專利名稱：空氣泵驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對利用發動機驅動空氣泵的空氣泵驅動裝置的改進。
背景技術：
過去，例如從專利文獻1、專利文獻2和專利文獻3等中已知相關的空氣泵驅動裝置。
特開平11-44216號公報[專利文獻2]特許第2820782號公報[專利文獻3]特開號公報在上述專利文獻1所公開的內容中，具有獨立于氣缸蓋的泵殼的雙動活塞式空氣泵，是以利用氣缸蓋上的凸輪軸進行驅動的方式構成的，由于將空氣泵安裝在體積和質量較大的氣缸蓋上，所以發動機的重心位置偏向氣缸蓋一側，存在難以裝載到車輛等上的可能。
并且，在上述專利文獻2所公開的內容中，在結合到曲柄箱中離合器蓋上，安裝獨立于該離合器蓋的空氣泵的泵殼，存在不僅構件的數目增加，而且導致發動機整體大型化的可能性。并且，形成從發動機曲柄軸經由專用的齒輪系將動力傳遞給空氣泵的結構，存在不僅導致構件數目增加，而且導致發動機大型化的可能性。
進而，在上述專利文獻3所公開的內容中，空氣泵的泵殼與氣缸組形成一體，利用曲柄軸直接驅動空氣泵，在沿曲柄軸的軸線延伸的方向上使發動機大型化，不能自由地設定空氣泵的變速比。
本發明鑒于以上問題，其目的是提供一種可以減少構件數目和使發動機整體小型化、并且易于裝載到車輛上、而且增大了設定空氣泵變速比的自由度的空氣泵驅動裝置。

發明內容
為了實現上述目的，本發明第1方面所述的發明，是一種利用發動機驅動空氣泵的空氣泵驅動裝置，所述發動機具有構成氣閥裝置的一部分且配置在氣缸組中的凸輪軸，構成4個沖程，傳遞從所述凸輪軸而來的動力的所述空氣泵的泵殼與所述氣缸組形成一體。
采用本發明第1方面所述的發明，由于將泵殼成一體地形成于外形比使同發動機主體協調運動地構成的氣缸蓋或曲柄箱小的氣缸組上，所以減少了構件數目，并且可以實現發動機整體的小型化，由于驅動空氣泵的凸輪軸也配置在氣缸組中，所以可以緊湊地構成將從凸輪軸而來的動力傳遞給空氣泵的動力傳遞機構，而且，空氣泵變速比的設定自由度也提高了。
本發明第2方面所述的發明，在上述本發明第1方面所述發明的結構的基礎上，在連接到所述空氣泵上的泵驅動軸和所述凸輪軸之間，設有包含環形傳動帶的動力傳遞機構，采用這樣的結構，不會涉及到凸輪軸和泵驅動軸之間的距離，可以防止氣缸組的大型化、減少構件數目。
本發明第3方面所述的發明，在上述本發明第2方面所述發明的結構的基礎上，在相對于包含所述發動機的氣缸軸線的與所述泵驅動軸正交的面成面對稱的位置上，配置連接在所述泵驅動軸的兩端部上的所述空氣泵和輔機，采用這樣的結構，利用連接到空氣泵上的泵驅動軸驅動輔機，可以減少構件數目和減輕重量，可以通過簡化加工和組裝來降低成本。而且，防制氣缸組向所述輔機的突出，避免氣缸組整體大型化。
本發明第4方面所述的發明，在上述本發明第3方面所述發明的結構的基礎上，所述發動機為水冷式，所述輔機為水泵，采用這種結構，通過在應進行水冷的氣缸組和氣缸蓋附近配置水泵，縮短了水配管，可以避免配管復雜化，同時可以減小配管內的壓力損失。
本發明第5方面所述的發明，在上述本發明第1～4方面任一項所述發明的結構的基礎上，所述空氣泵構成為使活塞在與所述發動機的氣缸軸線平行的方向上往復運動的往復式，傳遞從所述凸輪軸而來的動力的泵驅動軸經由擋車軛式的曲柄連接到所述活塞上，采用這樣的結構，可以獲得較高的空氣壓，空氣泵的運動軸線和發動機的氣缸軸線平行，通過采用擋車軛式的曲柄而不需要采用連桿，可以實現發動機的小型化。
本發明第6方面所述的發明，在上述本發明第5方面所述發明的結構的基礎上，所述空氣泵的泵殼，具有與發動機的氣缸軸線平行的軸線，同時，形成氣缸蓋側開放的有底圓筒狀，并與氣缸組形成一體，對該泵殼的所述氣缸蓋側開口部進行氣密封的蓋構件，與氣缸組和氣缸蓋的結合面處于同一平面內地結合到所述泵殼上，采用這種結構，可以減少氣缸組的加工步驟。
進而，本發明第7方面所述的發明，在上述本發明第1～6方面中任一項所述發明的結構的基礎上，與從所述空氣泵供應的壓縮空氣一起將燃料直接噴射到燃燒室中的噴射器配置在氣缸蓋上，采用這種結構，由于不將空氣泵配置在氣缸蓋上，所以可以增大設計自由度和使發動機小型化，并且可以將噴射器及其配管配置在氣缸蓋上。特別地，在空氣泵的泵室配置在氣缸蓋側的情況下，泵室和噴射器之間較短，避免了連接在空氣泵和噴射器之間的管路結構復雜化，可以減小所述管路結構中的壓力損失。


圖1是發動機的局部縱向剖面側視圖；圖2是將端蓋拆下的狀態下的圖1的2-2線視圖；圖3是圖2的3-3線剖視圖；圖4是圖3的4-4線剖視圖；圖5是圖2的5-5線剖視圖；圖6是圖5的6-6線剖視圖；圖7是圖5的7-7線剖視圖；圖8是沿圖2的8-8線的發動機縱向剖視圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖所示的發明的一個實施例說明本發明的實施形式。
圖1～圖8表示本發明的一個實施例，圖1是發動機的局部縱向剖面側視圖，圖2是在將端蓋拆下的狀態下的圖1的2-2線向視圖，圖3是圖2的3-3線剖視圖，圖4是圖3的4-4線剖視圖，圖5是圖2的5-5線剖視圖，圖6是圖5的6-6線剖視圖，圖7是圖5的7-7線剖視圖，圖8是沿圖2的8-8線的發動機縱向剖面側視圖。
首先，在圖1中，頂置氣門閥式的四沖程水冷式單缸發動機的發動機主體11配有曲柄箱12、結合到該曲柄箱12上的氣缸組13、在與所述曲柄箱12相反側上連接到氣缸組13上的氣缸蓋14、在與氣缸組13相反側上結合到氣缸蓋14上的端蓋15，以氣缸蓋14側稍稍向上翹的姿勢安裝到摩托車等車輛上。
同時參照圖2～圖4，可滑動地與設置在氣缸組13中的氣缸內膛16配合的活塞17，經由連桿18和曲柄銷(圖中未示出)連接到由曲柄箱12可自由旋轉地支撐的曲柄軸10(參照圖1)上，面對該活塞17頂部的燃燒室19形成于氣缸組13和氣缸蓋14之間。
在氣缸蓋14上設有在燃燒室19的頂面上開口的第一和第二吸氣閥口20、22，與這些吸氣閥口20、21連通并于氣缸蓋14的上部側面上開口的吸氣泵23，在燃燒室19的頂面上開口的單一排氣閥口22，與該排氣閥口22連通并在氣缸蓋14的下部側面開口的排氣孔24；同時，與壓縮空氣一起將燃料同時直接噴射到燃燒室19中的噴射器25，配置在氣缸內膛16的軸線、即氣缸軸線C上。
在向與氣缸軸線C正交的平面投影的圖上，在所述氣缸軸線C、即噴射器25的兩側配置第一吸氣閥口20和排氣閥口22，在大致與連接第一吸氣閥口20和排氣閥口22的直線L1垂直的另一條直線L2上，于氣缸軸線C、即噴射器25的一側上配置第二吸氣閥口21。并且，在避開第一吸氣閥口20、第二吸氣閥口21和排氣閥口22的位置上，面對燃燒室19將火花塞26安裝到氣缸蓋14上。
在氣缸蓋14上，可開閉操作地配置分別可以開閉第一和第二吸氣閥口20、21的第一和第二吸氣閥27、28，同時可開閉操作地配置可開閉排氣閥口22的排氣閥29。第一和第二吸氣閥27、28分別可滑動地配合到固定在氣缸蓋14中的導向筒30...中，在分別固定于從導向筒30...突出的兩個吸氣閥27、28的上端部上的座圈31...和氣缸蓋14之間，分別設置閥簧32...，利用這些閥簧32...所發揮的彈簧力對兩個吸氣閥27、28向使閥關閉的方向加載。并且，排氣閥29可滑動地配合到固定在氣缸蓋14上的導向筒33內，在固定于從導向筒33突出的排氣閥29的上端部上的座圈34和氣缸蓋14之間設置閥簧35，利用該閥簧35所發揮的彈簧力對對排氣閥29向使閥關閉的方向加載。
同時參照圖5～圖7，利用氣閥裝置38開閉驅動第一和第二吸氣閥27、28以及排氣閥29，該氣閥裝置38配有具有吸氣側和排氣側凸輪39、40并旋轉的凸輪軸41、從動于所述吸氣側凸輪39地擺動的吸氣側第一搖臂42、從動于所述排氣側凸輪40地擺動的排氣側第一搖臂43、具有與第一和第二吸氣閥27、28接觸的一對推壓臂部44a、44b的吸氣側第二搖臂44、具有與排氣閥29接觸的推壓臂部45a的排氣側第二搖臂45、將吸氣側第一搖臂42的擺動運動傳遞給吸氣側第二搖臂44且設置在吸氣側第一和第二搖臂42、44之間的吸氣側推桿46、將排氣側第一搖臂43的擺動運動傳遞給排氣側第二搖臂45且設置在排氣側第一和第二搖臂43、45之間的排氣側推桿47。
在氣缸蓋14和端蓋15之間形成氣閥室48，該氣閥室48用于容納、配置所述氣閥裝置38中吸氣側和排氣側第二搖臂44、45、以及吸氣側和排氣側推桿46、47的上部，為了對氣閥裝置38中的容納于氣閥室48內的部分進行潤滑，在端蓋15上設有噴油孔36。
在發動機主體11中的曲柄箱12、氣缸組13和氣缸蓋14中，于氣缸內腔16的側方平行于氣缸軸線C延伸地設置有油返回通路49，該油返回通路49用于使對氣閥裝置38之中容納在氣閥室48內的部分進行潤滑的油返回到形成于曲柄箱12下部的油盤12a(參照圖1)中。
氣閥裝置38中的凸輪軸41，以避開氣缸蓋14和端蓋15之間的氣閥室48并容納在油返回通路49內的方式配置在氣缸組13中，軸線平行于曲柄軸的凸輪軸41的兩端部經由球軸承51、51可自由旋轉地支撐在氣缸組13、和以形成油返回通路49的外側面的方式連接到氣缸組13上的蓋50上。
而且，在凸輪軸41上設有油供應路徑37，用于對吸氣側和排氣側凸輪39、40、和吸氣側第一要臂42和排氣側第一搖臂43的滑動接觸部供應潤滑油。
在油返回通路49中，為了將從曲柄軸10而來的動力減速1/2并進行傳遞，容納有第一從動鏈輪52、第一驅動鏈輪60(參照圖1)和環形凸輪鏈53，第一從動鏈輪53不能相對旋轉地結合到凸輪軸41上，第一驅動鏈輪60不能相對旋轉地結合到曲柄軸10上，凸輪鏈53繞于第一驅動鏈輪60和第一從動鏈輪52上。
吸氣側和排氣側第一搖臂42、43，分別具有從氣缸蓋14側與吸氣側和排氣側凸輪39、40滾動接觸的輥54、55，被具有平行于所述凸輪軸41的軸線且設置在氣缸組13和蓋50之間的吸氣側和排氣側第一搖臂軸56、57可擺動地支撐。位于所述輥54、55的相反側上的碗狀推壓部42a、43a，以在氣缸蓋14側敞開的方式成一體地設置在這些吸氣側和排氣側第一搖臂42、43上。
另一方面，在氣閥室48內于氣缸蓋14上，以配置于所述噴射器25兩側的方式支撐著具有平行于所述凸輪軸41的軸線的吸氣側和排氣側第二搖臂軸58、59，具有分支成兩股狀的一對推壓臂部44a、44b的吸氣側第二搖臂44被吸氣側搖臂軸58可自由擺動地支撐，排氣側第二搖臂45被排氣側搖臂軸59可自由擺動地支撐。
并且，在相對于吸氣側第二搖臂軸58位于兩推壓臂部44a、44b的相反側、于吸氣側第二搖臂44上，成一體地設置在氣缸組13側敞開的碗狀受壓部44c，在相對于排氣側第二搖臂軸59位于推壓臂部45a的相反側、于排氣側第二搖臂45上，成一體地設置在氣缸組13側敞開的碗狀受壓部45b。
吸氣側和排氣側推桿46、47，從氣閥室48經過并延伸于油返回通路49內的一部分之間，吸氣側和排氣側推桿46、47的一端側的球狀端部可擺頭地配合到吸氣側和排氣側第一搖臂42、43的推壓部42a、43a上，吸氣側和排氣側推桿46、47的另一端側的球狀端部可擺頭地配合到吸氣側和排氣側第二搖臂44、45的受壓部44c、45b上。
在氣閥裝置38中，根據以1/2的減速比從曲柄軸傳遞旋轉力的凸輪軸41的旋轉，通過利用吸氣側凸輪39擺動吸氣側第一搖臂42使吸氣側推桿46沿其軸向方向運動，通過與此相應地擺動吸氣側第二搖臂44，對第一和第二吸氣閥27、28進行開閉驅動，并且，通過利用排氣側凸輪40擺動排氣側第一搖臂43使排氣側推桿47沿其軸向方向運動，通過與此相應地擺動排氣側第二搖臂45，對排氣閥29進行開閉驅動。
噴射器25用于供應從使活塞66沿著與氣缸軸線C平行的方向往復運動的往復式空氣泵61而來的壓縮空氣，該空氣泵61，于設置在氣缸蓋14中的排氣孔24對應的一側配置在氣缸組13的下部中。而且，在氣缸組13中，在與氣缸軸線C正交的平面內，形成大致呈L字形地連接到所述油返回通路49上且配置在氣缸內膛16下方的工作室62，所述空氣泵61配置在比油返回通路49更靠下方中的油返回通路49和工作室62的連接部上。
參照圖8，空氣泵61的泵殼63，形成具有平行于氣缸軸線C的軸線且氣缸蓋14側開放的有底圓筒狀，并且與氣缸組13形成一體，氣密封地封閉該泵殼63的所述氣缸蓋14側開口部的蓋構件64連接到氣缸組13上。而且，蓋構件64在與氣缸組13和氣缸頭14的結合面87相同的平面上結合到泵殼63上。
活塞66可滑動地配合到泵殼63中，在活塞66的一端和蓋構件64之間，形成配置于氣缸蓋14側上的泵室65用以生成對應于容積收縮的壓縮空氣，在活塞66的另一端和泵殼63的封閉端之間，形成配置在油盤12a側上的大氣壓室88。
另一方面，在工作室62中，配置具有與凸輪軸41軸線平行且穿過所述活塞66軸線的軸線的圓筒狀的軸承構件69，該軸承構件69分別被螺栓71...連接到突出設置在氣缸組13上的多根、例如4根連接凸臺70...上。而且，形成工作室62的外部側面的蓋72被連接到氣缸組13上，打開蓋72時，可以進行所述螺栓71...的緊固和松扣操作。
在所述軸承構件69上同軸地貫穿插入泵驅動軸73，在軸承構件69的一端部和泵驅動軸73之間夾裝滾柱軸承74，在軸承構件69的另一端和泵驅動軸73之間夾裝球軸承75。即，利用連接到氣缸組13上的軸承構件69可自由旋轉地支承泵驅動軸73。
在所述軸承構件69的一端部突出的部分中的泵驅動軸73，經由動力傳遞機構89傳遞從凸輪軸41而來的動力，該動力傳遞機構89由固定在泵驅動軸73上的第二從動鏈輪78、與結合到凸輪軸41上的第一從動鏈輪52成一體的第二驅動鏈輪79、以及繞于第二從動和驅動鏈輪78、79上用作環形傳動帶的鏈條80構成。
泵驅動軸73經由擋車軛式曲柄84連接到空氣泵61的活塞66上，擋車軛式曲柄84，是將從泵驅動軸73一端的偏心位置突出的偏心軸73a的前端連接到可滑動地配合到活塞66上的滑動片68上的構件。而且，對應于泵驅動軸73借助從凸輪軸41傳遞而來的動力所做的旋轉，偏心軸73a繞泵驅動軸73的軸線旋轉，在泵殼63內沿軸線方向往復驅動空氣泵61的活塞66，以增減泵室65的容積。
在活塞66中，設有軸線配置于沿著其一條直徑線延伸且與所述凸輪軸41的軸線正交的平面上的滑動孔67，所述滑動片68可滑動地配合到該滑動孔67中。并且，偏心軸73a成一體地突出設置在泵驅動軸73的一端上。
而且，在泵殼63中設有插入泵驅動軸73的一個端部的開口部76，在活塞66中貫穿滑動孔67的長度方向中央部地設置插入孔77，將偏心軸73a插入于該插入孔77中，允許對應于泵驅動軸73的旋轉使偏心軸73a在沿著滑動孔67軸線的方向上移動。
在球軸承75和滾柱軸承74之間的中央部處，于軸承構件69的兩側部上分別設置通孔81、82，在對應于一個通孔81的位置處、在軸承構件69上成一體地設置油導向件83，該油導向件83用于將下落到工作室62內的油的一部分導入到軸承構件69和泵驅動軸73之間。即，在氣缸蓋14中設置設于氣缸蓋14中以便引導蓄留在氣閥室48內下部中的油的一部分的通路134，通過該通路134在工作室62上開口的通路135設置在氣缸組13中，而油導向件83成一體地設置在軸承構件69上以便將從通路135下落的油導入通孔81。并且，導入到軸承構件69和泵驅動軸73之間的油的一部分用于對滾柱軸承74和球軸承75進行潤滑，其余部分從通孔82下落到工作室62內，蓄留在工作室62下部中的油，從穿過工作室62的下部地設置在氣缸組13中的返回通路136返回到油盤12a側。
在相對于所述軸承構件69的空氣泵61的相反側、于氣缸組13上，安裝具有作為與泵驅動軸73同軸的旋轉軸線的輔機的水泵90，在包含氣缸軸線C的相對于與泵驅動軸73正交的平面PL面對稱的位置上，配置空氣泵61和水泵90。
水泵90的泵外殼91，由將盤狀部92b成一體地連接設置于由封閉泵驅動軸73側的有底圓筒部92a的開放端上構成的外殼主體92、和封閉外殼主體92的開放端的泵蓋93構成，泵蓋93連接到氣缸組13上，將外殼主體92的開放端外周部夾持在其與氣缸組13之間。
在有底圓筒部92a的封閉端中央部和泵蓋93的中央部上，可自由旋轉地支撐著與泵驅動軸73同軸的泵軸94的兩端部，將多個磁鐵96...固定在與泵軸94成一體旋轉地插入到有底圓筒部92a內的轉子95上。另一方面，在從軸承構件69的另一端突出的泵驅動軸73的另一端部上，固定具有與所述外殼主體92的有底圓筒部92a圍繞同一軸線的圓筒部97a的旋轉構件97，在所述圓筒部97a的內表面上固定多個磁鐵98...。借此，與旋轉構件97同泵驅動軸73一起旋轉相對應，使轉子95與泵軸94一起旋轉。
在外殼主體92和泵蓋93之間形成渦流室99，容納在該渦流室99中的葉輪100設置在轉子95上。
在泵蓋93上設有開口于渦流室99的中央部上的多個吸入口101...，從這些吸入口101...吸入到渦流室99中的冷卻水由于葉輪100的旋轉而被加壓。而且，從水泵90排出的冷卻水，通過設置在氣缸組13中的缸組側水套102、以及該缸組側的水套102，供應給設置在氣缸蓋14中的缸蓋側水套103，根據冷卻水的溫度、利用恒溫器104切換在圖中未示出的散熱器等中引導從缸蓋側水套103排出的冷卻水的狀態、和在散熱器等中迂回并返回到吸入口101...的狀態，恒溫器104的恒溫器外殼105與所述水泵90的泵蓋93形成一體。
在空氣泵61中的泵殼63的上部側壁中，穿過油返回通路49地設置油導入孔85，該油導入孔85用于將流通于油返回通路49中的油的一部分導入到泵殼63內、用以進行潤滑。通過在油返回通路49內的旋轉，凸輪軸41的吸氣側凸輪39和排氣側凸輪40將流通于油返回通路49內的油的一部分攪動、揚起，并利用離心力的作用使之分離、飛散，并且利用離心力的作用使從油供應路徑37供應油的一部分分離、飛散，而以將分離的油的飛沫引導到油導入孔85中的方式設定凸輪軸41和油導入孔85的相對位置。
油返回通路49之中對應于氣閥裝置38的部分的寬度形成得比其余部分大，呈大致半圓形地圍繞凸輪軸41之中對應于吸氣側凸輪39和排氣側凸輪40的部分的凸壁86，與油返回通路49內的油流通方向137相對向、成一體地突出設置在氣缸組13上，所述空氣泵61的油導入孔85沿著油流通方向137配置在所述凸壁86的正上游位置上。即，凸壁86用于將正在油返回通路49內流通的油導入到油導入孔85中。
而且，油導入孔85設置在泵殼63上，在比安裝于活塞66外周上且與泵殼63的內周滑動接觸的活塞環138大的大氣壓室88側、于泵殼63的內周上開口，與活塞66的軸向方向移動無關，油導入孔85始終與設置在活塞66上的滑動孔67的一端連通。并且，在活塞66的外周上，設置連接于活塞66的大氣壓室88側的端部和滑動孔67的兩端之間的一對槽139...，從油導入孔85導入到泵殼63中的油的一部分用于對活塞66和泵殼63之間進行潤滑，其余部分經由所述槽139...流向大氣壓室88側。而且，所述槽139...，通過滑動孔67內油的選出，起到防止產生對擋車軛式曲柄84中的滑動片68的抽取作用的效果。
而且，流入大氣壓室88的油，從開口部76流向工作室62側，進而，從返回通路136流向油盤12a側。
特別注意圖7，噴射器25由具有突入到燃燒室19中的噴嘴106并安裝于氣缸蓋14上的空氣燃料噴射閥107、和連接于空氣燃料噴射閥107上以便從后向該空氣燃料噴射閥107內噴出燃料的燃料噴射閥108構成，與壓縮空氣一起空氣燃料噴射閥107將燃料直接噴射到燃燒室19中。
在氣缸蓋14中，與氣缸軸線C同軸地設有與所述噴嘴106氣密封地配合的配合孔109、和具有比該配合孔109直徑大的內徑的同軸連接于配合孔109上的插入筒110，空氣燃料噴射閥107的噴嘴106氣密封地配合到配合孔109上，同時插入到插入筒110中、直到與形成與配合孔109和插入筒110之間的環形階梯部111接觸為止。而且，配置在空氣燃料噴射閥107后部的導線連接部107a，配置在設于插入筒110后端上的切口110a上，在插入筒110之外從導線連接部107a導出的一對導線112...，貫穿夾持于氣缸蓋14和端蓋15重合的面之間的墊圈113并引出到外部。
另一方面，在端蓋15上，配合、保持有燃料噴射閥108，同時，成一體地形成將所述空氣燃料噴射閥107夾持在其與氣缸蓋14之間的圓筒狀噴射器外殼114，當將端蓋15結合到氣缸蓋14上時，噴射器外殼114的前端與空氣燃料噴射閥107的后端接觸。并且，在噴射器外殼114的后端上，連接將燃料噴射閥108的后端部夾持在其與噴射器外殼114之間的夾持板115。
在噴射器外殼114和燃料噴射閥108之間，形成通過燃料噴射閥108內部的環狀燃料室116，從兩側夾住該燃料室116的一對密封構件117、118夾裝于燃料噴射閥108和噴射外殼114之間。
而且，在端蓋15上直接設置通過所述燃料室116的燃料供應通路119，從圖中未示出的燃料供應源導入燃料的軟管120經由接頭121連接到燃料供應通路119上。
并且，在燃料噴射閥108的前端部和空氣燃料噴射閥107的后端部、和噴射器外殼114之間，形成通過空氣燃料噴射閥107內部的環形空氣室122，將從所述空氣泵61而來的壓縮空氣供應到該空氣室122內。
注意圖2和圖8，在空氣泵61中的蓋構件64上，設有與從圖中未示出的空氣過濾器導入空氣的軟管連接的吸入管124，該吸入管124經由內置于蓋構件64中的簧片閥(圖中未示出)連接到泵室65上。
并且，在所述蓋構件64中，內置對應于泵室65的壓力增大而將閥打開的提升閥125，從空氣泵61排出的壓縮空氣經由所述提升閥125和壓縮空氣供應路徑126供應給空氣室122。
壓縮空氣供應路徑126，由以連接到所述提升閥125上的方式將一端連接到蓋構件64上、并將另一端連接到氣缸蓋14上的管狀構件127，已通過管狀構件127的方式直接連接到氣缸蓋14上的通路128，和以通過該通路128并通過空氣室122的方式直接連接到端蓋15上的通路129構成。
并且，直接設置在氣缸蓋14上的通路128的一部分通過排氣孔24的附近，特別是，在排氣孔24的附近，缸蓋側水套103配置于排氣孔24和氣缸組13之間，與此相對，以通過相對于排氣孔24的所述缸蓋側水套103相反側的方式設定所述通路128。
并且，跨越氣缸蓋14和端蓋15重合面的圓筒狀定位銷130的兩端部插入到氣缸蓋14和端蓋15中，構成壓縮空氣通路126的一部分并直接設置在氣缸蓋14和端蓋15上的通路128、129經由所述定位銷130連通起來。而且，圍繞定位銷130的O環133夾于氣缸蓋14和端蓋15的重合面之間。
并且，在定位銷130內形成孔131，連接在該孔131上游側的所述通路128上的溢流閥132被安裝到氣缸蓋14上。
下面說明本實施例的作用，在構成以四沖程頂置氣閥式構成的發動機中的發動機主體11的一部分的氣缸蓋14和端蓋15之間，形成氣閥室48，在該氣閥室48中容納、配置作為氣閥裝置38的至少一部分的吸氣側和排氣側第二搖臂44、45以及吸氣側和排氣側推桿46、47的上部，在發動機主體11之中的曲柄箱12、氣缸組13和氣缸蓋14中，以在氣缸內膛16的側方與氣缸軸線C平行延伸的方式形成油返回通路49，該油返回通路49用于使對氣閥裝置38中容納于氣閥室48內的部分進行潤滑的油返回到形成于曲柄箱12下部的油盤12a中。而且，在配置于油返回通路49下方的空氣泵61的泵殼63上，以通過油返回通路49的方式設置油導入孔85，該油導入孔85用于將油返回通路49中流通的油的一部分用于潤滑并導入到泵殼內。
因而，將對氣閥裝置38的一部分進行潤滑并返回到油盤12a中的油的一部分可靠地導入到空氣泵61的油導入孔85中，可以利用簡單的結構對空氣泵61進行可靠的潤滑。
而且，由于在外形比與發動機主體11協調運動地構成的氣缸蓋14和曲柄箱12小的氣缸組13中，成一體地形成泵殼63，所以，可以減少構件數目且實現發動機整體的小型化，易于連通油返回通路49和油導入孔85，可以簡化對空氣泵61的油供應結構。
并且，在油返回通路49中容納用于將曲柄軸10而來的動力傳遞給氣閥裝置38的凸輪軸41的第一從動鏈輪52、第一驅動鏈輪60和凸輪鏈53，將第一從動鏈輪52、第一驅動鏈輪60和凸輪鏈53用作油返回通路49，借此，可以實現發動機的小型化和簡化向空氣泵61的油供應結構。
并且，凸輪軸41容納、配置在油返回通路49內，以伴隨著該凸輪軸41的旋轉利用離心力分離出的油的飛沫被引導向到油導入孔85側的方式，設定凸輪鏈41和油導入孔85的相對位置，因而，凸輪軸41可以很好地被在油返回通路49內流通的油潤滑，同時，可以將借助凸輪軸41的旋轉而飛散的油的飛沫有效地導入到空氣泵61種、以對空氣泵61進行良好的潤滑。
在與空氣泵61相連的泵驅動軸73和凸輪軸41之間，設置將凸輪軸41的動力傳遞給泵驅動軸73的動力傳遞機構89，靠近空氣泵61配置驅動空氣泵61的凸輪軸41，以簡化動力傳遞機構89的結構，可以實現發動機的小型化。
而且，由于凸輪軸41也配置在外形比較小的氣缸組13中，所以進一步使發動機小型化，并且，可以緊湊地構成將從凸輪軸41而來的動力傳遞給空氣泵61的動力傳遞機構89，同時，還提高了空氣泵61的變速比設定自由度。此外，由于以利用環形鏈條80傳遞動力的方式構成動力傳遞機構89，因而，與凸輪軸41和泵驅動軸73之間的距離無關，可以防止氣缸組13大型化，減少構件數目。
并且，在氣缸組13中，突出設置與油返回通路49內的油流通方向137對向的凸壁86，以便將油返回通路49內下部的油導向油導入孔85，可以利用凸壁86有效地將油導向油導入孔85，對空氣泵61進行更好的潤滑。
空氣泵61以往復式構成，可以獲得比較高的空氣壓。而且，泵驅動軸73經由擋車軛式曲柄84連接到活塞66上，泵驅動軸73用于對從使活塞66在與氣缸軸線C平行的方向上往復運動的凸輪軸41而來的動力進行傳遞，因而，與空氣泵61的工作軸線和氣缸軸線C平行并采用擋車軛式曲柄84，不需要連桿，可以使發動機小型化。
并且，空氣泵61是這樣的構件將活塞66可自由滑動地配合到泵殼63中，所述活塞的兩端面對以生成對應于容積壓縮的壓縮空氣的方式配置在所述氣缸蓋14側上的泵室65、和通過油盤12a配置在該油盤12a側上的大氣壓室88，在比安裝在活塞66外周上且與泵殼63的內周滑動接觸的活塞環138更靠大氣壓室88的一側上，油導入孔85開口于泵殼63的內周上，因而，結束對空氣泵61內的潤滑的油借助活塞66的抽吸作用，從大氣壓室88順暢地向油盤12a側排出，可以使空氣泵61的工作效率和潤滑更為良好。
空氣泵61的泵殼63，形成在氣缸蓋14側開放的有底圓筒狀，并與氣缸組13形成一體，氣密封地密閉泵殼63的氣缸蓋14側開口部的蓋構件64，在與氣缸組13和氣缸蓋14的結合面87相同的平面上結合到泵殼63上，因而，可以降低氣缸組13的加工步驟。
進而，在相對于包含氣缸軸線C的與泵驅動軸73正交的平面PL面對稱的位置上，配置連接到泵驅動軸73兩端部上的空氣泵61和水泵90，因而，利用與空氣泵61相連的泵驅動軸73驅動水泵90，可以減少構件數目、減輕重量，可以通過簡化加工和組裝而降低成本。并且，可以避免水泵90從氣缸組突出，避免氣缸組13整體大型化。
而且，可以在應進行水冷的氣缸組13和氣缸蓋14附近配置水泵90，縮短水配管，可以避免使配管復雜化，同時減小配管內的壓力損失。
進而，與利用空氣泵61獲得的壓縮空氣一起將燃料直接噴射到燃料室19中的噴射器25配置在氣缸蓋14中，因而，由于不在氣缸蓋14中配置空氣泵61，增大了設計自由度并實現了發動機的小型化，并且，可以將噴射器25及其配管配置在氣缸蓋14中。特別是，由于空氣泵61的泵室65配置在氣缸蓋14側，所以泵室65和噴射器25之間較短，避免了包含將壓縮空氣從空氣泵61引導至噴射器25的壓縮空氣供應路徑126的管路結構的復雜化，可以減小所述管路結構中的壓力損失。
所述壓縮空氣供應路徑126的一部分通過排氣孔24的附近，因此，可以利用流過排氣孔24的排出氣體的排氣熱對流通于壓縮空氣供應路徑126內的壓縮空氣加熱，可以通過增大壓縮空氣的體積提高泵的效率。
而且，在排氣孔24的附近，缸蓋側水套103的一部分配置在排氣孔24和氣缸組13之間，與此相對，構成所述壓縮空氣供應路徑126的一部分的通路128配置在相對于排氣孔24的缸蓋側水套103的相反側上，因而，因而可以盡量避免缸蓋側水套103造成的冷卻影響波及到流通于壓縮空氣供應路徑126中的壓縮空氣，即使對于水冷式發動機也可以保持很高的泵效率。
并且，空氣泵61配置在對應于排氣孔24一側中的氣缸組13的下部，可以在包含連接到排氣孔24上的排氣管的發動機的配置空間內配置空氣泵61。
并且，噴射器25之中的燃料噴射閥108配合、保持到噴射器外殼114中，但是該噴射器外殼114與端蓋15形成一體，因而，在氣缸蓋14的周邊不必配置構成噴射器外殼114的構件，可以減少構件數目，同時可以避免發動機的大型化和發動機周邊部的結構復雜化。
并且，用于分別將燃料和壓縮空氣供應到噴射器外殼114中的燃料供應通路119、和作為壓縮空氣供應路徑126的一部分的通路129，直接設置在端蓋15上，因而，不必在噴射器外殼114周圍配置用于分別將燃料和壓縮空氣供應到噴射器外殼114中的管路等，因此，減少了構件數目，同時可以避免發動機的大型化以及發動機周邊部結構的復雜化。
構成用于驅動配置于氣缸蓋14上的第一吸氣閥27、第二吸氣閥28和排氣閥29的氣閥裝置38的一部分的凸輪軸41，避開氣缸蓋14和端蓋15之間，配置在氣缸組13上。因而，凸輪軸41不配置在氣缸蓋14和端蓋15之間，可以增大噴射器外殼114的設計自由度，可以增大直接設置在端蓋15上的燃料供應通路119和通路129的設計自由度。
進而，將噴射器25配置在氣缸軸線C上，在向垂直于氣缸軸線C的平面的投影圖上，于所述噴射器25的兩側配置第一吸氣閥口20和排氣閥口22，同時，在與連接第一吸氣閥口20和排氣閥口22的直線L1大致正交的另一直線L2上，與噴射器25的一側配置第二吸氣閥口21，因而，通過將噴射器25配置在燃燒室19的中央部上，在燃燒室19內的火焰傳播距離不會產生偏差，可以提高燃燒效率，通過配置第一和第二吸氣閥口20、21，可以提高空氣填充效率和減少泵動損失，并且，可以容易地避免兩個吸氣閥27、28和一個排氣閥29的相互干涉，易于配置火花塞26，可以靠近噴射器25配置火花塞26，提高燃燒效率。
并且，噴射器25中的空氣燃料噴射閥107支撐在端蓋15上，作為向該空氣燃料噴射閥107中供應壓縮空氣的壓縮空氣供應路徑126的一部分的通路129，直接設置在端蓋15上，在端蓋15的周邊不必配置用于將壓縮空氣導入噴射器25的構件，可以避免發動機大型化和發動機周邊部機構的復雜化。
并且，將跨越氣缸蓋14和端蓋15的重合面的圓筒狀定位銷130的兩端部插入到氣缸蓋14和端蓋15中，使構成壓縮空氣通路126的一部分且分別直接設置在氣缸蓋14和端蓋15上的通路128、129經由所述定位銷130連通起來，借此，由定位銷130確定氣缸蓋14和端蓋15的相對位置，即使利用由端蓋15和氣缸蓋14協同支撐噴射器25，也不會對噴射器25施加過大的壓力。進而，將定位銷130用作氣缸蓋14的通路128和端蓋15的通路129的連接構件，不需要用于通路連接的專用構件，可以減少構件的數目。
進而，由于在定位銷130內形成孔131，所以可以對供應給噴射器25的壓縮空氣進行壓力調整，并且，不需要用于壓力調整的專用構件，可以減少構件數目。
以上，對本發明的實施例進行了說明，但是本發明不限于上述實施例，在不脫離權利要求范圍內所記載的本發明的前提下可以進行各種設計上的改變。
例如，在上述實施例中，在凸輪軸41和泵驅動軸73之間設置包含環狀鏈條80的動力傳動機構89，但是也可以將包含環狀傳動帶的動力傳動機構設置在凸輪軸41和泵驅動軸73之間。
采用上述本發明第1方面所述的發明，在外形較小的氣缸組上成一體地形成泵殼，可以減少構件數目并實現發動機整體的小型化，由于驅動空氣泵的凸輪軸也配置在氣缸組上，所以可以緊湊地構成將從凸輪軸而來的動力傳遞給空氣泵的動力傳遞機構，而且，可以提高空氣泵的變速比設定自由度。
并且，采用本發明第2方面所述的發明，不涉及凸輪軸和泵驅動軸之間的距離，可以防止氣缸組的大型化，并減少構件數目。
采用本發明第3方面所述的發明，利用連接到空氣泵上的泵驅動軸對輔機進行驅動，可以減少構件數目并減輕重量，可以通過簡化加工和組裝來降低成本。而且，可以避免所述輔機從氣缸組中突出，避免氣缸組整體大型化。
采用本發明第4方面所述的發明，通過將水泵配置在應當水冷的氣缸組和氣缸蓋附近，縮短了水配管的長度，可以避免配管復雜化，同時可以減小配管內的壓力損失。
采用本發明第5方面所述的發明，可以獲得較高的空氣壓，空氣泵的工作軸線和發動機氣缸軸線平行，采用擋車軛式的曲柄，避免使用連桿，從而可以使發動機小型化。
采用本發明第6方面所述的發明，可以減少氣缸組的加工步驟。
進而，采用本發明第7方面所述的發明，可以增大設計自由度和實現發動機的小型化，并且可以將噴射器及其配管配置在氣缸蓋上，特別是，在將空氣泵的泵室配置在氣缸蓋一側上的情況下，泵室和噴射器之間比較短，避免了連接于空氣泵和噴射器之間的管路結構復雜化，可以減小所述管路結構的壓力損失。
權利要求
1.一種利用發動機驅動空氣泵(61)的空氣泵驅動裝置，其特征在于，所述發動機具有構成氣閥裝置(38)的一部分且配置在氣缸組(13)中的凸輪軸(41)，并構成4個沖程，傳遞從所述凸輪軸(41)而來的動力的所述空氣泵(61)的泵殼(63)與所述氣缸組(13)形成一體。
2.如權利要求1所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，在連接到所述空氣泵(61)上的泵驅動軸(73)和所述凸輪軸(41)之間，設有包含環形傳動帶(80)的動力傳遞機構(89)。
3.如權利要求2所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，在相對于包含所述發動機的氣缸軸線(C)的與所述泵驅動軸(73)正交的平面(PL)成面對稱的位置上，配置連接在所述泵驅動軸(73)的兩端部上的所述空氣泵(61)和輔機(90)。
4.如權利要求3所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，所述發動機為水冷式，所述輔機為水泵(90)。
5.如權利要求1～4中任一項所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，所述空氣泵(61)構成為使活塞(66)在與所述發動機的氣缸軸線(C)平行的方向上往復運動的往復式，傳遞從所述凸輪軸(41)而來的動力的泵驅動軸(73)經由擋車軛式的曲柄(84)連接到所述活塞(66)上。
6.如權利要求5所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，所述空氣泵(61)的泵殼(63)，具有與發動機的氣缸軸線(C)平行的軸線，同時，形成氣缸蓋(14)側開放的有底圓筒狀，并與氣缸組(13)形成一體，對該泵殼(63)的所述氣缸蓋(14)側開口部進行氣密封的蓋構件(64)，與氣缸組(13)和氣缸蓋(14)的結合面(87)處于同一平面內地結合到所述泵殼(63)上。
7.如權利要求1～6中任一項所述的空氣泵驅動裝置，其特征在于，與從所述空氣泵(61)供應的壓縮空氣一起將燃料直接噴射到燃燒室中的噴射器(25)配置在氣缸蓋(14)上。
全文摘要
本發明公開了一種空氣泵驅動裝置。在利用發動機驅動空氣泵的空氣泵驅動裝置中，可以減少構件數目并使發動機整體小型化，并且，易于向車輛等上裝載，而且，可以增大空氣泵的變速比的設定自由度。發動機具有構成氣閥裝置(38)的一部分并配置在氣缸組(13)上的凸輪軸(41)，并且構成四個沖程，傳遞從凸輪軸(41)而來的動力的空氣泵(61)的泵殼(63)與氣缸組(13)形成一體。
文檔編號F04B35/01GK1487178SQ03154380
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月21日 優先權日2002年9月9日
發明者塙薰, 石田周一, 薰, 一 申請人:本田技研工業株式會社