ブラケットのブラケット部に衝撃荷重が加わり、ブラケット部が変形すると、剛性が高い締結ボルトの頭部に足部の先端が当接する。これにより、ブラケット部が足部により支持されるため、それ以上のブラケット部の変形が抑えられる。そのため、保護ブラケットにより衝撃荷重が効果的に吸収されるようになる。したがって、高圧燃料ポンプに加わる衝撃荷重を効果的に軽減できる。

ポンプ保護構造の一実施形態が保護の対象とする高圧燃料ポンプのエンジンルーム内での配置を示す図。 同実施形態のポンプ保護構造の平面図。 図２に矢印Ｌで示された方向を投影方向とした同ポンプ保護構造の側面図。 図２に矢印Ｒで示された方向を投影方向とした同ポンプ保護構造の側面図。 保護ブラケットが組み付けられていない状態の同ポンプ保護構造の平面図。 同ポンプ保護構造の保護ブラケットに衝撃荷重が加わった際の変形態様を示す図。

以下、ポンプ保護構造の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のポンプ保護構造は、ハイブリッド車両のエンジンに設置された高圧燃料ポンプを衝撃から保護するものとなっている。

まず、図１を参照して、本実施形態のポンプ保護構造が保護の対象とする高圧燃料ポンプ２０の設置態様を説明する。ハイブリッド車両のエンジンルーム１０には、エンジンの本体部分を構成するエンジン本体１１が収容されている。エンジン本体１１は、シリンダブロック１２、オイルパン１３、シリンダヘッド１４、カムハウジング１５、及びヘッドカバー１６により構成されている。オイルパン１３はシリンダブロック１２の下側に、シリンダヘッド１４はシリンダブロック１２の上側に、それぞれ取り付けられている。また、シリンダヘッド１４の上側にはカムハウジング１５が取り付けられており、さらにカムハウジング１５の上側にはヘッドカバー１６が取り付けられている。

シリンダヘッド１４とカムハウジング１５との間には、２本のカムシャフト１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ回転可能に軸支されている。高圧燃料ポンプ２０は、カムシャフト１８Ｂに設けられたカムによるプランジャの昇降に応じて燃料の加圧動作を行うものであり、燃料が加圧される加圧室が内部に設けられたポンプ部２０Ａをヘッドカバー１６から上方に突出した状態でエンジン本体１１に組み付けられている。

なお、エンジンルーム１０における高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａの周辺には、インバータ１７が設置されている。本実施形態のポンプ保護構造は、ハイブリッド車両が外部の物体に衝突して車体が変形した際に、インバータ１７がポンプ部２０Ａに加える衝撃荷重を抑えるものとなっている。

図２に本実施形態のポンプ保護構造の平面図を示す。また、図３には図２に矢印Ｌで示された方向を投影方向とする同ポンプ保護構造の側面図を、図４には図２に矢印Ｒで示された方向を投影方向とする同ポンプ保護構造の側面図を、それぞれ示す。なお、これら図２〜図４、並びに後述の図５に記載された矢印Ａは、高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａから見たときの上述のインバータ１７が位置する方向を示している。

ヘッドカバー１６には、ポンプ取付孔１６Ａが開口されている。そして、カムハウジング１５に設けられた筒状の台座部１５Ａがポンプ取付孔１６Ａを通ってヘッドカバー１６よりも上方に突出されている。一方、高圧燃料ポンプ２０は、エンジン本体１１に組み付けられた状態において台座部１５Ａの頂面に載置される平板状の取付プレート２１を有している。そして、高圧燃料ポンプ２０は、取付プレート２１から上方にポンプ部２０Ａが突出した状態で、２本のボルト２２，２３によって台座部１５Ａに固定されている。なお、以下の説明では、取付プレート２１の上面に対して垂直な方向をプレート鉛直方向と記載する。また、取付プレート２１の上面に対して平行な方向をプレート水平方向と記載する。

高圧燃料ポンプ２０の取付プレート２１には、保護ブラケット３０が固定されている。保護ブラケット３０は、２本のボルト３２により取付プレート２１に固定された基部３１を有している。また、保護ブラケット３０は、基部３１から立ち上げられた板状のブラケット部３３を有している。ブラケット部３３は、ポンプ部２０Ａから見てインバータ１７が位置する側の同ポンプ部２０Ａの側方、及び同ポンプ部２０Ａの上方を覆うように形成されている。こうした保護ブラケット３０は、高圧燃料ポンプ２０の取付プレート２１を介してエンジン本体１１を構成するカムハウジング１５の台座部１５Ａに固定されている。なお、図５には、保護ブラケット３０が組み付けられていない状態の本実施形態のポンプ保護構造の平面図が示されている。

保護ブラケット３０には、ブラケット部３３から突出された棒状の足部が２本設けられている。２本の足部のうちの一つである第１足部３４は、ブラケット部３３から同ボルト２２の頭部２２Ａの上方の位置までプレート鉛直方向に延出されている。また、もう一つの足部である第２足部３５は、ブラケット部３３からボルト２３の頭部２３Ａの上方の位置までプレート水平方向に延出されている。なお、図４に示すように、保護ブラケット３０は、第１足部３４の先端がボルト２２の頭部２２Ａから距離Ｄ１だけ離間し、かつ第２足部３５の先端がボルト２３の頭部２３Ａから距離Ｄ２だけ離間した状態で組み付けられている。

以上のように構成された本実施形態のポンプ保護構造の作用を説明する。
ハイブリッド車両が外部の物体と衝突して車体が変形すると、インバータ１７が高圧燃料ポンプ２０に近接する方向に移動することがある。このとき、インバータ１７が高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａに衝突すると、ポンプ部２０Ａに衝撃荷重が加わり、燃料漏れが発生する虞がある。これに対して本実施形態では、ポンプ部２０Ａとインバータ１７との間にブラケット部３３が介在した状態で保護ブラケット３０が設けられている。そのため、このときのインバータ１７からの衝撃荷重はまず、保護ブラケット３０のブラケット部３３に加わることになる。

図６は、インバータ１７からの衝撃荷重Ｆが加わったときの保護ブラケット３０等の状態が示されている。本実施形態では、衝撃荷重Ｆの方向にブラケット部３３が移動するように保護ブラケット３０や取付プレート２１が変形すると、第１足部３４の先端がボルト２２の頭部２２Ａに、第２足部３５の先端がボルト２３の頭部２３Ａに、それぞれ当接する。これにより、第１足部３４及び第２足部３５によりブラケット部３３が支えられた状態となることから、それ以上の保護ブラケット３０の変形が抑えられる。そしてその結果、高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａに加わる衝撃荷重が軽減される。

なお、第１足部３４の先端とボルト２２の頭部２２Ａとの距離Ｄ１、及び第２足部３５の先端とボルト２３の頭部２３Ａとの距離Ｄ２は、次のように設定されている。まず、距離Ｄ１は、第１足部３４の先端とボルト２２の頭部２２Ａとが接触するまで保護ブラケット３０が変形したときに、第１足部３４の先端がボルト２２の頭部２２Ａに確実に着座した状態となるように設定されている。同様に、距離Ｄ２は、第２足部３５の先端とボルト２３の頭部２３Ａとが接触するまで保護ブラケット３０が変形したときに、第２足部３５の先端がボルト２３の頭部２３Ａに確実に着座した状態となるように設定されている。

以上の本実施形態のポンプ保護構造によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）インバータ１７から衝撃荷重Ｆが加わった際に、第１足部３４及び第２足部３５の先端がボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａに当接して、第１足部３４及び第２足部３５によりブラケット部３３が支えられた状態となる。そのため、インバータ１７からの衝撃荷重Ｆに対する保護ブラケット３０の変形が抑えられる。したがって、高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａに加わる衝撃荷重を軽減できる。

（２）取付プレート２１におけるボルト２２，２３が締結された部分は、その直下から台座部１５Ａにより下支えされているため、同取付プレート２１における他の部分よりも剛性が高くなっている。そのため、第１足部３４及び第２足部３５とボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａとの当接を通じて支持可能な荷重が大きくなり、ポンプ部２０Ａに加わる衝撃荷重の軽減効果が大きくなる。

（３）第１足部３４及び第２足部３５の先端がボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａにそれぞれ接触した状態で保護ブラケット３０が組み付けられている場合には、次の問題が生じる虞がある。すなわち、このように保護ブラケット３０を組み付けた場合には、保護ブラケット３０等の寸法公差のため、第１足部３４及び第２足部３５の先端とボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａとの接触状態にばらつきが生じてしまう。そのため、衝撃荷重Ｆが加わった際に、第１足部３４及び第２足部３５の先端がボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａから滑り落ちてしまう等して、荷重を支え切れなくなる虞がある。その点、本実施形態では、第１足部３４及び第２足部３５の先端とボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａとが適度な距離Ｄ１，Ｄ２だけ離れた状態で保護ブラケット３０が組み付けられている。そのため、衝撃荷重Ｆが加わった際に第１足部３４及び第２足部３５によりブラケット部３３を支えて保護ブラケット３０の変形を、ひいては高圧燃料ポンプ２０のポンプ部２０Ａに加わる衝撃荷重を、より確実に軽減できる。

（４）第１足部３４及び第２足部３５の先端がボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａにそれぞれ接触した状態で保護ブラケット３０が組み付けられている場合には、次の問題も生じる虞がある。すなわち、このときのボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａには第１足部３４及び第２足部３５の先端からの押圧が常時加わった状態となる。そして、その押圧により、ボルト２２，２３が緩む虞がある。その点、本実施形態では衝撃荷重Ｆが加わっていないときには、第１足部３４及び第２足部３５の先端がボルト２２，２３の頭部２２Ａ，２３Ａから離間した状態で保護ブラケット３０が組み付けられており、上記のようなボルト２２，２３の緩みが生じない。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、第１足部３４及び第２足部３５の２つの足部を設けるようにしていたが、足部を１つだけ設けるようにしてもよい。また、高圧燃料ポンプ２０の締結用のボルトが３つ以上設けられている場合には、足部の数を３つ以上とすることもできる。

・上記実施形態では、高圧燃料ポンプ２０の取付プレート２１を介して保護ブラケット３０がエンジン本体１１に固定されていたが、取付プレート２１を介さずに保護ブラケット３０をエンジン本体１１に直接固定するようにしてもよい。そうした場合には、高圧燃料ポンプ２０の取付プレート２１は省略可能である。

１０…エンジンルーム、１１…エンジン本体、１２…シリンダブロック、１３…オイルパン、１４……シリンダヘッド、１５…カムハウジング、１６…ヘッドカバー、１７…インバータ、１８Ａ，１８Ｂ…カムシャフト、２０…高圧燃料ポンプ、２０Ａ…ポンプ部、２１…取付プレート、２２，２３…ボルト、２２Ａ，２３Ａ…頭部、３０…保護ブラケット、３１…基部、３２…ボルト、３３…ブラケット部、３４…第１足部、３５…第２足部。

Claims (1)

1. エンジン本体から突出した状態で同エンジン本体にボルトにより固定された高圧燃料ポンプを保護するためのポンプ保護構造であって、
   前記エンジン本体に固定された基部と、前記基部から立ち上げられた板状のブラケット部と、前記ブラケット部から突出されて前記ボルトの頭部の上方の位置まで延びる棒状の足部と、を有しており、かつ前記足部の先端が前記ボルトの頭部から離間した状態で前記エンジン本体に組み付けられた保護ブラケットを備えている
   ポンプ保護構造。