JP2007270653A - 筒内直噴内燃機関の圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に構成可能な筒内直噴内燃機関の圧縮機を提供する。
【解決手段】内部に圧縮機シリンダボア８１ａが形成された圧縮機シリンダブロック８１と、圧縮機シリンダブロック８１に圧縮機シリンダボア８１ａを覆って結合された圧縮機シリンダヘッド８２と、圧縮機シリンダボア８１ａの内部に摺動自在に嵌合配設された往復摺動部材８３と、クランクシャフト２０により回転駆動される圧縮機駆動シャフトと、圧縮機駆動シャフトの回転を往復直線運動に変換して往復摺動部材８３に伝達する運動変換機構８５とから構成される筒内直噴内燃機関１０の圧縮機８０であって、圧縮機駆動シャフトとバランサシャフト７１とを一体に形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部にエンジンシリンダボアが形成されたエンジンシリンダブロックと、エンジンシリンダボアの内部に摺動自在に嵌合配設されたエンジンピストンと、エンジンシリンダブロックに結合され、内部にエンジンピストンと連動して回転するクランクシャフトが収容されるクランク室が形成されたクランクケースとから構成される筒内直噴内燃機関の圧縮機に関する。

二輪車等の車両に原動機として搭載される筒内直噴内燃機関には、例えばエアアシスト式の燃料噴射装置に供給される圧縮空気を発生させるため等に用いる圧縮機（エアコンプレッサ）が設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、筒内直噴内燃機関を駆動源とするピストンタイプの圧縮機が開示されている。この圧縮機は、クランクシャフトにより駆動されるカムシャフトの回転がチェーン伝動で圧縮機駆動シャフトに伝達され、圧縮機駆動シャフトの回転がスコッチヨーク機構の作用により往復直線運動に変換されて圧縮機ピストンに伝達されることで作動する。なお、圧縮機ピストンの作動方向は、エンジンシリンダボアの軸方向に対して平行になっている。

特開２００４−１０８２７２号公報

従来の圧縮機においては、上記のように圧縮機を駆動するためのシャフトを専用に設けている。このため、このシャフトに回転を伝達するための機構や、このシャフトを回転自在に支持するための軸受け構造についても専用に設けなければならず、筒内直噴内燃機関の部品点数の増加を招くおそれがあった。さらに、圧縮機ピストンが、エンジンシリンダボアの軸方向に往復動して上下振動を発生させるおそれがあるため、この振動を低減するような圧縮機の構成が課題になっている。

このような課題に鑑み、本発明は、筒内直噴内燃機関の構成を簡易にすることができ、振動の低減が図られた筒内直噴内燃機関の圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る筒内直噴内燃機関の圧縮機は、内部にエンジンシリンダボアが形成されたエンジンシリンダブロックと、エンジンシリンダボアの内部に摺動自在に嵌合配設されたエンジンピストンと、エンジンシリンダブロックに結合され、内部にエンジンピストンと連動して回転するクランクシャフトが収容されるクランク室が形成されたクランクケースと、クランク室に収容され、クランクシャフトにより回転駆動されてピストンの往復動に伴う振動を打ち消すためのウェイトが一体回転可能に設けられたバランサシャフトとから構成される筒内直噴内燃機関において、内部に圧縮機シリンダボアが形成された圧縮機シリンダブロックと、圧縮機シリンダブロックに圧縮機シリンダボアを覆って結合された圧縮機シリンダヘッドと、圧縮機シリンダボアの内部に摺動自在に嵌合配設された往復摺動部材と、クランクシャフトにより回転駆動される圧縮機駆動シャフトと、圧縮機駆動シャフトの回転を往復直線運動に変換して往復摺動部材に伝達する運動変換機構とから構成される筒内直噴内燃機関の圧縮機であって、圧縮機シリンダボアの軸をエンジンシリンダボアの軸直交方向に配置し、圧縮機駆動シャフトとバランサシャフトとを一体に形成している。

また、クランクシャフトの一端に設けられてクランクシャフトにより駆動される補器と、クランクシャフトの中央部に径方向に延びて設けられてクランクシャフトと一体回転可能なクランクウェイトとを備え、この補器とクランクウェイトの間に圧縮機を設けてもよい。さらに、クランクケースの側方を覆って取り付けられた補器カバーにより補機を収容する補器室を形成し、この補器室に補器を潤滑する潤滑油を供給しているときには、圧縮機シリンダブロックの外周にフィンを備えるとともに、補器室の内部に圧縮機を主要することが好ましい。

また、運動変換機構を、圧縮機駆動シャフトに偏心して設けられるとともに、往復摺動部材の端部に形成されて圧縮機シリンダボアの軸方向に対して直交方向に延びる摺動孔の内部に嵌合され、摺動孔の内部を往復摺動自在な偏心シャフトを有して構成されるスコッチヨーク機構で構成してもよい。

また、運動変換機構を、圧縮機駆動シャフトに設けられたカムと、一端がカムに当接して他端が往復摺動部材に連結され、クランクケースおよびエンジンシリンダブロックのいずれかに枢結されたリンクアームと、リンクアームの一端をカムに当接させる方向にリンクアームを付勢する付勢部材とから構成してもよい。このとき、カムを、バランサシャフトに対して偏心回転する偏心カムとし、このカムとウェイトとを一体にしてもよい。

上記のように構成される本発明に係る筒内直噴内燃機関の圧縮機によると、圧縮機駆動シャフトがバランサシャフトと一体に形成されるため、圧縮機駆動シャフトを駆動するための機構や軸受け構造を省略でき、筒内直噴内燃機関全体の小型化が図られる。また、ピストンの振動をクランクシャフトと連動するバランサウェイトにより低減することができる。

また、補器とクランクウェイトの間に圧縮機を設けることで、エンジン側方に形成されたスペースを有効活用することができ、エンジンの小型化が図られる。また、左補器室の内部に収容すると、冷却フィンを備えた圧縮機シリンダブロックの外周に補器の潤滑に用いられた潤滑油が供給される。これにより圧縮機が効果的に冷却され、圧縮機の駆動効率が向上する。

なお、運動変換機構をスコッチヨーク機構で構成しても、カム機構で構成しても、いずれの場合であっても安定して作動する圧縮機を提供できる。スコッチヨーク機構で構成する場合、偏心シャフトが圧縮機駆動シャフト（すなわち、バランサシャフト）に一体成形されるため、筒内直噴内燃機関の構成を簡略化できる。なお、カム機構で構成する場合、リンクアームの枢結部分から一端までの距離と、枢結部分から他端までの距離とを変更するだけで、往復摺動部材のストロークを変更でき、用途や配設位置に応じて圧縮機の性能を容易に変更できる。また、リンクアームの全長を変更するだけで、カムと往復摺動部材との距離を変更でき、圧縮機の配設自由度の向上が図られる。さらに、カムをウェイトと一体の偏心カムにすることにより、偏心回転によるバランサ機能を確保したままで、部品点数が削減された圧縮機を構成できる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、図中の矢印Ｕの向きを上方、矢印Ｆの向きを前方、矢印Ｒの向きを右方としており、これらの方向は運転者が見る方向に対応する。図１には、本発明に係る筒内直噴内燃機関の圧縮機を設けたエンジン１０を搭載した二輪車ＭＣの左側面図を示している。

自動二輪車ＭＣは、ダブルクレードルタイプの車体フレーム１を有し、車体フレーム１の前上部に設けられたヘッドパイプ２にフロントフォーク３が枢支されており、フロントフォーク３の下端に前輪４が回転自在に支持されている。ヘッドパイプ２の上方には、前輪４を転舵操作するためのハンドル５が取り付けられる。後輪６は、車体フレーム１に揺動自在に支持されたリヤフォークにより回転自在に支持されている。フロントフォーク２とシート７との間には、車体フレーム１に取り付けられた燃料タンク１１１が設けられている。また、車体フレーム１は、ヘッドパイプ２から後下方に向けて延びる上下延出部８ａと、上下延出部８ａの下端から屈曲して後方に向けて略水平に延びる前後延出部８ｂとからなる左右一対のアンダーフレーム８を有して構成される。左右一対のアンダーフレーム８の上下延出部８ａにより挟まれた空間には、ラジエータ９が配置されている。

二輪車ＭＣの下部に、車体フレーム１に懸架され、前輪４の後方に位置してエンジン１０が搭載されている。エンジン１０は、２つのシリンダブロック１２，２２がＶ字状の外形を形成し、上下延出部８ａの後方であって前後延出部８ｂの上方に位置してアンダーフレーム８に囲まれるようにして横置きされている。大きなキャスタ角θが設定されているため、前輪４とエンジン１０との間には所定サイズのスペース１０ａが確保されている。

図２〜図６に断面図を示すように、エンジン１０は、４ストローク・Ｖ型２気筒・ＯＨＶ４バルブタイプのガソリンを燃料とする筒内直噴エンジンであり、クランクケース１１と、クランクケース１１の上方に結合されて前方に配置された第１シリンダブロック１２と、クランクケース１１の上方に結合されて後方に配置された第２シリンダブロック２２と、第１シリンダブロック１２の上方に結合された第１シリンダヘッド１３と、第２シリンダブロック２２の上方に結合された第２シリンダヘッド２３とを有して構成される。

図２〜図４に示すように、シリンダブロック１２，２２の内部には、上下に開放された円筒状の空間が形成されており、この空間に下方から上下に開放されたシリンダスリーブ１４，２４が嵌め込まれている。シリンダスリーブ１４，２４の内周面に囲まれてシリンダボア１５，２５が形成され、このシリンダボア１５，２５の内部にピストン１６，２６が嵌合配設されている。ピストン１６，２６は、シリンダボア１５，２５の軸方向に摺動自在になっている。

シリンダボア１５，２５の上方を覆ってシリンダヘッド１３，２３が結合され、シリンダヘッド１３，２３の下面、シリンダスリーブ１４，２４の内周面およびピストン１６，２６の上面に囲まれて燃焼室１７，２７が形成される。なお、ピストン１６，２６の上面の略中央部に、凹状のキャビティー部１６ａ，２６ａが形成されている。シリンダヘッド１３，２３には、燃焼室１７，２７の中心部に電極部を臨ませて点火プラグ１８，２８が取り付けられており、燃焼室１７，２７の中心部に噴射口１００ａ，１０５ａを臨ませてインジェクタ１００，１０５が取り付けられている。また、シリンダヘッド１３，２３には、上方を覆ってヘッドカバー３３，３４が取り付けられる。

図３，図４に示すように、クランクケース１１は、左右半割りになっており、左ケース１１ａと右ケース１１ｂとが結合されてなり、内部に第１および第２シリンダボア１５，２５のそれぞれに連通するクランク室１１ｃが形成される。さらに、クランクケース１１の左側面（左ケース１１ａの左側面）を覆って左カバー３１が取り付けられ、クランクケース１１の右側面（右ケース１１ｂの右側面）を覆って右カバー３２が取り付けられている。左ケース１１ａの左側面と左カバー３１の内壁面とに囲まれて左補器室３１ａが形成され、右ケース１１ｂの右側面と右カバー３２の内壁面とに囲まれて右補器室３２ａが形成されている。

クランクケース１１には、クランクシャフト２０が回転自在に支持される。クランクシャフト２０は、左ジャーナル部２０ａが左ケース１１ａに支持され、左端部２０ｂが左補器室３１ａの内部に収容され、右ジャーナル部２０ｃが右ケース１１ｂに支持され、右端部２０ｄが右補器室３２ａの内部に収容される。このように支持されるクランクシャフト２０の中央部には、径方向に延びて設けられた２つのウェブ２０ｅ，２０ｅと、両ウェブ２０ｅ，２０ｅ間を繋ぐクランクピン２０ｆとが設けられ、これら２０ｅ，２０ｆがクランク室１１ｃの内部に収容される。ウェブ２０ｅ，２０ｅは側面視略扇状に成形されており、ピストン１６，２６の振動を軽減するバランサウェイトとして機能する。

クランクピン２０ｆには、左部に第１コンロッド１９の大端部が枢結され、右部に第２コンロッド２９の大端部が枢結される。第１コンロッド１９の小端部は、第１ピストン１６に枢結されており、第２コンロッド２９の小端部は、第２ピストン２６に枢結されている。これにより、クランクシャフト２０の回転に連動してピストン１６，２６が往復動する。このとき、両ピストン１６，２６は、所定の位相差で作動する。

図３に示すように、クランクシャフト２０の左端部２０ｂには、クランクシャフト２０により駆動される発電器４３が設けられている。また、クランクシャフト２０の左端部２０ｂには、発電器４３の右側に隣接してワンウェイクラッチ４４が取り付けられており、ワンウェイクラッチ４４の右側に隣接して、ワンウェイクラッチ４４を介してクランクシャフト２０に連結されたスタータギヤ４５ａが設けられている。発電器４３、ワンウェイクラッチ４４およびスタータギヤ４５ａは、左補器室３１ａの内部に収容されている。また、左補器室３１ａの内部には、発電器４３、ワンウェイクラッチ４４およびスタータギヤ４５ａなどを潤滑するための潤滑油が供給されている。

スタータギヤ４５ａには、左補器室３１ａの内部に収容された図示しないリダクションギヤ列を介して、図２に示すように左ケース１１ａに一体成形されたモータブラケット１１ｄに取り付けられるスタータモータ４５ｂの回転駆動力が伝達される。スタータモータ４５ｂは、ハンドル５の近傍に設けられたセルスイッチが操作されると、図示しないバッテリから電力が供給されて駆動される。

図２に軸位置を示すように、クランク室１１ｃの内部には、クランクシャフト２０（軸心Ｏ₂₀）の前下方に位置して第１バランサシャフト７１（軸心Ｏ₇₁）が回転自在に収容され、クランクシャフト２０の後下方に位置して第２バランサシャフト７６（軸心Ｏ₇₆）が回転自在に収容されている。なお、第１バランサシャフト７１は、第１バランサギヤ列７２を介してクランクシャフト２０の回転が伝達されて回転駆動され、第２バランサシャフト７６は、第２バランサギヤ列７７を介してクランクシャフト２０の回転が伝達されて回転駆動される。第１および第２バランサギヤ列７２，７７は、それぞれギヤ比が１：１に設定されており、第１および第２バランサシャフト７１，７６をクランクシャフト２０と同じ速度で回転させる。

図３に示すように、第１バランサシャフト７１は、左端部７１ａが左ケース１１ａに設けられたベアリング７３ａにより支持され、右端部７１ｂが右ケース１１ｂに設けられたベアリング７３ｂにより支持されている。なお、左端部７１ａを支持するベアリング７３ａを収容する空間は左ケース１１ａの側面を貫通して形成されており、左端部７１ａが左ケース１１ａの左側に突出して左補器室３１ａの内部に収容されている。第１バランサギヤ列７２は、左ケース１１ａの右側面に沿ってクランクシャフト２０に結合された第１バランサドライブギヤ７２ａと、第１バランサドライブギヤ７２ａと噛合して第１バランサシャフト７１に結合された第１バランサドリブンギヤ７２ｂとから構成され、クランク室１１ｃの内部に収容される。第１バランサシャフト７１の中心部には、扇状に形成された第１バランサウェイト７４がクランクシャフト２０のウェブ２０ｅ，２０ｅの間を回転可能に設けられている。

図４に示すように、第２バランサシャフト７６は、左端部７６ａが左ケース１１ａに設けられたベアリング７８ａにより支持され、右端部７６ｂが右ケース１１ｂに設けられたベアリング７８ｂにより支持されている。右端部７６ｂを支持するベアリング７８ｂを収容する空間は右ケース１１ｂの側面を貫通して形成されており、右端部７６ｂが右ケース１１ｂから突出して右補器室３２ａの内部に収容されている。第２バランサギヤ列７７は、クランクシャフト２０の右端部２０ｄに連結された第２バランサドライブギヤ７７ａと、第２バランサドライブギヤ７７ａと噛合して第２バランサシャフト７６の右端部７６ｂに結合された第２バランサドリブンギヤ７７ｂとから構成され、右補器室３２ａの内部に収容される。第２バランサシャフト７６の中心部には、扇状に形成された第２バランサウェイト７９がクランクシャフト２０のウェブ２０ｅ，２０ｅの間を回転可能に設けられている。なお、クランクシャフト２０の右端部２０ｄには、第２バランサドライブギヤ７７ａの右側面に連結され、皿バネを有して構成されるダンパー４６が設けられている。クランクシャフト２０から第２バランサギヤ列７７に過剰なトルクが入力されたときに、このトルクがダンパー４６の皿バネにより吸収されるようになっており、第２バランサドライブギヤ７７ａの耐久性の確保が図られている。

二輪車ＭＣには、クランクシャフト２０の回転を後輪６に伝達する動力伝達装置４７が設けられている。動力伝達装置４７は、クランク室１１ｃの内部に回転自在に収容されてクランクシャフト２０と平行に設けられた変速機入力軸４８および変速機出力軸４９を有して構成されている。図２に軸位置を示すように、変速機入力軸４８（軸心Ｏ₄₈）は、第２バランサシャフト７６の後上方に配置され、変速機出力軸４９（軸心Ｏ₄₉）は、変速機入力軸４８の後方に配置されている。

変速機入力軸４８は、プライマリギヤ列４７ａを介して第２バランサシャフト７６の回転が伝達されて回転駆動される。プライマリギヤ列４７ａは、第２バランサドリブンギヤ７７ｂに一体成形されたプライマリドライブギヤ４７ｂと、プライマリドライブギヤ４７ｂと噛合してクラッチ機構４７ｄを介して変速機入力軸４８に連結されたプライマリドリブンギヤ４７ｂとから構成された減速機構であり、右補器室３２ａの内部に収容される。クラッチ機構４７ｄは、右補器室３２ａの内部に収容され、ハンドル５の近傍に設けられたクラッチレバーにより作動操作される摩擦係合要素であり、解放状態においてはプライマリドリブンギヤ４７ｂから変速機入力軸４８への動力伝達が遮断され、係合状態においてはプライマリドリブンギヤ４７ｂと変速機入力軸４８とが結合されてこの動力伝達が行われる。変速機入力軸４８と変速機出力軸４９との間には、互いにギヤ比の異なる複数の変速ギヤ列４７ｅが設けられる。変速機出力軸４８と後輪６との間には、図示しないチェーンドライブ機構が設けられている。

このように、クランクシャフト２０の回転が、第２バランサギヤ列７７、プライマリギヤ列４７ａ、変速ギヤ列４７ｅおよびチェーンドライブ機構を介して後輪６に伝達され、二輪車ＭＣが走行可能になっている。

なお、左補器室３１ａの内部には、側面視において変速機入力軸４８からクランクシャフト２０との間（すなわち、第２バランサシャフト７６の周辺）や、ウェブ２０ｅ，２０ｅを収容させるクランク室１１ｃを区画形成する左ケース１１の左側面と、左端部２０に設けられた発電器４３との間に、スペース１０ｂが確保されている。

図３，図５に示すように、第１シリンダヘッド１３の内部には、第１燃焼室１７から後方に延びる吸気通路１２１と、第１燃焼室１７から前方に延びる排気通路１２２とが形成されている。吸気通路１２１は、一端が第１シリンダブロック１３の後部に開口する外部連通口１２１ａを介して外部と連通し、二股の他端が２つの吸気口１２１ｂ，１２１ｂを介して第１燃焼室１７に連通する。排気通路１２２は、一端が第１シリンダヘッド１３の前部に開口する外部連通口１２２ａを介して外部に連通し、二股の他端が２つの排気口１２２ｂ，１２２ｂを介して第１燃焼室１７に連通する。

また、図４，図５に示すように、第２シリンダヘッド２３においては、吸気通路１３１が第２燃焼室２７から前方に延びて形成され、排気通路１３２が第２燃焼室２７から後方に延びて形成されており、吸気通路１３１の一端に外部連通口１３１ａが第２シリンダヘッド２３の前部に開口して形成され、二股の他端に２つの吸気口１３１ｃ，１３１ｃが第２燃焼室２７に開口して形成され、排気通路１３２の一端に第２シリンダヘッド２３の後部に開口する外部連通口１３２ａが形成され、二股の他端に第２燃焼室２７に開口する２つの排気口１３２ｂ，１３２ｂが形成される。

第１シリンダヘッド１３の前部に形成された外部連通口１２２ａには、第１排気管１２６が取り付けられる。図１に示すように、第１排気管１２６は、アンダーフレーム８の上下延出部８ａに沿って下方に延びるとともに、屈曲されて車両下部を略水平に後方に向けて延びて設けられており、側面視において後輪６の下部に重なって配設される第１消音器１２８に接続されている。第２シリンダヘッド２３の後部に形成された外部連通口１３２ａには、第２排気管１２７が取り付けられている。図１に示すように、第２排気管１２７は、後下方に延びて設けられ、側面視において後輪６の中央部に重なって設けられる第２消音器１２９に接続されている。

第１および第２シリンダヘッド１２，２２の間に形成される側面視Ｖ字状の空間に、図５に示すように、平面視略Ｔ字状の吸気管１２３が設けられる。吸気管１２３は、前方開口１２３ａが第１シリンダヘッド１３の後部に形成された外部連通口１２１ｃに接続され、後方開口１２３ｂが第２シリンダヘッド２３の前部に形成された外部連通口１３１ｃに接続され、右方開口１２３ｃが吸気量を調整するスロットルバルブ１２４のバルブボディに接続される。スロットルバルブ１２４のバルブボディには、車両右側を後方に延びる図示しない配管が接続される。この配管の上流端（後方端）には、車両右側において図１に示すようにシート７の下方に配設されたエアクリーナ１２５が接続される。

なお、このＶ字状の空間には、排ガス中に含まれる窒素酸化物等を低減するため、排ガスの一部を燃焼室１７，２７に還流させるための還流制御弁１３６が設けられている。還流制御弁１３６は、電磁駆動式の開閉弁であり、入口ポートが排気通路１２２，１３２に繋がる排気導入管１３７に接続され、出口ポートが吸気管１２３に接続されている。なお、排気導入管１３７には逆流防止用のリード弁１３８，１３８が設けられる。

また、第１および第２シリンダヘッド１３，２３には、吸気口１２１ｂ，１３１ｂを開閉する吸気バルブ４１ａ，４１ｂと、排気口１２２ｂ，１３２ｂを開閉する排気バルブ４２ａ，４２ｂとが、弁バネにより常には閉止方向（上方）に付勢されて取り付けられている。図３に示すように、第１シリンダヘッド１３に設けられた吸気バルブ４１ａおよび排気バルブ４２ａを駆動するための第１動弁機構は、第１シリンダブロック１２、第１シリンダヘッド１３および第１ヘッドカバー３３の右側内部を連通して形成されて右補器室３２ａに連通する第１動弁室５０ａに収容されている。また、図４に示すように、第２シリンダヘッド２３に設けられた吸気バルブ４１ｂおよび排気バルブ４２ｂを駆動するための第２動弁機構は、第２シリンダブロック２２、第２シリンダヘッド２３および第２ヘッドカバー３４の左側内部を連通して形成されて左補器室３１ａに連通する第２動弁室５０ｂに収容されている。

図３，図４，図６に示すように、第１および第２動弁機構は、シリンダブロック１２，２２に回転自在に支持されて動弁室５０ａ，５０ｂの内部に収容されたカムシャフト５１，６１と、クランクシャフト２０の回転をカムシャフト５１，６１に伝達するためのチェーン伝動機構５２，６２と、カムシャフト５１，６１に設けられた吸気用カム５３，６３および排気用カム５４，６４と、シリンダブロック１２，２２に枢結されて吸気用カム５３，６３に当接するローラ５５ａ，６５ａを備えた吸気用カムフォロア５５，５６と、シリンダブロック１２，２２に枢結されて排気用カム５４，６４に当接するローラ５６ａ，６６ａを備えた排気用カムフォロア５６，６６と、シリンダヘッド１３，２３の内部に設けられたピン５７ａ，５８ａ，６７ａ，６８ａに枢結されて揺動自在の吸気用ロッカーアーム５７，６７および排気用ロッカーアーム５８，６８と、一端が吸気用カムフォロア５５，６５に当接して他端が吸気用ロッカーアーム５７，６７の一端に当接する吸気用プッシュロッド５９，６９と、一端が排気用カムフォロア５６，６６に当接して他端が排気用ロッカーアーム５８，６８の一端に当接する排気用プッシュロッド６０，７０とから構成される。

チェーン伝動機構５２，６２は、クランクシャフト２０に結合されたカムドライブスプロケット５２ａ，６２ａと、カムシャフト５１，６１に結合されたカムドリブンスプロケット５２ｂ，６２ｂと、両スプロケット５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂの間に掛け渡されたカムチェーン５２ｃ，６２ｃとから構成される。第１動弁機構のカムドライブスプロケット５２ａはクランクシャフト２０の右端部２０ｄに設けられて右補器室３２ａの内部に収容され、第２動弁機構のカムドライブスプロケット６２ａはクランクシャフト２０の左端部２０ｂに設けられて左補器室３１ａの内部に収容されている。カムシャフト５１，６１は、チェーン伝動機構５２，６２を介してクランクシャフト２０の回転が二分の一の速度に減速されて伝達される。また、吸気用および排気用ロッカーアーム５７，５８，６７，６８の他端はいずれも二股になっており、吸気用ロッカーアーム５７，６７の他端は、２つの吸気用バルブ４１ａ，４１ｂの上端にそれぞれ当接し、排気用ロッカーアーム５８の他端は、２つの排気用バルブ４２ａ，４２ｂの上端にそれぞれ当接する。

二輪車ＭＣ（エンジン１０）には、図示しない制御装置が備えられる。制御装置は、基板上にメモリ、ＣＰＵ、入出力インタフェース等が実装されて構成されており、車両各部に配設されたセンサからの検出信号が入力され、予め設定された制御スケジュールに基づき、入力された検出信号に応じて点火プラグ１８，２８およびインジェクタ１００，１０５に作動制御信号を出力する。制御装置に接続されるセンサとして、スロットルバルブ１２４の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ、クランクシャフト２０の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ、クランク角を検出するクランク角センサ等がある。この制御装置により、エンジン１０の作動状態に応じた最適のタイミングで点火プラグ１８，２８およびインジェクタ１００，１０５が駆動される。

このようなエンジン１０においては、セルスイッチが操作されて始動モータ４５ｂが駆動されると、始動モータ４５ｂの回転駆動力がスタータギヤ４５ａに伝達され、クランクシャフト２０が回転駆動される。クランクシャフト２０が回転してピストン１６，２６が上死点近傍から下動すると、吸気バルブ４１ａ，４１ｂが吸気口１２１ｂ，１３１ｂを開放し、燃焼室１７，２７に吸気管１２３および吸気通路１２１，１３１により導かれたエアが吸入される（吸気行程）。なお、吸気管１２３には、エアクリーナ１２５により浄化されたエアがスロットルバルブ１２４の開度に応じた量だけ導入される。ピストン１６，２６が下死点近傍に達すると、吸気バルブ４１ａ，４１ｂが吸気口１２１ｂ，１３１ｂを閉塞する。

ピストン１６，２６が下死点から上動すると、燃焼室１７，２７に吸入されたエアが圧縮される（圧縮行程）。この上動過程において、制御装置により駆動されてインジェクタ１００，１０５が開弁して燃焼室１７，２７の内部に燃料が直接的に噴射され、燃焼室１７，２７の内部で混合気が形成される。なお、インジェクタ１００，１０５の噴射口１００ａ，１０５ａは、キャビティー部１６ａ，２６ａに対向しており、噴射された燃料がキャビティー部１６ａ，２６ａの周辺に集められるようになっている。

ピストン１６，２６が上死点近傍に達すると、制御装置により駆動されて点火プラグ１８，２８が作動し、混合気が着火されて燃焼し、ピストン１６，２６を下動させる（燃焼行程）。なお、ピストン１６，２６が上死点近傍に位置するときにおいて点火プラグ１８，２８の電極部はキャビティー部１６ａ，２６ａに臨み、キャビティー部１６ａ，２６ａの周辺に集められた混合気（燃料）がよく燃焼される。ピストン１６，２６が下死点近傍に達すると、排気バルブ４２ａ，４２ｂが排気口１２２ｂ，１３２ｂを開放し、燃焼室１７，２７から燃焼後のガスが排出される（排気行程）。ピストン１６，２６が上死点近傍に達すると、排気バルブ４２ａ，４２ｂが排気口１２２ｂ，１３２ｂを閉塞するとともに、吸気バルブ４１ａ，４１ｂが再び吸気口１２１ｂ，１３１ｂを開放する。

このように、ピストン１６，２６が２往復する間に、一連の吸気〜排気行程が行われる。なお、クランクシャフト２０の回転速度が所定速度を超えると、ワンウェイクラッチ４４がフリーになってスタータギヤ４５ａからクランクシャフト２０への動力伝達が遮断される。クランクシャフト２０が回転駆動されると、ウェブ２０ｅ，２０ｅが回転するとともに、第１および第２バランサシャフト７１，７６が駆動されて第１および第２バランサウェイト７４，７９が回転する。これらのウェイト部材２０ｅ，２０ｅ，７４，７９がピストン１６，２６の往復動に同期して回転することにより、ピストン１６，２６の作動に応じて発生する振動が軽減される。

図３，図４，図７，図８に示すように、インジェクタ１００，１０５は、燃料ポンプ１１５から吐出された燃料を噴射口１０２ａから噴射する燃料インジェクタ１０２と、燃料インジェクタ１０２の下方に直結され、燃料インジェクタ１０２の噴射口１０２ａから噴射された燃料と圧縮機から吐出された圧縮空気とを導入し、燃焼室１７，２７の中心部に臨ませた噴射口１０１ａから圧縮空気の圧力を利用して燃料を噴射するエアインジェクタ１０１とから構成されている。エアインジェクタ１０１の噴射口１０１ａが、第１および第２インジェクタ１００，１０５の噴射口１００ａ，１０５ａになる。

エアインジェクタ１０１および燃料インジェクタ１０２は、噴射口１０１ａ，１０２ａを開閉する電磁駆動式のバルブを備えて構成される。このバルブは、常には噴射口１０１ａ，１０２ａを閉塞するように作動し、制御装置から作動制御信号が出力されて内蔵するソレノイドが励磁されると、噴射口１０１ａ，１０２ａを開放するように作動する。

燃料インジェクタ１０２のボディの外面には、ボディ内部に形成された燃料室に連通する燃料吸入ポート１０２ｂが開口している。燃料室は、ボディ内部の通路を介して燃料インジェクタ１０２の下端に形成された噴射口１０２ａに連通されている。

エアインジェクタ１０１は、燃料インジェクタ１０２の下端部を保持するため、ボディの上端面が開放されている。この上端面から燃料インジェクタ１０１の下端部がエアインジェクタ１０１のボディの内部に挿入されると、燃料インジェクタ１０２の噴射口１０２ａがエアインジェクタ１０１のボディの内部に形成された混合気室１０１ｂに臨んだ状態で保持される。また、ボディの外面には、混合気室１０１ｂに連通するエア吸入ポートが開口している。混合気室１０１ｂは、ボディ内部の通路を介してエアインジェクタ１０１の下端に形成された噴射口１０１ａに連通されている。

インジェクタ１００，１０５は、シリンダヘッド１３，２３に形成された下部収容空間１３ａ，２３ａと、シリンダヘッド１３，２３の上面に結合されたインジェクタホルダ３５，３６に形成された上部収容空間３５ａ，３６ａに収容されて保持される。

シリンダヘッド１３，２３の下部収容空間１３ａ，２３ａは、燃焼室１７，２７の天井面中心部からシリンダボア１５，２５の軸に沿って上下に延びて形成され、シリンダヘッド１３，２３の上面と燃焼室１７，２７とを連通させる。この下部収容空間１３ａ，２３ａにはエアインジェクタ１０１の下端部が嵌合収容される。これにより、エアインジェクタ１０１が、噴射口１０１ａ（１００ａ，１０５ａ）を燃焼室１７，２７の天井面中心部から所定距離だけ下方に突出させた状態で位置決めされ、シリンダヘッド１３，２３に保持される。

インジェクタホルダ３５，３６は、ノックピン９８ａを用いてシリンダヘッド１３，２３の上面に位置決めされて結合される。この結合により、上部収容空間３５ａ，３６ａが下部収容空間１３ａ，２３ａと連通され、エア吸入ポートの周囲に空間が形成される。さらに、上部収容空間３５ａ，３６ａには、燃料インジェクタ１０２が嵌合収容され、燃料インジェクタ１０２の頭部１０２ｃに設けられたフランジがインジェクタホルダ３５，３６の上面に当接する。これにより、燃料インジェクタ１０２は、噴射口１０２ａが混合気室１０１ｂに臨む状態で位置決めされ、燃料吸入ポート１０２ｂの周囲には空間が形成される。

また、インジェクタホルダ３５，３６には、エア吸入ポートの周囲に形成された空間に連通するエア通路３５ｂ，３６ｂと、燃料吸入ポート１０２ｂの周囲に形成された空間に連通する燃料通路３５ｃ，３６ｃとが形成されている。これらの通路３５ｂ，３５ｃ，３６ｂ，３６ｃは、インジェクタホルダ３５，３６の外面に開口している。

ヘッドカバー３３，３４には、上面中央部に開口が形成されており、この開口を覆ってインジェクタカバー３７，３８が取り付けられる。インジェクタカバー３７，３８には、内壁面から突出するリブ３７ａ，３８ａが一体成形されている。インジェクタカバー３７，３８が取り付けられると、このリブ３７ａ，３８ａにより、頭部１０２ｃのフランジ上面に設けられたカラー９８ｂを介して、燃料インジェクタ１０２が下方に押し付けられる。これにより、燃料インジェクタ１０２およびインジェクタホルダ３５，３６が上下に支持される。また、ヘッドカバー３３，３４は、開口縁から下方に向けて折り曲げられており、折曲リブ３３ａ，３４ａの先端がガスケット９８ｃを介してインジェクタホルダ３５ａ，３６ａの上面に突き当てられている。これにより、ヘッドカバー３３，３４の中央部が支持される。

図８に示すように、燃料インジェクタ１０２に供給される燃料は、燃料タンク１１１に蓄えられており、燃料タンク１１１の内部に設けられた燃料ポンプ１１２から吐出される。燃料ポンプ１１２の吸入口に繋がれた燃料供給路１１６と、燃料ポンプ１１２の吐出口とインジェクタホルダ３５，３６の内部に形成された燃料通路３５ｃ，３６ｃとを接続する燃料供給路１１７とには、フィルタ１１３，１１４が介設されている。燃料供給路１１７には燃料圧レギュレータ１１５が設けられており、燃料ポンプ１１２から吐出された燃料が所定圧に調圧される。燃料圧レギュレータ１１５からの余剰燃料は燃料タンク１１１に戻される。

エアインジェクタ１０１に供給される圧縮空気は、図２，図３，図９に示す第１構成例の圧縮機８０から吐出される。圧縮機８０は、左ケース１１ａの左側面に一体に成形されて内部に円筒状の圧縮機シリンダボア８１ａが形成された圧縮機シリンダブロック８１と、圧縮機シリンダボア８１ａを覆って圧縮機シリンダブロック８１に結合された圧縮機シリンダヘッド８２と、圧縮機シリンダボア８１ａの内部に摺動自在に嵌合配設された圧縮機ピストン８３と、圧縮機ピストン８３に一体に繋がった平板状の圧縮機ピストンロッド８４と、圧縮機ピストンロッド８４を介して圧縮機ピストン８３に往復直線運動を伝達するスコッチヨーク機構８５とから構成される。なお、圧縮機シリンダボア８１ａの軸が前後方向（クランクシャフト２０の軸直交方向、シリンダボア１５，２５の軸直交方向）に延びるようにして圧縮機シリンダブロック８１が成形されており、圧縮機シリンダブロック８１の外周には冷却フィン８１ｂが一体成形されている。また、圧縮機８０のボディを構成する圧縮機シリンダブロック８１と圧縮機シリンダヘッド８２との間には、金属板材で成形されたガスケット９１が介設されており、圧縮機８０のボディは、左補器室３１ａの内部において上記スペース１０ｂに収容される。

スコッチヨーク機構８５は、圧縮機ピストンロッド８４の先端に圧縮機シリンダボア８１ａの軸に対して直角方向に延びて形成された摺動孔８４ａの内部に摺動自在に嵌合配設されたスライダ８６と、第１バランサシャフト７１の左端部７１ａに一体成形されて左方向に向けて圧縮機シリンダブロック８１の内部まで延び、スライダ８６に回転自在に連結された偏心シャフト８７とから構成されている。

圧縮機８０のボディの内部には、ガスケット９１と、圧縮機ピストン８３と、圧縮機シリンダボア８１ａを形成する内周面とに囲まれて圧縮室８０ａが形成される。圧縮機シリンダヘッド８２には、圧縮室８０ａに連通可能な吸入ポート８０ｂと吐出ポート８０ｃとが形成されている。吸気ポート８０ｂは、圧縮機吸入路８０ｄを介してエアクリーナ１２５に接続されている。吐出ポート８０ｃは、圧縮機吐出路８０ｅを介してインジェクタホルダ３５，３６のエア通路３５ｂ，３６ｂに連通されている。

圧縮機８０には、吸入ポート８０ｂを圧縮室８０ａに対して開閉するリード弁９２と、吐出ポート８０ｃを圧縮室８０ａに対して開閉するポペット弁９５とが設けられている。リード弁９２は、ガスケット９１に一体成形されており、常には吸入ポート８０ｃを閉塞するが、圧縮室８０ａが負圧になると下方に弾性変形して吸入ポート８０ｃを開放する。ポペット弁９５は、吐出ポート８０ｄの内部に形成された着座面８２ａに着座する円板状の弁体９６と、弁体９６を着座面８２ａに着座させる方向に付勢する弁バネ９７とから構成され、常には弁バネ９７により付勢されて弁体９６が吐出ポート８０ｄを閉塞する。圧縮機ピストン８３の上面には、弁体９６の下方に対向する位置に円板状に突出する凸部８３ａが形成されている。

このような圧縮機８０においては、第１バランサシャフト７１が回転すると、スコッチヨーク機構８５の作用により、圧縮機ピストンロッド８４に圧縮機シリンダボア８１ａの軸方向への往復直線運動が伝達され、圧縮機ピストン８３が圧縮機ピストンロッド８４と連動して圧縮機シリンダボア８１ａの内部を軸方向に往復摺動する。圧縮機ピストン８３が上死点から下動（左方向に移動）すると、圧縮室８０ａの内部が負圧になってリード弁９２が開弁して吸入ポート８０ｃが圧縮室８０ａに連通され、エアクリーナ１２５から圧縮機吸入路８０ｄにより導かれたエアが圧縮室８０ａの内部に吸入される。圧縮機ピストン８３が下死点から上動（右方向に移動）すると、リード弁９２が閉弁し、圧縮室８０ａの内部のエアが圧縮される。上死点近傍まで上動すると、圧縮機ピストン８３に形成された凸部８３ａが弁バネ９７の付勢力に抗して弁体９６を上方に押圧し、ポペット弁９５が開弁して吐出ポート８０ｄが圧縮室８０ａに連通され、圧縮されたエアが圧縮機吐出路８０ｅに吐出される。

このように圧縮機８０は、第１バランサギヤ列７２を介してクランクシャフト２０の回転が伝達されてクランクシャフト２０と同じ速度で回転する第１バランサシャフト７１を駆動軸としており、一次バランサ軸と圧縮機駆動軸とが共用部材になっている。第１バランサシャフト７１はクランクシャフト２０と同じ速度で回転するが、クランクシャフト２０のクランク角がほぼ９０度にあるときに圧縮機ピストン８３を下死点に位置させ、クランクシャフト２０のクランク角がほぼ２７０度にあるときに圧縮機ピストン８３を上死点に位置させるように、スコッチヨーク機構８５が設定されている。すなわち、クランクシャフト２０が２回転する間に２回圧縮機８０から圧縮空気が吐出されるようになっており、噴射タイミングの異なる２つのインジェクタ１００，１０５のそれぞれに、燃料噴射タイミングに合わせて効率よく圧縮空気を供給することができる。また、２つのインジェクタ１００，１０５に圧縮空気を供給するが、２回に分けて圧縮空気を供給するため、圧縮機８０の容量を小型化できる。

圧縮機吐出路８０ｅは、一端開口が圧縮機８０の吐出ポート８０ｃに接続された配管１４０と、左ケース１１ａの内部に形成されて配管１４０の他端開口が接続された第１内部通路１４１と、左ケース１１ａの内部に第１内部通路１４１から二股に分かれて形成される第２内部通路１４２および第５内部通路１４５と、第１シリンダブロック１２の内部に形成されて第２内部通路１４２と連通する第３内部通路１４３と、第１シリンダヘッド１３の内部に形成されて第３内部通路１４３と連通する第４内部通路１４４と、第２シリンダブロック２２の内部に形成されて第５内部通路１４５と連通する第６内部通路１４６と、第２シリンダヘッド２３の内部に形成されて第６内部通路１４６と連通する第７内部通路１４７とを有して構成される。

第１内部通路１４１は、左ジャーナル部２０ａを支持する支持孔１１ｅを避けて上方に延びて形成され、さらに、屈曲されて左ケース１１ａの内部をＶ字基端部１１ｆまで延びて形成されている。

第２内部通路１４２は、左ケースの内部を第１内部通路１４１の端部から第１シリンダブロック１２に向けて延び、第１シリンダブロック１２との整合面に開口する。第３内部通路１４３は、第１シリンダブロック１２の内部後側を延びて形成され、一端開口が左ケース１１ａとの整合面に開口し、他端開口が第１シリンダヘッド１３との整合面に開口する。第４内部通路１４４は、一端開口が第１シリンダブロック１２との整合面に開口し、他端開口が第１シリンダヘッド１３の上面に開口する。

図５に示すように、第４内部通路１４４の他端開口には、第１シリンダヘッド１３および第１ヘッドカバー３３の内部を延びる配管１４８が接続されており、図３に示すように、この配管１４８は、インジェクタホルダ３５のエア通路３５ｂの開口に取り付けられたＴ字状の継手１５１に繋がれ、継手１５１を介してエア通路３５ｂに連通される。また、継手１５１には、第１シリンダヘッド１３および第１ヘッドカバー３３の内部に設けられた空気圧レギュレータ１５０に繋がる配管１４９が接続されており、圧縮機８０から吐出された圧縮空気が所定圧に調圧される。

第５内部通路１４５は、左ケース１１ａの内部を第１内部通路１４１の端部から第２シリンダブロック２２に向けて延び、第２シリンダブロック２２との整合面に開口する。第６内部通路１４６は、第２シリンダブロック２２の内部後側を延びて形成され、一端開口が左ケース１１ａとの整合面に開口し、他端開口が第２シリンダヘッド２３との整合面に開口する。第７内部通路１４７は、一端開口が第２シリンダブロック２２との整合面に開口し、他端開口が第２シリンダヘッド２３の上面に開口する。

図５に示すように、第７内部通路１４４の他端開口には、第２シリンダヘッド２３および第２ヘッドカバー３４の内部を延びる配管１５２が接続されており、図７に示すように、この配管１５２は、インジェクタホルダ３６のエア通路３６ｂの開口に取り付けられたＴ字状の継手１５５に繋がれ、継手１５５を介してエア通路３６ｂに連通される。また、継手１５５には、第２シリンダヘッド２３および第２ヘッドカバー３３の内部に設けられた空気圧レギュレータ１５４に繋がる配管１５３が接続されており、圧縮機８０から吐出された圧縮空気が所定圧に調圧される。

このようにして、圧縮機８０から吐出された圧縮空気は、第２〜第４内部通路１４２〜１４４を介して第１インジェクタ１００の混合気室１０１ｂに供給され、第５〜第７内部通路１４５〜１４７を介して第２インジェクタ１０５の混合気室１０１ｂの内部に供給される。ここで、第１内部通路１４１は左ケース１１ａのＶ字基端部１１ｆまで延びて形成され、第２〜第４内部通路１４２〜１４４の距離と第５〜第７内部通路１４５〜１４７の距離とがほぼ等しくなっているため、圧縮機８０から第１インジェクタ１００の混合気室１０１ｂに供給されるまでに受ける圧力損失と、圧縮機８０から第２インジェクタ１０５の混合気室１０１ｂに供給されるまでに受ける圧力損失とがほぼ等しくなる。これにより、第１および第２インジェクタ１００，１０５の燃料噴射圧をほぼ等しくでき、エンジン１０を安定して作動させることができる。

この構成例によると、エンジン１０の振動を軽減するために既設されている第１バランサシャフト７１と、圧縮機８０の駆動シャフトとが一体になっている。このため、従来のように駆動シャフトを回転駆動するための伝動機構や、駆動シャフトを支持する軸受け構造を専用に設ける必要がなくなり、圧縮機の構成を簡略化でき、エンジンの小型化や低コスト化が図られる。なお、第１バランサシャフト７１は、一次バランサ軸として機能させるため、クランクシャフト２０と同じ速度で回転するように既設されたシャフトである。このようなシャフトと圧縮機８０の駆動シャフトとが一体になっているため、圧縮機ピストン８３が、ウェブ２０ｅ，２０ｅおよび第１バランサウェイト７１と同期して往復動するため、圧縮機８０により発生するおそれのある振動が低減される。また、このように同期して作動する圧縮機ピストン８３の往復動を利用してエンジン２０のピストン１６，２６の振動低減も図られるため、バランサウェイトの小型化なども図られる。さらには、クランクシャフト２０が２回転するごとに一度作動するインジェクタ１００，１０５への圧縮空気吐出タイミングを簡単に最適設定することができる。

また、圧縮機８０が左補器室８１ａの内部に収容されており、潤滑油が圧縮機シリンダブロック８１の外周にも供給される。なお、この外周には、表面積を増加させる冷却フィン７８１ｂが成形されている。このような外周に潤滑油が供給されるため、圧縮機８０が冷却されて駆動効率が向上する。なお、圧縮機８０は、左補器室３１ａの内部において、左側のウェブ２０ｅと、左端部２０ｂに設けられた発電器４３やスタータギヤ４５ａなどの補器との間に形成された隙間のスペース１０ｂに設けられており、左補器室３１ａの空間が有効利用され、エンジン１０全体の小型化が図られている。

また、このエンジン１０は、大きなキャスタ角θが設定された二輪車ＭＣに搭載されており、前輪４とエンジン１０の前下部との間にスペース１０ａが確保されている。その上で、第１バランサシャフト７１は、クランク室１１ｃの内部において前下部に配置されており、圧縮機８０はクランクケース１１の前下部に設けられている。これにより、このスペース１０ａを利用して、このような箇所に無理なく圧縮機を配置することができる。

次に、第２構成例の圧縮機１８０について説明する。第１構成例と同一の部材については同一の符号を付して重複説明を省略する。この圧縮機１８０についても、左ケース１１ａの左側面に一体成形された圧縮機シリンダブロック１８１と、圧縮機シリンダヘッド１８２と、圧縮機ピストン１８３と、圧縮機ピストン１８３に枢結された棒状の圧縮機ピストンロッド１８４とから構成されており、第１バランサシャフト１７１を圧縮機１８０の駆動シャフトと一体に形成している。圧縮機シリンダブロック１８１は、図２に示すように左ケース１１ａの前下部に配置され、内部に形成される圧縮機シリンダボア１８１ａの軸が前後方向に延びるように成形されている。

また、圧縮機シリンダブロック１８１と圧縮機シリンダヘッド１８２とで構成される圧縮機１８０のボディの内部には、第１構成例と同様に、圧縮室１８０ａ、吸入ポート１８０ｂおよび吐出ポート１８０ｃが形成されている。吸入ポート１８０ｂは、圧縮機吸入路８０ｄを介してエアクリーナ１２５に接続され、リード弁９２を介して圧縮室１８０ａに連通される。吐出ポート１８０ｃは、ポペット弁９５を介して圧縮室１８０ａに連通され、配管１４０を有して構成された圧縮機吐出路８０ｅを介してインジェクタ１００，１０５の混合気室１０１ｂに接続される。

第１バランサシャフト１７１は、左端部１７１ａが左ケース１１ａに設けられたベアリング７３ａにより支持され、右端部１７１ｂが右ケース１１ｂに設けられたベアリング７３ｂにより支持され、クランク室１１ｃの内部においてクランクシャフト２０の前下方に収容される。第１バランサシャフト１７１は、クランク室１１ｃの内部に収容された第１バランサギヤ列７２を介してクランクシャフト２０の回転が伝達されることにより、クランクシャフト２０と同じ速度で回転する。なお、左端部１７１ａは、第１構成例のように左ケース１１ａから突出することなく、クランク室１１ｃの内部に収容されている。

第１バランサシャフト１７１には、クランクシャフト２０のウェブ２０ｅ，２０ｅの間を回転可能に第１バランサウェイト１７４が設けられている。この第１バランサウェイト１７４は、円板状に形成されるとともに、中心Ｏ₁₇₄が第１バランサシャフト１７１の軸心Ｏ₁₇₁に対して偏心して設けられている。

圧縮機１８０は、カム機構１８５の作用により、第１バランサシャフト７１の回転が往復直線運動に変換されて圧縮機ピストンロッド１８４に伝達され、圧縮機ピストンロッド１８４に連結された圧縮機ピストン１８３が圧縮機シリンダボア１８１ａの内部で軸方向に往復動するように構成されている。カム機構１８５は、第１バランサウェイト１７４と、左ケース１１ａに揺動自在に取り付けられたリンクアーム１８６と、リンクアーム１８６の先端部を第１バランサウェイト１７４に当接させる方向に付勢するリターンスプリング１８７とから構成される。

リンクアーム１８６は、略Ｌ字状に形成されており、Ｌ字屈曲部１８６ａが左ケース１１ａの内壁面に枢結されて揺動自在になっており、第１アーム部１８６ｂの先端部１８６ｃにローラ１８８が取り付けられ、第２アーム部１８６ｄの先端部１８６ｅが左ケース１１ａの左側面に形成された図示しない切り欠きから突出して圧縮機ピストンロッド１８４に連結されている。リンクアーム１８６は、ローラ１８８が常に第１バランサウェイト１７４の外周面に当接できるように、Ｌ字屈曲部１８６ａの枢結位置と第１アーム部１８６ｂの長さとが設定されている。

リターンスプリング１８７は、一端が左ケース１１ａの内壁面に形成された係止溝１１ｇに係止され、他端がリンクアーム１８６の第１アーム部１８６ｂに形成された係止溝１８６ｆに係止されたコイルスプリングであり、リンクアーム１８６を図１０に示す矢印ｒ方向に付勢して第１アーム部１８６ｂの先端部１８６ｃが第１バランサウェイト１７４に当接する状態を維持させる。

このように構成される圧縮機１８０においては、クランクシャフト２０が回転して第１バランサシャフト１７１が駆動されると、第１バランサウェイト１７４が偏心回転する。この偏心回転により、ピストン１６，２６の往復動に伴う振動の軽減が図られ、第１バランサシャフト１７１が一次バランサ軸として機能する。

ここで、第１バランサウェイト１７４が回転すると、第１バランサウェイト１７４が偏心カムとして機能し、リンクアーム１８６を揺動させる。このとき、ローラ１８８がリターンスプリング１８７により付勢されて第１バランサウェイト１７４の外周面１７４ａに当接した状態を維持するため、第２アーム部１８７ｄの先端部が連結される圧縮機ピストンロッド１８４と、圧縮機ピストンロッド１８４に連結されて圧縮機シリンダボア１８１ａに嵌合配設された圧縮機ピストン１８３とが、圧縮機シリンダボア１８１ａの内部を軸方向に往復摺動する。これにより、圧縮機ピストン１８３の下動時に吸入ポート１８０ｂから圧縮室１８０ａの内部にエアが吸入され、圧縮機ピストン１８３が上死点近傍に位置するときに吐出ポート１８０ｃから圧縮機吐出路８０ｅに圧縮空気が吐出される。なお、第１構成例と同様に、クランクシャフト２０が２回転する間に２度圧縮空気を吐出するようにカム機構１８５が設定されており、噴射タイミングの異なる２つのインジェクタ１００，１０５に効率よく圧縮空気が吐出されるようになっている。

このように、本構成例においても、一次バランサ軸と圧縮機１８０の駆動シャフトとが一体になっており、専用の駆動シャフトを設ける形態と比べ、エンジン１０の構成を簡略化できる。また、クランクケース１１の前下部に圧縮機１８０を設けることで、スペース１０ａを利用した無理のない配置を行うことができ、エンジン１０ｂ内部のスペース１０ｂを利用した配置により、エンジン１０の小型化が図られる。

また、本構成例は、第１バランサシャフト１７１の回転を往復直線運動に変換して圧縮機ピストン１８３に伝達する機構を、リンクアーム１８６を有して構成されるカム機構１８５としている。このため、駆動シャフトである第１バランサシャフト１７１と圧縮機ピストン１８３とを離隔して配置でき、第１バランサシャフト１７１に一体成形された偏心シャフトを有して構成されるスコッチヨーク機構を採用する形態に比べ、圧縮機１８０の配設自由度を高めることができる。さらには、リンクアーム１８６のＬ字屈曲部１８６ａの枢結位置や、第１アーム部１８６ｂおよび第２アーム部１８６ｄの長さを変更するだけで、圧縮機ピストン１８３のストロークを変更でき、圧縮機１８０の容量を簡単に変更することができる。また、カム機構１８５のカムを、偏心回転する第１バランサウェイト１７４と一体にすることにより、バランサの機能を確保したままで、部品点数が削減された圧縮機を構成できる。

本発明に係る筒内直噴内燃機関の圧縮機は、上記構成例の形態に限られない。例えば、圧縮機８０，１８０の駆動シャフトを第１バランサシャフト７１，１７１一体にするとしたが、第２バランサシャフト７４と一体にしてもよい。この場合、クランクシャフト２０と変速機入力軸４８の間、すなわち、第２バランサシャフト７６の左側に形成されるスペース１０ｂに圧縮機を配置してもよい。第１構成例の圧縮機８０をこのスペース１０ｂに配置した例を図１１に示している。この例では、第２バランサシャフト７６の左端部７６ａが左ケース１１ａから突出して左補器室３１ａの内部に収容され、スコッチヨーク機構８５を構成する偏心シャフト８７がこの突出した左端部７６ａに一体形成される。

この配置例においては、第１構成例と同様に、左補器室３１ａの内部において、左側のウェブ２０ｅと、左端部２０ｂに設けられた発電器４３などの補器との間に形成された隙間のスペース１０ｂに圧縮機８０が設けられるため、左補器室３１ａの空間を有効利用できるとともに、左補器室３１ａの内部に供給された潤滑油を利用した冷却効果を得ることができる。さらに、この配置例においては、第２バランサギヤ列７２およびプライマリギヤ列４７ａが第２バランサシャフト７６の右端部７６ｂに設けられており、プライマリギヤ列４７ａに連結されて径方向に大型のメインクラッチ４７ｄが右補器室３２ｂの内部に収容されている。このため、この位置に圧縮機８０を設けることにより、大型の補器であるメインクラッチ４７ｄと干渉させずに、ギヤ列７２，４７ａとの重量バランスの確保が図られるとともに、上記のようにスペース１０ｂを利用したエンジン１０の小型化が図られる。

なお、第２構成例においては、圧縮機１８０の駆動シャフトを第１バランサシャフト１７１と一体にし、リンクアーム１８６の長さを調整して圧縮機シリンダブロック１８３をこのスペース１０ｂに配置させることも可能であるし、圧縮機１８０の駆動シャフトを第２バランサシャフト７４と一体にし、リンクアーム１８６の長さを調整して圧縮機シリンダブロック１８３をエンジン１０の前下部に設けることも可能である。このような構成によってもエンジン１０の小型化が図られる。

また、第２構成例において第１バランサウェイト１７４を円板状に形成したが、この第１バランサウェイトの側面視形状は、一次バランサ機能が損なわれない限りにおいて変更自在である。このように第１バランサウェイトの側面視形状を変更するとカム機構１８５のカムプロファイルが変更され、圧縮機の往復直線運動を等速にしたり、例えば圧縮時に高速にしたりするなど、作動速度を簡単に変化させることができ、圧縮機の最適設計が図られる。また、ローラ１８８を当接させる位置を変更することで、一次バランサ機能を確保したままで圧縮空気を吐出するタイミングを簡単に変更できる。

なお、圧縮機シリンダボアの内部を往復する部材をピストンとしたが、ピストンに替えてプランジャを備えて、プランジャタイプの圧縮機を構成してもよい。また、バランサシャフトの回転を圧縮機ピストンの往復直線運動に変換する機構は、圧縮機駆動シャフトの共用が図られるのであれば、上記スコッチヨーク機構８５およびカム機構１８５に限られず、他の機構でもよい。

本発明に係る筒内直噴内燃機関の圧縮機が設けられたエンジンを搭載した二輪車の左側面図である。 エンジンの左側断面図である。 第１シリンダブロックおよび第１バランサシャフトを示すエンジンの断面図である。 第２シリンダブロックおよび第２バランサシャフトを示すエンジンの断面図である。 吸排気系の構成を示すエンジンの断面図である。 動弁機構の構成を示すエンジンの断面図である。 図４の部分拡大図であり、インジェクタの取付構造を示すエンジンの断面図である。 インジェクタに対する燃料供給系と圧縮空気供給系の構成を示すブロック図である。 第1構成例の圧縮機を示す圧縮機の断面図である。 第２構成例の圧縮機を示す圧縮機の構成図である。 第１構成例の圧縮機の変更配置例を示すエンジンの断面図である。

符号の説明

ＭＣ 二輪車
１０ エンジン
１１ クランクケース
１２，２２ シリンダブロック
１５，２５ シリンダボア
１６，２６ ピストン
２０ クランクシャフト
２０ｅ ウェブ（クランクウェイト）
４３ 発電器（補器）
７１，１７１ 第１バランサシャフト
７４，１７４ 第１バランサウェイト
７２ 第２バランサシャフト
７９ 第２バランサウェイト
８０，１８０ 圧縮機
８１，１８１ 圧縮機シリンダブロック
８２，１８２ 圧縮機シリンダヘッド
８３，１８３ 圧縮機ピストン（往復摺動部材）
８４，１８４ 圧縮機ピストンロッド
８５ スコッチヨーク機構
８６ スライダ
８７ 偏心シャフト
１８５ カム機構
１８６ リンクアーム
１８７ リターンスプリング（付勢部材）

Claims (6)

1. 内部にエンジンシリンダボアが形成されたエンジンシリンダブロックと、
   前記エンジンシリンダボアの内部に摺動自在に嵌合配設されたエンジンピストンと、
   前記エンジンシリンダブロックに結合され、内部に前記エンジンピストンと連動して回転するクランクシャフトが収容されるクランク室が形成されたクランクケースと、
   前記クランク室に収容され、前記クランクシャフトにより回転駆動されるバランサウェイトが一体回転可能に設けられたバランサシャフトと、
   前記エンジンピストンの上面に形成された燃焼室に圧縮空気の圧力により燃料を噴射する燃焼噴射装置とから構成される筒内直噴内燃機関において、
   内部に圧縮機シリンダボアが形成された圧縮機シリンダブロックと、
   前記圧縮機シリンダブロックに前記圧縮機シリンダボアを覆って結合された圧縮機シリンダヘッドと、
   前記圧縮機シリンダボアの内部に摺動自在に嵌合配設された往復摺動部材と、
   前記クランクシャフトの回転に応じて回転駆動される圧縮機駆動シャフトと、
   前記圧縮機駆動シャフトの回転を往復直線運動に変換して前記往復摺動部材に伝達する運動変換機構とから構成され、
   前記燃焼噴射装置に圧縮空気を供給する筒内直噴内燃機関の圧縮機であって、
   前記圧縮機シリンダボアの軸が前記クランクシャフトの軸直交方向に延びてと交差する方向に配置され、
   前記圧縮機駆動シャフトと、前記バランサシャフトとが一体に形成されていることを特徴とする筒内直噴内燃機関の圧縮機。
2. 前記クランクシャフトの一端に設けられて前記クランクシャフトにより駆動される補器と、前記クランクシャフトの中央部に径方向に延びて設けられて前記クランクシャフトと一体回転可能なクランクウェイトとが備えられ、
   前記補器と前記クランクウェイトの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の筒内直噴内燃機関の圧縮機。
3. 前記クランクケースの側方を覆って取り付けられた補器カバーにより、前記補器を収容する補器室が形成され、前記補器室には前記補器を潤滑する潤滑油が供給されており、
   前記圧縮機シリンダブロックが、外周にフィンを備えるとともに、前記補器室の内部に収容されることを特徴とする請求項２に記載の筒内直噴内燃機関の圧縮機。
4. 前記運動変換機構が、
   前記圧縮機駆動シャフトに偏心して設けられるとともに、前記往復摺動部材の端部に形成されて前記圧縮機シリンダボアの軸方向に対して直交方向に延びる摺動孔の内部に嵌合され、前記摺動孔の内部を往復摺動自在な偏心シャフトを有して構成されるスコッチヨーク機構で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の筒内直噴内燃機関の圧縮機。
5. 前記運動変換機構が、
   前記圧縮機駆動シャフトに設けられて前記圧縮機駆動シャフトと一体回転するカムと、
   一端が前記カムに当接して他端が前記往復摺動部材に連結され、前記クランクケースおよび前記エンジンシリンダブロックのいずれかに枢結されたリンクアームと、
   前記リンクアームの前記一端を前記カムに当接させる方向に前記リンクアームを付勢するための付勢部材とからなるカム機構で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の筒内直噴内燃機関の圧縮機。
6. 前記カムが、前記バランサシャフトに対して偏心回転する偏心カムであり、前記ウェイトと一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の筒内直噴内燃機関の圧縮機。

Images