JP2008286031A - 高圧燃料ポンプならびにエンジン構成部品 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン１０のカムシャフト（１７Ｂ）の回転動力を利用して駆動されかつエンジン１０の燃焼室１０ａに高圧燃料を直接噴射するインジェクタ６に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプ４において、構成部品点数を少なくして、製造コストを低減可能とする。
【解決手段】高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０が、エンジン１０のシリンダヘッド１２に付設されるエンジン構成部品（１３）と一体に形成されているとともに、このポンプボディ２０に、プランジャ３３のガイド部３１ａおよび高圧燃料吐出用チェック弁５０の装着部３１ｂを有する鉄系金属部品（３１）が埋め込まれている。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されかつエンジンの燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに関する。

また、本発明は、エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品に関する。なお、前記エンジンには、燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタと、このインジェクタに高圧燃料を供給するための高圧燃料ポンプとが搭載される。

一般的に、直噴型エンジンの場合、燃料タンクから送り出される燃料をプランジャ式の高圧燃料ポンプの加圧室に導入し、この高圧燃料ポンプのプランジャを駆動カムで直線的に往復変位させることによって前記加圧室内の燃料を加圧してから、デリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料をインジェクタに供給して、このインジェクタからエンジンの燃焼室に直接的に噴射するようになっている（例えば特許文献１参照。）。

高圧燃料ポンプのプランジャを駆動するための駆動カムは、一般的に、エンジンに搭載されるカムシャフトに一体に形成、または一体回転可能に取り付けられている。

そして、カムシャフトと一体回転する駆動カムの回転に伴い、そのカムノーズが高圧燃料ポンプのプランジャから退避する状況では、当該プランジャが下降移動して加圧室の容積が拡大（吸入行程）されて低圧配管から加圧室に燃料が吸入される。一方、駆動カムのカムノーズが高圧燃料ポンプのプランジャに当接する状況では、当該プランジャが上昇移動して加圧室の容積が縮小（加圧行程）するようになっている。

なお、高圧燃料ポンプは、加圧室を有するポンプボディに、プランジャガイド用のシリンダ、プランジャ、電磁スピル弁、チェック弁等を組み付けた構成になっている。このような高圧燃料ポンプは、例えばエンジンのシリンダヘッドカバーにボルト等を用いて取り付けられるようになっている。
特開平１０−１７６６７８号公報

上記従来例では、高圧燃料ポンプが単一の製品であって、エンジンのシリンダヘッドカバー等に外付けされるようになっている。

この高圧燃料ポンプは、燃料漏れを防止するためのシール部材が多用されているとともに、当該シール部材を配置する部品相互の合わせ面を高精度に仕上げる必要がある他、シール部材そのものを耐熱性ならびに耐破損性に優れた特殊かつ高価なものとする必要がある等の理由によって、製造コストが嵩んでいる。そこで、近年における高圧燃料ポンプのコスト低減の要求に対し、何らかの対策が必要になっている。

本発明は、エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されかつエンジンの燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプにおいて、構成部品点数を少なくして、製造コストを低減可能とすることを目的としている。

また、本発明は、エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品に、高圧燃料ポンプのポンプボディを一体的に形成することにより、高圧燃料ポンプの製造コストの低減を可能とすることを目的としている。

本発明は、エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されかつエンジンの燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給するプランジャ式の高圧燃料ポンプであって、そのポンプボディが、前記エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品と一体に形成されているとともに、このポンプボディに、前記プランジャのガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品が埋め込まれている、ことを特徴としている。

なお、一般的に、プランジャ式の高圧燃料ポンプは、エンジンのカムシャフトに付設される駆動カムで駆動されて、燃料タンクから供給される燃料を加圧してデリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料をインジェクタからエンジンの燃焼室に直接的に噴射するようになっている。

そして、前記エンジン構成部品としては、例えばシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバー、シリンダヘッドに取り付けられるカムキャップ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの前壁に取り付けられるタイミングチェーンカバー、あるいはシリンダヘッドに取り付けられるインテークマニホールド等が挙げられる。

このように、高圧燃料ポンプのポンプボディを、前述したようなエンジン構成部品と一体に形成すれば、高圧燃料ポンプの部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、エンジン構成部品と一体化したポンプボディ内に、高圧燃料ポンプに備えるプランジャのガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品を埋め込んでいるから、ポンプボディと鉄系金属部品との結合部分にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプの部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

特に、鉄系金属部品では、そのガイド部におけるプランジャ摺動面の耐摩耗性を十分に確保できるとともに、装着部に対するチェック弁の取り付け強度を十分に確保できるようになる。

また、本発明は、エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品であって、その所定位置に、前記エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されるプランジャ式の高圧燃料ポンプにおけるポンプボディが一体に形成されており、このポンプボディに、前記プランジャの摺動ガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品が埋め込まれている、ことを特徴としている。

なお、一般的に、プランジャ式の高圧燃料ポンプは、エンジンのカムシャフトに付設される駆動カムで駆動されて、燃料タンクから供給される燃料を加圧してデリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料をインジェクタに供給して、このインジェクタからエンジンの燃焼室に直接的に噴射するようになっている。

この構成によれば、エンジン構成部品がエンジンに付設される既存の部品であって、それに高圧燃料ポンプのポンプボディを一体に形成しているから、高圧燃料ポンプの部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、エンジン構成部品と一体化したポンプボディ内に、高圧燃料ポンプに備えるプランジャの摺動ガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品を埋め込んでいるから、ポンプボディと鉄系金属部品との当接部分にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプの部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

特に、鉄系金属部品では、そのガイド部におけるプランジャ摺動面の耐摩耗性を十分に確保できるとともに、装着部に対するチェック弁の取り付け強度を十分に確保できるようになる。

好ましくは、前記エンジン構成部品は、所定の型内に溶融素材を流入して固化することにより製造される成形品とされ、前記鉄系金属部品が、前記型内の所定位置に位置決め配置された状態で溶融素材を流入させることでポンプボディ内に埋め込まれる。

なお、前記成形の形態としては、エンジン構成部品をアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金とする場合には、鋳造とすることが考えられ、また、エンジン構成部品をエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂とする場合には、射出成形とすることが考えられる。

このように、エンジン構成部品にポンプボディを一体に形成するときの製造形態と、鉄系金属部品の埋め込み形態とを、簡単に行うことが可能になるから、生産性に優れていて、製造コストを抑制するうえで有利となる。

好ましくは、前記エンジン構成部品は、軽合金製のシリンダヘッドカバーとされる。

このようにエンジン構成部品として特定したシリンダヘッドカバーは、そもそも、シリンダヘッドに搭載されるカムシャフトを覆うように配置されるものである。

ここで、仮にプランジャを駆動する駆動カムをカムシャフトに一体形成する場合であれば、カムシャフトに対する駆動カムの配置と、シリンダヘッドカバーに対するポンプボディの配置とを関係付けるための設計自由度が増す。この他に、エンジン構成部品としては、シリンダヘッドに取り付けられるカムキャップ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの前壁に取り付けられるタイミングチェーンカバー、あるいはシリンダヘッドに取り付けられるインテークマニホールド等が挙げられる。

本発明に係る高圧燃料ポンプは、その構成要素をエンジンの構成部品と一体化しているから、構成部品点数を少なくすることができて、製造コストを低減することが可能になる。

また、本発明に係るエンジン構成部品は、高圧燃料ポンプのポンプボディを一体に形成しているから、高圧燃料ポンプの構成部品点数を少なくすることが可能になって、高圧燃料ポンプの製造コストを低減するうえで有利となる。

以下、本発明の実施形態について図１から図１３を参照して詳細に説明する。
−実施形態１−
図１から図５に本発明の実施形態１を示している。本発明の特徴部分の説明に先立ち、本発明の適用対象となる直噴型エンジンに用いる燃料供給システムの概略構成について図１を参照して説明する。

この燃料供給システムは、図１に示すように、主として、燃料タンク１、フィードポンプ２、プレッシャレギュレータ３、高圧燃料ポンプ４、デリバリパイプ５、インジェクタ６、低圧燃料配管７、高圧燃料配管８、リターン配管９等を含む。

フィードポンプ２は、燃料タンク１から燃料を送り出すものである。プレッシャレギュレータ３は、低圧燃料配管７内の燃料圧力が所定圧を越えたときに低圧燃料配管７内の燃料を燃料タンク１に戻すことによって、この低圧燃料配管７内の燃料圧力を所定圧以下に維持する。高圧燃料ポンプ４は、フィードポンプ２によって送り出された燃料を加圧してデリバリパイプ５に貯留させるものである。デリバリパイプ５は、内部に貯留される高圧燃料をインジェクタ６に供給するものである。インジェクタ６は、デリバリパイプ５内の高圧燃料をエンジン１０の各燃焼室１０ａにそれぞれ直接的に噴射するものである。

デリバリパイプ５には、リリーフバルブ５ａを介してリターン配管９が接続されている。このリリーフバルブ５ａは、デリバリパイプ５内の燃料圧力が所定圧を越えたときに開弁し、デリバリパイプ５に蓄えられた燃料の一部をリターン配管９を介して燃料タンク１に戻すことにより、デリバリパイプ５内の燃料圧力の過上昇を防止する。

低圧燃料配管７には、高圧燃料ポンプ４の作動時における低圧燃料配管７内の燃圧脈動を抑制するためのパルセーションダンパ７ａが設けられている。

なお、インジェクタ６の数は、エンジン１０の気筒数と同数とされる。図示例の燃料供給システムは、４個のインジェクタ６を備える構成としているので、エンジン１０の型式としては４気筒ガソリンエンジンに用いられるタイプになっている。

なお、エンジン１０は、図２および図３に示すように、少なくとも、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、シリンダヘッドカバー１３、複数のカムキャップ１４、タイミングチェーンカバー１５を備えている。なお、シリンダヘッドカバー１３、複数のカムキャップ１４、タイミングチェーンカバー１５は、いずれも、シリンダヘッド１２に取り付けられる。

このような型式のエンジン１０では、１サイクル中、つまりクランクシャフト（図示省略）が２回転する度にタイミングチェーン１６を介して吸気カムシャフト１７Ａおよび排気カムシャフト１７Ｂが１回転する。

この排気カムシャフト１７Ｂに、高圧燃料ポンプ４を駆動するための駆動カム１８を設けることにより、エンジン１０の１サイクル中に、高圧燃料ポンプ４からの高圧燃料の吐出動作が２回行われ、気筒毎に設けられた各インジェクタ６から各１回の燃料噴射が行われるようになっている。

なお、駆動カム１８には、排気カムシャフト１３の回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカムノーズ１８ａ，１８ａが設けられている。但し、このカムノーズ１８ａの数は限定されず、任意である。

次に、高圧燃料ポンプ４の構成について図１および図４を参照して説明する。

図１および図４に示すように、この実施形態の高圧燃料ポンプ４は、一般的に公知のプランジャ式とされているが、主として、ポンプボディ２０、ポンプ部３０、電磁スピル弁４０、チェック弁５０を含んで構成されている。

ポンプボディ２０は、エンジン１０を構成する部品の一つであるシリンダヘッドカバー１３と一体に形成されている。この点が本発明の特徴を適用した部分であるので、後で詳細に説明する。

ポンプ部３０は、主として、シリンダ３１、加圧室３２、プランジャ３３、リフタ３４等を備えている。

シリンダ３１は、プランジャ３３が摺動可能に挿入されるプランジャガイド部３１ａと、チェック弁５０が装着される装着部３１ｂとを有している。このシリンダ３１は、シリンダヘッドカバー１３と一体に形成されるポンプボディ２０内に埋め込まれている。この点も本発明の特徴を適用した部分であるので、後で詳細に説明する。

加圧室３２は、プランジャガイド部３１ａの上端側に設けられており、低圧燃料配管７を介してフィードポンプ２に連通されているとともに、高圧燃料配管８を介してデリバリパイプ５に連通されている。

プランジャ３３は、中実の軸体とされており、シリンダ３１のプランジャガイド部３１ａの貫通孔内に軸方向摺動可能に挿入されている。

リフタ３４は、有底円筒形状に形成されており、その胴部外周がポンプボディ２０の下側膨出部２１内に軸方向摺動変位可能に挿入されている。このリフタ３４の内部に、プランジャ３３の下端が配置されるとともに、リテーナ３５及びコイルスプリング３６等が収容され、リフタ３４の下面がコイルスプリング３６の弾性伸張力によって駆動カム１８に当接されるようになっている。

このポンプ部３０の動作としては、回転する駆動カム１８のカムノーズ１８ａ，１８ａによる押圧力を受けることによってプランジャ３３がシリンダ３１内で軸方向に往復変位されて、加圧室３２の容積を拡大及び縮小させて燃料を加圧するようになる。なお、シリンダ３１とプランジャ３３との間隙から漏出した燃料は、燃料排出配管９ａ（図１では破線で示している）を介してリターン配管９に戻されるようになっている。

電磁スピル弁４０は、主として、電磁ソレノイド４１、ボビン４２、コア４３、アーマチュア４４、ポペット弁４５、シート体４６、コイルスプリング４７、バルブボディ４８等を含んで構成されている。

この電磁スピル弁４０は、ポンプボディ２０の上側に装着されるもので、電磁ソレノイド４１への通電を制御することにより低圧燃料配管７と加圧室３２との間を連通または遮断する。なお、電磁スピル弁４０のバルブボディ４８には、電源供給用ハーネスが接続されるコネクタ４９が設けられている。

具体的に、電磁スピル弁４０の動作としては、電磁ソレノイド４１に対する通電が停止されているときにコイルスプリング４７の付勢力によってポペット弁４５がシート体４６の通孔を開放して、低圧燃料配管７と加圧室３２とを連通する。一方、電磁ソレノイド４１に通電すると、コイルスプリング４７の付勢力に抗して、アーマチュア４４がコア４３側に移動することにより、ポペット弁４５がシート体４６の通孔を閉塞して、低圧燃料配管７と加圧室３２とを遮断する（図４に示す状態）。

チェック弁５０は、主として、バルブボディ５１、シート体５２、弁体５３、コイルスプリング５４を含んで構成されている。

このチェック弁５０は、加圧室３２内から圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、弁体５３がコイルスプリング５４の付勢力に抗してシート体５２から離間する位置に移動され、これにより、チェック弁５０が開弁状態になって、加圧室３２内から圧送される高圧燃料が高圧燃料配管８を経てデリバリパイプ５に供給される。

次に、上記高圧燃料ポンプ４の動作を説明する。

そして、電磁スピル弁４０の開弁状態つまり連通状態において、加圧室３２の容積が増大する方向にプランジャ３３が移動するとき（吸入行程）に、フィードポンプ２から送り出された燃料が低圧燃料配管７を経て加圧室３２内に吸入される。

一方、電磁スピル弁４０の閉弁状態つまり遮断状態において、加圧室３２の容積が収縮する方向にプランジャ３３が移動するとき（加圧行程）に、加圧室３２内の燃料圧力が上昇し、その燃料圧力が所定値に達した時点でチェック弁５０が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管８を通じてデリバリパイプ５に向けて吐出される。

そして、高圧燃料ポンプ４における燃料吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁４０の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁４０の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁４０の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少する。つまり、高圧燃料ポンプ４の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ５内の燃料圧力が制御される。

ここで、本発明の特徴部分について説明する。

要するに、図５に示すように、エンジン１の構成部品の一つであるシリンダヘッドカバー１３に、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を一体に形成するとともに、このポンプボディ２０に高圧燃料ポンプ４のシリンダ３１を埋め込んでいる。

シリンダヘッドカバー１３は、一般的に、例えばアルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金を材料として鋳造により製造されている。

この鋳造とは、鋳型に溶融した素材を流し込んで固化させるようなものである。そこで、図示していないが、前記鋳型にポンプボディ２０を確保するためのキャビィティを設けておき、このキャビィティ内に、シリンダ３１を位置決め配置させるようにすることによって、上述したシリンダヘッドカバー１３を製造するようにすればよい。

そして、このようなシリンダヘッドカバー１３に一体に形成したポンプボディ２０の場合、シリンダヘッドカバー１３の内面側所定領域に膨出形成される内側膨出部２１と、シリンダヘッドカバー１３の外面側所定領域に膨出形成される外側膨出部２２とを有している。

ポンプボディ２０の内側膨出部２１は、略円筒形とされており、その内部に高圧燃料ポンプ４のポンプ部３０が組み込まれる。

ポンプボディ２０の外側膨出部２２は、略円柱形とされており、その所定位置に高圧燃料ポンプ４の電磁スピル弁４０や低圧燃料配管７等が装着される装着部２２ａ，２２ｂが設けられている。

なお、電磁スピル弁４０用の装着部２２ａは、ポンプボディ２０内部のシリンダ３１におけるプランジャガイド部３１ａに連通する軸方向孔とされている。この装着部２２ａとしての軸方向孔は、開口側で大径とされることで段付き形状とされており、開口側大径孔部に電磁スピル弁４０のバルブボディ４８の円筒形ボス部４８ａが嵌合され、小径孔部内に電磁スピル弁４０のシート体４６やポペット弁４５が摺動可能に挿入される。そして、バルブボディ４８の鍔部４８ｂが、装着部２２ａにおける軸方向孔の開口側周囲の上端面に当接された状態で適宜の締結部材（図示省略）で結合されるようになっている。

また、低圧燃料配管７用の装着部２２ｂは、前記軸方向孔からなる装着部２２ａに連通するように径方向に貫通形成されるとともに、内周面にねじ溝が形成された雌ねじ孔とされている。この装着部２２ｂとしての雌ねじ孔に、低圧燃料配管７が螺合装着されるようになっている。

そして、シリンダヘッドカバー１３と一体に形成したポンプボディ２０内に埋め込むシリンダ３１は、プランジャガイド部３１ａと、チェック弁５０の装着部３１ｂとが有している。

シリンダ３１におけるプランジャガイド部３１ａは、軸方向に貫通する貫通孔とされ、プランジャが摺動可能に挿入される。

また、シリンダ３１におけるチェック弁５０の装着部３１ｂは、シリンダ３１におけるプランジャガイド部３１ａに連通する径方向孔とされ、その内周面にねじ溝が形成されて雌ねじ孔とされている。この装着部３１ｂとしての雌ねじ孔に、チェック弁５０のバルブボディ５１が螺合装着されるようになっている。

このシリンダ３１については、ステンレス鋼等の鉄系金属とされている。これは、ガイド部３１ａにおけるプランジャ３３の摺動面の耐摩耗性と、装着部３１ｂに対するチェック弁５０の取り付け強度（螺合時の締付軸力）とを必要十分に確保するためである。

もし仮に、このシリンダ３１をポンプボディ２０と同一素材（この実施形態では軽合金）で形成していると、ガイド部３１ａでは早期段階で摩耗してプランジャ３３との摺動隙間から燃料が漏洩しやすくなるとともに、チェック弁５０の螺合装着時に削り粉が発生してデリバリパイプ５側へ吐出する高圧燃料に混入するといったことが懸念される。つまり、シリンダ３１を鉄系金属部品としていれば前述のような心配がなくなるのである。

以上説明した実施形態１では、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、シリンダヘッドカバー１３と一体に形成することにより、高圧燃料ポンプ４の部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、シリンダヘッドカバー１３と一体化したポンプボディ２０内に鉄系金属部品としてのシリンダ３１を埋め込んでいるから、ポンプボディ２０とシリンダ３１との結合面にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプ４の部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

これらのことから、シリンダヘッドカバー１３の製造コストが従前のものに比べて若干上昇することが懸念されるものの、高圧燃料ポンプ４の製造コストを低減することが可能になる。

−実施形態２−
本発明に係る高圧燃料ポンプ４の実施形態２について、例えば図６を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態２において、高圧燃料ポンプ４の構成について、上述した実施形態１と同様であるので、図６において、高圧燃料ポンプ４の一部の構成要素（２２ａ，２２ｂ，３０，３１，３１ａ，３１ｂ等）が記載されていないが、そのような構成要素については図４や図５等を参照されたい。

この実施形態２では、要するに、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、エンジン１０のカムキャップ１４に一体化するとともに、カムキャップ１４に一体形成したポンプボディ２０に、高圧燃料ポンプ４のシリンダ３１を埋め込んだ例を挙げている。

この場合、カムキャップ１４については、図６に示しているように、例えば各カムシャフト１７Ａ，１７Ｂの例えば二箇所のジャーナル部を支持しうるように、大型形状とされている。この大型のカムキャップ１４において排気カムシャフト１７Ｂに設けられる駆動カム１８に対応する領域に、ポンプボディ２０を形成するようにしている。

そして、カムキャップ１４に一体形成したポンプボディ２０やシリンダ３１に、図４に示しているポンプ部３０、電磁スピル弁４０ならびにチェック弁５０を組み付けることによって、高圧燃料ポンプ４が完成されるが、この状態において、高圧燃料ポンプ４がシリンダヘッドカバー１３を突き抜ける形態となるので、次のように工夫している。

つまり、シリンダヘッドカバー１３の所定領域に貫通孔１３ａを設け、この貫通孔１３ａからシリンダヘッドカバー１３の外側へ高圧燃料ポンプ４の上部を突出させることを許容するようにしている。

さらに、この実施形態２の場合には、チェック弁５０のバルブボディ５１をＬ字形とするとともに、電磁スピル弁４０のコネクタ４９をバルブボディ４８の上端面中央から上向きに突出させる形態とすることにより、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０の外径部をシリンダヘッドカバー１３の貫通孔１３ａにフィットさせやすくしている。なお、貫通孔１３ａとポンプボディ２０の外径部との嵌合には、図示していないが、適宜のシール部材が装着されて密封されるようになっている。

ところで、カムキャップ１４は、一般的に、アルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金を材料として鋳造により製造されている。

この鋳造とは、鋳型に溶融した素材を流し込んで固化させるようなものである。そこで、図示していないが、前記鋳型にポンプボディ２０を確保するためのキャビィティを設けておき、このキャビィティ内に、鉄系金属材料からなるシリンダ３１を位置決め配置させるようにすることによって、上述したカムキャップ１４を製造するようにすればよい。

そして、このようなカムキャップ１４に一体に形成したポンプボディ２０の場合、カムキャップ１４の内面側所定領域に膨出形成される内側膨出部２１と、カムキャップ１４の外面側所定領域に膨出形成される外側膨出部２２とを有している。

ポンプボディ２０の内側膨出部２１は、略円筒形とされており、その内部に高圧燃料ポンプ４のポンプ部３０が組み込まれる。

ポンプボディ２０の外側膨出部２２は、略円柱形とされており、その所定位置に高圧燃料ポンプ４の電磁スピル弁４０や低圧燃料配管７等が装着される装着部２２ａ，２２ｂが設けられている。この装着部２２ａ，２２ｂ、および高圧燃料ポンプ４を駆動するための形態については、上記実施形態１と同様になっているので、これらについての詳細な説明は割愛する。

以上説明した実施形態２では、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、カムキャップ１４と一体に形成することにより、高圧燃料ポンプ４の部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、カムキャップ１４と一体化したポンプボディ２０内に鉄系金属部品としてのシリンダ３１を埋め込んでいるから、ポンプボディ２０とシリンダ３１との結合面にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプ４の部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

これらのことから、カムキャップ１４の製造コストが従前のものに比べて若干上昇することが懸念されるものの、高圧燃料ポンプ４の製造コストを低減することが可能になる。

−実施形態３−
本発明に係る高圧燃料ポンプ４の実施形態３について、例えば図７および図８を参照して詳細に説明する。

この実施形態３では、要するに、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、エンジン１０のタイミングチェーンカバー１５に一体化するとともに、タイミングチェーンカバー１５に一体形成したポンプボディ２０に、高圧燃料ポンプ４のシリンダ３１を埋め込んだ例を挙げている。

そして、タイミングチェーンカバー１５に一体形成したポンプボディ２０やシリンダ３１に、ポンプ部３０、電磁スピル弁４０ならびにチェック弁５０を組み付けることによって、高圧燃料ポンプ４が完成される。

具体的に、タイミングチェーンカバー１５は、一般的に、アルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金を材料として鋳造により製造されている。

この鋳造とは、鋳型に溶融した素材を流し込んで固化させるようなものである。そこで、図示していないが、前記鋳型にポンプボディ２０を確保するためのキャビィティを設けておき、このキャビィティ内に、鉄系金属材料からなるシリンダ３１を位置決め配置させるようにすることによって、上述したタイミングチェーンカバー１５を製造するようにすればよい。

そして、このようなタイミングチェーンカバー１５に一体に形成したポンプボディ２０の場合、タイミングチェーンカバー１５の内面側所定領域に膨出形成される内側膨出部２１と、タイミングチェーンカバー１５の外面側所定領域に膨出形成される外側膨出部２２とを有している。

ポンプボディ２０の内側膨出部２１は、略円筒形とされており、その内部に高圧燃料ポンプ４のポンプ部３０が組み込まれる。

ポンプボディ２０の外側膨出部２２は、略円柱形とされており、その所定位置に高圧燃料ポンプ４の電磁スピル弁４０や低圧燃料配管７等が装着される装着部２２ａ，２２ｂが設けられている。この装着部２２ａ，２２ｂは、上記実施形態１と同様になっているので、その詳細な説明は割愛する。

ところで、高圧燃料ポンプ４を駆動系について、次のように工夫している。

図８に示すように、駆動カム１８として、吸気カムシャフト１７Ａの前端に一体的に設けられるカムギア１７Ａ１の端面に、カムノーズ１８ａを設けることにより、このカムギア１７Ａ１を駆動カム１８として兼用するようにしている。

このことから、カムギア１７Ａ１の端面における外径側に、高圧燃料ポンプ４のプランジャ３３の外端部を軸方向から当接させる形態としている。これにより、カムギア１９の回転に伴いカムノーズ１８ａがリフタ３４を介してプランジャ３３の外端部に当接すると、プランジャ３３が押されることになって、加圧室３２を圧縮することになる。

以上説明した実施形態３では、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、タイミングチェーンカバー１５と一体に形成することにより、高圧燃料ポンプ４の部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、タイミングチェーンカバー１５と一体化したポンプボディ２０内に、鉄系金属部品としてのシリンダ３１を埋め込んでいるから、ポンプボディ２０とシリンダ３１との結合面にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプ４の部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

これらのことから、タイミングチェーンカバー１５の製造コストが従前のものに比べて若干上昇することが懸念されるものの、高圧燃料ポンプ４の製造コストを低減することが可能になる。

なお、タイミングチェーンカバー１５は、タイミングチェーン１６を覆う関係での呼称であるが、タイミングチェーン１６ではなくタイミングベルトを用いる場合には、タイミングベルトカバーと呼ばれる。つまり、タイミングチェーンカバー１５とタイミングベルトカバーとは、呼称が相違していても、実質的に同じ部品であることを意味している。

−実施形態４−
本発明に係る高圧燃料ポンプ４の実施形態４について、例えば図９から図１１を参照して詳細に説明する。

この実施形態４では、要するに、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、エンジン１０のインテークマニホールド１９に一体化するとともに、インテークマニホールド１９に一体形成したポンプボディ２０に、高圧燃料ポンプ４のシリンダ３１を埋め込んだ例を挙げている。

そして、インテークマニホールド１９に一体形成したポンプボディ２０やシリンダ３１に、ポンプ部３０、電磁スピル弁４０ならびにチェック弁５０を組み付けることによって、高圧燃料ポンプ４が完成される。

具体的に、インテークマニホールド１９は、一般的に、アルミニウム合金またはマグネシウム合金等の軽合金を材料として鋳造により製造されている。

この鋳造とは、鋳型に溶融した素材を流し込んで固化させるようなものである。そこで、図示していないが、前記鋳型にポンプボディ２０を確保するためのキャビィティを設けておき、このキャビィティ内に、鉄系金属材料からなるシリンダ３１を位置決め配置させるようにすることによって、上述したインテークマニホールド１９を製造するようにすればよい。

なお、この実施形態４では、図９に示すように、インテークマニホールド１９にポンプボディ２０を一体に形成するにあたって、インテークマニホールド１９のエンジン寄り領域で吸気路配列方向の一端側に、張り出し部１９ａを設け、この張り出し部１９ａにポンプボディ２０を配置するようにしている。

そして、インテークマニホールド１９に一体に形成したポンプボディ２０の場合、インテークマニホールド１９の張り出し部１９ａにおける外壁部内面側の所定領域に膨出形成される内側膨出部２１と、インテークマニホールド１９の張り出し部１９ａにおける外壁部外側の所定領域に膨出形成される外側膨出部２２とを有している。

ポンプボディ２０の内側膨出部２１は、略円筒形とされており、その内部に高圧燃料ポンプ４のポンプ部３０が組み込まれる。

ポンプボディ２０の外側膨出部２２は、略円柱形とされており、その所定位置に高圧燃料ポンプ４の電磁スピル弁４０や低圧燃料配管７等が装着される装着部２２ａ，２２ｂが設けられている。この装着部２２ａ，２２ｂは、上記実施形態１と同様になっているので、その詳細な説明は割愛する。

ところで、高圧燃料ポンプ４の駆動系について、次のように工夫している。

図１０および図１１に示すように、駆動カム１８は、軸体１８ｂの軸方向中間にカムノーズ１８ａを設けたようなものとされている。

この駆動カム１８は、インテークマニホールド１９の張り出し部１９ａにおいてポンプボディ２０の内側膨出部２１の下側開口近傍に配置されており、この駆動カム１８の軸体１８ｂの軸方向両端が、それぞれ転がり軸受（符号省略）を介して張り出し部１９ａに支持されている。

このように配置される駆動カム１８のカムノーズ１８ａ，１８ａが、ポンプボディ２０に組み込まれるポンプ部３０のリフタ３４を介してプランジャ３３の下端部に当接されるようになっている。

さらに、駆動カム１８の軸体１８ｂの一方軸端は、張り出し部１９ａから外部に突出されており、この突出した一方軸端には、歯車（またはプーリ）６０が取り付けられている。

この歯車６０は、チェーン（またはベルト）６１を介して、吸気カムシャフト１７Ａにより駆動されるようになっている。つまり、吸気カムシャフト１７Ａの前端には、カムギア１７Ａ１と並んで歯車部（またはプーリ）６２が設けられており、この歯車部６２と前記駆動カム１８の歯車６０とに、チェーン６１が巻き掛けられるようになっている。

つまり、吸気カムシャフト１７Ａの回転に伴い駆動カム１８が回転駆動されると、この駆動カム１８のカムノーズ１９ａがリフタ３４を介してプランジャ３３を押して、加圧室３２を圧縮するようになっている。

以上説明した実施形態４では、高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を、インテークマニホールド１９と一体に形成することにより、高圧燃料ポンプ４の部品点数を少なくすることが可能になる。

しかも、インテークマニホールド１９と一体化したポンプボディ２０内に、鉄系金属部品としてのシリンダ３１を埋め込んでいるから、ポンプボディ２０とシリンダ３１との結合面にシール部材を配置する必要がなくなる等、高圧燃料ポンプ４の部品点数をさらに少なくすることが可能になる。

これらのことから、インテークマニホールド１９の製造コストが従前のものに比べて若干上昇することが懸念されるものの、高圧燃料ポンプ４の製造コストを低減することが可能になる。

−実施形態５−
本発明に係る高圧燃料ポンプ４の実施形態５について、例えば図１２および図１３を参照して詳細に説明する。

この実施形態４では、実施形態１で説明したようにエンジン１０のシリンダヘッドカバー１３に高圧燃料ポンプ４のポンプボディ２０を一体化したうえで、ポンプボディ２０に鉄系金属部品からなるシリンダ３１を埋め込むことに加えて、シリンダヘッドカバー１３にデリバリパイプ５をも一体化するようにしている。

つまり、デリバリパイプ５は、図１に示しているように、エンジン１０の各気筒に対応して設けられるインジェクタ６が接続されるものであって、長尺なパイプ状のものからなる。このことを考慮し、シリンダヘッドカバー１３の外表面に、シリンダヘッドカバー１３の長手方向（エンジンの気筒配列方向）に沿う隆起部を設けることによって、この隆起部の内側に高圧燃料蓄積用の空間を確保するようにして、デリバリパイプ５をシリンダヘッドカバー１３と一体化している。

このようなシリンダヘッドカバー１３に、さらに、複数のインジェクタ６の装着ホール１３ｂを設け、この各装着ホール１３ｂにインジェクタ６をそれぞれ装着するようにしている。

この場合、シリンダヘッドカバー１３のポンプボディ２０に、ポンプ部３０、電磁スピル弁４０ならびにチェック弁５０を組み付けて高圧燃料ポンプ４を構成し、この高圧燃料ポンプ４のチェック弁５０とデリバリパイプ５とを高圧燃料配管８で接続し、デリバリパイプ５と各インジェクタ６とを適宜の配管で個別に接続することによって、燃料噴射系を一つの組立体として集約することが可能になる。

これにより、燃料噴射系の取り扱いや設置レイアウト等を簡略化することが可能になり、シリンダヘッドカバー１３の製造コストが従前のものに比べて若干上昇することが懸念されるものの、燃料噴射系についてのトータルでのコストダウンが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態１，２，５では、高圧燃料ポンプ４を駆動する駆動カム１８を排気カムシャフト１７Ｂに設置した例を挙げているが、吸気カムシャフト１７Ａ側に設置することも可能である。また、実施形態３，４では、高圧燃料ポンプ４を吸気カムシャフト１７Ａの回転動力を利用して駆動する形態を例に挙げているが、排気カムシャフト１７Ｂの回転動力を利用する形態とすることも可能である。

（２）上記各実施形態では、直噴型４気筒ガソリンエンジンのエンジン構成部品に本発明を適用した例を挙げているが、エンジン１０の気筒数は任意であり、また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等のエンジンにおける構成部品にも本発明を適用することが可能である。

（３）上記各実施形態で示したエンジン構成部品としてのシリンダヘッドカバー１３、カムキャップ１４、タイミングチェーンカバー１５を、例えばエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂を材料として射出成形することも可能である。そのような場合には、使用する成形用金型のキャビィティ内に、鉄系金属部品としてのシリンダ３１をインサートしておいて成形すればよい。

（４）上記各実施形態では、ポンプボディ２０内部に埋め込むシリンダ３１について、プランジャ３３のガイド部３１ａとチェック弁５０の装着部３１ｂとを一体に形成したワンピース構造を例に挙げているが、それらを別々に形成したものを組み合わせたツーピース構造としてもよい。

この場合も、ツーピース構造のシリンダ（図示省略）を、エンジン構成部品（１３，１４，１５）に一体に成形するポンプボディ２０に埋め込むから、当該シリンダを構成する二つの部材間の結合面が密封されることになる。その結果、前記結合面にシール部材を配置せずに済む等、ワンピース構造のシリンダ３１と同じく、高圧燃料ポンプ４の製造コスト低減に貢献できる。

本発明に係る高圧燃料ポンプの適用対象となる燃料供給システムの概略構成を示す図である。 本発明に係る高圧燃料ポンプの実施形態１を搭載したエンジンを模式的に示す分解斜視図である。 図２に示すエンジンの組立状態の側面図である。 図３の（４）−（４）線断面の矢視図で、高圧燃料ポンプの構成を示している。 図４の高圧燃料ポンプを分解した状態を示す図である。 本発明に係る高圧燃料ポンプの実施形態２を搭載したエンジンの分解斜視図である。 本発明に係る高圧燃料ポンプの実施形態３を搭載したエンジンの分解斜視図である。 実施形態３において、高圧燃料ポンプの駆動系を示す断面図である。 本発明に係る高圧燃料ポンプの実施形態４を搭載したエンジンの分解斜視図である。 実施形態４において、高圧燃料ポンプの駆動系を示す側面図である。 実施形態４において、高圧燃料ポンプの駆動系を示す断面図である。 本発明に係る高圧燃料ポンプの実施形態５を搭載したエンジンの分解斜視図である。 実施形態５において、エンジン構成部品（シリンダヘッドカバー）の断面図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
４ 高圧燃料ポンプ
６ インジェクタ
１０ エンジン
１０ａ 燃焼室
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダヘッドカバー（エンジン構成部品）
１７Ｂ 排気カムシャフト
１８ 駆動カム
２０ ポンプボディ
２１ ポンプボディの内側膨出部
２２ ポンプボディの外側膨出部
３０ ポンプ部
３１ シリンダ（鉄系金属部品）
３１ａ シリンダにおけるプランジャガイド部
３１ｂ シリンダにおけるチェック弁の装着部
３２ 加圧室
３３ プランジャ
４０ 電磁スピル弁
５０ チェック弁

Claims (4)

1. エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されかつエンジンの燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給するプランジャ式の高圧燃料ポンプであって、
   そのポンプボディが、前記エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品と一体に形成されているとともに、
   このポンプボディに、前記プランジャのガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品が埋め込まれている、ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. エンジンのシリンダヘッドに付設されるエンジン構成部品であって、
   その所定位置に、前記エンジンのカムシャフトの回転動力を利用して駆動されるプランジャ式の高圧燃料ポンプにおけるポンプボディが一体に形成されており、
   このポンプボディに、前記プランジャのガイド部および高圧燃料吐出用チェック弁の装着部を有する鉄系金属部品が埋め込まれている、ことを特徴とするエンジン構成部品。
3. 請求項２に記載のエンジン構成部品は、所定の型内に溶融素材を流入して固化することにより製造される成形品とされ、前記鉄系金属部品が、前記型内の所定位置に位置決め配置された状態で溶融素材を流入させることでポンプボディ内に埋め込まれる、ことを特徴とするエンジン構成部品。
4. 請求項２または３に記載のエンジン構成部品は、軽合金製のシリンダヘッドカバーとされる、ことを特徴とするエンジン構成部品。

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