JP2017115825A - シリンダブロックのサプライポンプ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サプライポンプをシリンダブロックにコンパクトに組付けることができるサプライポンプ取付構造を提供する。【解決手段】シリンダブロック１０のサプライポンプ取付部１５に形成されたアダプタ挿入孔３１にアダプタ部材４０が挿入されている。アダプタ部材４０は、サプライポンプ取付部１５のアダプタ取付面３０に接する第１フランジ４１と、サプライポンプを支持する第２フランジ４２と、サプライポンプのタペット等のポンプ機構部が挿入されるポンプ挿入孔４５と、回り止め部材４６の先端４６ａが挿入される回り止め挿入孔４７と、給油連通孔４８と、空気逃がし部５０とを有している。サプライポンプ取付部１５に給油孔３５が形成されている。給油孔３５はシリンダブロック１０内のオイル供給流路３６と連通している。給油孔３５は、アダプタ挿入孔３１の開口部からアダプタ挿入孔３１の内面３１ｂを臨むことができる位置に前記開口部を通る直線に沿って形成されている。【選択図】図５

Description

この発明は、エンジンのシリンダブロックにサプライポンプを取付けるサプライポンプ取付構造に関する。

例えばディーゼルエンジンのようにインジェクタを含む燃料噴射系を有するエンジンでは、エンジンのクランクシャフトの回転に連動して駆動されるサプライポンプによって燃料を加圧し、シリンダヘッドのインジェクタに供給するように構成されている。サプライポンプはシリンダブロックに固定されている。

従来のサプライポンプは、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載されているように、シリンダボディと、該シリンダボディの軸線方向に往復運動するタペットと、タペットに連動してシリンダボディの軸線方向に往復運動し燃料を加圧するプランジャと、該プランジャに同期して開閉する弁体を備えた電磁弁と、エンジンの回転を前記タペットに伝える駆動部ユニットとを含んでいる。前記駆動部ユニットは、前記シリンダボディに結合されたポンプハウジングと、該ポンプハウジングに収容されたカムと、エンジンの回転を前記カムに伝える回転機構などを有している。

特開昭６４−７３１６６号公報 特開２００８−８８８４１号公報

従来のサプライポンプは、シリンダボディやタペット、プランジャ、電磁弁等からなるポンプ本体以外に駆動部ユニットを備えている。この駆動部ユニットは、ポンプハウジングと、該ポンプハウジングに収容されたカムと、エンジンの回転を前記カムに伝える回転機構等を含んでいる。このような駆動部ユニットは、サプライポンプの一部とはいえサプライポンプのかなり大きな容積を占めている。

しかも従来のサプライポンプを用いるエンジンは、クランクシャフトの回転をサプライポンプの前記回転機構に伝えるための動力伝達系をシリンダブロック側に配置する必要がある。このためシリンダブロックにサプライポンプを組付けた状態において、サプライポンプの突出量が比較的大きくなる傾向があった。またサプライポンプによっては、タペットの摺動部等を潤滑するために、シリンダブロック内のオイル供給流路とサプライポンプとの間にオイルを通すための配管系を必要とすることもあった。

従って本発明の目的は、サプライポンプをシリンダブロックにコンパクトに組付けることが可能なサプライポンプ取付構造を提供することにある。

１つの実施形態のサプライポンプ取付構造は、オイル供給流路を有するシリンダブロックのサプライポンプ取付部に形成されたアダプタ取付面と、前記サプライポンプ取付部に形成され前記シリンダブロックの内部空間に連通しかつ前記アダプタ取付面に開口部を有したアダプタ挿入孔と、前記開口部から前記アダプタ挿入孔の内面を臨むことができる位置に前記開口部を通る直線に沿って形成され前記内面から前記オイル供給流路に達する給油孔とを具備している。

この実施形態において、前記アダプタ挿入孔に挿入されたアダプタ部材をさらに有し、該アダプタ部材は、前記アダプタ取付面に接する第１フランジと、サプライポンプを支持する第２フランジと、前記サプライポンプのポンプ機構部が挿入されるポンプ挿入孔と、前記給油孔に連通する給油連通孔とを備えていてもよい。

前記ポンプ機構部がタペットを含み、前記アダプタ部材は、前記タペットが移動する軌跡の両端を越える長さを有する空気逃がし部を備えているとよい。また前記空気逃がし部は、前記給油孔の延長線に対して前記ポンプ挿入孔の周方向に互いに位置をずらして形成された複数の溝を含んでいてもよい。前記サプライポンプ取付部が回り止め部材を挿入する回り止め取付孔を有し、前記アダプタ部材は前記回り止め取付孔と対応した位置に前記回り止め部材の先端が挿入される回り止め挿入孔を有し、前記回り止め部材の先端が前記タペットのガイド溝に挿入されてもよい。

１つの実施形態では、エンジンのクランクシャフトの回転を前記サプライポンプのタペットに伝えるポンプ駆動系を有し、該ポンプ駆動系は、前記シリンダブロックの前記内部空間に配置され前記ポンプ機構部のカムフォロアに接するカムと、前記クランクシャフトの回転に連動して回転するクランク軸ギヤと、該クランク軸ギヤに噛合い該クランク軸ギヤの回転を前記カムに伝えるポンプ駆動ギヤとを含んでいる。

本発明に係るシリンダブロックのサプライポンプ取付構造によれば、シリンダブロック内のオイル供給流路から供給されるオイルをアダプタ挿入孔の内面に開口する給油孔からサプライポンプに供給することが可能となり、この給油孔は前記アダプタ挿入孔の開口部から工具によって形成することができる。またサプライポンプを駆動するカム等のポンプ駆動系がシリンダブロックの内部空間に配置されることにより、サプライポンプを含むエンジンの小形化に寄与することができる。

第１の実施形態に係るアダプタ部材とサプライポンプを備えたシリンダブロックの斜視図。 図１に示されたシリンダブロックにサプライポンプを組付ける前の状態を示す斜視図。 同サプライポンプとポンプ駆動系の一例を模式的に示す斜視図。 図１に示されたシリンダブロックの一部とアダプタ部材とサプライポンプを示す断面図。 図４に示されたシリンダブロックの一部とアダプタ部材の断面図。 同アダプタ部材の斜視図。 同アダプタ部材の底面図。 図１に示されたシリンダブロックのサプライポンプ取付部と、給油孔を加工する工具の例を模式的に示す断面図。 第２の実施形態に係るアダプタ部材を示す断面図。

以下に第１の実施形態に係るシリンダブロックのサプライポンプ取付構造について、図１から図８を参照して説明する。
図１は、エンジンのシリンダブロック１０の一部と、サプライポンプ２０とを示している。サプライポンプ２０は、加圧した燃料をインジェクタに供給するための燃料供給系の一部をなしている。図２は、サプライポンプ２０をシリンダブロック１０に組付ける前の状態を示している。図３にクランクシャフト１１とサプライポンプ２０などが模式的に示されている。

図１に示されるようにシリンダブロック１０には、クランクシャフト１１の軸線方向に複数（例えば４つ）のシリンダボア１２ａ〜１２ｄが形成されている。シリンダボア１２ａ〜１２ｄは、それぞれシリンダブロック１０の上面において開口している。シリンダブロック１０の上面にシリンダヘッドが配置される。

図４にシリンダブロック１０の一部（サプライポンプ取付部１５）と、サプライポンプ２０と、アダプタ部材４０が示されている。アダプタ部材４０は、サプライポンプ取付部１５に取付けられている。アダプタ部材４０にサプライポンプ２０が取付けられている。アダプタ部材４０については後に詳しく説明する。

サプライポンプ２０の構造は図４に限るものではないが、一例としてこのサプライポンプ２０は、加圧室を有するシリンダボディ２１と、シリンダボディ２１の軸線Ｘ１に沿う方向に往復運動するタペット２２およびプランジャ２３と、プランジャ２３の往復動作に同期して弁体を開閉させる電磁弁２４と、カムフォロア２５と、ばね２６と、燃料導入管２７と、燃料導出管２８と、フランジ部２９などを備えている。

タペット２２とプランジャ２３とカムフォロア２５とばね２６等によってポンプ機構部が構成されている。図２に示されるようにサプライポンプ２０をサプライポンプ取付部１５に取付ける前の状態では、ポンプ機構部がフランジ部２９の下面から外部に露出している。タペット２２の側面にガイド溝２２ａが形成されている。ガイド溝２２ａは、タペット２２が移動する方向（軸線Ｘ１に沿う方向）に形成されている。

サプライポンプ取付部１５はシリンダブロック１０の壁面１０ａの一部をなし、シリンダブロック１０の壁面１０ａから斜め上方に台状に突き出ている。サプライポンプ取付部１５の上端側には、壁面１０ａから離れるにつれて低くなるように傾斜したアダプタ取付面３０が形成されている。図８に示されるようにアダプタ取付面３０は平坦に機械加工されている。

サプライポンプ取付部１５にアダプタ挿入孔３１が形成されている。アダプタ挿入孔３１の軸線Ｘ２（図８に示す）は、アダプタ取付面３０と直角な方向に延び、シリンダブロック１０の内側の内部空間１０ｂに連通している。このアダプタ挿入孔３１は、アダプタ取付面３０において開口する円形の開口部３１ａを有している。アダプタ挿入孔３１の内面３１ｂは円柱形である。このサプライポンプ取付部１５には、アダプタ挿入孔３１の軸線Ｘ２と直角な方向に回り止め取付孔３３が形成されている。

サプライポンプ取付部１５の内部に給油孔３５が形成されている。給油孔３５は、アダプタ挿入孔３１の開口部３１ａを通じてアダプタ挿入孔３１の内部を直接臨むことができる位置から、シリンダブロック１０内のオイル供給流路３６に向かって一直線に形成されている。

すなわちこの給油孔３５は、サプライポンプ取付部１５の外部から開口部３１ａを通じて内面３１ｂを臨む位置に、開口部３１ａの内側を通る直線Ｍ（図８に示す）に沿って真っ直ぐに形成されている。しかもこの給油孔３５は、アダプタ挿入孔３１の軸線Ｘ２に対し角度θ１をなして斜めに形成されている。給油孔３５の一端３５ａは、アダプタ挿入孔３１の内面３１ｂにおいてオイル噴出口として開口している。給油孔３５の他端３５ｂは、シリンダブロック１０内のオイル供給流路３６に連通している。

給油孔３５は、開口部３１ａを通る直線Ｍに沿う直線形状をなし、かつ、アダプタ挿入孔３１の軸線Ｘ２に対し角度θ１をなしているため、図８に示すように穴あけ用のドリル等の工具３８を開口部３１ａから挿入し、オイル供給流路３６に向けて穴あけ加工を行うことにより、アダプタ挿入孔３１の内面３１ｂからオイル供給流路３６に達する真っ直ぐな給油孔３５を形成することができる。

図４と図５に示されるようにサプライポンプ取付部１５にアダプタ部材４０が取付けられている。図６はアダプタ部材４０の斜視図、図７はアダプタ部材４０の底面図である。アダプタ部材４０は、サプライポンプ取付部１５のアダプタ取付面３０に接する第１フランジ４１と、サプライポンプ２０のフランジ部２９に接する第２フランジ４２と、筒部４３と、アダプタ挿入孔３１に挿入される筒形の先端部４４と、筒部４３から先端部４４にわたって内側に形成されたポンプ挿入孔４５と、回り止め部材４６の先端４６ａが挿入される回り止め挿入孔４７と、給油孔３５の一端（オイル噴出口）３５ａに連なる給油連通孔４８と、空気逃がし部５０とを備えている。先端部４４の外径は、この先端部４４がアダプタ挿入孔３１に丁度嵌合できる寸法としている。

アダプタ部材４０の先端部４４がアダプタ挿入孔３１に挿入された状態において、ポンプ挿入孔４５の軸線Ｘ３（図５に示す）は、アダプタ挿入孔３１の軸線Ｘ２（図８に示す）と一致している。回り止め挿入孔４７はサプライポンプ取付部１５の回り止め取付孔３３と対応した位置に形成されている。

図４に示されるように、アダプタ部材４０のポンプ挿入孔４５に、サプライポンプ２０のポンプ機構部（タペット２２やプランジャ２３、カムフォロア２５およびばね２６等）が挿入される。回り止め取付孔３３には回り止め部材４６が挿入される。回り止め部材４６の先端４６ａは、回り止め挿入孔４７を通ってガイド溝２２ａに挿入される。この状態において、タペット２２はガイド溝２２ａに沿って軸線Ｘ３に沿う方向に移動可能であり、しかもタペット２２がアダプタ部材４０に対して軸線Ｘ１まわりに回転することが阻止される。

シリンダブロック１０内のオイル供給流路３６から給油孔３５を経て送られてくるオイルは、給油連通孔４８を経てタペット２２の摺動面に供給される。すなわちタペット２２の油溝２２ｂが給油連通孔４８と対向する位置まで移動した状態において、給油連通孔４８から噴出するオイルが油溝２２ｂに供給される。

空気逃がし部５０は、タペット２２の往復運動によってアダプタ部材４０の筒部４３の内側に生じる空気の脈動（圧力変化）を逃がす機能を有している。このため空気逃がし部５０は、タペット２２の移動ストロークの両端を越える長さにわたって形成されている。例えば本実施形態の空気逃がし部５０は、第１の溝５１と第２の溝５２（図７に示す）とを含んでいる。

空気逃がし部５０の第１の溝５１と第２の溝５２とは、それぞれ、タペット２２の移動ストロークの両端を越える範囲に形成されている。しかも第１の溝５１と第２の溝５２とは、給油孔３５と給油連通孔４８との延長線Ｘ４（図７に示す）に対し、ポンプ挿入孔４５の周方向に所定の角度θ２，θ３（例えば＋１２０°と−１２０°）をなすように周方向に位置をずらして形成されている。第１の溝５１と第２の溝５２の下端は、それぞれシリンダブロック１０内のクランク室に通じている。

アダプタ部材４０の第１フランジ４１と第２フランジ４２とは、いずれも２穴フランジであり、それぞれ非円形（略菱形）をなしている。すなわち第１フランジ４１は、筒部４３の両側の対称位置に形成された一対の取付孔６０ａ，６０ｂを有している。第２フランジ４２も、筒部４３の両側の対称位置に形成された一対の取付孔６２ａ，６２ｂを有している。

アダプタ部材４０の先端部４４がアダプタ挿入孔３１に挿入された状態において、第１フランジ４１の取付孔６０ａ，６０ｂにそれぞれ挿入されたボルト６１（図１と図２に示す）によって、アダプタ部材４０がサプライポンプ取付部１５のアダプタ取付面３０に固定される。第１フランジ４１とアダプタ取付面３０との間には、Ｏリング等のシール部材６６が設けられている。第２フランジ４２の取付孔６２ａ，６２ｂにそれぞれ挿入されたボルト６３（図１に一方を示す）によって、第２フランジ４２のポンプ取付面６５にサプライポンプ２０が固定される。

図７に示されるように、第１フランジ４１の取付孔６０ａ，６０ｂと第２フランジ４２の取付孔６２ａ，６２ｂとは、アダプタ部材４０の軸線Ｘ３（図５に示す）に沿う方向から見て、互いの位置を角度θ４（図７に示す）だけずらしている。θ４の一例は９０°である。こうすることにより、取付孔６０ａ，６０ｂに挿入されたボルト６１（図１と図２に示す）によってアダプタ部材４０をサプライポンプ取付部１５に固定する際、ボルト６１を回転させる工具が第２フランジ４２と干渉することを避けることができる。

図３に示されるように、クランクシャフト１１によって回転するクランク軸ギヤ７０にポンプ駆動ギヤ７１が噛合っている。ポンプ駆動ギヤ７１と同軸にカム７２が取付けられている。クランク軸ギヤ７０の歯数とポンプ駆動ギヤ７１の歯数は同じである。このためクランクシャフト１１が１回転すると、クランク軸ギヤ７０と反対方向にカム７２が１回転する。ポンプ駆動ギヤ７１とカム７２は、シリンダブロック１０の内部空間１０ｂに収容され、カムケース７３（図１と図２に示す）によって覆われている。

図４に示されるように、サプライポンプ取付部１５にアダプタ部材４０が固定され、アダプタ部材４０にサプライポンプ２０のポンプ機構部が挿入された状態において、タペット２２のカムフォロア２５がカム７２に接する。エンジンが運転されると、クランクシャフト１１（図３に示す）が回転するとともに、クランク軸ギヤ７０が回転することによりポンプ駆動ギヤ７１とカム７２とが回転する。

カム７２が回転すると、カム山の形状に応じてサプライポンプ２０のタペット２２が往復運動する。これらクランク軸ギヤ７０とポンプ駆動ギヤ７１とカム７２等は、サプライポンプ２０を駆動するためのポンプ駆動系７５を構成している。タペット２２が往復運動すると、燃料導入管２７からシリンダボディ２１の加圧室に吸入された燃料が加圧されて燃料導出管２８からコモンレール等の燃料蓄圧系に供給され、各シリンダボア１２ａ〜１２ｄごとの燃料噴射弁（インジェクタ）から所定の順序で燃料が燃焼室に噴射される。

本実施形態のサプライポンプ取付構造によれば、ポンプ駆動ギヤ７１やカム７２等を含むポンプ駆動系７５がシリンダブロック１０の内部空間１０ｂに収容される。すなわち従来のサプライポンプに設けられていたカムや回転軸を含むポンプ駆動系がシリンダブロック１０内に配置されるため、クランクシャフトの回転をサプライポンプに伝えるための伝達経路が簡略化される。しかもシリンダブロック１０に後付けするサプライポンプ２０の構成が簡略化し外形も小さくなるため、シリンダブロック１０の壁面１０ａからのサプライポンプ２０の突出量が小さくなり、エンジンの小形化に寄与することができる。

また、シリンダブロック１０内のオイル供給流路３６から供給されるオイルを、アダプタ挿入孔３１の内面３１ｂに開口する給油孔３５とアダプタ部材４０の給油連通孔４８とを通じて、サプライポンプ２０のタペット２２等の摺動部に供給することができる。この給油孔３５は、アダプタ挿入孔３１の開口部３１ａに挿入される工具３８によって形成することができる。

図９は第２の実施形態に係るシリンダブロック１０´の一部とアダプタ部材４０´を示している。このアダプタ部材４０´には、空気逃がし部として機能する連通孔８０が形成されている。連通孔８０は、シリンダブロック１０´に形成された孔８１を介してシリンダブロック１０´内のクランク室に通じている。それ以外の構成については、第１の実施形態（図１〜図８）と共通であるため、両者に共通の部分に互いに同一の符号を付して説明を省略する。

なお本発明を実施するに当たり、シリンダブロックやサプライポンプの具体的な構成や配置をはじめとして、この発明を構成する各要素の構造や形状、配置等の態様をエンジンの仕様に応じて適宜変更して実施できることは言うまでもない。また本発明に係るサプライポンプ取付構造はディーゼルエンジンに限ることはなくガソリンエンジンにも適用可能である。

１０，１０´…シリンダブロック、１０ａ…壁面、１０ｂ…内部空間、１１…クランクシャフト、１５…サプライポンプ取付部、２０…サプライポンプ、２２…タペット、２５…カムフォロア、３０…アダプタ取付面、３１…アダプタ挿入孔、３１ａ…開口部、３１ｂ…内面、３３…回り止め取付孔、３５…給油孔、３５ａ…一端、３５ｂ…他端、３６…オイル供給流路、３８…工具、４０，４０´…アダプタ部材、４１…第１フランジ、４２…第２フランジ、４３…筒部、４５…ポンプ挿入孔、４６…回り止め部材、４６ａ…先端、４７…回り止め挿入孔、４８…給油連通孔、５０…空気逃がし部、５１…第１の溝、５２…第２の溝、７０…クランク軸ギヤ、７１…ポンプ駆動ギヤ、７２…カム、７５…ポンプ駆動系。

Claims (6)

1. オイル供給流路を有するシリンダブロックのサプライポンプ取付部に形成されたアダプタ取付面と、
   前記サプライポンプ取付部に形成され前記シリンダブロックの内部空間に連通しかつ前記アダプタ取付面に開口部を有したアダプタ挿入孔と、
   前記開口部から前記アダプタ挿入孔の内面を臨むことができる位置に前記開口部を通る直線に沿って形成され、前記内面から前記オイル供給流路に達する給油孔と、
   を具備したことを特徴とするシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。
2. 前記アダプタ挿入孔に挿入されたアダプタ部材をさらに有し、
   該アダプタ部材は、前記アダプタ取付面に接する第１フランジと、サプライポンプを支持する第２フランジと、前記サプライポンプのポンプ機構部が挿入されるポンプ挿入孔と、前記給油孔に連通する給油連通孔と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。
3. 前記ポンプ機構部はタペットを含み、
   前記アダプタ部材は、前記タペットが移動する軌跡の両端を越える長さを有する空気逃がし部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。
4. 前記空気逃がし部は、前記給油孔の延長線に対して前記ポンプ挿入孔の周方向に互いに位置をずらして形成された複数の溝を含むことを特徴とする請求項３に記載のシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。
5. 前記サプライポンプ取付部が回り止め部材を挿入する回り止め取付孔を有し、前記アダプタ部材は前記回り止め取付孔と対応した位置に前記回り止め部材の先端が挿入される回り止め挿入孔を有し、前記回り止め部材の先端が前記タペットのガイド溝に挿入されたことを特徴とする請求項３または４に記載のシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。
6. エンジンのクランクシャフトの回転を前記サプライポンプのタペットに伝えるポンプ駆動系を有し、該ポンプ駆動系は、前記シリンダブロックの前記内部空間に配置され前記ポンプ機構部のカムフォロアに接するカムと、前記クランクシャフトの回転に連動して回転するクランク軸ギヤと、該クランク軸ギヤに噛合い該クランク軸ギヤの回転を前記カムに伝えるポンプ駆動ギヤとを含むことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のシリンダブロックのサプライポンプ取付構造。

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