(57)【要約】【課題】ノズルからの熱を効率よくシリンダヘッドに逃がして、ノズルを含む燃料噴射弁の冷却効果を上げて、エンジンの高負荷運転に対応した燃料噴射弁の冷却構造を提供する。【解決手段】ノズル１の内周に往復摺動可能に嵌合され先端部が該ノズルのシート部に着脱される針弁２の開閉により前記噴孔からの燃料噴射を行う燃料噴射弁において、前記ノズルナット３の外周部と、これに嵌合する前記外周スリーブ６の内周面との間に、前記ノズル1の熱を前記ノズルナット３及び外周スリーブ６を介してシリンダヘッド１１０に伝達する金属リング１０を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に噴孔が形成されたノズルと、スリーブ状に形成されて該ノズルを内周に支持するノズルナットと、該ノズルナットの外周をスリーブ状に覆うとともに下面をシリンダヘッドに当接される外周スリーブと、前記ノズルナットの下面と外周スリーブの対向面との間に挟持された金属パッキンと、シリンダヘッドに締着されて該締着力により、前記ノズルを前記ノズルナットに固定するとともに前記金属パッキンを内装した前記外周スリーブの下面を前記シリンダヘッドに固着する噴射弁本体とを備え、前記ノズルの内周に往復摺動可能に嵌合され先端部が該ノズルのシート部に着脱される針弁の開閉により前記噴孔からの燃料噴射を行う燃料噴射弁において、
前記ノズルナットの外周部と、これに嵌合する前記外周スリーブの内周面との間に、前記ノズルの熱を前記ノズルナット及び外周スリーブを介してシリンダヘッドに伝達する金属リングを設けたことを特徴とする燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項２】
前記ノズルの熱を、前記金属パッキンと前記金属リングの２箇所からシリンダヘッドに伝達するようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項３】
前記金属リングは、内周を中空にした中空円環状に形成され、外周部を前記外周スリーブの内周面に当てるように且つ内周部はノズルナットの外周面に設けた溝に接触することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項４】
前記金属リングは、外周部が前記外周スリーブの内周面に当てられる接触面に構成され、該接触面を外周スリーブの内周面に押し付けるばねを備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてディーゼルエンジンの燃料噴射弁に適用される燃料噴射弁の空気冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の１例を示す要部断面図である。
図４において、燃料噴射弁は符号１００で示され、次のように構成されている。
先端部に燃料を噴射する噴孔４を備えたノズル１は、内周に針弁２が往復摺動可能に嵌合されており、無噴射時には、該針弁２の先端部が該ノズル１のシート部５ａに当接して、高圧燃料が燃料溜め５に貯留されている。
前記噴射弁本体１６の中央の孔１６ａには、下部の針弁ばね押え８ａが嵌合され、該針弁ばね押え８ａは前記針弁２の上端部２ａに当接している。
該下部の針弁ばね押え８ａと前記噴射弁本体１６との間には、針弁ばね９が介装され、該針弁ばね９は、無噴射時においては、前記針弁２の先端部を前記ノズル１のシート部５ａに圧接している。
【０００３】
前記噴射弁本体１６とノズル１との間にはスペーサ１５が介装され、該スペーサ１５の中央には前記針弁２が挿通されている。また、燃料通路２１は、前記噴射弁本体１６からスペーサ１５及びノズル１の内部を通って前記燃料溜め５に連通している。
前記噴射弁本体１６は、上部をノズルグランド（押さえ金具）（図示省略）で押えることで、シリンダヘッド１１０に固定されている。前記噴射弁本体１６とシリンダヘッド１１０との間には、Ｏリング１６ｂが挿入されている。
【０００４】
また、スリーブ状に形成されてノズル１及びスペーサ１５を内周側に支持するノズルナット３が、上部を前記噴射弁本体１６の外周にねじ止めされており（３ａがねじ止め部）、該ノズルナット３の外周下面には、後述する金属パッキン７が挿入され嵌着されている。
また、前記ノズルナット３の外周には、該外周をスリーブ状に覆うとともに、下面６ｃをシリンダヘッド１１０に当接される外周スリーブ６が設置されている。
従って、前記噴射弁本体１６のねじ止め部３ａで前記ノズルナット３を締め付けることにより、前記ノズル１の外周肩部１ｂを前記ノズルナット３とスペーサ１５との間に締め付けるようになっている。
そして、前記ノズルナット３の外周下面３ｂと前記外周スリーブ６の該外周下面に対向する上面６ｂとの間には、熱伝導用の金属パッキン７が挿入され、前記噴射弁本体１６をシリンダヘッド１１０に締め付ける該金属パッキン７が前記ノズルナット３の外周下面３ｂと外周スリーブ６の上面６ｂとの間に締着されることとなる。
【０００５】
また、前記外周スリーブ６の上部は、前記シリンダヘッド１１０の内周部に嵌合され、嵌合部にはＯリング１１で軸シールされている。
【０００６】
前記燃料噴射弁１００において、燃料の噴射時には、前記燃料は前記燃料通路２１を通って燃料溜め５に達し、該燃料溜め５の圧力が前記針弁ばね９の押し付け力よりも大きくなると、針弁２が開き燃料溜め５内の高圧燃料が噴孔４から噴射される。
【０００７】
かかる燃料噴射弁１００においては、エンジンの高負荷運転に対応して、前記ノズル１のシート部５ａの温度が上昇する。ノズル１の耐久性確保のため、これを一定温度以下とする必要に迫られているが、図４の燃料噴射弁１００にあっては、かかる温度上昇の抑制には限界がある。
【０００８】
前記ノズルの温度上昇抑制に対応した燃料噴射弁の１例として、特許文献１（特開２００１−２２１１２３号公報）、特許文献２（特開２００１−４１１３１号公報）等が提供されている。
特許文献１においては、シリンダヘッドのノズル嵌合孔に伝熱部材の外周を密着して配置し、該伝熱部材の貫通穴にノズル部を密着して挿入したので、ノズル部からの熱が前記伝熱部材を介してシリンダヘッドに確実に伝達されるようにしている。
また、特許文献２においては、ノズルナットの外周を覆う外周スリーブの上部の両側にゴムのＯリングを介装して、外周スリーブ上部のからの水の浸入を防止している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２２１１２３号公報
【特許文献２】特開２００１−４１１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記のように、燃料噴射弁においては、エンジンの高負荷運転に対応して前記ノズルを冷却する必要に迫られている。
このような、燃料噴射弁の冷却に関しては、ノズルを直接冷却水等で冷却していないノズルの場合、ノズルからの熱を効率よくシリンダヘッドに逃がすことを必要とする。
【００１１】
前記図４に示される燃料噴射弁においては、ノズル１からの熱は、ノズルナット３の外周下面３ｂと該外周下面に対向する上面６ｂとの間に介装された熱伝導用の金属パッキン７及び外周スリーブ６の下部を経てシリンダヘッド１１０に逃げる。
また、ノズルナット３の外周面と外周スリーブ６の内周面との間は、燃料噴射弁の分解、組立て及び噴射弁本体１６、ノズルナット３等の熱膨張を吸収するため若干の間隙Ａが必要で、この面は伝熱面として有効利用できない。
従って、かかる燃料噴射弁１００にあっては、エンジンの高負荷運転に対応して前記ノズルの温度上昇を抑制するには限界があり、このままの状態では十分なノズルの冷却効果は得られない。
【００１２】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ノズルからの熱を効率よくシリンダヘッドに逃がして、ノズルを含む燃料噴射弁の冷却効果を上げて、エンジンの高負荷運転に対応した燃料噴射弁の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はかかる目的を達成するもので、先端部に噴孔が形成されたノズルと、スリーブ状に形成されて該ノズルを内周に支持するノズルナットと、該ノズルナットの外周をスリーブ状に覆うとともに下面をシリンダヘッドに当接される外周スリーブと、前記ノズルナットの下面と外周スリーブの対向面との間に挟持された金属パッキンと、シリンダヘッドに締着されて該締着力により、前記ノズルを前記ノズルナットに固定するとともに前記金属パッキンを内装した前記外周スリーブの下面を前記シリンダヘッドに固着する弁本体とを備え、前記ノズルの内周に往復摺動可能に嵌合され先端部が該ノズルのシート部に着脱される針弁の開閉により前記噴孔からの燃料噴射を行う燃料噴射弁において、
前記ノズルナットの外周部と、これに嵌合する前記外周スリーブの内周面との間に、前記ノズルの熱を前記ノズルナット及び外周スリーブを介してシリンダヘッドに伝達する金属リングを設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記燃料噴射弁の冷却構造において、好ましくは、前記ノズルの熱を、前記金属パッキンと前記金属リングの２箇所からシリンダヘッドに伝達するようにする。
【００１５】
また、本発明は、前記燃料噴射弁の具体的冷却構造において、次のように構成する。
（１）前記金属リングは、内周を中空にした中空円環状に形成され、外周部を前記外周スリーブの内周面に当てるように且つ内周部はノズルナットの外周面に設けた溝に接触するように設ける。
（２）前記金属リングは、外周部が前記外周スリーブの内周面に当てられる接触面に構成され、該接触面を外周スリーブの内周面に押し付けるばねを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズルナットの下面と外周スリーブの対向面との間に挟持された金属パッキンと、前記ノズルを前記ノズルナットに固定するとともに前記金属パッキンを内装した前記外周スリーブの下面を前記シリンダヘッドに固着する噴射弁本体とを備えた燃料噴射弁であって、前記ノズルナットの外周部と、これに嵌合する前記外周スリーブの内周面との間に、前記ノズルの熱を前記ノズルナット及び外周スリーブを介してシリンダヘッドに伝達する金属リングを設けたので、
ノズルの熱を、前記金属パッキンを通してノズルナット及び外周スリーブの下面からシリンダヘッドに伝達するとともに、前記ノズルナットの外周部と外周スリーブの内周面との間に設けられた金属リングにより該ノズルの熱をシリンダヘッドに伝達することが可能となり、従ってノズルの熱を前記金属パッキン及び金属リングの２箇所からシリンダヘッドに伝達することができる。
しかも従来使用できなかったノズルナットの外周面と外周スリーブの内周面との間を、この部分に金属リングを挿入してノズルの熱をシリンダヘッドに逃がす作用面として利用することができる。
【００１７】
従って、前記のように、ノズルの熱を金属パッキン及び金属リングの２箇所からシリンダヘッドに伝達することにより、図３に示すような従来の燃料噴射弁に比べて、ノズルの温度降下が大きくなり、エンジンの高負荷運転に対応しても、ノズルの最高許容温度以下での使用が可能となって、エンジンの高負荷運転に対応できる燃料噴射弁を得ることができる。
【００１８】
また、燃料油や潤滑油を用いて燃料噴射弁の冷却を行う液体冷却式燃料噴射弁のような、複雑な冷却通路等の装置は一切不要であり、低コストでの燃料噴射弁での冷却性向上が実現できる。
【００１９】
また、前記燃料噴射弁の冷却の具体的冷却構造として、前記金属リングは、内周を中空にした中空円環状に形成され、外周部を前記外周スリーブの内周面に当てるように且つ内周部はノズルナットの外周面に設けた溝に接触するように構成すれば、該金属リングの変形により、金属リングの外周部、内周部の接触面圧をノズルの熱を効率良くシリンダヘッド側に逃すための適正値とすることが出来る。
【００２０】
また、前記燃料噴射弁の冷却の他の具体的冷却構造として、前記金属リングは、外周部が前記外周スリーブの内周面に当てられる接触面に構成され、該接触面を外周スリーブの内周面に押し付けるばねを備えるように構成すれば、金属リングの接触面を押し付けるばねの強さを調整することにより、ノズルの熱を効率良くシリンダヘッド側に逃がすための最適の接触面圧を選定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（第１実施例）
【００２２】
図１は、本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジンの燃料噴射弁の要部断面図である。図２は前記第１実施例におけるＺ部拡大図である。
図１において、燃料噴射弁は符号１００で示され、次のように構成されている。
先端部に燃料を噴射する噴孔４を備えたノズル１は、内周に針弁２が往復摺動可能に嵌合されており、無噴射時には、該針弁２の先端部が該ノズル１のシート部５ａに当接して、高圧燃料が燃料溜め５に貯留されている。
前記噴射弁本体１６の中央の孔１６ａには、下部の針弁ばね押え８ａが嵌合され、該針弁ばね押え８ａは前記針弁２の上端部２ａに当接している。
該下部の針弁ばね押え８ａと前記噴射弁本体１６との間には、針弁ばね９が介装され、該針弁ばね９は、無噴射時においては、前記針弁２の先端部を前記ノズル１のシート部５ａに圧接している。
【００２３】
前記噴射弁本体１６とノズル１との間にはスペーサ１５が介装され、該スペーサ１５の中央には前記針弁２が挿通されている。また、燃料通路２１は、前記噴射弁本体１６からスペーサ１５及びノズル１の内部を通って前記燃料溜め５に連通している。
前記噴射弁本体１６は、上部をノズルグランド（押さえ金具）（図示省略）で押えることで、シリンダヘッド１１０に固定されている。前記噴射弁本体１６とシリンダヘッド１１０との間には、Ｏリング１６ｂが挿入されている。
【００２４】
以上の構成は図４に示される従来技術と同様である。本発明は前記燃料噴射弁の空冷式冷却構造に関するものである。
【００２５】
前記燃料噴射弁１００において、スリーブ状に形成されてノズル１及びスペーサ１５を内周側に支持するノズルナット３は、上部を前記噴射弁本体１６の外周にねじ止めされている（３ａがねじ止め部）。
また、前記ノズルナット３の外周には、該外周をスリーブ状に覆うとともに、下面６ｃをシリンダヘッド１１０に当接される外周スリーブ６が設置されている。
従って、前記噴射弁本体１６のねじ止め部３ａで前記ノズルナット３を締め付けることにより、前記ノズル１の外周肩部１ｂを前記ノズルナット３とスペーサ１５との間に締め付けるようになっている。
【００２６】
そして、前記ノズルナット３の外周下面３ｂと前記外周スリーブ６の該外周下面に対向する上面６ｂとの間には、熱伝導用の金属パッキン７が挿入されており、前記噴射弁本体１６とノズルナット３とをねじ止め部３ａで嵌合することにより、前記金属パッキン７を前記ノズルナット３の外周下面３ｂと前記外周下面に対向する上面６ｂとの間に嵌合してシリンダヘッド１１０に固定している。前記金属パッキン７は、熱伝導性を有する金属であればよい。
【００２７】
前記ノズルナット３の外周部３ｃと、これに嵌合する前記外周スリーブ６の内周部６ｔとの間には、前記ノズル１の熱を前記ノズルナット３及び外周スリーブ６を介してシリンダヘッド１１０に伝達する金属リング１０を設けている。
そして、前記ノズルナット３の外周部３ｃと外周スリーブ６の内周部６ｔとの間は、従来のものと同様に、燃料噴射弁１００の分解、組立て及び噴射弁本体１６、ノズルナット３の熱膨張を吸収するため若干の間隙Ａを形成している。従って、前記金属リング１０を設けたことにより、この外周部３ｃと内周部６ｔとは伝熱面として有効利用できる。
【００２８】
この第1実施例では、前記金属リング１０は、図２に示すように、リング溝１２０内に挿入されて、内周を中空（１０ａが中空部）にした中空円環状に形成され、外周部１０ｃを前記外周スリーブ６の内周面６ｆに当て、且つ内周部はノズルナット３の外周面に設けたリング溝１２０に接触するように設けている。また、内周部には該内周の中空部１０ａを外部に開放する連通部１０ｂ（開孔幅Ｃ）を設けている。
このように、構成すれば、中空円環状の金属リング１０を介してノズル１の熱をシリンダヘッド１１０に伝達できるが、該金属リング１０の変形により、金属リング１０の外周部、内周部の接触面圧をノズル１の熱を効率良くシリンダヘッド１１０側に逃すための適正値とすることが出来る。前記連通部１０ｂの開孔幅Ｃを調整することで前記接触面圧を調整できる。
尚、前記金属リング１０は、熱伝導性を有する金属であればよい。
【００２９】
また、前記外周スリーブ６の上部は、前記シリンダヘッド１１０の内周部に嵌合され、嵌合部にはＯリング１１で軸シールされている。
【００３０】
前記燃料噴射弁１００において、燃料の噴射時には、前記燃料は前記燃料通路２１を通って燃料溜め５に達し、該燃料溜め５の圧力が前記針弁ばね９の押し付け力よりも大きくなると、針弁２が開き燃料溜め５内の高圧燃料が噴孔４から噴射される。
【００３１】
かかる第１実施例によれば、ノズルナット３の下面と外周スリーブ６の対向面との間に挟持された金属パッキン（銅パッキン）７と、前記ノズル１を前記ノズルナット３に固定するとともに前記金属パッキン７を内装した前記外周スリーブ６の下面を前記シリンダヘッド１１０に固着する噴射弁本体１６とを備えた燃料噴射弁１００であって、前記ノズルナット３の外周部と、これに嵌合する前記外周スリーブ６の内周面との間に、前記ノズルの熱を前記ノズルナット３及び外周スリーブ６を介してシリンダヘッド１１０に伝達する金属リングを設けたので、
ノズル１の熱を、前記金属パッキン７を通してノズルナット３及び外周スリーブ６の下面からシリンダヘッド１１０に伝達するとともに、前記ノズルナット３の外周部と外周スリーブ６の内周面との間に設けられた金属リング１０により該ノズル１の熱をシリンダヘッド１１０に伝達することが可能となり、従ってノズル１の熱を前記金属パッキン７及び金属リング１０の２箇所からシリンダヘッドに伝達することができ、しかも従来使用できなかったノズルナット３の外周面と外周スリーブ６の内周面との間（寸法Ａ）を、この部分に金属リング１０を挿入してノズル１の熱をシリンダヘッド１１０に逃がす作用面として利用することができる。
【００３２】
従って、前記のように、ノズル１の熱を金属パッキン７及び金属リング１０ａの２箇所からシリンダヘッド１１０に伝達することにより、図３に示すような従来の燃料噴射弁に比べて、ノズル１の温度降下が大きくなり、エンジンの高負荷運転に対応しても、ノズル１の最大許容温度以下での使用が可能となって、エンジンの高負荷運転に対応できる燃料噴射弁１００を得ることができる。
【００３３】
また、燃料油や潤滑油を用いて燃料噴射弁１００の冷却を行う液体冷却式燃料噴射弁のような、複雑な冷却通路等の装置は一切不要であり、低コストでの燃料噴射弁１００の冷却性向上が実現できる。
（第２実施例）
【００３４】
本発明の第２実施例は、図1において金属リングの形態が異なるのみである。
即ち、図３は前記第２実施例におけるＺ部拡大図である。
図３において、前記金属リング１０ｓは、リング溝１２０内に挿入され、その外周部が前記外周スリーブ６の内周面に当てられる接触面１０ｍに構成されている。
該接触面１０ｍには、該接触面１０ｍを外周スリーブ６の内周面６ｆに押し付けるばね１３及び長手方向に押し付けるばね１２（板ばね）を備えるように構成する。
このように構成すれば、金属リング１０ｓの接触面１０ｍを押し付けるばね１２，１３の強さを調整することにより、ノズル１の熱を効率良くシリンダヘッド１１０側に逃がすための最適の接触面圧を選定できる。
尚、前記金属リング１０ｓは、熱伝導性を有する金属であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、ノズルからの熱を効率よくシリンダヘッドに逃がして、ノズルを含む燃料噴射弁の冷却効果を上げて、エンジンの高負荷、高回転に対応した燃料噴射弁の冷却構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジンの燃料噴射弁の要部断面図である。
【図２】前記第１実施例におけるＺ部拡大図である。
【図３】前記第２実施例におけるＺ部拡大図である。
【図４】従来技術に係るディーゼルエンジンの燃料噴射弁の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ノズル
２  針弁
３  ノズルナット
４  噴孔
５  燃料溜め
５ａ  シート部
６  外周スリーブ
７  金属パッキン
８ａ  針弁ばね押え
９  針弁ばね
１０、１０ｓ  金属リング
１０ａ  中空部
１０ｂ  連通部
１０ｍ  接触面
１２，１３  ばね
１５  スペーサ
１６  噴射弁本体
２１  燃料通路  
１００  燃料噴射弁
１１０  シリンダヘッド
１２０  リング溝
Ａ    間隙
【図１】
2010138778.tif 000003
【図２】
2010138778.tif 000004
【図３】
2010138778.tif 000005
【図４】
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