(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と、を備えた内燃機関であって、
燃料タンクから供給された燃料を加圧して前記筒内燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、
前記内燃機関のシリンダヘッド部材に面部を有して設けられ、前記燃料ポンプを固定する固定部と、
前記燃料ポンプに接続され、前記燃料タンクから前記燃料ポンプに燃料を導入する第１の導入路が形成されるとともに前記燃料タンクから前記吸気通路燃料噴射弁に燃料を導入する第２の導入路が形成される伝熱性を有する導入部材と、
前記導入部材の一部を前記面部に向かって延長して形成され、前記面部と面接触して前記導入部材と前記固定部との間を伝熱させる伝熱部材と、
を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記導入部材は、前記燃料ポンプに回転可能に接続され、
前記伝熱部材は、前記固定部に接触して前記燃料ポンプに対する前記導入部材の回転を規制することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記導入部材は、前記燃料ポンプに一本のボルトで固定された多面体の伝熱性を有する部材であり、
前記多面体のうち少なくとも一つの面が前記面部と面接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記導入部材の内部で前記燃料タンクからの燃料供給路を分岐して前記第１の導入路及び前記第２の導入路が形成され、前記ボルトの内部には前記第１の導入路から前記燃料ポンプへ供給される燃料が通過する通路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記ボルトの外周部には、前記第１の導入路から前記第２の導入路へ導入される燃料が通過する通路が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃料ポンプの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と吸気通路に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁とを備え、内燃機関の回転速度や負荷等に応じて夫々の燃料噴射弁における燃料噴射量を制御する内燃機関が知られている。
筒内燃料噴射弁には高圧燃料ポンプにより高圧化した燃料を供給することで、燃焼室内に燃料を噴射可能としている。
【０００３】
高圧燃料ポンプは、例えば内燃機関のシリンダヘッドに固定されており、内燃機関のカムシャフトの回転によって駆動される。
更に、特許文献１では、上記のように燃料を加圧する高圧燃料ポンプにおいて、燃料タンクから供給された燃料の一部を高圧に加圧せずに、高圧燃料ポンプのハウジング内を通過させて吸気通路燃料噴射弁に燃料を供給可能な構造となっている。
【０００４】
これにより、特許文献１では、吸気通路燃料噴射弁のみに燃料を供給している際に、吸気通路燃料噴射弁に供給する燃料によって高圧燃料ポンプを冷却可能としている。したがって、吸気通路燃料噴射弁のみに燃料を供給して内燃機関を作動している際に、内燃機関のシリンダヘッドから伝達する熱によって高圧燃料ポンプが加熱することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７３０３８７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、特許文献１では、高圧燃料ポンプのハウジングに低圧供給用の燃料出口等を設けなければならず、吸気通路燃料噴射弁を有しない内燃機関に採用されて高圧の燃料のみ供給する高圧燃料ポンプと比較して、ハウジング等の本体部分を異なる構造にする必要があり、部品共通化が困難となってしまう。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、筒内燃料噴射弁と、吸気通路燃料噴射弁と、筒内燃料噴射弁に加圧した燃料を供給する燃料ポンプと、を備えた内燃機関において、簡単な構造で吸気通路燃料噴射弁に供給される燃料によって燃料ポンプを冷却可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁と、を備えた内燃機関であって、燃料タンクから供給された燃料を加圧して前記筒内燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、前記内燃機関のシリンダヘッド部材に面部を有して設けられ、前記燃料ポンプを固定する固定部と、前記燃料ポンプに接続され、前記燃料タンクから前記燃料ポンプに燃料を導入する第１の導入路が形成されるとともに前記燃料タンクから前記吸気通路燃料噴射弁に燃料を導入する第２の導入路が形成される伝熱性を有する導入部材と、前記導入部材の一部を前記面部に向かって延長して形成され、前記面部と面接触して前記導入部材と前記固定部との間を伝熱させる伝熱部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、前記導入部材は、前記燃料ポンプに回転可能に接続され、前記伝熱部材は、前記固定部に接触して前記燃料ポンプに対する前記導入部材の回転を規制するとよい。
【０００９】
また、好ましくは、前記導入部材は、前記燃料ポンプに一本のボルトで固定された多面体の伝熱性を有する部材であり、前記多面体のうち少なくとも一つの面が前記面部と面接触するとよい。
また、好ましくは、前記導入部材の内部で前記燃料タンクからの燃料供給路を分岐して前記第１の導入路及び前記第２の導入路が形成され、前記ボルトの内部には前記第１の導入路から前記燃料ポンプへ供給される燃料が通過する通路が設けられているとよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記ボルトの外周部には、前記第１の導入路から前記第２の導入路へ導入される燃料が通過する通路が設けられているとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関によれば、導入部材と高圧燃料ポンプを固定する内燃機関の固定部との間を伝熱する伝熱部材が設けられ、導入部材には燃料タンクから吸気通路燃料噴射弁に燃料を導入する第２の導入路が形成されているので、第２の導入路により吸気通路燃料噴射弁に燃料が導入されている際に、第２の導入路を通過する燃料によってシリンダヘッド部材に設けられた固定部を冷却することができる。
【００１２】
これにより、吸気通路燃料噴射弁による燃料噴射によって内燃機関が運転している際に、高圧燃料ポンプを冷却することができる。特に、伝熱部材と面接触する固定部を冷却することで、内燃機関から固定部を介して燃料ポンプに伝達する熱を効果的に抑制することができる。
また、導入部材及び伝熱部材によって内燃機関から燃料ポンプに伝達する熱を抑制することができるので、簡単な構成で燃料ポンプの加熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態のエンジンの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る高圧燃料ポンプの取付構造を示す平面図である。
【図３】本実施形態に係る高圧燃料ポンプの取付構造を示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る高圧燃料ポンプの取付構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態のエンジン１（内燃機関）の概略構成図である。なお、図１は、多気筒エンジンのうち、１つの気筒の断面を示している。
本発明の一実施形態に係るエンジン１は、例えば自動車の走行駆動用エンジンであり、図１に示すように、シリンダヘッド２（シリンダヘッド部材）に、燃焼室３に連通する吸気ポート４(吸気通路)及び排気ポート５が設けられるとともに、吸気ポート４と燃焼室３との間を開閉する吸気弁６、排気ポート５と燃焼室３との間を開閉する排気弁７、燃焼室３に面して電極が配置された点火プラグ８が設けられている。
【００１５】
更に、本実施形態に係るエンジン１のシリンダヘッド２には、吸気ポート４内に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁１０と、燃焼室３内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１１と、燃料を加圧する高圧燃料ポンプ２０（燃料ポンプ）を備えている。
吸気通路燃料噴射弁１０は、吸気ポート４に噴射口が配置され、燃料タンク１２からフィードポンプ１３によって供給された低圧の燃料を吸気ポート４内に噴射する。なお、この吸気通路燃料噴射弁１０による燃料噴射を吸気通路燃料噴射（ＭＰＩ）という。
【００１６】
筒内燃料噴射弁１１は、燃焼室３に噴射口が配置され、高圧燃料ポンプ２０から供給された高圧の燃料を燃焼室３内に噴射する。高圧燃料ポンプ２０は、フィードポンプ１３を介して燃料タンク１２から供給された低圧の燃料を加圧して筒内燃料噴射弁１１に供給する。なお、この筒内燃料噴射弁１１による燃料噴射を筒内燃料噴射(ＤＩ)という。
高圧燃料ポンプ２０は、シリンダヘッド２の上部もしくは側面に設けられた台座１５（固定部）にボルト等によって固定されている。また、高圧燃料ポンプ２０の側面には、ブロック状のフィード配管２１（導入部材）が固定されている。
【００１７】
フィード配管２１には、燃料タンク１２からフィードポンプ１３を介して燃料が供給される燃料供給配管２２（燃料供給路）と、吸気通路燃料噴射弁１０に燃料を供給する低圧燃料配管２３とが接続されている。また、高圧燃料ポンプ２０の側面には、筒内燃料噴射弁１１に接続される高圧燃料配管２４が接続されている。
燃料供給配管２２からフィード配管２１内に供給された燃料は、高圧燃料ポンプ２０の内部に供給される。高圧燃料ポンプ２０は、吸気弁６を駆動する吸気カムシャフト１６に設けられたカムによって駆動される。高圧燃料ポンプ２０は、駆動することで、燃料供給配管２２及びフィード配管２１を介して供給された燃料を加圧し、高圧燃料配管２４を介して筒内燃料噴射弁１１に加圧した燃料を供給する。
【００１８】
また、燃料供給配管２２からフィード配管２１内に供給された燃料はフィード配管２１内で分岐して、高圧燃料ポンプ２０の駆動に拘わらず、低圧燃料配管２３を介して吸気通路燃料噴射弁１０に供給される。
なお、ＭＰＩとＤＩの切換えは、吸気通路燃料噴射弁１０及び筒内燃料噴射弁１１を制御する図示しないエンジンコントロールユニットによって行なわれ、例えば高負荷域ではＤＩを、低負荷域ではＭＰＩを選択する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る高圧燃料ポンプ２０の取付構造を示す平面図である。図３は、本実施形態に係る高圧燃料ポンプ２０の取付構造を示す側面図である。図４は、本実施形態に係る高圧燃料ポンプ２０の取付構造を示す側面図である。なお、図３は図２に示すＡ矢視図、図４は図２に示すＢ矢視図である。
図２〜４に示すように、フィード配管２１は、１本のボルト２５によって高圧燃料ポンプ２０の側面に締結されている。
【００２０】
フィード配管２１は、燃料供給配管２２及び低圧燃料配管２３が接続されている。フィード配管２１は、アルミニウム等の熱伝導性の良好な材質によって形成されている。フィード配管２１の下面は、高圧燃料ポンプ２０の下方に位置する台座１５よりも上方に位置している。
フィード配管２１の内部には、ボルト２５の軸部３０の外周面とフィード配管２１の内周面との間に隙間４０（通路）が設けられている。
【００２１】
ボルト２５の軸部３０には、中心線上を延び先端部側が開口したボルト内連通路３１が形成されている。ボルト内連通路３１は、軸部３０の外周面に隙間４０に面して開口が形成されている。
また、フィード配管２１の内部には、ボルト内連通路３１の開口と燃料供給配管２２とを連通する燃料供給連通路３３と、隙間４０を介して燃料供給連通路３３と低圧燃料配管２３とを連通する低圧燃料供給連通路３４とが形成されている。
【００２２】
そして、ボルト２５により締結したフィード配管２１の内部において、燃料供給連通路３３及びボルト内連通路３１によって、燃料供給配管２２から高圧燃料ポンプ２０に燃料を導入する第１の導入路３５が形成されているとともに、燃料供給連通路３３、隙間４０、低圧燃料供給連通路３４によって第２の導入路３６が形成されている。
更に、本実施形態では、フィード配管２１の下面の一部が下方に突出して多面体の突出部２６（伝熱部材）が形成されており、突出部２６の下面が台座１５に設けられた面部に面接触している。
【００２３】
以上のように構成することで、本実施形態では、燃料供給配管２２からフィード配管２１に流入する比較的低温の燃料によって、高圧燃料ポンプ２０を冷却することができる。
ところで、高圧燃料ポンプ２０はエンジン１のシリンダヘッド２に設けられた台座１５に固定されているので、エンジン１の熱が台座１５を介して高圧燃料ポンプ２０に伝達する。
【００２４】
ここで、例えば低負荷域でのエンジン１の作動時のように、ＤＩとＭＰＩのうちＭＰＩのみによってエンジン１が作動している際には、高圧燃料ポンプ２０の内部では燃料が滞留した状態となっている。したがって、ＭＰＩのみでエンジン１が作動している際には、エンジン１の熱が高圧燃料ポンプ２０に伝達して、高圧燃料ポンプ２０内に滞留する燃料が加熱する虞がある。
【００２５】
しかしながら、本実施形態では、高圧燃料ポンプ２０に固定された伝熱性の高いフィード配管２１内を燃料が通過して吸気通路燃料噴射弁１０に燃料を供給する構造になっているので、ＭＰＩのみによってエンジン１が作動している場合でもフィード配管２１を介して高圧燃料ポンプ２０を冷却することができる。
更に、本実施形態では、フィード配管２１の下面の一部が下方に延長して突出部２６が形成されており、この突出部２６が台座１５に当接しているので、フィード配管２１と台座１５との間で突出部２６を介して伝熱する構造となっている。したがって、フィード配管２１内を通過する燃料によってフィード配管２１及び突出部２６を介して台座１５を冷却可能となっている。台座１５はエンジン１のシリンダヘッド２と高圧燃料ポンプ２０との間に介在するので、台座１５を冷却することで、シリンダヘッド２から高圧燃料ポンプ２０に伝達する熱を効果的に減少させることができる。
【００２６】
これにより、ＭＰＩのみによってエンジン１が作動している際に、高圧燃料ポンプ２０の加熱を抑制して高圧燃料ポンプ２０の劣化を抑制するとともに、高圧燃料ポンプ２０の内部に滞留する燃料が加熱されることを抑制し、高圧燃料ポンプ２０内での燃料からのべーパ発生を抑制して高圧燃料ポンプ２０及びエンジン１の作動不良を防止することができる。
【００２７】
また、フィード配管２１内のボルト２５の軸部３０の外周部には、燃料供給連通路３３と低圧燃料供給連通路３４とを連通し、第１の導入路３５から第２の導入路３６へ導入される燃料が通過する隙間４０が設けられているので、当該隙間４０を通過する燃料によって、フィード配管２１を効果的に冷却することができる。特に突出部２６に近い位置で隙間４０を通過する燃料によって、突出部２６を効果的に冷却することができる。
【００２８】
また、フィード配管２１は高圧燃料ポンプ２０の側面に１本のボルト２５で固定されているので、フィード配管２１は高圧燃料ポンプ２０に対してボルト２５の軸回りに回転可能に固定されている。しかし、フィード配管２１の突出部２６が台座１５に当接し面接触しているので、この突出部２６がフィード配管２１の回転を規制する機能を有することになる。
【００２９】
このように、本実施形態では、フィード配管２１の一部を延長して台座１５に当接させるといった簡単な構造で、フィード配管２１の廻り止めと、高圧燃料ポンプ２０の冷却といった機能を得ることが可能となる。
また、高圧燃料ポンプ２０は、低圧燃料配管２３が接続されていないフィード配管に交換することで、吸気通路燃料噴射弁１０の有しないＤＩ専用のエンジンに使用することができる。したがって、ＤＩ専用のエンジンに使用する高圧燃料ポンプと共通化することができ、高圧燃料ポンプ２０のコスト低下を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば燃料供給連通路３３と低圧燃料供給連通路３４とを連通する隙間４０については、極力突出部２６に近い位置で燃料が通過するように、ボルト２５の下部のみに設けてもよい。これにより、隙間４０を通過する燃料によって突出部２６を更に効果的に冷却することができる。
【００３１】
また、シリンダヘッドカバーのようなシリンダヘッド２に設けられる部材（シリンダヘッド部材）に、高圧燃料ポンプ２０が固定されるエンジンでも本発明を適用できる。この場合においても、シリンダヘッドカバー等のシリンダヘッド部材から高圧燃料ポンプ２０に伝達する熱を抑制することができる。
また、上記実施形態では突出部２６をフィード配管２１の廻り止めとして使用しているが、フィード配管２１の廻り止めとして例えば高圧燃料ポンプ２０に支持させるブラケット等を突出部２６とは別に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  エンジン（内燃機関）
２  シリンダヘッド（シリンダヘッド部材）
１０  吸気通路燃料噴射弁
１１  筒内燃料噴射弁
１２  燃料タンク
１５  台座（固定部）
２０  高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
２６  突出部(伝熱部材）
２１  フィード配管（導入部材）
２５  ボルト
２２  燃料供給配管（燃料供給路）
３１  ボルト内連通路（通路）
３５  第１の導入路
３６  第２の導入路
４０  隙間（通路）
【図１】
0006646261.tif 000002
【図２】
0006646261.tif 000003
【図３】
0006646261.tif 000004
【図４】
0006646261.tif 000005