JP3846473B2 - 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のシリンダヘッド部構造 - Google Patents

Description

本発明は、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のシリンダヘッド構造に関するものである。

従来より、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴ディーゼルエンジンは、インジェクタをシリンダヘッド上方から燃焼室へ向かって貫通配置しており、例えば特許文献１に示すように、インジェクタの下端部に位置する噴孔が燃焼室を臨むように配置される一方、上端部に位置するコネクタ等は外部に露出するように配置されている。該特許文献１に記載の発明では、シリンダヘッド上面に、カムシャフトを回転自在に支持するカムホルダを配設し、該カムホルダの一部は上方からシリンダヘッドカバーで覆われ、残りの一部は外部に露出している。すなわち、該シリンダヘッドカバー及びカムホルダの一部によって、シリンダヘッド上方の動弁室空間を外部空間から遮蔽している。そして、そのカムホルダの外部に露出した部分にインジェクタの挿通孔を形成することによって、そのインジェクタの上端部を外部に露出させる構造としている。ここで、該挿通孔の内周面とインジェクタの外周面との間をOリングによってシールをすることにより、シリンダヘッドのインジェクタホールに外部から水や埃が入り込まないようにしている。

ところが、該特許文献１に記載の発明は、前記インジェクタを固定するインジェクタホルダを、シリンダヘッド上面に配設しているため、そのインジェクタホルダは、シリンダヘッドカバー内に収容される。よって、該インジェクタをメンテナンス等のために取り外そうとすれば、該シリンダヘッドカバーを一旦取り外す必要があり、作業性が悪いという問題点があった。

この改善策として、例えば特許文献２には、前記インジェクタ及びインジェクタホルダを外部に露出したシリンダヘッド部構造が開示されている。この特許文献２に記載の発明においては、前記インジェクタホルダを、カムホルダ上面の外部に露出した部分に配設している。そして、該インジェクタの外周面と挿通孔の内周面との間においてOリングを用いてシールしている。この結果、前記インジェクタホルダがシリンダヘッドカバー等の外部に露出し、前記インジェクタの取り外し等の作業性が上がり、サービス性が向上する。
特表2000−515610号公報 特開2001−115891号公報

ところで、前記インジェクタを外部に露出させた場合は、その露出部分とインジェクタホールとの間に高いシール性が求められる。しかし、前記特許文献１、２に開示されたシリンダヘッド部構造においては、インジェクタの外周面と挿通孔の内周面との間にOリングを配置するOリング方式が、共に採用されている。この方式では、Oリングの太さと、インジェクタ側面に設けられたリング取付溝の溝深さとの関係でシール圧が決定されてしまう。そのため、前記Oリング方式ではシール圧を高めることには限界があった。

さらに、エンジンの小型化や作業性向上の観点から、カムシャフトを支承するカムホルダを、該シリンダヘッドとは別部品として形成し、そのカムホルダをシリンダヘッド上に載設する場合がある。この場合、カムホルダの下方には、インジェクタの挿通孔に連通するシリンダヘッドのインジェクタホールだけでなく、吸気及び排気弁等が存在する動弁室空間が位置する。そのため、該インジェクタホールだけでなく、動弁室空間への水等の侵入も考慮しなければならず、シールする場所も問題となる。

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、インジェクタ及びインジェクタホルダをシリンダヘッドカバーの外部に露出するように配設して、サービス性を向上させつつ、徒に部品点数を増加させることなく、確実なシール性を確保することにある。

第1の発明は、シリンダヘッドにインジェクタを直立配置する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のシリンダヘッド部構造が対象である。

そして、前記シリンダヘッド上面に開口して、前記インジェクタが挿設されるインジェクタホールと、前記シリンダヘッドの上部を外部空間から油密に保持するとともに、前記インジェクタホールに挿入されたインジェクタの上端部分が突出配置される開口部を有するシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドの上面に載設されて、その下面が、前記インジェクタホールの開口周縁面と当接するとともに、その上面に、前記開口部とのシール面に囲まれた露出部を有する、前記カムシャフトを支持するカムホルダと、前記カムホルダ上に配置されて、その押さえアームによって前記インジェクタを下方へ押圧固定するインジェクタホルダと、前記インジェクタとカムホルダとの間をシールするシール部材と、を備えているものとする。

また、前記カムホルダは、それぞれ、その露出部に形成された、前記インジェクタホルダが取り付けられるホルダ取付面と、前記インジェクタホールと連通する挿通孔と、前記挿通孔の上端部に上方に開口して形成された、前記シール部材を受けるシール受け部と、前記インジェクタホルダを固定するホルダ固定ボルトが貫通するホルダ固定ボルト孔とを有している。

さらに、前記インジェクタは、前記インジェクタホルダの押さえアームが当接するホルダ当接面と、該ホルダ当接面よりも下方に、前記シール受け部に配置された前記シール部材を下方に押圧するシール押圧面と、を有しているものとする。

さらにまた、前記シリンダヘッドは、そのミドルデッキに前記ホルダ固定ボルトの先端が螺合するネジ孔を有し、前記ホルダ固定ボルトの一部は、前記カムホルダとミドルデッキとの間で動弁室空間に露出する一方、前記ホルダ固定ボルトの頭部は、前記シリンダヘッドカバーの外部に露出し、前記ホルダ固定ボルトに外挿されるとともに、該カムホルダ上面と該ホルダ固定ボルトの外周面との間をシールするボルトシール部材をさらに備え、前記ボルトシール部材は、前記ホルダ固定ボルトの軸部外周面に遊嵌される円筒部と該円筒部の一方の端部から外方に拡がる鍔部とを有し、該鍔部には前記カムホルダ上面に当接する第1シールリングが設けられ、該円筒部の他方の端部にはホルダ固定ボルト孔の内周面とホルダ固定ボルトの軸部外周との間をシールする第2シールリングが設けられており、前記ホルダ固定ボルトを締結することによって、前記シール部材と前記ボルトシール部材とが上方から押圧されるようになっているものとする。

前記の構成の場合、シリンダヘッドの上面には、カムシャフトを支持するカムホルダが載設される。そして、前記シリンダヘッドカバーがシリンダヘッドの上方から取り付けられることによって、前記シリンダヘッドのミドルデッキ及びシリンダヘッドカバーによって囲まれた空間である動弁室空間は外部空間から遮蔽される。ここで、ミドルデッキとは、シリンダヘッド内において、ウォータジャケットと動弁室空間とを区画する中間壁である。

前記シリンダヘッドカバーの開口部は、前記カムホルダのシール面と当接する。このことによって、そのシール面に囲まれた前記カムホルダの露出部は、該開口部を通じてシリンダヘッドカバーの外部に露出することになる。

そして、該露出部には、前記インジェクタホールと連通する挿通孔と、前記インジェクタホルダを取り付けるホルダ取付面が形成されている。前記挿通孔及びインジェクタホールに挿入される前記インジェクタは、前記露出部において、シリンダヘッドカバーの外部に露出する。それとともに、インジェクタを固定するインジェクタホルダも、ホルダ取付面に取り付けられてることによって、前記シリンダヘッドカバーの外部に露出する。これによって、シリンダヘッドカバーを取り外さなくても、インジェクタを取り外すことが可能となる。

そうして、前記インジェクタは、そのホルダ当接面が前記インジェクタホルダの押さえアームによって押さえられて、下方に押圧固定される。ホルダ当接面の下方には、シール押圧面が設けられていて、前記挿通孔の上端部に形成されたシール受け部に配置されたシール部材は、前記シール押圧面とシール受け部とによって挟持される。このことにより、前記インジェクタホルダによる上方からの押圧力が軸力となって、前記シール押圧面を介して該シール部材に作用することとなる。よって、該インジェクタホルダによる押圧力を高くすれば、シール部材への押圧力も高くなり、従来のOリングによってインジェクタと挿通孔との間をシールをする構造と比較して、十分に大きいシール圧が確保される。

このように、前記インジェクタホルダは、前記インジェクタを固定するだけではなく、該インジェクタとカムホルダとの間に位置するシール部材のシール圧も確保する役割を有する。

また、シリンダヘッド上にカムホルダを載設する構成であるため、前記挿通孔から該カムホルダの下面とシリンダヘッド上面との当接面を介して、インジェクタホール側方の動弁系に至る経路のシールも必要となるが、前記シール部材は、前記カムホルダの下面よりも上側であるシール受け部において、インジェクタと挿通孔との間をシールするため、前記動弁系への水や異物の侵入も併せて防止される。

さらに、前記の構成の場合、前記インジェクタホルダを固定するホルダ固定ボルトは、カムホルダに形成されたホルダ固定ボルト孔を貫通し、シリンダヘッドのミドルデッキに形成されたネジ孔に螺合される。こうして、インジェクタホルダは、カムホルダを介してシリンダヘッドに間接的に固定されるのではなく、シリンダヘッドに直接的に固定される。高圧の燃料を噴射する前記インジェクタの反力はかなり大きなものとなるが、該インジェクタホルダをシリンダヘッドに固定することによって、前記インジェクタは十分な強度で固定されることになる。

また、この構成では、前記インジェクタホルダは外部空間に露出している一方、該ボルトの一部は、前記カムホルダとミドルデッキとの間で、動弁室空間に露出することになる。それとともに、前記カムホルダのボルト孔の内周面と該ボルトの外周面との間に隙間が生じる。よって、該隙間を通って、外部空間から水や埃が混入したり、動弁室空間のエンジンオイル等が外部空間に漏出する可能性がある。

そこで、前記カムホルダ上面と前記ホルダ固定ボルトの外周面との間にボルトシール部材を配設する。この位置に、ボルトシール部材を配設することによって、水やエンジンオイル等が、カムホルダに沿って伝わる経路、および該ホルダ固定ボルトの外周面に沿って伝わる経路をシールすることができる。すなわち、前記インジェクタホルダとカムホルダの間の隙間のシールは勿論のこと、例えば、前記ホルダ固定ボルトの頭が外部空間に露出しており、該ホルダ固定ボルトの頭とインジェクタホルダとの隙間から水等が侵入したり、逆にその隙間からエンジンオイルが流出したりすることを防止することができる。こうして、該ホルダ固定ボルト周辺のシール性が確保される。

したがって、第1の発明では、前記シリンダヘッドカバーから外部空間にカムホルダの露出部を露出させ、該露出部に前記インジェクタ及びインジェクタホルダを配設することによって、該インジェクタのサービス性が確保される。一方、前記インジェクタのシール押圧面とカムホルダのシール受け部との間にシール部材を配設し、インジェクタホルダによって上方からの押圧力をシール部材に加えることにより、インジェクタホールは勿論のこと、動弁系のシール性も十分に確保することができる。しかも、インジェクタを固定するためのインジェクタホルダによってシール圧を高めるため、部品点数が増えることがない。

第2の発明は、第1の発明において、前記エンジンは、シリンダヘッド上に2本のカムシャフトを併設した多気筒ダブル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、前記シリンダヘッドカバーの開口部は、2本の該カムシャフト間に位置して、シリンダヘッド長手方向に延びるスリットであって、前記インジェクタは、前記気筒毎に設けられて、前記スリットの長手方向に整列配置し、前記インジェクタホルダは、前記インジェクタ毎に設けられて、該スリットの長手方向に整列配置しているものとする。

前記の構成の場合、前記シリンダヘッドカバーの開口部は、前記2本のカムシャフトの間に位置し、該シリンダヘッドの長手方向に延びるスリットであり、そのスリット内に、前記各インジェクタと各インジェクタホルダとが、それぞれ該スリットの長手方向に整列配置される。このため、該インジェクタホルダとインジェクタが、前記2本のシャフトの間の省スペースに、コンパクトに配設される。

第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記インジェクタホールの開口周縁面とカムホルダの下面とのうちの少なくとも一方には該インジェクタホールの開口を囲むように凹溝が形成されているものとする。

前記の構成の場合は、前記インジェクタとカムホルダの挿通孔との間を通じて、前記カムホルダの下面とインジェクタホール開口周縁面との間に水等が侵入してきたとしても、該水等は前記インジェクタホールを囲むように設けられた凹溝に留まるため、水等が動弁室空間へ侵入することを防止することができる。

本発明によれば、前記カムホルダ上面の露出部において、前記インジェクタをインジェクタホルダにより上方から押圧固定すると同時に、その押圧力により該インジェクタとカムホルダの間に配設されたシール部材にシール圧をかけることによって、インジェクタをシリンダヘッドカバーの外部に露出配設して、サービス性を向上させつつ、徒に部品点数を増加させることなく、インジェクタ取付の確実なシール性を確保することができる。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る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Eのシリンダヘッド部構造を示す平面図であって、このエンジンEは、その長手方向に4つの気筒S、S、…（図４参照）が並設された直列4気筒エンジンである。そして、この各気筒Sに直接燃料を噴射するためのインジェクタ4が、シリンダヘッド2上方から各気筒S内へ挿設されている。

本実施形態では、説明の便宜のため、前記エンジンEの長手方向をエンジンEの前後方向として、図示省略のタイミングプーリが位置するエンジンEの側面側（図１の右側）をエンジンEの前側と呼び、その反対側（図１の左側）をエンジンの後側という。また、前記エンジンEの前後方向に直交する左右方向（図１における上下方向）をエンジンEの幅方向と呼ぶ。

図２は、エンジンE前方から見て、インジェクタ4を中心にシリンダヘッド2の構成を示す断面図であって、図３は、エンジンEから前記シリンダヘッドカバー1、インジェクタ4、4、…等を取り除いて、エンジンEのシリンダヘッド部構造を示す平面図である。

符号1はシリンダヘッドカバーであって、シリンダヘッド2に対し上方から取り付けられており、該ヘッドカバー1の略中央には気筒列方向に延びる開口部としてのスリット11が形成されている。

一方、図２，３に示すように、シリンダヘッド2の上方にはエンジンEの前後方向に延びる2本のカムシャフト6、6が配設され、該カムシャフト6、6は、該シリンダヘッド2の上面に載設されたカムホルダ3に回転自在に支承されている。該カムホルダ3には、該ヘッドカバー1を取り付けた際に、前記スリット11から外部に露出する露出部としての溝部32aが形成されており、該溝部32aには、インジェクタ4を挿入する挿通孔36が形成されている。

そして、前記インジェクタ4は、図１、２、８に示すように、該挿通孔36に挿設され、インジェクタホルダ5により固定される。該インジェクタ4は各気筒Sの中心線に沿うようにシリンダヘッド2に直立に支持されていて、4つのインジェクタ4の上端部分は、前記スリット11からシリンダヘッドカバー1の外部に露出している。このとき、図２、８に示すように、該インジェクタ4とカムホルダ3との間には、前記挿通孔36においてシール部材7が配設されている。

さらに詳細に説明すると、前記シリンダヘッド2には、図２、４、８に示すように、ウォータジャケット24と図示省略のスイングアーム等が配設される動弁室空間8を区画するミドルデッキ21が形成されるとともに、該ミドルデッキ21から上方へ突出する4つのボス部23が、エンジンEの前後方向に所定間隔をあけて形成されている。そして、該各ボス部23には前記インジェクタ4、4、…が挿入されるインジェクタホール22、22、…が形成されている。該各インジェクタホール22は、各気筒Sの中心軸と同軸に鉛直下向きに凹設されている。また、前記各ホール22の上端開口の周縁面であるボス部23のボス上端面23aには、該ホール22の上端開口を囲むように細溝22bが形成されている。尚、ここでは、ボス上端面23aで形成される面を、シリンダヘッド2の上面と呼ぶ。

さらに、シリンダヘッド2のミドルデッキ21における各インジェクタホール22の後側には、後述するホルダ固定ボルト55が螺合されるボルトネジ孔27が形成されている。

また、前記シリンダヘッド2の外周縁には、ミドルデッキ21から上方へ延びる周壁部25が全周に亘って一体形成されていて、その周壁部25の上端面は、第1シール面26とされている。

前記カムホルダ3は、図３、５に示すように、それぞれエンジンE前後方向に延びるように形成された本体部32と、その本体部32の途中からエンジンEの幅方向に分岐して延びるカムジャーナル部33、33、…とからなる。そして、該各カムジャーナル部33、33、…の上部には、カムキャップ34、34、…が取り付けられる。

すなわち、前記本体部32及びカムジャーナル部33、33、…は、一体に形成されたものであり、図２、８に示すように、カムホルダ3を前記シリンダヘッド2の上面に載設したときには、その本体部32の下面が、前記ボス上端面23aと当接する（図２参照）。前記溝部32aは、本体部32において、長手方向の略全体に亘って上面に開口して形成されており、その本体部32において、前記溝部32aを区画する立壁の上面には、前記シリンダヘッドカバー1が当接する第3シール面32bとされている。

溝部32aには、その底部を上下方向に貫通する4つのインジェクタ挿通孔36がエンジンE前後方向に、所定間隔をあけて形成されている。各インジェクタ挿通孔36は、カムホルダ3をシリンダヘッド2に取り付けた際に、インジェクタホール22と連通する。

該インジェクタ挿通孔36の上端部には、シール部材7を受けるシール受け部36aが形成されている。該シール受け部36a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、前記溝部32aには、各インジェクタ挿通孔36の後側に、インジェクタホルダ5の固定用のボルト55が貫通するホルダ固定ボルト孔37と、前記インジェクタホルダ5を取り付けるためのホルダ取付面38が、順に形成されている。該ホルダ取付面38には、前記インジェクタホルダ5の位置決めのためのピン嵌合孔38aが形成されている。

尚、図３に示すように、該カムホルダ3において、エンジンE前端部に位置するタイミングプーリ（図示省略）に最も近いカムジャーナル部33、33及びカムキャップ34は、前記第1シール面26よりも上方に突出し、かつ該第1シール面26と連続する第2シール面35を有している。

前記シリンダヘッドカバー1は、図２に示すように、下側開口の略箱状であって、その周壁部12の下端面には、略全周に亘って、前記シリンダヘッド2の第1シール面26と当接する第1シール部12aが設けられている。また、該シリンダヘッドカバー1のエンジンE前端側の周壁部12は、図示は省略するが、第2シール面35に当接するように切り欠かれている。

また、前述したように、シリンダヘッドカバー1の略中央には、長手方向に開口したスリット11が形成されている。該スリット11の周縁部は、該スリット11の内側に向かって徐々に低くなるように傾斜していて、その下端部からさらに下方に延出する延出部11aが、該スリット11の全周に亘る環状に形成されている。そして、該延出部11aの下端面に、前記カムホルダ本体部32の第3シール面32bと当接する第3シール部11bが設けられている。

該シリンダヘッドカバー1が前記カムホルダ3を載設したシリンダヘッド2上に取り付けられることによって、シリンダヘッドカバー1の第1シール部12aと、前記シリンダヘッド2の第1シール面26及びプーリ側カムホルダ3の第2シール面35とが当接する。一方、該シリンダヘッドカバー1の略中央に開口したスリット11の第3シール部11bと、前記カムホルダ本体部32の第3シール面32bとが当接する。このことによって、前記シリンダヘッド2のミドルデッキ21、周壁部25及びシリンダヘッドカバー1に囲まれた空間である動弁室空間8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、前記スリット11において、該スリット11の内側に位置する溝部32aは外部空間に露出することになる。

次に、この外部空間に露出する溝部32aにおけるインジェクタ4の支持構造について説明する。前記インジェクタ4は、シリンダヘッド2の上方から前記カムホルダ本体部32のインジェクタ挿通孔36を貫通して、シリンダヘッド2のインジェクタホール22に挿設される。そして、該インジェクタ4は、前記インジェクタホルダ5によって上方から押圧固定される。このとき、該インジェクタ4とカムホルダ本体部32との間にはシール部材7が介設される。

前記インジェクタ4は、図６に示すように、全体として円筒状をなすとともに、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41が形成されている。そして、該細頸部41の下端部にはフランジ42が形成されている。該フランジ42の上端面は後述するインジェクタホルダ5のアーム部51、51が当接するホルダ当接面43、43とされ、下端面は前記シール部材7を押圧するシール押圧面44とされている。

前記インジェクタホルダ5は、図２、７、８に示すように、長手方向の先端側には、押さえアームとしての、二股状に分かれた2本のアーム部51、51が形成されている一方、後端側にはその下面に、前記カムホルダ本体部32のホルダ取付面38と当接する当接面52が形成されている。該当接面52は、後端に向かって上方へ湾曲している。また、該当接面52の後端近傍には位置決めピン53が下方に突出している。この位置決めピン53は前記カムホルダ本体部32のピン嵌合孔38aに嵌合する。そして、略中央部には、該ホルダ5を前記シリンダヘッド2に対して締結するためのホルダ固定ボルト55が貫通するボルト挿入孔54が形成されている。

図２、８に示すように、前記インジェクタ4が、挿通孔36及びインジェクタホール22に挿入された状態で、前記インジェクタホルダ5の当接面52を溝部32aのホルダ取付面38に当接させるとともに、その位置決めピン53をホルダ取付面38に設けたピン嵌合孔38aに嵌合させる。そうしてアーム部51、51を、インジェクタ4のホルダ当接面43、43に当接させる。そして、該ホルダ5の中央に位置するボルト挿入孔54及びホルダ固定ボルト孔37に、ホルダ固定ボルト55を貫通させ、そのボルト55をミドルデッキ21に設けたボルトネジ孔27に螺合させる。これによって、該当接面52を支点として、アーム部51、51からホルダ当接面43、43へ下向きの押圧力が働き、インジェクタ4が固定される。

このときに、前記シール部材7は、前記溝部32aのシール受け部36a内に配設されており、このシール部材7は、インジェクタ4のシール押圧面44とシール受け部36aの底面とによって挟持される。このシール部材7は、ゴム製の断面形状方形の環状体である。また、その内径は前記インジェクタ4のフランジ42直下に位置する円筒部に遊嵌できる寸法であって、その外径は前記カムホルダ3のシール受け部36a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7によるシール性を高めるため、前記外径は、該シール部材7が前記シール押圧面44によってシール受け部36a側に押圧されたときに、径方向に膨張変形して、その外周面が前記シール受け部36aの内周壁と当接する程度の寸法となっている。

ここで、前記インジェクタホルダ5は、前記インジェクタ4を固定する際に、前記当接面52を支点として、前記シール部材7を押圧する幅だけ揺動する。そのため、揺動する当接部分における位置決めは、通常は、インジェクタホルダ5に突出する半球体を設ける一方、カムホルダ本体部32に凹陥し、かつ該半球体と嵌合する半球穴を設ける等の手段によって行われる。しかし、該ホルダ5の揺動幅は小さいため、その位置決めは、位置決めピン及びピン嵌合孔で行うことも可能であり、ここでは、位置決めピン53及びピン嵌合孔38aを設けることによって、前記半球体を設ける場合等と比較して、製造コストを抑えることができる。

また、該位置決めピン53を前記ホルダ5の当接面52よりも後端側に設けることによって、前記アーム部51、51が当接するインジェクタ4と位置決めピン53との距離が長くなり、位置決めピン53又はピン嵌合孔38aの製造誤差の影響を小さくすることができる。

そして、前記ボルト55には、図８に示すように、ボルトシール部材としてのワッシャ56が外挿される。該ワッシャ56は、図９に示すように、該ボルト55の軸部外周面に遊嵌される円筒部56aと、該円筒部56aの一方の端部から外方に拡がる鍔部56bとからなり、その鍔部56bにはゴム製の第1シールリング56cが例えば加硫接着により一体的に設けられており、また、前記円筒部56aの他方の端部にも同様に、ゴム製の第2シールリング56dが設けられている。

こうして、各インジェクタ4はインジェクタホルダ5によって固定されるが、前記カムホルダ本体部32の溝部32aの長手方向には、各インジェクタ挿通孔36の後側に、ホルダ固定ボルト孔37及びホルダ取付面38が順に形成されているため、前記各インジェクタホルダ5は、各インジェクタ4に対して、該溝部32aの長手方向に沿って並設されることになる。

以上説明した構成の場合、前記シリンダヘッドカバー1が、前記シリンダヘッド2に取り付けられることによって、シリンダヘッド2の上面の動弁室空間8は外部空間から油密に封止されるとともに、該シリンダヘッドカバーのスリット11に囲まれた前記カムホルダ3の溝部32aは外部空間に露出する。

そして、前記シリンダヘッドカバー1から外部に露出する前記溝部32aには、前記インジェクタ挿通孔36、ホルダ固定ボルト孔37及びホルダ取付面38が形成されており、インジェクタ4及びインジェクタホルダ5はともに、シリンダヘッドカバー1の外部に露出するため、シリンダヘッドカバー1を取り外すことなくインジェクタ4を着脱可能となり、サービス性が向上する。

また、前記インジェクタ4は、前記インジェクタホルダ5によってシリンダヘッド2の上方から前記カムホルダ本体部32の溝部32a上に固定される。このとき、該インジェクタ4のシール押圧面44と、カムホルダ本体部32のシール受け部36aとの間にはシール部材7が挟持されている。よって、該ホルダ5の上方からの押圧力が軸力となって、シール部材7に作用し、シール部材7のシール圧が確保される。そして、前記インジェクタホルダ5の押圧力を上げることによって、該シール部材7に与える面圧を高めることができ、シール性をより確実なものにすることができる。

また、該シール部材7は、インジェクタ4とシール受け部36aとの間に遊嵌されているが、前記インジェクタ4のシール押圧面44から下向きの押圧力を受けることによって、シール部材7の径方向へ膨張変形する。その結果、前記シール押圧面44とシール部材7の上端面、およびシール部材7の下端面とシール受け部36aの底面だけでなく、該シール部材7の外周面とシール受け部36aの内周面とが当接するため、シール面積が拡大する。

すなわち、該ホルダ5は、該インジェクタ4をシリンダヘッド2に固定すると同時に、インジェクタ4とカムホルダ本体部32とのシール性も確保しており、該シール部材7に面圧をかけるための新たな構造又は部材を別途設ける必要はない。

尚、前記インジェクタホルダ5が二股状のアーム51、51を有することによって、該ホルダ5に固定されるインジェクタ4は、該インジェクタ4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4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、その位置決めが容易になる。

さらに、前記インジェクタ4に形成されたフランジ42の上端面をアーム受け面43とし、下端面をシール押圧面44として、各面43、44を一つの部材に形成したことによって、それぞれの面43、44を有する別部材を別途設ける必要もない。

また、前記カムホルダ本体部32の上面に位置するシール受け部36aにおいてシールしているため、水等が外部空間から前記インジェクタホール22へ侵入する経路と、インジェクタ挿通孔36から前記カムホルダ本体部32の下面とインジェクタホール22上端のボス上端面23aとの間を伝わって動弁室空間8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。

一方、前記ホルダ固定ボルト55は、カムホルダ3とミドルデッキ21との間で動弁室空間8に露出しているとともに、固定ボルト55は、インジェクタホルダ5のボルト挿入孔54及びカムホルダ3のホルダ固定ボルト孔37内を貫通している。このため、該ボルト55の軸部を伝ってエンジンオイルが動弁室空間8からシリンダヘッドカバー1の外部に漏れ出る虞や、逆に、外部から水等が動弁室空間8内に侵入する虞がある。しかし、該ボルト55の軸部に外挿したワッシャ56をインジェクタホルダ5とカムホルダ3との間に配置することによって、溝部32aの底面とワッシャ56の鍔部56bの下面との間（図の上下方向の隙間）が前記第1シールリング56cによりシールされるとともに、ホルダ固定ボルト孔37の内周面とボルト55の軸部外周との間（図の左右方向の隙間）が前記第2シールリング56dによりシールされる。このことによって、ホルダ固定ボルト55の外周面とカムホルダ3との間のシールが確保される。

尚、本実施形態では、ホルダ固定ボルト55の頭が外部空間に露出している。しかし、前記ワッシャ56の第2シールリング56dによって、該ボルト55の頭とインジェクタホルダ5との隙間から水等が侵入したり、エンジンオイルが流出することを防止している。

また、前記カムホルダ本体部32の溝部32aにおいては、各インジェクタ挿通孔36の後側に、ホルダ固定ボルト孔37が溝部32aの長手方向に沿って、並設されている。このため、該ホルダ5は、該溝部32aの長手方向の一側に整列配置され、該インジェクタホルダ5とインジェクタ4が、前記2本のシャフトの間の省スペースに、コンパクトに配設される。

尚、本発明は前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、前記実施形態では、前記シリンダヘッド2の上部に、2本のカムシャフト6、6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。

また、前記の実施形態では、該インジェクタ4の前記シール押圧面44とシール部材7の上端面、およびシール部材7の下端面とシール受け部36aの底面とのシール性だけでなく、該シール部材7の外周面とシール受け部36a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44とシール部材7の上端面との間のシール性、およびシール部材7の下端面とシール受け部36a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4と挿通孔36との間のシール性は確保される。

さらに、前記の実施形態では、前記インジェクタホルダ5は、先端に二股状に分かれた2本のアーム部51、51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、前記インジェクタ4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。

本発明の実施形態に係る筒内直噴式ディーゼルエンジンを上方から見て示す平面図である。 エンジン前方から見て、インジェクタを中心にシリンダヘッドの構成を示す断面図である。 シリンダヘッドカバーを取り外し、スイングアーム等を省略してシリンダヘッドの構成を示す上面図である。 カムシャフト及びカムホルダを取り外して、シリンダヘッドのミドルデッキの構成を示す図３相当図である。 カムホルダの構成を示す部品図である。 インジェクタを示す部品図である。 インジェクタホルダの底面図である。 エンジン側方から見て、インジェクタを中心にシリンダヘッドの構成を示す断面図である。 ボルトに外挿されるワッシャの構造を示す底面図(a)及び(a)のA-A線における断面図(b)である。

符号の説明

1 シリンダヘッドカバー
11 スリット（開口部）
2 シリンダヘッド
21 ミドルデッキ
22 インジェクタホール
22b 細溝（凹溝）
23a ボス上端面（開口周縁面）
27 ボルトネジ孔
3 カムホルダ
32a 溝部（露出部）
32b 第3シール面（シール面）
36 挿通孔
36a シール受け部
37 ホルダ固定ボルト孔
38 ホルダ取付面
4 インジェクタ
43 ホルダ当接面
44 シール押圧面
5 インジェクタホルダ
51 アーム部（押さえアーム）
54 ボルト挿入孔
55 ホルダ固定ボルト
56 ワッシャ（ボルトシール部材）
6 カムシャフト
7 シール部材
8 動弁室空間
E エンジン
S 気筒

Claims (3)

1. シリンダヘッド上部にカムシャフトを配設するとともに、そのシリンダヘッドにインジェクタを直立配置する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のシリンダヘッド部構造であって、
   前記シリンダヘッド上面に開口して、前記インジェクタが挿設されるインジェクタホールと、
   前記シリンダヘッドの上部を外部空間から油密に保持するとともに、前記インジェクタホールに挿入されたインジェクタの上端部分が突出配置される開口部を有するシリンダヘッドカバーと、
   前記シリンダヘッドの上面に載設されて、その下面が、前記インジェクタホールの開口周縁面と当接するとともに、その上面に、前記シリンダヘッドカバーの開口部に対するシール面に囲まれて、該開口部を通じてシリンダヘッドカバーの外部に露出する露出部を有する、前記カムシャフトを支持するカムホルダと、
   前記カムホルダ上に配置されて、その押さえアームによって前記インジェクタを下方へ押圧固定するインジェクタホルダと、
   前記インジェクタとカムホルダとの間をシールするシール部材と、を備え、
   前記カムホルダは、その露出部にそれぞれ形成された、前記インジェクタホルダが取り付けられるホルダ取付面と、前記インジェクタホールと連通する挿通孔と、前記挿通孔の上端部に上方に開口して形成された、前記シール部材を受けるシール受け部と、前記インジェクタホルダを固定するホルダ固定ボルトが貫通するホルダ固定ボルト孔とを有し、
   前記インジェクタは、前記インジェクタホルダの押さえアームが当接するホルダ当接面と、該ホルダ当接面よりも下方に、前記シール受け部に配置された前記シール部材を下方に押圧するシール押圧面と、を有し、
   前記シリンダヘッドは、そのミドルデッキに前記ホルダ固定ボルトの先端が螺合するネジ孔を有し、
   前記ホルダ固定ボルトの一部は、前記カムホルダとミドルデッキとの間で動弁室空間に露出する一方、
   前記ホルダ固定ボルトの頭部は、前記シリンダヘッドカバーの外部に露出し、
   前記ホルダ固定ボルトに外挿されるとともに、該カムホルダ上面と該ホルダ固定ボルトの外周面との間をシールするボルトシール部材をさらに備え、
   前記ボルトシール部材は、前記ホルダ固定ボルトの軸部外周面に遊嵌される円筒部と該円筒部の一方の端部から外方に拡がる鍔部とを有し、該鍔部には前記カムホルダ上面に当接する第1シールリングが設けられ、該円筒部の他方の端部にはホルダ固定ボルト孔の内周面とホルダ固定ボルトの軸部外周との間をシールする第2シールリングが設けられており、
   前記ホルダ固定ボルトを締結することによって、前記シール部材と前記ボルトシール部材とが上方から押圧されるようになっていることを特徴とするシリンダヘッド部構造。
2. 請求項１に記載のシリンダヘッド部構造において、
   前記エンジンは、シリンダヘッド上に2本のカムシャフトを併設した多気筒ダブル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、
   前記シリンダヘッドカバーの開口部は、2本の該カムシャフト間に位置して、シリンダヘッド長手方向に延びるスリットであって、
   前記インジェクタは、前記気筒毎に設けられて、前記スリットの長手方向に整列配置し、
   前記インジェクタホルダは、前記インジェクタ毎に設けられて、該スリットの長手方向に整列配置していることを特徴とするシリンダヘッド部構造。
3. 請求項１又は２に記載のシリンダヘッド構造において、
   前記インジェクタホールの開口周縁面とカムホルダの下面とのうちの少なくとも一方には該インジェクタホールの開口を囲むように凹溝が形成されていることを特徴とするシリンダヘッド部構造。

Images