(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に燃料を直接噴射するインジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプをシリンダヘッドのポンプ用取付座に取付けてカム軸によって駆動する筒内噴射式エンジンにおいて、前記シリンダヘッドにおけるカム軸の軸線方向の一端部と、この一端部におけるヘッドカバー用合わせ面と同一平面をなす端面に突設したホルダーとから前記取付座を構成し、この取付座にカム軸と同一軸線上に位置するように貫通穴を穿設するとともに、この貫通穴に、高圧燃料ポンプの入力軸を遊嵌状態で収容するハウジングをシール部材を介して嵌入させ、カム軸の高圧燃料ポンプ側を、シリンダヘッドに設けたバルブ駆動部の軸受を支持端としてこの支持端から前記貫通穴内に遊嵌状態で片持ち式に延びるように形成し、この延設端と前記入力軸とを前記貫通穴内で接続したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【請求項２】
請求項１記載の筒内噴射式エンジンにおいて、ホルダーをシリンダヘッドに一体に形成したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射式エンジンに関し、特にインジェクタに燃料を供給する高圧燃料ポンプの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼室に燃料をインジェクタによって直接噴射する筒内噴射式エンジンとしては、インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプをカム軸によって駆動する構造のものがある。この種の筒内噴射式エンジンにおいては、シリンダヘッドにおけるカム軸の軸線方向の一端部にポンプ用の取付座を設け、この取付座に高圧燃料ポンプを取付けている。
【０００３】
前記高圧燃料ポンプの取付構造としては、例えば、下記の二通りの構造がある。
第１の取付構造は、前記取付座をカム軸の軸受を構成するようにシリンダヘッドとカムキャップとによって形成し、この取付座と対応する位置に軸端が位置するカム軸の軸端部に燃料ポンプの入力部を接続するとともに、前記取付座に燃料ポンプハウジングを固定用ボルトによって固定する構造を採っている。また、前記取付座における軸受部分よりシリンダヘッド外側に、カム軸と同一軸線上に位置するように円形の穴を形成し、この穴に燃料ポンプハウジングをシール部材を介して嵌合させている。
【０００４】
第２の取付構造は、シリンダヘッドと、このシリンダヘッドのヘッドカバー用合わせ面と同一平面をなす端面に固定したホルダーとから前記取付座を構成し、この取付座にカム軸の軸線と同一軸線上に位置するように貫通穴を穿設してこの貫通穴に挿通したポンプ入力軸をカム軸の軸端に接続するとともに、シリンダヘッドおよび前記ホルダーの外側面（カム軸の軸線方向におけるシリンダヘッド外側の端面）に燃料ポンプハウジングをシール部材を介して固定用ボルトによって固定する構造を採っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述した第１の取付構造を採ると、高圧燃料ポンプ用取付座にカム軸の軸受とシール部とがカム軸の軸線方向に沿って並設されるから、ポンプ取付部分がカム軸の軸線方向に大型化するという問題があった。
【０００６】
また、第１の取付構造は、燃料ポンプハウジングをシール部材を介して嵌合させる円形の穴をカム軸の軸受を構成するシリンダヘッドとカムキャップに形成する構造を採っているから、この第１の取付構造を採るためには、カム軸の振動によって前記穴が歪んでオイルが漏出することがないように、シリンダヘッドおよびカムキャップをカム軸の径方向に大きく形成してこれらの剛性を高くしなければならない。
このため、この第１の構造を採用すると、前記取付座がカム軸の軸線方向と径方向に大型化してしまう。
【０００７】
また、第２の取付構造を採ると、シリンダヘッドとホルダーの外側面にシール面とポンプハウジング用合わせ面とが同心円状に形成されるから、ポンプ取付部分がカム軸の径方向に大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、カム軸で高圧燃料ポンプを駆動する筒内噴射式エンジンのポンプ取付部分を小型化することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る筒内噴射式エンジンは、シリンダヘッドにおけるカム軸の軸線方向の一端部と、この一端部におけるヘッドカバー用合わせ面と同一平面をなす端面に突設したホルダーとから高圧燃料ポンプ用の取付座を構成し、この取付座にカム軸と同一軸線上に位置するように貫通穴を穿設し、この貫通穴に、高圧燃料ポンプの入力軸を遊嵌状態で収容するハウジングをシール部材を介して嵌入させ、シリンダヘッドのバルブ駆動部の軸受を支持端としてこの支持端から前記貫通穴内に遊嵌状態で片持ち式に延設したカム軸の延設端と前記入力軸とを前記貫通穴内で接続したものである。
【００１０】
本発明によれば、高圧燃料ポンプ用取付座にカム軸の軸受が不要になるとともに、この取付座のシリンダヘッド外側の端面にシール面が不要になる。
【００１１】
他の発明に係る筒内噴射式エンジンは、上述した発明に係る筒内噴射式エンジンにおいて、ホルダーをシリンダヘッドに一体に形成したものである。
【００１２】
この発明によれば、ホルダーをシリンダヘッドと別体に形成する場合に較べてホルダーをシリンダヘッドに固定するためのボルトが不要になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る筒内噴射式エンジンの一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る筒内噴射式エンジンのシリンダヘッドを示す平面図、図２は要部を拡大して示す平面図で、同図はカム軸と高圧燃料ポンプとの接続部分を破断した状態で描いてある。図３は高圧燃料ポンプ取付部分の側面図、図４は同じく斜視図、図５はシリンダヘッドの側面図、図６はシリンダヘッドを高圧燃料ポンプ側から見た状態を示す正面図、図７は図１におけるシリンダヘッドのVII−VII線断面図である。
【００１５】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による筒内噴射式エンジンのシリンダヘッドである。このシリンダヘッド１は、ＤＯＨＣ型４気筒の筒内噴射エンジンに用いるもので、気筒毎に従来周知の構造のバルブ駆動部２を設け、気筒の並設方向の一端部｛カム軸駆動機構（図示せず）とは反対側の端部（図１の左側の端部）｝に後述する高圧燃料ポンプ３を取付けている。
【００１６】
前記バルブ駆動部２は、図示していない吸・排気弁の弁軸を支持する弁孔４と、吸・排気弁を駆動する動弁装置のバルブスプリングやリフターなどを収容する円形凹陥部５と、カム軸６，７を回転自在に支持する軸受８などから構成し、図１の上下方向の両側に気筒毎に並設している。
【００１７】
この実施の形態では、図１を符号が正しく読めるように見た状態で同図の上側に吸気弁用のバルブ駆動部２を形成するとともに、下側に排気弁用のバルブ駆動部２を形成し、吸・排気弁を１気筒当たり２本ずつ設ける構造を採っている。
【００１８】
前記軸受８は、隣接する二つの円形凹陥部５，５どうしの間に配設している。なお、カム軸６，７を軸支する軸受は、図１および図７に示すように、前記バルブ駆動部２の他にシリンダヘッド１のカム軸駆動機構側（図１，７の右側）の端部にも形成している。この端部の軸受を符号９で示す。これらの軸受８，９は、図５に示すように、シリンダヘッド１に固定用ボルト１０によって固定したカムキャップ１１とともにカム軸６，７を支持する構造を採っている。
【００１９】
前記動弁装置は、シリンダヘッド１とヘッドカバー１２（図３および図４参照）とによって形成される動弁カム室１３（図７参照）に各構成部材を配設している。この動弁装置の吸気カム軸６と排気カム軸７は、シリンダヘッド１の一端部（図１の右側の端部）からシリンダヘッド１の外側に突出し、この突出側端部にカム軸駆動機構を接続している。
【００２０】
また、排気カム軸７の前記高圧燃料ポンプ３側は、高圧燃料ポンプ３に最も近接するバルブ駆動部２の軸受８を支持端としてこの支持端から高圧燃料ポンプ３側に片持ち式に延びるように形成し、この延設端７ａに図２に示すように高圧燃料ポンプ３の入力軸１４を接続している。
【００２１】
前記高圧燃料ポンプ３は、図示していない燃料タンクから低圧燃料ポンプによって圧送された燃料を図１および図４中に符号１５で示すインジェクタに加圧して圧送するためのもので、前記入力軸１４が排気カム軸７とともに回転することによって３個のシリンダ３ａ（図３および図４参照）に設けたプランジャ（図示せず）が往復し、燃料を図４中に符号１６で示す燃料供給管に吐出する構造を採っており、シリンダヘッド１における排気カム軸７の軸線方向の一端部１ａと、この一端部１ａに取付けたホルダー１７とからなる取付座１８に３本の固定用ボルト１９によって固定している。
【００２２】
この固定用ボルト１９は、この実施の形態では、高圧燃料ポンプ３をホルダー１７に固定するために２本使用し、シリンダヘッド１に固定するために１本使用している。固定用ボルト１９を螺着するねじ孔を図６中に符号２０で示す。
【００２３】
前記インジェクタ１５は、この実施の形態では各気筒の燃焼室における二つの吸気弁の間にシリンダ外側から燃料を噴射するようにシリンダヘッド１に取付けている。なお、燃料供給系は、図４に示すように、高圧燃料ポンプ３の吐出口３ｂに燃料供給管１６の上流側端部を接続するとともに、この燃料供給管１６の下流側端部を燃料レール２１の一端部に接続し、この燃料レール２１から気筒毎のインジェクタ１５に燃料を分配する構造を採っている。また、燃料レール２１の他端部には、インジェクタ１５で消費されずに残留した燃料を図示していない燃料タンクに戻すための燃料戻り管を接続している。
【００２４】
前記ホルダー１７は、図６に示すように、シリンダヘッド１の前記一端部１ａに動弁カム室１３の内外を連通するように形成した断面半円状の凹部１ｂとともに円形の貫通穴２２を構成する断面半円状の凹部１７ａを形成し、シリンダヘッド１の前記一端部１ａにおけるヘッドカバー用合わせ面１ｃと同一平面をなす端面１ｄ（図１および図２参照）に固定用ボルト２３によって固定している。
【００２５】
前記貫通穴２２は、排気カム軸７の軸線と同一軸線上に位置するように形成している。また、この貫通穴２２の内径は、図２に示すように、排気カム軸７の延設端７ａおよび前記入力軸１４の外径より大きくなるように設定している。すなわち、前記両軸が貫通穴２２内を遊嵌状態で挿通するように取付座１８を形成している。
【００２６】
このように形成した取付座１８への高圧燃料ポンプ３の取付けは、図２に示すように、高圧燃料ポンプ３における前記入力軸１４を遊嵌状態で収容する円筒状のハウジング３ｃをＯリング２４を介して貫通穴２２に嵌合させ、排気カム軸７の軸端面に入力軸１４の軸端面を対接させてこれら両軸を連結用ピン２５によって結合することによって行っている。連結用ピン２５は、２本使用し、それぞれを一方の軸に固着するとともに、他方の軸に嵌合させている。
【００２７】
このように排気カム軸７に高圧燃料ポンプ３の入力軸１４を接続することによって、エンジン運転時に高圧燃料ポンプ３が排気カム軸に７よって駆動され、この高圧燃料ポンプ３から燃料がインジェクタ１５に圧送される。
【００２８】
また、シリンダヘッド１の一端部１ａにホルダー１７を取付けることによって構成した取付座１８に貫通穴２２を形成し、この貫通穴２２に高圧燃料ポンプ３のハウジング３ｃをＯリング２４を介して嵌合させるとともに、バルブ駆動部２の軸受８を支持端として片持ち式に延設した排気カム軸７の延設端７ａに高圧燃料ポンプ３の入力軸１４を接続しているため、取付座１８に軸受を設けなくても排気カム軸７を支持することができるとともに、この取付座１８のシリンダヘッド外側の端面にシール面を形成しなくても動弁カム室１３からオイルが漏洩するのをＯリング２４によって阻止することができる。
【００２９】
なお、前記ホルダー１７は、シリンダヘッド１に一体に形成してもよい。この構造を採ることによって、上述した実施の形態で示したようにホルダー１７をシリンダヘッド１と別体に形成する場合に較べて、ホルダー１７をシリンダヘッド１に固定するための固定用ボルト２３が不要になるから、ねじ孔形成部分や固定用ボルトの頭部が当接する部分などからなるボルト締結部分の体積分だけ取付座１８を小型化することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高圧燃料ポンプ用取付座にカム軸の軸受が不要になるから、この取付座をカム軸の軸線方向に小型化することができる。しかも、この取付座にカム軸の振動が直接伝達されるのを阻止することができるから、取付座を構成するシリンダヘッドおよびホルダーを従来に較べて剛性が低くなるように形成することができる。
【００３１】
また、前記取付座のシリンダヘッド外側の端面にシール面が不要になるから取付座をカム軸の径方向に対しても小さく形成することができる。
したがって、従来の取付構造を採る場合に較べて高圧燃料ポンプの取付部をコンパクトに形成することができる。
【００３２】
他の発明によれば、ホルダーをシリンダヘッドと別体に形成する場合に較べて、ホルダーをシリンダヘッドに固定するためのボルトが不要になるから、ボルト締結部分の体積分だけ高圧燃料ポンプ用取付座を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る筒内噴射式エンジンのシリンダヘッドを示す平面図である。
【図２】  要部を拡大して示す平面図である。
【図３】  高圧燃料ポンプ取付部分の側面図である。
【図４】  高圧燃料ポンプ取付部分の斜視図である。
【図５】  シリンダヘッドの側面図である。
【図６】  シリンダヘッドを高圧燃料ポンプ側から見た状態を示す正面図である。
【図７】  図１におけるシリンダヘッドのVII−VII線断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、１ａ…一端部、１ｃ…ヘッドカバー用合わせ面、１ｄ…端面、２…バルブ駆動部、３…高圧燃料ポンプ、３ｃ…ハウジング、７…排気カム軸、７ａ…延設端、８…軸受、１４…入力軸、１７…ホルダー、１８…取付座、２２…貫通穴、２４…Ｏリング。
【図１】
0003920470.tif 000002
【図２】
0003920470.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003920470.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003920470.tif 000007
【図７】
0003920470.tif 000008