(57)【要約】【課題】  コストを安価にできるとともに、メンテナンスが容易な構成の燃料直噴型内燃機関を提供する。【解決手段】  エアポンプ８０により生成された高圧エアに燃料を混合して得られる混合気をシリンダヘッド５２に取り付けられたインジェクタ７５によりシリンダ５６の燃焼室６２内に直接噴射する構成のエンジン５０において、燃焼室６２の吸排気を行わせる吸気バルブ７１及び排気バルブ７２を駆動するカムシャフト６０をシリンダヘッド５２に有し、エアポンプ８０はシリンダヘッド５２内に形成されたポンプケース６５及びポンプケース６５内を往復運動するポンプピストン８１を有してなり、ポンプピストン８１はカムシャフト６０により駆動される。【選択図】        図２
2006052708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアポンプにより生成された高圧エアに燃料を混合して得られる混合気をシリンダヘッドに取り付けられたインジェクタによりシリンダの燃焼室内に直接噴射する構成の燃料直噴型内燃機関において、
前記燃焼室の吸排気を行わせる吸気バルブ及び排気バルブを駆動するカムシャフトを前記シリンダヘッドに有し、
前記エアポンプは、前記シリンダヘッド内に形成されたポンプケース及び前記ポンプケース内を往復運動するポンプピストンを有してなり、前記ポンプピストンは前記カムシャフトにより駆動されることを特徴とする燃料直噴型内燃機関。
【請求項２】
前記ポンプケースの軸線は、前記シリンダの軸線と平行であることを特徴とする請求項１記載の燃料直噴型内燃機関。
【請求項３】
前記インジェクタは前記シリンダの軸線にほぼ沿うように位置して延び、前記カムシャフトは前記インジェクタの側方に位置していることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料直噴型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧エアに燃料を混合して得られる混合気をインジェクタにより内燃機関の燃焼室内に直接噴射する燃料直噴型内燃機関に関し、更に詳しくは、上記インジェクタに高圧エアを供給するエアポンプの配置構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジェクタにより高圧の混合気を燃焼室内に直接噴射する構成の燃料直噴型内燃機関は公知であり、そのインジェクタとしては、高圧ポンプにより加圧した燃料を燃焼室内に噴射するタイプのものや、高圧エア内に燃料を注入して得た混合気を燃焼室内に噴射する構成のもの等が知られている。
【０００３】
後者のいわゆるエアアシスト式のインジェクタは高圧のエアを生成するためのエアポンプが必要であり、一般にクランクケースやシリンダの側方（すなわちシリンダブロック内）に備えられている。このエアポンプはピストン型が多く用いられ、その駆動力は、クランクシャフトと同期して回転する軸部材の回転運動を直線運動に変換することにより得ている（例えば、下記の特許文献１参照）。そして、生成された高圧エアはホース等の外部管路のほか、シリンダブロック内及びシリンダヘッド内に設けられた内部管路を介して、シリンダヘッドに設けられたインジェクタに供給される。
【特許文献１】特開２００４−６０６０９号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、エアポンプにより生成した高圧エアをシリンダヘッド内のインジェクタへ供給するための管路が長くなり、構造が複雑でメンテナンスをしにくいという課題があった。また、エアポンプは、カムシャフトの回転動力をチェーン等及び軸部材を介して駆動される構成であるため、部品点数が多くなり、製造コストのほか、メンテナンスにもコストがかかるという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、コストを安価にできるとともに、メンテナンスが容易な構成の燃料直噴型内燃機関を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料直噴型内燃機関は、エアポンプにより生成された高圧エアに燃料を混合して得られる混合気をシリンダヘッドに取り付けられたインジェクタによりシリンダの燃焼室内に直接噴射する構成の燃料直噴型内燃機関において、燃焼室の吸排気を行わせる吸気バルブ及び排気バルブを駆動するカムシャフトをシリンダヘッドに有し、エアポンプは、シリンダヘッド内に形成されたポンプケース及びポンプケース内を往復運動するポンプピストンを有してなり、ポンプピストンはカムシャフトにより駆動される。
【０００７】
また、上記燃料直噴型内燃機関において、ポンプケースの軸線は、シリンダの軸線と平行であることが好ましい。また、上記燃料直噴型内燃機関においては、インジェクタはシリンダの軸線にほぼ沿うように位置して延び、カムシャフトはインジェクタの側方に位置していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る燃料直噴型内燃機関においては、燃料と混合する高圧エアを生成するエアポンプがシリンダヘッドに設けられるとともに、このエアポンプが同じくシリンダヘッドに設けられたカムシャフトにより駆動されるようになっているので、エアポンプにより生成された高圧エアをインジェクタに導く管路を従来に比して短くすることができ、メンテナンスが大変容易となる。また、エアポンプは、カムシャフトにより直接駆動されるため、従来に比して部品点数が少なくなり、製造及びメンテナンスにかかるコストも低減することができる。また、エアポンプを構成するポンプケース及びポンプピストンがシリンダヘッド内に配置されることから、カムシャフトの潤滑のための潤滑油をそのままポンプピストンとポンプケースとの間の摺動部の潤滑に流用できるようになり、潤滑油供給構造の容易化（共用化）を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。図１は本発明の第１実施形態に係る燃料直噴型内燃機関を備えたスクータ型原動機付自転車（以下、スクータと称する）１である。このスクータ１は車体部Ｂと動力部Ｄとからなり、車体部Ｂは、フレーム１０とボディカバー２０とからなる。フレーム１０は左右のメインチューブ１１、これら左右のメインチューブ１１の前端部に上下斜め方向に延びて取り付けられたヘッドパイプ１２、前端部がヘッドパイプ１２に結合するとともに後端部がメインチューブ１１の後端に結合した左右のダウンチューブ１３、左右のメインチューブ１１の中間部より後上方に延びた左右のシートレール１４、シートレール１４の中間部とメインチューブ１１とを連結する連結チューブ１５、メインチューブ１１及びダウンチューブ１３の外側方に設けられたフロアフレーム１６、連結チューブ１５に形成されたピボット１５ａに前端部が枢結されたスイングアーム１７等を有して構成される。
【００１０】
ヘッドパイプ１２にはステアリングシャフト１８が貫装されており、このステアリングシャフト１８の上端部にはバーハンドル３０が取り付けられている。ステアリングシャフト１８の下端部からはフロントサスペンション付きの左右のフロントフォーク１９が下方に延びており、これら左右のフロントフォーク１９の下端部にはフロントホイール４１が回転自在に支持されている。
【００１１】
ボディカバー２０は車体部Ｂ全体を覆うように設けられている。ボディカバー２０は、ヘッドパイプ１２の前方を覆うフロントカバー２１と、ヘッドパイプ１２の側方、メインチューブ１１及びダウンチューブ１３の前部を覆う左右のフロントサイドカバー２２と、メインチューブ１１の後部及びシートレール１４の前部を覆うフロアセンターカバー２３と、ダウンチューブ１３の後部及びメインチューブ１１の後部及びフロアフレーム１６の上方を覆う左右のフロアサイドカバー２４と、シートレール１４の後部を覆う左右のボディサイドカバー２５と、シートレール１４の後方を覆う左右のリヤセンターカバー２６及びリヤロアカバー２７とを有する。
【００１２】
フロントカバー２１の上部にはウインドシールド３１及びメーターバイザー３２が取り付けられており、シートレール１４の上方にはライダーシート３３及びパッセンジャーシート３４が設けられている。左右のフロントサイドカバー２２の下部にはフロントフェンダー３５が取り付けられており、リヤロアカバー２７の下部にはリヤフェンダー３６が取り付けられている。また、リヤセンターカバー２６の下部にはテールランプユニット３７が設けられている。左右のフロアサイドカバー２４の上面は平坦に形成されてライダーシート３３に座った者（運転者）の足置きとなっており、連結チューブ１５の中間部にはパッセンジャーシート３４に座った者の足置きとして用いられるタンデムステップ３８が取り付けられている。また、メインチューブ１１の後端部にはメインスタンド４３が揺動自在に取り付けられており、左側のダウンチューブ１３の中間部にはサイドスタンド４４が揺動自在に取り付けられている。
【００１３】
スイングアーム１７の後部にはリヤホイール４２が回転自在に支持されている。このスイングアーム１７の後端部にはシートレール１４の後端部に上端が取り付けられたリヤサスペンション３９の下端が取り付けられており、リヤホイール４２が受けた衝撃がスイングアーム１７を介してリヤサスペンション３９により吸収されるようになっている。また、スイングアーム１７には動力部Ｄが搭載されている。動力部Ｄはエンジン５０及びトランスミッション９０等を有して構成される。エンジン５０は本発明の第１実施形態に係る燃料直噴型内燃機関であり、トランスミッション９０はドライブプーリ９１、ドリブンプーリ９２及びこれら両プーリ９１，９２に掛け渡されたドライブベルト９３からなる無段変則機構からなる。
【００１４】
エンジン５０は単気筒２バルブ４ストロークタイプのクランク横置き型エンジンであり、図２及び図３に示すように、シリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びクランクケース５３、クランクシャフト５５、シリンダ５６、ピストン５７、コネクティングロッド５８、カムシャフト６０、吸気バルブ７１及び排気バルブ７２、エアポンプ８０、燃料噴射弁６９、インジェクタ７５及び点火プラグ７６等を有して構成されている。
【００１５】
クランクケース５３はシリンダブロック５１の下部に接合され、シリンダヘッド５２はシリンダブロック５１の上部に接合されている。シリンダヘッド５２はシリンダブロック５１と接合されるシリンダヘッド本体５２ａと、シリンダヘッド本体５２ａの上部に接合されるシリンダヘッドカバー５２ｂとからなる。クランクシャフト５５はクランクケース５３内に回転自在に支持されており、図２の左端側にはトランスミッション９０のドライブプーリ９１が図示しない遠心式クラッチを介して連結されている。シリンダ５６はシリンダブロック５１内に形成されており、ピストン５７はクランクシャフト５５と連結したコネクティングロッド５８の端部にピストンピン５９を介して揺動自在に取り付けられている。
【００１６】
カムシャフト６０はシリンダヘッド５２内に回転自在に支持されており、チェーン６１を介してクランクシャフト５５により回転駆動される。吸気バルブ７１は、シリンダ５６、ピストン５７及びシリンダヘッド５２により囲まれて形成される燃焼室６２内への吸気、すなわち燃焼室６２と吸気ポート６３との間の連通及び遮断を行うバルブであり、バルブスプリング７１ａにより常時燃焼室６２と吸気ポート６３とを閉じる方向に付勢されているが、カムシャフト６０上に形成された吸気バルブ駆動カム６０ａにより、吸気バルブ駆動用ロッカーアーム７３を介して下方に押圧されたときに、燃焼室６２と吸気ポート６３とを連通するようになっている。また、排気バルブ７２は燃焼室６２からの排気、すなわち燃焼室６２と排気ポート６４との間の連通及び遮断を行うバルブであり、バルブスプリング７２ａにより常時燃焼室６２と排気ポート６４とを閉じる方向に付勢されているが、カムシャフト６０上に形成された排気バルブ駆動カム６０ｂにより、排気バルブ駆動用ロッカーアーム７４を介して下方に押圧されたときに、燃焼室６２と排気ポート６４とを連通するようになっている。ここで、吸気バルブ駆動用ロッカーアーム７３を揺動自在に支持する支持軸７３ａと、排気バルブ駆動用ロッカーアーム７４を揺動自在に支持する支持軸７４ａとは、図４に示すように平行に配置されており、それぞれシリンダヘッド５２により支持されている。
【００１７】
エアポンプ８０は、シリンダヘッド５２（シリンダヘッドカバー５２ｂ）内に形成された内面円筒状のポンプケース６５と、ポンプケース６５内を移動自在なポンプピストン８１と、一端側がカムシャフト６０上に形成されたポンプ駆動カム６０ｃを収容するように連結され、他端側に上記ポンプピストン８１を有したポンプロッド８２とを備えて構成される。ここで、ポンプケース６５は、その軸線ＡＸ２がシリンダ５６の軸線ＡＸ１と平行になるように設けられており（図２及び図３参照）、クランクシャフト５５が回転すると、その回転力がチェーン６１を介してカムシャフト６０に伝達され、ポンプ駆動カム６０ｃを介してポンプロッド８２がピストン５７の移動方向と同一の方向に（図２の紙面上下方向に）移動する。このためポンプピストン８１は、ポンプケース６５内を往復移動する。
【００１８】
エアポンプ８０の吸入工程（ポンプピストン８１の図２における紙面下方移動工程）においては、ポンプケース６５の端部を塞ぐようにしてシリンダヘッド５２に取り付けられたヘッドキャップ５４に設けられたエア吸入口６６（図３参照）より外気を吸入し、エアポンプ８０の吐出工程（ポンプピストン８１の図２における紙面上方移動工程）においては高圧のエアをヘッドキャップ５４及びシリンダヘッド５２に形成されたエア通路６７（６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅ）を介してインジェクタ７５に供給される。なお、エア通路６７の中間部（エア通路６７ｃ，６７ｄの間）にはエアレギュレータ６８が介装されており、ここで余剰エアが逃がされることにより、適正な圧力のエアがインジェクタ７５に供給されるようになっている。一方、燃料（ここではガソリン）は、シリンダヘッド５２に取り付けられ、図示しない燃料タンク及び燃料ポンプと繋がる燃料噴射弁６９（図３参照）からインジェクタ７５内に供給される。
【００１９】
インジェクタ７５は、図２及び図３に示すように、シリンダ５６の軸線ＡＸ１にほぼ沿うように位置して延び、噴射口７５ａを燃焼室６２内に突出させている（カムシャフト６０は、図２及び図４に示すように、インジェクタ７５の側方に位置している）。このインジェクタ７５は、上記のようにエアポンプ８０により生成・供給された高圧エアと燃料とを内部において混合し、これにより得られた混合気を、圧縮工程における燃焼室６２内に直接噴射注入するが、その混合気の噴射注入の直後に点火プラグ７６により混合気に点火すると、混合気は爆発（燃焼）してピストン５７を押し下げるので、クランクシャフト５５はこれにより回転し、図示しない前述の遠心式クラッチを介してドライブプーリ９１を回転駆動する。このドライブプーリ９１の回転力はドライブベルト９３を介してドリブンプーリ９２に伝達され、更に図示しないギヤ機構に伝達されてリヤホイール４２が駆動される。
【００２０】
このように、本第１実施形態に係るエンジン５０は、燃料と混合する高圧エアを生成するエアポンプ８０がシリンダヘッド５２に設けられるとともに、このエアポンプ８０が同じくシリンダヘッド５２に設けられたカムシャフト６０により駆動されるようになっているので、エアポンプ８０により生成された高圧エアをインジェクタ７５に導く管路（エア通路６７）を従来に比して短くすることができ、メンテナンスが大変容易となる。また、エアポンプ８０は、カムシャフト６０により直接駆動されるため、従来に比して部品点数が少なくなり、製造及びメンテナンスにかかるコストも低減することができる。また、エアポンプ８０を構成するポンプケース６５及びポンプピストン８１がシリンダヘッド５２内に配置されることから、カムシャフト６０の潤滑のための潤滑油をそのままポンプピストン８１とポンプケース６５との間の摺動部の潤滑に流用できるようになり、潤滑油供給構造の容易化（共用化）を図ることができる。
【００２１】
また、この実施形態に係るエンジン５０では、上述のように、ポンプケース６５の軸線ＡＸ２がシリンダ５６の軸線ＡＸ１と平行であるので、エアポンプ８０を設けたことによるシリンダ５６の横方向（シリンダ５６の軸外方向）への張り出しが少ない。このため、上記実施形態のように、エンジン５０をクランク横置き状態でスクータ１に搭載した場合でも足置きスペースを広くすることが可能である。
【００２２】
また、本実施形態に係るエンジン５０では、インジェクタ７５はシリンダ５６の軸線ＡＸ１にほぼ沿うように位置して延び、カムシャフト６０はインジェクタ７５の側方にずらして配置されている。このため、インジェクタ７５を燃焼室６２の中心部に設置することができ、シリンダ５６の内壁面への燃料の付着を低減することができるとともに、燃焼効率も向上させることができる。
【００２３】
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る燃料直噴型内燃機関について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るエンジン１５０を備えた自動二輪車１０１である。この自動二輪車１０１の車体部は左右のメインチューブ１１１、これら左右のメインチューブ１１１の前端部に上下斜め方向に延びて取り付けられたヘッドパイプ１１２、前端部がヘッドパイプ１１２に結合するとともに後端部がメインチューブ１１１の後端部に結合した略Ｕ字型の左右のダウンチューブ１１３、左右のメインチューブ１１１の後端部より後上方に延びた左右のシートレール１１４、左右のメインチューブ１１３に形成されたピボット１１３ａに前端部が枢結されたスイングアーム１１７等を有して構成される。
【００２４】
ヘッドパイプ１１２にはステアリングシャフト１１８が貫装されており、このステアリングシャフト１１８の上端部にはハンドル１３０が取り付けられている。ステアリングシャフト１１８の下端部からはフロントサスペンション付きの左右のフロントフォーク１１９が下方に延びており、これら左右のフロントフォーク１１９の下端部にはフロントホイール１４１が回転自在に支持されている。
【００２５】
シートレール１１４の上方にはライダーシート１３３及びパッセンジャーシート１３４が設けられている。フロントフォーク１１９にはフロントフェンダー１３５が取り付けられており、シートレール１１４の下部にはリヤフェンダー１３６が取り付けられている。また、リヤフェンダー１３６の後部にはテールランプユニット１３７が設けられており、左右のダウンチューブ１１３の中間部にはライダーシート１３３に座った者（運転者）の足置きとなるステップ１３８が設けられている。また、ダウンチューブ１１３の中間部にはメインスタンド１４３が揺動自在に取り付けられている。
【００２６】
スイングアーム１１７の後部にはリヤホイール１４２が回転自在に支持されている。このスイングアーム１１７の後部にはシートレール１１４に上端が取り付けられたリヤサスペンション１３９の下端が取り付けられており、リヤホイール１４２の衝撃がスイングアーム１１７を介してリヤサスペンション１３９により吸収されるようになっている。また、メインチューブ１１１とダウンチューブ１１３との間の空間内にはエンジン１５０及びこのエンジン１５０と繋がるトランスミッション１９０が収容されており、スイングアーム１１７にはトランスミッション１９０に伝達されたエンジン１５０の動力をリヤホイール１４２に伝える、プロペラシャフト等の動力伝達装置１９５が備えられている。
【００２７】
エンジン１５０はＶ型２気筒３バルブ４ストロークタイプのクランク横置き型エンジンである。図７及び図８に示すように、１つの気筒は、シリンダブロック１５１、シリンダヘッド１５２及びクランクケース１５３、クランクシャフト１５５、シリンダ１５６、ピストン１５７、コネクティングロッド１５８、カムシャフト１６０、吸気バルブ１７１，１７１′及び排気バルブ１７２、エアポンプ１８０、燃料噴射弁（図示せず）、インジェクタ１７５及び点火プラグ（図示せず）等を有して構成されている。
【００２８】
クランクケース１５３はシリンダブロック１５１の下部に接合され、シリンダヘッド１５２はシリンダブロック１５１の上部に接合されている。シリンダヘッド１５２はシリンダブロック１５１と接続されるシリンダヘッド本体１５２ａと、シリンダヘッド本体１５２ａの上部に接合されるシリンダヘッドカバー１５２ｂとからなる。クランクシャフト１５５はクランクケース１５３内に回転自在に支持されており、その端部にはトランスミッション１９０のインプットシャフト（図示せず）を駆動するドライブギヤ（図示せず）が備えられている。シリンダ１５６はシリンダブロック１５１内に形成されており、ピストン１５７はクランクシャフト１５５と連結したコネクティングロッド１５８の端部にピストンピン１５９を介して取り付けられている。
【００２９】
カムシャフト１６０はシリンダヘッド１５２内に回転自在に支持されており、図示しないチェーンを介してクランクシャフト１５５により回転駆動される。２つの吸気バルブ１７１，１７１′は、シリンダ１５６、ピストン１５７及びシリンダヘッド１５２により囲まれて形成される燃焼室１６２内への吸気を行うバルブであり、それぞれバルブスプリング１７１ａ，１７１′aにより常時燃焼室１６２と吸気ポート１６３とを閉じる方向に付勢されているが、カムシャフト１６０上に形成された吸気バルブ駆動カム１６０ａにより、吸気バルブ駆動用ロッカーアーム１７３を介して下方に押圧されたときに、燃焼室１６２と吸気ポート１６３とを連通するようになっている。また、排気バルブ１７２は燃焼室１６２からの排気を行うバルブであり、バルブスプリング１７２ａにより常時燃焼室１６２と排気ポート１６４とを閉じる方向に付勢されているが、同じくカムシャフト１６０上に形成された排気バルブ駆動カム１６０ｂにより、排気バルブ駆動用ロッカーアーム１７４を介して下方に押圧されたときに、燃焼室１６２と排気ポート１６４とを連通するようになっている。ここで、吸気バルブ駆動用ロッカーアーム１７３を揺動自在に支持する支持軸１７３ａと、排気バルブ駆動用ロッカーアーム１７４を揺動自在に支持する支持軸１７４ａとは、図７及び図８に示すように平行に配置され、それぞれシリンダヘッド１５２により支持されている。
【００３０】
エアポンプ１８０は、図８に示すように、シリンダヘッド１５２内に形成された内面円筒状のポンプケース１６５と、ポンプケース１６５内を移動自在なポンプピストン１８１と、一端側がカムシャフト１６０上に形成されたポンプ駆動カム１６０ｃを収容するように連結され、他端側に上記ポンプピストン１８１を有したポンプロッド１８２とを備えて構成される。ここで、ポンプケース１６５は、その軸線ＡＸ１２がシリンダ１５６の軸線ＡＸ１１に対して傾いた方向（ここでは図７の紙面に投影したときにほぼ直交する方向）に延びるように設けられており、クランクシャフト１５５が回転すると、その回転力が上述の図示しないチェーンを介してカムシャフト１６０に伝達され、ポンプ駆動カム１６０ｃを介してポンプロッド１８２がピストン１５７の移動方向に対して傾いた方向に（図７における紙面横方向に）移動する。このためポンプピストン１８１は、ポンプケース１６５内を往復移動する。なお、本実施形態においてポンプケース１６５の軸線ＡＸ１２がシリンダ１５６の軸線ＡＸ１１に対して傾いている（平行でない）のは、図６からも分かるようにエンジン１５０の上方空間が狭く、第１実施形態のようにエアポンプ１８０を上方に突出して設けることが困難であるためである。
【００３１】
エアポンプ１８０の吸入工程（ポンプピストン１８１の図７における紙面左方移動工程）においては、ポンプケース１６５の端部を塞ぐようにしてシリンダヘッド１５２に取り付けられたヘッドキャップ１５４に設けられたエア吸入口１６６（図７参照）より外気を吸入し、エアポンプ１８０の吐出工程（ポンプピストン１８１の図７における紙面右方移動工程）においては高圧のエアをエア通路１６７（ヘッドキャップ１５４内のエア通路１６７ａ、ヘッドキャップ１５４とシリンダヘッド１５２との間に設けられたホースからなるエア通路１６７ｂ、シリンダヘッド１５２内に設けられたエア通路１６７ｃ，１６７ｄ）を介してインジェクタ１７５に供給される。なお、エア通路１６７の中間部（エア通路１６７ｃ，１６７ｄの間）にはエアレギュレータ１６８が介装されており、ここで余剰エアが逃がされることにより、適正な圧力のエアがインジェクタ１７５に供給される。一方、燃料（ここではガソリン）は、シリンダヘッド１５２に取り付けられた図示しない燃料噴射弁からインジェクタ１７５内に供給される。
【００３２】
インジェクタ１７５は、図７に示すように、シリンダ１５６の軸線ＡＸ１１にほぼ沿うように位置して延び、噴射口１７５ａを燃焼室１６２内に突出させている（カムシャフト１６０は、図８に示すように、インジェクタ１７５の側方に位置している）。このインジェクタ１７５は、上記のようにエアポンプ１８０により生成・供給された高圧エアと燃料とを内部において混合し、これにより得られた混合気を、圧縮工程における燃焼室１６２内に直接噴射注入するが、その混合気の噴射注入の直後に前述の図示しない点火プラグにより混合気に点火すると、混合気は爆発（燃焼）してピストン１５７を押し下げるので、クランクシャフト１５５はこれにより回転し、その動力はトランスミッション１９０経由で動力伝達装置１９５に伝えられる。そして、この動力伝達装置１９５に伝えられたエンジン１５０の動力は更に図示しないギヤ機構に伝達され、最終的にリヤホイール１４２が駆動される。
【００３３】
このように、本第２実施形態に係るエンジン１５０においても、燃料と混合する高圧エアを生成するエアポンプ１８０がシリンダヘッド１５２に設けられるとともに、このエアポンプ１８０が同じくシリンダヘッド１５２に設けられたカムシャフト１６０により駆動されるようになっているので、エアポンプ１８０により生成された高圧エアをインジェクタ１７５に導く管路（エア通路１６７）を従来に比して短くすることができ、メンテナンスが大変容易となる。また、エアポンプ１８０は、カムシャフト１６０により直接駆動されるため、従来に比して部品点数が少なくなり、製造及びメンテナンスにかかるコストも低減することができる。また、第１実施形態の場合と同様、エアポンプ１８０を構成するポンプケース１６５及びポンプピストン１８１がシリンダヘッド１５２内に配置されることから、カムシャフト１６０の潤滑のための潤滑油をそのままポンプピストン１８１とポンプケース１６５との間の摺動部の潤滑に流用できるようになり、潤滑油供給構造の容易化（共用化）を図ることができる。
【００３４】
また、この第２実施形態に係るエンジン１５０においても、インジェクタ１７５はシリンダ１５６の軸線ＡＸ１１にほぼ沿うように位置して延び、カムシャフト１６０はインジェクタ１７５の側方にずらして配置されているため、インジェクタ１７５を燃焼室１６２の中心部に設置することができ、シリンダ１５６の内壁面への燃料の付着を低減することができるとともに、燃焼効率も向上させることができる。
【００３５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態において示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では吸気バルブ及び排気バルブの数が１つ又は２つであったが、これらは一例であり、バルブの数は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態においては、本発明に係る燃料直噴型内燃機関はスクータ型原動機付自転車や自動二輪車に備えられていたが、これは一例であり、他の動力機械の動力源として用いることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンが搭載されたスクータ型原動機付自転車の側面図である。
【図２】図１における矢視II−IIから見た上記エンジンの断面図である。
【図３】図２における矢視III−IIIから見た上記エンジンの断面図である。
【図４】図３における矢視IV−IVから見た上記エンジンの断面図である。
【図５】図４における矢視Vから見た一部断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るエンジンが搭載されたスクータ型原動機付自転車の側面図である。
【図７】図６におけるエンジンの拡大部分断面図である。
【図８】図７における矢視VIII−VIIIから見た上記エンジンの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      スクータ型原動機付自転車
５０    エンジン
５１    シリンダブロック
５２    シリンダヘッド
５３    クランクケース
５５    クランクシャフト
５６    シリンダ
５７    ピストン
５８    コネクティングロッド
６０    カムシャフト
６０ａ  吸気バルブ駆動カム
６０ｂ  排気バルブ駆動カム
６０ｃ  ポンプ駆動カム
６２    燃焼室
６５    ポンプケース
６７    エア通路
７１    吸気バルブ
７２    排気バルブ
７５    インジェクタ
７５ａ  噴射口
８０    エアポンプ
８１    ポンプピストン
８２    ポンプロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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