JP5682498B2 - Direct injection internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は直噴式内燃機関に係り、特に直噴式内燃機関におけるインジェクタの取付構造に関する。 The present invention relates to a direct injection internal combustion engine, and more particularly to an injector mounting structure in a direct injection internal combustion engine.
一般に、ディーゼルエンジンに代表されるような直噴式内燃機関におけるインジェクタ(燃料噴射弁、燃料噴射ノズル等ともいう)の取付構造は次の通りである。すなわち、シリンダヘッド上面に設けられた取付穴にインジェクタの下端部を挿入し、二股ないしフォーク状のクランプ部材をインジェクタの上端部に係合させ、クランプ部材をシリンダヘッドにボルトで固定する。このときにクランプ部材に発生する下向きの力により、インジェクタを取付穴内に押し付けるようにして固定する。 Generally, an injector (also referred to as a fuel injection valve, a fuel injection nozzle, etc.) mounting structure in a direct injection internal combustion engine represented by a diesel engine is as follows. That is, the lower end portion of the injector is inserted into a mounting hole provided on the upper surface of the cylinder head, a forked or fork-like clamp member is engaged with the upper end portion of the injector, and the clamp member is fixed to the cylinder head with a bolt. At this time, the injector is fixed so as to be pressed into the mounting hole by the downward force generated in the clamp member.
また、特許文献1においては、2本のカムシャフトを共通に回転自在に支持するカムブラケットを、カムシャフト間の位置でスタッドボルトによりシリンダヘッドに固定する。スタッドボルトの上端部には雄ネジが形成され、ここにクランプ部材の穴が差し込まれ、ナットが締結される。 Moreover, in patent document 1, the cam bracket which rotatably supports two camshafts in common is fixed to a cylinder head by the stud bolt in the position between camshafts. A male screw is formed at the upper end portion of the stud bolt, and a hole of a clamp member is inserted therein, and a nut is fastened.
ところで、一般的なインジェクタの取付構造は、ヘッドカバー内、すなわちカムシャフトや吸排気バルブ等が存在するカム室内でインジェクタの取り付けが完結する構造である。よって例えば点検、修理、交換等のためインジェクタを着脱する際、必ずヘッドカバーを取り外さなければならず、分解組立性および作業性の点で難があった。 By the way, a general injector mounting structure is a structure in which the mounting of the injector is completed in the head cover, that is, in a cam chamber where a camshaft, an intake / exhaust valve and the like are present. Therefore, for example, when the injector is attached / detached for inspection, repair, replacement, etc., the head cover must be removed, which is difficult in terms of disassembly / assembly and workability.
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、インジェクタの着脱時における分解組立性および作業性を向上することが可能な直噴式内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a direct injection internal combustion engine that can improve the disassembly and assembly and workability when an injector is attached and detached.
本発明の一の態様によれば、
シリンダヘッド上にカムハウジングとヘッドカバーを順次取り付け、前記ヘッドカバーに設けられたカバー穴と、前記シリンダヘッドに設けられたヘッド穴とにインジェクタを挿入し、前記ヘッドカバー上でクランプ部材を用いて前記インジェクタを固定する直噴式内燃機関であって、
前記クランプ部材にボルト挿通穴を設けると共に、前記ヘッドカバーを取り付けるヘッドボルトの頂部に雌ネジ穴を設け、クランプ取付ボルトを、前記ボルト挿通穴を通じた後前記雌ネジ穴に締結し、前記クランプ部材により前記インジェクタを押し下げて固定する
ことを特徴とする直噴式内燃機関が提供される。
According to one aspect of the invention,
A cam housing and a head cover are sequentially attached on the cylinder head, and an injector is inserted into a cover hole provided in the head cover and a head hole provided in the cylinder head, and the injector is inserted onto the head cover using a clamp member. A fixed direct injection internal combustion engine,
A bolt insertion hole is provided in the clamp member, a female screw hole is provided in a top portion of a head bolt to which the head cover is attached, a clamp mounting bolt is fastened to the female screw hole through the bolt insertion hole, and the clamp member There is provided a direct injection internal combustion engine characterized in that the injector is pushed down and fixed.
好ましくは、前記ヘッドボルトが、前記シリンダヘッドに前記カムハウジングと前記ヘッドカバーを共締めするスルーボルトからなる。 Preferably, the head bolt comprises a through bolt that fastens the cam housing and the head cover together with the cylinder head.
好ましくは、前記カムハウジングが、カムシャフトの下半面を回転自在に支持するカムキャリヤを有し、前記カムキャリヤの上部に、前記カムシャフトの上半面を回転自在に支持するベアリングキャップが取り付けられ、前記カムキャリヤおよび前記ベアリングキャップに前記ヘッドボルトを挿通させるためのヘッドボルト挿通穴が設けられ、前記ベアリングキャップのヘッドボルト挿通穴の上端開口部の周囲において、前記ベアリングキャップが前記ヘッドカバーに当接される。 Preferably, the cam housing includes a cam carrier that rotatably supports a lower half surface of the camshaft, and a bearing cap that rotatably supports the upper half surface of the camshaft is attached to an upper portion of the cam carrier. In addition, a head bolt insertion hole for allowing the head bolt to pass through the bearing cap is provided, and the bearing cap is brought into contact with the head cover around an upper end opening of the head bolt insertion hole of the bearing cap.
好ましくは、前記ヘッドカバーのうち、前記ヘッドボルトからの圧力が作用する受圧面を含む所定部位が、該所定部位に隣接する部位よりも厚肉に形成されている。 Preferably, in the head cover, a predetermined portion including a pressure receiving surface on which pressure from the head bolt acts is formed thicker than a portion adjacent to the predetermined portion.
好ましくは、前記インジェクタがシリンダ中心軸に対し傾いて配置され、前記クランプ部材が、前記インジェクタに下向きの力を与えるためのクランプ係合面を有し、前記クランプ係合面が、前記インジェクタの傾斜ずれを補償するよう、前記クランプ部材の取付状態において前記シリンダ中心軸に直角な方向に対し傾斜されている。 Preferably, the injector is disposed to be inclined with respect to a cylinder center axis, the clamp member has a clamp engagement surface for applying a downward force to the injector, and the clamp engagement surface is inclined with respect to the injector. In order to compensate for the deviation, the clamp member is inclined with respect to a direction perpendicular to the cylinder central axis in the mounted state.
本発明によれば、インジェクタの着脱時における分解組立性および作業性を向上することができるという、優れた効果が発揮される。 According to the present invention, it is possible to improve the disassembly / assembly and workability when the injector is attached and detached.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に本実施形態の直噴式内燃機関を示す。本実施形態の内燃機関(エンジン)1においては、火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンの基本的構成部品を利用して、圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンを構成するようにしている。所謂ガソリンエンジンのディーゼル化である。そしてガソリンエンジンにおける点火プラグ挿入穴を利用して、シリンダ内に燃料を直接噴射するインジェクタ2が取り付けられる。またシリンダヘッド3上にカムハウジング4を介在させてヘッドカバー5が取り付けられる。すなわち、シリンダヘッド3上にカムハウジング4とヘッドカバー5がこの順番で順次取り付けられている。
FIG. 1 shows a direct injection internal combustion engine of the present embodiment. In the internal combustion engine (engine) 1 of the present embodiment, a compression ignition type internal combustion engine, that is, a diesel engine is configured using basic components of a spark ignition type internal combustion engine, that is, a gasoline engine. This is so-called gasoline engine diesel. And the
図2にはシリンダヘッド3を単体で示す。また図3には組立状態における要部の断面図を示す。図4にはカムハウジング4を部分的に示す。本実施形態のエンジン1は多気筒ディーゼルエンジン、例えば直列4気筒ディーゼルエンジンである。 FIG. 2 shows the cylinder head 3 alone. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the main part in the assembled state. FIG. 4 partially shows the cam housing 4. The engine 1 of this embodiment is a multi-cylinder diesel engine, for example, an in-line four-cylinder diesel engine.
ここでは座標系を次のように定義する。図1及び図2において、図の左右方向がクランク軸方向ないしエンジン長手方向であり、便宜上左側を前、右側を後とする。なお図3は図1及び図2に対し前後が逆になっている。また水平面上においてクランク軸方向ないしエンジン長手方向に垂直な方向をクランク軸垂直方向ないしエンジン幅方向という。この方向は図3の紙面厚さ方向に一致する。エンジン長手方向およびエンジン幅方向のいずれにも垂直な方向が鉛直方向ないしエンジン上下方向である。図3に示すように、シリンダ6の中心軸6Cおよびインジェクタ2の中心軸2Cは互いに同軸であり、且つエンジン上下方向に平行である。
Here, the coordinate system is defined as follows. 1 and 2, the left-right direction is the crankshaft direction or the engine longitudinal direction, and the left side is front and the right side is rear for convenience. In FIG. 3, the front and rear are reversed with respect to FIGS. A direction perpendicular to the crankshaft direction or the engine longitudinal direction on the horizontal plane is referred to as a crankshaft vertical direction or an engine width direction. This direction coincides with the thickness direction in FIG. The direction perpendicular to both the engine longitudinal direction and the engine width direction is the vertical direction or the engine up-down direction. As shown in FIG. 3, the
シリンダヘッド3は概ねバスタブ状に形成されている。図示しないが、シリンダヘッド3には、複数の吸気ポート、排気ポート、バルブ穴、ウォータジャケット等が画成されている。シリンダヘッド3の外周縁部に位置する上面ないし当接面7には、カムハウジング4の下面ないし当接面8が当接される。
The cylinder head 3 is generally formed in a bathtub shape. Although not shown, the cylinder head 3 has a plurality of intake ports, exhaust ports, valve holes, water jackets, and the like. The lower surface or
周知のように、カムハウジング4は全体として概ね梯子状であり、吸気カムシャフト(図示せず)および排気カムシャフト60の下半面を回転自在に支持する複数のカムキャリヤ4Aを一体的に有する。カムキャリヤ4Aは、エンジン長手方向において、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60の前後端部および気筒間位置に対応した位置に配置されている。これらカムキャリヤ4Aにはそれぞれ、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60の上半面を回転自在に支持するベアリングキャップ61がボルト62により取り付けられる。ボルト62のためのボルト穴を63,64で示す。カムキャリヤ4Aおよびベアリングキャップ61はカムハウジング4のほぼ全幅に亘ってエンジン幅方向に延びている。
As is well known, the cam housing 4 is generally ladder-shaped as a whole, and integrally includes a plurality of
カムハウジング4の外周縁部に位置する上面ないし当接面9に、ヘッドカバー5の下面ないし当接面10が当接される。これら当接面9,10間に図示しないカバーガスケットが介設される。シリンダヘッド3、カムハウジング4およびヘッドカバー5が互いに当接され、組み付けられると、これら3者によって密閉された動弁室ないしカム室11が画成される。カム室11には図示しない吸気バルブ、排気バルブ、バルブスプリング、ロッカーアーム等が収容される。本実施形態では1気筒当たりに2つずつの吸気バルブおよび排気バルブを有する4バルブ形式が採用されている。
The lower surface or
シリンダヘッド3の内底面部には、インジェクタ2の下端部を挿入するためのヘッド穴12が設けられている。またヘッドカバー5にも、インジェクタ2の上端部付近を挿入するためのカバー穴13が設けられている。これら穴12,13は、1気筒当たりに一つずつ設けられ、ベースのガソリンエンジンにおける点火プラグ挿入穴に対応する。
A
図3に示すように、ヘッド穴12は、インジェクタ2の下端部の形状に倣うよう、下方に至るほど縮径される段付き形状とされる。そしてヘッド穴12の底部は燃焼室14に開口するよう貫通されている。この小径の貫通穴15を通じてインジェクタ2の軸状先端部2Aが下方に延び、インジェクタ2の燃料出口となる噴孔2Bが燃焼室14内に臨まされる。燃焼室14の天井面14Aはガソリンエンジンと同様にペントルーフ形とされる。そしてシリンダ6内に、円環状キャビティ16を有するピストン17が昇降摺動可能に配設されている。
As shown in FIG. 3, the
ヘッド穴12にはまずインジェクタチューブ19が圧入等により挿入され、次いでリング状の金属製ガスケット18がヘッド穴12の底部に挿入される。そしてインジェクタチューブ19にインジェクタ2が上方から挿入され、インジェクタ2の軸状先端部2Aがシリンダヘッド3の貫通穴15とガスケット18を通過する。後述するクランプ部材21によりインジェクタ2が押し下げられると、インジェクタ2、ガスケット18およびシリンダヘッド3が強固に且つ流体洩れ無きよう密着する。
First, an
インジェクタチューブ19は、ガソリンエンジンにおけるプラグチューブに対応するものであり、カム室11内に露出している。インジェクタチューブ19は、カム室11とインジェクタ2を隔離し、カム室11のオイルがインジェクタ2に飛散および付着するのを防止する。
The
カバー穴13にはゴム等の弾性体からなる円筒状パッキン61Aが取り付けられ、このパッキン61Aにインジェクタチューブ19が挿入される。インジェクタチューブ19はその取付状態においてヘッドカバー5およびパッキン61Aよりも上方に突出している。パッキン61Aはカム室11のオイルが漏れ出るのを防止する。
A
図1に示すようにシリンダヘッド3にカムハウジング4とヘッドカバー5が取り付けられる。シリンダヘッド3のヘッド穴12にはインジェクタチューブ19が予め取り付けられ、ヘッドカバー5のカバー穴13にはパッキン61A(図1では略示)が予め取り付けられている。ヘッドカバー5の取り付けと同時に、パッキン61Aにインジェクタチューブ19が下方から挿入される。その後、インジェクタ2の軸状先端部2Aにガスケット18を嵌合保持した状態で、あるいはガスケット18を予めヘッド穴12の内底部に配置した状態で、インジェクタ2がインジェクタチューブ19に上方から挿入される。
As shown in FIG. 1, a cam housing 4 and a head cover 5 are attached to the cylinder head 3. An
こうしたインジェクタ2の挿入配置状態において、図3に示すように、インジェクタ2の上端部はヘッドカバー5よりも上方に突出し、外部に露出している。そこでこの突出部分ないしは露出部分を利用してインジェクタ2の固定が行われる。この固定にはクランプ部材21が用いられる。すなわち、ヘッドカバー5上でクランプ部材21を用いてインジェクタ2が固定される。
In such an inserted arrangement state of the
クランプ部材21は概ねフォーク状の形状とされ、その先端部には、インジェクタ2の上端部に形成されたインジェクタ係合部22に接触ないし係合する二股状のクランプ係合部23が形成される。クランプ係合部23は、インジェクタ係合部22を横から挟み込む形でインジェクタ係合部22に係合する。クランプ係合部23の下面にはクランプ係合面23Aが形成され、インジェクタ係合部22には、クランプ係合面23Aに接触してクランプ係合部23からの下向きの力を受ける上向きのインジェクタ係合面24が形成される。インジェクタ係合面24はインジェクタ中心軸2Cに対し直角である。
The
クランプ部材21の中央部にはボルト挿通穴25が設けられる。またクランプ部材21の基端部下面には球面部26が突出形成される。後に理解されるが、クランプ部材21は、球面部26を支点、ボルト挿通穴25の部分を力点、クランプ係合部23を作用点として、梃子の原理に基づき、インジェクタ2を下方に押圧する。
A
ヘッドカバー5の上面5Aには、クランプ部材21の球面部26を受けるピボットベース27が取り付けられる。ピボットベース27はその上端面に球面部28を有し、この球面部28がクランプ部材21の球面部26を受けてこれを回転自在に支持する。ピボットベース27はその下端部に雄ネジ65を有し、この雄ネジ65が、ヘッドカバー5の上面5Aに設けられたネジ穴29に螺合締結される。なおピボットベース27の取付方法は任意であり、他にも締まり嵌めや隙間嵌め等が可能である。
A
ヘッドカバー5の取り付けにはヘッドボルト29が用いられる。特に、本実施形態におけるヘッドボルト29は比較的長いスルーボルト(通しボルト)からなり、シリンダヘッド3にカムハウジング4とヘッドカバー5を共締めする。
A
ヘッドカバー5にはヘッドボルト穴30が貫通形成される。そしてシリンダヘッド3の内底面には上方に向かって突出するポスト31が一体的に形成されている。ポスト31の内周部には雌ネジ32が設けられている。ヘッドボルト29の下端部には雄ネジ33が設けられ、ヘッドボルト29の頂部には六角状の工具係合部34と拡径座部35とが一体的に設けられている。拡径座部35とヘッドカバー上面5Aとの間にシールのための金属製(例えば銅製)ワッシャ36が介在される。
A
カムハウジング4のカムキャリヤ4Aとベアリングキャップ61には、ヘッドボルト29が挿通されるヘッドボルト挿通穴66,67が設けられている。これらヘッドボルト挿通穴66,67は、エンジン幅方向における吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60の間のほぼ中間位置に位置されている。特に図3に示すように、ベアリングキャップ61のヘッドボルト挿通穴67の上端開口部の周囲において、ベアリングキャップ61はヘッドカバー5の裏面部に当接される。また、カムキャリヤ4Aのヘッドボルト挿通穴66の下端開口部の周囲において、カムキャリヤ4Aはシリンダヘッド3のポスト31に当接される。
The
シリンダヘッド3上にカムハウジング4とヘッドカバー5が載置された後、ワッシャ36が取り付けられたヘッドボルト29がヘッドボルト穴30とヘッドボルト挿通穴66,67とを順次挿通され、次いでポスト31の雌ネジ32にねじ込まれる。ヘッドボルト29の工具係合部34にボックスレンチ等の工具を係合させ、ヘッドボルト29を締め付けることにより、カムハウジング4とヘッドカバー5がシリンダヘッド3に共締めされる。
After the cam housing 4 and the head cover 5 are placed on the cylinder head 3, the
このとき、ヘッドカバー5がベアリングキャップ61に当接しているので、ヘッドカバー5に対する下向き荷重がベアリングキャップ61とカムキャリヤ4A、ひいてはシリンダヘッド3により受け止められ、ヘッドカバー5の変形や凹みが防止される。
At this time, since the head cover 5 is in contact with the
ヘッドボルト29ないし工具係合部34の頂部、特にその頂面部には、雌ネジ穴37が設けられている。そしてこの雌ネジ穴37を利用してクランプ部材21がクランプ取付ボルト38により取り付けられる。
A
クランプ取付ボルト38の下端部には雄ネジ39が設けられ、クランプ取付ボルト38の頂部には六角状の工具係合部40と拡径座部41とが一体的に設けられている。拡径座部41とクランプ部材21との間には、下面が球面とされた球ワッシャ42が介在される。クランプ部材21のボルト挿通穴25の上端周縁部には、球ワッシャ42の球面を面接触させて受けるべく、球面状にアール加工された球面座73が形成されている。
A male screw 39 is provided at the lower end of the
ピボットベース27とインジェクタ係合部22にクランプ部材21を載せた状態で、球ワッシャ42が取り付けられたクランプ取付ボルト38が、クランプ部材21のボルト挿通穴25を挿通され、次いでヘッドボルト29の雌ネジ穴37にねじ込まれる。クランプ取付ボルト38の工具係合部40にボックスレンチ等の工具を係合させ、クランプ取付ボルト38を締め付けることにより、クランプ部材21のボルト挿通穴25周辺にクランプ取付ボルト38からの下向きの力ないし圧力が付与される。するとクランプ部材21は球面部26を支点として下方に回転ないし傾動するようになり、クランプ係合部23によりインジェクタ2を押し下げる。これによりインジェクタ2がヘッド穴12の底部に向かって押し付けられ、固定される。
With the
このとき、製造誤差や組立誤差に起因する各部材間の若干の傾き誤差が、クランプ部材21の基端部の球面支持構造、およびクランプ取付ボルト38の球面取付構造により吸収される。
At this time, slight inclination errors between the members due to manufacturing errors and assembly errors are absorbed by the spherical support structure of the base end portion of the
例えば、図3に示すようにクランプ部材21は水平状態でインジェクタ2を固定することを予定されているが、たとえクランプ部材21が水平状態から若干傾いてインジェクタ2を固定することとなっても、クランプ部材21の球面部26がピボットベース27の球面部28に対し回転し、傾き誤差を吸収する。
For example, as shown in FIG. 3, the
また例えば、図3に示すようにクランプ取付ボルト38はクランプ部材21をこれに対し直角な方向から押し下げることを予定されているが、たとえクランプ取付ボルト38とクランプ部材21との間の角度が直角から若干すれてしまっても、球ワッシャ42がクランプ部材21の球面座73に対し回転し、傾き誤差を吸収する。そして直角方向から押し下げたときと同じように、クランプ取付ボルト38の下向き荷重をクランプ部材21に効率よく伝達することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 3, the
上記のインジェクタ取付構造は気筒毎に同様に設けられる。前述したようにインジェクタ2は、その中心軸2Cがシリンダ中心軸6Cに平行となるように配置および固定される。またヘッドボルト29も、その中心軸がシリンダ中心軸6Cに平行となるように取り付けられ、ヘッドボルト29に設けられた雌ネジ穴37の中心軸もシリンダ中心軸6Cに平行である。従って雌ネジ穴37に取り付けられたクランプ取付ボルト38の中心軸もシリンダ中心軸6Cに平行である。
The injector mounting structure described above is similarly provided for each cylinder. As described above, the
インジェクタ2は、4バルブ間のシリンダ中心軸6C付近に直立して配置され、エンジン幅方向のほぼ中間位置に位置される。クランプ部材21はエンジン長手方向に沿って配置される。ヘッドボルト29は、エンジン幅方向における吸気カムシャフトと排気カムシャフト60の間の位置で、且つエンジン長手方向におけるカムキャリヤ4Aおよびベアリングキャップ61の位置に配置される。
The
ここで図5に示すように、ヘッドカバー5のうち、ヘッドボルト29からの圧力が作用する受圧面を含む所定部位が、この所定部位に隣接する部位よりも厚肉に形成されている。
Here, as shown in FIG. 5, in the head cover 5, a predetermined portion including a pressure receiving surface to which pressure from the
具体的には、エンジン長手方向に沿って一直線上に整列するカバー穴13、ヘッドボルト穴30およびネジ穴29を含む長形部位45がヘッドカバー5に設けられ、この長形部位45が、これに隣接する部位よりも厚肉に形成されている。長形部位45はここではエンジン長手方向に延びる長方形とされており、ヘッドカバー5の内面ないし裏面を突出させることにより形成される。ヘッドボルト29からの圧力が作用する受圧面は当然に長形部位45に含まれる。長形部位45は全気筒分のカバー穴13、ヘッドボルト穴30およびネジ穴29を含む。
Specifically, a
このように長形部位45を厚肉化することで、ヘッドカバー5の剛性を向上し、ヘッドボルト29から下向き締結荷重が加わった際のヘッドカバー5の変形を抑制できる。また、長形部位45は、ピボットベース27からの下向き荷重に対してもヘッドカバー5の変形を抑制する。
By increasing the thickness of the
カムハウジング4の当接面9に当接するヘッドカバー5の当接面10付近の部位も、厚肉化され、ヘッドカバー5の剛性が向上されている。これら厚肉部位以外は概して薄肉とされ、ヘッドカバー5が軽量化されている。
The portion near the
本実施形態におけるインジェクタ取付方法の概要を以下に説明する。まず動弁系部品が組み込まれたシリンダヘッド3上にカムハウジング4を載置し、両者の外周縁部において、カムハウジング4をシリンダヘッド3に複数のボルト(図示せず)で固定する。このときカムハウジング4のボルト挿通穴68(図1参照)にボルトを挿通し、シリンダヘッド3の雌ネジ穴69(図2参照)にボルトを締め込む。 An outline of the injector mounting method in the present embodiment will be described below. First, the cam housing 4 is placed on the cylinder head 3 in which the valve system parts are incorporated, and the cam housing 4 is fixed to the cylinder head 3 with a plurality of bolts (not shown) at the outer peripheral edge portions of both. At this time, the bolt is inserted into the bolt insertion hole 68 (see FIG. 1) of the cam housing 4, and the bolt is tightened into the female screw hole 69 (see FIG. 2) of the cylinder head 3.
次いでカムハウジング4のカムキャリヤ4A上に吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60を載置し、ベアリングキャップ61をカムキャリヤ4A上にボルト62で取り付ける。このとき、ボルト62を取り付ける前に、カムキャリヤ4Aとベアリングキャップ61のヘッドボルト挿通穴66,67を利用して、仮止めボルト70(図1参照)によりベアリングキャップ61を仮止めしてもよい。
Next, the intake camshaft and the
吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60はバルブスプリングからの反力で浮き上がる傾向にあり、バルブスプリングを圧縮しながらベアリングキャップ61を取り付ける必要がある。このため、ボルト62によりベアリングキャップ61を本締めする前に、仮止めボルト70によりベアリングキャップ61を仮締めするのが便利である。これにより、ベアリングキャップ61を本締めする際に吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト60の位置、およびボルト締付トルクを精密に管理でき、組立精度を向上できる。
The intake camshaft and the
なお、仮締めの際、仮止めボルト70はシリンダヘッド3の雌ネジ32に締め込まれる。本締めが終了したら仮止めボルト70は取り外される。
Note that the
次いで、シリンダヘッド3のヘッド穴12にインジェクタチューブ19を挿入配置する。そしてカムハウジング4上に、予めパッキン61Aが取り付けられたヘッドカバー5を載置する。この際、パッキン61Aにインジェクタチューブ19が下方から挿入される。
カムハウジング4とヘッドカバー5の外周縁部において、ヘッドカバー5をカムハウジング4に複数のボルト(図示せず)で固定する。このときヘッドカバー5のボルト挿通穴71(図1参照)にボルトを挿通し、カムハウジング4の雌ネジ穴72(図1参照)にボルトを締め込む。
Next, the
The head cover 5 is fixed to the cam housing 4 with a plurality of bolts (not shown) at the outer peripheral edges of the cam housing 4 and the head cover 5. At this time, the bolt is inserted into the bolt insertion hole 71 (see FIG. 1) of the head cover 5, and the bolt is tightened into the female screw hole 72 (see FIG. 1) of the cam housing 4.
こうしてヘッドカバー5が中間段階まで取り付けられると、図3に示すように、ヘッドカバー5の裏面がベアリングキャップ61に当接する。
When the head cover 5 is attached to the intermediate stage in this way, the back surface of the head cover 5 comes into contact with the
この後、ワッシャ36が取り付けられたヘッドボルト29がヘッドボルト穴30とヘッドボルト挿通穴66,67とを順次挿通され、シリンダヘッド3の雌ネジ32に締め付けられる。これによりヘッドカバー5の取り付けが完了する。
Thereafter, the
次いで、ガスケット18およびインジェクタ2がインジェクタチューブ19に上方から挿入される。これによりインジェクタ2が定位置に配置される。
Next, the
次いで、ヘッドカバー5上に突出したインジェクタ2の部分を利用して、インジェクタ2の固定が行われる。すなわち、ヘッドカバー5上にピボットベース27が取り付けられる。なおこれは予め取り付けられていてもよい。そしてピボットベース27とインジェクタ係合部22にクランプ部材21が載せられる。球ワッシャ42が取り付けられたクランプ取付ボルト38が、クランプ部材21のボルト挿通穴25を挿通され、次いでヘッドボルト29の雌ネジ穴37に締め付けられる。これによりインジェクタ2が押し下げられ、固定される。
Next, the
以上述べたように、本実施形態のインジェクタ取付構造によれば、ヘッドカバー5上すなわちヘッドカバー5の外部で、クランプ部材21を用いてインジェクタ2を固定する。すなわちクランプ部材21と、これをヘッドボルト29に締結するクランプ取付ボルト38とは、ヘッドカバー5上すなわちヘッドカバー5の外部にある。カム室11内ではなく、カム室11外でインジェクタ2の取り付けが完結する構造である。よって例えば点検、修理、交換等のためインジェクタ2を着脱する際、ヘッドカバー5を取り外す必要が無く、分解組立性および作業性を向上することが可能である。そしてヘッドカバー5上の比較的広い空間でインジェクタ着脱作業を行えるので、分解組立性および作業性の向上に非常に有利である。
As described above, according to the injector mounting structure of this embodiment, the
勿論、新品エンジンの組み立て時においても、ヘッドカバー5をある程度固定した後に外部からインジェクタ2を組み付けることができるので、組み立て作業が容易である。そして組立の困難性に起因した組み付け誤差の拡大、ひいてはこれに伴う品質不具合を未然に抑止できる。
Of course, even when a new engine is assembled, the
また、ヘッドボルト29の頂部に雌ネジ穴37を設け、この雌ネジ穴37にクランプ取付ボルト38を締結してクランプ部材21を取り付けるので、上記のようなヘッドカバー5上での取り付け作業を一層容易にすることが可能である。仮に特許文献1のように、ヘッドボルト29の頂部に雌ネジ穴37ではなく雄ネジを設け、ナットでクランプ部材21を取り付けるとする。すると、インジェクタ2にクランプ部材21を係合させた状態を保持しつつ、インジェクタ2をカバー穴13およびヘッド穴12に挿入するのと同時に、ヘッドボルト29の雄ネジをクランプ部材21のボルト挿通穴25に挿入しなければならない。通常、クランプ部材21はインジェクタ2に横からしか差し込むことができないからである。つまり2部品の相対位置を保ったまま2箇所の挿入を同時に行わなければならない。この作業は繁雑である。
Further, since the
これに対し、本実施形態の場合だと、2部品を別々に組み付け、且つ2箇所の挿入を別々に行うことができる。すなわち、まずインジェクタ2をインジェクタチューブ19に挿入し、その後インジェクタ2にクランプ部材21を係合させる。次いで、クランプ取付ボルト38をクランプ部材21のボルト挿通穴25に挿通させ、ヘッドボルト29の雌ネジ穴37に締め付ける。このように上記仮想例に比べ作業を格段に容易にすることができる。
On the other hand, in the case of this embodiment, two parts can be assembled | attached separately and two places can be inserted separately. That is, first, the
加えて、本実施形態では、ヘッドカバー5とカムハウジング4を共締めするスルーボルトからなるヘッドボルト29を用いたので、ヘッドボルト29の位置でカムハウジング4を単独でシリンダヘッド3にボルト止めする場合に比べ、部品点数を削減し、信頼性を向上できる。
In addition, in the present embodiment, since the
但し、雌ネジ穴37を設けるヘッドボルト29は必ずしもスルーボルトである必要はない。ヘッドカバー5上で外部に露出したヘッドボルトであればこれを利用可能である。
However, the
次に、他の実施形態を説明する。なお上記実施形態(基本実施形態という)と同一の部分については説明を省略し、以下相違点を中心に述べる。 Next, another embodiment will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the part same as the said embodiment (it is called basic embodiment), and it demonstrates focusing on difference below.
図6に他の実施形態におけるインジェクタ2の配置を示す。図示するように、ガソリンエンジンをディーゼル化する場合、燃焼室14の天井面14Aはペントルーフ形とされ、貫通穴15の開口位置(すなわちペントルーフの頂点)から吸気側(図の右側)および排気側(図の左側)に向かって天井面14Aは下方に傾斜されている。そして吸気弁が排気弁より大径のため、貫通穴15の開口位置がシリンダ中心軸6Cに対し排気側にオフセットされ、且つ図示の如く、インジェクタ中心軸2Cがシリンダ中心軸6Cに対し傾斜されることがある。すなわち、インジェクタ2がシリンダ中心方向に対し傾いて配置されることがある。シリンダ中心軸6Cに対するインジェクタ中心軸2Cの傾斜角をαとする。この例ではインジェクタ中心軸2Cがシリンダ中心軸6Cに対し排気側に傾斜されている。
FIG. 6 shows the arrangement of the
他方、取付状態にあるヘッドボルト29と、その雌ネジ穴37と、クランプ取付ボルト38との中心軸は、基本実施形態と同様、シリンダ中心軸6Cに平行である。
On the other hand, the central axis of the
こうしたインジェクタ傾斜配置の場合において、クランプ部材21によりインジェクタ2を押圧固定すべく、クランプ取付ボルト38を雌ネジ穴37に締め付けると、クランプ取付ボルト38がクランプ部材21を押し下げる方向(シリンダ中心軸6Cに平行である)と、インジェクタ2を押し下げるべき方向(シリンダ中心軸6Cに対しαだけ傾いた方向である)とが一致せず、インジェクタ2への押し付け荷重が不足して取付不良に至る可能性がある。またクランプ部材21がインジェクタ2に片当たりする可能性もある。
In such an inclined injector arrangement, when the
そこで本実施形態においては、シリンダ中心軸6Cに対するインジェクタ2の傾斜ずれを補償ないし吸収するよう、図7に示すように、クランプ部材21のクランプ係合部23の下面に形成されたクランプ係合面23Aを傾斜させている。すなわち、取付状態にあるクランプ部材21のクランプ係合面23Aが、シリンダ中心軸6Cに直角な方向に対し傾斜角αだけ傾斜するように形成されている。ここでヘッドボルト29およびクランプ部材21の取付状態において、雌ネジ穴37とボルト挿通穴25は同軸であり、これらの中心軸はシリンダ中心軸6Cに平行であることから、クランプ係合面23Aは、ボルト挿通穴25の中心軸に直角な方向に対し傾斜されていると言い換えることもできる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the clamp engagement surface formed on the lower surface of the
図7において、(A)はクランプ部材21の平面図、(B)は同正面図、(C)は(A)のc−c断面図、(D)はクランプ部材21の斜視図、(E)は(B)の側面図である。Zはボルト挿通穴25の中心軸であり、これはクランプ部材21の取付状態においてシリンダ中心軸6Cに平行である。Yは当該中心軸Zに直角な方向(以下、直角方向という)である。
7A is a plan view of the
図示するように、クランプ係合面23Aは直角方向Yに対し傾斜角αだけ傾斜されている。そしてこの傾斜方向は、インジェクタ2の傾斜配置に倣い、排気側に向かうほど下方に下がるよう傾斜されている。これに対応して、クランプ係合部23の内側面23Bも、ボルト挿通穴25の中心軸Zの方向に対し傾斜角αだけ傾斜されている。クランプ係合面23Aと内側面23Bは互いに直角である。クランプ係合部23の上面23Cは直角方向Yに平行である。
As illustrated, the
本実施形態の場合、クランプ係合面23Aには円弧面50が突出形成されている。円弧面50は、クランプ部材21が支点(球面部26)回りに予定されていた位置より若干傾いて取り付けられたとしても、下向きの押圧力を確実にインジェクタ係合面24に伝達することを可能にする。かかる円弧面50は基本実施形態において設けることも可能であるし、省略することも可能である。円弧面50はインジェクタ係合面24に線接触する。
In the case of the present embodiment, a
このクランプ部材21を用いて傾斜配置されたインジェクタ2を固定する場合、クランプ取付ボルト38の締め付けに伴って発生するシリンダ中心軸方向の押し下げ力F1を、これに対しαだけ傾いた押し下げ力F2に変換し、この押し下げ力F2をインジェクタ係合面24に直角に作用させ、インジェクタ2をその中心軸2Cの方向に沿って押し下げることができる。従って、インジェクタ2に十分な押し付け荷重を付与し、インジェクタ2の取付不良を未然に防止することができる。またクランプ部材21の片当たりも防止することができる。
When the
なお、クランプ部材21の上面全体をクランプ係合面23Aと平行になるよう傾斜して形成することも可能である。この場合、クランプ取付ボルト38からの押し下げ力の方向がクランプ部材21の上面に対し直角にならないが、それでも、球ワッシャ42を用いたことにより、当該押し下げ力をクランプ部材21にほぼ均等に付加でき、押し下げ荷重の偏りを防止することができる。
It is also possible to form the entire upper surface of the
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。本発明は、ガソリンエンジンをベースとしない一般的なディーゼルエンジンにも適用可能である。また本発明は、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトを有するDOHCエンジンに限らず、1本のカムシャフトしか有しないSOHCエンジンにも適用可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but various other embodiments of the present invention are conceivable. The present invention is also applicable to a general diesel engine that is not based on a gasoline engine. The present invention can be applied not only to a DOHC engine having an intake camshaft and an exhaust camshaft but also to an SOHC engine having only one camshaft.
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
1 内燃機関
2 インジェクタ
3 シリンダヘッド
4 カムハウジング
4A カムキャリヤ
5 ヘッドカバー
6 シリンダ
6C シリンダ中心軸
12 ヘッド穴
13 カバー穴
21 クランプ部材
23A クランプ係合面
25 ボルト挿通穴
29 ヘッドボルト
37 雌ネジ穴
38 クランプ取付ボルト
45 長形部位
60 排気カムシャフト
61 ベアリングキャップ
66,67 ヘッドボルト挿通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記クランプ部材にボルト挿通穴を設けると共に、前記ヘッドカバーを取り付けるヘッドボルトの頂部に雌ネジ穴を設け、クランプ取付ボルトを、前記ボルト挿通穴を通じた後前記雌ネジ穴に締結し、前記クランプ部材により前記インジェクタを押し下げて固定し、
前記ヘッドボルトが、前記シリンダヘッドに前記カムハウジングと前記ヘッドカバーを共締めするスルーボルトからなり、
前記カムハウジングが、カムシャフトの下半面を回転自在に支持するカムキャリヤを有し、前記カムキャリヤの上部に、前記カムシャフトの上半面を回転自在に支持するベアリングキャップが重ねて取り付けられ、前記カムキャリヤおよび前記ベアリングキャップに前記ヘッドボルトを挿通させるためのヘッドボルト挿通穴が設けられ、前記ベアリングキャップのヘッドボルト挿通穴の上端開口部の周囲において、前記ベアリングキャップが前記ヘッドカバーに当接され、前記カムキャリヤのヘッドボルト挿通穴の下端開口部の周囲において、前記カムキャリヤが前記シリンダヘッドに当接される
ことを特徴とする直噴式内燃機関。 A cam housing and a head cover are sequentially attached on the cylinder head, and an injector is inserted into a cover hole provided in the head cover and a head hole provided in the cylinder head, and the injector is inserted onto the head cover using a clamp member. A fixed direct injection internal combustion engine,
A bolt insertion hole is provided in the clamp member, a female screw hole is provided in a top portion of a head bolt to which the head cover is attached, a clamp mounting bolt is fastened to the female screw hole through the bolt insertion hole, and the clamp member Push down on the injector to fix it,
The head bolt comprises a through bolt that fastens the cam housing and the head cover together with the cylinder head;
The cam housing has a cam carrier that rotatably supports a lower half surface of a camshaft, and a bearing cap that rotatably supports the upper half surface of the camshaft is attached to an upper portion of the cam carrier, and the cam carrier and A head bolt insertion hole for allowing the head bolt to pass through the bearing cap is provided, and the bearing cap is in contact with the head cover around the upper end opening of the head bolt insertion hole of the bearing cap, and the cam carrier A direct injection internal combustion engine , wherein the cam carrier is brought into contact with the cylinder head around a lower end opening of a head bolt insertion hole .
ことを特徴とする請求項1に記載の直噴式内燃機関。 Among the head cover, straight of claim 1, the pressure from the head bolt predetermined site comprising pressure surface which acts, characterized in that it is formed thicker than the portion adjacent to the predetermined site Injection internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の直噴式内燃機関。 The injector is disposed to be inclined with respect to a cylinder center axis, the clamp member has a clamp engagement surface for applying a downward force to the injector, and the clamp engagement surface compensates for a tilt deviation of the injector. to such, direct injection internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that it is inclined with respect to the direction perpendicular to the cylinder center axis in the mounted state of the clamping member.
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