(57)【要約】【課題】取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制する。【解決手段】シリンダヘッド１５に貫設された取り付け孔３７には燃料添加ノズル３５が挿入して取り付けられている。取り付け孔３７は、小径孔部３８と中径孔部３９と大径孔部４０とを備えている。中径孔部３９は、第１孔段差４１を介して小径孔部３８に接続しており、大径孔部４０は、第２孔段差４２を介して中径孔部３９に接続している。燃料添加ノズル３５は、第１孔段差４１に対向する第１ノズル段差４３と、第２孔段差４２に対向する第２ノズル段差４４とを備えている。第２孔段差４２と第２ノズル段差４４との間には環状の第２シール部材４６が介在されている。第２シール部材４６は、第２孔段差４２と第２ノズル段差４４との間に介在される段差対置部４７と、大径孔部４０と燃料添加ノズル３５の外周部との間に介在される周対置部４８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒を形成するシリンダブロックに連結されたシリンダヘッドに取り付け孔が貫設されており、前記取り付け孔は、前記シリンダヘッドを貫通する小径孔部と、前記小径孔部の径よりも大きく、且つ前記小径孔部に第１孔段差を介して接続する中径孔部と、前記中径孔部の径よりも大きく、且つ前記中径孔部に第２孔段差を介して接続して前記シリンダヘッドの外側に開口する大径孔部とを備えており、燃料噴射ノズルが前記取り付け孔に挿入して取り付けられており、前記燃料噴射ノズルは、前記第１孔段差に対向する第１ノズル段差と、前記第２孔段差に対向する第２ノズル段差とを備えており、前記第１孔段差と前記第１ノズル段差との間には第１シール部材が介在されている内燃機関の燃料噴射装置において、
前記第２孔段差と前記第２ノズル段差との間には環状の第２シール部材が介在されており、前記第２シール部材は、前記第２孔段差と前記第２ノズル段差との間に介在される段差対置部と、前記大径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間、又は前記中径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間に介在される周対置部とを備えている内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記第２シール部材は、基板と、前記基板に面結合された弾性部とを備え、前記弾性部は、前記第２シール部材の基礎厚よりも大きい厚みを有する膨大部を備えている請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記膨大部は、前記基板の周縁から外側に外れた位置に設けられている請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記膨大部は、前記段差対置部に設けられている請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記膨大部は、前記周対置部に設けられている請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する噴射ノズルは、気筒を形成するシリンダに連結されたシリンダヘッドに取り付けられている。排気通路中に燃料を噴射して添加する燃料添加ノズル（以下においては、前記噴射ノズル及び燃料添加ノズルを共に燃料噴射ノズルと言うことにする）のうちにはシリンダヘッドに取り付けられているものがある。この種の燃料噴射ノズルは、シリンダヘッドに貫設された取り付け孔に挿入して取り付けられている。
【０００３】
燃料噴射ノズルを取り付け孔に挿入して取り付ける構成は、例えば特許文献１に開示されている。挿入孔（取り付け孔）は、シリンダヘッドを貫通する小径孔部と、小径孔部の径よりも大きく、且つ小径孔部に接続する中径孔部と、中径孔部の径よりも大きく、且つ中径孔部に接続してシリンダヘッドの外側に開口する大径孔部とからなる。大径孔部に入るノズルボディにはシールリングが取り付けられており、中径孔部と小径孔部との段差には銅製の段付きリングが設けられている。シールリングは、インジェクタ（燃料噴射ノズル）と挿入孔との間を封止する。シリンダヘッドとインジェクタとの熱膨張差に基づく相対的な軸方向の変化は、段付きリングの小径部が段付きリングの小円筒部に対してスライドすることによって吸収され、針弁の所定のリフト動作が確保される。
【特許文献１】実開平３−１０８８５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリンダヘッドの熱的変形により挿入孔の孔径が大きくなり、インジェクタ（燃料噴射ノズル）が挿入孔に対して傾くおそれがある。インジェクタ（燃料噴射ノズル）が挿入孔に対して傾くと、シールリングによるシール性が低下する。
【０００５】
本発明は、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、気筒を形成するシリンダブロックに連結されたシリンダヘッドに取り付け孔が貫設されており、前記取り付け孔は、前記シリンダヘッドを貫通する小径孔部と、前記小径孔部の径よりも大きく、且つ前記小径孔部に第１孔段差を介して接続する中径孔部と、前記中径孔部の径よりも大きく、且つ前記中径孔部に第２孔段差を介して接続して前記シリンダヘッドの外側に開口する大径孔部とを備えており、燃料噴射ノズルが前記取り付け孔に挿入して取り付けられており、前記燃料噴射ノズルは、前記第１孔段差に対向する第１ノズル段差と、前記第２孔段差に対向する第２ノズル段差とを備えており、前記第１孔段差と前記第１ノズル段差との間には第１シール部材が介在されている内燃機関の燃料噴射装置を対象とし、請求項１の発明では、前記第２孔段差と前記第２ノズル段差との間には環状の第２シール部材が介在されており、前記第２シール部材は、前記第２孔段差と前記第２ノズル段差との間に介在される段差対置部と、前記大径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間、又は前記中径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間に介在される周対置部とを備えている。
【０００７】
段差対置部を備えた第２シール部材は、取り付け孔に対する燃料噴射ノズルの傾きを抑制し、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制する。
好適な例では、前記第２シール部材は、基板と、前記基板に面結合された弾性部とを備え、前記弾性部は、前記第２シール部材の基礎厚よりも大きい厚みを有する膨大部を備えている。
【０００８】
膨大部は、弾性変形して取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間をシールする。
好適な例では、前記膨大部は、前記基板の周縁から外側に外れた位置に設けられている。
【０００９】
基板の周縁から外側に外れた位置に膨大部を設けた構成は、膨大部の変形量を大きくする上で好適である。
好適な例では、前記膨大部は、前記段差対置部に設けられている。
【００１０】
段差対置部に膨大部を設けた構成は、第２孔段差と第２ノズル段差との間のシール性能を高める。
好適な例では、前記膨大部は、前記周対置部に設けられている。
【００１１】
周対置部に膨大部を設けた構成は、取り付け孔の内周と燃料噴射ノズルとの間のシール性能を高める。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、ディーゼルエンジン１０（内燃機関）は、図示しないピストンを収容する複数の気筒１１，１２，１３，１４を備えており、ピストンは、気筒１１，１２，１３，１４内に燃焼室を区画する。複数の気筒１１，１２，１３，１４を形成するシリンダブロック（図示略）に連結されたシリンダヘッド１５には燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９が気筒１１，１２，１３，１４毎に取り付けられている。燃料（軽油）は、燃料ポンプ２０及びコモンレール２１を経由して燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９へ供給され、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９は、各気筒１１，１２，１３，１４内の燃焼室に燃料を噴射する。
【００１４】
シリンダヘッド１５にはインテークマニホールド２２が接続されている。インテークマニホールド２２には吸気管２３が接続されており、吸気管２３にはエアクリーナ２４が接続されている。吸気管２３の途中には過給機２５のコンプレッサ部２５１が設けられている。過給機２５は、排気ガス流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャーである。
【００１５】
吸気管２３の途中にはスロットル弁２６が設けられている。スロットル弁２６は、エアクリーナ２４を経由して吸気管２３に吸入される空気流量を調整するためのものである。
シリンダヘッド１５にはエキゾーストマニホールド２８が接続されている。エキゾーストマニホールド２８には排気管２９が接続されている。排気管２９上には後処理装置３０が設けられている。後処理装置３０としては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒又は選択還元型ＮＯｘ触媒が使用されている。気筒１１，１２，１３，１４から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２８、過給機２５のタービン部２５２、排気管２９及び後処理装置３０を経由して大気に放出される。
【００１６】
シリンダヘッド１５には吸気ポート３１及び排気ポート３２が燃焼室に通じるように形成されている。吸気ポート３１にはインテークマニホールド２２の枝管部３３が接続されており、排気ポート３２にはエキゾーストマニホールド２８の枝管部３４が接続されている。
【００１７】
シリンダヘッド１５には燃料添加ノズル３５が取り付けられている。燃料添加ノズル３５は、気筒１１の排気ポート３２に臨むように設けられている。燃料添加ノズル３５には添加ポンプ３６が接続されている。添加ポンプ３６は、燃料添加ノズル３５に燃料を供給する。燃料添加ノズル３５は、供給された燃料を気筒１１の排気ポート３２内に噴射する。燃料添加ノズル３５からの燃料噴射は、後処理装置３０におけるＮＯｘ吸蔵効率が低下した時、または低下する前に行われ、ＮＯｘ触媒に吸蔵したＮＯｘの還元浄化が行なわれる。燃料噴射ノズルとしての添加ポンプ３６及び燃料添加ノズル３５は、後処理装置３０へ燃料を添加する燃料添加手段を構成する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、シリンダヘッド１５には取り付け孔３７が貫設されており、取り付け孔３７には燃料添加ノズル３５が挿入して取り付けられている。取り付け孔３７は、シリンダヘッド１５を貫通する小径孔部３８と、小径孔部３８の径よりも大きい径の中径孔部３９と、中径孔部３９の径よりも大きい径の大径孔部４０とを備えている。中径孔部３９は、第１孔段差４１を介して小径孔部３８に接続しており、シリンダヘッド１５の外側に開口する大径孔部４０は、第２孔段差４２を介して中径孔部３９に接続している。
【００１９】
燃料添加ノズル３５は、第１孔段差４１に対向する第１ノズル段差４３と、第２孔段差４２に対向する第２ノズル段差４４とを備えている。第１孔段差４１と第１ノズル段差４３との間にはゴム製の環状の第１シール部材４５が介在されている。第１シール部材４５は、弾性変形した状態で第１孔段差４１と第１ノズル段差４３との間をシールしている。
【００２０】
第２孔段差４２と第２ノズル段差４４との間には環状の第２シール部材４６が介在されている。第２シール部材４６は、第２孔段差４２と第２ノズル段差４４との間に介在される段差対置部４７と、大径孔部４０と燃料添加ノズル３５の外周部との間に介在される周対置部４８とを備えている。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、第２シール部材４６は、鉄系の基板４９と、基板４９の片面に面結合されたゴム製の弾性部５０とを備えている。弾性部５０は、第２シール部材４６の基礎厚ｔよりも大きい厚みＴを有する膨大部５０１を備えている。膨大部５０１は、基板４９の周縁から外側に外れた位置に設けられており、且つ段差対置部４７の外端に設けられている。膨大部５０１は、弾性変形した状態で第２孔段差４２と第２ノズル段差４４との間をシールしている。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、周対置部４８にある弾性部５０は、基板４９と燃料添加ノズル３５との間にあり、弾性部５０には複数（本実施形態では４つ）の突条５０２が周方向に等間隔に設けられている。燃料添加ノズル３５の軸方向に延びる複数の突条５０２は、弾性変形して燃料添加ノズル３５の外周部に接触している。
【００２３】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）シリンダヘッド１５の熱変形によって第２孔段差４２と第２ノズル段差４４とのクリアランスが拡大しても、弾性変形している膨大部５０１が前記クリアランスの拡大に追随する。従って、シリンダヘッド１５の熱変形に伴う取り付け孔３７に対する燃料添加ノズル３５の傾きが抑制され、取り付け孔３７と燃料添加ノズル３５との間のシール性の低下が抑制される。
【００２４】
（２）金属製の基板４９上に膨大部を設けた場合には、膨大部を押しつぶし変形しても段差対置部４７の厚みを基板４９の厚み以下にはできない。しかし、基板４９の周縁から外側に外れた位置に膨大部５０１を設けた構成では、押しつぶし変形した膨大部５０１の厚みを基板４９の厚み以下にすることもできる。つまり、基板４９の周縁から外側に外れた位置に膨大部５０１を設けた構成は、膨大部５０１の弾性変形量を大きくして、第２孔段差４２と第２ノズル段差４４とのクリアランスの拡大に対する膨大部５０１の追随性を高める上で好適である。
【００２５】
（３）弾性変形して燃料添加ノズル３５の外周部に接触している複数の突条５０２は、シリンダヘッド１５の熱変形に伴う取り付け孔３７に対する燃料添加ノズル３５の傾きの抑制に寄与する。
【００２６】
次に、図３の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
第２シール部材４６Ａのゴム製の弾性部５０に設けられた膨大部５０１Ａは、基板４９の周縁から外側に外れた位置に設けられており、且つ周対置部４８の外端に設けられている。膨大部５０１Ａは、弾性変形した状態で大径孔部４０と燃料添加ノズル３５の外周部との間をシールしている。
【００２７】
シリンダヘッド１５の熱変形によって大径孔部４０と燃料添加ノズル３５の外周部とのクリアランスが拡大しても、弾性変形している膨大部５０１Ａが前記クリアランスの拡大に追随する。従って、シリンダヘッド１５の熱変形に伴う取り付け孔３７に対する燃料添加ノズル３５の傾きが抑制され、取り付け孔３７と燃料添加ノズル３５との間のシール性の低下が抑制される。
【００２８】
又、第１の実施形態における（２）項と同様の効果が得られる。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１の実施形態における膨大部５０１と第２の実施形態における膨大部５０１Ａとを備えた第２シール部材を用いてもよい。
【００２９】
○周対置部が中径孔部と燃料添加ノズルの外周部との間にあるような第２シール部を用いてもよい。
○膨大部のない第２シール部材を用いてもよい。
【００３０】
○段差対置部と周対置部とを備えたシール部材を第１孔段差４１と第１ノズル段差４３との間に設けてもよい。
○気筒１１，１２，１３，１４内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル１６〜１９に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態を示し、（ａ）は、内燃機関の概略構成図。（ｂ）は、燃料添加ノズル３５を示す側断面図。
【図２】（ａ）は、部分拡大側断面図。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】第２の実施形態を示す部分拡大側断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１１〜１４…気筒。１５…シリンダヘッド。３５…燃料添加ノズル。３５１…外周部。３７…取り付け孔。３８…小径孔部。３９…中径孔部。４０…大径孔部。４１…第１孔段差。４２…第２孔段差。４３…第１ノズル段差。４４…第２ノズル段差。４５…第１シール部材。４６，４６Ａ…第２シール部材。４７…段差対置部。４８…周対置部。４９…基板。５０…弾性部。５０１，５０１Ａ…膨大部。ｔ…基礎厚。Ｔ…厚み。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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