(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールハウジングに形成された収容空間に収容されるギヤトレーンと、前記収容空間に被さるようにフライホイールハウジングに形成されたブラケット部に装着される燃料ポンプとを備え、クランクシャフトからギヤトレーンを介して伝達されたトルクにより燃料ポンプをエンジン駆動するようにした燃料ポンプ駆動構造であって、
エンジンと燃料ポンプとの回転比を二対一とした場合にギヤトレーンの一要素を成して燃料ポンプの駆動系にトルクを伝達するよう該燃料ポンプの駆動軸に備えられる旧入力ギヤをギヤトレーンの収容空間に臨ませるためのギヤ挿通孔を前記ブラケット部に開口したフライホイールハウジングと、
前記旧入力ギヤに噛合してトルクを与えるようフライホイールハウジング側に備えられてギヤトレーンの一要素を成す出力ギヤに対し収容空間内でアイドルギヤを介して噛合し且つエンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に増速して燃料ポンプの駆動系にトルクを伝達するよう前記旧入力ギヤに替えて燃料ポンプの駆動軸に備えられた新入力ギヤと、
前記フライホイールハウジングのブラケット部と燃料ポンプとの間に介装されて前記アイドルギヤを新入力ギヤと噛合する位置に回動自在に軸支するアダプタとを備え、
しかも、前記新入力ギヤと前記アイドルギヤとが前記ギヤ挿通孔を通過可能な範囲内に収まるように構成されていることを特徴とする燃料ポンプ駆動構造。
【請求項２】
アダプタと燃料ポンプとの間にエアコンプレッサが介装され、該エアコンプレッサ及び燃料ポンプの駆動軸が兼用されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ駆動構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプ駆動構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの燃料噴射に関し、噴射圧力の高圧化を図り且つ燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する方式としてコモンレール式燃料噴射システムが知られている。
【０００３】
図４はコモンレール式燃料噴射システムの概要を模式的に示すブロック図であり、ここに図示しているコモンレール式燃料噴射システムでは、燃料タンク１内の燃料が、例えばプランジャ式の可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ２により加圧されるようになっている。
【０００４】
この燃料ポンプ２は、エンジン出力により駆動されるもので、燃料を要求される所定圧力に昇圧した上で燃料管３を介しコモンレール４に供給して蓄圧状態で貯留するようになっている。
【０００５】
前記燃料ポンプ２には、コモンレール４における燃料圧を所定圧力に維持するための吐出量制御弁５が備えられており、また、燃料ポンプ２からリリーフされた燃料は、戻し管６により燃料タンク１に戻されるようにしてある。
【０００６】
また、コモンレール４内の燃料は、燃料供給管７を介しエンジンの各気筒毎に装備された複数のインジェクタ８に向け供給されて各気筒内に噴射されるようにしてあり、燃料供給管７からインジェクタ８に供給された燃料のうち、各気筒への噴射に費やされなかった燃料は、戻し管９を通じて燃料タンク１に戻されるようになっている。
【０００７】
ここで、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０には、エンジンの気筒判別センサからの気筒判別信号１１、上死点（ＴＤＣ）を検出するためのクランク角センサからのクランク角信号１２、アクセルペダル踏込み量を検出するためのアクセル開度センサ（エンジン負荷センサ）からのアクセル開度信号１３、エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号１４等のエンジンの運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力されるようになっている。
【０００８】
更に、前記コモンレール４には、該コモンレール４内の圧力を検出する圧力センサ１５が設けられており、この圧力センサ１５の圧力信号１６もエンジン制御コンピュータ１０に入力されるようになっている。
【０００９】
そして、前記エンジン制御コンピュータ１０においては、これらの信号に基づいて、エンジン出力が運転状態に即した最適出力になるように、インジェクタ８の電磁弁１７に噴射指令１８を送って燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射時期（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量を適切に制御するようになっている。
【００１０】
また、インジェクタ８が燃料を噴射することでコモンレール４内の燃料が消費されてコモンレール４内の圧力が低下することになるが、エンジン制御コンピュータ１０は、コモンレール４内の圧力がエンジンの運転状態に応じて必要とされる燃料噴射圧力となるように燃料ポンプ２の吐出量制御弁５における電磁弁１９に圧力制御指令２０を送り、燃料ポンプ２の吐出量を制御することによりコモンレール４の圧力を制御するようにしてある。
【００１１】
尚、燃料の噴射開始時期及び噴射終了時期は、予め設定されたクランク角度（例えば、ＴＤＣ）からの位相差をクランク角センサで算出し且つクランク角信号１２の所定の時期に燃料が噴射されるようにインジェクタ８の電磁弁１７への駆動電流を定めるコマンドパルス（噴射指令１８）をエンジン制御コンピュータ１０が出力することで制御されるようになっている。
【００１２】
このように構成されたコモンレール式燃料噴射システムにおいては、クランクシャフトからギヤトレーンを介して伝達されたトルクにより燃料ポンプ２がエンジン駆動されるようになっていて、そのエンジンと燃料ポンプ２との回転比が、従来における機械式燃料噴射システムのタイミングを踏襲した二対一の回転比（エンジン二回転で燃料ポンプ一回転）に決められていたため、このような回転比がコモンレール式燃料噴射システムで実質的に重要な意味を持たないにもかかわらず、燃料ポンプ２の容量がいたずらに大きく設定されてしまっていた。
【００１３】
即ち、燃料ポンプ２の燃料吐出タイミングと４サイクルのエンジンでの燃料噴射タイミングとをメカニカルに対応させた機械式燃料噴射システムでは、各気筒にてエンジンが二回転する毎に燃料噴射が一度行われるようにするべく両者の回転比を二対一としなければならないが、燃料ポンプ２から送給した燃料をコモンレール４に蓄圧した上で各気筒での燃料噴射を電子制御するようにしたコモンレール式燃料噴射システムでは、そのような回転比を特に設定する必要がないのである。
【００１４】
そこで、本発明者らは、コモンレール式燃料噴射システムを採用したエンジンに関し、エンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に設定して一回当たりの燃料吐出量が少なくて済むようにし、これにより燃料ポンプを小型化して車両へのエンジン搭載性の向上を図ることを創案するに到った。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示す如く、クランクシャフト２１から燃料ポンプ２へトルクを伝達している従来のギヤトレーンＧは、クランクシャフト２１と共に一体回転するクランクギヤ２２がメインアイドル大２３と噛合し、該メインアイドル大２３と共に一体回転するメインアイドル小２４とエアコンプレッサギヤ２５とが噛合した構造となっており、このエアコンプレッサギヤ２５と一体回転する駆動軸２６が燃料ポンプ２及びエアコンプレッサ２７（図７参照）の相互で兼用されて両者が一緒に駆動されるようになっているので、この図５に示す二対一の回転比の状態から一対一の回転比に変更しようとすると、図６に示す如く、エアコンプレッサギヤ２５をメインアイドル大２３（メインアイドル小２４のギヤ歯の二倍のギヤ歯）に噛合させなければならなくなり、これによりエアコンプレッサギヤ２５の軸心位置が大きくずれてしまう結果、これらのギヤトレーンＧが装備されるフライホイールハウジング２８の形状変更が余儀なくされて多大なコスト増加を招いてしまうという問題があった。
【００１６】
より具体的に述べると、図７に図５の構造に即して図示してある通り、フライホイールハウジング２８には、ギヤトレーンＧの収容空間Ｓが一体的に形成されていて、この収容空間Ｓに被さるようにフライホイールハウジング２８に形成されたブラケット部２８ａには、該ブラケット部２８ａにエアコンプレッサ２７を燃料ポンプ２と共に装着する場合にエアコンプレッサギヤ２５を通して収容空間Ｓに臨ませるためのギヤ挿通孔２９が開口されているので、先の図６のように、エアコンプレッサギヤ２５が全く異なる位置にずれ込んで配置されてしまうと、前記ギヤ挿通孔２９の位置を変更したフライホイールハウジング２８を新設しなければならなくなってしまうのであり、しかも、フライホイールハウジング２８は、高価な大型部品である上に、通常でも数十種類ほど用意されている種類数の多いものであるので、これを従来品のストックを確保しつつ刷新してしまうことは、製造面からも保管面からも莫大なコストを要することになってしまうのである。
【００１７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、多大なコスト増加を招くことなくエンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に変更して該燃料ポンプの小型化を図ることを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フライホイールハウジングに形成された収容空間に収容されるギヤトレーンと、前記収容空間に被さるようにフライホイールハウジングに形成されたブラケット部に装着される燃料ポンプとを備え、クランクシャフトからギヤトレーンを介して伝達されたトルクにより燃料ポンプをエンジン駆動するようにした燃料ポンプ駆動構造であって、エンジンと燃料ポンプとの回転比を二対一とした場合にギヤトレーンの一要素を成して燃料ポンプの駆動系にトルクを伝達するよう該燃料ポンプの駆動軸に備えられる旧入力ギヤをギヤトレーンの収容空間に臨ませるためのギヤ挿通孔を前記ブラケット部に開口したフライホイールハウジングと、前記旧入力ギヤに噛合してトルクを与えるようフライホイールハウジング側に備えられてギヤトレーンの一要素を成す出力ギヤに対し収容空間内でアイドルギヤを介して噛合し且つエンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に増速して燃料ポンプの駆動系にトルクを伝達するよう前記旧入力ギヤに替えて燃料ポンプの駆動軸に備えられた新入力ギヤと、前記フライホイールハウジングのブラケット部と燃料ポンプとの間に介装されて前記アイドルギヤを新入力ギヤと噛合する位置に回動自在に軸支するアダプタとを備え、しかも、前記新入力ギヤと前記アイドルギヤとが前記ギヤ挿通孔を通過可能な範囲内に収まるように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
従って、本発明では、エンジンと燃料ポンプとの回転比を二対一としたギヤトレーンに対応して設計されている既存のフライホイールハウジングを形状変更しなくても、旧入力ギヤに対応したフライホイールハウジングのギヤ挿通孔内に収まる新入力ギヤとアイドルギヤとにより、エンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に変更することが可能となるので、一回当たりの燃料吐出量が少なくて済むことにより燃料ポンプの小型化が実現される。
【００２０】
また、本発明においては、アダプタと燃料ポンプとの間にエアコンプレッサが介装され、該エアコンプレッサ及び燃料ポンプの駆動軸が兼用されていても良く、このようにすれば、アダプタと燃料ポンプとの間にエアコンプレッサが介装されている車両に関し、エアコンプレッサについてもエンジンとの回転比一対一で駆動することが可能となるので、従来において装備されていたものより小さな容量のエアコンプレッサで必要な空気圧縮仕事を賄うことが可能となり、エアコンプレッサの小型化が実現されることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４〜図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
図示する如く、本形態例においては、エンジンと燃料ポンプ２との回転比を二対一とした場合に用いられていたエアコンプレッサギヤ２５（旧入力ギヤ：図５及び図７参照）に替えて、これよりも半径及びギヤ歯の数を約半分程度に減らしたエアコンプレッサギヤ３０（新入力ギヤ）を採用し、このエアコンプレッサギヤ３０の同軸上に従来と同様に燃料ポンプ２を接続するようにしており、より具体的には、前記エアコンプレッサギヤ３０と一体回転する駆動軸２６が燃料ポンプ２及びエアコンプレッサ２７の相互で兼用されて両者が一緒に駆動されるようになっている
【００２４】
ここで、前記エアコンプレッサギヤ３０は、エンジンと燃料ポンプ２との回転比を二対一としたギヤトレーンＧに対応して設計されている既存のフライホイールハウジング２８のブラケット部２８ａのギヤ挿通孔２９（従来のエアコンプレッサギヤ２５に対応して開口したもの）を通過可能な範囲内にアイドルギヤ３１と一緒に収まるようになっており、しかも、このアイドルギヤ３１を介してメインアイドル小２４（出力ギヤ）とエアコンプレッサギヤ３０とが噛合するようになっていて、エンジンと燃料ポンプ２との回転比が一対一に増速されて燃料ポンプ２の駆動系にトルク伝達されるようにしてある。
【００２５】
そして、エアコンプレッサギヤ３０と噛合するアイドルギヤ３１は、フライホイールハウジング２８のブラケット部２８ａとエアコンプレッサ２７との間に介装されたアダプタ３２により回動自在に軸支されている。
【００２６】
このアダプタ３２は、従来構造にてエアコンプレッサ２７が装着されていたフライホイールハウジング２８の適宜箇所に装着されるようになっており、その装着によりアイドルギヤ３１が適切に位置決めされてメインアイドル小２４と噛合するようになっている。
【００２７】
而して、このように構成すれば、エンジンと燃料ポンプ２との回転比を二対一としたギヤトレーンＧに対応して設計されている既存のフライホイールハウジング２８を形状変更しなくても、従来のエアコンプレッサギヤ２５（図５及び図７参照）に対応したギヤ挿通孔２９を通過可能な範囲内に収まる新たなエアコンプレッサギヤ３０とアイドルギヤ３１とにより、エンジンと燃料ポンプ２との回転比を一対一に変更することが可能となり、一回当たりの燃料吐出量が少なくて済むことにより燃料ポンプ２の小型化が実現されることになる。
【００２８】
従って、上記形態例によれば、既存のフライホイールハウジング２８を形状変更せずにエンジンと燃料ポンプ２との回転比を一対一に変更することができ、これにより燃料ポンプ２の小型化を図ることができるので、コモンレール式燃料噴射システムを採用したエンジンに関し、多大なコスト増加を回避しつつ車両への搭載性の大幅な向上を図ることができる。
【００２９】
また、特に本形態例では、アダプタ３２と燃料ポンプ２との間に介装されたエアコンプレッサ２７と燃料ポンプ２の駆動軸２６が兼用されているので、エアコンプレッサ２７についてもエンジンとの回転比一対一で駆動することができ、従来において装備されていたものより小さな容量のエアコンプレッサ２７で必要な空気圧縮仕事を賄うことができ、エアコンプレッサ２７の小型化を実現することもできる。
【００３０】
尚、本発明の燃料ポンプ駆動構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
上記した本発明の燃料ポンプ駆動構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３２】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、既存のフライホイールハウジングを形状変更せずにエンジンと燃料ポンプとの回転比を一対一に変更することができ、これにより燃料ポンプの小型化を図ることができるので、コモンレール式燃料噴射システムを採用したエンジンに関し、多大なコスト増加を回避しつつ車両への搭載性の大幅な向上を図ることができる。
【００３３】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、エアコンプレッサについてもエンジンとの回転比一対一で駆動することができるので、従来において装備されていたエアコンプレッサより小さな容量のエアコンプレッサで必要な空気圧縮仕事を賄うことができ、エアコンプレッサの小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本形態例のギヤトレーンの正面図である。
【図３】図１のアダプタの詳細を示す斜視図である。
【図４】コモンレール式燃料噴射システムの概要を模式的に示すブロック図である。
【図５】従来における回転比二対一のギヤトレーンの正面図である。
【図６】図５のギヤトレーンを一対一の回転比に変更した状態を示す正面図である。
【図７】図５の構造に即して図示した従来構造の斜視図である。
【符号の説明】
２  燃料ポンプ
２１  クランクシャフト
２４  メインアイドル小（出力ギヤ）
２５  エアコンプレッサギヤ（旧入力ギヤ）
２６  駆動軸
２７  エアコンプレッサ
２８  フライホイールハウジング
２９  ギヤ挿通孔
３０  エアコンプレッサギヤ（新入力ギヤ）
３１  アイドルギヤ
３２  アダプタ
Ｇ  ギヤトレーン
Ｓ  収容空間
【図１】
0003965062.tif 000002
【図２】
0003965062.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003965062.tif 000005
【図５】
0003965062.tif 000006
【図６】
0003965062.tif 000007
【図７】
0003965062.tif 000008