(57)【要約】【課題】燃料ポンプをカバーで覆った構成において、カバーの内部空間から外部に気化燃料が放出されてしまうことを抑制できる燃料ポンプの配設構造を提供する。【解決手段】シリンダヘッド２２に搭載された燃料ポンプ４１をポンプカバー５によって覆う。ポンプカバー５の内部空間５１とサージタンク３２とを繋ぐ減圧配管６に、サージタンク３２内の負圧を受けて開弁する第１チェック弁６１を設ける。ポンプカバー５の内部空間５１とキャニスタ４２とを繋ぐエバポレータ配管７に、ポンプカバー５の内部空間５１が正圧になることで開弁する第２チェック弁７１を設ける。第２チェック弁７１の開弁差圧を、第１チェック弁６１の開弁差圧よりも小さく設定することにより、エンジン停止後に燃料ポンプ４１からポンプカバー５の内部空間５１に気化燃料が漏れ出た場合、第２チェック弁７１が開放することにより、この気化燃料をキャニスタ４２に回収できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプがカバーによって覆われ、減圧手段と前記カバーの内部とが減圧配管によって接続されると共に、蒸発燃料を回収するキャニスタと前記カバーの内部とがエバポレータ配管によって接続されており、
前記減圧配管および前記エバポレータ配管それぞれには、配管内圧よりもカバー内圧が相対的に高くなった場合にその差圧に応じて開放されるチェック弁が設けられており、
前記エバポレータ配管に設けられている前記チェック弁の開弁差圧は、前記減圧配管に設けられている前記チェック弁の開弁差圧よりも小さく設定されていることを特徴とする燃料ポンプの配設構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料ポンプの配設構造に係る。特に、本発明は燃料ポンプをカバーで覆う構成の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているようにエンジン本体に燃料ポンプを搭載した構成が知られている。このような燃料ポンプの搭載形態は、インジェクタからの燃料噴射圧力が高く設定される筒内直噴式のエンジンに特に必要である。その理由は、この種のエンジンでは高い応答性をもってインジェクタに高圧燃料を供給する必要があることから、燃料ポンプからインジェクタに亘る高圧燃料配管の長さを短くする（エンジン本体に燃料ポンプを搭載することで高圧燃料配管の長さを短くする）ためである。
【０００３】
しかし、このようにエンジン本体に燃料ポンプを搭載した構成の場合、燃料ポンプの作動音（例えば燃料ポンプ内に配設された流量調整弁の開閉に起因する打撃音）が外部に放出されやすくなり、エンジン騒音の増大に繋がってしまう。
【０００４】
エンジン騒音が外部に放出され難くする技術として特許文献２に開示された遮音構造が知られている。この遮音構造は、エンジンの外殻を構成する構成部品の内部に空間部を設け、この空間部内の空気を吸引して真空に近づけることで、構成部品の騒音透過を抑制するものである。このような遮音構造を前記燃料ポンプの配設構造として適用すれば、この燃料ポンプの作動音が外部に放出されることを抑制できる。例えば燃料ポンプをカバーで覆い、このカバーの内部を減圧する構成が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８０７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、燃料ポンプをカバーで覆いこのカバーの内部を減圧する構成にあっては以下の課題がある。
【０００７】
エンジンが運転状態から停止した場合、燃料ポンプからカバーの内部空間（減圧されていた空間）に気化燃料が漏れ出てしまう可能性がある。そして、カバーの内部空間が正圧になった場合に、前記気化燃料がカバーの内部空間から大気中に放出され、環境の悪化に繋がってしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料ポンプをカバーで覆った構成において、カバーの内部空間から大気中に気化燃料が放出されてしまうことを抑制できる燃料ポンプの配設構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
−発明の解決原理−
前記目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、カバーで覆われた燃料ポンプから気化燃料が漏れ出た場合に、この気化燃料を、カバーの内部空間から内燃機関の燃料供給系に回収できるようにしている。
【００１０】
−解決手段−
具体的に、本発明は、燃料噴射装置に燃料を圧送する燃料ポンプをカバーによって覆い、減圧手段と前記カバーの内部とを減圧配管によって接続すると共に、蒸発燃料を回収するキャニスタと前記カバーの内部とをエバポレータ配管によって接続する。また、前記減圧配管および前記エバポレータ配管それぞれに、配管内圧よりもカバー内圧が相対的に高くなった場合にその差圧に応じて開放されるチェック弁を設ける。そして、前記エバポレータ配管に設けられている前記チェック弁の開弁差圧を、前記減圧配管に設けられている前記チェック弁の開弁差圧よりも小さく設定している。
【００１１】
この特定事項により、前記減圧手段の作用によって減圧配管の内圧が低下し、この減圧配管に設けられているチェック弁が開放されると、カバーの内部が減圧されることになる。これにより、カバーの内部で音が伝播し難くなり、このカバーの内部に配設されている燃料ポンプの作動音が外部に放出され難くなる。これにより機器（例えば内燃機関）の静粛性が高まる。また、カバーの内部は減圧されているため、燃料ポンプからカバーの内部空間に気化燃料が漏れ出る可能性があるが、このように気化燃料が漏れ出る状況で、減圧手段による減圧作用が停止した場合においてカバーの内圧が上昇すると、前記減圧配管のチェック弁よりも開弁差圧が小さく設定されているエバポレータ配管のチェック弁が開放する。つまり、減圧配管のチェック弁が閉鎖状態のまま、エバポレータ配管のチェック弁が開放する。これにより、カバーの内部空間は、減圧配管と非連通になると共にエバポレータ配管と連通する。その結果、カバー内に漏れ出ている気化燃料は、エバポレータ配管を経てキャニスタに回収される。このため、気化燃料が大気中に放出されてしまうことが抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、燃料ポンプを覆っているカバーの内部に漏れ出た気化燃料をエバポレータ配管によってキャニスタに回収するようにしている。このため、気化燃料が大気中に放出されてしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るエンジンのエンジン本体、吸気系および燃料供給系それぞれの概略構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るエンジンの平面図である。
【図３】カバー内圧とポンプ騒音の音圧との関係を示す図である。
【図４】変形例１におけるエンジンの側面図である。
【図５】変形例２におけるエンジンの側面図である。
【図６】変形例３におけるエンジンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、筒内直噴式のガソリンエンジンに本発明に係る燃料ポンプの配設構造を適用した場合について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るエンジン１のエンジン本体２、吸気系３および燃料供給系４それぞれの概略構成を示す側面図である。また、図２はエンジン１の平面図である。
【００１６】
これらの図に示すように、エンジン本体２は、シリンダブロック２１と、このシリンダブロック２１の上部に設置されたシリンダヘッド２２と、このシリンダヘッド２２の上部に取り付けられたヘッドカバー２３とを備えている。
【００１７】
前記シリンダブロック２１の内部には、４つのシリンダが形成され、これらシリンダの内部にピストン（図示省略）が往復移動可能に収容されている。
【００１８】
前記吸気系３は、前記シリンダヘッド２２に形成されている吸気ポートに連通する吸気マニホールド３１を備えている。また、この吸気マニホールド３１の上流側は、サージタンク３２、スロットルバルブ３３を備えた吸気管３４に連通されており、この吸気管３４の上流側にはエアクリーナ３５が配設されている。
【００１９】
これにより、エアクリーナ３５によって浄化されて吸気管３４内に導入された空気は、スロットルバルブ３３によって流量が調整され、サージタンク３２および吸気マニホールド３１を経て各気筒に導入される。
【００２０】
前記燃料供給系４は、燃料タンクＴ内の燃料を図示しないインジェクタ（燃料噴射装置）に供給するものであって、燃料ポンプ４１、キャニスタ４２、ベーパ配管４３、パージ配管４４、制御バルブ４５を備えている。
【００２１】
燃料ポンプ４１は、前記シリンダヘッド２２に取り付けられ、シリンダヘッド２２の内部に配設されているインテークカムシャフトに備えられたポンプ駆動用カム（図示省略）によって駆動される。これにより、燃料ポンプ４１は、燃料タンクＴから燃料配管（図示省略）により汲み上げた燃料を加圧してインジェクタに向けて圧送する。インジェクタは、筒内直噴式のものであり、燃料ポンプ４１から圧送された燃料を気筒内に向けて直接的に噴射し、気筒内で混合気を生成する。
【００２２】
前記キャニスタ４２の内部には蒸発燃料を吸着して保持する活性炭が収容されている。ベーパ配管４３は、燃料タンクＴの上部空間とキャニスタ４２とを接続している。パージ配管４４は、キャニスタ４２とサージタンク３２とを接続している。制御バルブ４５は、パージ配管４４に設けられている。このため、燃料タンクＴ内で発生した蒸発燃料はベーパ配管４３を経てキャニスタ４２に導入され、このキャニスタ４２内の活性炭に吸着されて保持される。キャニスタ４２の内部に保持された蒸発燃料は、所定のパージ条件が成立した際に制御バルブ４５が開放されることにより、キャニスタ４２の外気取入口４２ａから導入された外気と共にパージ配管４４を経てサージタンク３２に導入される。これにより、燃料タンクＴ内で発生した蒸発燃料が処理される。
【００２３】
なお、各気筒の頂部には、点火プラグ（図示省略）が配設されており、この点火プラグの点火に伴う混合気の燃焼により前記ピストンが往復運動する。このピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランクシャフト２４に伝達され、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。
【００２４】
また、混合気の燃焼により生じた燃焼ガスは、排気マニホールド８１に排出され、排気管８２を通過して外部に排出される。なお、排気管８２には、図示しない触媒コンバータが設けられており、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素成分（ＮＯｘ）などが浄化されるようになっている。
【００２５】
−燃料ポンプの配設構造−
次に、本実施形態の特徴である燃料ポンプ４１の配設構造について説明する。前述したように、燃料ポンプ４１はシリンダヘッド２２に取り付けられており、この燃料ポンプ４１の上部はヘッドカバー２３を貫通して、このヘッドカバー２３の上側に位置している。
【００２６】
そして、前記ヘッドカバー２３の上面にはポンプカバー５が取り付けられており、このポンプカバー５の内部空間５１に前記燃料ポンプ４１が配置されている。このポンプカバー５の内部空間５１は略密閉された空間である。つまり、燃料ポンプ４１はポンプカバー５によって覆われることで、外部から遮断されている。
【００２７】
また、ポンプカバー５には、減圧配管６およびエバポレータ配管７が接続されている。減圧配管６は、ポンプカバー５とサージタンク３２とを接続している。具体的に、この減圧配管６の一端はポンプカバー５の下面に接続されており、他端はサージタンク３２の上面に接続されている。また、この減圧配管６における一端側（ポンプカバー５の下面への接続位置の近傍）には第１チェック弁６１が設けられている。この第１チェック弁６１は、ポンプカバー５の内部空間５１の圧力よりも減圧配管６の内圧が相対的に低くなった場合にその差圧に応じて開放されるものである。このため、エンジン１の運転時にサージタンク３２内で発生する負圧（吸入負圧）が減圧配管６の内部に作用し、これによって第１チェック弁６１が開放されることにより、この負圧がポンプカバー５の内部空間５１に作用することになる。このため、前記サージタンク３２が本発明でいう減圧手段として機能することになる。
【００２８】
一方、エバポレータ配管７は、ポンプカバー５とキャニスタ４２とを接続している。具体的に、このエバポレータ配管７の一端はポンプカバー５の側面に接続されており、他端はキャニスタ４２の側面に接続されている。また、このエバポレータ配管７における一端側（ポンプカバー５の側面への接続位置の近傍）には第２チェック弁７１が設けられている。この第２チェック弁７１は、エバポレータ配管７の内圧よりもポンプカバー５の内部空間５１の圧力が相対的に高くなった場合にその差圧に応じて開放されるものである。例えば、燃料ポンプ４１から気化燃料が漏れ出るなどしてポンプカバー５の内部空間５１の圧力が高くなった場合には、第２チェック弁７１が開放される。
【００２９】
そして、第２チェック弁７１（エバポレータ配管７に設けられているチェック弁）の開弁差圧は、第１チェック弁６１（減圧配管６に設けられているチェック弁）の開弁差圧よりも小さく設定されている。このため、エンジン１の停止状態であって、サージタンク３２内で負圧が発生していない状況において、前述した如く燃料ポンプ４１から気化燃料が漏れ出るなどしてポンプカバー５の内部空間５１の圧力が高くなった場合には、第１チェック弁６１が閉鎖した状態のまま、第２チェック弁７１が開放されて、気化燃料がエバポレータ配管７を経てキャニスタ４２に向けて導出されるようになっている。
【００３０】
−動作説明−
エンジン１の運転時には、サージタンク３２内に吸入負圧が作用しているため、この吸入負圧が、減圧配管６の内部に作用し、これによって第１チェック弁６１が開放する。これにより、ポンプカバー５の内部空間５１に負圧が作用し、このポンプカバー５の内部空間５１の空気が排出されていく。このため、ポンプカバー５の内部空間５１で音が伝播し難くなり、燃料ポンプ４１の作動音が外部に放出され難くなる。これによりエンジン１の静粛性が高まる。この際、ポンプカバー５の内部空間５１の圧力は負圧になっているので前記第２チェック弁７１は閉鎖している。
【００３１】
図３は、ポンプカバー５の内部空間５１の圧力（カバー内圧）とポンプカバー５の外部に漏れ出る燃料ポンプ騒音の音圧との関係を示す図である。この図３からも明らかなように、ポンプカバー５の内部空間５１の圧力が低いほど、ポンプカバー５の外部に漏れ出る燃料ポンプ騒音の音圧も低くなっており、内部空間５１の圧力が略「０」、つまり、内部空間５１が真空状態になると、外部に漏れ出る燃料ポンプ騒音の音圧も殆ど無くなっている。なお、単に燃料ポンプ４１をポンプカバー５で覆った場合と、燃料ポンプ４１をポンプカバー５で覆い且つポンプカバー５の内部空間５１を減圧した場合とを比較すると、ポンプカバー５を設けないものに対し、前者の構成（単に燃料ポンプ４１をポンプカバー５で覆った構成）では、外部に放出される作動音は約１／１８となるのに対し、後者の構成（燃料ポンプ４１をポンプカバー５で覆い且つポンプカバー５の内部空間５１を減圧した構成）では、外部に放出される作動音は約１／８２まで低減されたことが実験により確認されている。
【００３２】
一方、エンジン１が停止すると、それまでサージタンク３２内の吸入負圧が作用することでポンプカバー５の内部空間５１は減圧されていたため、燃料ポンプ４１からポンプカバー５の内部空間５１に気化燃料が漏れ出る可能性がある。このように、ポンプカバー５の内部空間５１に気化燃料が漏れ出た場合であって、このポンプカバー５の内部空間５１が正圧になって、キャニスタ４２の内圧よりも高くなると、その差圧によって第２チェック弁７１が開放する。つまり、第１チェック弁６１が閉鎖された状態のまま、第２チェック弁７１が開放される。これにより、ポンプカバー５の内部空間５１の気化燃料は、エバポレータ配管７を経てキャニスタ４２に回収されていく。このため、気化燃料が外部（大気中）に放出されてしまうことが抑制される。そして、このキャニスタ４２に回収された気化燃料は、次回のエンジン１の運転時において、所定のパージ条件が成立した際に制御バルブ４５が開放されることに伴い、キャニスタ４２の外気取入口４２ａから導入された外気と共にパージ配管４４を経てサージタンク３２に導入される。このようにして、ポンプカバー５の内部空間５１に漏れ出た気化燃料が処理される。
【００３３】
このように、本実施形態では、燃料ポンプ４１を覆っているポンプカバー５の内部に漏れ出た気化燃料をエバポレータ配管７によってキャニスタ４２に回収するようにしている。このため、ポンプカバー５によって、燃料ポンプ４１の作動音が外部に放出され難くしながらも、このポンプカバー５の内部に気化燃料が漏れ出た場合には、その気化燃料が大気中に放出されてしまうことを抑制でき、環境の悪化を防止できる。
【００３４】
また、本実施形態では、サージタンク３２内で発生する負圧を利用してポンプカバー５の内部空間５１を減圧しているため、真空ポンプ等の特別な機器は必要なく、コストの大幅な高騰を招くこともない。
【００３５】
また、減圧配管６はポンプカバー５の下面に接続されているため、ポンプカバー５の内部に潤滑油等が流れ込んでいる場合であっても、この潤滑油等を減圧配管６によって吸い出すことが可能であり、燃料ポンプ４１に悪影響を与えることがない。
【００３６】
（変形例１）
次に、変形例１について説明する。この変形例１は、ポンプカバー５に対する減圧配管６の接続位置が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでは、前述した実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３７】
図４は、本変形例におけるエンジン１の側面図である。この図４では、前述した実施形態におけるエンジン１の構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付している。
【００３８】
この図４に示すように、本変形例にあっては、ポンプカバー５とサージタンク３２とを接続している減圧配管６の一端（ポンプカバー５側の接続端）がポンプカバー５の側面に接続されている。より具体的に本変形例のものでは、ポンプカバー５の側面におけるエバポレータ配管７の接続位置よりも上側に減圧配管６の接続位置が設定されている。なお、ポンプカバー５の側面におけるエバポレータ配管７の接続位置よりも下側に減圧配管６の接続位置が設定されていてもよい。その他の構成は、前述した実施形態のものと同様である。
【００３９】
本変形例の構成によれば、ポンプカバー５に対する減圧配管６の接続作業が容易になる。
【００４０】
（変形例２）
次に、変形例２について説明する。この変形例２は、ディーゼルエンジンに対して本発明に係る燃料ポンプの配設構造を適用した場合である。このため、本変形例２におけるエンジンはスロットルバルブおよび点火プラグを備えていない。また、本変形例２は、ポンプカバー５に負圧を作用させる負圧源が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでも、前述した実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４１】
図５は、本変形例におけるエンジン１の側面図である。この図５でも、前述した実施形態におけるエンジン１の構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付している。
【００４２】
この図５に示すように、本変形例にあっては、減圧配管６の他端（減圧手段側の接続端）はバキュームポンプ９に接続されている。このバキュームポンプ９は、図示しないブレーキブースタに負圧を作用させるためのものであって、配管９１を介してブレーキブースタに接続されている。また、このバキュームポンプ９の駆動軸には補機ベルトＶが巻き掛けられたプーリ９２が設けられており、前記クランクシャフト２４の回転力を受けてバキュームポンプ９が作動するようになっている。その他の構成は、前述した実施形態のものと同様である。
【００４３】
本変形例の構成によれば、高い負圧（サージタンク３２内の吸入負圧よりも高い負圧）をポンプカバー５の内部空間５１に作用させることができ、ポンプカバー５の内部空間５１を略真空状態にすることが可能となって、燃料ポンプ４１の作動音がよりいっそう外部に放出され難くなる。
【００４４】
（変形例３）
次に、変形例３について説明する。この変形例３は、燃料ポンプ４１の配設状態が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでも、前述した実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４５】
図６は、本変形例におけるエンジン１の側面図である。この図６でも、前述した実施形態におけるエンジン１の構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付している。
【００４６】
この図６に示すように、本変形例にあっては、シリンダヘッド２２とヘッドカバー２３とによって形成される空間（ヘッド内空間）の一端側（図６における左端側）に略密閉された空間５１を形成し、この空間５１の内部に燃料ポンプ４１を配設した構成となっている。つまり、このシリンダヘッド２２とヘッドカバー２３とによって略密閉された空間５１がポンプ収容空間となり、このポンプ収容空間５１の外殻（シリンダヘッド２２およびヘッドカバー２３）がポンプカバーとして機能するようになっている。
【００４７】
具体的には、ヘッドカバー２３の内部に配設されているインテークカムシャフト２５を回転自在に支持している複数のカムジャーナルのうち最も燃料ポンプ４１寄り（図中において最も左側）のカムジャーナル２６の上端と、ヘッドカバー２３の下面において、前記カムジャーナル２６に対向する位置に設けられた隔壁部材２７の下端とが当接され、これらカムジャーナル２６および隔壁部材２７の配設位置よりも左側の空間が略密閉されたポンプ収容空間５１として形成されている。
【００４８】
そして、減圧配管６の一端およびエバポレータ配管７の一端それぞれが、このポンプ収容空間５１に連通するようにシリンダヘッド２２の下面に接続されている。その他の構成は、前述した実施形態のものと同様である。
【００４９】
この構成によれば、シリンダヘッド２２およびヘッドカバー２３がポンプカバーとして機能することになるため、特別な部材としてポンプカバーを備えさせる必要が無くなり、構成部品の増大を抑制できる。
【００５０】
（変形例４）
次に、変形例４について説明する。この変形例４は、ポンプカバー５の構成が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでも、前述した実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００５１】
本変形例におけるポンプカバー５は、複数の層で構成されている。例えば、内側カバーと外側カバーとの２層構造によってポンプカバー５が構成されている。
【００５２】
このような複数の層でポンプカバー５を構成した場合、燃料ポンプ４１の作動音がこれらの層を通過する際に、密度すなわち音響インピーダンスが異なる物質を通過することになるので、作動音の多くは反射されることになる。このため、ポンプカバー５を通過して外部に放出される音響エネルギを大幅に低減することが可能になり、エンジン１の静粛性をいっそう高めることができる。
【００５３】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例は、筒内直噴式のエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ポート噴射式のガソリンエンジンに対しても適用が可能である。
【００５４】
また、前記実施形態および各変形例の構成は互いに組み合わせることが可能である。例えば、変形例１の構成（減圧配管６の一端をポンプカバー５の側面に接続した構成）において、減圧配管６の他端をバキュームポンプ９に接続する構成としたり、変形例３の構成（シリンダヘッド２２およびヘッドカバー２３をポンプカバーとして機能させる構成）において、減圧配管６の他端をバキュームポンプ９に接続する構成としたりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、エンジン本体に搭載された燃料ポンプをカバーによって覆うようにした燃料ポンプの配設構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１      エンジン
３      吸気系
３２    サージタンク（減圧手段）
４      燃料供給系
４１    燃料ポンプ
４２    キャニスタ
５      ポンプカバー
６      減圧配管
６１    第１チェック弁
７      エバポレータ配管
７１    第２チェック弁
【図１】
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【図２】
2015108303.tif 000004
【図３】
2015108303.tif 000005
【図４】
2015108303.tif 000006
【図５】
2015108303.tif 000007
【図６】
2015108303.tif 000008