JP6887943B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動二輪車といった鞍乗り型車両に関し、特に、内燃機関のシリンダーヘッドの一側面からシリンダーヘッドに取り付けられて、燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、生成するポンプ圧に応じて燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプとを備える鞍乗り型車両に関する。

特許文献１は、ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームと、メインフレームの後端に連結されるピボットプレートとを備える自動二輪車を開示する。メインフレームに固定されるエンジンハンガーとピボットプレートとで内燃機関は懸架される。シリンダーブロックは、クランク軸回りで前方に寝かされ概ね水平に延びるシリンダー軸線を有する。クランクケースの上面に燃料供給ポンプが取り付けられる。

特開２０１６−１８８６２９号公報

クランクシャフトの軸線回りでシリンダーブロックからずれた位置に燃料供給ポンプ（燃料ポンプ）は配置される。特許文献１に開示されるように、燃料供給ポンプがシリンダーブロックよりも後方に配置される際には、燃料ポンプとメインフレームとの干渉を避けるために内燃機関の姿勢は水平姿勢に制約されてしまう。仮に燃料供給ポンプがシリンダーブロックよりも前方に配置される際には、内燃機関の前方で燃料供給ポンプは露出することから、他物の衝突から燃料供給ポンプを保護する特別な部材が必要となる。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、内燃機関の姿勢を制約せずに十分に燃料供給ポンプを保護することができる燃料ポンプのレイアウトを提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームと、前記メインフレームの下方で前記ヘッドパイプから下方に延びるダウンフレームと、前記メインフレームおよび前記ダウンフレームの間に配置されるクランクケースと、前記クランクケースに結合されて、ピストンを案内するシリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに結合されて、前記ピストンとの間に燃焼室を形成するシリンダーヘッドと、前記シリンダーヘッドの一側面から前記シリンダーヘッドに取り付けられて、前記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、生成するポンプ圧に応じて前記燃料噴射弁に前記燃料を供給する燃料ポンプとを備える鞍乗り型車両において、前記燃料ポンプは、前記メインフレームおよび前記ダウンフレームの間の空間の、車両側面視で前記シリンダーブロックのシリンダー軸線から後方にずれた位置、且つ車両側面視で一部が前記燃料噴射弁と高さ方向に見て重なる位置で、前記燃料噴射弁が取り付けられるのと同一の、前記シリンダーヘッドの前記一側面に配置される鞍乗り型車両が提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、車両側面視で前記燃料噴射弁の中心軸線は前記ヘッドパイプを通過する。

第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、前記燃料噴射弁の前記中心軸線は、車両側面視で、前記シリンダーブロックで規定されるシリンダー軸線上に配置され、前記燃料ポンプは、車両側面視で、前記シリンダー軸線からずれた位置に配置されて前記シリンダーヘッドの前記一側面に取り付けられ、前記燃料噴射弁と前記燃料ポンプとを繋ぐ燃料配管は、車両側面視で、前記メインフレームおよび前記ダウンフレームの間に配置され、前記燃料噴射弁の前記燃料配管への接続部と、前記燃料ポンプの前記燃料配管への接続部とは共に車両後方側を指向する。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記燃料ポンプは、前記メインフレームに支持される燃料タンクに一次燃料管で接続されると共に、車両側面視で前記シリンダー軸線から後方にずれた位置の前記メインフレームの下方に、平面視で前記メインフレームと一部が重なるようにして配置される。

第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、鞍乗り型車両は、前記燃料噴射弁よりも車体前方で前記ダウンフレームに取り付けられるラジエーターを備え、車両前面視で、前記燃料ポンプの圧力室の一部が前記ラジエーターの外方に突出する。

第６側面によれば、第１〜第５側面のいずれか１の構成に加えて、前記燃料ポンプは、前記シリンダーヘッドに支持されるカムシャフトの延長線上に配置されて前記カムシャフトから駆動力を受ける往復動式の燃料ポンプである。

第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記シリンダーヘッドには、前記燃焼室の頂上位置で前記燃焼室に通じ、前記燃料噴射弁の噴射口が臨む副室が設けられる。

第８側面によれば、第７側面の構成に加えて、鞍乗り型車両は、前記シリンダーブロックで規定されるシリンダー軸線上に配置される中心軸線を有し、前記副室内の空間に臨む第１点火プラグと、前記シリンダー軸線に決められた傾斜角で交差する中心軸線を有し、前記燃焼室内の空間に臨む第２点火プラグとを備え、前記第２点火プラグは前記一側面に取り付けられる。

第９側面によれば、第６〜第８側面のいずれか１の構成に加えて、前記カムシャフトは、前記シリンダーヘッドの前記一側面から他側面に向かって延び、前記シリンダーヘッドの前記他側面には、前記クランクケースに回転自在に支持されるクランクシャフトから前記カムシャフトに動力を伝達する動弁系が配置される。

第１側面によれば、燃料ポンプは、燃料噴射弁とともにシリンダーヘッドの一側面に取り付けられるので、比較的に内燃機関の姿勢を制約せずに燃料ポンプとメインフレームとの干渉は回避される。比較的に内燃機関の姿勢を制約せずに燃料ポンプはメインフレームとダウンフレームとの間に配置されることができる。内燃機関の姿勢を制約せずに十分に燃料ポンプの保護は実現されることができる。しかも、燃料ポンプと燃料噴射弁とは近接して配置されるので、燃料ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する燃料配管はできるだけ短縮されることができる。

第２側面によれば、メインフレームおよびダウンフレームはヘッドパイプに向かうにつれて相互に接近することから、車両側面視で燃料噴射弁の中心軸線がヘッドパイプを通過すると、メインフレームおよびダウンフレームの間で燃料噴射弁の中心軸線上にスペースは確保されることができる。したがって、燃料噴射弁を含む内燃機関のメンテナンス性は向上する。

第３側面によれば、前述のように、メインフレームおよびダウンフレームの間で燃料噴射弁の中心軸線上に十分にスペースは確保されることから、メインフレームおよびダウンフレームと燃料ポンプとの間に十分なスペースは形成されることができる。したがって、燃料ポンプのメンテナンス性は良好に確保されることができる。燃料配管はメインフレームおよびダウンフレームの間で良好に保護されることができる。

第４側面によれば、燃料ポンプは、車両側面視でシリンダー軸線から後方にずれた位置に配置されることから、燃料タンクに燃料ポンプを接続する一次燃料管は可能な限り短縮されることができる。

第５側面によれば、ラジエーターは燃料ポンプの前方で燃料ポンプから遠ざけられる。燃料ポンプはできる限りラジエーターの温風に巻き込まれずに済む。こうして燃料ポンプの温度上昇は抑制されることができる。

第６側面によれば、往復動式の燃料ポンプは高速回転のカムシャフトの駆動力に応じて高圧の燃料供給を実現することができる。したがって、燃料の燃焼室噴射は実現されることができる。

第７側面によれば、燃焼室は頂上位置で最もカムシャフトに接近することから、燃料噴射弁はカムシャフトにできる限り接近して配置されることができる。こうして燃料噴射弁と燃料ポンプとの距離はできる限り短縮されることができる。燃料噴射弁に燃料ポンプを繋ぐ燃料配管はできる限り短縮されることができるとともに、燃料噴射弁および燃料ポンプを保護するための空間は縮小されることができる。

第８側面によれば、燃焼室噴射の実現にあたって第１点火プラグおよび第２点火プラグは燃料噴射弁および燃料ポンプに干渉せずにシリンダーヘッドに差し込まれることができる。

第９側面によれば、カムシャフトの一端側に燃料ポンプが配置され、カムシャフトの他端側に動弁系が配置されるので、内燃機関の重量バランスは良好に確保されることができる。加えて、燃料噴射弁や燃料ポンプに邪魔されずに動弁系のメンテナンス性は良好に確保されることができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の構造を概略的に示す側面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 自動二輪車の燃料タンク付近における拡大平面図である。 図１の主要部拡大側面図である。 図４の５−５線に沿った拡大断面図である。 図５の主要部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車（鞍乗り型車両の一具体例）の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１の車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１３と、ヘッドパイプ１３から後方に後ろ下がりに延びる左右１対のメインフレーム１４と、個々のメインフレーム１４の後端に個別に結合されてメインフレーム１４の後端から下方に延び、クロスパイプ（図示されず）で相互に接続される左右１対のピボットフレーム１５と、メインフレーム１４よりも下方でヘッドパイプ１３から下方に延びるダウンフレーム１６とを備える。ダウンフレーム１６は、車幅方向の左右中央位置でヘッドパイプ１３から下方に延びる１つの上フレーム１６ａと、上フレーム１６ａの下端から左右に分岐し、個々に対応のピボットフレーム１５の下端に連結される左右１対の下パイプフレーム１６ｂとで構成される。ダウンフレーム１６の上フレーム１６ａは、ヘッドパイプ１３から後方に遠ざかるにつれてメインフレーム１４から下方に遠ざかる。

ヘッドパイプ１３には、車軸１７回りで回転自在に前輪ＷＦを支持するフロントフォーク１８が操向可能に支持される。フロントフォーク１８にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１９が結合される。ピボットフレーム１５には、車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲを支持するスイングアーム２２が支軸２３回りで揺動自在に支持される。支軸２３は車幅方向に水平に延びる。

前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２に内燃機関２４は搭載される。内燃機関２４は、左右のピボットフレーム１５の間であって左右の下パイプフレーム１６ｂで挟まれる空間に配置されてピボットフレーム１５および下パイプフレーム１６ｂに連結されるクランクケース２５と、クランクケース２５に結合されて、クランクケース２５から上方に延びて、前傾するシリンダー軸線Ｃを有するシリンダーブロック２６と、シリンダーブロック２６に結合されるシリンダーヘッド２７と、シリンダーヘッド２７に結合されるヘッドカバー２８とを備える。クランクケース２５には、後輪ＷＲの車軸２１に平行に延びる回転軸線Ｓ回りで回転するクランクシャフトが支持される。クランクシャフトの回転運動は伝動装置（図示されず）を経て後輪ＷＲに伝達される。クランクシャフトの一端にはＡＧＣ（直流発電機）といった補機が連結されケースカバー２５ａで覆われる。ここでは、内燃機関２４は例えば単気筒内燃機関に構成される。シリンダーブロック２６、シリンダーヘッド２７およびヘッドカバー２８は、車両側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。以下、一般的な内燃機関と共通する構造については詳細な説明を割愛することがある。

シリンダーヘッド２７の一側面には、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２９と、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように、生成するポンプ圧に応じて燃料噴射弁２９に燃料を供給する燃料ポンプ３１とが取り付けられる。燃料噴射弁２９には、燃料ポンプ３１の吐出管３１ａから延びて燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１を繋ぎ、燃料ポンプ３１から燃料噴射弁２９に燃料を導入する燃料配管３２が結合される。

ダウンフレーム１６の上フレーム１６ａには、内燃機関２４に接続されて内燃機関２４の冷却に寄与する左右１対のラジエーター３３が取り付けられる。左側のラジエーター３３は燃料噴射弁２９よりも車体前方に配置される。左右のラジエーター３３と内燃機関２４との間で冷却水は循環する。内燃機関２４で熱せられた冷却水はラジエーター３３に流入してラジエーター３３で冷却される。ラジエーター３３で冷却された冷却水は内燃機関２４の冷却ジャケットに流入する。図２に示されるように、メインフレーム１４の外面とケースカバー２５ａの外面とに接する仮想平面ＰＰの内側に燃料ポンプ３１は配置される。メインフレーム１４およびケースカバー２５ａに左外側から接する仮想平面ＰＰから燃料ポンプ３１の突出は回避される。燃料ポンプ３１は他物との衝突から保護されることができる。

図１に示されるように、内燃機関２４の上方でメインフレーム１４には燃料タンク３４が支持される。燃料タンク３４内には、燃料タンク３４から燃料を吐出する一次燃料ポンプ３５が配置される。燃料ポンプ３１の吸入管３１ｂには、一次燃料ポンプ３５から延びて一次燃料ポンプ３５および燃料ポンプ３１を繋ぎ、一次燃料ポンプ３５のポンプ圧に基づき一次燃料ポンプ３５から燃料ポンプ３１に燃料を供給する一次燃料管３６が結合される。燃料タンク３４の後方で車体フレーム１２には乗員シート３７が搭載される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３７を跨ぐ。図３に示されるように、上方無限遠に存在する視点に基づく平面視で、燃料ポンプ３１は燃料タンク３４の陰に隠れる。言い換えると、重力方向に平行であって燃料タンク３４の湾曲外縁に接する湾曲垂直面ＶＰよりも燃料ポンプ３１は内側に配置される。こうして燃料タンク３４の外形から燃料ポンプ３１の突出は回避される。燃料ポンプ３１は他物との衝突から保護されることができる。

図４に示されるように、シリンダーブロック２６はシリンダー軸線Ｃに沿ってピストン３８の線形往復運動を案内する。ピストン３８には、クランクケース２５内でクランクシャフトのクランクに連結されるコネクティングロッド３９が接続される。コネクティングロッド３９はピストン３８の線形往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。

シリンダーヘッド２７はピストン３８との間に燃焼室４１を形成する。燃焼室４１には、個々に吸気ポートの開閉を司る１対の吸気弁（図示されず）と、個々に排気ポートの開閉を司る１対の排気弁（図示されず）とが配置される。吸気弁には、車両側面視でシリンダー軸線Ｃよりも後方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する吸気用カムシャフト４２ａが接続される。言い換えると、吸気用カムシャフト４２ａは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行でシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体後方に配置される。排気弁には、車両側面視でシリンダー軸線Ｃよりも前方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する排気用カムシャフト４２ｂが接続される。言い換えると、排気用カムシャフト４２ｂは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体前方に配置される。後述されるように、吸気用カムシャフト４２ａおよび排気用カムシャフト４２ｂには、クランクシャフトから吸気用カムシャフト４２ａおよび排気用カムシャフト４２ｂに動力を伝達する動弁系４３が接続される。動弁系４３は、吸気用カムシャフト４２ａに固定されるスプロケット４４ａ、および、排気用カムシャフト４２ｂに固定されるスプロケット４４ｂに巻き掛けられるカムチェーン４５を備える。

燃料噴射弁２９の中心軸線（中心軸を含み無限に延びる直線）は、車両側面視でシリンダー軸線Ｃ上に配置されるとともに、車両側面視でヘッドパイプ１３を通過する。言い換えると、燃料噴射弁２９の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面内に配置され、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって燃料噴射弁２９の中心軸線を含む仮想平面はヘッドパイプ１３を横切る。燃料ポンプ３１は、車両側面視で、シリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置され、燃料配管３２は、車両側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。言い換えると、燃料ポンプ３１は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体後方に配置されるとともに、燃料配管３２は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって車体前方からメインフレーム１４に接する仮想面と、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって車体後方からダウンフレーム１６に接する仮想面とに挟まれる空間内に配置される。燃料配管３２は、燃料ポンプ３１の駆動軸（＝吸気用カムシャフト４２ａ）を軸心回りに囲むようにして延び、燃料噴射弁２９に接続される。外側に向かって燃料配管３２の出っ張りは抑制される。

図５に示されるように、シリンダーヘッド２７には、燃焼室４１の頂上位置で燃焼室４１に通じ、燃料噴射弁２９の噴射口が臨む副室４６が設けられる。シリンダーヘッド２７には、第１点火プラグ４７を受け入れて、シリンダー軸線Ｃ上に第１点火プラグ４７の中心軸線を配置する挿入孔４８と、燃料噴射弁２９を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αで倒れる軸線上に燃料噴射弁２９の中心軸線を配置する差し込み孔４９と、第２点火プラグ５１を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αよりも大きい第２傾斜角βで倒れる軸線上に第２点火プラグ５１の中心軸線を配置するねじ込み孔５２とが形成される。第１点火プラグ４７の電極は副室４６内の空間に臨む。第２点火プラグ５１の電極は燃焼室４１内の空間に臨む。燃料噴射弁２９は、第１点火プラグ４７の中心軸線に対して傾斜する姿勢で保持され、副室４６に噴射口を臨ませ、燃焼室４１に向けて副室４６内で燃料を噴射する。ここでは、こうして噴射通路４９ａに対して燃料噴射弁２９を寝かせることで燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。

吸気用カムシャフト４２ａは、シリンダーヘッド２７の一側面から他側面に向かってクランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に延びる回転軸線Ｘを有する。燃料ポンプ３１は、シリンダーヘッド２７の一側面で、吸気用カムシャフト４２ａの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト４２ａに連結される。動弁系４３のスプロケット４４ａおよびカムチェーン４５はシリンダーヘッド２７の他側面に配置される。燃料ポンプ３１は、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａにそれぞれ配置される開閉弁と、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａに通じる圧力室５３の容積を変化させるプランジャー５４と、吸気用カムシャフト４２ａに同軸に連結されて、プランジャー５４の往復動を生み出すカム部材５５とを備え、吸気用カムシャフト４２ａから駆動力を受けて高圧の燃料を吐出する往復動式の燃料ポンプで構成される。

図６に示されるように、挿入孔４８は、燃焼室４１の壁面で開口する燃焼室４１側の副室孔部（縦孔）４８ａ、および、副室孔部４８ａよりも大径であって副室孔部４８ａに環状の段差５６で接続されるプラグ孔部４８ｂを有する。副室孔部４８ａには、燃焼室４１に通じる副室４６を形成し、段差５６上に重なるフランジ５７を有する副室隔壁５８が挿入される。副室隔壁５８は例えばステンレス鋼材から形成される。フランジ５７上に環状の第１シール部材５９が重なる。第１シール部材５９は軸方向の金属シールである。

プラグ孔部４８ｂには、フランジ５７に向かって先端で第１シール部材５９を押し付け、第１点火プラグ４７を保持しつつ第１点火プラグ４７の先端を副室４６に対して位置決めする点火プラグホルダー６１が挿入される。シリンダーヘッド２７には挿入孔４８および差し込み孔４９は個別に形成されることから、燃料噴射弁２９は点火プラグホルダー６１から独立してシリンダーヘッド２７に取り付けられる。

点火プラグホルダー６１は、第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９を挟む円筒部６１ａと、円筒部６１ａの上端に接続されて第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝を有するねじ部６１ｂとを有する。点火プラグホルダー６１は銅系の材質から成形される。第１シール部材５９は副室隔壁５８と点火プラグホルダー６１の間に挟まれて外気から副室４６の空間を遮断する。第１点火プラグ４７は点火プラグホルダー６１にねじ込まれる。点火プラグホルダー６１のねじ溝６２は第１点火プラグ４７のねじ溝６３に軸方向に重なる位置に配置される。

円筒部６１ａの外周には、点火プラグホルダー６１およびプラグ孔部４８ｂの内壁の間に挟まれる環状の第２シール部材６４が装着される。第２シール部材６４は径方向の樹脂製シールである。第２シール部材６４は、燃焼室４１側の挿入孔４８内の空間と外気側の挿入孔４８内の空間とを相互に遮断する。

副室隔壁５８は、シリンダー軸線（基準軸線）Ｃに沿って燃焼室４１から延びる副室孔部４８ａに挿入されて、シリンダー軸線Ｃ回りで副室孔部４８ａの内壁に接する周壁部５８ａと、周壁部５８ａから連続して、副室孔部４８ａから燃焼室４１に向かって張り出す底壁部５８ｂとを有し、周壁部５８ａと底壁部５８ｂとで、燃焼室４１に通じる副室４６を形成する。第１点火プラグ４７は周壁部５８ａの上方に配置される。底壁部５８ｂは燃焼室４１に向かってドーム形状に膨らむ。したがって、底壁部５８ｂの肉厚は中央（シリンダー軸線Ｃ）に近づくほど増加する。

副室隔壁５８の周壁部５８ａは、上端でフランジ５７を支持する第１外径Ｄ１の第１筒部６５ａと、第１筒部６５ａの下端から連続して、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６５ｂと、縮径部６５ｂの下端から連続して第１外径Ｄ１よりも小さい第２外径Ｄ２の第２筒部６５ｃとを有する。副室孔部４８ａは副室隔壁５８の縮径部６５ｂに対応して燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６６を有する。副室隔壁５８の縮径部６５ｂおよび副室孔部４８ａの縮径部６６は相互に接触し合ってラビリンス構造を形成する。第１筒部６５ａ、縮径部６５ｂおよび第２筒部６５ｃは満遍なく副室孔部４８ａの内壁に接する。

第２筒部６５ｃで周壁部５８ａの壁厚は底壁部５８ｂに向かうにつれて増加する。ここでは、第２筒部６５ｃは、底壁部５８ｂに向かうにつれて先細るテーパー形状の空間を形成する。周壁部５８ａの下端で周壁部５８ａには、壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通し、燃焼室４１に副室４６を接続する連通孔６７が形成される。連通孔６７はシリンダー軸線Ｃから放射状に延びる。副室隔壁５８の外周には、フランジ５７から連続して周方向の特定位置で径方向に外側に突出する位置決め突起６８が形成される。副室孔部４８ａには、周方向の特定位置で段差５６から窪んで位置決め突起６８を受け入れる凹部６９が形成される。位置決め突起６８が凹部６９に嵌まることで、シリンダー軸線Ｃ回りで副室隔壁５８の角位置は位置決めされることができる。

シリンダーブロック２７には、差し込み孔４９の前端から延びて、燃料噴射弁２９よりも小径の燃料噴射通路７１が形成される。燃料噴射通路７１の軸線は燃料噴射弁２９の軸線Ｑの第１傾斜角αよりも小さい傾斜角でシリンダー軸線Ｃに交差する。こうして燃料噴射通路７１に対して燃料噴射弁２９が傾斜することで、図５に示されるように燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。周壁部５８ａは、燃料噴射通路７１の延長として、縮径部６５ｂよりも燃焼室４１側で周壁部５８ａの内面に開口する通路７２を有する。燃料噴射通路７１は、燃料噴射弁２９の噴射口から通路７２の開口に通じる。燃料噴射弁２９は副室４６内の底壁部５８ｂに向かって燃料を噴射する。燃料の噴射域は連通孔６７から外れるように形成される。

次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、燃料噴射弁２９は、シリンダーヘッド２７の一側面からシリンダーヘッド２７に取り付けられる。燃料ポンプ３１は、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、シリンダーヘッド２７の一側面に取り付けられる。燃料ポンプ３１は、燃料噴射弁２９とともにシリンダーヘッド２７の一側面に取り付けられるので、比較的に内燃機関２４の姿勢を制約せずに燃料ポンプ３１とメインフレーム１４との干渉は回避される。比較的に内燃機関の姿勢を制約せずに燃料ポンプ３１はメインフレーム１４とダウンフレーム１６との間に配置される。内燃機関２４の姿勢を制約せずに十分に燃料ポンプ３１の保護は実現される。しかも、燃料ポンプ３１と燃料噴射弁２９とは近接して配置されるので、燃料ポンプ３１から燃料噴射弁２９に燃料を供給する燃料配管３２はできるだけ短縮されることができる。

燃料噴射弁２９の中心軸線は、車両側面視で、ヘッドパイプ１３を通過する。メインフレーム１４およびダウンフレーム１６はヘッドパイプ１３に向かうにつれて相互に接近することから、車両側面視で燃料噴射弁２９の中心軸線がヘッドパイプ１３を通過すると、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で燃料噴射弁２９の中心軸線上にスペースは確保される。したがって、燃料噴射弁２９を含む内燃機関２４のメンテナンス性は向上する。

燃料噴射弁２９の中心軸線は、車両側面視で、シリンダー軸線Ｃ上に配置され、燃料ポンプ３１は、車両側面視で、シリンダー軸線Ｃからずれた位置に配置され、燃料配管３２は、車両側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。前述のように、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で燃料噴射弁２９の中心軸線上に十分にスペースは確保されることから、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６と燃料ポンプ３１との間に十分なスペースは形成される。したがって、燃料ポンプ３１のメンテナンス性は良好に確保される。燃料配管３２はメインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で良好に保護される。

燃料ポンプ３１は、メインフレーム１４に支持される燃料タンク３４に一次燃料管３６で接続され、車両側面視で、シリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置される。燃料ポンプ３１は、車両側面視でシリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置されることから、燃料タンク３４内の一次燃料ポンプ３５に燃料ポンプ３１を接続する一次燃料管３６は可能な限り短縮される。

自動二輪車１１は、燃料噴射弁２９よりも車体前方でダウンフレーム１６に取り付けられるラジエーター３３を備える。ラジエーター３３は燃料ポンプ３１の前方で燃料ポンプ３１から遠ざけられる。燃料ポンプ３１はできる限りラジエーター３３の温風に巻き込まれずに済む。こうして燃料ポンプ３１の温度上昇は抑制される。

燃料ポンプ３１は、シリンダーヘッド２７に支持される吸気用カムシャフト４２ａの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト４２ａから駆動力を受ける往復動式の燃料ポンプである。往復動式の燃料ポンプ３１は高速回転の吸気用カムシャフト４２ａの駆動力に応じて高圧の燃料供給を実現する。したがって、燃料の燃焼室噴射（いわゆる直噴）は実現される。

シリンダーヘッド２７には、燃焼室４１の頂上位置で燃焼室４１に通じ、燃料噴射弁２９の噴射口が臨む副室４６が設けられる。燃焼室４１は頂上位置で最もカムシャフト４２ａ、４２ｂに接近することから、燃料噴射弁２９は吸気用カムシャフト４２ａにできる限り接近して配置される。こうして燃料噴射弁２９と燃料ポンプ３１との距離はできる限り短縮される。燃料噴射弁２９に燃料ポンプ３１を繋ぐ燃料配管３２はできる限り短縮されるとともに、燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１を保護するための空間は縮小される。

自動二輪車１１の内燃機関２４は、シリンダー軸線Ｃ上に配置される中心軸線を有し、副室４６内の空間に臨む第１点火プラグ４７と、シリンダー軸線Ｃに第２傾斜角βで交差する中心軸線を有し、燃焼室４１内の空間に臨む第２点火プラグ５１とを備える。燃焼室噴射の実現にあたって第１点火プラグ４７および第２点火プラグ５１は燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１に干渉せずにシリンダーヘッド２７に差し込まれることができる。

本実施形態に係る内燃機関２４では、カムシャフト４２ａ、４２ｂは、シリンダーヘッド２７の一側面から他側面に向かって延び、シリンダーヘッド２７の他側面には、クランクシャフトからカムシャフト４２ａ、４２ｂに動力を伝達する動弁系４３が配置される。カムシャフト４２ａ、４２ｂの一端側に燃料ポンプ３１が配置され、カムシャフト４２ａ、４２ｂの他端側に動弁系４３が配置されるので、内燃機関２４の重量バランスは良好に確保される。加えて、燃料噴射弁２９や燃料ポンプ３１に邪魔されずに動弁系４３のメンテナンス性は良好に確保される。

本実施形態では、副室隔壁５８のフランジ５７上に第１シール部材５９は重なり、点火プラグホルダー６１は、挿入孔４８のプラグ孔部４８ｂに挿入されてフランジ５７に向かって先端で第１シール部材５９を押し付け、点火プラグホルダー６１およびプラグ孔部４８ｂの内壁の間に第２シール部材６４は挟まれる。点火プラグホルダー６１から軸方向に作用する押圧力の働きで点火プラグホルダー６１と副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９が軸方向に挟まれるので、副室４６の圧力漏れは確実に防止される。しかも、段差５６に押し付けられるフランジ５７がシール部材として機能することから、副室孔部４８ａの内壁に接する副室隔壁５８の周壁部５８ａが薄くても、軸方向の押し付け力によって周壁部５８ａの変形は引き起こされず、燃焼室４１から副室孔部４８ａの内壁を伝った圧力漏れは確実に防止される。さらに、第２シール部材６４は、副室隔壁５８のフランジ５７および第１シール部材５９よりも軸方向に外方に配置されることから、燃焼室４１のガス漏れと副室４６のガス漏れとに共通にシール機能を発揮する。内燃機関２４ではシール構造は簡素化される。

シリンダー軸線Ｃ回りで全周にわたって副室隔壁５８および点火プラグホルダー６１の間に挟まれる第１シール部材５９は軸方向の金属シールであって、シリンダー軸線Ｃ回りで全周にわたって点火プラグホルダー６１の円筒部６１ａおよび挿入孔４８の内壁に挟まれる第２シール部材６４は径方向の樹脂製シールである。第１シール部材５９は金属シールであるので、副室隔壁５８のフランジ５７と点火プラグホルダー６１との間に挟まれて軸方向荷重に曝されても、第１シール部材５９は確実に圧力漏れを防止する。その一方で、第２シール部材６４は樹脂製シールであるので、着脱が簡単であって、メンテナンス性が向上する。

本実施形態に係る内燃機関２４では、挿入孔４８の副室孔部４８ａおよび副室隔壁５８は、相互に接触し合って、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６６，６５ｂをそれぞれ有する。副室孔部４８ａの内壁と副室隔壁５８の外面との間にラビリンス構造が形成されることで、燃焼室４１から副室孔部４８ａの内壁を伝った圧力漏れは防止される。その結果、第２シール部材６４の負荷が軽減され、シール構造は簡素化される。

本実施形態に係る点火プラグホルダー６１は、第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９を挟む円筒部６１ａと、円筒部６１ａの上端に接続されて第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝６２を有するねじ部６１ｂとを有し、円筒部６１ａの外周に第２シール部材６４は装着される。点火プラグホルダー６１は第１点火プラグ４７と同軸の円筒形状に形成されるので、副室４６と点火プラグホルダー６１との外形差を縮小することができ、その結果、吸気弁および排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

本実施形態に係る内燃機関２４では、点火プラグホルダー６１のねじ溝６２は第１点火プラグ４７のねじ溝６３に軸方向に重なる位置に配置される。第１点火プラグ４７はねじ溝６３で点火プラグホルダー６１に結合され、ねじ溝６３の領域で第１点火プラグ４７から点火プラグホルダー６１に良好な熱伝達は実現される。同様に、点火プラグホルダー６１はねじ溝６２でシリンダーヘッド２７に結合され、ねじ溝６２の領域で点火プラグホルダー６１からシリンダーヘッド２７に良好な熱伝達は実現される。こうして第１点火プラグ４７からシリンダーヘッド２７に熱伝達は促進される。

前述のように、燃料噴射弁２９は、点火プラグホルダー６１から独立してシリンダーヘッド２７に取り付けられ、副室隔壁５８に形成される通路７２の開口に向かって、第１点火プラグ４７の中心軸線に傾斜する姿勢で配置される。点火プラグホルダー６１は副室隔壁５８の軸方向上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁２９は副室隔壁５８の周囲に配置されるので、点火プラグホルダー６１と燃料噴射弁２９とが並んで配置される場合に比べて、副室４６の幅（径）は縮小される。したがって、第１点火プラグ４７や燃料噴射弁２９の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

点火プラグホルダー６１は銅系の材質から形成される。点火プラグホルダー６１は銅系の材質で形成されるので、良好な熱伝達が実現されるとともに、銅系の材質の良好な導電性に応じて第１点火プラグ４７の帯電は良好に防止される。

本実施形態に係る内燃機関２４では、基準軸線（シリンダー軸線Ｃ）に沿って副室隔壁５８の周壁部５８ａの上方に第１点火プラグ４７は配置され、周壁部５８ａの内面に形成される通路７２の開口に向かって、基準軸線に傾斜する姿勢で燃料噴射弁２９は配置される。第１点火プラグ４７は副室隔壁５８の周壁部５８ａの上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁２９は周壁部５８ａの周囲に配置されるので、第１点火プラグ４７と燃料噴射弁２９とが並んで配置される場合に比べて、副室４６の幅（径）は縮小される。したがって、第１点火プラグ４７や燃料噴射弁２９の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室４６は適用される。

内燃機関２４は、燃料噴射弁２９の噴射口から通路７２の開口に通じ、燃料噴射弁２９よりも小径の燃料噴射通路７１を備える。燃料噴射通路７１は細径通路に形成されるので、燃料噴射弁２９は副室４６内の燃焼圧から保護される。而して燃料噴射弁２９の耐久性は向上する。

副室隔壁５８の底壁部５８ｂは燃焼室４１に向かってドーム形状に膨らむ。中央に向かうにつれて底壁部５８ｂの肉厚は増加する。したがって、底壁部５８ｂには十分な肉厚が確保される。底壁部５８ｂは、燃料噴射弁２９から噴射された燃料により冷却された後に、燃焼室４１内の燃焼に応じて高温に曝される。底壁部５８ｂには十分な肉厚が確保されることから、底壁部５８ｂが薄板形状に形成される場合に比べて、熱エネルギーが底壁部５８ｂに留まりやすい。その結果、燃料冷却や燃焼に拘わらず底壁部５８ｂは最適温度に保たれることができる。温度の維持に応じてデポジット等の増加は防止され副室隔壁５８の耐久性は向上する。

副室隔壁５８の周壁部５８ａの壁厚は底壁部５８ｂに向かうにつれて増加する。最大壁厚の領域で周壁部５８ａは底壁部５８ｂに接続されるので、底壁部５８ｂから周壁部５８ａへ向けて熱伝達は促進される。ひいては底壁部５８ｂの熱は副室孔部４８ａの内壁面から副室孔部４８ａを区画するシリンダーヘッド２７に向かって効率的に拡散される。

副室隔壁５８の周壁部５８ａには、底壁部５８ｂに接続される周壁部５８ａの下端で壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通し、燃焼室４１に副室４６を接続する連通孔６７が形成される。連通孔６７は周壁部５８ａの下端で壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通するので、肉厚の増加分を利用して連通孔６７には十分な長さが確保される。その結果、副室４６内の空間から燃焼室４１に向かって最適な噴射方向へ燃焼ガスは噴射されることができる。

１１…鞍乗り型車両（自動二輪車）、１３…ヘッドパイプ、１４…メインフレーム、１６…ダウンフレーム、２５…クランクケース、２６…シリンダーブロック、２７…シリンダーヘッド、２９…燃料噴射弁、３１…燃料ポンプ、３２…燃料配管、３３…ラジエーター、３４…燃料タンク、３６…一次燃料管、３８…ピストン、４１…燃焼室、４２ａ…（吸気用）カムシャフト、４３…動弁系、４６…副室、４７…第１点火プラグ、５１…第２点火プラグ、Ｃ…シリンダー軸線、Ｓ…（クランクシャフトの）回転軸線、β…決められた傾斜角（第２傾斜角）。

Claims (9)

1. ヘッドパイプ（１３）から後方に延びるメインフレーム（１４）と、
   前記メインフレーム（１４）の下方で前記ヘッドパイプ（１３）から下方に延びるダウンフレーム（１６）と、
   前記メインフレーム（１４）および前記ダウンフレーム（１６）の間に配置されるクランクケース（２５）と、
   前記クランクケース（２５）に結合されて、ピストン（３８）を案内するシリンダーブロック（２６）と、
   前記シリンダーブロック（２６）に結合されて、前記ピストン（３８）との間に燃焼室（４１）を形成するシリンダーヘッド（２７）と、
   前記シリンダーヘッド（２７）の一側面から前記シリンダーヘッド（２７）に取り付けられて、前記燃焼室（４１）に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁（２９）と、
   生成するポンプ圧に応じて前記燃料噴射弁（２９）に前記燃料を供給する燃料ポンプ（３１）とを備える鞍乗り型車両（１１）において、
   前記燃料ポンプ（３１）は、前記メインフレーム（１４）および前記ダウンフレーム（１６）の間の空間の、車両側面視で前記シリンダーブロック（２６）のシリンダー軸線（Ｃ）から後方にずれた位置、且つ車両側面視で一部が前記燃料噴射弁（２９）と高さ方向に見て重なる位置で、前記燃料噴射弁（２９）が取り付けられるのと同一の、前記シリンダーヘッド（２７）の前記一側面に配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
2. 請求項１に記載の鞍乗り型車両において、車両側面視で前記燃料噴射弁（２９）の中心軸線は前記ヘッドパイプ（１３）を通過することを特徴とする鞍乗り型車両。
3. 請求項２に記載の鞍乗り型車両において、前記燃料噴射弁（２９）の前記中心軸線は、車両側面視で、前記シリンダーブロック（２６）で規定されるシリンダー軸線（Ｃ）上に配置され、前記燃料ポンプ（３１）は、車両側面視で、前記シリンダー軸線（Ｃ）からずれた位置に配置されて前記シリンダーヘッド（２７）の前記一側面に取り付けられ、前記燃料噴射弁（２９）と前記燃料ポンプ（３１）とを繋ぐ燃料配管（３２）は、車両側面視で、前記メインフレーム（１４）および前記ダウンフレーム（１６）の間に配置され、前記燃料噴射弁（２９）の前記燃料配管（３２）への接続部と、前記燃料ポンプ（３１）の前記燃料配管（３２）への接続部とは共に車両後方側を指向することを特徴とする鞍乗り型車両。
4. 請求項３に記載の鞍乗り型車両において、前記燃料ポンプ（３１）は、前記メインフレーム（１４）に支持される燃料タンク（３４）に一次燃料管（３６）で接続されると共に、車両側面視で前記シリンダー軸線（Ｃ）から後方にずれた位置の前記メインフレーム（１４）の下方に、平面視で前記メインフレーム（１４）と一部が重なるようにして配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
5. 請求項４に記載の鞍乗り型車両において、前記燃料噴射弁（２９）よりも車体前方で前記ダウンフレーム（１６）に取り付けられるラジエーター（３３）を備え、車両前面視で、前記燃料ポンプ（３１）の圧力室（５３）の一部が前記ラジエーター（３３）の外方に突出することを特徴とする鞍乗り型車両。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両において、前記燃料ポンプ（３１）は、前記シリンダーヘッド（２７）に支持されるカムシャフト（４２ａ）の延長線上に配置されて前記カムシャフト（４２ａ）から駆動力を受ける往復動式の燃料ポンプであることを特徴とする鞍乗り型車両。
7. 請求項６に記載の鞍乗り型車両において、前記シリンダーヘッド（２７）には、前記燃焼室（４１）の頂上位置で前記燃焼室（４１）に通じ、前記燃料噴射弁（２９）の噴射口が臨む副室（４６）が設けられることを特徴とする鞍乗り型車両。
8. 請求項７に記載の鞍乗り型車両において、
   前記シリンダーブロック（２６）で規定されるシリンダー軸線（Ｃ）上に配置される中心軸線を有し、前記副室（４６）内の空間に臨む第１点火プラグ（４７）と、
   前記シリンダー軸線（Ｃ）に決められた傾斜角（β）で交差する中心軸線を有し、前記燃焼室（４１）内の空間に臨む第２点火プラグ（５１）とを備え、
   前記第２点火プラグ（５１）は前記一側面に取り付けられることを特徴とする鞍乗り型車両。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両において、前記カムシャフト（４２ａ）は、前記シリンダーヘッド（２７）の前記一側面から他側面に向かって延び、前記シリンダーヘッド（２７）の前記他側面には、前記クランクケース（２５）に回転自在に支持されるクランクシャフトから前記カムシャフト（４２ａ）に動力を伝達する動弁系（４３）が配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。

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