(57)【要約】    【課題】燃料噴射弁の取付け公差の角度による着火性能の悪化を防止できるようにした。    【解決手段】燃料噴射弁３の外周壁から突出させた係合ピン７と、シリンダヘッドに固定したプレート部材１２に形成され、係合ピン７と係合して燃料噴射弁３を位置決めする係合溝８を設け、前記係合ピン７の先端部が前記燃料噴射弁３の取付け公差の角度に応じて、係合溝８の傾斜部８ａを移動して係合位置が変化することにより、燃料噴射弁３を軸周りに回転させて、前記燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離が一定に保たれるように形成する構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直噴火花点火式内燃機関の燃焼室に、直接燃料を噴射する多噴孔型の燃料噴射弁と、該燃料噴射弁から噴射された燃料に点火を行う点火プラグとを備え、
前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、該燃料噴射弁からの燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離が変化する方向に取り付けられる燃料噴射弁取付け構造において、
前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて燃料噴射弁を軸周りに回転させることにより、前記燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離を一定に保つ作用を与えるようにしたことを特徴とする直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁取付け構造。
【請求項２】
直噴火花点火式内燃機関の燃焼室に、直接燃料を噴射する多噴孔型の燃料噴射弁と、該燃料噴射弁から噴射された燃料に点火を行う点火プラグとを備え、
前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、該燃料噴射弁からの燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離が変化する方向に取り付けられる燃料噴射弁取付け構造において、
前記燃料噴射弁の外周壁とシリンダヘッド側部材との一方に係合部材、他方に前記係合部材に係合して燃料噴射弁を位置決めする係合溝を設け、
前記係合部材と係合溝とは、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、これらの係合位置が変化し、かつ、該係合位置の変化によって燃料噴射弁を軸周りに回転させて、前記燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離が一定に保たれるように形成されていることを特徴とする直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁取付け構造。
【請求項３】
前記係合部材と係合溝とは、燃料噴射弁に対し、点火プラグが配置されている側と反対側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項４】
前記係合溝の係合部材と係合する部分が、燃料噴射弁の軸方向に対して傾斜して形成され、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて係合部材が係合溝の傾斜部分を移動して燃料噴射弁を軸周りに回転させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項５】
前記係合部材が、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度が変化する方向に曲げて形成された部分を有し、該取付け公差の角度に応じて係合部材の曲げられた部分が前記係合溝と係合する位置が変わることにより燃料噴射弁を軸周りに回転させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁の取付け構造。
【請求項６】
前記係合部材と係合溝とは、係合部において角部を有さず、燃料噴射弁が回転しやすい構造としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射弁の取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関における燃料噴射弁の取付け構造に関し、特に、燃料噴射弁の取付け交差角度に対し、着火性を良好に維持できるようにした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火燃焼に際し、燃料噴射弁から筒内に燃料を直接噴射し、筒内に成層化した混合気を形成することで、大幅な希薄燃焼を行う内燃機関（直噴火花点火式内燃機関）は、特に低・中負荷において、大幅に燃料消費が低減できることが知られている。
このような直噴火花点火式内燃機関において、燃料噴射弁の噴孔近傍に点火プラグの電極を配置し、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧に直接火花点火を行い燃焼せしめる手法がある。
このような成層混合気形成手段として、特許文献１に示されたものでは、上記に示した燃焼手法を具現化するために点火プラグを２本の吸気ポート間に配置している。
このような燃料噴射弁と点火プラグが接近して配置される内燃機関においては、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧に点火するため、点火プラグの位置関係について、高精度に配置する必要がある。
一方、シリンダヘッドに取り付けられた複数本の燃料噴射弁の燃料導入口の位置に合わせて、その上部に取り付けられる高圧燃料配管（コモンレール）の各燃料出口を高精度に形成することは、製造上のばらつき公差が存在するので難しい。
このため、特許文献２では、燃料噴射弁の先端付近のガスシール部を起点に若干傾けても取り付けられる構造として、各燃料噴射弁の燃料導入口と高圧燃料配管の各燃料出口との接続位置に若干のずれを生じても、燃料噴射弁をシリンダヘッドに無理なく取り付けられるようにした技術を提案している。
【特許文献１】特開平６−４２３５２号公報
【特許文献２】特表２００４−５１８８５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献２のような燃料噴射弁の取り付け構造を採用した場合、高圧燃料配管への接続によって、図７（Ａ）に示すように、燃料噴射弁は収容される取付け穴の軸線に対して傾いて取り付けられることになり、その結果、燃料噴霧と点火プラグとの位置関係にずれが生じてしまう。
例えば、同図（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁が点火プラグの方へ傾斜した場合は、点火プラグの点火点と燃料噴霧との距離が離れてしまい、失火の原因ともなる。
また、同図（Ｃ）に示すように、燃料噴射弁に多噴孔型の燃料噴射弁を用い、燃料噴射弁が燃料噴射弁と点火プラグが成す平面と垂直に傾斜した場合は、点火プラグの点火点と燃料噴霧との距離が縮まり、噴霧と点火プラグの干渉によって、点火プラグの燻りを引き起こす原因ともなる。
【０００４】
本発明は、このような燃料噴射弁の取付け公差の角度により生じる問題を、簡易な構造の改良により、燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離を保持できるようにして解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて燃料噴射弁を軸周り所定方向に回転させることにより、前記燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離を一定に保つ作用を与えるようにした。
具体的には、燃料噴射弁の外周壁とシリンダヘッド側部材との一方に係合部材、他方に前記係合部材に係合して燃料噴射弁を位置決めする係合溝を設ける。
そして、前記係合部材と係合溝とは、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、これらの係合位置が変化し、かつ、該係合位置の変化によって燃料噴射弁を軸周り所定方向に回転させて、前記燃料噴霧と点火プラグの点火点との距離が一定に保たれるように形成する
【発明の効果】
【０００６】
このようにすれば、燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、燃料噴霧が点火プラグの点火点から離れる方向に取り付けられるときは、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じた係合部材と係合溝との係合位置の一方向の移動によって、燃料噴霧が点火プラグの点火点に近づくように燃料噴射弁を所定方向に軸周り回転する。
また、燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じて、燃料噴霧が点火プラグの点火点近づく方向に取り付けられるときは、前記燃料噴射弁の取付け公差の角度に応じた係合部材と係合溝との係合位置の前記とは逆方向の移動によって、燃料噴霧が点火点から離れるように燃料噴射弁を前記所定方向とは逆向きに軸周り回転する。
このように、燃料噴霧と点火点とが離れる方向、近づく方向に取り付けられるときに、これらとは逆方向に移動するように燃料噴射弁が軸周り回転するので、燃料噴霧と点火点との距離を一定に保持することができ、安定した点火性能を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる直噴火花点火式内燃機関のシステム構成を示す。
内燃機関（以下、エンジン）１の気筒毎の燃焼室２には、該燃焼室２に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３と、燃料噴射弁３から噴射された燃料噴霧に点火するための点火プラグ４が、燃焼室２の略中央部に隣接して設置されている。
前記気筒毎の燃料噴射弁３は、それぞれ上端の燃料導入口が、燃料噴射弁３の上方に配置された高圧燃料配管５の気筒毎に分岐して形成された燃料出口と接続されている。
既述のように、燃料噴射弁３や高圧燃料配管５などの製造のばらつきによって、燃料噴射弁３の前記燃料導入口と高圧燃料配管５の燃料出口との接続位置は、若干ずれを生じる。
このずれが生じても、燃料噴射弁３がエンジン１のシリンダヘッドに無理なく取付けられるように、燃料噴射弁３のガスシール部６を支点に、燃料噴射弁３は多少傾いて取り付けることができる構造となっている。すなわち、燃料噴射弁３の取付け穴１１は、ガスシール部６を除いて若干のクリアランスを設けてある。
燃料噴射弁３には、外周壁から突出して燃料噴霧と点火プラグ４の位置を定めるための位置決め用の係合ピン７が設けられる。
一方、エンジン１のシリンダヘッドに固定したプレート部材１２には、上記係合ピン７と係合する位置決め用の係合溝８が設けられている。
これらの係合ピン７と係合溝８は、燃料噴射弁３を中心にして、点火プラグ４が設置されている方とは反対側の位置に取付けることが望ましい。この位置関係を用いることで、後述する本発明の効果を十分に得られる。
図２は、前記係合溝８を拡大して示す。
係合溝８は、上部に燃料噴射弁の取付け穴１１の軸方向（上下方向）に対して傾斜する傾斜部８ａ、下部に直線部８ｂが設けられ、燃料噴射弁３の取付け交差の角度に応じて係合ピン７が係合溝８に入る係合位置（高さ）によって、燃料噴射弁３の軸周り回転量が規定される構造となっている。
図３は、前記係合ピン７を拡大して示す。
係合ピン７は、上方に屈曲して伸びるアーム部７ａと、該アーム部７ａの上端に水平方向外方に伸びる円形断面の係合部７ｂとを備えて形成される。
このように、係合溝８と係合する係合部７ｂが、燃料噴射弁３の上部かつ中心から離れた位置に設置することで、燃料噴射弁３がガスシール部６を支点として傾斜して取り付けられた時に、傾斜量に対する該係合部７ｂの動作量を大きくすることができ、燃料噴射弁３の軸周り回転量、ひいては後述するように燃料噴霧と点火点との距離を高精度に調整することができる。
次に、本実施形態の効果について、図４および図５を用いて説明する。
図４は、燃料噴射弁３のガスシール部６より上方部分が点火プラグ４に近づく方向へ傾斜した場合を示す。
同図（Ａ）に示すように、燃料噴射弁３を、そのまま（軸回りに回転させることなく）この方向に傾斜させると、ガスシール部６より下方の噴孔からの燃料噴霧は、点火プラグ４の点火点から離れる方向に移動する。そのため、着火性の悪化により、失火する可能性がある。
ここで、本実施形態では、燃料噴射弁３が上記のように傾斜して取り付けられることによって、同図（Ｂ）に示すように、係合ピン７の係合部７ｂの位置は上部へ移動し、係合溝８の傾斜部８ａの上部で係合するため、係合位置での直線部８ｂから離れる分燃料噴射弁３は、軸周りに回転する。ここで、燃料噴射弁３取付けの同方向の傾斜量が大きくなるほど、係合部７ｂの上方への移動量が増大して、燃料噴射弁３の軸周り回転量が増大する。
したがって、同図（Ｃ）に示すように、前記燃料噴射弁３の傾斜が大きくなって燃料噴霧と点火点との距離が大きくなろうとするほど、燃料噴射弁３の軸回り回転量が増大して、所定の噴孔からの燃料噴霧が点火点に接近するので、該燃料噴霧と点火点との距離を略一定に保つことができ、着火性の悪化を防止することができる。
図５は、燃料噴射弁３と点火プラグ４が成す平面に対して垂直方向に燃料噴射弁３が傾斜した場合を示す。
同図（Ａ），（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁３を、そのまま（軸回りに回転させることなく）この方向に傾斜させると、燃料噴霧が点火プラグ４の点火点に近づき、傾斜量によっては燃料噴霧が点火プラグ４と衝突し、点火プラグ４の燻りを生じてしまう可能性がある。
ここで、本実施形態では、同図（Ｃ）に示すように、係合ピン７の係合溝８に係合して動きを拘束されているため、燃料噴射弁３が上記の方向に傾斜すると、燃料噴射弁３が軸周りに回転することとなる。
その結果、同図（Ｄ）に示すように燃料噴霧が点火点に近づき過ぎることを防止するために、点火プラグ４の燻りも防止することが出来る。本効果を持つには、係合ピン７と係合溝８が、燃料噴射弁３を中心とした場合に、点火プラグ４が設けられている側の反対に設置する必要がある。
【０００８】
図６は、係合部材と係合溝の構造例を示す。図６（Ａ）に示す第２の実施形態は、第１の実施形態と同様のタイプで、係合ピン２１を単純な直線状の１本で構成したものであり、燃料噴射弁の傾斜量に対する係合ピン２１先端の係合部の動作量が第１の実施形態より小さくなる分、精度的には劣るが、形成が簡単で済む。
同図（Ｂ）に示す第３の実施形態は係合溝３２が上下方向にストレートの構造で、係合部材が板状の係合プレート３１となっており、この係合プレート３１が燃料噴射弁３の軸と直角な方向に湾曲して形成され、該湾曲部分が前記係合溝と係合する位置が変わることにより燃料噴射弁を軸周りに回転させ、同様な効果を得るものである。
なお、第１、第２の実施形態では、係合ピンの係合部を断面円形とし、第３の実施形態では、係合プレートを湾曲させた角部のない構成としたため、燃料噴射弁が回転しやすい構造となり、燃料噴射弁の取付けを容易にすることができる。
また、以上示した実施形態では、燃料噴射弁側に係合部材、シリンダヘッド側部材に係合溝を設けた構成としたが、シリンダヘッド側部材に燃料噴射弁に向かって係合部材を固定し、燃料噴射弁の外周壁側に係合溝を形成する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内燃機関のシステム構成を示す図。
【図２】燃料噴射弁取付用の係合溝を拡大して示した図。
【図３】燃料噴射弁取付用の係合ピンを拡大して示した図。
【図４】本発明の第１の効果を示す図。
【図５】本発明の第２の効果を示す図。
【図６】係合部材と係合溝の他の２つの構造例を示す図。
【図７】従来の課題を示す図。
【符号の説明】
【００１０】
１…内燃機関    ２…燃焼室    ３…燃料噴射弁    ４…点火プラグ    ５…高圧燃料配管    ６…ガスシール部    ７…係合ピン    ７ｂ…係合部    ８…係合溝    ８ａ…傾斜部    ２１…係合ピン  ３１…係合プレート    ３２…係合溝
【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】
2006316693.tif 000007
【図６】
2006316693.tif 000008
【図７】
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