(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記内燃機関のシリンダヘッドに上記燃料噴射弁を取り付けるための筒状のホルダーガイドと
を備え、
上記ホルダーガイドは、
軸方向に垂直な断面において円環状の噴射弁冷却通路と、
上記ホルダーガイドの外周面から上記噴射弁冷却通路まで上記噴射弁冷却通路の径方向に延在する冷却水入口穴と、
上記噴射弁冷却通路において上記冷却水入口穴に対して周方向の位相が１８０°異なる位置から上記ホルダーガイドの外周面まで上記径方向に延在する冷却水出口穴と
を有し、
上記噴射弁冷却通路は、上記シリンダヘッドそのものを冷却する通路とは別の専用通路であり、
さらに、
上記噴射弁冷却通路と、上記冷却水入口穴と、上記冷却水出口穴と連通せず、上記シリンダヘッドそのものを冷却する通路と連通するように上記ホルダーガイドの外周面に設けられた複数の冷却穴を有していることを特徴とする燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁の冷却構造において、
上記ホルダーガイドの外周面は、
上記冷却水入口穴が設けられると共に、上記軸方向に垂直な断面において上記ホルダーガイドの中心軸を中心として円弧状に延在する第１の円弧面と、
上記冷却水出口穴が設けられると共に、上記軸方向に垂直な断面において上記ホルダーガイドの中心軸を中心として円弧状に上記第１の円弧面と離間して延在する第２の円弧面と、
上記冷却穴が設けられると共に、上記冷却水入口穴の延在方向と上記ホルダーガイドの中心軸とに対して平行に延在する第１および第２の側面と、
を有し、
上記第１の側面と上記第２の側面とは、上記第１の円弧面と上記第２の円弧面との間にそれぞれ位置すると共に、上記ホルダーガイドの中心軸を挟んで互いに対向し、
上記第１の側面と上記第２の側面との間の距離は、上記ホルダーガイドの径方向における上記第１の円弧面と上記第２の円弧面との間の距離よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁の冷却構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射弁の冷却構造において、
上記複数の冷却穴は、それぞれ上記ホルダーガイドの外周面から上記径方向に延在し、
上記冷却水入口穴と、上記冷却水出口穴と、上記複数の冷却穴とは、上記ホルダーガイドの周方向に互いに等間隔に配置されていることを特徴とする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、内燃機関の燃料噴射弁の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
舶用の中大型機関においては低質重油が使用されている。この低質重油は燃焼させるために加熱されて供給されているが、高温ゆえに噴孔にカーボンが付着し、燃料噴射特性が劣化するという問題がある。そのため、機関の性能維持と燃料噴射弁寿命のためには、燃料噴射弁の冷却が重要な問題である。
【０００３】
従来、内燃機関の燃料噴射弁の冷却構造としては、実開昭５８−１３００７５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この冷却構造は、燃料弁スリーブ内に断面円状の環状の冷却水通路を形成し、その冷却水通路は、第１および第２冷却水入口穴と、第１および第２冷却水出口穴とを有している。
【０００４】
上記第１および第２冷却水入口穴は、上記円状の冷却水通路の直径方向に存在し、同一の第１の直線上に位置している。また、上記第１および第２冷却水出口穴も、上記円状の冷却水通路の直径方向に存在し、同一の第２の直線上に位置している。上記第１の直線と、上記第２の直線とは、略直交している。
【０００５】
この冷却構造では、冷却水は、第１冷却水入口穴から流入して、環状の冷却水通路を１／４周分（つまり９０°分）通過した後、第１または第２冷却水出口穴から流出するようになっているか、または、第２冷却水入口穴から流入して、環状の冷却水通路を１／４周分（つまり９０°分）通過した後、第１または第２冷却水出口穴から流出するようになっている。この冷却構造は、環状の冷却水通路（特に下側）と、冷却水入口および出口とに高低差があるため、とくに上下方向の冷却水の流れは、自然対流によるところが大きく、冷却効果が充分でないという問題がある。
【０００６】
また、冷却水が環状の冷却水通路の下側を回らずにホルダー外に出ていく場合もあるし、そもそも冷却水が冷却水入口穴からホルダー内に流入することはできずに、ホルダー外のまわりを１／４周分回ってそのまま戻し通路からジャケットへ抜けて行ってしまう（素通りしてしまう）場合がある。
【０００７】
また、上記冷却構造は、燃料弁スリーブ内に、断面円状の環状の冷却水通路と、第１および第２冷却水入口穴と、第１および第２冷却水出口穴とを形成しなければならないから、製造の工数が大きくなると共に、製造コストが大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公昭５８−１３００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、高い冷却効果を得ると共に、製造の工数を少なくできて、製造コストも低減できる燃料噴射弁の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の燃料噴射弁の冷却構造は、
内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記内燃機関のシリンダヘッドに上記燃料噴射弁を取り付けるための筒状のホルダーガイドと
を備え、
上記ホルダーガイドは、
軸方向に垂直な断面において円環状の噴射弁冷却通路と、
上記ホルダーガイドの外周面から上記噴射弁冷却通路まで上記噴射弁冷却通路の径方向に延在する冷却水入口穴と、
上記噴射弁冷却通路において上記冷却水入口穴に対して周方向の位相が１８０°異なる位置から上記ホルダーガイドの外周面まで上記径方向に延在する冷却水出口穴と
を有し、
上記噴射弁冷却通路は、上記シリンダヘッドそのものを冷却する通路とは別の専用通路であり、
さらに、
上記噴射弁冷却通路と、上記冷却水入口穴と、上記冷却水出口穴と連通せず、上記シリンダヘッドそのものを冷却する通路と連通するように上記ホルダーガイドの外周面に設けられた複数の冷却穴を有していることを特徴としている。
【００１１】
尚、「上記ホルダーガイドの外周面から上記噴射弁冷却通路まで上記噴射弁冷却通路の径方向に延在する冷却水入口穴」という文言には、冷却水入口穴が、ホルダーガイドの外周面から上記噴射弁冷却通路にホルダーガイドの軸方向に重なる位置まで、上記噴射弁冷却通路の径方向に延在するという意味である。したがって、この表現には、冷却水入口穴と、噴射弁冷却通路とが、直接つながっている場合は勿論のこと、軸方向に延在する連通穴を介してつながる場合が含まれる。
【００１２】
また、「上記噴射弁冷却通路において上記冷却水入口穴に対して周方向の位相が１８０°異なる位置から上記ホルダーガイドの外周面まで上記径方向に延在する冷却水出口穴」という文言には、冷却水出口穴が、上記噴射弁冷却通路において上記冷却水入口穴に対して周方向の位相が１８０°異なる位置にホルダーガイドの軸方向に重なる位置から、上記ホルダーガイドの外周面まで上記径方向に延在するという意味である。したがって、この表現には、冷却水出口穴と、噴射弁冷却通路とが、直接つながっている場合は勿論のこと、軸方向に延在する連通穴を介してつながる場合が含まれる。
【００１３】
本発明によれば、燃料噴射弁の冷却を、円環状の噴射弁冷却通路と、噴射弁冷却通路において位相が互いに１８０°異なる位置から径方向に延びる冷却水入口穴および冷却水出口穴とで行うようになっているから、冷却水入口穴から冷却水出口穴との間で冷却水がバイパスすることがなくて、噴射弁冷却通路にかならず一定の流れがあるから、高い冷却効果を得ることができる。しかも、噴射弁冷却通路の出入口の圧力差は、シリンダヘッド全体に供給される冷却水の出入口の圧力差と同じにできる。したがって、冷却水の流速を速くすることができて、熱交換の効率を優れたものにすることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、燃料噴射弁の冷却を、円環状の噴射弁冷却通路と、噴射弁冷却通路において位相が互いに１８０°異なる位置から径方向に延びる冷却水入口穴および冷却水出口穴とで行うようになっているから、ホルダーガイドの噴射弁冷却通路に、冷却水の冷却水入口穴と、冷却水出口穴とを形成するのに、水平のキリ穴を形成するだけで良い。したがって、冷却水の入口と出口の形成およびシリンダヘッド側の通路の形成の工数を大幅に低減できて、製造コストも大幅に低減できる。
【００１５】
また、一実施形態では、
上記ホルダーガイドの外周面は、
上記冷却水入口穴が設けられると共に、上記軸方向に垂直な断面において上記ホルダーガイドの中心軸を中心として円弧状に延在する第１の円弧面と、
上記冷却水出口穴が設けられると共に、上記軸方向に垂直な断面において上記ホルダーガイドの中心軸を中心として円弧状に上記第１の円弧面と離間して延在する第２の円弧面と、
上記冷却穴が設けられると共に、上記冷却水入口穴の延在方向と上記ホルダーガイドの中心軸とに対して平行に延在する第１および第２の側面と、
を有し、
上記第１の側面と上記第２の側面とは、上記第１の円弧面と上記第２の円弧面との間にそれぞれ位置すると共に、上記ホルダーガイドの中心軸を挟んで互いに対向し、
上記第１の側面と上記第２の側面との間の距離は、上記ホルダーガイドの径方向における上記第１の円弧面と上記第２の円弧面との間の距離よりも小さい。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記複数の冷却穴は、それぞれ上記ホルダーガイドの外周面から上記径方向に延在し、
上記冷却水入口穴と、上記冷却水出口穴と、上記複数の冷却穴とは、上記ホルダーガイドの周方向に互いに等間隔に配置されている。
【００１７】
【発明の効果】
【００１８】
本発明の燃料噴射弁の冷却構造によれば、高い冷却効果を得ることができる。また、製造の工数を少なくできて、製造コストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ディーゼル機関に適用した本発明の一実施形態の燃料噴射弁の冷却構造を示す図である。
【図２】図１のＡＡ線断面図である。
【図３】ホルダーガイドの斜視図である。
【図４】ホルダーガイドの小径筒状部を、ホルダーガイドの軸方向に垂直な平面で切断した状態を示す斜視図である。
【図５】ホルダーガイドの小径筒状部を、その周方向の１８０度の位相分について、軸方向に切断した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２１】
図１は、ディーゼル機関に適用した本発明の一実施形態の燃料噴射弁の冷却構造を示す図である。
【００２２】
この燃料噴射弁の冷却構造（以下、単に、冷却構造という）は、ノズルとノズルホルダーからなる燃料噴射弁１と、ホルダーガイド２とを備え、ホルダーガイド２は、内燃機関のシリンダヘッド５に燃料噴射弁１を取り付けるガイドと冷却の役割を担っている。上記燃料噴射弁１には、図示しない燃料噴射ポンプからの圧送燃料が、噴射管継手７を通過してノズル部分に到達するようになっている。
【００２３】
上記ホルダーガイド２は、冷却水入口穴１１と、冷却水出口穴１２とを有する。上記冷却水入口穴１１は、図示しない冷却水ポンプにつながるシリンダヘッド５の冷却水通路２３に通じている一方、冷却水出口穴１２は、シリンダヘッド５の冷却水通路２４に連通している。上記冷却水入口穴１１には、所定の温度に冷却された冷却水が冷却水ポンプから導入されるようになっている。
【００２４】
ここで、シリンダヘッドの冷却水通路２３と２４とは、燃料噴射弁に冷却水を供給するための専用通路となっており、シリンダヘッドそのものを冷却するための冷却水の通路（冷却室など）とは別になっている。つまり、シリンダヘッドの外部から供給された冷却水は、冷却水通路２３を介して燃料噴射弁を冷却すると、そのまま冷却水通路２４を介して、シリンダヘッドの外部へ排出される。従来技術では、燃料噴射弁の冷却構造は、あくまでもシリンダヘッドそのものの冷却経路の途中に介在していたので、本発明とは、圧力差が異なる。
【００２５】
上記燃料噴射弁１の先端部を支持するホルダーガイド２の部分は、円環状の噴射弁冷却通路１５を有し、その噴射弁冷却通路１５は、燃料噴射弁１のノズルの先端部分を取り囲んでいる。上記冷却水入口穴１１と、噴射弁冷却通路１５とは、連通し、噴射弁冷却通路１５と、冷却水出口穴１２とも、連通している。上記冷却水入口穴１１から噴射弁冷却通路１５に導入された冷却水が、噴射弁冷却通路１５を流動している間に、燃料噴射弁１のノズルの先端部を冷却するようになっている。そして、燃料噴射弁１のノズルの先端部分を冷却後の冷却水が、噴射弁冷却通路１５から冷却水出口穴１２に流出するようになっている。
【００２６】
図２は、図１のＡＡ線断面図である。
【００２７】
図２に示すように、ホルダーガイド２は、冷却水入口穴１１、冷却水出口穴１２および複数の冷却穴１８を有する。冷却水入口穴１１、冷却水出口穴１２および複数の冷却穴１８の夫々は、キリ穴からなっている。上記ホルダーガイド２は、燃料噴射弁１のノズルを保持する環状部１９を有し、冷却水入口穴１１および冷却水出口穴１２の夫々は、環状部１９の径方向に延在している。図２に示すように、上記冷却水入口穴１１と、冷却水出口穴１２とは、同一の直線上に位置している。
【００２８】
上記冷却水入口穴１１は、噴射弁冷却通路１５（図１参照）に連通する連通穴２６を有する一方、冷却水出口穴１２は、噴射弁冷却通路１５（図１参照）に連通する連通穴２７を有している。上記複数の冷却穴１８の夫々は、噴射弁冷却通路１５に連通しないようになっており、冷却水入口穴１１、冷却水出口穴１２および冷却水通路２３,２４とも連通しない。複数の冷却穴１８には、冷却水通路２３,２４とは異なる別の図示しない冷却水通路から冷却水が導入されて、ホルダーガイドの側面からシリンダヘッド３の冷却室に流出するようになっている。よって、冷却穴１８は、フィンの役割を果たし、冷却効果を高めている。
【００２９】
図３は、上記ホルダーガイド２の斜視図である。
【００３０】
図３において、参照番号４０ａ,４０ｂ,４０ｃは、冷却穴１８（図２参照）に相当し、図２において４０ａ,４０ｂ,４０ｃに対応する冷却穴である。図３に示すように、ホルダーガイド２は、大径筒状部８０と、その大径筒状部８０よりも小径の小径筒状部８１を有し、大径筒状部８０は、冷却水入口穴１１および冷却水出口穴１２よりも燃焼室側とは反対側に位置する一方、小径筒状部８１は、冷却水入口穴１１および冷却水出口穴１２よりも燃焼室側に位置している。
【００３１】
図４は、ホルダーガイド２を燃焼室側からななめ上側に見上げた状態で、ホルダーガイド２の小径筒状部８１を、ホルダーガイド２の軸方向に垂直な平面で切断した状態を示す斜視図である。
【００３２】
図４に示すように、ホルダーガイド２の冷却水入口穴１１は、軸部材であるホルダーガイド２の径方向に延在している。また、上記連通穴２６は、ホルダーガイド２の軸方向に延在している。上記冷却水入口穴１１は、連通穴２６と連通している。図４に示すように、上記噴射弁冷却通路１５は、軸方向に垂直な断面において円環状を有している。上記噴射弁冷却通路１５は、燃料噴射弁１のノズルを保持する筒状の環状部１９の外周円筒面９０と、小径筒状部８１の内周円筒面９１とで画定されている。
【００３３】
尚、詳述しないが、図４において、連通穴２７は、ホルダーガイド２の軸方向に延在し、噴射弁冷却通路１５と、冷却水出口穴（図４においては、図示せず）１２との間を、連通している。また、図４において、参照番号８５は、小径筒状部８１の内周円筒面である。この内周円筒面８５は、燃料噴射弁１のノズルの先端部を支持する役割を担っている。
【００３４】
図５は、ホルダーガイド２の小径筒状部８１を、その周方向の１８０度の位相分について、軸方向に切断した状態を示す図である。
【００３５】
図５に示すように、上記噴射弁冷却通路１５は、円筒の環形状を有している。上記冷却水入口穴１１は、ホルダーガイド２の外周面から噴射弁冷却通路１５に軸方向に重なる箇所まで噴射弁冷却通路１５の径方向に延在し、連通穴２６につながっている。また、冷却水出口穴１２（図１参照）は、噴射弁冷却通路１５において冷却水入口穴１１に軸方向に重なる位置に対して周方向の位相が１８０°異なる位置に軸方向に重なる位置から軸方向に延在する連通穴２７の端部から、ホルダーガイド２の外周面まで上記径方向に延在している。
【００３６】
上記実施形態の燃料噴射弁の冷却構造によれば、燃料噴射弁１の冷却を、円環状の噴射弁冷却通路１５と、噴射弁冷却通路１５において位相が互いに１８０°異なる位置から径方向に延びる冷却水入口穴１１および冷却水出口穴１２とで行うようになっているから、冷却水入口穴１１から出口穴１２との間で冷却水がバイパスすることがなくて、噴射弁冷却通路１５にかならず一定の流れがあるから、高い冷却効果を得ることができる。しかも、噴射弁冷却通路１５の出入口の圧力差は、シリンダヘッド全体に供給される冷却水の出入口の圧力差と同じにできる。したがって、冷却水の流速を速くすることができて、熱交換の効率を優れたものにすることができる。
【００３７】
また、上記実施形態の燃料噴射弁の冷却構造によれば、燃料噴射弁１の冷却を、円環状の噴射弁冷却通路１５と、噴射弁冷却通路１５において位相が互いに１８０°異なる位置から径方向に延びる冷却水入口穴１１および冷却水出口穴１２とで行うようになっているから、ホルダーガイド２の噴射弁冷却通路１５に、冷却水の冷却水入口穴１１と、冷却水出口穴１２とを形成するのに、水平のキリ穴を形成するだけで良くて、ホルダーガイド２の冷却水の入口と出口の形成およびシリンダヘッド側の通路の形成の工数を大幅に低減できると共に、製造コストも大幅に低減できる。
【００３８】
尚、ホルダーガイド２は、ホルダーガイド内筒２ａとホルダーガイド外筒２ｂとを、溶接などで接合してできている。噴射冷却通路１５は、ホルダーガイド内筒２ａの外周と、ホルダーガイド外筒２ｂの内周とで囲われるようにしてできているから、加工が非常に容易である。
【００３９】
また、上記実施形態では、噴射弁冷却通路１５と、径方向に延在する冷却水入口穴１１とが、軸方向に延在する連通穴２６を介して連通するとともに、噴射弁冷却通路１５と、径方向に延在する冷却水出口穴１２とが、軸方向に延在する連通穴２７を介して連通していたが、この発明では、円環状の噴射弁冷却通路と、径方向に延在する冷却水入口とは、直接連通していても良く、また、円環状の噴射弁冷却通路と、径方向に延在する冷却水出口とは、直接連通していても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１  ノズルホルダー
２  ホルダーガイド
５  シリンダヘッド
１１  冷却水入口穴
１２  冷却水出口穴
１５  噴射弁冷却通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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