(57)【要約】【課題】燃料噴射弁を先端側からシリンダヘッドもしくは吸気通路に設けた収容孔に挿入し、後端側から燃料供給配管で押圧した状態において、燃料供給配管に設けたインジェクタカップと燃料噴射弁後端部との偏心を抑制する。【解決手段】軸方向先端側に向けて径が細くなる段付き円柱部分を有する燃料噴射弁１と、内燃機関のシリンダヘッド５もしくは吸気通路７に設けた収容孔１８と、段付き円柱部の小径部と大径部とを接続する肩部２３に対向する収容孔１８壁面に燃料噴射弁１と同軸状に着座するリング部材２０と、を有し、リング部材２０は、リング部材２０の内周側に設けた燃料噴射弁１軸方向後端側に向けてテーパ状に拡がる弧状断面の曲面２６で燃料噴射弁１と接触する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向先端側に向けて径が細くなる段付き円柱部分を有する燃料噴射弁と、
内燃機関のシリンダヘッドもしくは吸気通路に設けた収容孔と、
前記段付き円柱部の小径部と大径部とを接続する肩部に対向する前記収容孔壁面に前記燃料噴射弁と同軸状に着座するリング部材と、を有し、
前記リング部材は、内周側に設けた前記燃料噴射弁軸方向後端側に向けてテーパ状に拡がる弧状断面の曲面部で前記燃料噴射弁と接触することを特徴とする燃料噴射弁取付構造。
【請求項２】
前記リング部材の着座面が、前記収容孔の軸心に対して略直交する平面である請求項１に記載の燃料噴射弁取付構造。
【請求項３】
前記リング部材を制振合金により形成する請求項１または２に記載の燃料噴射弁取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁をシリンダヘッドに設けた収容孔に挿入する際に、燃料噴射弁と収容孔壁面との間に介装するリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射弁は、通常、噴射孔を備える先端部を吸気マニホールドまたはシリンダヘッドに設けたインジェクタカップに挿入し、燃料導入孔を備える後端部は燃料供給用の配管に設けた収容孔に挿入するようにして接続される。そして燃料噴射弁と収容孔およびインジェクタカップとの間には、それぞれシール部材を設ける。
【０００３】
なお、燃料供給用の配管は、燃料噴射弁を軸方向に押圧した状態で吸気マニホールドまたはシリンダヘッドに固定する。
【０００４】
上記のような構成において、収容孔、インジェクタカップ、燃料噴射弁の寸法にばらつき等があると、燃料噴射弁と収容孔またはインジェクタカップとに偏心が生じた状態となる。偏心が生じた状態においても確実な燃料シール性能を確保するためには、シール部材の全周に渡って圧縮率を規定値内、例えば８〜３０％に抑える必要があり、そのためにはシール部材の線形を大きくしなければならず、コストアップ、作業性の悪化に繋がる。また、偏心を小さくするためには各部の加工精度を向上させる必要があり、コストアップに繋がる。
【０００５】
これらの問題を解決する方法として、特許文献１には、燃料噴射弁および収容孔の両方と弾性的に当接するスリーブを収容孔と燃料噴射弁との間に挿入し、スリーブの弾性によって燃料噴射弁後端部を収容孔内でセンタリングさせて偏心を抑制する技術手段が開示されている。
【特許文献１】特公表２００１−５０８５２０表号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、引用文献１に記載のスリーブは、燃料噴射弁の先端側に向って先細りした円錐状の区分と、この区分に対向する収容孔壁面とに密に接触する形状となっているので、燃料噴射弁の軸心が収容孔の軸心と一致した状態になるようにセンタリングされるものの、燃料供給配管に設けたインジェクタカップと燃料噴射弁後端部との偏心を抑制することはできない。このため、例えば燃焼室内に直接燃料を噴射する場合のように燃料供給配管内の圧力が高圧になるときには、燃料噴射弁後端とインジェクタカップとのシール性を確保するために、前述したようにシール部材の線形を大きくする等の対策が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明では、インジェクタカップと燃料噴射弁後端部との偏心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】
【０００８】
本発明の燃料噴射弁取付構造は、軸方向先端側に向けて径が細くなる段付き円柱部分を有する燃料噴射弁と、内燃機関のシリンダヘッドもしくは吸気通路に設けた収容孔と、前記段付き円柱部の小径部と大径部とを接続する肩部に対向する前記収容孔壁面に前記燃料噴射弁と同軸状に着座するリング部材と、を有し、前記リング部材は、内周側に設けた前記燃料噴射弁軸方向後端側に向けてテーパ状に拡がる弧状断面の曲面部で前記燃料噴射弁と接触する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料噴射弁とリングとの接触面が弧状断面の曲面部なので、燃料噴射弁が収容孔に対して傾くことができる。したがって、例えば燃料噴射弁の後端側を燃料供給用配管に設けたインジェクタカップに接続する場合に、収容孔とインジェクタカップとに偏心が生じても、インジェクタカップと燃料噴射弁とのシール用に燃料噴射弁後端付近に嵌装するＯリングの弾性力によるセルフセンタリング機能によって燃料噴射弁が傾き、これにより燃料噴射弁後端部がインジェクタカップとの接続部の中央に位置することになり、燃料噴射弁後端部とインジェクタカップとの偏心を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図1は、第1実施形態を適用するエンジンの断面図である。
【００１２】
５はシリンダヘッド、１５はシリンダブロックである。
【００１３】
シリンダブロック１５にはシリンダ１５ａを設け、内部にはピストン１２を摺動可能に収める。そしてシリンダヘッド５の下面とピストン１２の頂面とシリンダ１５ａ壁面とで燃焼室１３を画成する。
【００１４】
シリンダヘッド５には、吸気ポート７と排気ポート８を設け、吸気ポート７はシリンダヘッド５の図示しない一方の側面と燃焼室１３とを連通し、排気ポート８は図示しない他方の側面と燃焼室１３とを連通するよう設ける。
【００１５】
吸気ポート７と排気ポート８の燃焼室１３側の開口部７ａ、８ａには、それぞれ吸気弁９、排気弁１０を設ける。吸気弁９、排気弁１０は図示しないカムシャフトにより駆動し、ピストン１２の上下動に応動して吸気ポート７、排気ポート８を開閉する。
【００１６】
燃焼室１３の天井面略中央には、燃焼室１３内の混合気に火花点火を行うための点火栓１１を設ける。
【００１７】
吸気ポート７の下側には、燃焼室１３と連通するように収容孔１８を設け、燃料噴射弁１を先端側から挿入する。燃料噴射弁１は先端部に単数または複数の噴射孔１ａ、後端部に燃料導入孔１ｂを有する、いわゆるトップフィード型であり、噴射孔１ａは吸気ポート開口部７ａの下側から点火栓１１に向けて燃料を噴射する。燃料導入孔１ｂは、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって吸い上げた燃料を各気筒の燃料噴射弁に分配するための燃料チューブ３に接続する。
【００１８】
燃料を点火栓１１付近に向けて噴射するので、少ない燃料噴射量であっても点火栓１１周辺の混合気を理論空燃比付近の燃焼に適した空燃比とすることができ、これによりいわゆるリーン燃焼運転を行うことが可能となる。
【００１９】
燃料チューブ３はボルト４によってシリンダヘッド５に締結し、押さえ部材として燃料噴射弁１を後述する筒状部材としてのホルダ６を介してシリンダヘッド５に押圧する。
【００２０】
上記のような構成のエンジンでは、ピストン１２下降時に吸気弁９が開いて燃焼室１３に吸気を導入し（吸気行程）、吸気弁９が閉じるとともにピストン１２が上昇して吸気を圧縮し（圧縮行程）、圧縮中に燃料噴射弁１から燃料を噴射して点火栓１１付近に混合気を形成し、この混合気を点火栓１１により火花点火することによって燃焼させてピストン１２を押し下げ（爆発行程）、再びピストン１２が上昇するときに排気弁１０が開いて燃焼後の排気ガスを排気ポート８から排出する（排気行程）。
【００２１】
なお、本実施形態では燃料噴射弁１を吸気ポート７の下側に設けているが、吸気ポート７の上側、すなわち燃焼室１３の天井面の点火栓１１付近に設けて、吸気ポート７に燃料噴射を行ってもよい。
【００２２】
次に、燃料噴射弁１および収容孔１８の形状について、燃料噴射弁１取付部付近の拡大図である図２を参照して説明する。
【００２３】
燃料噴射弁１は段付きの円柱形状であり、収容孔１８に挿入される部分に先端側に向けて先細りする円錐形状の段差部２３を有する。この段差部２３が後述する制振リング２０に着座して、軸方向の位置決めが行われる。
【００２４】
燃料噴射弁１を先端側から収容孔１８に挿入し、シール部材２７によってシール性を確保する。
【００２５】
燃料噴射弁１の後端側は、燃料チューブ３に設けたインジェクタカップ２２に挿入し、Ｏリング２１によってインジェクタカップ２２の内壁面との間のシール性を確保する。なお、インジェクタカップ２２は、燃料チューブ３をシリンダヘッド５に固定した状態で軸心が収容孔１８の軸心と一致するように設ける。
【００２６】
また、前記略円柱部２１の側面には図示しないコントロールユニットと電気的に接続するためのコネクタ２を、径方向に突出するように設ける。
【００２７】
収容孔１８は、段差部２３に対向する部分を除いて燃料噴射弁１の形状に沿った形状とする。段差部２３に対向する部分は、収容孔１８の軸心に対して略直交する平面２４とする。この平面２４に後述する制振リング２０を着座させ、段差部２３と制振リング２０とが接触するようにする。
【００２８】
なお、制振リング２０は、例えばＭｎ−Ｃｕ鋼系の制振合金により形成する。これにより、噴射孔１ａを開閉するニードル弁（図示せず）の着座時に発生する衝撃エネルギが、シリンダヘッド５に伝達されることによって生じる異音の発生を防止できる。
【００２９】
ここで、制振リング２０の形状について、制振リング２０の断面図である図３を参照して説明する。
【００３０】
図に示すように平面２４と接触する下面２５は平面となっており、収容孔１８の平面２４と密に接触するようになっている。このように制振リング２０の下面２５が着座する平面２４を、軸方向に略直交する平面としたので、燃料噴射弁１の軸方向の位置は平面２４のシリンダヘッド５表面からの深さおよび制振リング２０の厚さによって決まることになる。したがって、シリンダヘッド５表面からの深さおよび制振リング２０の厚さを管理することによって燃料噴射弁１の軸方向の位置管理を直接行うことができる。
【００３１】
制振リング２０の内側壁面の少なくとも上部側の一部分は、上面２８に近づくほど内径がテーパ状に拡がる弧状断面の曲面２６となっており、この曲面２６と段差部２３とが接触する。つまり、曲面対平面の接触となるので、段差部２３と曲面２６とが全周に渡って接触した状態のまま燃料噴射弁１は制振リング２０に対して傾くことが可能となる。
【００３２】
これにより、例えば図４のように、加工のばらつき等によって収容孔１８とインジェクタカップ２２とに偏心が生じている場合であっても、Ｏリング２１の弾性力によるセルフセンタリング機能によって、後端部１ｂがインジェクタカップ２２の略中央に位置するようになり、Ｏリング２１の潰れは均一になる。
【００３３】
したがって、規定の圧縮率にするためにＯリング２１の線形を大きくする必要はなく、また、このシール部の耐圧性を上げることができる。
【００３４】
また、平面２４が傾いて加工されて収容孔１８の軸心に対して直交しないような場合であっても、制振リング２０と燃料噴射弁１とが全周に渡って接触することが可能であるので、燃料噴射弁１は制振リング２０に安定して着座することができる。つまり、平面２４の加工にあたっては、高い加工精度を要求する必要がない。
【００３５】
これに対して、従来型の構造、例えば特許文献１に記載されている方法で偏心を吸収（調心）する場合を図５に示す。なお、図５において、調心用のスリーブは省略している。
【００３６】
スリーブの燃料噴射弁１との接触面は、特許文献１の図２に示すように燃料噴射弁の形状に倣った形状となっている。このため、燃料噴射弁１は収容孔１８の軸心に対して傾くことができず、燃料噴射弁１と収容孔１８とは互いの軸心が一致するように調心される。
【００３７】
このため、図５に示すようにインジェクタカップ２２の位置がずれている場合には、燃料噴射弁１とインジェクタカップ２２との間の偏心は解消せず、後端部１ｂがインジェクションカップ２２の中央に位置することはない。したがって、Ｏリング２１が均一に潰されることはなく、シール性確保のためにはＯリング２１の線形を上げるなどして圧縮率を規定値以内に収める、加工精度を上げて偏心の発生を防止する、等の対策を行わなければならないのでコストが増大する。
【００３８】
以上のように、収容孔１８の平面２４や、制振リング２０の下面２５の加工精度が悪く、収容孔１８に制振リング２０を挿入した状態で、収容孔１８と制振リング２０とに偏心が生じた場合であっても、燃料噴射弁１の傾きによって偏心を吸収できる。
【００３９】
上記のように、燃料噴射弁１が傾くことによって偏心を吸収することができるので、制振リング２０の精度を管理すれば他の部品の加工精度を上げる必要はなくなり、その分だけ加工コストの増大を抑えることができる。
【００４０】
制振リング２０が着座する平面２４を、収容孔１８に対して略直交する平面としたので、燃料噴射弁１に倣った形状に加工するのに比べて、加工量および計測量が少なくなり、コスト増大を抑えることができる。
【００４１】
制振リング２０を制振合金で形成するので、燃料噴射弁７のニードル弁が着座するときの衝撃エネルギーを吸収することができ、これにより、衝撃エネルギーが伝達されることによる異音の発生を防止できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、燃焼室に直接燃料を噴射するいわゆる筒内直接噴射式のエンジンに適用する場合について説明したが、吸気ポート７に接続する吸気通路（図示せず）内に燃料を噴射するいわゆるポート内噴射式のエンジンに適用することも可能である。
【００４３】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁取付部の構造に関する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態を適用する内燃機関の概略図である。
【図２】燃料噴射弁取付部の拡大図である。
【図３】制振リングの断面図である。
【図４】本実施形態の調心機能を説明するための図である。
【図５】従来の調心機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    燃料噴射弁
２    コネクタ
３    燃料チューブ
４    ボルト
５    シリンダヘッド
６    ホルダ
７    吸気ポート
８    排気ポート
９    吸気バルブ
１０  排気バルブ
１１  点火栓
１２  ピストン
１３  燃焼室
１８  収容孔
２０  制振リング
２１  Ｏリング
２２  インジェクタカップ
２３  段差部
２６  曲面
２７  シール部材
【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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