JP2006063927A - 筒内直噴式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダヘッドから延びた支持ボスに押え板を介して燃料噴射弁が取付けられ、燃料噴射弁の振動のシリンダヘッドカバーへの直接的な伝達が抑制されて、これによりシリンダヘッドカバーの振動による騒音の発生の効果的な抑制を図る。
【解決手段】 シリンダヘッド３の支持ボス３ｄは、シリンダヘッドカバー４の内部にまで延びており、支持ボス３ｄには柱状部材５１ｂが取付けられ、また、ロッカアームシャフトホルダ４ｄにも柱状部材５１ａが取付けられ、これら柱状部材５１ａ，５１ｂはヘッドカバー４の上部を抜けて燃料噴射弁４２の上部に達し、該柱状部材５１ａ，５１ｂの上端の押え板５０により燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａ上面を押圧して該支持ボス３ｄに柱状部材５１ａ，５１ｂを介して燃料噴射弁４２が取付けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料噴射弁と混合気噴射弁が２段構造として、シリンダ部に配置された筒内直噴式内燃機関に関する。

燃料噴射弁における振動の発生による騒音対策として、該噴射弁のハウジング本体を弾性カバーにより被覆するものが良く知られており、また、電磁式燃料噴射弁においてその主振動発生源となる受電、給電コネクタ部を防水用ゴム体により被覆して振動発生による騒音の抑制を図った噴射弁構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−６１７７０号公報（第２頁、第１図）

燃料噴射弁としてはエアアシスト式筒内直噴式内燃機関における噴射弁として、混合気噴射弁と燃料噴射弁が直列的に２段構造とされた噴射弁が知られており、この噴射弁の上部の燃料噴射弁がヘッドカバーに直接取付けられる構造とされた内燃機関も提供されるところである。しかしながら、この内燃機関においては、燃料噴射弁がヘッドカバーに取付けされた構造であるから燃料噴射弁の振動が直接ヘッドカバーに伝達され、ヘッドカバーが振動し、この振動により騒音が発生する。

このような状況の中で、２段構造とされた噴射弁配置の燃料噴射装置において、ヘッドカバーに取付けられる燃料噴射弁の取付構造にさらなる改良を施すことで、燃料噴射弁とヘッドカバー間の振動の伝達が効果的に遮断されて、ヘッドカバーの振動と、該振動による騒音の発生がさらに抑制された内燃機関の改良構造の提供が待たれている。

本発明は、前記課題を解決するための筒内直噴式内燃機関の改良構造に関し、とりわけ、内燃機関のシリンダヘッドカバーに取付けられる燃料噴射弁の振動と騒音対策にその改良の視点をおいた前記内燃機関の改良構造に関し、シリンダヘッドと、シリンダヘッドカバーと、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射すべく前記シリンダヘッドおよび前記シリンダヘッドカバーを貫通して取付けられる混合気燃料噴射装置とを備えた筒内直噴式内燃機関において、前記シリンダヘッドカバーは燃料噴射装置を嵌装させる貫通孔を備えると共に燃料噴射装置を覆ってシリンダヘッドに取付けられており、前記シリンダヘッド側から前記シリンダヘッドカバーを貫通して前記燃料噴射装置の上部に延びる支持ボスが設けられ、該支持ボスに燃料噴射装置を固定する固定部を備えるインジェクタホルダが設けられていることを特徴とする。

また、前記インジェクタホルダは、ロッカアームシャフトホルダと一体構造であることを特徴とする。
さらに、前記燃料噴射弁とインジェクタホルダにはこれら両者を覆うインジェクタキャップが設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明は、シリンダヘッドと、シリンダヘッドカバーと、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射すべく前記シリンダヘッドおよび前記シリンダヘッドカバーを貫通して取付けられる混合気燃料噴射装置とを備えた筒内直噴式内燃機関において、前記シリンダヘッドカバーは燃料噴射装置を嵌装させる貫通孔を備えると共に燃料噴射装置を覆ってシリンダヘッドに取付けられており、前記シリンダヘッド側から前記シリンダヘッドカバーを貫通して前記燃料噴射装置の上部に延びる支持ボスが設けられ、該支持ボスに燃料噴射装置を固定する固定部を備えるインジェクタホルダが設けられているから、燃料噴射装置から伝わる振動騒音は前記固定部を介してシリンダヘッド部分に伝達され、シリンダヘッドカバーに振動が伝わるのを防止できるので、燃料噴射装置の作動に伴う騒音を低減できる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記インジェクタホルダは、ロッカアームシャフトホルダと一体構造であるから、部品点数が削減されると共に、ホルダを大型のものとしてより騒音の低減を図ることができる。

さらに、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記燃料噴射弁とインジェクタホルダにはこれら両者を覆うインジェクタキャップが設けられているから、部品点数が削減されると共に、インジェクタホルダからの騒音の発生を低減できる。

本発明の実施例１を図１ないし図９に基づいて以下に説明する。

図１には、本発明の実施例１に係る内燃機関の主要構造部が縦断面図として図示されている。 本発明の実施例１における内燃機関Ｅは、単気筒の４サイクル機関であり、図１においては明らかにされていないが、そのシリンダヘッド３側を車両の前方に、クランクケース１側を後方にして、かつ吸気ポート側を上方にして自動二輪車の車体に搭載されている。

内燃機関Ｅは、分割構造とされたクランクケース１、シリンダブロック２、シリンダヘッド３およびシリンダヘッドカバー４等からなり、クランクケース１内には、クランク軸１０と、僅かにその一部のみが図示される変速装置のメインシャフト２０や、カウンタシャフト等が回転可能に軸支されており、クランク軸１０のクランク部１０aには周知のようにコンロッド１０ｂを介してピストンＰが取付けられており、このピストンＰは前記シリンダブロック２のシリンダ孔２ａ内を往復摺動するように構成されている。

シリンダブロック２には、シリンダ孔２ａに平行する貫通孔が形成されており、この貫通孔は、後述の動弁機構３０の一構造部であるロッカアーム３４作動用のカム３１ａを備えるカム軸３１の収容部２ｂであり、カム軸３１はこの収容部２ｂ内において軸受支持され、クランク軸１０の駆動力が該軸１０のスプロケット１０ｃからチェーン３１ｃを介してスプロケット３１ｂに伝達されることで回転される。カム軸３１のカム３１ａによる前記ロッカアーム３４の作動は、カム３１ａの回転でカム山がプッシュロッド３３の下端のカムフォロア３２を押動することでなされる。

シリンダブロック２のシリンダ孔２ａの図示における上部とシリンダヘッド３の下部の凹部３ａとにより形成される空間には燃焼室３ｂが設けられ、該燃焼室３ｂには、点火プラグ３ｃが臨むように装備され、また、後に詳しく説明される混合気燃料噴射装置４０の混合気噴射弁４１の噴射口部４１ａが臨んでおり、さらに燃焼室３ｂには吸排気のための明確には図示されないバルブ開口と吸排気バルブが配設されている。

シリンダヘッド３には、後述される燃料噴射弁４２と共に混合気燃料噴射装置４０を構成する混合気噴射弁４１が設けられ、また吸排気バルブ開口に連通する吸排気のための通路部や該バルブの装着のための構造部、さらに、図３に図示される後述の柱状部材５１ａ，５１ｂの取付用に供されるヘッドカバー４の内部に延びる支持ボス３ｄと、ヘッドカバー４内部のロッカアームシャフトホルダ４ｄへの接続に供される接続部３ｅ等が設けられている。また、上述のシリンダブロック２に配置された動弁機構３０のカム軸３１により作動されるロッカアーム３４作動用のプッシュロッド３３が収容される収容貫通孔３ｆが設けられている。

シリンダヘッドカバー４には、空気圧レギュレータや動弁機構３０のロッカアーム３４や、上述の混合気噴射弁４１と共に混合気燃料噴射装置４０を構成する燃料噴射弁４２等が配設されている（図１等参照）。なお、燃料噴射弁４２については後に詳しく説明される。また、動弁機構３０については、とりわけ、そのタペットクリアランス調整機構は特徴的な構造を備えるので、この点については後に詳しく説明される。

内燃機関Ｅの構造の概要は上述のとおりであるが、図２，３には、内燃機関Ｅのシリンダ部の断面図が図示されており、この図には特に内燃機関Ｅのシリンダヘッド３およびシリンダヘッドカバー４における混合気噴射弁４１と燃料噴射弁４２の装着部の周辺構造が拡大されて示されている。

シリンダヘッド３には、その図示における上部から下部にかけて該ヘッド３の略中央部を貫通する噴射弁の収容孔部３ｇが設けられ、収容孔部３ｇ内には混合気噴射弁４１が装着されている。なお、収容孔部３ｇの構造の詳細は混合気噴射弁４１の装着に関連して説明されるので、ここではその説明は省略される。

そして、既述のようにシリンダヘッド３の上部には、シリンダヘッドカバー４がボルトＢ１等の固定手段を介して取付けられるが、該ヘッド３の上部には、シリンダヘッドカバー４の取付けに供される接合面からさらに上方に突出する既述の支持ボス３ｄ（図３参照）が設けられている。この支持ボス３ｄは、シリンダヘッド３の上部へのヘッドカバー４の取付けにおいて該カバー４の内部に所定の長さを有して突出するものである。

この支持ボス３ｄは後述されるシリンダヘッドカバー４のロッカアームシャフトホルダ４ｄと共に燃料噴射弁４２の取付けに供されるインジェクタホルダとなるべく柱状部材５１ｂの取付用構造部とされ、そのためのネジ孔３ｄ１を上部に備えている。また、上述の点火プラグ３ｃは実質的にこのシリンダヘッド３に取付けられている。

シリンダヘッドカバー４は、全体的には略椀状の外形形状をなしており、その外形を形作る覆い構造部４ａと、その略中央部の燃料噴射弁４２装着用の収容孔部４ｂが開孔形成される構造部４ｃと、ロッカアーム３４等動弁系の上述のホルダ４ｄ等が一体とされた構造部とされ、中央構造部４ｃに開孔された燃料噴射弁４２装着用の弁収容孔部４ｂは、実質的にシリンダヘッドカバー４の上部から下部にかけて該ヘッドカバー４の略中央部を貫通している。

そして、シリンダヘッドカバー４のシリンダヘッド３への取付状態においては、上述の２つの噴射弁、すなわち混合気噴射弁４１と燃料噴射弁４２は、互いにその長手方向軸線を一致させて、かつその一部が挿入関係とされて互いに重なる接続部４３を備えるものとして、それぞれ前記シリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４の収容孔部３ｇ，４ｂにおいて後述の装着手段により装着されている。

また、燃料噴射弁４２の収容のための収容孔部４ｂには、その比較的上方位置に燃料噴射弁４２への燃料供給のための供給口４ｂ６が開口し、その下方位置には混合気噴射弁４１への圧縮空気の供給のための供給口４ｂ７が開口している（図５参照）。
さらに、これらの供給口４ｂ６，４ｂ７に燃料と圧縮空気を供給のための通路の一部がシリンダヘッドカバー４内に形成されている。なお、収容孔部４ｂの構造は燃料噴射弁４２の装着に関連して後に詳しく説明され、前記２つの噴射弁４１，４２への燃料供給と圧縮空気の供給についても後述される。

図２を参照して、その内部に収容孔部４ｂが開孔形成されるヘッドカバー４の中央構造部４ｃは、その上部がやや膨れた形状とされて、この形状部において該カバー４の覆い構造部４ａとその環状周縁において一体連接構造とされ、さらにこの覆い構造部４ａとの一体連接部から上方へ突出する部分を備えている。そして、ロッカアーム３３のシャフトホルダ４ｄは既述のように、シリンダヘッド３の支持ボス３ｄと共に燃料噴射弁４２の取付けに供されるインジェクタホルダとなるべく柱状部材５１ａのための構造部を兼ねるものであるから、そのためのネジ孔４ｄ１が備えられている。

実質的にインジェクタホルダを形成する柱状部材５１ａ，５１ｂは、上述のように、また図３に図示されるように、ロッカアームシャフトホルダ４ｄと支持ボス３ｄのそれぞれのネジ孔４ｄ１，３ｄ１を使用して取付けられるが、この取付けは、その下端の雄ネジ部５１ａ１，５１ｂ１を前記ネジ孔４ｄ１，３ｄ１にねじ込み固定することでなされ、取付状態において、２本の柱状部材５１ａ，５１ｂは互いに平行な関係をもってヘッドカバー４内を図示上方へ向って延び、その上部がカバー４の覆い構造部４ａの貫通開口４ａ１を通して突き抜けて突出し、その突出高さは収容孔部４ｂを備えた中央構造部４ｃを超える高さまで達している。

なお、覆い構造部４ａの貫通開口４ａ１にはグロメットゴム等からなるシール部材５２が嵌装されており、これにより該貫通開口４ａ１を通る柱状部材５１ａ，５１ｂとヘッドカバー覆い構造部４ａはシール部材５２を介在して接続されるので、両者は互いに振動伝達の有効な遮断関係において、また有効なシール関係をもって接続されている。

覆い構造部４ａの貫通開口４ａ１を通る２本の柱状部材５１ａ，５１ｂの上端にはそれぞれ、ネジ孔５１ａ２，５１ｂ２が設けられ、これらのネジ孔５１ａ２，５１ｂ２には後述される混合気燃料噴射装置４０の燃料噴射弁４２の取付けに際して、該噴射弁４２の上部を押さえ込む押え板５０の固定用ボルトＢ２がねじ込まれる。

２つの柱状部材５１ａ，５１ｂの上端に跨ってボルトＢ２により固定される押え板５０は（図４参照）、その平面視三角形に類似した形状の所定厚の金属板からなり、その三角形類似形状の底辺における２つの対角頂点部分５０ａ，５０ｂに前記柱状部材５１ａ，５１ｂの上端ネジ孔５１ａ２，５１ｂ２にそれぞれ対応する固定用ボルト孔５０ａ１，５０ｂ１を備えており、また該三角形の略中央部に、円形の開口の三角形頂点５０ｃ側が切り開かれた形状の実質円弧状とされた円弧部５０ｄを備えている。

ところで、シリンダヘッド３の収容孔部３ｇに収容される混合気燃料噴射装置４０の混合気噴射弁４１は、それ自体の構造の詳細が図示されるところではないが、直接噴射型であり、圧縮空気によって混合気を燃焼室３ｂへ直接噴射する形式のものである。すなわち、その弁体には図示されない貫通中心孔が設けられ、該孔の図示における下部の開口を開閉するポペット弁がソレノイドにより開閉制御されることで、図示されない高圧空気供給路を通して後に説明される両噴射弁４１，４２の接続部４３の圧縮空気室４０Ａに供給された圧縮空気が、燃料噴射弁４２の噴射により供給された燃料と混合されて燃焼室３ｂへと噴射される形式のものである。

そして、図１ないし図３には混合気噴射弁４１のその外観のみが図示されており、これらの図によれば該噴射弁４１の弁体の外形形状は、概ね略弁体中央部から上方に偏在した位置の大径弁体部４１Ａと、この大径弁体部４１Ａの下部から延出する弁体部４１Ｂと、大径弁体部４１Ａの上部から延出する弁体部４１Ｃとからなるものである。

混合気噴射弁４１の収容孔部３ｇへの装着は、シリンダヘッド３にシリンダヘッドカバー４が取付けられる前になされるものであり、シリンダヘッド３の上部から下部にかけて貫通する収容孔部３ｇに、該孔部３ｇの上部開口である拡径孔部３ｇ１から噴射弁４１の噴射口４１ａを先にして挿入することでなされる。

そして、混合気噴射弁４１の収容孔部３ｇへの装着のための挿入は、該噴射弁４１の大径弁体部４１Ａ下部から延出する弁体部４１Ｂの環状凹溝４１Ｂ１にシールのためのＯリングＲ１が嵌入されて、この状態において該弁体部４１Ｂが収容孔部３ｇの上部の開口である拡径孔部３ｇ１につながる下方寄りの縮径孔部３ｇ２に挿入され、その噴射口４１ａが前記燃焼室３ｂの壁部形成面に開口する該孔部３ｇ２の下部縮径孔部３ｇ３からやや突出して該燃焼室３ｂ内に臨むようになされ、これにより混合気噴射弁４１は前記収容孔部３ｇ内に装着され、該噴射弁４１の装着状態においては、前記大径弁体部４１Ａの上部の段部表面がシリンダヘッド３の収容孔部３ｇ上部の開口である拡径孔部３ｇ１縁部と同一面とされる。

したがって、混合気噴射弁４１の収容孔部３ｇへの前記装着状態においては、該噴射弁４１の大径弁体部４１Ａの上部から延出する弁体部４１Ｃがシリンダヘッド３の上部より突出することになる。そして、この突出する弁体部４１Ｃは、シリンダヘッド３にシリンダヘッドカバー４が取付けられるときに、シリンダヘッドカバー４の燃料噴射弁４２の収容孔部４ｂの後述される最下方の孔部である縮径孔部４ｂ５に挿入されることになる（図２，３，５等参照）。

シリンダヘッド３の上部より突出する混合気噴射弁４１の弁体部４１Ｃの前記収容孔部４ｂの縮径孔部４ｂ５への挿入は、該弁体部４１Ｃの外周に形成された一つの環状凹溝４１Ｃ１にシールのためのＯリングＲ２が嵌入された状態での前記縮径孔部４ｂ５への圧入によりなされる。

結局、混合気噴射弁４１は、その大径弁体部４１Ａの下部および上部の弁体部４１Ｂ，４１Ｃがそれぞれ、その環状凹溝４１Ｂ１，４１Ｃ１へのＯリングＲ１，Ｒ２の嵌入を介して前記収容孔部３ｇ,４ｂにそれぞれ圧入保持されることで一定の弾性保持力を得て安定した状態に保持される。
混合気噴射弁４１のこの保持状態は、後にその装着についての説明がなされる燃料噴射弁４２の先端の噴射口４２ａとこの混合気噴射弁４１の上部弁体部４１Ｃの上端凹部とが互いに挿入関係とされて両噴射弁４１，４２の接続部４３が形成される（図１，２，３および図５等参照）。

一方、燃料噴射弁４２は、いわゆる噴射弁体の側面に燃料取入口があるサイドフィード型と呼ばれる噴射弁であり、この燃料噴射弁４２は該弁体内に装着された図示されないソレノイドによって開閉されるポペット弁を備え、該ポペット弁の作動により燃料噴射の制御がなされ形式のものであり、その具体的な内部構造については図示されず、その説明も省略される。

そして、図１，２，３等には、燃料噴射弁４２のその外観図のみが図示され、これらの図から理解できるように、この噴射弁４２の外形形状は概ね、略噴射弁４２の弁体の図示における上方寄りの位置に大径の鍔状フランジ部４２Ａが設けられ、該フランジ部４２Ａの下部から延出する長い弁体部４２Ｂと、該フランジ部４２Ａの上部から延出する上部弁体４２Ｃとからなるものである。

フランジ部４２Ａの下部から延出する長い弁体部４２Ｂは、複数段にその弁体軸径が変化する構造であり、弁体部４２Ｂの略中央部近傍側面には噴射燃料の取入開口が備えられ、また、フランジ部４２Ａ近傍のやや太めの軸径部分と、弁体部４２Ｂのフランジ部４２Ａから離れた弁体部４２Ｂの下部の噴射口４２ａに比較的近い細い軸径部分にはそれぞれ、環状の凹溝４２Ｂ１，４２Ｂ２が形成されており、この環状凹溝４２Ｂ１，４２Ｂ２にはシール部材であるＯリングＲ３，Ｒ４がそれぞれ嵌入される。

シリンダヘッドカバー４に設けられた燃料噴射弁４２のための収容孔部４ｂは、図１ないし図３および図５に図示されるように、前記噴射弁４２のフランジ部４２Ａを受入れるための拡径された段部４ｂ１と、噴射弁４２の下部弁体部４２Ｂのやや太めの軸径部分を受入れる孔部４ｂ２と、孔部４ｂ２に連なる弁体外周との間に燃料室４０Ｂを形成する大きな内径の孔部４ｂ３と、大きな内径の孔部４ｂ３に連なる弁体部４２Ｂの下部を受入れる２つの縮径孔部４ｂ４，４ｂ５とからなる。

そして、上述の拡径された段部４ｂ１は、噴射弁４２の装着を容易になし、また、下部弁体部４２Ｂのやや太めの軸径部分を受入れる孔部４ｂ２と、下部弁体部４２Ｂの下部を受入れる縮径孔部４ｂ４は、燃料噴射弁４２の装着時に該噴射弁４２の弁体部４２Ｂの環状凹溝４２Ｂ１，４２Ｂ２に挿入されたシールのためのＯリングＲ３，Ｒ４を密封保持する役目をなしている。

ここで、燃料噴射弁４２のシリンダヘッドカバー４に設けられた前記収容孔部４ｂ内への装着について説明する。

燃料噴射弁４２の収容孔部４ｂ内への装着は、既述したようにシリンダヘッド３の収容孔部３ｇに混合気噴射弁４１が装着され、シリンダヘッド３にシリンダヘッドカバー４が取付けられた状態においてなされる。すなわち、シリンダヘッド３に装着された混合気噴射弁４１は、その上部弁体部４１Ｃが収納孔部３ｇの上端から突出して、この突出した上部弁体部４１Ｃがシリンダヘッドカバー４の燃料噴射弁４２のための収容孔部４ｂ最下部の縮径孔部４ｂ５に挿入嵌合される状態においてなされる。

燃料噴射弁４２は、収容孔部４ｂの上部開口の拡径段部４ｂ１からその噴射口４２ａ側を先にして該噴射弁４２の弁体を押込み挿入することで該収容孔部４ｂに装着されるが、この装着のための挿入に際し、噴射弁４２のフランジ部４２Ａ下部から延出する弁体部４２Ｂの軸径の異なる部分に形成された２つの環状凹溝４２Ｂ１，４２Ｂ２には予め上述のシール部材であるＯリングＲ３,Ｒ４が嵌入される。

収容孔部４ｂの拡径段部４ｂ１から押し込み挿入された燃料噴射弁４２は、そのフランジ部４２Ａの下部面が収容孔部４ｂの上部開口である前記拡径段部４ｂ１に僅かな隙間を保持して近接対峙する位置まで押し込まれ、この押し込みは同時にフランジ部４２Ａ下部から延出する弁体部４２Ｂが、その間隔をおいた２箇所の軸径の異なる軸部の環状凹溝４２Ｂ１，４２Ｂ２にそれぞれＯリングＲ３,Ｒ４が嵌入されて収容孔部４ｂの拡径段部４ｂ１に続く下部孔部４ｂ２と縮径孔部４ｂ４に押込み挿入されることを意味する。

そして、この押し込み挿入状態は、下部弁体部４２Ｂの下端の噴射口４２ａが、収容孔部４ｂの最下部の孔部である縮径孔部４ｂ５に既に挿入されている前記混合気噴射弁４１の上部弁体部４１Ｃの上端凹部、すなわち両噴射弁４１，４２の接続部４３に燃料噴射可能な状態とされて収容されるものである。

燃料噴射弁４２の上述の装着は、フランジ部４２Ａ下部から延出する弁体部４２Ｂの異なる軸径部の環状凹溝４２Ｂ１,４２Ｂ２にＯリングＲ３，Ｒ４が嵌入されることで形成される空間部、すなわち、燃料室４０Ｂを形成せしめ、燃料室４０Ｂには収容孔部４ｂの壁面において開口する燃料供給口４ｂ６が設けられている（図５参照）。燃料供給口４ｂ６は、燃料ポンプ７０に接続される。

また、弁体部４２Ｂの前記ＯリングＲ４と、収容孔部４ｂ最下部の縮径孔部４ｂ５に挿入された混合気噴射弁４１の上部弁体部４１Ｃの環状凹溝４１Ｃ１に嵌入されたＯリングＲ２により形成された下部空間部、すなわち、圧縮空気室４０Ａには収容孔部４ｂの壁面において開口する圧縮空気供給口４ｂ７が設けられている（図５参照）。圧縮空気供給口４ｂ７は、空気ポンプ６０に接続される。

したがって、これらの供給口４ｂ６，４ｂ７を通して燃料噴射弁４２への燃料供給と、燃料噴射弁４２の噴射口４２ａと該噴射口４２ａを収容する混合気噴射弁４１の上部との接続部４３への圧縮空気の供給がなされるようにされている。この燃料供給と圧縮空気の供給は、言うまでもなく既述の混合気噴射を達成せしめるものである。なお、燃料供給と圧縮空気の供給については後述される。

燃料噴射弁４２の装着後、フランジ部４２Ａ上部弁体部４２Ｃに平面視略三角形状の押え板５０が上部から嵌合される。押え板５０の嵌合は、図３，４等の参照により理解できるように、上部弁体部４２Ｃである突出部の環状外周部を押え板５０の円弧状部５０ｄが抱合するようにしてなされ、この抱合状態において略三角形状をなす押え板５０の底辺対角５０ａ，５０ｂのボルト挿通孔５０ａ１，５０ｂ１に締付けボルトＢ２が挿通されて２本の柱状部材５１ａ，５１ｂの上端にそれぞれ設けられたネジ孔５１ａ２，５１ｂ２に該ボルトＢ２がねじ込まれ締付け固定される。

このボルトＢ２の締付け固定状態において、押え板５０はその下面が燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａ上面に押圧当接しフランジ部４２Ａを下方へ向けて押え込む（図１ないし３等参照）、しかしフランジ部４２Ａの下面はヘッドカバー４の中央構造部４ｃの噴射弁収容孔部４ｂ開口の拡径段部４ｂ１に直接当接することなく該段部４ｂ１と所定の隙間をもって対峙する関係に保持され、この状態において燃料噴射弁４２は収容孔部４ｂ内に２個所のシール部材であるＯリングＲ３，Ｒ４を介して充分に押し込められており強固に装着される。

すなわち、燃料噴射弁４２は、その上部のフランジ部４２Ａが押え板５０のボルトＢ２の締付けによる上面からの押圧作用で固定されて、シリンダヘッドカバー４の覆い構造部４ａの開口４ａ１をグロメットゴムであるシール部材５２を介して貫通突出する２本の柱状部材５１ａ，５１ｂの上端に押え板５０を介して固定支持される。したがって、燃料噴射弁４２から発する振動はシリンダヘッドカバー４に直接伝達されることなく、２つの柱状部材５１ａ，５１ｂ、さらには支持ボス３ｄとロッカアームシャフトホルダ４ｄを介してシリンダヘッド３へと伝達される。
なお、柱状部材５１ａの取付構造部であるロッカアームシャフトホルダ４ｄに換えて、ＯＨＣ内燃機関においてはカムシャフトホルダとすることができる。

本実施例１の混合気燃料噴射装置４０の装着構造は上述のとおりである。

ここで、混合気燃料噴射装置４０、すなわち燃料噴射弁４２と混合気噴射弁４１における燃料供給と圧縮空気の供給について、図５を参照して簡単に説明しておく。

図５は内燃機関Ｅの燃料供給システム図であり、燃料および空気が圧力調整されてそれぞれ燃料噴射弁４２と混合気噴射弁４１へと供給される経路が示されている。
空気は、空気ポンプ６０によって圧縮空気として送り出され、収容孔部４ｂ内の混合気噴射弁４１上部に連なるシール部材であるＯリングＲ２とＲ４で仕切られた圧縮空気室４０Ａへと送り込まれる。一方、混合気噴射弁４１へ向かう経路から分岐した圧縮空気はオリフイスを経て空気圧レギュレータへ向かう。

混合気噴射弁４１へ向かう圧縮空気は、前記空気ポンプ６０のピストンの上昇に伴い圧力が上昇して高温高圧となり、空気中の水分は水蒸気として空気通路内へ送り込まれる。オリフイスは、燃料圧レギュレータの基準圧に空気ポンプ６０の脈動波の影響が及ぼさないようにするためと、混合気噴射弁４１における混合気の噴射に高圧圧縮空気を利用するための高圧保持との２つの目的をもって設けられた装置である。

上記オリフイスで急激な圧力上昇が防止され、かつ空気圧レギュレータで圧力調整された圧縮空気が、空気圧レギュレータから燃料圧レギュレータへ基準圧としてその背圧室へ送られる。空気圧レギュレータに加わった設定圧力以上の余剰空気は戻り空気としてエアクリーナ等の吸入系へ戻され、再び空気ポンプ６０へと供給される。空気通路全体は温度の高い内燃機関Ｅ部分に形成されており、圧縮空気内の水蒸気は冷やされることがないので、余剰空気と共に水蒸気は結露することなく空気圧レギュレータへと送られ、そこを通ることができる。

また、燃料は、本発明における実施例の燃料噴射弁４２が、サイドフィード型の燃料噴射弁４２であり、以下のようにして供給される。すなわち、燃料タンクからフィルタを経て燃料ポンプ７０へ送られた燃料は、該ポンプ７０により高圧で吐出され、脈動ダンパーを経て燃料噴射弁４２の収容孔部４ｂ内壁の燃料供給口４ｂ６を通して燃料噴射弁４２の燃料取入口に連なるシール部材であるＯリングＲ３とＲ４とにより区切られた空間である燃料室４０Ｂへと送り込まれる。

そして、燃料噴射弁４２へ向かう経路から分岐した一部の燃料は燃料圧レギュレータへ向かう。ここで燃料は、前記オリフイス下流の圧力調整された圧縮空気を基準として、この基準圧より高く、かつ圧力差が一定となるよう圧力調整される。このようにして、燃料は、圧縮空気室内の空気圧より高い圧力で、前記収容孔部４ｂ内の燃料室４０Ｂへ送り込まれる。燃料圧レギュレータに加わった設定圧力以上の余剰燃料は、戻り燃料として再び燃料タンクへ戻され、再び燃料ポンプ７０へ供給されるようになされる。

そして、燃料噴射弁４２と混合気噴射弁４１との互いの接合部にある収容孔部４ｂ内の圧縮空気室４０Ａに圧縮空気圧が加わり、それにより高圧の燃料が燃料室４０Ｂ内にて計量されている状態で、燃料噴射弁４２の図示されないソレノイドに通電され、ポペット弁が開くと燃料室４０Ｂ内の高圧の燃料が燃料噴射弁４２を経て混合気噴射弁４１の中へ噴射され、ここで圧縮空気と混合される。次の段階として混合気噴射弁４１の図示されないポペット弁が開くと、上記混合気は圧縮空気に押し出されて燃焼室３ｂに噴射される。

次に、既述のように本実施例においてはプッシュロッド式動弁機構３０の改良において特徴的な構造を備えるものであるからこの動弁機構３０について説明を加えておく。

ところで、従来のプッシュロッド式ＯＨＶ内燃機関のタペットクリアランスの調整機構は、バルブステムエンドに当接するロッカアーム端部に設けられたアジャストスクリュウ機構の調整手段により行われていた。また、別の調整手段としてロッカアームの回動支持軸であるロッカーシャフトをオフセットさせるもの、さらには、ロッカアームの取付けホルダ部のインナーシムの交換により行うもの等が知られている。

しかしながら、ロッカアーム端部に設けられたアジャストスクリュウ機構の調整手段によるものは、アジャストスクリュウ機構の重量が動弁系の等価慣性重量を増大させることになる。そして、アクセスウィンドウにより機関を分解することなくタペットクリアランスを調整することが可能だが、このものにおいてはウィンドウを設けるスペースが必要になってしまう。

また、ロッカーシャフトオフセットの場合、ヘッド周りの機構が複雑となりサイズが大きくなってしまい、ロッカーシャフトをオフセットするとバルブステムエンドの当たり位置が変化してしまうことになる。さらに、インナーシムの交換によるものは、慣性重量の低減という視点からは受入可能とされるものであるが、タペットクリアランスを調整するためにはヘッドカバーを開け、ロッカアームを取外し、シムを交換しないといけないため、ユーザーが容易にメンテナンスすることは不可能である。

本実施例は上述のような状況の中で、提案されたタペットクリアランスの調整機構の改良構造であり、図１および図６，７を参照して理解できるように、シリンダブロック２の側面に配置されたカム軸３１のカム３１ａによりプッシュロッド３３をカムフォロア３２を介して押上げる構造とし、このときカムフォロア３２の支点３２ｏをオフセットさせることでタペットクリアランスを調整できるようにする。オフセットさせる手段は、支点３２ｏとなる回転軸を偏心軸とするか、もしくは回転軸を移動させる。

ここで、本実施例の動弁機構３０におけるタペットクリアランス調整機構の具体的な構造を図６，７に基づいて説明する。

図１も参照して、シリンダブロック２のカム軸３１収容空間２ｂに回転可能に軸受支持されたカム軸３１のカム３１ａに、プッシュロッド３３下端のカムフォロア３２のローラ３２ａが当接する。カムフォロア３２は固定可能な軸支手段をもつアーム部３２ｂと、図示における上下で分岐する２つのアーム部３２ｃ，３２ｄを備え、上方のアーム部３２ｃにはプッシュロッド３３の球状部３３ａを支持する球軸受部３２ｅが形成され、また下方のアーム部３２ｄには上述のカム当接のローラ３２ａが回動可能に軸支されている。

上方のアーム部３２ｃの球軸受部３２ｅにはプッシュロッド３３下端の球状部３３ａが揺動可能な状態を維持して支持され、プッシュロッド３３の上端はその球状部３３ｂがロッカアーム３４一端３４ａの球軸受部３４ｂに揺動可能な状態を維持して支持される。ロッカアーム３４はその略中央部３４ｃが水平軸であるロッカーシャフト３４ｄにより揺動可能に支持され、その他端３４ｅはバルブステム３５のステムエンド３５ａに当接可能に支持される。

したがって、カム軸３１の回転によるカム３１ａに当接のカムフォロア３２のローラ３２ａを介した該カムフォロア３２の揺動によりプッシュロッド３３が押動され、ロッカアーム３４の一端３４ａが押されて該ロッカアーム３４はその略中央部３４ｃの水平軸であるロッカーシャフト３４ｄを支点として揺動し、その他端３４ｅによりバルブステム３５のステムエンド３５ａをバネ３６の力に抗して押し下げ、バルブ３７の開放がなされる。

タペットクリアランスの調整は、カムフォロア３２の固定可能な軸支手段をもつアーム部３２ｂの取付支点３２ｏの位置調整によりなされ、図示左右方向における位置調整、例えば取付支点３２ｏのＤ１なる左方側への位置調整においてカムフォロア３２のローラ３２ａがカム３１ａのカム面３１ｂに当接されることで、プッシュロッド３３がＤ２なる上下調整がなされ、これにより所望とされる適切なタペットクリアランスの調整がなされる。調整後前記軸支アーム部３２ｂがその調整後の取付支点３２ｏにおいて固定される。

また、このタペットクリアランスの調整機構は、図８，９に図示されるものとすることができる。このクリアランス調整機構は、カム３１ａに当接するカムフォロア３２、プッシュロッド３３、ロッカアーム３４の構造については基本的には差異がない。しかしながら、カムフォロア３２の回動可能な軸支手段をもつアーム部３２ｂの軸支孔３２ｂ１にその一体化された偏心軸３８ｂが回動支持される調整部材３８の構造において特徴的である。

この調整部材３８は、図９（ａ）（ｂ）に図示されるように、略扇型をした所定厚の板状部材３８ａと、この板状部材３８ａの扇の要となる位置３８ｃから突出する該板状部材と一体化された偏心軸３８ｂからなり、この偏心軸３８ｂは、板状部材３８ａ隣接の太めの軸部３８ｂ１と、該軸部３８ｂ１に連続する偏心軸部３８ｂ２と、該偏心軸部３８ｂ２に連続する前記太い軸部３８ｂ１と同心の細い軸部３８ｂ３とからなる。

板状部材３８ａにはその扇の広がり部３８ｄに該板状部材３８ａの円弧状輪郭線に沿う円弧状の所定幅の開口部３８ｅが設けられ、この開口部３８ｅはその円弧が前記扇の要位置３８ｃの偏心軸３８ｂの回動軸線３８ｂ４を中心として描かれる円の一部として形成される。

調整部材３８は、その偏心軸３８ｂがカムフォロア３２の軸支アーム部３２ｂの軸支孔３２ｂ１に嵌合され、該カムフォロア３２がこの偏心軸３８ｂの偏心軸部３８ｂ２に回動可能に嵌合支持されるとともに、その先端の細い軸部３８ｂ３と板状部材３８ａ隣接の太い軸部３８ｂ１がシリンダブロック２の壁部に回動可能に支持されることで、カムフォロア３２と調整部材３８が該偏心軸３８ｂ２を介してシリンダブロック２の壁部に対しかつ互いに相対回動可能に支持されている。

調整部材３８の回動量、すなわち、調整部材３８の調整量は円弧状開口部３８ｅの長さで決められているが、この最大調整量は実質的にシリンダブロック２の壁部にねじ込みされるボルトＢ３が該開口部３８ｅ内に位置することで制限され、また所望の調整量での固定が該ボルトＢ３の締付けにおいてなされる。

タペットクリアランスの調整は、図９，１０に図示されるように調整部材３８がその偏心軸３８ｂと共に該軸３８ｂを中心として回動することでなされ、この回動により偏心軸３８ｂの偏心軸部３８ｂ２に嵌合支持されるカムフォロア３２が例えば偏心軸３８ｂの偏心量Ｄ３だけ移動され、この偏心量Ｄ３に基づきプッシュロッド３３が上下方向でＤ４だけ移動され、これによりロッカアーム３４の他端３４ｅとバルブステムエンド３５ａのタペットクリアランスが所望のクリアランス状態に調整される。

タペットクリアランス調整後は、調整部材３８がその円弧状開口部３８ｅに挿入されるボルトＢ３の締付けでシリンダブロック２の壁部に対して固定される。
本実施例１においては、タペットクリアランスの最大調整量は、例えば、略１mmとされ、この調整量は円弧状開口部３８ｅにおける最大調整域に相当する。

本発明の図１ないし図９に図示された実施例１は、上記構成であるから以下のような作用効果を奏し得る。

燃料噴射弁４２は、その弁体のフランジ部４２Ａ下部から延出する弁体部４２Ｂが２個所のシール部材であるＯリングＲ３,Ｒ４の弾圧変形により収容孔部４ｂに摩擦保持されるとともに、前記フランジ部４２Ａの上面が押え板５０により上から押え付けられるように押圧されているから、該噴射弁４２の燃料噴射時における反動的な振動は押え板５０により効果的に抑制される。

また、燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａの上部弁体部４２Ｃは、その環状外周面が押え板５０の円弧状部５０ｂに僅かな隙間をもって対峙されるから、装着された燃料噴射弁４２はその上方部の揺動が略完全に押えられるので緩みがなく、長期に亘って強固な装着状態が維持される。

燃料噴射弁４２からの振動は、押え板５０を介して柱状部材５１ａ，５１ｂに伝達されて、支持ボス３ｄとロッカアームシャフトホルダ４ｄに伝達され、さらにシリンダヘッド３に伝達されるが、柱状部材５１ａ，５１ｂのシリンダヘッドカバー４の貫通孔４ａ１にはグロメットゴム等の弾性シール部材５２が介在されるから前記振動はシリンダヘッドカバー４には直接伝達されず、ヘッドカバー４の振動による騒音の発生は効果的に抑制される。

動弁機構３０におけるタペットクリアランスの調整機構は、カムフォロア３２の軸支支点３２ｏの位置を調整することでなされるので、内燃機関Ｅを分解することなく該クリアランスの調整を容易に行うことができる機構であり、また、シリンダヘッド３周りにタペット調整機構を配置する必要がないので、該ヘッド３の小型化を図ることができる。さらに、従来技術におけるロッカーシャフト３４ｄをオフセットする場合に生じたステムエンド３５ａの当たり位置の変化の解消が図られる。

また、偏心軸３８ｂを用いた調整部材３８の使用で、調整機構をより簡素化することができ、プッシュロッド３３の傾き変化も考慮に入れるとより少ないバルブタイミング変化量で大きな調整代を持たせるレイアウトが可能である。

本発明の実施例１においては、ヘッドカバー４から上方へ突出する燃料噴射弁４２の上部弁体部４２Ｃやインジェクタコネクタ部４２Ｄ、さらには燃料噴射弁４２の押え板５０による固定部等は露出部とされるが、図１０，１１に図示される実施例においては、これら露出部をインジェクタキャップ５で被覆している。このためヘッドカバー４の覆い構造部４ａ上面にはキャップ５の取付けに供されるための平面視略ハート型を呈して延びる環状突出リブ４ａ２が形成されている。

インジェクタキャップ５は、ゴムや樹脂等からなるものであり、上述の露出部を全面的に覆う構造とされ、その一端（図示上部）がコード８の挿通のための小さな孔５ｅを備えるだけで閉じられた構造部とされ、他端（図示下部）が大きな開口端とされ、この開口端が該キャップ５のヘッドカバー４への装着部とされ、この装着部である低部輪郭形成部５ａはヘッドカバー４の環状突出リブ４ａ２と同様ハート型に類似した形状を呈しており、この底部輪郭形成部５ａにはヘッドカバー４の前記環状突出リブ４ａ２への装着に供されるための該リブ４ａ２と同じ形状の環状凹溝５ｂが形成されている。また、キャップ５の内周部には上面視三角形類似の押え板５０の外形輪郭部に嵌合する環状の凹溝５ｃが形成されている。

したがって、インジェクタキャップ５の装着は、先ずその上部の小さな孔５ｅにコード８が挿通され、コネクタ部４２Ｄや押え板５０の上部からこれらを全面的に覆うように被せられ、キャップ５の開口端である該キャップ装着部の環状凹溝５ｂがヘッドカバー４の覆い構造部４ａの環状突出リブ４ａ２に嵌合され、またキャップ５の環状凹溝５ｃが押え板５０の外形輪郭部に嵌合されることでなされ、これにより、キャップ５はヘッドカバー４の覆い構造部４ａと押え板５０に対して装着される。

また、インジェクタキャップ５は、図１０に図示されるようにその側断面視該図における右方側に突出部５ｄを備えた変形構造とされるが、これは燃料噴射弁４２の上部から突出するインジェクタコネクタ部４２Ｄを覆うための突出構造部である。
キャップ５の形状や構造はヘッドカバー４と該カバー４から突出する燃料噴射弁４２の上部構造に応じて変更されるものであり、ゴムや樹脂も弾性のあるものに限られるものではなく適宜適材が選択される。

なお、この実施例においては、燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａの上面が押え板５０と当接せず、押え板５０とフランジ部４２Ａ上面は隙間を存して対峙し、噴射弁４２の噴射反動時に両者が当接して振動の抑制を図るが、勿論押え板５０によりフランジ部４２Ａ上面が常時押圧される構造とすることは可能である。

さらに、他の実施例としては、図１２に図示されるようにインジェクタキャップ６が、上述の露出部を全面的に覆うことなく燃料噴射弁４２の上部弁体部４２Ｃとインジェクタコネクタ部４２Ｄのみを覆う構造とされており、該キャップ６は、その一端がコード８の挿通のための小さな孔６ｅを備えるだけで閉じられた構造とされる略筒状の形状を呈し、その開口端部には外周側に延びる環状の鍔状部６ａが備えられている。

このインジェクタキャップ６は、上述のキャップ５同様、ゴムや樹脂等からなるものとされるが、本実施例の場合には弾性のあるものが好ましく、この選択により該キャップ６はコネクタ部４２Ｄにその弾性により装着保持される構造とされる。キャップ６の装着は、先ずキャップ６の一端（図示上部）の閉じられた構造の小さな孔６ｅにコード８が挿通され、コネクタ部４２Ｄの上部から被せられ、その他端（図示下部）開口端部の環状の鍔状部６ａが燃料噴射弁４２の上部弁体部４２Ｃ上部と押え板５０の上面に密接状態で当接することでなされる。

また、この実施例においては、燃料噴射弁４２の上部弁体部４２Ｃにそのキャップ７の略中央部開口７ａが嵌装されて燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａ上面を覆い、かつヘッドカバー４の中央構造部４ｃの上部を覆い該中央構造部４ｃの上部外周に被覆嵌合される別の被覆キャップ７を備えており、この被覆キャップ７は押え板５０によるフランジ部４２Ａ上面の押圧固定時に該押え板５０とフランジ部４２Ａ上面間に該フランジ部４２Ａ上面の前記覆い部７ｂが介在される構造とされている。

そして、このキャップ７もゴムや樹脂製であり、その材質としては弾性のある部材が選択されることが好ましく、この選択により燃料噴射弁４２のフランジ部４２Ａ上面と押え板５０間に介在されたキャップ７の覆い部７ｂの弾性により燃料噴射弁４２の振動は吸収緩和されて押え板５０に伝達されることになり、より一層の振動遮断効果の向上が図られる。

上述の実施例２，３においては、実施例１において奏し得る上述の効果に加えて、さらに、インジェクタキャップ５，６により燃料噴射弁４２および押え板５０からの放射音が効果的に遮られ、また該キャップ５，６によりインジェクタコネクタ部４２Ｄや噴射弁４２上部への水の浸入が防止されるので、これら構造部における錆の発生や水分の浸入による損傷からの保護が充分になされる。

本発明の燃料噴射弁が装着される内燃機関の主要構造部を示す断面図である。 本発明内燃機関の主要構造部の断面を示す拡大図である。 本発明内燃機関の主要構造部を示す拡大図であり、図４におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明内燃機関のシリンダヘッドカバーの上面から見た図である。 本発明の混合気燃料噴射装置における圧縮空気と燃料供給の概要を示す図である。 本発明の動弁機構におけるタペットクリアランスの調整機構を示す図である。 本発明の図６におけるタペットクリアランスの調整機構の主要部の拡大図である。 本発明のタペットクリアランス調整機構の別の態様を示す図である。 本発明の図８におけるタペットクリアランス調整機構の拡大部品図であり、（ａ）は部品の側面図、（ｂ）は部品の正面図である。 本発明の他の実施例を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図であり、図１０における上面図である。 本発明のさらに他の実施例を示す図である。

符号の説明

１・・・クランクケース、２・・・シリンダブロック、３・・・シリンダヘッド、３ｄ・・・支持ボス、３ｇ・・・混合気噴射弁収容孔部、４・・・シリンダヘッドカバー、４ａ・・・覆い構造部、４ｂ・・・燃料噴射弁収容孔部、４ｃ・・・中央構造部、４ｄ・・・ロッカアームシャフトホルダ、１０・・・クランク軸、３０・・・動弁機構、３１・・・カム軸、３２・・・カムフォロア、３３・・・プッシュロッド、３４・・・ロッカアーム、３８・・・調整部材、３８ａ・・・板状部材、３８ｂ・・・偏心軸、４０・・・混合気燃料噴射弁装置、４０Ａ・・・燃料室、４０Ｂ・・・圧縮空気室、４１・・・混合気噴射弁、４２・・・燃料噴射弁、４３・・・接続部、５，６・・・インジェクタキャップ、５０・・・押え板、５１ａ，５１ｂ・・・柱状部材、７・・・キャップ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・ボルト、Ｅ・・・内燃機関、Ｐ・・・ピストン、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・シール部材であるＯリング。

Claims (3)

1. シリンダヘッドと、シリンダヘッドカバーと、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射すべく前記シリンダヘッドおよび前記シリンダヘッドカバーを貫通して取付けられる混合気燃料噴射装置とを備えた筒内直噴式内燃機関において、
   前記シリンダヘッドカバーは燃料噴射装置を嵌装させる貫通孔を備えると共に燃料噴射装置を覆ってシリンダヘッドに取付けられており、前記シリンダヘッド側から前記シリンダヘッドカバーを貫通して前記燃料噴射装置の上部に延びる支持ボスが設けられ、該支持ボスに燃料噴射装置を固定する固定部を備えるインジェクタホルダが設けられていることを特徴とする筒内直噴式内燃機関。
2. 前記インジェクタホルダは、ロッカーアームシャフトホルダと一体構造であることを特徴とする前記請求項１に記載の筒内直噴式内燃機関。
3. 前記燃料噴射弁とインジェクタホルダにはこれら両者を覆うインジェクタキャップが設けられていることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の筒内直噴式内燃機関。

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