(57)【要約】【課題】インジェクタをシリンダヘッドに取り付けるクランプ部材の位置決め精度を向上させかつ、インジェクタの応力が過大になることがないインジェクタの取付構造を提供する。【解決手段】一端部にシリンダヘッド３と当接する湾曲面８２を有する一方、他端部にインジェクタ７を押圧するアーム部８１、８１を有し且つ、両者の略中間にシリンダヘッド３に固定するための固定ボルト９を挿通するボルト挿通孔８４を有するクランプ部材８を備え、上記湾曲面８２は、一端部の端縁側に向かって上方に湾曲しており、上記クランプ部材８は、該クランプ部材８のボルト挿通孔８４を中心とする回転方向の位置決めをするスプリングピン８３が、湾曲面８２よりもさらに端縁側であってかつ、湾曲面８２とシリンダヘッド３との間に設けられている。【選択図】図１
2005307775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタをエンジンのシリンダヘッドに取り付けるためのエンジンのインジェクタ取付構造であって、
ボルト挿通孔に挿通された固定ボルトによって上記シリンダヘッドに固定されて、上記シリンダヘッドに配設されたインジェクタを固定するクランプ部材と、
上記クランプ部材の上記ボルト挿通孔を中心とした回転方向に対する位置決めをする位置決め部材と、を備え、
上記クランプ部材は、上記ボルト挿通孔を挟んだ一端部に、その端縁に向かって上方に湾曲し且つ上記シリンダヘッドと当接する当接面と、その他端部に、上記インジェクタを下方に押圧するインジェクタ押さえ部と、を有していて、上記湾曲した当接面に従って上記インジェクタの軸心方向に揺動可能とされており、
上記位置決め部材は、上記クランプ部材とシリンダヘッドとの間において、上記当接面よりも端縁側に配置されていることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記位置決め部材は、略上下方向に配置される断面円形状の位置決めピンであり、
上記クランプ部材には、上記ピンの上端部が嵌合される断面円形状のクランプ側嵌合孔が形成され、
上記シリンダヘッドには、上記ピンの下端部が嵌合される断面円形状のヘッド側嵌合孔が形成されていることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記インジェクタ及びクランプ部材は、上記シリンダヘッド内の動弁室の上部を画成するヘッド上壁に取り付けられ、
上記シリンダヘッドは、そのヘッド上壁に貫通形成されたボルト貫通孔と、上記動弁室の底壁を構成するミドルデッキ部に設けられたボルトネジ孔とを有し、
上記固定ボルトは、上記ボルト挿通孔及びボルト貫通孔を貫通し且つ上記ボルトネジ孔に螺合されて、その中間部が動弁室空間に露出しており、
上記固定ボルトの外周面と上記ボルト貫通孔の内周面との間は、弾性シール部材によってシールされていることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記固定ボルトは、そのボルトヘッド部とネジ部との間に拡径部を有し、
上記拡径部は、その取付状態において、上記クランプ部材のボルト挿通孔の下部位置からシリンダヘッドのボルト貫通孔の上部位置に亘って位置することを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記ヘッド上壁は、上記シリンダヘッド上面に固定され、カムシャフトを支持するカムキャリア部材によって構成されていることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか１つに記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記位置決めピンは、上記クランプ側嵌合孔に圧入固定されるスプリングピンであることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【請求項７】
請求項４又は５に記載のエンジンのインジェクタ取付構造において、
上記弾性シール部材は、上記シリンダヘッドと上記クランプ部材との間をシールする第１シール部材と、上記固定ボルトとボルト挿通孔との間をシールする第２シール部材とが互いに相対変位可能に連結されてなるリング状シール部材であって、
上記リング状シール部材は、上記固定ボルトに嵌挿保持されていることを特徴とするエンジンのインジェクタ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのインジェクタ取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインジェクタのエンジンへの取付構造としては、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された発明では、インジェクタは、シリンダヘッド上部に設けられたノズル挿入孔に取り付けられる。このように取り付けられたインジェクタはシリンダヘッド上面に設けられたクランプ部材によってシリンダヘッドに固定されている。
【０００３】
さらに、詳しくは、このクランプ部材の一端部には支点部が設けられる一方、他端部にはインジェクタ押さえ部が設けられ、これらの略中間部に該クランプ部材をシリンダヘッド上面に固定するための固定ボルトを挿通させるボルト挿通孔が形成されている。そして、該クランプ部材の取付状態においては、上記支点部はシリンダヘッド上面のスペーサに当接するとともに、上記インジェクタ押さえ部はインジェクタに設けられたクランプ当接面に当接することによって、インジェクタをシリンダヘッドに取り付けている。
【０００４】
また、上記スペーサには上方に突出する位置決めピンが配設されるとともに、上記クランプ部材には支点部より中央側の位置に該位置決めピンが挿入される長孔が支点部とインジェクタ押さえ部とを結ぶ方向へ延びて設けられている。これら位置決めピンと長孔とによって、上記クランプ部材は廻り止めされており、上記インジェクタ押さえ部がインジェクタの軸心から回転してずれることを防止している。
【０００５】
さらに、上記クランプ部材の回転を規制する別の構造として、上記シリンダヘッドに上記スペーサに替えて、上方に突出しかつ先端に球面凸部が形成された支点ピンを設けるとともに、上記クランプ部材の支点部は該支点ピンの球面凸部と摺接する球面凹部が形成されているものがある（特許文献１参照）。かかる構造においては、この球面凹部がクランプ部材の支点部となるとともに、球面凹部及び球面凸部とによってクランプ部材の廻り止めをしている。
【特許文献１】特開平１０−８２３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記インジェクタは精密機械であるため、上記インジェクタを押圧固定する場合には、押圧力が軸心からずれてインジェクタに曲げモーメントがかからないようにする必要がある。そのため、上記インジェクタ押さえ部をインジェクタの所定の押圧位置に出来る限り精度良く当接させることが望まれる。上記２つの従来例は、インジェクタ押さえ部の位置精度が比較的低く、改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クランプ部材の位置決め精度を向上させかつ、インジェクタの応力が過大になることがないインジェクタの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、インジェクタをエンジンのシリンダヘッドに取り付けるエンジンのインジェクタ取付構造が対象である。
【０００９】
そして、ボルト挿通孔に挿通された固定ボルトによって上記シリンダヘッドに固定されて、上記シリンダヘッドに配設されたインジェクタを固定するクランプ部材と、上記クランプ部材の上記ボルト挿通孔を中心とした回転方向に対する位置決めをする位置決め部材と、を備えているものとする。
【００１０】
また、上記クランプ部材は、上記ボルト挿通孔を挟んだ一端部に、その端縁に向かって上方に湾曲し且つ上記シリンダヘッドと当接する当接面と、その他端部に、上記インジェクタを下方に押圧するインジェクタ押さえ部と、を有していて、上記湾曲した当接面に従って上記インジェクタの軸心方向に揺動可能とされている。
【００１１】
さらに、上記位置決め部材は、上記クランプ部材とシリンダヘッドとの間において、上記当接面よりも端縁側に配置されている。
【００１２】
上記の構成の場合、上記インジェクタは、シリンダヘッドに取り付けられ、上記クランプ部材によって固定される。
【００１３】
具体的には、支点としての上記当接面がシリンダヘッドに当接して、力点としてのボルト挿通孔に固定ボルトが挿通されて締結力が付与され、作用点としてのインジェクタ押さえ部がインジェクタをその軸心方向に押圧してシリンダヘッドに固定する。ここで、上記当接面が湾曲していることによって、クランプ部材は該当接面に従ってインジェクタの軸心方向に揺動することでき、該クランプ部材の位置及び姿勢を適切に調整して、インジェクタを軸心方向に押圧固定することができる。
【００１４】
ここで、該クランプ部材は、上記位置決め部材によってボルト挿通孔を中心とした回転方向の位置決めがされている。その結果、上記インジェクタ押さえ部がインジェクタの軸心からボルト挿通孔を中心とした回転方向にずれて、インジェクタに曲げモーメントが作用することが防止されている。
【００１５】
ところで、一般に、設計した寸法と実際に製造された物の寸法とには寸法公差の分だけ誤差が生じ、例えば、固定ボルトとインジェクタとを結ぶ方向に対し交差する方向の寸法公差は、クランプ部材の回転方向の位置（クランプ部材の回転角）に影響を及ぼす。この寸法公差を小さくすると、上述の位置決め精度を向上させることができるという利点はあるが、高い加工精度を必要とする分製造コストが高くなるという欠点がある。
【００１６】
そこで、上記位置決め部材を上記当接面よりも端縁側に配置することによってクランプ部材の回転の中心となる固定ボルトと位置決め部材との距離が比較的長くなり、許容される寸法公差に対応するクランプ部材の回転角度が小さくなる。
【００１７】
したがって、本発明によれば、上記位置決め部材を上記当接面よりもさらに端縁側に配置することによって、位置決め部材と固定ボルトとの距離に対する寸法公差の影響が小さくして、加工精度を上げなくても位置決め精度を向上させることができる。
【００１８】
それと共に、支点としての当接面がインジェクタ押さえ部の比較的近くに位置するため、支点と作用点間の剛性が高くなり、固定ボルトによる押圧力が正確にインジェクタ押さえ部に伝えることができる。その結果、インジェクタへの押圧力の調整が容易となり、インジェクタの応力が過大になることがない。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、上記位置決め部材を、略上下方向に配置される断面円形状の位置決めピンとする。
【００２０】
そして、上記クランプ部材には、上記ピンの上端部が嵌合される断面円形状のクランプ側嵌合孔が形成され、上記シリンダヘッドには、上記ピンの下端部が嵌合される断面円形状のヘッド側嵌合孔が形成されているものとする。
【００２１】
上記の構成の場合、断面円形状の位置決めピンの両端部は、断面円形状のクランプ側嵌合孔及び断面円形状のヘッド側嵌合孔が嵌合しているため、上記クランプ部材のインジェクタ押さえ部は、ボルト挿通孔を中心とする周方向へ位置決めがなされるだけでなく、位置決めピンとインジェクタとを結ぶ方向へも位置決めされる。
【００２２】
そして、上記位置決めピンの配設位置は寸法公差によってずれる可能性があるが、上記位置決めピンは作用点としてのインジェクタ押さえ部から比較的離れた位置に配置されているため、位置決めピンとインジェクタ押さえ部との長さに対する寸法公差の影響は比較的小さくなる。
【００２３】
したがって、第２の発明によれば、精密機械であるインジェクタの押さえ位置の精度が向上し、クランプ部材による押圧力はインジェクタの軸心に作用して、インジェクタに曲げモーメントがかからない。
【００２４】
また、上記特許文献１に開示された構造のように、球面凸部及び球面凹部によって揺動可能とする当接面と位置決め部材との２つの役割を持たせる構造と比較して、揺動可能とする当接面と位置決め部材とが別の構成であるとともに、位置決め部材がピン形状であるため、製造コストを抑制することができる。
【００２５】
第３の発明は、第２の発明において、上記インジェクタ及びクランプ部材は、上記シリンダヘッド内の動弁室の上部を画成するヘッド上壁に取り付けられ、上記シリンダヘッドは、そのヘッド上壁に貫通形成されたボルト貫通孔と、上記動弁室の底壁を構成するミドルデッキ部に設けられたボルトネジ孔とを有し、上記固定ボルトは、上記ボルト挿通孔及びボルト貫通孔を貫通し且つ上記ボルトネジ孔に螺合されて、その中間部が動弁室空間に露出しており、上記固定ボルトの外周面と上記ボルト貫通孔の内周面との間は、弾性シール部材によってシールされているものとする。
【００２６】
上記の構成の場合、上記クランプ部材、ボルトヘッド部及びインジェクタの上端部は、動弁室の外部に位置する。そして、該固定ボルトのネジ部は、動弁室空間の底部を構成するミドルデッキ部のボルトネジ孔に螺合されている。そのため、固定ボルトの中間部は動弁室空間に露出するとともに、上記ヘッド上壁のボルト貫通孔内周面と固定ボルト外周面との間には隙間が生じている。この動弁室内には、給気及び排気のバルブ機構が収納されており、エンジンオイルも存在する。そこで、ボルト貫通孔内周面と固定ボルト外周面との間の隙間を弾性シール部材で塞いでいる。
【００２７】
また、一般にインジェクタの本体及び固定ボルトは、例えば鉄系金属等の略同じ材料からなる。そして、エンジンが温度上昇した場合には、作用点としてのインジェクタのクランプ当接面は、シリンダヘッドとインジェクタの熱膨張分だけ上方に変位する。一方、力点としての固定ボルトのボルトヘッド部は、シリンダヘッドと固定ボルトの熱膨張分だけ上方に変位する。このため、熱膨張に対してクランプ部材当接面とボルトヘッド部の高さ位置を略等しくするには、略同じ材料からなるインジェクタと固定ボルトとの長さの差を小さくしたい。そこで、固定ボルトをミドルデッキ部に螺合させて、動弁室空間を上下に貫通させることによって、該固定ボルトの全長は比較的長くなり、その全長は、インジェクタのインジェクタ押さえ部が当接するクランプ当接面からインジェクタの噴孔側がシリンダヘッドに当接する部分までの長さに近づく。その結果、インジェクタのクランプ当接面位置と、固定ボルトのボルトヘッド位置との熱膨張による変位の差が小さくなる。
【００２８】
したがって、第３の発明によれば、動弁室内の空気がエンジン運転による温度変化によって膨張及び収縮しても、上記弾性シール部材によって上記隙間から空気が出入りすることなく、それに伴うエンジンオイルの流出や異物の混入を防止することができる。
【００２９】
また、ボルトの締結構造としてミドルデッキ部のネジ孔に螺合するのではなく、ヘッド上壁から動弁室空間に突出する肉盛り部を設けて、この肉盛り部にネジ孔を設ける構造も考えられ、かかる構造であれば、ヘッド上壁に動弁室空間と連通する挿入孔を設ける必要がなく動弁室とのシールを考慮する必要がない。しかし、動弁室は給気及び排気のバルブ機構を収納する必要があり、かかるスペースを確保するためにはヘッド上壁の下面において動弁室空間内に突出する肉盛り部を設けることは避けたい。この要求は、エンジンがコンパクトになって動弁室空間が狭小になるほど強くなる。すなわち、ミドルデッキ部にネジ孔を設けたボルト締結構造は、動弁室空間を有効に活用することができる。
【００３０】
さらに、固定ボルトの全長を長くすることによって、シリンダヘッド下面を基準として、インジェクタのクランプ当接面と、固定ボルトのボルトヘッド位置との熱膨張による変位の差が小さくなり、シリンダヘッド等の温度が変化しても、固定ボルトの締結力が緩み難い。
【００３１】
第４の発明は、第３の発明において、上記固定ボルトは、そのボルトヘッド部とネジ部との間に拡径部を有しているものとする。
【００３２】
そして、上記拡径部は、その取付状態において、上記クランプ部材のボルト挿通孔の下部位置からシリンダヘッドのボルト貫通孔の上部位置に亘って位置する。
【００３３】
上記の構成の場合、上記クランプ部材は、支点の当接面に従って上下に揺動する一方、固定ボルトは、ミドルデッキ部のネジ孔に螺合して鉛直方向に延びて固定されているため、上記固定ボルトとボルト挿通孔との間にはクランプ部材が揺動可能なだけの隙間が必要である。一方、上記固定ボルト外周面とボルト貫通孔内周面との間の隙間をシールするシール部材のシール性を確保するためには、固定ボルトとボルト貫通孔との位置ずれを防止する必要がある。
【００３４】
そこで、上記固定ボルトに、その取付状態においてボルト挿通孔の下部からシリンダヘッドのボルト貫通孔入口部分に亘って位置する拡径部を設けることによって、ボルト挿通孔の下部では、固定ボルト外周面とボルト貫通孔内周面との隙間を小さくする一方、ボルト挿通孔の上部においては、ボルト外周面とボルト挿通孔内周面との間には十分な隙間を設けている。位置決め部材によって、クランプ部材のボルト挿通孔とシリンダヘッドのボルト貫通孔とはその軸心が揃うように位置決めされており、このボルト挿通孔に挿通される固定ボルトのボルトヘッド部側は、その取り付け時において、拡径部によってボルト挿通孔内での移動が規制されるため、固定ボルトとシリンダヘッドのボルト貫通孔との位置関係も規制される。そうして、固定ボルトがボルト貫通孔に対して精度良く位置付けられるから、確実なシール性が得られるように、固定ボルト、弾性シール部材の組み付けが可能になる。一方、ボルト挿通孔上部の隙間は十分あるためクランプ部材は揺動することができる。
【００３５】
したがって、第４の発明によれば、上記固定ボルトの拡径部によって、クランプ部材の揺動を阻害せずかつ、ボルトとボルト貫通孔との位置ずれを防止してシール性を確保することができる。
【００３６】
第５の発明は、第３又は４の発明において、上記ヘッド上壁は、上記シリンダヘッド上面に固定され、カムシャフトを支持するカムキャリア部材によって構成されているものとする。
【００３７】
上記の構成の場合、カムキャリアが上記ヘッド上壁を構成することになり、このカムキャリアに上記ボルト貫通孔及びヘッド側嵌合孔が形成される。かかる構造とすることによって、ヘッド上壁がシリンダヘッドと一体形成された構造と比較して、容易に製造できる。
【００３８】
第６の発明は、第２乃至５の何れか１つの発明において、上記位置決めピンは、上記クランプ側嵌合孔に圧入固定されるスプリングピンであるものとする。
【００３９】
上記の構成の場合、位置決めピンが嵌合して略一直線上に位置していた上記クランプ側嵌合孔の軸心とヘッド側嵌合孔の軸心とが、クランプ部材が揺動することによって少し角度を有するようになっても、上記スプリングピンはその径方向に弾性変形するため、位置決めピンとヘッド側嵌合孔又はクランプ側嵌合孔との嵌め合いが維持される。
【００４０】
したがって、クランプ部材を揺動可能にしつつ、高い位置決め精度が得られる。また、位置決め部材が挿入孔とピンからなるため、球面凸部及び球面凹部からなる球面タイプと比較してコストを低く抑えることができる。
【００４１】
第７の発明は、第４又は５の発明において、上記弾性シール部材は、上記シリンダヘッドと上記クランプ部材との間をシールする第１シール部材と、上記固定ボルトとボルト挿通孔との間をシールする第２シール部材とが互いに相対変位可能に連結されてなるリング状シール部材であって、上記リング状シール部材は、上記固定ボルトに嵌挿保持されているものとする。
【００４２】
上記の構成の場合、上記弾性シール部材は一部材で２箇所をシールする。すなわち、シリンダヘッドと上記クランプ部材との間、及び上記固定ボルトとボルト挿通孔との間をそれぞれ第１シール部材及び第２シール部材でシールしている。そして、これら第１シール部材と第２シール部材とは相対的に変位可能であるため、それぞれが独立に対応する部分をシールすることができる。例えば、第１シール部材の中心と固定ボルトの軸心とがずれても、第２シール部材は第１シール部材に対して相対変位可能であるため、第１シール部材に追従して固定ボルトの軸心からずれることはなく、固定ボルトとボルト挿通孔との間のシール性は維持される。したがって、該第１シール部材と第２シール部材とからなるリング状シール部材によって固定ボルト外周面とシリンダヘッドのボルト貫通孔との間のシール性が確保される。
【００４３】
また、上記リング状シール部材は、クランプ部材を介して位置決めピンにより位置決めされた固定ボルトに嵌挿保持されているため、位置決め部材が嵌合されているシリンダヘッドに対して精度良く配置されることになる。したがって、シリンダヘッド上面には第１シール部材が当接するシール面を形成する必要があるが、このシール面を比較的小さく形成することができる。
【発明の効果】
【００４４】
上記発明によれば、上記位置決め部材を上記当接面よりもさらに端縁側に配置することによって、位置決め部材と固定ボルトとの距離に対する寸法公差の影響を小さくして、加工精度を上げなくても位置決め精度を向上させることができる。その結果、インジェクタをその軸心位置で軸心方向に押圧することができる。
【００４５】
また、支点がインジェクタ押さえ部の比較的近くに位置するため、ボルト締結力、即ちインジェクタへの押圧力の調整がし易く、インジェクタの応力が過大になることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの気筒列方向と直交する方向からエンジンを見て、インジェクタを中心にエンジンの構成を示す断面図である。１は、オーバーヘッドカムシャフト式直噴ディーゼルエンジンであって、このエンジン１は、その長手方向に沿って４つの気筒２２、２２、…が形成されているシリンダブロック２、動弁室４１の下半部やウォータジャケット４２が形成されたヘッド本体４とエンジン１の前後方向に延びる２本のカムシャフト（図示省略）を支持するカムキャリア５とからなるシリンダヘッド３及びシリンダヘッドカバー６等からなる。そして、この各気筒２２に燃料を直接噴射するためのインジェクタ７が、シリンダヘッド３上方から各気筒２２内へ挿設されている。
【００４８】
本実施形態では、説明の便宜のため、上記エンジン１の長手方向をエンジン前後方向として、図示省略のタイミングプーリが位置する側（図１の右側）をエンジン前側と呼び、その反対側（図１の左側）をエンジン後側という。また、上記エンジン１の前後方向に直交する左右方向（図１における紙面垂直方向）をエンジン幅方向とする。
【００４９】
上記ヘッド本体４は、上記シリンダブロック２の上面に配設されており、このヘッド本体４の底壁であるボトムデッキ４９の下面によって上記各気筒２２の上面が画成されている。そして、各気筒２２の中心軸ｃに沿って、ボトムデッキ４９からヘッド本体４の上面まで上方へ突出するボス部４４が形成されて、該各ボス部４４には上記各インジェクタ７が挿入されるインジェクタホール４３が形成されている。この各インジェクタホール４３は、各気筒２２の中心軸ｃと同軸に鉛直下向きに貫通形成されている。また、ボス部４４のボス上端面４４ａには、該ホール４３の上端開口を囲むように細溝４４ｂが形成されている。
【００５０】
そして、このヘッド本体４は、その上下方向略中央において水平方向に拡がるミドルデッキ４８によって上下に区画されており、上記ボトムデッキ４９とミドルデッキ４８との間には、上記ボス部４４を囲むようにウォータジャケット４２が形成されている。このウォータジャケット４２内には、エンジン冷却水が循環していて、それによってシリンダヘッド３を冷却している。一方、上記ミドルデッキ４８の上方には、シリンダヘッド３の外周壁３１に囲まれて上方に開口する動弁室４１の下半部が形成されている。この動弁室４１には、カムシャフトや吸気及び排気のバルブ機構が収納される。また、このミドルデッキ４８の上記各ボス部４４のエンジン後側には、後述する固定ボルト９を螺合するボルトネジ孔４８ａが形成されている。
【００５１】
上記カムキャリア５は、それぞれエンジン前後方向に延びるように形成されたカムキャリア本体部５１、そのカムキャリア本体部５１の途中からエンジン１の幅方向両側に分岐して延びる複数のカムジャーナル部（図示省略）及び各カムジャーナル部の上部に取り付けられるカムキャップ（図示省略）からなる。このカムキャリア５は、上記ヘッド本体４の上面に載設され、カムキャリア本体部５１の下面が、上記ボス上端面４４ａと当接する（図１参照）。
【００５２】
そして、上記複数のカムジャーナル部に上記２本のカムシャフトがカムキャリア本体部５１を挟んでエンジン前後方向に沿って配設され、該カムジャーナル部の上部からカムキャップが取り付けられることによって、カムシャフトはカムキャリア５に回動自在に支承される。
【００５３】
また、上記カムキャリア本体部５１には、その長手方向の略全体に亘って上面に開口した溝部５１ａが形成されており、この溝部５１ａは上記シリンダヘッドカバー６をシリンダヘッド３に取り付けた際に、シリンダヘッドカバー６から外部空間に露出する。そのため、この溝部５１ａを区画する立壁５１ｂの上面には、上記シリンダヘッドカバー６が当接するシール面が形成されている。また、溝部５１ａには、図示は省略するが、上記各インジェクタホール４３と連通するインジェクタ挿通孔５１ｃが長手方向に所定間隔をあけて４つ貫通形成されている。
【００５４】
上記シリンダヘッドカバー６は、下側開口の略箱状であって、その周壁部６１の下端面には、略全周に亘って、上記シリンダヘッド３の外周壁３１の上面に形成されたシール面と当接するシール部６１ａが設けられている。また、シリンダヘッドカバー６の略中央には、長手方向に開口したスリット６２が形成されている。該スリット６２の周縁部には、下方に延出する延出部６２ａが、該スリット６２の全周に亘る環状に形成されている。そして、該延出部６２ａの下端面に、上記カムキャリア本体部５１の立壁５１ｂのシール面と当接するシール部６２ｂが設けられている。
【００５５】
このシリンダヘッドカバー６が上記カムキャリア５を載設したシリンダヘッド３上に取り付けられることによって、上記シリンダヘッド３のミドルデッキ４８、外周壁３１及びシリンダヘッドカバー６に囲まれた空間である動弁室４１は外部空間から遮蔽され、油密に保持されることになる。このとき、上記スリット６２において、該スリット６２の内側に位置する溝部５１ａは、上述の通り、外部空間に露出することになる。
【００５６】
次に、この外部空間に露出する溝部５１ａにおけるインジェクタ７の取付構造について説明する。上記インジェクタ７は、シリンダヘッド３の上方から上記カムキャリア本体部５１のインジェクタ挿通孔５１ｃを貫通して、シリンダヘッド３のインジェクタホール４３に挿設される。そして、該インジェクタ７は、クランプ部材８によって上方から押圧固定される。これらインジェクタ７及びクランプ部材８は、溝部５１ａに配置されて、外部空間に露出しているため、シリンダヘッドカバー６を取り外すことなく着脱可能である。
【００５７】
上記インジェクタ７は、図２に示すように、全体として円筒状をなすとともに、上端部には、燃料供給部７５及びコネクタ７６を有し、下端部には噴射部７７と噴射部７７の上方に位置するヘッド当接部７８を有し、その長手方向の中間部には断面が略矩形状となるように凹んだ細頸部７１が形成されている。そして、該細頸部７１の下端部にはフランジ７２が形成されている。該フランジ７２の上端面は後述するクランプ部材８のアーム部８１、８１が当接するクランプ当接面７３、７３とされ、下端面は後述するシール部材７ａを押圧するシール押圧面７４とされている。
【００５８】
上記クランプ部材８は、図３に示すように、長手方向の前端側には、インジェクタ押さえ部としての、二股状に分かれた２本のアーム部８１、８１が形成されている一方、後端側にはその下面に、後端に向かって上方に湾曲している湾曲面８２が形成されている。このアーム部８１、８１の下面には、上記クランプ当接面７３、７３と当接する当接部８１ａ、８１ａが形成されている。また、該湾曲面８２よりも後端縁側には位置決めピンとしてのスプリングピン８３が嵌合するクランプ側嵌合孔８５が形成されており、このクランプ側嵌合孔８５にスプリングピン８３が嵌合され下方に突出している。そして、クランプ部材８の略中央部には、このクランプ部材８を上記シリンダヘッド３に対して締結するための固定ボルト９が貫通するボルト挿通孔８４が形成されている。
【００５９】
上記固定ボルト９は、図１、４に示すように、ボルトヘッド部９１とネジ部９２との間に拡径部９３を有し、この拡径部９３の外径は、クランプ部材８のボルト挿通孔８４の内径より少しだけ小さい寸法となっている。そして、この拡径部９３には、弾性シール部材としてのワッシャ１０が外挿される。該ワッシャ１０は、該固定ボルト９の軸部外周面に遊嵌される円筒部１０ａと、該円筒部１０ａの一方の端部から外方に拡がる鍔部１０ｂとからなり、その鍔部１０ｂにはゴム製の第1シールリング１０ｃが例えば加硫接着により一体的に設けられており、また、上記円筒部１０ａの他方の端部にも同様に、ゴム製の第2シールリング１０ｄが設けられている。この第２シールリング１０ｄは、上下方向に併設されかつ、一体成形された２つのシールリングからなり、上下方向に幅を持っているため、上記円筒部１０ａ及び鍔部１０ｂが第２シールリング１０ｄに対して水平方向に相対変位しても、第２シールリング１０ｄは剪断方向に変形してシール性を維持できる構造となっている。また、このワッシャ１０は、インジェクタ７取付時には、クランプ部材８と溝部５１ａとの間に位置することになる。
【００６０】
上記カムキャリア本体部５１の溝部５１ａには、上記各インジェクタ挿通孔５１ｃのエンジン後側に、固定ボルト９が貫通するボルト貫通孔５１ｄと、上記クランプ部材８を取り付けるためのクランプ取付面５１ｅが、順に形成されている。そして、上記インジェクタ挿通孔５１ｃの上端部には、上記シール部材７ａを受けるシール受け部５１ｆが形成されている。該シール受け部５１ｆは、平坦な底面を有する、挿通孔よりも拡径された丸穴である。また、該ボルト貫通孔５１ｄの上部開口の周縁部には、上記ワッシャ１０の第１シールリング１０ｃが当接するシール面５１ｈが形成されている。さらに、該クランプ取付面５１ｅには、上記クランプ部材８スプリングピン８３が嵌合するヘッド側嵌合孔５１ｇが形成されている。
【００６１】
そして、図１に示すように、上記インジェクタ７は、インジェクタ挿通孔５１ｃ及びインジェクタホール４３に挿入されて、ヘッド当接部７８がインジェクタホール４３の下部においてシリンダヘッド３と当接した状態で、上記クランプ部材８によって取り付けられる。このクランプ部材８は、そのスプリングピン８３をクランプ取付面５１ｅに設けたヘッド側嵌合孔５１ｇに嵌合させると共に、その湾曲面８２を溝部５１ａのクランプ取付面５１ｅに当接させる。そうしてアーム部８１、８１の当接部８１ａ、８１ａを、インジェクタ７のクランプ当接面７３、７３に当接させ、該クランプ部材８の中央に位置するボルト挿通孔８４及びボルト貫通孔５１ｄに、固定ボルト９を貫通させ、その固定ボルト９をミドルデッキ４８に設けたボルトネジ孔４８ａに螺合させる。これによって、該湾曲面８２を支点として、アーム部８１、８１からクランプ当接面７３、７３へ鉛直下向きの押圧力が働き、インジェクタ７が固定される。そうして、該アーム部８１、８１は、両アーム部８１、８１の当接部８１ａ、８１ａを結ぶ線上にインジェクタ７の軸心が位置するようにインジェクタ７のクランプ当接面７３、７３と当接しており、該インジェクタ７の軸心にクランプ部材８の押圧力が作用することになる。こうして、上記インジェクタ７は、各気筒２２の中心線ｃに沿うようにシリンダヘッド３に直立に支持されている。このとき、スプリングピン８３によって、アーム部８１、８１はボルト挿通孔８４を中心として回転することを抑制されるとともに、スプリングピン８３とインジェクタ７とを結ぶ方向へ位置決めされている。
【００６２】
ここで、スプリングピン８３を配設するクランプ側嵌合孔８５は所定の寸法公差を有するが、該クランプ側嵌合孔８５はクランプ部材８の回転の中心となるボルト挿通孔８４から比較的離れた位置に配置されているため、該寸法公差に対応するクランプ部材８の回転角度は比較的小さい。さらに、該クランプ側嵌合孔８５は作用点としての当接部８１ａ、８１ａからも比較的離れた位置に配置されているため、クランプ側嵌合孔８５と当接部８１ａ、８１ａとの長さに対する該寸法公差の影響は比較的小さい。
【００６３】
また、上記アーム部８１、８１から見てクランプ部材の長手方向へ、湾曲面８２、スプリングピン８３の順に配設したことによって、支点としての湾曲面８２と作用点としてのアーム部８１、８１との距離が比較的短くなるため、支点と作用点間の剛性が向上している。すなわち、上記固定ボルト９による押圧力が正確にアーム部８１、８１に伝わるようになる。
【００６４】
さらに、上記インジェクタ７の細頸部７１を、その形状に対応する二股状のアーム部８１、８１で挟んで支持しているため、インジェクタ７は、その軸心回りの回動変位が阻止されるとともに、軸心回りの位置決めがなされる。インジェクタ７がマルチホールタイプである場合には、軸心回りの位置決めが必要となるが、かかる場合には、その位置決めが容易になり、特に有効である。
【００６５】
そして、上記固定ボルト９は、カムキャリア本体部５１に締結されるのではなく、カムキャリア本体部５１を貫通してミドルデッキ４８のボルトネジ孔４８ａに螺合されている。よって、薄いカムキャリア本体部５１にネジ孔を設けるためにカムキャリア本体部５１の下面から動弁室４１内に突出する肉盛り部を設ける必要がない。すなわち、動弁室４１空間を固定ボルト９の固定のために侵食することがない。
【００６６】
また、固定ボルト９はミドルデッキ４８に螺合するため、固定ボルト９の全長は比較的長くなっており、インジェクタ７及び固定ボルト９が温度変化により熱膨張しても両者間の熱膨張差は小さくなっている。ここで、インジェクタ７の本体及び固定ボルト９は鋳鉄等の鉄系材料からなる一方、シリンダヘッド３は鉄系材料よりも線熱膨張係数が大きいアルミニウム系材料からなるため、インジェクタ７と固定ボルト９との長さの差が大きいと、エンジン１が温度上昇した際にシリンダヘッド３の下面を基準として、インジェクタ７のクランプ当接面７３、７３の高さ位置と、固定ボルト９のボルトヘッド部９１とクランプ部材８との当接面の高さ位置とに大きな差が生じることになる。この差が大きいと固定ボルト９の締結力の緩みを招く。具体的には、該インジェクタ７は、そのヘッド当接部７８がインジェクタホール４３の下部にシリンダヘッド３と当接すると共に、クランプ当接面７３、７３がクランプ部材８によって押圧されている。すなわち、温度変化したときのクランプ当接面７３、７３の、シリンダヘッド３の下面を基準とした高さ位置の変化は、その下面からインジェクタホール４３の下部までのシリンダヘッド３（アルミニウム系材料）とヘッド当接部７８からクランプ当接面７３、７３までのインジェクタ７（鉄系材料）との熱膨張分となる。一方、このときのボルトヘッド部９１とクランプ部材８との当接面の高さ位置の変化は、ヘッド下面からボルトネジ孔４８ａまでのシリンダヘッド３（アルミニウム系材料）と、ネジ部９２からボルトヘッド部９１までの固定ボルト９（鉄系材料）との熱膨張分となる。そこで、固定ボルト９の全長を比較的長く、インジェクタ７の長さに近くすることにより、ヘッド下面を基準とした高さ方向に対する鉄系材料とアルミニウム材料との割合が、固定ボルト９の取付位置と、インジェクタ７の取付位置との間で近くなり、上記インジェクタ７のクランプ当接面７３、７３の高さ位置と、固定ボルト９のボルトヘッド部９１とクランプ部材８との当接面の高さ位置との差は大きくならない。
【００６７】
このときに、上記シール部材７ａは、上記溝部５１ａのシール受け部５１ｆ内に配設されており、このシール部材７ａは、インジェクタ７のシール押圧面７４とシール受け部５１ｆの底面とによって挟持される。このシール部材７ａは、ゴム製の断面形状方形の環状体である。また、その内径は上記インジェクタ７のフランジ７２直下に位置する円筒部に遊嵌できる寸法であって、その外径は上記溝部５１ａのシール受け部５１ｆに遊嵌できる寸法である。本実施形態においては、該シール部材７ａによるシール性を高めるため、上記外径は、該シール部材７ａが上記シール押圧面７４によってシール受け部５１ｆ側に押圧されたときに、径方向に膨張変形して、その外周面が上記シール受け部５１ｆの内周壁と当接する程度の寸法となっており、シール部材７ａの外周面とシール受け部５１ｆの内周壁との間をシールすることによってシール面積を拡大させている。
【００６８】
また、上記カムキャリア本体部５１の上面に位置するシール受け部５１ｆにおいてシールしているため、水等が外部空間から上記インジェクタホール４３へ侵入する経路と、インジェクタ挿通孔５１ｃから上記カムキャリア本体部５１の下面とインジェクタホール４３上端のボス上端面４４ａとの間を伝わって動弁室４１空間へ侵入する経路の、2つの侵入経路を、一箇所でシールすることができる。
【００６９】
さらに、クランプ部材８の上方からの押圧力が軸力となって、シール部材７ａに作用し、シール部材７ａのシール圧が確保される。すなわち、該クランプ部材８はインジェクタ７をシリンダヘッド３に固定すると同時に、インジェクタ７と溝部５１ａとの間のシール性も確保している。
【００７０】
また、図４に示すように、上記固定ボルト９の拡径部９３に外挿されたワッシャ１０は、クランプ部材８と溝部５１ａとの間に位置して、その第１シールリング１０ｃは、上記溝部５１ａのシール面５１ｈと当接することになる。こうして、上記第１シールリング１０ｃ及び第２シールリング１０ｄによって、溝部５１ａ上面とクランプ部材８下面との間、及び固定ボルト９外周面とボルト挿通孔８４内周面との間をシールしている。
【００７１】
さらに詳しくは、上記固定ボルト９のボルトヘッド部９１近傍は外部に露出する一方、ボルト中間部は動弁室４１空間に露出している。このため、動弁室４１内のエンジンオイル漏出や外部から動弁室４１への水等の混入経路として、固定ボルト９を介して固定ボルト９とクランプ部材８のボルト挿通孔８４との間を伝う経路と、溝部５１ａのボルト貫通孔５１ｄを介してクランプ部材８の下面と溝部５１ａの上面との間を伝う経路とが考えられる。ここで、ボルト貫通孔５１ｄを介してクランプ部材８の下面と溝部５１ａの上面との間を伝う経路は上記第１シールリング１０ｃによって遮断されるとともに、固定ボルト９を伝う経路は、上記第２シールリング１０ｄによって遮断されている。
【００７２】
ここで、上記クランプ部材８は、上記インジェクタ７を固定する際に、上記湾曲面８２を支点として、上記シール部材７ａを押圧する幅だけ揺動する。そのため、クランプ側嵌合孔８５の軸心とヘッド側嵌合孔５１ｇの軸心とは必ずしも一直線上に位置するわけではなく、両軸心は、クランプ部材８が揺動する角度に応じて交差することになる。ところが、クランプ部材８の揺動幅は小さいため、両軸心はほとんど一直線上に位置し、位置決めピンのピン径をクランプ側嵌合孔８５又はヘッド側嵌合孔５１ｇの内径よりも少し小さい径にしておけば、クランプ部材８の揺動を可能としつつ、クランプ部材８の位置決めを行うことができる。
【００７３】
さらに、本実施形態では、位置決めピンとしてスプリングピン８３を採用することによって、位置決め精度をより一層向上させている。すなわち、スプリングピン８３はその径方向に弾性変形するため、クランプ側嵌合孔８５の軸心とヘッド側嵌合孔５１ｇの軸心とが一直線上ではなく多少交差しても、スプリングピン８３の外径が変化して、嵌合孔５１ｇ、８５との嵌合状態をより精度良く維持することができる。その結果、クランプ部材８の位置決め精度がより一層向上する。
【００７４】
本実施形態によれば、上記クランプ部材８の後端部にスプリングピン８３を設けることによって、アーム部８１、８１がインジェクタ７の軸心からボルト挿通孔８４を中心として周方向にずれることを抑制するとともに、アーム部８１、８１がスプリングピン８３とインジェクタ７の軸心とを結ぶ方向へ位置決めされるため、該アーム部８１、８１がインジェクタ７を押圧する位置の精度が向上し、インジェクタ７に曲げモーメントが作用することを防止することができる。
【００７５】
そして、上記スプリングピン８３を上記クランプ部材８の湾曲面８２よりも後端側に設けることによって、クランプ部材８の回転中心となるボルト挿通孔８４とスプリングピン８３との距離が比較的長くなるため、該スプリングピン８３を嵌合するクランプ側嵌合孔８５の寸法公差に対応するクランプ部材８の回転角度は比較的小さくなり、インジェクタ７を押圧する上記当接部８１ａ、８１ａのボルト挿通孔８４を中心とする周方向への位置精度を向上させることができる。
【００７６】
さらに、上記当接部８１ａ、８１ａとスプリングピン８３との距離が長くなるため、この距離に対するヘッド側嵌合孔５１ｇとインジェクタ挿通孔５１ｃとの距離、及びクランプ側嵌合孔８５とアーム部８１、８１との距離の寸法公差の影響を小さくすることができる。
【００７７】
これらの結果、加工精度を上げなくてもインジェクタ７に対する当接部８１ａ、８１ａの位置決め精度を向上させることができる。
【００７８】
また、支点としての湾曲面８２が作用点としてのアーム部８１、８１の比較的近くに位置するため、固定ボルト９の締結力、即ちインジェクタ７への押圧力の調整が容易で、インジェクタ７の応力が過大になることがない。
【００７９】
そして、上記特許文献１に開示された構造のように、球面凸部及び球面凹部によって揺動可能とする当接面と位置決め部材との２つの役割を持たせる構造と比較して、揺動可能とする当接面としての湾曲面８２と位置決め部材とを別々に分けて構成するとともに、位置決め部材として、球面体ではなく、スプリングピン８３と嵌合孔５１ｇ、８５とすることによって、製造コストを抑制することができる。
【００８０】
また、カムキャリア本体部５１に固定ボルト９を締結するネジ孔を形成するためにカムキャリア本体部５１下面から動弁室４１空間に突出する肉盛り部を設ける構造と比較して、給気及び排気のバルブ機構を収納する動弁室４１内のスペースをを有効に活用することができる。
【００８１】
さらに、固定ボルト９の全長を長くすることによって、インジェクタ７のクランプ部材８の当接面の熱膨張量と、固定ボルト９のボルトヘッド位置の熱膨張量との差を小さくして、シリンダヘッド３等の温度が変化しても、固定ボルト９の締結力が緩み難い。
【００８２】
上記固定ボルト９に上記拡径部９３を設けることによって、クランプ部材８の揺動を阻害せずかつ、固定ボルト９とボルト貫通孔５１ｄとの位置ずれを防止してシール性を確保することができる。
【００８３】
上記溝部５１ａ上面と上記クランプ部材８下面との間、および上記固定ボルト９外周面とボルト挿通孔８４内周面との間をシールすることによって、固定ボルト９外周面とボルト貫通孔５１ｄ内周面との間をシールしており、動弁室４１からのエンジンオイルの漏出や動弁室４１への水や異物等の混入を防止することができる。
【００８４】
また、上記クランプ部材８がスプリングピン８３によりスプリングピン８３とインジェクタ７とを結ぶ方向へ位置決めされることによって、溝部５１ａのシール面５１ｈを小さくすることができるとともに、上記ワッシャ１０による溝部５１ａ上面とクランプ部材８下面との間のシール性を確保することができる。
【００８５】
《その他の実施形態》
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、上記シリンダヘッド３の上部に、2本のカムシャフトを配設しているDOHC(double overhead camshaft)式エンジンが対象であるが、カムシャフトが1本のSOHC(single overhead camshaft)式エンジンを対象としてもよい。
【００８６】
また、上記の実施形態では、該インジェクタ７の上記シール押圧面７４とシール部材７ａの上端面、およびシール部材７ａの下端面とシール受け部５１ｆの底面とのシール性だけでなく、該シール部材７ａの外周面とシール受け部５１ｆの内周面との間のシール性も確保されている。しかし、該シール押圧面７４とシール部材７ａの上端面との間のシール性、およびシール部材７ａの下端面とシール受け部５１ｆの底面との間のシール性が確保されていれば、該インジェクタ７とインジェクタ挿通孔５１ｃとの間のシール性は確保される。
【００８７】
さらに、上記の実施形態では、上記クランプ部材８は、前端に二股状に分かれた2本のアーム部８１、８１を有していたが、かかる形状に限定されるものではなく、例えば、1本のみのアーム部等、上記インジェクタ７を下方へ押圧固定できるものであれば、種々の形状のものを採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンを側方から見て、インジェクタを中心にエンジンの構成を示す一部断面図である。
【図２】インジェクタを示す部品図である。
【図３】クランプ部材の底面図とＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１におけるクランプ部材の後端部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００８９】
１      エンジン
３      シリンダヘッド
４１    動弁室
４８    ミドルデッキ部
４８ａ  ボルトネジ孔
５      カムキャリア（ヘッド上壁）
５１ｄ  ボルト貫通孔
５１ｇ  ヘッド側嵌合孔
７      インジェクタ
８      クランプ部材
８１    アーム部（インジェクタ押さえ部）
８２    湾曲面（当接面）
８３    スプリングピン（位置決め部材）
８４    ボルト挿通孔
８５    クランプ側嵌合孔
９      固定ボルト
９１    ボルトヘッド部
９２    ネジ部
９３    拡径部
１０    ワッシャ（リング状シール部材）
１０ｃ  第１シールリング（第１シール部材）
１０ｄ  第２シールリング（第２シール部材）
【図１】
2005307775.tif 000003
【図２】
2005307775.tif 000004
【図３】
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【図４】
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