(57)【要約】【課題】エンジンに燃料噴射弁を取付ける際の取付け孔の軸心と燃料噴射弁の軸心とのずれを許容しつつ、取付け孔における気密性を向上させられる燃料噴射弁の取付け構造を提供する。【解決手段】エンジン１０は燃料噴射弁３０を取付ける取付け孔２０を有する。取付け孔２０に座部２４が形成されている。燃料噴射弁３０に座部２４と向かい合う段差部３６が形成されている。座部２４と段差部３６との間に座金４０が配置されている。座金４０は段差部３６と接触する上方接触部４２、座部２４と接触する下方接触部４３を有している。上方接触部４２と段差部３６にて上方接触構造５０が形成され、下方接触部４３と座部２４にて下方接触構造５１が形成される。上方接触構造５０は球面３６および円錐面４２から構成される軸ずれ吸収構造となっており、下方接触構造５１は突起部４３と平面２４から構成される密着構造となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に形成されている取付け孔に、端部に燃料を噴射する噴射部を有する燃料噴射弁を取付ける燃料噴射弁の取付け構造であって、
前記取付け孔に、前記燃料噴射弁が前記内燃機関に取付けられた状態で前記燃料噴射弁から荷重を受ける環状の座部が形成されており、
前記燃料噴射弁に、前記座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部が形成されており、
前記座部と前記段差部との間に、前記段差部と接触する第一接触部、および前記座部と接触する第二接触部を有し前記燃料噴射弁を支持する環状の座金が配置されており、
前記第一接触部と前記段差部とが接触することにより、第一接触構造が形成されるとともに、前記第二接触部と前記座部とが接触することにより第二接触構造が形成され、
前記第一接触構造が、前記取付け孔の軸心に対して前記燃料噴射弁の軸心のずれたときでも前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となり、
前記第二接触構造が、前記座金と前記取付け孔の前記座部とが密着する密着構造となっており、
前記軸ずれ吸収構造が、前記座金または前記燃料噴射弁の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および前記円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面にて構成され、
前記密着構造が、環状の突起部、および前記突起部を受けて接触する受け部にて構成されていることを特徴とする燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項２】
内燃機関に形成されている取付け孔に、端部に燃料を噴射する噴射部を有する燃料噴射弁を取付ける燃料噴射弁の取付け構造であって、
前記取付け孔に、前記燃料噴射弁が前記内燃機関に取付けられた状態で前記燃料噴射弁から荷重を受ける環状の座部が形成されており、
前記燃料噴射弁に、前記座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部が形成されており、
前記座部と前記段差部との間に、前記段差部と接触する第一接触部、および前記座部と接触する第二接触部を有し前記燃料噴射弁を支持する環状の座金が配置されており、
前記第一接触部と前記段差部とが接触することにより第一接触構造が形成されるとともに、前記第二接触部と前記座部とが接触することにより第二接触構造が形成され、
前記第一接触構造が、前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部とが密着する密着構造となり、
前記第二接触構造が、前記取付け孔の軸心に対して前記燃料噴射弁の軸心のずれたときでも前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となっており、
前記軸ずれ吸収構造が、前記座金または前記取付け孔の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および前記円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面から構成され、
前記密着構造が、環状の突起部、および前記突起部を受けて接触する受け部にて構成されていることを特徴とする燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項３】
前記第一接触部が前記球面であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項４】
前記第二接触部が前記環状の突起部であることを特徴とする請求項１または３に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項５】
前記第二接触部が前記球面であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項６】
前記第一接触部が前記環状の突起部であることを特徴とする請求項２または５に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項７】
前記噴射部に前記取付け孔と前記燃料噴射弁との間の隙間を埋める環状のシール部材が装着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項８】
前記取付け孔の挿入方向側の端部は、前記内燃機関が備える燃焼室に開口しており、
前記噴射部は燃料を前記燃焼室に直接噴射できるように前記取付け孔内に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項９】
内燃機関に形成され、内壁に環状の座部を有する取付け孔と、端部に燃料を噴射する噴射部および側壁に前記座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部を有する燃料噴射弁との間に配置され、前記燃料噴射弁を支持する燃料噴射弁の座金において、
環状に形成された本体部と、
前記本体部の前記段差部側に形成され、前記段差部と接触することにより第一接触構造を形成する第一接触部と、
前記本体部の前記座部側に形成され、前記座部と接触することにより第二接触構造を形成する第二接触部と、を備え、
前記第一接触構造が、前記取付け孔の軸心に対して前記燃料噴射弁の軸心のずれたときでも前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となり、
前記第二接触構造が、前記座金と前記取付け孔の前記座部とが密着する密着構造となっており、
前記軸ずれ吸収構造が、前記座金または前記燃料噴射弁の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および前記円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面にて構成され、
前記密着構造が、環状の突起部、および前記突起部を受けて接触する受け部にて構成されており、
前記第一接触部に、前記円錐面および前記球面のいずれかが形成され、前記第二接触部に、前記環状の突起部および前記受け部のいずれかが形成されていることを特徴とする燃料噴射弁の座金。
【請求項１０】
内燃機関に形成され、内壁に座部を有する取付け孔と、端部に燃料を噴射する噴射部および側壁に前記座部と挿入方向で向かい合う段差部を有する燃料噴射弁との間に配置され、前記燃料噴射弁を支持する燃料噴射弁の座金において、
環状に形成された本体部と、
前記本体部の前記段差部側に形成され、前記段差部と接触することにより第一接触構造を形成する第一接触部と、
前記本体部の前記座部側に形成され、前記座部と接触することにより第二接触構造を形成する第二接触部と、を備え、
前記第一接触構造が、前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部とが密着する密着構造となり、
前記第二接触構造が、前記取付け孔の軸心に対して前記燃料噴射弁の軸心のずれたときでも前記座金と前記燃料噴射弁の前記段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となっており、
前記軸ずれ吸収構造が、前記座金または前記取付け孔の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および前記円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面から構成され、
前記密着構造が、環状の突起部、および前記突起部を受けて接触する受け部にて構成されており、
前記第一接触部に、前記環状の突起部および前記受け部のいずれかが形成され、前記第二接触部に、前記円錐面および前記球面のいずれかが形成されていることを特徴とする燃料噴射弁の座金。
【請求項１１】
前記第一接触部が前記球面であることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射弁の座金。
【請求項１２】
前記第二接触部が前記環状の突起部であることを特徴とする請求項９または１１に記載の燃料噴射弁の座金。
【請求項１３】
前記第二接触部が前記球面であることを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射弁の座金。
【請求項１４】
前記第一接触部が前記環状の突起部であることを特徴とする請求項１０または１３に記載の燃料噴射弁の座金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、単にエンジンという）への燃料噴射弁の取付け構造、および燃料噴射弁の取付けに用いる燃料噴射弁の座金に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに形成されている取付け孔に、端部に燃料を噴射する噴射部を有する燃料噴射弁を取付ける構造が知られている（特許文献１から３を参照）。特許文献１に記載の取付け構造は、エンジンに形成されている取付け孔の座部と燃料噴射弁に形成されている段差部との間に燃料噴射弁を支持する座金を配置する構造となっている。
【０００３】
この構造では、座金に座金の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面が形成され、燃料噴射弁の段差部に座金に形成されている円錐面と全周に亘って接触する球体の一部よりなる球面が形成されている。
【０００４】
この構造によれば、燃料噴射弁の軸心が取付け孔の軸心に対して傾いて燃料噴射弁が取付け孔に取付けられたとしても、座金と燃料噴射弁の段差部との上述したような接触状態を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０３４７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する、いわゆる直噴式エンジンの場合、燃焼室にて発生した燃焼ガスが取付け孔と燃料噴射弁との隙間に流入し、エンジン外部に漏れる可能性があるため、よりいっそう取付け孔と燃料噴射弁とのシール機能を向上させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術における座金は、燃料噴射弁と取付け孔との軸心がずれたとしても、座金と燃料噴射弁の段差部との接触状態を維持することができる機能を有するものの、シール性能が十分ではない。
【０００８】
なぜなら、上記特許文献１に記載の構造では、座金における座部と接触する部位、および座部が互いに平面となっており、当該部位と座部とは面接触となっているからである。
【０００９】
このため、接触圧が乏しくなり、当該部位と座部との間のシール性能が低い。ここで、接触圧とは接触部分における単位面積あたりの圧力をいう。接触部分に作用する荷重が同じであれば、接触圧が高ければ高いほどシール性能が高まる。
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関に燃料噴射弁を取付ける際の取付け孔の軸心と燃料噴射弁の軸心とのずれを許容しつつ、取付け孔における気密性を向上させられる燃料噴射弁の取付け構造を提供することである。
【００１１】
また、他の目的は、内燃機関に燃料噴射弁を取付ける際の取付け孔の軸心と燃料噴射弁の軸心とのずれを許容しつつ、取付け孔における気密性を向上させられる燃料噴射弁の座金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、内燃機関に形成されている取付け孔に、端部に燃料を噴射する噴射部を有する燃料噴射弁を取付ける燃料噴射弁の取付け構造であって、
取付け孔に、燃料噴射弁が内燃機関に取付けられた状態で燃料噴射弁から荷重を受ける環状の座部が形成されており、燃料噴射弁に、座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部が形成されており、座部と段差部との間に、段差部と接触する第一接触部、および座部と接触する第二接触部を有し燃料噴射弁を支持する環状の座金が配置されており、
第一接触部と段差部とが接触することにより、第一接触構造が形成されるとともに、第二接触部と座部とが接触することにより第二接触構造が形成され、
第一接触構造が、取付け孔の軸心に対して燃料噴射弁の軸心のずれたときでも座金と燃料噴射弁の段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となり、第二接触構造が、座金と取付け孔の座部とが密着する密着構造となっており、
軸ずれ吸収構造が、座金または燃料噴射弁の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面にて構成され、密着構造が、環状の突起部、および突起部を受けて接触する受け部にて構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、内燃機関に形成されている取付け孔に、端部に燃料を噴射する噴射部を有する燃料噴射弁を取付ける燃料噴射弁の取付け構造であって、
取付け孔に、燃料噴射弁が内燃機関に取付けられた状態で燃料噴射弁から荷重を受ける環状の座部が形成されており、燃料噴射弁に、座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部が形成されており、座部と段差部との間に、段差部と接触する第一接触部、および座部と接触する第二接触部を有し燃料噴射弁を支持する環状の座金が配置されており、
第一接触部と段差部とが接触することにより第一接触構造が形成されるとともに、第二接触部と座部とが接触することにより第二接触構造が形成され、
第一接触構造が、座金と燃料噴射弁の段差部とが密着する密着構造となり、第二接触構造が、取付け孔の軸心に対して燃料噴射弁の軸心のずれたときでも座金と燃料噴射弁の段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となっており、
軸ずれ吸収構造が、座金または取付け孔の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面から構成され、密着構造が、環状の突起部、および突起部を受けて接触する受け部にて構成されていることを特徴としている。
【００１４】
そして、請求項９に記載の発明は、内燃機関に形成され、内壁に環状の座部を有する取付け孔と、端部に燃料を噴射する噴射部および側壁に座部と挿入方向で向かい合う環状の段差部を有する燃料噴射弁との間に配置され、燃料噴射弁を支持する燃料噴射弁の座金において、
環状に形成された本体部と、本体部の段差部側に形成され、段差部と接触することにより第一接触構造を形成する第一接触部と、本体部の座部側に形成され、座部と接触することにより第二接触構造を形成する第二接触部と、を備え、
第一接触構造が、取付け孔の軸心に対して燃料噴射弁の軸心のずれたときでも座金と燃料噴射弁の段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となり、第二接触構造が、座金と取付け孔の座部とが密着する密着構造となっており、
軸ずれ吸収構造が、座金または燃料噴射弁の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面にて構成され、密着構造が、環状の突起部、および突起部を受けて接触する受け部にて構成されており、
第一接触部に、円錐面および球面のいずれかが形成され、第二接触部に、環状の突起部および受け部のいずれかが形成されていることを特徴としている。
【００１５】
さらに、請求項１０に記載の発明は、内燃機関に形成され、内壁に座部を有する取付け孔と、端部に燃料を噴射する噴射部および側壁に座部と挿入方向で向かい合う段差部を有する燃料噴射弁との間に配置され、燃料噴射弁を支持する燃料噴射弁の座金において、
環状に形成された本体部と、本体部の段差部側に形成され、段差部と接触することにより第一接触構造を形成する第一接触部と、本体部の座部側に形成され、座部と接触することにより第二接触構造を形成する第二接触部と、を備え、
第一接触構造が、座金と燃料噴射弁の段差部とが密着する密着構造となり、第二接触構造が、取付け孔の軸心に対して燃料噴射弁の軸心のずれたときでも座金と燃料噴射弁の段差部との接触状態を維持することが可能な軸ずれ吸収構造となっており、
軸ずれ吸収構造が、座金または取付け孔の軸心に向かって傾斜する面よりなる円錐面、および円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなる球面から構成され、密着構造が、環状の突起部、および突起部を受けて接触する受け部にて構成されており、
第一接触部に、環状の突起部および受け部のいずれかが形成され、第二接触部に、円錐面および球面のいずれかが形成されていることを特徴としている。
【００１６】
これらの発明によれば、座金は取付け孔の座部と燃料噴射弁の段差部との間に配置される。座金における第一接触部と接触する段差部から構成される第一接触構造が、円錐面と球面とから構成される軸ずれ吸収構造、または突起部と受け部とから構成される密着構造のいずれかとなっている。これにより、第二接触構造は、上記構造のうち、第一接触構造がとる構造と異なる構造となる。
【００１７】
この発明によれば、円錐面は、座金、燃料噴射弁または取付け孔の軸心に向かって傾斜する面よりなり、球面は、円錐面と全周に亘って接触する球体の表面の一部よりなっている。そして、突起部は、環状に形成され、受け部は、環状に形成されている突起部を受けて接触するように形成されている。
【００１８】
例えば、第一接触構造が軸ずれ吸収構造となり、第二接触構造が密着構造となる場合では、第一接触構造における座金の第一接触部および段差部は、円錐面および球面にて構成され、第二接触構造における座金の第二接触部および座部は、突起部および受け部にて構成されることとなる。
【００１９】
この場合、燃料噴射弁が取付け孔に傾いて挿入されたとしても、第一接触構造における球面の断面は常に円形となるため、円錐面と常に接する。
【００２０】
このため、第一接触構造においては燃料噴射弁の軸心と取付け孔の軸心がずれたとしても、座金と燃料噴射弁との密着を維持することができ、燃料噴射弁と取付け孔との軸ずれを許容することができる。
【００２１】
この構造によれば、球面と円錐面との接触は線接触となるため、比較的高い接触圧を得ることができ、シール性能も高めることができる。
【００２２】
また、第二接触構造は、環状の突起部とそれを受ける受け部にて構成されているため、接触圧が従来の構造よりも高まる。したがって、この構造においても、シール性能を高めることができる。
【００２３】
上述した構成によれば、燃料噴射弁と取付け孔との軸ずれを許容しつつ、座金と燃料噴射弁、および座金と取付け孔のそれぞれのシール性能を高めることができる。
【００２４】
また、第一接触構造が密着構造となり、第二接触構造が軸ずれ吸収構造となる場合でも、上述した場合と同じ作用効果を得ることができ、座金と燃料噴射弁、および座金と取付け孔のそれぞれのシール性能を高めることができる。
【００２５】
したがって、これらの発明によれば、燃料噴射弁と取付け孔との軸ずれを許容しつつ、取付け孔における気密性を向上させられる燃料噴射弁の取付け構造、およびこの取付け構造に用いる燃料噴射弁の座金を提供することができる。
【００２６】
上記請求項１、２、９および１０に記載の発明では、座金の第一接触部や第二接触部に形成する形状を特に特定していない。一般的に物品の表面を所定の形状に形作る際、請求項に記載したような球面よりも円錐面の方が、加工が容易である。また、エンジンや燃料噴射弁は、表面形状が複雑なため、鋳造や鍛造だけでは、所望の形状を得られない。よって、実際には鋳造や鍛造にて大まかな形状を形成した後、さらに除去加工などを施すことにより、所望の形状を得ている。
【００２７】
一方、請求項に記載されているようなエンジンや燃料噴射弁よりも体格が小さい部品である座金は、形状がエンジンや燃料噴射弁に比べ構造が比較的簡単であり、プレス加工だけで所望の形状が得られる。プレス加工によれば、所定の形状に形成した金型を用いて加工するので、容易に所望の形状が得られやすい。
【００２８】
これに対し、請求項３または１１に記載の発明は、第一接触構造が軸ずれ吸収構造であり、第二接触構造が密着構造である場合、第一接触部が球面であることを特徴としている。また、請求項４または１２に記載の発明は、第一接触構造が軸ずれ吸収構造であり、第二接触構造が密着構造である場合、第二接触部が環状の突起部であることを特徴としている。さらに、請求項５または１３に記載の発明は、第一接触構造が密着構造であり第二接触構造が軸ずれ吸収構造である場合、第二接触部が球面であることを特徴としている。そして、請求項６または１４に記載の発明は、第一接触構造が密着構造であり第二接触構造が軸ずれ吸収構造である場合、第一接触部が前記環状の突起部であることを特徴としている。
【００２９】
これらの発明によれば、エンジンや燃料噴射弁よりも体格が小さく、比較的容易に作成できる座金に、比較的形状が複雑な上記曲面や突起部を形成させているので、エンジン、燃料噴射弁および座金などの全体の製造コストを抑えることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、噴射部に取付け孔と燃料噴射弁との間の隙間を埋める環状のシール部材が装着されていることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、噴射部に取付け孔と燃料噴射弁との間の隙間を埋める環状のシール部材が装着されているので、気密性をさらに向上させられる。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、取付け孔の挿入方向側の端部が内燃機関が備える燃焼室に開口しており、噴射部は燃料を燃焼室に直接噴射できるように取付け孔内に配置されていることを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、請求項１から７のいずれか一項に記載の構造を気密性の確保がより一層必要な直噴式エンジンへの使用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のガソリンエンジンを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のガソリンエンジンの要部を示す断面図である。
【図３】図２に示す燃料噴射弁が、燃料噴射弁の軸心Ｓ１が取付け孔の軸心Ｓ２からずれたまま取付け孔に取付けられている状態を示す断面図である。
【図４】第２実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のエンジンの要部を示す断面図である。
【図５】第３実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のエンジンの要部を示す断面図である。
【図６】第４実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のエンジンの要部を示す断面図である。
【図７】第５実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のエンジンの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３６】
（第１実施形態）
（基本構成）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態による燃料噴射弁の取付け構造を適用した直噴式のガソリンエンジンを示す。図２は、図１の要部を示す。
【００３７】
エンジン１０は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２を備えている。シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２は、例えば鉄やアルミニウム合金などより鋳造にて形成されている。図１に示すように、シリンダヘッド１２はシリンダブロック１１の上端部に配置されている。
【００３８】
シリンダブロック１１に筒状のシリンダ１３が形成されている。シリンダ１３はシリンダブロック１１の上端部に開口している。シリンダ１３は、ピストン１４を往復移動可能に支持している。ピストン１４を支えるシリンダ１３の内壁、ピストン１４のシリンダヘッド１２側の端面、およびシリンダヘッド１２のピストン１４側の端面にて燃焼室１５が形成されている。
【００３９】
シリンダヘッド１２に吸気通路１６および排気通路１７が形成されている。吸気通路１６および排気通路１７は燃焼室１５から離れるに従い互いに離れるように形成されている。吸気通路１６および排気通路１７はそれぞれ燃焼室１５に接続している。吸気通路１６の燃焼室１５側の端部は吸気弁１８により開閉される。排気通路１７の燃焼室１５側の端部は排気弁１９により開閉される。
【００４０】
シリンダヘッド１２の吸気通路１６と排気通路１７との間に、シリンダヘッド１２の板厚方向に貫通する取付け孔２０が形成されている。取付け孔２０に燃料噴射弁３０を挿入させることにより、燃料噴射弁３０がエンジン１０に固定される。以下、燃料噴射弁３０をエンジン１０に固定させる際の燃料噴射弁３０の取付け孔２０への挿入の方向を燃料噴射弁３０の挿入方向とする。取付け孔２０の挿入方向側、つまりシリンダブロック１１側の端部は燃焼室１５に開口している。
【００４１】
図２に示すように、取付け孔２０は、それぞれ内径の異なる大径部２１、中径部２２および小径部２３を有している。小径部２３、中径部２２および大径部２１は、燃焼室１５側からこの順序で軸方向に並んで配置されている。中径部２２の内径は、大径部２１の内径よりも小さく、小径部２３の内径よりも大きい。大径部２１と中径部２２との間に、燃料噴射弁３０の挿入方向とは反対側を向く座部２４が形成され、中径部２２と小径部２３との間に、座部２４と同じく、燃料噴射弁３０の挿入方向とは反対側の方向を向く傾斜部２５が形成される。
【００４２】
ここで、座部２４は取付け孔２０の軸心Ｓ２に対してほぼ直交した方向に沿い、かつ軸心Ｓ２の周りを周回する環状の平面２４を形成している。
【００４３】
ここで、図２は燃料噴射弁３０が取付け孔２０に取付けられた状態を示しており、図中長破線で示すＳ１は燃料噴射弁３０の軸心を示し、二点破線で示すＳ２は取付け孔２０の軸心を示し、一点破線で示すＳ３は後述する環状に形成された座金４０の軸心を示している。
【００４４】
図２は、これら各軸心Ｓ１〜Ｓ３が重なった状態を示している。図２において、各軸心Ｓ１〜Ｓ３が軸心に対して直交した方向にずれて記載されているのは、説明を容易にするためである。
【００４５】
上記平面２４は、後述する座金４０と環状に接触させるために、表面は所望の平面度を確保する必要がある。本実施形態では、シリンダヘッド１２の平面２４は、鋳造にて大まかな形状を形成した後、切削加工や研削加工などの除去加工を施すことにより形成されている。
【００４６】
燃料噴射弁３０は、直接燃焼室１５に向かって燃料を噴射する。燃料噴射弁３０は、噴射部３１、本体部３２、コネクタ部３４、燃料導入部３５などから構成されている。噴射部３１は、燃料を燃焼室１５に直接噴射できるように取付け孔２０内に配置されている。噴射部３１は、本体部３２よりも燃焼室１５側に形成されている。噴射部３１は、噴孔、内部に収容され、噴孔を開閉する弁体などから構成されている。
【００４７】
噴射部３１に噴射部３１と小径部２３との間に形成される隙間を埋める環状のシール部材６０が装着されている。これにより、燃焼室１５から混合ガスや燃焼ガスが取付け孔２０を介してシリンダヘッド１２の外部への漏れが抑制される。例えば、シール部材６０はテフロン（登録商標）にて形成されている。
【００４８】
噴射部３１の外径は、本体部３２の外径よりも小さい。また、噴射部３１は、中径部２２の内径よりも小さい。噴射部３１および本体部３２の一部は、取付け孔２０に挿入される。取付け孔２０に挿入される噴射部３１および本体部３２の一部の外径は、燃料噴射弁３０が取付け孔２０に挿入された状態で、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１が取付け孔２０の軸心Ｓ２に対してずれ挿入されても、噴射部３１および本体部３２の一部が小径部２３、中径部２２および大径部２１の内壁に接触しないような径となっている。
【００４９】
噴射部３１と本体部３２とは外径が異なるため、これらの要素３１、３２の間に段差部３６が形成される。この段差部３６は環状に形成されている。本実施形態では、段差部３６は、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１上に中心を有する半径Ｒ１の球体の表面（破線）の一部よりなる球面３６を形成している。この球面３６は、燃料噴射弁３０が取付け孔２０に挿入された状態で、平面２４と向かい合っている。
【００５０】
図３は、燃料噴射弁３０が、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１が取付け孔２０の軸心Ｓ２からずれたまま取付け孔２０に取付けられた状態を示している。本実施形態では、軸心Ｓ１は軸心Ｓ２に対してシール部材６０における中心点Ｐ０を中心に角度θ傾いた状態となっている。
【００５１】
本体部３２の内部には、弁体を駆動する電磁駆動部が収容されている。電磁駆動部は通電することにより弁体を駆動する電磁吸引力を発生するコイルなどを有している。コイルはコネクタ部３４と電気的に接続されている。コネクタ部３４はさらに図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００５２】
コネクタ部３４は制御装置からのパルス電流を受け、このパルス電流をコイルへ供給する。コイルへ供給されたパルス電流により、コイルに電磁吸引力が断続して発生し、この断続して発生した電磁吸引力により弁体は燃料噴射弁３０の軸方向へ往復移動する。この弁体の往復移動により噴孔が開閉される。
【００５３】
本実施形態では、噴射部３１および本体部３２は、金属製のボデーを有している。このボデーの内部に上述した弁体や電磁駆動部が収容されている。本実施形態では、ボデーは、上述したように段差部３６などを有しており、表面形状が複雑であるため、鍛造や鋳造にて大まかな形状を形成した後、所定の形状を得るためにボデーの表面に切削加工や研削加工などの除去加工を施すことにより形成されている。
【００５４】
燃料導入部３５はコネクタ部３４の噴射部３１とは反対側に配置されている。燃料導入部３５は燃料を外部より導入する部位である。燃料導入部３５は燃料配管７０に接続され、燃料配管７０より燃料が導入される。燃料配管７０は、図示しない燃料タンクに通じており、途中に燃料タンク内の燃料を吸引するとともに加圧して燃料噴射弁３０に向けて吐出する燃料ポンプ装置を有する。燃料ポンプ装置では、燃料を約２０ＭＰａにまで高めて吐出する。燃料導入部３５に燃料導入部３５と燃料配管７０との間に形成される隙間を埋めるＯリング７３が装着される。
【００５５】
上述したように燃料配管７０には圧力が高められた燃料が流通し、燃料導入部３５にこの燃料圧力が作用すると、燃料噴射弁３０に挿入方向へ向かう力が発生する。燃料配管７０は、エンジン１０または吸気通路１６に接続される図示しない吸気マニホールドに固定されている。
【００５６】
燃料配管７０における燃料噴射弁３０側の端部７１と、本体部３２における燃料配管７０側の端部３３との間に、押さえ部材８０が装着されている。押さえ部材８０は、燃料噴射弁３０を燃料配管７０に装着させた状態で取付け孔２０に挿入させ、燃料配管７０を所定の位置に固定させた状態で燃料噴射弁３０を挿入方向に付勢する。
【００５７】
押さえ部材８０は、金属より形成されており、支持部８１、付勢部８２および規制部８３などから構成されている。支持部８１は、本体部３２の端部３３に支持されており、コネクタ部３４の側壁を挟み込むような形状となっている。
【００５８】
付勢部８２は、片持ち梁のような形状となっており、一方の端部が支持部８１に固定され、他方の端部が自由端となっている。自由端である付勢部８２の他方の端部は、燃料噴射弁３０と燃料配管７０とが接続された状態で、撓み燃料配管７０の端部７１に当接している。
【００５９】
このように支持部８１と付勢部８２とが構成されているため、付勢部８２の復元力により燃料噴射弁３０は挿入方向に向かって付勢される。付勢部８２の復元力は、噴射部３１に燃焼室１５内の燃焼ガスの圧力が作用しても燃料噴射弁３０が取付け孔２０から抜けてしまわない程度の力となっている。
【００６０】
規制部８３は、燃料噴射弁３０と燃料配管７０との相対的な回転を規制する。規制部８３は支持部８１より燃料配管７０に向かって延び、燃料配管７０に形成されている挿入孔７２に挿入される。これにより、燃料噴射弁３０と燃料配管７０との相対的な回転が規制される。
【００６１】
図２に示すように、取付け孔２０の平面２４と燃料噴射弁３０の球面３６との間に、座金４０が配置されている。座金４０は、金属製であって、例えばステンレス鋼にて形成されており、燃料噴射弁３０が取付け孔２０に挿入された状態で、取付け孔２０と燃料噴射弁３０との間に配置され、燃料噴射弁３０を支える。
【００６２】
座金４０は、燃料噴射弁３０と密着するとともに、取付け孔２０とも密着して、取付け孔２０における気密性を確保する構成部品である。なお、座金４０には、燃料噴射弁３０を支えられ、かつエンジン１０からの振動に耐えられるだけの耐力、エンジン１０からの熱に耐えられるだけの耐熱性、混合ガスや燃焼ガスに対する耐劣化性が求められる。要するに、座金４０を形成する材料としては、この条件を満たす材料であればどのような材料であっても良い。上記条件に加え、材料自身に制振機能を有していればなお良い。
【００６３】
次に、燃料噴射弁３０の作動について簡単に説明する。
【００６４】
運転者がエンジン１０をスタートさせると、燃料ポンプ装置が駆動する。燃料ポンプ装置は燃料タンク内の燃料を吸引し、加圧する。所定の圧力にまで高められた燃料が燃料ポンプ装置より吐出される。燃料ポンプ装置から吐出された燃料は燃料配管７０を通り、燃料導入部３５から燃料噴射弁３０の内部に導入される。
【００６５】
燃料噴射弁３０に燃料が導入された状態で、コネクタ部３４が制御装置から電流を受けると、その電流がコイルに通電される。コイルではこの電流が供給されることにより電磁吸引力が発生する。この電磁吸引力により弁体が開弁方向に移動する。
【００６６】
これにより、噴孔が開弁され、燃料噴射弁３０の内部に導入された燃料が噴射部３１より燃焼室１５に向けて噴射される。弁体の開弁動作はコネクタ部３４に電流が供給されている期間続く。コネクタ部３４への電流の供給が停止すると、弁体は閉弁方向に移動し、噴孔を塞ぐ。これにより、噴射部３１からの燃料の噴射が停止する。
【００６７】
（特徴部分）
次に、本実施形態の特徴部分である座金４０について、図２および図３を用いて詳細に説明する。
【００６８】
座金４０は、本体部４１、本体部４１の球面３６側に形成されている上方接触部４２、および本体部４１の平面２４側に形成されている下方接触部４３から構成されている。
【００６９】
本体部４１は環状に形成されている。上方接触部４２は、球面３６と相対する位置に全周に亘って形成されている。上方接触部４２は、燃料噴射弁３０が取付け孔２０に取付けられた状態で球面３６と接触する。上方接触部４２は、座金４０の軸心Ｓ３に向かって傾斜する面よりなる円錐面４２を形成している。この円錐面４２は、燃料噴射弁３０の挿入方向に向かうほど軸心Ｓ３との間隔が小さくなるような軸心Ｓ３から離れた位置にある線を、軸心Ｓ３を回転軸として回転させることにより得られる面である。
【００７０】
このようにして形成される円錐面４２は球面３６の表面と全周に亘って線接触する。この線接触は環状となっており、途中で途切れていない。本実施形態では、球面３６と円錐面４２とが接触することにより、上方接触構造５０が形成される。
【００７１】
下方接触部４３は、平面２４と相対する位置に全周に亘って形成されている。下方接触部４３は、燃料噴射弁３０が取付け孔２０に取付けられた状態で平面２４と接触する。下方接触部４３は、平面２４に向かって突出し、平面２４に接触する環状に形成されている突起部４３を形成している。突起部４３における平面２４と接触する部分の面積は、平面２４の面積に比べ非常に小さい。
【００７２】
平面２４と突起部４３とは線接触にて接触している。この線接触は、環状となっており、途中で途切れていない。本実施形態では、平面２４と突起部４３とが接触することにより、下方接触構造５１が形成される。
【００７３】
次に、燃料噴射弁３０を取付け孔２０に取付ける際の座金４０の作用について説明する。ここでは、図３に示すように、取付け孔２０の軸心Ｓ２に対して燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１が角度θだけ傾いた状態で燃料噴射弁３０が取付け孔２０に取付けられたときを例にとって説明する。
【００７４】
中心点Ｐ０を中心に軸心Ｓ１が軸心Ｓ２に対して角度θだけ傾くと、軸心Ｓ１は座金４０の軸心Ｓ３に対しても傾くこととなる。こういった状態にあっても、上方接触構造５０は球面３６と円錐面４２との接触を維持することができる。というのは、球面３６は、どの断面をとっても、その形状が常に円形となるからである。
【００７５】
これによれば、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１が座金４０の軸心Ｓ３に対して傾いたとしても、球面３６は、上述したような性質を有しているため、全周に亘って座金４０の円錐面４２と接触する。このとき、座金４０は、燃料噴射弁３０が傾いた方向に平面２４に沿って平行移動する。
【００７６】
上方接触構造５０によれば、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１と取付け孔２０の軸心Ｓ２がずれたとしても、座金４０と燃料噴射弁３０との接触状態を維持することができ、燃料噴射弁３０と取付け孔２０との軸ずれを許容することができる。また、本実施形態では、球面３６と円錐面４２との接触は線接触となるため、比較的高い接触圧を得ることができ、シール性能も高めることができる。本実施形態では、上述したように上方接触構造５０は、燃料噴射弁３０と取付け孔２０との軸ずれを許容できる軸ずれ吸収構造となっている。
【００７７】
一方、平面２４は、座金４０の移動方向に沿った面となっているため、平面２４と突起部４３との接触状態は維持される。また、平面２４と突起部４３との接触は線接触となっているため、座金４０と取付け孔２０との密着状態を維持することができる。この下方接触構造５１によれば、従来技術の構造に比べ比較的高い接触圧を得ることができ、シール性能を高めることができる。本実施形態では、上述したように下方接触構造５１は、座金４０と取付け孔２０との密着状態を確保できる密着構造となっている。
【００７８】
したがって、軸ずれ吸収構造５０および密着構造５１を有する燃料噴射弁３０の取付け構造によれば、燃料噴射弁３０と取付け孔２０との軸ずれを許容しつつ、取付け孔２０における気密性を向上させられる燃料噴射弁３０の取付け構造、およびそれに用いる座金４０を提供することができるのである。
【００７９】
また、本実施形態では、噴射部３１に燃料噴射弁３０と取付け孔２０との間の隙間を埋める環状のシール部材６０が装着されているので、さらに取付け孔２０における気密性が向上する。
【００８０】
ここで、本実施形態では、燃料噴射弁３０が噴射する燃料が直接燃焼室１５に供給できるよう、取付け孔２０のシリンダブロック１１側の端部が燃焼室１５に開口している。このような形式のエンジン１０では、混合ガスや燃焼ガスが外部に漏れないよう、取付け孔２０における気密性の確保が重要である。
【００８１】
本実施形態のような取付け構造によれば、座金４０においても取付け孔２０における気密性を確保することができるので、本実施形態のような形式のエンジン１０に対して特に有効である。
【００８２】
本実施形態では、球面３６は、噴射部３１と本体部３２との間に形成されているが、そうでなくても良い。例えば、噴射部３１の側壁部に球面３６が形成されていても良いし、本体部３２の側壁部に形成されていても良い。
【００８３】
本実施形態では、燃料噴射弁３０がシリンダ１３と同軸上に配置されるように取付け孔２０がシリンダヘッド１２に形成されているが、そうでなくても良い。例えば、燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１とシリンダ１３の軸心とが交差するようにシリンダ１３の側部に取付け孔２０をシリンダブロック１１またはシリンダヘッド１２に形成しても良い。
【００８４】
本実施形態では、上方接触構造５０が特許請求の範囲に記載の「第一接触構造」に相当し、下方接触構造５１が特許請求の範囲に記載の「第二接触構造」に相当する。また、上方接触構造５０が特許請求の範囲に記載の「球面」および「円錐面」にて構成される「軸ずれ吸収構造」となっている。また、下方接触構造５１が特許請求の範囲に記載の「平面」および「突起部」から構成される「密着構造」となっている。
【００８５】
さらに、本実施形態では、上方接触部４２が特許請求の範囲に記載の「第一接触部」および「円錐面」に相当し、下方接触部４３が特許請求の範囲に記載の「第二接触部」および「突起部」に相当する。また、段差部３６が特許請求の範囲に記載の「球面」に相当し、座部２４が特許請求の範囲に記載の「受け部」に相当する。
【００８６】
次に、本実施形態の座金４０の製造方法について簡単に説明する。
【００８７】
本実施形態の座金４０は、上方接触部４２が円錐面４２となっており、下方接触部４３が突起部４３となっている。
【００８８】
本実施形態の座金４０はプレス加工にて作成されている。座金４０は、一対の金型の間に座金４０の素材となる金属製の円環部材を配置し、その後、金型にてこの円環部材を挟み込むことにより作成される。金型の内壁には、上記円錐面４２や上記突起部４３に対応した形状が形成されている。上記円環部材を一対の金型にて挟み込むという一度の動作で、環状の本体部４１に円錐面４２や突起部４３を形成させることができる。
【００８９】
ここで、一般的に物品の表面を所定の形状に形作る際、球面３６や突起部４３を形作るよりも、円錐面４２や平面２４を形作る方が、加工が容易である。また、上述したようにシリンダヘッド１２や燃料噴射弁３０のボデーは座金４０に比べ形状が複雑であり、鋳造や鍛造にて球面３６などの複雑な形状を得ることができない。このため、シリンダヘッド１２や燃料噴射弁３０のボデーに球面３６や突起部４３を形成するには、鋳造や鍛造した後、除去加工により形状を整える必要がある。
【００９０】
一方、座金４０は環状部材というシリンダヘッド１２や燃料噴射弁３０のボデーに比べ、比較的簡単な形状となっているため、表面形状に突起部４３を有している座金４０であっても、プレス加工のみで上記突起部４３を得ることができる。したがって、座金４０に突起部４３を形成させることにより、エンジン１０、燃料噴射弁３０および座金４０などの全体の製造コストを抑えることができる。
【００９１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。
【００９２】
第２実施形態では、図４に示すように、燃料噴射弁３０の段差部３６ａが平面３６ａを形成している。段差部３６ａが特許請求の範囲に記載の「受け部」に相当する。
【００９３】
また、取付け孔２０の座部２４ａが球面２４ａを形成している。この球面２４ａは、挿入方向とは反対側に突出するような球面である。この球面２４ａは、取付け孔２０の軸心Ｓ２上に中心を有する半径Ｒ２の球体の表面（破線）の一部よりなっている。
【００９４】
そして、座金４０の上方接触部４２ａが突起部４２ａを形成しており、下方接触部４３ａが円錐面４３ａを形成している。この円錐面４３ａは、燃料噴射弁３０の挿入方向に向かうほど座金４０の軸心Ｓ３との間隔が大きくなるような軸心Ｓ３から離れた位置にある線を、軸心Ｓ３を回転軸として回転させることにより得られる面である。
【００９５】
本実施形態では、上方接触構造５０が平面３６ａと突起部４２ａとから構成される密着構造となっており、下方接触構造５１が円錐面４３ａと球面２４ａとから構成される軸ずれ吸収構造となっている。
【００９６】
この実施形態では、座金４０に比較的形状が複雑な突起部４２ａが形成されているため、エンジン１０や燃料噴射弁３０にこの形状を形成する必要がない。このため、エンジン１０、燃料噴射弁３０および座金４０などの全体の製造コストを抑えることができる。
【００９７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第１実施形態の変形例である。
【００９８】
第３実施形態では、図５に示すように、燃料噴射弁３０の段差部３６ｂが平面３６ｂを形成している。段差部３６ｂが特許請求の範囲に記載の「受け部」に相当する。
【００９９】
また、取付け孔２０の座部２４ｂが円錐面２４ｂを形成している。この円錐面２４ｂは、燃料噴射弁３０の挿入方向に向かうほど取付け孔２０の軸心Ｓ２との間隔が小さくなるような軸心Ｓ２から離れた位置にある線を、軸心Ｓ２を回転軸として回転させることにより得られる面である。
【０１００】
そして、座金４０の上方接触部４２ｂが突起部４２ｂを形成しており、下方接触部４３ｂが球面４３ｂを形成している。この球面４３ｂは、座金４０の軸心Ｓ３上に中心を有する半径Ｒ３の球体の表面（破線）の一部よりなっている。
【０１０１】
本実施形態では、上方接触構造５０が平面３６ｂと突起部４２ｂとから構成される密着構造となっており、下方接触構造５１が円錐面２４ｂと球面４３ｂとから構成される軸ずれ吸収構造となっている。
【０１０２】
この実施形態では、座金４０に比較的形状が複雑な突起部４２ｂおよび球面４３ｂが形成されているため、エンジン１０や燃料噴射弁３０にこれらの形状を形成する必要がない。このため、エンジン１０、燃料噴射弁３０および座金４０などの全体の製造コストを抑えることができる。
【０１０３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。
【０１０４】
第４実施形態では、図６に示すように、燃料噴射弁３０の段差部３６ｃが円錐面３６ｃを形成している。この円錐面３６ｃは、燃料噴射弁３０の挿入方向に向かうほど燃料噴射弁３０の軸心Ｓ１との間隔が大きくなるような軸心Ｓ１から離れた位置にある線を、軸心Ｓ１を回転軸として回転させることにより得られる面である。
【０１０５】
そして、座金４０の上方接触部４２ｃが球面４２ｃを形成している。この球面４２ｃは、座金４０の軸心Ｓ３上に中心を有する半径Ｒ４の球体の表面（破線）の一部よりなっている。
【０１０６】
また、取付け孔２０の座部２４ｃが平面２４ｃを形成している。座部２４ｃが特許請求の範囲に記載の「受け部」に相当する。そして、座金４０の下方接触部４３ｃが突起部４３ｃを形成している。
【０１０７】
本実施形態では、上方接触構造５０が球面４２ｃと円錐面３６ｃとから構成される軸ずれ吸収構造となっており、下方接触構造５１が平面２４ｃと突起部４３ｃとから構成される密着構造となっている。
【０１０８】
この実施形態では、座金４０に比較的形状が複雑な球面４２ｃおよび突起部４３ｃが形成されているため、エンジン１０や燃料噴射弁３０にこれらの形状を形成する必要がない。このため、エンジン１０、燃料噴射弁３０および座金４０などの全体の製造コストを抑えることができる。
【０１０９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、第１実施形態の変形例である。
【０１１０】
第５実施形態では、図７に示すように、燃料噴射弁３０の段差部３６ｄが球面３６ｄを形成しており、取付け孔２０の座部２４ｄが突起部２４ｄを形成している。そして、座金４０の上方接触部４２ｄが円錐面４２ｄを形成しており、下方接触部４３ｄが平面４３ｄを形成している。なお、下方接触部４３ｄが特許請求の範囲に記載の「受け部」に相当する。
【０１１１】
本実施形態のように、突起部２４ｄを座金４０に形成するのではなく、座部２４ｄに形成するようにしても良い。
【０１１２】
本実施形態では、上方接触構造５０が球面３６ｄと円錐面４２ｄとから構成される軸ずれ吸収構造となっており、下方接触構造５１が平面４３ｄと突起部２４ｄとから構成される密着構造となっている。
【０１１３】
（その他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明した。
【０１１４】
本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１１５】
燃料噴射弁３０の取付け構造が軸ずれ吸収構造および密着構造を有していれば、上方接触構造５０および下方接触構造５１にどの構造を採用するかは自由である。また、軸ずれ吸収構造が円錐面および球面を有し、密着構造が突起部およびそれを受ける受け部を有していれば、燃料噴射弁３０の段差部３６、取付け孔２０の座部２４、座金４０の上方接触部４２、下方接触部４３にどの形状を採用するかも自由である。
【０１１６】
また、燃料噴射弁３０はポート噴射式のガソリンエンジンに採用しても良い。この場合、取付け孔２０は、吸気通路１６に開口するように形成されることとなる。また、この取付け構造は、ガソリンエンジンではなく、ディーゼルエンジンに採用しても良い。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  エンジン、１１  シリンダブロック、１２  シリンダヘッド、２０  取付け孔、２４  座部・平面（受け部）、３０  燃料噴射弁、３１  噴射部、３６  段差部・球面、４０  座金、４１  本体部、４２  上方接触部・円錐面（第一接触部）、４３  下方接触部・突起部（第二接触部）、５０  上方接触構造（軸ずれ吸収構造）、５１  下方接触構造（密着構造）、６０  シール部材
【図１】
2010185323.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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