JP2584975B2 - 内燃機関のシリンダヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関のシリン
ダヘッドに関し、特に単独型燃料噴射ポンプを有するオ
ーバーヘッドバルブ型の内燃機関、すなわち個々の気筒
に燃料噴射ポンプを備え、バルブ駆動機構にプッシュロ
ッドを使用した内燃機関を対象としている。

（従来の技術） 一般に上記型式のディーゼルエンジンでは、燃料噴射
ポンプとプッシュロッドが、それらを駆動する共通のカ
ム軸に沿って、エンジンの同一側に配置されている。そ
して一般に燃料噴射ポンプはシリンダヘッドの外部に配
置されているが、プッシュロッドの設置型式には、プッ
シュロッドをシリンダヘッドの外部を通す型式と、シリ
ンダヘッドの内部を通す型式とがある。又プッシュロッ
ドを外部に配置したエンジンには、プッシュロッドをカ
バーで覆う型式と、大部分の大形機関に採用されている
ように、プッシュロッドを外部に露出させた型式とがあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、プッシュロッドをシリンダヘッドの外部に
配置して露出させたエンジンでは、ロッカーアーム等に
供給されたオイルが、プッシュロッドの表面を伝わって
エンジンの外部へ漏れる恐れがある。

又プッシュロッドをシリンダヘッドの外部に配置して
カバーで覆ったエンジンでは、上記エンジン外部への油
漏れは防止できるが、カバーを設けることによりコスト
が増加する。

一方、プッシュロッドをシリンダヘッド内部に配置し
たエンジンでは、上記不具合を解決できるが、シリンダ
ヘッドが大形になるので、燃料噴射ポンプをシリンダヘ
ッドの中央部の燃料噴射弁から遠い位置（シリンダヘッ
ドの角部）に配置する必要がある。そのために燃料噴射
ポンプと燃料噴射弁をつなぐ燃料高圧管として長い湾曲
したパイプを使用する必要がある。従って高圧管での圧
力ロスが大きくなる。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、内燃機関のシ
リンダブロック11内でクランク軸10に平行なカム軸５に
燃料噴射ポンプ７駆動用のカム5aと、カム5aの両側に燃
料噴射ポンプ７を挟み略垂直に延びる吸気弁用と排気弁
用のプッシュロッド6a、6b駆動用カム5b、5cを設け、シ
リンダブロック11上に固定されたシリンダヘッド２に下
端のノズル34が燃焼室98に開口したシリンダヘッド２に
固定された燃料噴射弁３に平行に燃料噴射ポンプ７の上
半部を収容する凹部21と、凹部21を挟み内部を吸気弁用
と排気弁用のプッシュロッド6a、6bの貫通する１対の突
出部22を設け、燃料噴射ポンプ７の上端の出口93と燃料
噴射弁３の上端の入口33を略水平直線状の高圧管８で接
続したことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドであ
る。

（実施例） 第１図は実施例のエンジンの一部切欠き平面部分図、
第２図は第１図のII−II断面部分図、第３図は第１図の
III−III断面部分図、第４図は第３図のIV−IV断面部分
図、第５図は第２図の部分拡大図、第６図は第３図の部
分拡大図である。

第１図において、多気筒ディーゼルエンジンの各気筒
１（２個のみ図示）のシリンダヘッド２には、その中央
部に燃料噴射弁３が取付けてあり、燃料噴射弁３の周囲
に２個の吸気バルブ4aと２個の排気バルブ4bが取付けて
ある。各２個のバルブ4a、4bはそれぞれ上端がブリッジ
41により連結されており、ブリッジ41をロッカーアーム
42により駆動するようになっている。ロッカーアーム42
は概ねクランク軸10（中心線のみ図示）と直角に延びて
おり、一端部がクランク軸10のほぼ真上においてブリッ
ジ41の上面に係合し、中間部が弁腕軸43により支持され
ている。弁腕軸43を支持する弁腕軸取付台44はシリンダ
ヘッド２の上面に取付けてある。ブリッジ41やロッカー
アーム42はシリンダヘッド２の上端に固定したボンネッ
ト13（第３図）の内部に収容されている。

ロッカーアーム42の他端部はカム軸５（中心線のみ図
示）の上方に位置しており、それぞれ吸気弁用及び排気
弁用のプッシュロッド6a、6bを介してカム軸５に連結さ
れている。カム軸５はエンジンの一方の側部に設けてあ
り、クランク軸10と平行に延びている。

シリンダヘッド２のカム軸５側の側壁部20は、その中
間部に凹部21を燃料噴射弁３側へ入込む形で備えてい
る。凹部21の両側において、側壁部20にはクランク軸10
から離れる方向に突出した突出部22が形成されている。
前記吸排気弁用プッシュロッド6a、6bは一方の突出部22
の内部を上下に延びており、排気弁用プッシュロッド6b
は他方の突出部22の内部を上下に延びている。凹部21内
には燃料噴射ポンプ７が配置してある。燃料噴射ポンプ
７はカム軸５の真上、かつ燃料噴射弁３に対してクラン
ク軸10と直角な方向に並んだ位置にあり、カム軸５によ
り後述する如く駆動される。

前記弁腕軸43や弁腕軸取付台44には潤滑油供給油路46
が設けてあり、油路46から供給されたオイルの一部はロ
ッカーアーム42の表面等を伝わってプッシュロッド6a、
6bの表面に達する。ところが上記構造によると、プッシ
ュロッド6a、6bがシリンダヘッド２の内部に収容されて
いるので、プッシュロッド6a、6bの表面からエンジンの
外部へオイルが流出することはない。

又上記構造によると、燃料噴射ポンプ７が燃料噴射弁
３の真横に設けてあり、両者間の間隔が極めて短いの
で、燃料噴射ポンプ７と燃料噴射弁３をつなぐ高圧管８
として、詳細に後述する如く、短い真直ぐなパイプを使
用できる。従って高圧管８での圧力損失を効果的に防止
することができる。

第２図の如く、燃料噴射ポンプ７の筒状ボデイ70は下
半部がシリンダブロック11の上端部の孔に上方から嵌込
まれており、上半部が凹部21内に突出している。ボデイ
70の内部には上方からバレル71が嵌込まれており、バレ
ル71の内部にプランジャー72が設けてある。プランジャ
ー72は下部が角度位置調整用（噴射量調整用）のコント
ロールラック機構73に連結され、下端がタペット75に連
結している。タペット75はスイングアーム機構50のロー
ラ51を介してカム軸５のカム5aに連結している。

上記スイングアーム機構50は個々の燃料噴射ポンプ７
に併設されている。第３図の如く、スイングアーム機構
50は支軸52を備えている。支軸52はカム軸５の外側（シ
リンダライナ12と反対の側）をカム軸５と平行、かつカ
ム軸５とほぼ同じ長さにわたって延びており、１列に配
置された全てのスイングアーム機構50（１個のみ図示）
において１本の支軸52が共通に使用されている。支軸52
は、図示されていない部分が、シリンダブロック11等に
角度位置調節可能な状態で固定されている。各スイング
アーム機構50は支軸52に支持されているスイングアーム
53を備えている。スイングアーム53は一端部に形成した
筒状部の内周がブッシュ54の外周に回転自在に嵌合して
いる。ブッシュ54の外周面（スイングアーム53との係合
面）は内周面に対して偏芯している。ブッシュ54は内周
のねじ部が支軸52の外周のねじ部55に螺合している。ね
じ部55の一方の端部にはロックナット56が螺合してい
る。ロックナット56はブッシュ54の端面に圧接してブッ
シュ54を支軸52に回転不能に固定している。スイングア
ーム53の他端部には支軸52と平行なピン57を介して前記
ローラ51が支持されている。

上記構成によると、ブッシュ54を支軸52に固定した状
態で、支軸52の角度位置を変えることにより、全てのス
イングアーム53の位置が変化し、各ローラ51が、矢印Ｆ
の如く、シリンダライナ12に近付く方向又はシリンダラ
イナ12から離れる方向に移動する。これによりカム5aに
対するタペット75及びプランジャー72の上下位置が変化
する。これにより全ての燃料噴射ポンプ７の燃料噴射時
期が同じ程度だけ調整される。

又ロックナット56を緩めてブッシュ54の固定状態を解
除し、支軸52に対するブッシュ54の角度位置を調整する
と、そのブッシュ54に嵌まるスイングアーム53とその先
端のローラ51の位置だけが変化し、他のスイングアーム
53やローラ51の位置は変化しない。これにより位置調整
を行ったスイングアーム53に対応する燃料噴射ポンプ７
の噴射時期だけが変化する。

上述の支軸52又はブッシュ54による噴射時期調整は、
エンジン運転状態及び停止状態にそれぞれ行う。

第２図の如く、燃料噴射ポンプボデイ70の外周面の環
状段部にはスピルプロテクター77が上方から嵌合してい
る。スピルプロテクター77は凹部21の下部に位置してお
り、ボデイ70の外周面に液密状態で嵌合するとともに、
下端面がボデイ70の上記環状段部の底面に着座してい
る。スピルプロテクター77の内周面とボデイ70の外周面
との間には環状の燃料通路80が形成されている。燃料通
路80はボデイ70及びバレル71に設けた半径方向の燃料通
路81を介してプランジャー72の上側の加圧室82に連通し
ている。

第３図の如く、燃料通路80には供給通路孔83が連通し
ている。供給通路孔83はスピルプロテクター77の外側端
部（燃料噴射弁３から最も遠い部分）に形成されてお
り、供給通路孔83に固定した継手84を介して外部の燃料
供給通路85に接続している。

スピルプロテクター77は取付ボルト86によりシリンダ
ブロック11の上端部に固定されている。取付ボルト86は
上方からスピルプロテクター77のボルト挿通孔に通され
ており、下部のねじ部がシリンダブロック11のねじ孔に
螺合している。上述の如く、スピルプロテクター77はボ
デイ70の段部に上方から嵌合している。従ってボデイ70
は取付ボルト86によりスピルプロテクター77を介してシ
リンダブロック11に固定されている。

第１図の如く、スピルプロテクター77は矩形に近い形
状の板状の部材で、その４隅に上記取付ボルト86が取付
けてある。第１図の左半部に示す如く、スピルプロテク
ター77の燃料噴射弁３側の端部78はシリンダヘッド２の
上縁部分23（両突出部22の間を延びる上縁部分）の下側
に入り込んでいる。

第２図において、加圧室82の上側にはデリベリバルブ
90が設けてある。デリベリバルブ90はボデイ70の内部に
上方から組込まれており、ボデイ70の上端部に取付けた
ホルダー組立体91により固定されている。ホルダー組立
体91は２重に配置した筒状のねじ部材により構成されて
いる。

第５図の如く、デリベリバルブ90の出口端部92（ボデ
イの上端部）はホルダー組立体91から上方へ突出してい
る。出口端部92の内部の燃料通路は、その上端が吸気弁
用プッシュロッド6a側に屈曲しており、該通路の出口93
はホルダー組立体91の外周面にテーパ状に開口してい
る。出口93には高圧管８の入口端部60に設けた燃料通路
入口が接続している。入口端部60は外周面が球状に形成
されており、出口93の周囲においてホルダー組立体91の
外周面に着座している。

出口端部92及び入口端部60には、キャップ61が被せて
ある。キャップ61は頂壁62と、その周縁部から下方へ延
びる周壁63とを一体に備えている。入口端部60の外周面
は出口93と反対側の部分がキャップ周壁63の内面に設け
た凹部に着座している。周壁63には、上記凹部と反対側
の部分において、押えボルト64が螺合するねじ孔が設け
てある。押えボルト64は出口端部92の半径方向に延びて
おり、先端が出口端部92を入口端部60側に押している。
このキャップ61と押えボルト64により入口端部60は出口
端部92に液密状態で強固に押付けられている。

上記構成によると、以下の手順により、シリンダヘッ
ド２を取外すことなく、燃料噴射ポンプ７をシリンダブ
ロック11から外すことができる。分解作業では、まず押
えボルト64を緩めてキャップ61を上方へ取外し、入口端
部60と出口端部92との固定状態を解除する。次に高圧管
８を後述する如く取外す。次に第１図の取付ボルト86を
外し、スピルプロテクター77を上方かつ外側（第１図に
ボデイ嵌合孔を２点鎖線77aで示す位置）へ移動させて
取除く。これによりボデイ70の固定状態が解除され、ボ
デイ70をシリンダブロック11の孔から上方へ抜き出すこ
とができる。

更に上記構成によると、出口端部92と吸気弁用プッシ
ュロッド6aとの間には高圧管８の入口端部60とキャップ
61の周壁63が位置し、出口端部92と排気弁用プッシュロ
ッド6bとの間には周壁63を貫通した状態で押えボルト64
が設けてある。このように入口端部60やキャップ61、押
えボルト64が出口端部92の両側の隙間に振分けられてい
るので、キャップ61や押えボルト64との間に比較的広い
隙間が残り、キャップ61や押えボルト64の着脱作業が簡
単になる。

しかもスピルプロテクター77が燃料噴射ポンプ77の取
付部材を兼ねているので、構造が簡単である。

第３図の如く、入口端部60の周壁63には高圧管８が通
過する切欠き65が設けてある。燃料噴射ポンプ７の出口
端部92と燃料噴射弁３のボデイ30の取付穴31（切欠き）
は同じ高さにあり、両者をつなぐ高圧管８は真直ぐかつ
水平に延びている。高圧管８はシリンダヘッド２の上縁
部分23に設けた比較的大径の孔25を通って取付穴31まで
延びている。

第６図の如く、上縁部分23とボデイ30との間におい
て、高圧管８の外周には大径の外管15が被せてある。外
管15の一端部は取付穴31の開口端部内周に液密状態で嵌
合している。外管15の他端部は孔25の小径部25a及び段
部25Cの内側まで入り込んでいる。小径部25aは孔25の燃
料噴射弁３寄りの部分に形成されている。孔25の燃料噴
射ポンプ７寄りの部分には比較的大径のねじ部25bが形
成され、小径部25aとねじ部25bの間に段部25cが形成さ
れている。段部25cには筒状のゴム製パッキン26が嵌合
し、パッキン26の内周に外管15の端部が嵌合している。

パッキン26は外管15よりもねじ部25b側へ突出してお
り、その突出端部がカラー又はワッシャを介して筒状の
パッキン押え27の先端に圧接している。パッキン押え27
は外周のねじ部がねじ部25bに螺合しており、孔25から
燃料噴射ポンプ７側へ突出した部分に６角頭部を備えて
いる。パッキン押え27はパッキン26を軸方向に圧縮して
おり、それによりパッキン26は段部25cの内周及び外管1
5の外周に弾性的に圧接して段部25cと外管15の間の隙間
を密封している。

又外管15と高圧管８との間には全長にわたって環状の
隙間（漏出燃料通路16）が形成されている。漏出燃料通
路16はパッキン押え27と高圧管８の間の環状の隙間（連
通路28）を介して凹部21（空間）に連通している。

上記構成によると、後述する高圧管８と燃料噴射弁３
との接続部から燃料が仮に漏れた場合でも、漏出燃料は
漏出燃料通路16から連通路28を経て凹部21へ流出し、シ
リンダヘッド２内部の潤滑油に混入することはない。従
って潤滑油の希釈は防止される。

なお上記構造に代えて、第７図の構造を採用すること
もできる。

第７図の構造では、パッキン押え27の内周のねじが高
圧管８の外周のねじに螺合しており、高圧管８の外周に
設けた溝により連通路28が形成されている。

第６図において、燃料噴射弁ボデイ30の内部の燃料通
路32は入口33が前記取付穴31の底面にテーパ状に開口し
ている。高圧管８の出口端部95の外周面は球状に形成さ
れており、上方から押えボルト17により押されて入口33
の周囲に液密状態で着座している。押えボルト17はボデ
イ30の上端部のねじ孔に螺合しており、その頭部18がボ
デイ30の上方へ長く突出している。

上記構造によると、押えボルト17を緩めて出口端部95
と取付穴31との固定状態を解除し、前述の如く燃料噴射
ポンプ７の上端のキャップ61を外すことにより、高圧管
８を外側へ引抜くことができる。

第３図の如く、燃料噴射弁３の内部の基本的な構造は
従来と同様であり、ボデイ30の下端にノズル34が設けて
あり、それらの内部に燃料噴射動作制御用のニードル3
5、ニードルスプリング36、スプリング調整ねじ37（噴
射圧力調整ねじ）が組込まれている。前記燃料通路32は
ノズル34の内部まで延びている。調整ねじ37はボデイ30
の上端から上方へ突出しており、その突出端部の外周ね
じ部にキャップ状のロックナット38が取付けてある。

ボデイ30はシリンダヘッド２の孔に上方から組込まれ
ており、噴射弁押え39により固定されている。噴射弁押
え39は両端部がそれぞれシリンダヘッド２の上面とボデ
イ30の上面に着座しており、中間部がシリンダヘッド２
に設けた植込みボルト39aに対してナット39bにより固定
されている。第１図の如く、噴射弁押え39の燃料噴射弁
３側の端部は２股に形成されている。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、シリンダヘッド
２の突出部22内にプッシュロッド6a、6bを配置したの
で、シリンダヘッド２やボンネット13の内部から潤滑油
がプッシュロッド6a、6bを伝わって外部へ流出すること
を防止できる。無論、プッシュロッド6a、6b専用のカバ
ーを設ける必要もないので、構造を簡単化できる。

又プッシュロッド6a、6b用の突出部22を間隔を隔てて
形成し、両者の間に燃料噴射ポンプ７設置用の凹部21を
形成したので、燃料噴射ポンプ７を燃料噴射弁３に接近
させて配置することができ、真直ぐで短い高圧管８を採
用して高圧管８での圧力損失等を防止できる。

更に本発明によると、直管継手状の高圧管８のみで燃
料噴射ポンプ７の出口93と燃料噴射弁３の入口33間を連
絡しているため燃料経路が短く、燃料高圧部容積が最少
となるため、燃料噴射特性が良好となり、結果として燃
焼性能も良好になる。又燃料噴射ポンプ７の上半部がシ
リンダブロック11の上方に露出し、しかもシリンダヘッ
ド２の突出部22で両側から挾まれてシリンダヘッド２か
らも露出した形になるため、高圧管８の取付けをシリン
ダヘッド２の上方から簡単に行うことができ、構造が簡
単で安価にできる。高圧管８の一部がシリンダヘッド２
の上方へ露出しているため、構造が簡単で、シリンダヘ
ッド２の鋳造及び加工が容易な上、整備の際、燃料噴射
弁３をシリンダヘッド２から抜き出したり、取り付ける
作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のエンジンの一部切欠き平面部分図、第
２図は第１図のII−II断面部分図、第３図は第１図のII
I−III断面部分図、第４図は第３図のIV−IV断面部分
図、第５図は第２図の部分拡大図、第６図は第３図の部
分拡大図、第７図はパッキン押えの別の実施例を示す断
面部分図である。 ２……シリンダヘッド、３……燃料噴射弁、6a、6b……
プッシュロッド、７……燃料噴射ポンプ、８……高圧
管、10……クランク軸、11……シリンダブロック、20…
…側壁部、21……凹部、22……突出部、70……燃料噴射
ポンプのボディ、77……スピルプロテクター

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のシリンダブロック（11）内でク
   ランク軸（10）に平行なカム軸（５）に燃料噴射ポンプ
   （７）駆動用のカム（5a）と、カム（5a）の両側に燃料
   噴射ポンプ（７）を挟み略垂直に延びる吸気作用と排気
   弁用のプッシュロッド（6a、6b）駆動用カム（5b、5c）
   を設け、シリンダブロック（11）上に固定されたシリン
   ダヘッド（２）に下端のノズル（34）が燃焼室（98）に
   開口しシリンダヘッド（２）に固定された燃料噴射弁
   （３）に平行に燃料噴射ポンプ（７）の上半部を収容す
   る凹部（21）と、凹部（21）を挟み内部を吸気弁用と排
   気弁用のプッシュロッド（6a、6b）の貫通する１対の突
   出部（22）を設け、燃料噴射ポンプ（７）の上端の出口
   （93）と燃料噴射弁（３）の上端の入口（33）を略水平
   直線状の高圧管（８）で接続したことを特徴とする内燃
   機関のシリンダヘッド。