(57)【要約】【課題】燃料ポンプを駆動するための燃料ポンプ駆動用カムをカムシャフト本体に組み付けて成る組立カムシャフトに対し、燃料ポンプ駆動用カムの装着位置の自由度を高めることができる構成を提供する。【解決手段】動弁用カム１３０Ｒをカムシャフト本体３０Ｒとは別部材とし、カムシャフト本体３０Ｒに対して燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着した後に、カムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の外側から動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を装着することにより、燃料ポンプ駆動用カム１１５の装着位置の自由度の向上を図る。また、動弁用カム１３０Ｒを固相焼結材料により形成する一方、燃料ポンプ駆動用カム１１５を液相焼結材料により形成する。【選択図】図５
2008051064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動弁用カムが設けられたカムシャフト本体に対して燃料ポンプ駆動用カムが一体的に組み付けられて成る組立カムシャフトにおいて、
上記燃料ポンプ駆動用カムは、カムシャフト本体の軸心方向に沿って複数箇所に配設される上記動弁用カムのうち軸心方向の両端部に位置する動弁用カムよりも軸心方向の内側位置において圧入によりカムシャフト本体に組み付けられており、この燃料ポンプ駆動用カムの配設位置に対して少なくとも上記軸心方向の一方側に位置している動弁用カムも、圧入によりカムシャフト本体に組み付けられていることを特徴とする組立カムシャフト。
【請求項２】
上記請求項１記載の組立カムシャフトにおいて、
カムシャフト本体には、動弁用カム圧入部が複数箇所に、燃料ポンプ駆動用カム圧入部が１箇所にそれぞれ形成されており、上記燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外径寸法は動弁用カム圧入部の外径寸法よりも大径に設定されていることを特徴とする組立カムシャフト。
【請求項３】
上記請求項１または２記載の組立カムシャフトにおいて、
圧入によりカムシャフト本体に組み付けられる動弁用カムは固相焼結材料により形成されている一方、燃料ポンプ駆動用カムは液相焼結材料により形成されていることを特徴とする組立カムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジン等に代表される内燃機関に備えられるカムシャフト、特に、複数の部品が一体的に組み付けられて構成される組立カムシャフトに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば下記の特許文献１に開示されているように、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の吸気バルブや排気バルブを開閉作動させるためのカムシャフト（ＯＨＣエンジンでは吸気系及び排気系で１本のカムシャフトが兼用され、ＤＯＨＣエンジンでは吸気系及び排気系それぞれ個別にカムシャフトが配設される）には、各バルブに対応してカム（以下、動弁用カムと呼ぶ）が備えられている。つまり、カムシャフトの回転に伴って動弁用カムが回転し、そのカムノーズによりバルブに押圧力を与えることでバルブの開弁動作が行われるようになっている。尚、一般的な鋳鉄製のカムシャフトでは、カムシャフト本体と各動弁用カムとが一体形成されている。
【０００３】
一方、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている。具体的には、例えば下記の特許文献２に開示されているように、高圧燃料ポンプとしてプランジャポンプが採用されており、上記カムシャフトの回転駆動力を利用して高圧燃料ポンプを作動させるようになっている。つまり、カムシャフトに燃料ポンプ駆動用カムを一体的に組み付けておき、カムシャフトの回転に伴って燃料ポンプ駆動用カムが回転し、そのカムノーズにより高圧燃料ポンプのリフタに押圧力を与えることでプランジャを往復移動させて燃料を昇圧するようになっている。
【０００４】
ところで、上記燃料ポンプ駆動用カムは、高圧燃料ポンプのリフタに摺接しながらこのリフタに押圧力を与えるため、高い耐スカッフィング性能及び疲労強度が要求される。この点に鑑み、特許文献２では、燃料ポンプ駆動用カムをカムシャフト本体とは別体で形成しておき、この燃料ポンプ駆動用カムのみを焼結材とすることで上記耐スカッフィング性能及び疲労強度を確保できるようにしている。この場合、燃料ポンプ駆動用カムの中心部に開口を形成しておき、カムシャフト本体に設けられた燃料ポンプ駆動用カム装着部に対して燃料ポンプ駆動用カムを圧入することになる。
【特許文献１】特開平７−５４０９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献２に開示されているように燃料ポンプ駆動用カムをカムシャフト本体に一体的に組み付ける構成の場合、上述した如く各動弁用カムがカムシャフト本体に一体形成されていることから、燃料ポンプ駆動用カムの装着位置としては、各動弁用カムの形成位置よりも外側、つまり、カムシャフト本体の一方側の端部になってしまう。例えば縦置きエンジンの場合、燃料ポンプ駆動用カムの装着位置はエンジンの前端部周辺または後端部周辺となる。そして、燃料ポンプ駆動用カムの装着位置の上側には上記高圧燃料ポンプが配設されることになるので、この高圧燃料ポンプはエンジンの前端部周辺または後端部周辺において上方に突設された配置状態となる。
【０００６】
仮に、高圧燃料ポンプがエンジンの前端部周辺において上方に突設された配置状態であると、高圧燃料ポンプの上端とボンネット（エンジンフード）との間の距離を十分に確保して歩行者接触時に鑑みた歩行者保護構造を得るための設計自由度が阻害されてしまうことになる。一方、高圧燃料ポンプがエンジンの後端部周辺において上方に突設された状態であると、高圧燃料ポンプとダッシュパネル（エンジンルームと車室内とを隔離するパネル）とが干渉してしまう可能性があり、この干渉を回避するために新たにダッシュパネルや高圧燃料ポンプの設計変更が必要になってしまう可能性がある。
【０００７】
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、燃料ポンプを駆動するための燃料ポンプ駆動用カムをカムシャフト本体に組み付けて成る組立カムシャフトに対し、燃料ポンプ駆動用カムの装着位置の自由度を高めることができる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、動弁用カムをカムシャフト本体とは別部材とし、カムシャフト本体に対して燃料ポンプ駆動用カムを装着した後に、カムシャフト本体の軸心方向の外側から動弁用カムを装着可能にする構成とすることにより、燃料ポンプ駆動用カム装着位置の自由度の向上を図っている。
【０００９】
−解決手段−
具体的に、本発明は、複数の動弁用カムが設けられたカムシャフト本体に対して燃料ポンプ駆動用カムが一体的に組み付けられて成る組立カムシャフトを前提とする。この組立カムシャフトに対し、上記燃料ポンプ駆動用カムを、カムシャフト本体の軸心方向に沿って複数箇所に配設される上記動弁用カムのうち軸心方向の両端部に位置する動弁用カムよりも軸心方向の内側位置において圧入によりカムシャフト本体に組み付ける。また、この燃料ポンプ駆動用カムの配設位置に対して少なくとも上記軸心方向の一方側に位置している動弁用カムも、圧入によりカムシャフト本体に組み付けている。
【００１０】
この特定事項により、組立カムシャフトの組み立て作業では、カムシャフト本体の軸心方向の所定位置に対して燃料ポンプ駆動用カムを圧入により組み付け、その後、その外側（カムシャフト本体の軸心方向の外側）における所定位置に対して動弁用カムを圧入により組み付ける。これにより、燃料ポンプ駆動用カムは動弁用カムの存在が邪魔になることなくカムシャフト本体の軸心方向の略中央位置に装着されることになり、この燃料ポンプ駆動用カムの回転によって駆動される燃料ポンプも上記軸心方向の略中央位置に配設することが可能になる。その結果、歩行者接触時に鑑みた歩行者保護構造を得るための設計自由度を大きく確保でき、また、燃料ポンプとダッシュパネルとの干渉が懸念されることもなくなる。
【００１１】
上記カムシャフト本体の具体的な形状としては以下のものが挙げられる。つまり、カムシャフト本体に対し、動弁用カム圧入部を複数箇所に、燃料ポンプ駆動用カム圧入部を１箇所にそれぞれ形成する。そして、上記燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外径寸法を動弁用カム圧入部の外径寸法よりも大径に設定している。
【００１２】
上記圧入構造の場合、動弁用カムの中心部には動弁用カム圧入部の外径寸法に略一致した開口が、燃料ポンプ駆動用カムの中心部には燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外径寸法に略一致した開口がそれぞれ形成されることになるが、上述した如く、燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外径寸法が動弁用カム圧入部の外径寸法よりも大径に設定されているため、上記燃料ポンプ駆動用カムの開口の内径寸法は動弁用カム圧入部の外径寸法よりも大きくなっている。このため、燃料ポンプ駆動用カムの装着作業にあっては、カムシャフト本体の一端側から挿入される燃料ポンプ駆動用カムを、その開口内縁が動弁用カム圧入部に干渉することなく、燃料ポンプ駆動用カム圧入部まで円滑に挿入することができ、燃料ポンプ駆動用カムの組み付け作業を容易に行うことができる。また、このように燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外径寸法を大きく設定したことにより、この燃料ポンプ駆動用カム圧入部の外周面と燃料ポンプ駆動用カムに形成される開口の内周面との接触面積が大きく確保されることになる。このため、燃料ポンプ駆動用カム圧入部に対して燃料ポンプ駆動用カムを強固に固定することができ、燃料ポンプ駆動用カムの抜け止め力の増大を図ることができる。
【００１３】
上記各カムの構成材料として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、圧入によりカムシャフト本体に組み付けられる動弁用カムを固相焼結材料により形成している。また、燃料ポンプ駆動用カムを液相焼結材料により形成している。これにより、動弁用カムのカム形状（カムフェイス）を高精度で維持することが可能になると共に、燃料ポンプ駆動用カムの耐スカッフィング性能及び疲労強度を高く確保することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、カムシャフト本体に対して燃料ポンプ駆動用カムを装着した後に、カムシャフト本体の軸心方向の外側から動弁用カムを装着可能とするように、動弁用カムをカムシャフト本体とは別部材により形成している。これにより、燃料ポンプ駆動用カム装着位置の自由度の向上を図ることができる。その結果、燃料ポンプ駆動用カムの回転によって駆動される燃料ポンプをカムシャフト本体の軸心方向の略中央位置に配設することができ、歩行者接触時に鑑みた歩行者保護構造を得るための設計自由度を大きく確保でき、また、燃料ポンプとダッシュパネルとの干渉が懸念されることもなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本発明に係る組立カムシャフトを自動車用Ｖ型８気筒エンジン（内燃機関）に搭載した場合について説明する。
【００１６】
−エンジン全体構成の説明−
組立カムシャフトの構造を説明する前に、この組立カムシャフトが搭載されるエンジンの全体構成について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るＶ型エンジンＥをクランクシャフトＣの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。また、図２は、このエンジンＥ及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。
【００１８】
これら図に示すように、Ｖ型エンジンＥは、シリンダブロック１の上部にＶ型に突出した一対のバンク２Ｌ，２Ｒを有している。各バンク２Ｌ，２Ｒは、シリンダブロック１の上端部に設置されたシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒと、その上端に取り付けられたヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとをそれぞれ備えている。上記シリンダブロック１には複数のシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…（例えば各バンク２Ｌ，２Ｒに４個ずつ）が所定の挟み角（例えば９０°）をもって配設されており、これらシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…の内部にピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…が往復移動可能に収容されている。また、各ピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…はコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒ，…を介してクランクシャフトＣに動力伝達可能に連結されている。更に、シリンダブロック１の下側にはクランクケース６が取り付けられており、上記シリンダブロック１内の下部からクランクケース６の内部に亘る空間がクランク室６１となっている。また、このクランクケース６の更に下側にはオイル溜まり部となるオイルパン６２が配設されている。
【００１９】
また、上記シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒには吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒを開閉するための吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒ及び排気ポート３３Ｌ，３３Ｒを開閉するための排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒがそれぞれ組み付けられており、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒとヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとの間に形成されているカム室４１Ｌ，４１Ｒに配置されたカムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒの回転によって各バルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開閉動作が行われるようになっている。つまり、各カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒに備えられている各動弁用カム１３０Ｌ，１３０Ｒ，１３１Ｌ，１３１Ｒのカムノーズによりバルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒに押圧力を与えることでバルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開弁動作を行うようになっている。尚、本実施形態における動弁系はローラロッカアーム式のものが採用されている。
【００２０】
また、本実施形態に係るエンジンＥのシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒは、分割構造となっている。詳しくは、シリンダブロック１の上面に取り付けられるシリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒと、このシリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒの上側に組み付けられるカムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒとによりシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒが構成されている。このような分割構造とした理由は、エンジン構成部品の組み付け作業性を良好にするためである。つまり、シリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒに上記吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒ、排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒ、動弁機構の各種部品を組み付けておく一方、カムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒにカムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒを支持させておく。その後、シリンダヘッド本体３７Ｌ，３７Ｒの上側にカムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒをボルト止め等の手段によって一体的に組み付けることで動弁機構が組み付けられたシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒが完成する。これにより、エンジン構成部品の組み付け作業性が良好になる。
【００２１】
一方、上記各バンク２Ｌ，２Ｒの内側（バンク間側）の上部には各バンク２Ｌ，２Ｒに対応する吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒが配設されており、各吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒの下流端が各吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒ，…に連通している。また、この吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒは、各バンク共通のサージタンク７１（図２参照）及びスロットルバルブ７２を備えた吸気管７３に連通されており、この吸気管７３の上流側にはエアクリーナ７４が設けられている。これにより、上記エアクリーナ７４から吸気管７３内に導入された空気は、サージタンク７１を通じて各吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒに導入される。
【００２２】
上記シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒの吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒにはポート噴射インジェクタ（ポート噴射燃料噴射弁）７５Ｌ，７５Ｒがそれぞれ設けられており、このポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒからの燃料噴射時にあっては、吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒ内に導入された空気と、このポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒから噴射された燃料とが混合されて混合気となり、吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒの開弁に伴って燃焼室７６Ｌ，７６Ｒへ導入されることになる。
【００２３】
また、本実施形態に係るエンジンＥは、筒内直噴インジェクタ（筒内直噴燃料噴射弁）７８Ｌ，７８Ｒも備えており、この筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒからの燃料噴射時にあっては、燃焼室７６Ｌ，７６Ｒへ燃料が直接噴射されるようになっている。
【００２４】
尚、上記ポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ及び筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒの燃料噴射形態の一例として、エンジンＥの低中負荷時には、両インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ，７８Ｌ，７８Ｒからの燃料噴射を行って均質な混合気を生成し、燃費の改善及び低エミッション化を図るようにする。また、エンジンＥの高負荷時には、筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒのみからの燃料噴射を行って吸気冷却効果による充填効率の向上及びノッキングの抑制を図るようにしている。これらインジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ，７８Ｌ，７８Ｒの燃料噴射形態としてはこれに限るものではない。
【００２５】
これらポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ及び筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒへの燃料供給システムについては後述する。
【００２６】
上記燃焼室７６Ｌ，７６Ｒの頂部には点火プラグ７７Ｌ，７７Ｒが配設されている。上記燃焼室７６Ｌ，７６Ｒにおいて、点火プラグ７７Ｌ，７７Ｒの点火に伴う混合気の燃焼圧力はピストン５１Ｌ，５１Ｒに伝えられ、ピストン５１Ｌ，５１Ｒを往復運動させる。このピストン５１Ｌ，５１Ｒの往復運動はコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒを介してクランクシャフトＣに伝えられ、回転運動に変換されてエンジンＥの出力として取り出されることになる。また、上記各カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒは、クランクシャフトＣから取り出される動力がタイミングチェーンによって伝達されて回転駆動され、この回転によって上記各バルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開閉動作を行わせる。
【００２７】
上記燃焼後の混合気は排気ガスとなり、排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒの開弁に伴い排気マニホールド８Ｌ，８Ｒに排出される。排気マニホールド８Ｌ，８Ｒには排気管８１Ｌ，８１Ｒがそれぞれ接続され、更に、排気管８１Ｌ，８１Ｒには三元触媒等を内蔵した触媒コンバータ８２Ｌ，８２Ｒが取り付けられている。この触媒コンバータ８２Ｌ，８２Ｒを排気ガスが通過することにより、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び酸化窒素成分（ＮＯｘ）が浄化されるようになっている。また、上記排気管８１Ｌ，８１Ｒの下流端側は合流されてマフラ８３に接続されている。
【００２８】
−燃料供給システム−
次に、上記ポート噴射インジェクタ７５Ｌ，７５Ｒ及び筒内直噴インジェクタ７８Ｌ，７８Ｒに対して燃料を供給する燃料供給システムについて図３を用いて説明する。この図３は本実施形態に係るエンジンＥの一方のバンクに備えられた燃料供給システム１００の構造を模式的に示す図である。つまり、本エンジンＥでは、両バンク２Ｌ，２Ｒそれぞれに同様の燃料供給システム１００が備えられている。ここでは右側バンク２Ｒに備えられた燃料供給システム１００を代表して説明する。
【００２９】
この燃料供給システム１００は、燃料タンク１０１から燃料を送り出すフィードポンプ１０２を備えており、このフィードポンプ１０２の吐出側に接続された低圧燃料配管１０３が、低圧燃料系ＬＦ及び高圧燃料系ＨＦに向けてそれぞれ分岐している。
【００３０】
低圧燃料系ＬＦには、上記低圧燃料配管１０３の一方の分岐側に接続された低圧燃料系デリバリパイプ１０４が備えられている。この低圧燃料系デリバリパイプ１０４には、各気筒（４気筒）の上記ポート噴射インジェクタ７５Ｒ，７５Ｒ，…が接続されていると共に、この低圧燃料系デリバリパイプ１０４内での燃圧脈動を抑制するためのパルセーションダンパ１０５が備えられている。
【００３１】
一方、高圧燃料系ＨＦには、上記フィードポンプ１０２によって送り出され、低圧燃料配管１０３の他方の分岐側を経て吸入された燃料を加圧して各気筒（４気筒）の上記筒内直噴インジェクタ７８Ｒ，７８Ｒに向けて吐出する高圧燃料ポンプ１１０が備えられている。
【００３２】
この高圧燃料ポンプ１１０の概略構成としては、シリンダ１１１、プランジャ１１２、加圧室１１３及び電磁スピル弁１１４を備えている。プランジャ１１２は、その下端にリフタ１１２ａが取り付けられている。上記吸気カムシャフト３５Ｒには燃料ポンプ駆動用カム１１５が回転一体に取り付けられている。この燃料ポンプ駆動用カム１１５には、吸気カムシャフト３５Ｒの回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１１６，１１６が形成されている。これにより、吸気カムシャフト３５Ｒの回転に伴う燃料ポンプ駆動用カム１１５の回転により、カムノーズ１１６，１１６によってリフタ１１２ａを介してプランジャ１１２が押し上げられ、このプランジャ１１２がシリンダ１１１内で往復移動し、加圧室１１３の容積が拡大または縮小する構成となっている。
【００３３】
尚、本実施形態に係るエンジンＥは片バンクが４気筒であるため、エンジンＥの１サイクル中、つまりクランクシャフトＣが２回転する間に、気筒毎に設けられたインジェクタ（上記ポート噴射インジェクタ７５Ｒ及び筒内直噴インジェクタ７８Ｒのうちの一方、または両方）から各１回ずつ燃料噴射が行われることになる。また、このエンジンＥでは、クランクシャフトＣが２回転する度に吸気カムシャフト３５Ｒは１回転する。よって、インジェクタ７５Ｒ，７８Ｒからの燃料噴射は４回ずつ、高圧燃料ポンプ１１０からの吐出動作は２回ずつ、エンジンＥの１サイクル毎に行われるようになっている。
【００３４】
上記加圧室１１３はプランジャ１１２及びシリンダ１１１によって区画されている。この加圧室１１３は、低圧燃料配管１０３を介して上記フィードポンプ１０２に連通しており、また、高圧燃料配管１０６を介して高圧燃料系デリバリパイプ（蓄圧容器）１０７内に連通している。
【００３５】
この高圧燃料系デリバリパイプ１０７には、上記筒内直噴インジェクタ７８Ｒ，７８Ｒ，…が接続されていると共に、リリーフバルブ１０７ａを介してリターン配管１０８が接続されている。このリリーフバルブ１０７ａは、高圧燃料系デリバリパイプ１０７内の燃料圧力が所定圧（例えば１５ＭＰａ）を超えたときに開弁する。この開弁により、高圧燃料系デリバリパイプ１０７に蓄えられた燃料の一部をリターン配管１０８を介して燃料タンク１０１に戻すようになっている。これにより、高圧燃料系デリバリパイプ１０７内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、上記リターン配管１０８と高圧燃料ポンプ１１０とは、燃料排出配管１０９によって接続されており、上記プランジャ１１２とシリンダ１１１との間隙から漏出した燃料が、シールユニット１１７の上部の燃料収容室１１８に蓄積され、その後、この燃料収容室１１８に接続された上記燃料排出配管１０９及びリターン配管１０８を経て燃料タンク１０１に戻されるようになっている。
【００３６】
尚、低圧燃料配管１０３には、フィルタ１０３ａ及びプレッシャレギュレータ１０３ｂが設けられている。このプレッシャレギュレータ１０３ｂは、低圧燃料配管１０３内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を越えたときに低圧燃料配管１０３内の燃料を燃料タンク１０１に戻すことによって、この低圧燃料配管１０３内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、上記高圧燃料ポンプ１１０の吸入側にはパルセーションダンパ１１９が備えられており、このパルセーションダンパ１１９によって高圧燃料ポンプ１１０の作動時における低圧燃料配管１０３内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。また、高圧燃料配管１０６には、高圧燃料ポンプ１１０から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁１２０が設けられている。
【００３７】
上記高圧燃料ポンプ１１０には、低圧燃料配管１０３と加圧室１１３との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁１１４が設けられている。この電磁スピル弁１１４は、電磁ソレノイド１１４ａを備えており、その電磁ソレノイド１１４ａへの通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁１１４は、電磁ソレノイド１１４ａへの通電が停止されているときにはコイルスプリング１１４ｂの付勢力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁１１４の開閉動作について説明する。
【００３８】
先ず、電磁ソレノイド１１４ａに対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁１１４がコイルスプリング１１４ｂの付勢力によって開弁し、低圧燃料配管１０３と加圧室１１３とが連通した状態になる。この状態において、加圧室１１３の容積が増大する方向にプランジャ１１２が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ１０２から送り出された燃料が低圧燃料配管１０３を経て加圧室１１３内に吸入される。
【００３９】
一方、加圧室１１３の容積が収縮する方向にプランジャ１１２が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド１１４ａへの通電により電磁スピル弁１１４がコイルスプリング１１４ｂの付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管１０３と加圧室１１３との間が遮断され、加圧室１１３内の燃料圧力が所定値に達した時点でチェック弁１２１が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管１０６を通じて高圧燃料系デリバリパイプ１０７に向けて吐出される。
【００４０】
そして、高圧燃料ポンプ１１０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１１４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１１４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１１４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ようになる。このように、高圧燃料ポンプ１１０の燃料吐出量を調整することにより、高圧燃料系デリバリパイプ１０７内の燃料圧力が制御される。
【００４１】
以上が右側バンク２Ｒに備えられた燃料供給システム１００の構造であり、左側バンク２Ｌにおいても同様の燃料供給システム１００が備えられている。
【００４２】
−組立カムシャフトの構成−
次に、本実施形態の特徴とする部材である吸気カムシャフト（組立カムシャフト）３５Ｌ，３５Ｒの構成について説明する。各バンク２Ｌ，２Ｒに備えられている吸気カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒの構成は互いに同一であるため、ここでは右側バンク２Ｒに備えられた吸気カムシャフト３５Ｒを代表して説明する。
【００４３】
図４は吸気カムシャフト３５Ｒの側面図であり、図５は吸気カムシャフト３５Ｒの分解図である。尚、これら図４及び図５では、吸気カムシャフト３５Ｒの特徴の理解を容易にするために後述するカムシャフト本体３０Ｒ、動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…、燃料ポンプ駆動用カム１１５のみを示している。尚、実際には、このカムシャフト本体３０Ｒの端部にトップジャーナル部材が装着されるなど、上記カム１３０Ｒ，１１５以外の部材も組み付けられて吸気カムシャフト（組立カムシャフト）３５Ｒは構成される。また、図６は上記カムシャフトハウジング３８Ｒ、各カムシャフト３５Ｒ，３６Ｒ、カムキャップ２０４ａ〜２０８ａ等の分解斜視図（図６における左側がエンジン前方）である。
【００４４】
これら図に示すように、吸気カムシャフト３５Ｒは、カムシャフト本体３０Ｒ、このカムシャフト本体３０Ｒとは別部材で形成され且つカムシャフト本体３０Ｒに一体的に組み付けられる８個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…及び１個の燃料ポンプ駆動用カム１１５を備えている。
【００４５】
カムシャフト本体３０Ｒは、上記カムシャフトハウジング３８Ｒ上に回転自在に載置されており、上述した如くクランクシャフトＣの回転力がタイミングチェーンを介して伝達されて回転するようになっている。そして、図５に示すように、このカムシャフト本体３０Ｒには、その軸心方向に沿った複数箇所に上記動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を装着するための動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…が形成されていると共に、燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着するための燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒが１箇所に形成されている。これら各圧入部１３３Ｒ，１３４Ｒは、カムシャフト本体３０Ｒの軸心に沿う方向から見た形状が共に略真円で成り、且つカムシャフト本体３０Ｒの軸心に沿う方向の幅寸法（厚さ寸法）は互いに略一致している。
【００４６】
これら動弁用カム圧入部１３３Ｒ及び燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの形成位置の特徴として、各動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…の形成位置は、上記各吸気バルブ３２Ｒ，３２Ｒ，…の配設位置に対応している。本実施形態におけるエンジンＥは、１気筒に２個の吸気バルブ３２Ｒ，３２Ｒを備えており且つ一方のバンク２Ｒに４つの気筒を備えているので、８個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を装着するべく、動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…は８箇所に形成されている。
【００４７】
一方、燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの形成位置は、複数の動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…のうちカムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の両端に位置している動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒよりもこの軸心方向の内側に設定されている。より具体的には、図５における右側に２個の動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒが、左側に６個の動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…がそれぞれ形成される位置に燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒは形成されている。右側バンク２Ｒは４つの気筒を備えており、図５及び図６における左側から順に第１番、第２番、第３番、第４番気筒とすると、燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒは第３番気筒に対応する動弁用カム圧入部１３３Ｒと第４番気筒に対応する動弁用カム圧入部１３３Ｒとの間の領域に形成されていることになる。
【００４８】
また、上記各動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…の外径寸法（図５における寸法ｔ１）は互いに略等しく設定されているのに対し、上記燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの外径寸法（図５における寸法ｔ２）は動弁用カム圧入部１３３Ｒの外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。例えば、動弁用カム圧入部１３３Ｒの外径寸法に対して燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの外径寸法が１０ｍｍ程度大きく設定されている。
【００４９】
尚、上記各動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…の外径寸法としては、必ずしも全てが同一寸法に設定されている必要はなく、燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒに近い位置にある動弁用カム圧入部１３３Ｒほど外径寸法が大きく設定されていてもよい。これによれば、後述するカムシャフト本体３０Ｒへの各動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…の挿通作業が容易になる。
【００５０】
そして、図４に示すように、上記動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…には動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…が、燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒには燃料ポンプ駆動用カム１１５がそれぞれ圧入により装着されている。
【００５１】
これらカム１３０Ｒ，１１５の圧入作業としては、先ず、図５に実線の矢印で示すように、カムシャフト本体３０Ｒの軸心方向に沿って図中右側から燃料ポンプ駆動用カム１１５を挿通していく。この際、上述した如く、燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの外径寸法は動弁用カム圧入部１３３Ｒの外径寸法よりも大径に設定されているため、燃料ポンプ駆動用カム１１５に形成されている圧入用の開口１１５ａの内径寸法も動弁用カム圧入部１３３Ｒの外径寸法よりも大きくなっている。このため、燃料ポンプ駆動用カム１１５の開口内縁が動弁用カム圧入部１３３Ｒに干渉することなく円滑に挿通することができる。そして、この燃料ポンプ駆動用カム１１５が燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒまで挿通された状態で、この燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒに対して燃料ポンプ駆動用カム１１５を圧入により組み付ける。
【００５２】
もちろん、燃料ポンプ駆動用カム１１５の抜け止め或いは回り止めに充分な締結力が得られ、動弁用カム１３０Ｒも含めた圧入組み付け性に支障がなければ動弁用カム圧入部１３３Ｒの外径と燃料ポンプ駆動用カム圧入部１３４Ｒの外径とは同一であってもよい。
【００５３】
その後、図５に一点鎖線の矢印で示すように、その両外側（カムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の両外側）からカムシャフト本体３０Ｒの軸心方向に沿って各動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を挿通していき、これら動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…が各動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…まで挿通された状態で、これら動弁用カム圧入部１３３Ｒ，１３３Ｒ，…それぞれに対して各動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を圧入により組み付ける。
【００５４】
尚、上記燃料ポンプ駆動用カム１１５の装着位置よりも図中左側の動弁用カム（上記第１〜第３番気筒に対応する動弁用カム）１３０Ｒ，１３０Ｒ，…の圧入作業は、上記燃料ポンプ駆動用カム１１５の圧入作業よりも先に行っておいてもよい。
【００５５】
これら燃料ポンプ駆動用カム１１５及び動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を圧入するための手法としては、カム１１５，１３０Ｒを加温した状態で圧入作業を行う加温圧入であってもよいし、各圧入部１３３Ｒ，１３４Ｒの外周面にスプラインやローレットを予め形成しておき、この圧入部１３３Ｒ，１３４Ｒに対してカム１１５，１３０Ｒを圧入するようにしてもよい。
【００５６】
これにより、燃料ポンプ駆動用カム１１５は、動弁用カム１３０Ｒの存在が邪魔になることなく、複数の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…のうちカムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の両端に位置している動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒよりもこの軸心方向の内側に装着されることになる。より具体的には、図４における右側に２個の動弁用カム（上記第４番気筒に対応する動弁用カム）１３０Ｒ，１３０Ｒが、左側に６個の動弁用カム（第１〜第３番気筒に対応する動弁用カム）１３０Ｒ，１３０Ｒ，…がそれぞれ配置される位置に燃料ポンプ駆動用カム１１５は装着されている。
【００５７】
尚、上記カムシャフト本体３０Ｒ、動弁用カム１３０Ｒ及び燃料ポンプ駆動用カム１１５それぞれの構成材料としては以下のものが設定されている。カムシャフト本体３０Ｒは鋼（スチール）製であり、動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…は固相焼結材料であり、燃料ポンプ駆動用カム１１５は液相焼結材料である。
【００５８】
動弁用カム１３０Ｒを固相焼結材料としたことにより、通常行われるカム研削点でのカム形状（カムフェイスの形状）を高精度で維持することが可能であり、吸気バルブ３２Ｒの開閉タイミング及びリフト量を高い精度で所望のものに設定できる。また、燃料ポンプ駆動用カム１１５を液相焼結材料としたことにより、緻密で粉末同士の結合強度が高い材料により燃料ポンプ駆動用カム１１５が形成でき、耐スカッフィング性能及び疲労強度を高く確保することが可能である。
【００５９】
以上の如く組み立てられた吸気カムシャフト３５Ｒが、図６に示す如く、排気カムシャフト３６Ｒと共に、カムシャフトハウジング３８Ｒに載置され、その上側からカムキャップ２０４ａ〜２０８ａによって押さえ込まれることによって、各カムシャフト３５Ｒ，３６Ｒはカムシャフトハウジング３８Ｒ上に回転自在に支持される。
【００６０】
尚、カムシャフトハウジング３８Ｒには、これらカムシャフト３５Ｒ，３６Ｒを支持するための軸受け部２０４〜２０８が形成されており、これら軸受け部２０４〜２０８には、各カムシャフト３５Ｒ，３６Ｒの下側を回転自在に支持するための半円弧形状の凹部で成る軸受け凹部２０４ｂ〜２０８ｂ，２０４ｃ〜２０８ｃが形成されている。上記カムキャップ２０４ａ〜２０８ａは、この軸受け部２０４〜２０８に対してボルトＢにより締結されている。また、各カムシャフト３５Ｒ，３６Ｒにおいて、上記軸受け部２０４〜２０８によって支持される部分には「高周波焼入れ」等の表面処理が施され、その硬度が高く得られている。
【００６１】
また、図６において符号９を付した部材は、上記高圧燃料ポンプ１１０を支持する部材であるポンプ支持ブラケットであり、このポンプ支持ブラケット９の上面であって、上記燃料ポンプ駆動用カム１１５に対向する位置に高圧燃料ポンプ１１０が取り付けられることになる。また、このポンプ支持ブラケット９の下面であって軸受け部２０７，２０８に対向する部分には、吸気カムシャフト３５Ｒの上側を回転自在に支持するための半円弧形状の凹部で成る軸受け凹部９１，９１が形成されている。つまり、このポンプ支持ブラケット９がカムシャフトハウジング３８Ｒ上に取り付けられた状態では、このポンプ支持ブラケット９が吸気カムシャフト３５Ｒの上側を回転自在に支持することになり、このポンプ支持ブラケット９がカムキャップとしての機能を果たすように構成されている。
【００６２】
以上が右側バンク２Ｒに備えられた吸気カムシャフト３５Ｒの構成及び各カムシャフト３５Ｒ，３６Ｒの支持構造であり、左側バンク２Ｌにおいても同様の吸気カムシャフト３５Ｒが配設されている。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態では、カムシャフト本体３０Ｒに対して燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着した後に、カムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の外側から動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…を装着可能とするように、動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…をカムシャフト本体３０Ｒとは別部材により形成している。これにより、燃料ポンプ駆動用カム１１５の装着位置の自由度の向上を図ることができる。その結果、燃料ポンプ駆動用カム１１５の回転によって駆動される高圧燃料ポンプ１１０をカムシャフト本体３０Ｒの軸心方向の中央側位置に配設することができ、歩行者接触時に鑑みた歩行者保護構造を得るための設計自由度を大きく確保でき、また、高圧燃料ポンプ１１０とダッシュパネルとの干渉が懸念されることもなくなる。
【００６４】
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態では、本発明に係る組立カムシャフトを自動車用Ｖ型８気筒エンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用直列型エンジン等に対しても適用可能である。また、自動車用に限らず、その他のエンジンにも本発明は適用可能である。また、気筒数、Ｖ型エンジンＥにおけるＶバンクの挟み角、その他エンジンＥの仕様は特に限定されるものではない。
【００６５】
また、上記実施形態では、図４において燃料ポンプ駆動用カム１１５の右側に２個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒが、左側に６個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…がそれぞれ配置される位置に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着していた。つまり、吸気カムシャフト３５Ｒの軸心方向の中央位置よりも僅かにエンジン後方側に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着する構成としていた。本発明はこれに限らず、吸気カムシャフト３５Ｒの軸心方向の中央位置に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着する構成（図４において燃料ポンプ駆動用カム１１５の右側に４個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒが、左側に４個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…がそれぞれ配置される位置に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着する構成）としたり、吸気カムシャフト３５Ｒの軸心方向の中央位置よりも僅かにエンジン前方側に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着する構成（図４において燃料ポンプ駆動用カム１１５の右側に６個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…が、左側に２個の動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒがそれぞれ配置される位置に燃料ポンプ駆動用カム１１５を装着する構成）としてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では全ての動弁用カム１３０Ｒ，１３０Ｒ，…をカムシャフト本体３０Ｒとは別部材により形成していた。本発明はこれに限らず、燃料ポンプ駆動用カム１１５をカムシャフト本体３０Ｒに装着する際に、その挿入側（上記実施形態では燃料ポンプ駆動用カム１１５の装着位置よりも右側）に配置される動弁用カム１３０Ｒのみをカムシャフト本体３０Ｒとは別部材により形成するようにしてもよい。この場合、燃料ポンプ駆動用カム１１５の挿入側とは反対側に配置される動弁用カム１３０Ｒはカムシャフト本体３０Ｒと一体成形されて同一材料となるため、必要に応じてカムフェイスの表面処理等を施すようにしてもよい。
【００６７】
更に、上記実施形態では、吸気カムシャフト３５Ｒに本発明を適用した場合について説明したが、排気カムシャフト３６Ｒに適用することも可能である。
【００６８】
加えて、上記実施形態では、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒを分割構造とし、カムシャフトハウジング３８Ｌ，３８Ｒ上に各カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒを載置するようにしたが、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒを分割構造とすることなく、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒ上に各カムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒを載置する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態に係るＶ型エンジンをクランクシャフトの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。
【図２】エンジン及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。
【図３】燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。
【図４】吸気カムシャフトの側面図である。
【図５】吸気カムシャフトの分解図である。
【図６】カムシャフトハウジング、各カムシャフト、ポンプ支持ブラケット、カムキャップの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
３０Ｒ          カムシャフト本体
３５Ｒ，３５Ｌ  吸気カムシャフト（組立カムシャフト）
１１０          高圧燃料ポンプ
１１５          燃料ポンプ駆動用カム
１３０Ｒ        動弁用カム
１３３Ｒ        動弁用カム圧入部
１３４Ｒ        燃料ポンプ駆動用カム圧入部
【図１】
2008051064.tif 000003
【図２】
2008051064.tif 000004
【図３】
2008051064.tif 000005
【図４】
2008051064.tif 000006
【図５】
2008051064.tif 000007
【図６】
2008051064.tif 000008