説明

燃料ポンプの駆動装置

【課題】 クランク軸により動弁カム軸を駆動すると共に燃料ポンプを駆動するようにしたものにおいて、クランク軸とポンプ駆動スプロケットとの変速比およびポンプ駆動スプロケットと一体のカム駆動歯車とカム被動歯車との減速比の組み合わせにより、燃料ポンプの回転数の設定自由度を高める。
【解決手段】 シリンダヘッド2に固定の支持ボルト20に支承される駆動軸24をクランク軸5により調時伝動チエン11を介して駆動し、この駆動軸24により、歯車26,27を介して動弁カム軸8を駆動すると共に燃料ポンプFPを直接駆動する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料ポンプの駆動装置、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駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、カム軸の端部に固定されたカムスプロケットと、クランク軸の端部に固定されたクランクスプロケットをタイミングベルトを介して連結し、燃料噴射弁に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した、燃料ポンプの駆動装置は公知である(後記特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−8987号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、前記特許文献1に開示されるものでは、カム軸に固定されるカムスプロケットに燃料ポンプの回転軸が固定されて、燃料ポンプの回転数が、クランク軸とカムスプロケットとの減速比の設定だけで決まるので、燃料ポンプの回転数の設定自由度が制約されるという問題がある。
【0005】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、燃料ポンプの回転数の設定自由度を高めて、前記問題を解決できるようにした、新規な燃料ポンプの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、クランク軸により動弁カム軸を駆動すると共に燃料ポンプを駆動するようにした、燃料ポンプの駆動装置であって、
エンジン本体に固定される支持ボルトと、この支持ボルトのジャーナル部に回転自在に支承される駆動軸と、この駆動軸に固定されるポンプ駆動伝動輪とを備え、
前記駆動軸は、動弁カム軸を駆動するカム駆動歯車と、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動ジョイント部とが設けられ、また、前記ポンプ駆動伝動輪は、無端状の調時伝動帯を介してクランク軸に連動するクランク伝動輪に連結されていることを特徴としている。
【0007】
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、前記ポンプ駆動伝動輪は、前記駆動軸に圧入、レーザ溶接、または焼結拡散接合により固定されることを特徴としている。
【0008】
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、前記支持ボルトは、ワッシャーを介してエンジン本体に締結されて、そのジャーナル部に前記駆動軸が回転自在に支承され、前記ワッシャーには油溝が形成され、前記ジャーナル部にはその油溝に連通する油路が形成され、エンジン本体からの潤滑油は、前記油溝および油路を通して駆動軸の軸受部に給油されるようにしたことを特徴としている。
【0009】
上記目的を達成するために、請求項4の発明は、前記請求項3のものにおいて、前記ワッシャーに形成される油溝は、周方向に環状に形成されていることを特徴としている。
【0010】
上記目的を達成するために、請求項5の発明は、前記請求項1,2,3または4のものにおいて、前記ポンプ駆動伝動輪と、前記カム駆動歯車に噛合される動弁カム軸駆動用のカム被動歯車には、それらの位相決め手段として治具挿入孔をそれぞれ穿設したことを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
請求項1の発明によれば、クランク軸により調時伝動帯びおよびポンプ駆動伝動輪を介して駆動される駆動軸には、動弁カム軸を駆動するカム駆動歯車と、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動ジョイント部とが設けられるので、カム駆動歯車とカム被動歯車との変速比の設定と、クランク軸とポンプ駆動伝動輪との変速比の設定とが可能となり、これらの変速比の組み合わせにより、燃料ポンプの回転数の設定自由度を大幅に高めることができ、燃料ポンプの汎用性が高められる。これにより、同一燃料ポンプを排気量などの異なる種々のエンジンに適用が可能になり、エンジンのコストダウンに寄与することができる。
【0012】
請求項2の発明によれば、ポンプ駆動伝動輪は、駆動軸に圧入、レーザ溶接または焼結拡散接合により固定されるので、それらを締結する締結部材が不要となり、ポンプ駆動伝動輪の径方向のコンパクト化および部品点数の削減が可能になる。
【0013】
請求項3の発明によれば、支持ボルトに駆動軸を支承するジャーナル部が一体に形成されるため、部品点数を削減して構造の簡素化と、支持ボルトの径方向のコンパクト化が図れ、さらに、支持ボルトのジャーナル部と駆動軸との軸受部をエンジン本体からの給油により有効に潤滑して摩耗、焼き付き、摺動抵抗の低減を図ることができる。
【0014】
請求項4の発明によれば、ワッシャーに形成される油溝は、周方向に環状に形成されるので、ワッシャーの位置決めが不要になり、組付工数の低減と、部品点数の削減を図ることができる。さらに油溝をワッシャー側に設けることで、鍛造製法によりコスト増を招くことなく油溝を形成することができる(油溝をエンジン本体側に設けるとツールによる加工が必要となり、コスト増を招く)。
【0015】
請求項5の発明によれば、ポンプ駆動伝動輪とカム駆動歯車には、それらの位相決め手段として治具挿入用の位置決め穴をそれぞれ穿設したので、ポンプ駆動装置の組付工数の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】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2】図1の2−2線に沿う拡大断面図
【図3】図2の3矢視仮想線囲い部分の拡大図
【図4】図3の4−4線に沿う断面図
【図5】動弁カム軸の駆動部の斜視図
【図6】駆動軸の潤滑経路を示す駆動軸の斜視図
【図7】図2の7矢視の燃料ポンプの取付部の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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、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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
伝動室C内において、右バンクBRの下部には、クランク伝動輪としての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、後述のポンプ駆動伝動輪として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。
【0023】
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)。
【0024】
前記駆動軸24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の外端には、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。
【0025】
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、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、またその外面は、チエンカバー6の開口36を通して外部に臨んでおり、また、ポンプホルダー33の外周部には、無端状のパッキン35を挟んでチエンカバー6が当接されていて、ポンプホルダー33とチエンカバー6間がシールされる。図2,7に示すように、ポンプホルダー33の中央部には、伝動室Cと外部とを連通する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の外端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、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。
【0026】
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の内周面に形成された油溝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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【0031】
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。
【0032】
このとき、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。
【0033】
また、ポンプ駆動スプロケット12は、駆動軸24に圧入により固定されるので、それらを締結する締結部材が不要となり、部品点数が削減される共にポンプ駆動スプロケット12の径方向のコンパクト化が図れる。
【0034】
なお、ポンプ駆動スプロケット12を駆動軸24に固定する固定手段としては、圧入のほかにレーザ溶接、焼結拡散接合であってもよい。
【0035】
さらに、支持ボルト20に、駆動軸24を支承するジャーナル部20jが一体に形成されるため、部品点数を削減して構造の簡素化と、支持ボルト20の径方向のコンパクト化が図れ、さらに、支持ボルト20のジャーナル部20jと駆動軸24との軸受部をエンジン本体すなわちシリンダヘッド2からの給油により有効に潤滑して摩耗、焼き付き、摺動抵抗の低減を図ることができる。
【0036】
さらに、ワッシャー21に形成される油溝45は、周方向に環状に形成されるので、ワッシャー21の位置決めが不要なり、組付工数の低減と、部品点数の削減を図ることができる。
【0037】
さらにまた、ポンプ駆動スプロケット12とカム被動歯車27には、それらの位相決め手段として治具挿入孔50,51をそれぞれ穿設したので、ポンプ駆動装置の組付工数の低減を図ることができる。
【0038】
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。
【0039】
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、クランク伝動輪、調時伝動帯、およびポンプ駆動伝動輪としてクランク伝動スプロケット、調時伝動チエン、およびポンプ駆動スプロケットを用いているが、それらに代えてクランク伝動シーブ、調時伝動ベルト、およびポンプ駆動シーブなどの同効物を用いてもよい。
【符号の説明】
【0040】
2・・・・・・・・エンジン本体(シリンダヘッド)
5・・・・・・・・クランク軸
10・・・・・・・・クランク伝動輪(クランクスプロケット)
11・・・・・・・・調時伝動帯(調時伝動チエン)
12・・・・・・・・ポンプ駆動伝動輪(ポンプ駆動スプロケット)
20・・・・・・・・支持ボルト
20j・・・・・・・ジャーナル部
24・・・・・・・・駆動軸
24h・・・・・・・ポンプ駆動ジョイント部(オルダムジョイントハブ)
26・・・・・・・・カム駆動歯車
27・・・・・・・・カム被動歯車
50・・・・・・・・治具挿入孔
51・・・・・・・・治具挿入孔
FP・・・・・・・・燃料ポンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
クランク軸(5)により動弁カム軸(8,9)を駆動すると共に燃料ポンプ(FP)を駆動するようにした、燃料ポンプの駆動装置であって、
エンジン本体(2)に固定される支持ボルト(20)と、
この支持ボルト(20)のジャーナル部(20j)に回転自在に支承される駆動軸(24)と、
この駆動軸(24)に固定されるポンプ駆動伝動輪(12)と、
を備え、
前記駆動軸(24)は、動弁カム軸(8,9)を駆動するカム駆動歯車(26)と、燃料ポンプ(FP)を駆動するポンプ駆動ジョイント部(24h)とが設けられ、また、前記ポンプ駆動伝動輪(12)は、無端状の調時伝動帯(11)を介してクランク軸(5)に連動するクランク伝動輪(10)に連結されていることを特徴とする、燃料ポンプの駆動装置。
【請求項2】
前記ポンプ駆動伝動輪(12)は、前記駆動軸(24)に圧入、レーザ溶接、または焼結拡散接合により固定されることを特徴とする、前記請求項1記載の燃料ポンプの駆動装置。
【請求項3】
前記支持ボルト(20)は、ワッシャー(21)を介してエンジン本体(2)に締結されて、そのジャーナル部(20j)に前記駆動軸(24)が回転自在に支承され、前記ワッシャー(21)には油溝(45)が形成され、前記ジャーナル部(20j)にはその油溝(45)に連通する油路(46)が形成され、エンジン本体(2)からの潤滑油は、前記油溝(45)および油路(46)を通して駆動軸(24)の軸受部に給油されるようにし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駆動装置。
【請求項4】
前記ワッシャー(21)に形成される油溝(45)は、周方向に環状に形成されていることを特徴とする、前記請求項3記載の燃料ポンプの駆動装置。
【請求項5】
前記ポンプ駆動伝動輪(12)と、前記カム駆動歯車(26)に噛合される動弁カム軸(8,9)駆動用カム被動歯車(27)には、それらの位相決め手段として治具挿入孔(50,51)をそれぞれ穿設したことを特徴とする、前記請求項1,2,3または4記載の燃料ポンプの駆動装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−255529(P2010−255529A)
【公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−106855(P2009−106855)
【出願日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】