(57)【要約】【課題】  外部電源によらず噴孔部を正または負に帯電させ、カーボンデポジットの堆積を効果的に抑えること。【解決手段】  内燃機関のシリンダ内に燃料を直接噴射するための噴孔部６を有する直噴インジェクタ１において、噴孔部６が形成されているノズルボディ７に熱電変換素子２０を設け、燃料の燃焼により熱電変換素子２０に温度差が与えられることにより熱電変換素子２０から得られる電気エネルギーによって噴孔部６周辺を正または負に帯電させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダ内に燃料を直接噴射するための噴孔部を有する直噴インジェクタにおいて、前記噴孔部が形成されているノズルボディに熱電変換素子を設け、該熱電変換素子から得られる電気エネルギーによって前記噴射部周辺を正または負に帯電させるようにしたことを特徴とする直噴インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダ内に燃料を直接噴射するのに用いられる直噴インジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、先端部に噴孔が設けられたノズルボディ内にニードル弁を往復動可能に収容し、該ニードル弁によって上記噴孔を開閉して燃料を噴射するように構成された直噴インジェクタが、例えばコモンレール方式の燃料噴射システム等において用いられている。この種の直噴インジェクタは、内燃機関のシリンダに取り付けられ、噴孔からの燃料を直接シリンダ内に噴射する形態で用いられるため、燃料の燃焼により加熱されたノズルの熱や燃焼時の火炎などにより噴孔部内壁や噴孔部側面に付着した燃料が化学反応を起こして炭化してカーボンデポジットが生成され、時間の経過とともに噴孔部内壁及び噴孔部表面にカーボンデポジットが堆積し、燃料の調量性能や噴霧性能が著しく損なわれるという問題点を有している。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１には、噴孔部周辺を正または負に帯電させることにより火炎が噴孔部内へ侵入するのを阻止し、噴孔部周辺での燃料の熱分解を防止してカーボンデポジット生成を阻止するようにした構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された従来技術によると、噴孔部周辺を正または負に帯電させるために、燃料噴射ノズルを先端部に有するインジェクタが陽極（＋極）となりインジェクタが嵌合されるシリンダヘッドが陰極（−極）となるように電圧を印加するため、バッテリーの正（＋）極端子に接続された電線をコネクタを介してインジェクタに配線するとともに、バッテリーの負（−）極端子に接続された電線をシリンダヘッドに配線する構成となっている。
【０００５】
したがって、外部に電源を用意する必要がある上に、外部電源との配線のためにインジェクタの本体部に電気コネクタを設けなければならないなど、部品点数が増大するばかりでなく、外部との間の電気的配線のために構造が複雑化し、工数も増えてしまうなどの問題点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる直噴インジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、内燃機関のシリンダ内に燃料を直接噴射するための噴孔部を有する直噴インジェクタにおいて、前記噴孔部が形成されているノズルボディに熱電変換素子を設け、該熱電変換素子から得られる電気エネルギーによって前記噴孔部周辺を正または負に帯電させるようにしたことを特徴とする直噴インジェクタが提案される。
【０００８】
直噴インジェクタの噴孔部から噴射される燃料がシリンダ内で燃焼すると、熱電変換素子に温度差が与えられ、これにより生じた熱電変換素子からの電気エネルギーにより噴孔部周辺が正または負に帯電する。この結果、噴孔部内への火炎の侵入を阻止し、噴孔部内壁及び噴孔部端面に残留し燃料の熱分解を防止してカーボンデポジットの生成を阻止できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、噴孔部におけるカーボンデポジットの生成を有効に阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明による直噴インジェクタの一実施形態を示す図で、直噴インジェクタ１が内燃機関シリンダヘッド１０１に取り付けられている状態が示されている。直噴インジェクタ１は、内燃機関シリンダヘッド１０１内の収容孔１０２内に収容されており、環状の絶縁部材１０３、１０４によって直噴インジェクタ１と内燃機関シリンダヘッド１０１との間の電気的絶縁性が保たれている。
【００１２】
直噴インジェクタ１は、ノズルホルダ２の先端にノズル３がリテイニングナット４によって固定されて成り、ノズルホルダ２の後端部に設けられた燃料供給部５を介して図示しない燃料ポンプから燃料がノズル３に供給され、ノズル３の噴孔部６から燃料がシリンダ内に直接噴射される構成となっている。
【００１３】
図２は、図１のノズル３の要部断面図である。ノズルボディ７のニードルガイド部８内にはニードル弁９がその軸方向に運動可能なように収容されている。ノズルボディ７の先端には燃料を噴射するための噴孔部６が形成されており、ニードル弁９は、閉弁時には弁座１０に着座し、開弁時には弁座１０から離座する。燃料供給部５からの燃料は、ニードルガイド部８内の燃料通路１１を介して、ニードル弁９の先端部付近に設けられている燃料溜まり室１２に貯溜される構成となっている。
【００１４】
燃料をシリンダ内へ噴射する場合には、ニードル弁９の上方に設けられた電磁弁（図示せず）によりニードル弁９を上方向にリフトし、ノズルボディ７の弁座１０からニードル弁９を離座する。ニードル弁９の離座により燃料溜まり室１２に貯溜されていた燃料は、ニードル弁９と弁座１０との間（燃料通路）を通って噴孔部６に流入し、燃料がシリンダ（燃焼室）内へ噴射される。
【００１５】
噴孔部６から噴射される燃料がシリンダ内で燃焼した時に生じる熱のため燃料が化学反応を起こして炭化され噴孔部６にカーボンデポジットが生成されることになるが、噴孔部周辺を正または負に帯電させることによってカーボンデポジットの生成を抑えるようにするため、直噴インジェクタ１は、帯電エネルギーを得るための熱電変換素子２０を備えている。
【００１６】
図３は熱電変換素子２０の構造を示す図で、熱電変換素子２０は、一対の電気的絶縁板２１、２２の間に、複数のｐ型半導体素子２３と複数のｎ型半導体素子２４とを具えている。これらのｐ型半導体素子２３及びｎ型半導体素子２４は複数の電極２５によって図示の如く接続されている。したがって、例えば電気的絶縁板２２を高温とし、電気的絶縁板２１を低温にすることにより、電気的絶縁板２２と電気的絶縁板２１との間に温度差を生じさせると、一対の取出電極２６、２７間にゼーベック効果による電圧を生じ、ここから電気的エネルギーを取り出すことができる。ここでは、取出電極２６が負極端子で、取出電極２７が正極端子となっている。
【００１７】
なお、図３に示した熱電変換素子２０は一例であり、これに代えて他の適宜の形式の熱電変換素子を用いることができるのは勿論である。
【００１８】
図２に示されるように、熱電変換素子２０はリング状の形態を有しており、ニードル弁９の先端部を囲むようにしてノズルボディ７内に埋設されている。ここでは、熱電変換素子２０は、電気的絶縁板２２がシリンダ側（高温側）となり、電気的絶縁板２１がノズルホルダ側（低温側）となるようにノズルボディ７内に設けられている。そして、正極端子である取出電極２７は配線Ｌ１によりノズルホディ７と電気的に接続されており、負極端子である取出電極２６は配線Ｌ２によりコモンレール本体（図示せず）に接続されている。
【００１９】
コモンレール本体は、直噴インジェクタ１と電気的接続が保たれるようにして設けられており、コモンレール本体は内燃機関シリンダヘッド１０１と共に電気的にアースに接続されている。なお、配線Ｌ２は、ノズルボディ７内に配線用の通路を設けておき、この配線用の通路を通して適宜の形態で外部に配線する等の構成とすることができる。
【００２０】
直噴インジェクタ１は以上のように構成されているので、直噴インジェクタ１が燃料噴射動作を行い、シリンダ内で燃料が燃焼し、噴孔部６の近傍の温度が上昇すると、熱電変換素子２０の電気的絶縁板２２と電気的絶縁板２１との間に温度差が生じ、一対の取出電極２６、２７間にゼーベック効果による電圧が生じる。
【００２１】
この結果、噴孔部６のシリンダ側のノズルボディ７は、直噴インジェクタ１そのものが陽極（＋極）となるため、正（プラス）に帯電する。一方、シリンダヘッドは陰極（−極）となるため、直噴インジェクタ１が嵌合される部分の壁面は負（マイナス）に帯電する。このように、噴孔部６のシリンダ側周辺のノズルボディ７は正（プラス）に帯電するため、シリンダ内で燃料の燃焼により生じた火炎は噴孔部６を含むノズルボディ７と反発し合う。そして、シリンダ内で燃料の燃焼により発生した火炎は噴孔部６内に侵入しにくくなり、火炎の噴孔部６内への侵入を阻止することができるので、噴孔部６の内壁及び噴孔部６端面における残留燃料の熱分解反応を防ぎ、これに伴うカーボンデポジットの生成を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による直噴インジェクタの一実施形態を示す図。
【図２】図１のノズルの要部断面図。
【図３】図２に示した熱電変換素子の詳細図。
【符号の説明】
【００２３】
１  直噴インジェクタ
２  ノズルホルダ
３  ノズル
４  リテイニングナット
５  燃料供給部
６  噴孔部
７  ノズルボディ
８  ニードルガイド部
９  ニードル弁
１０  弁座
１１  燃料通路
１２  燃料溜まり室
２０  熱電変換素子
２１、２２  電気的絶縁板
２３  ｐ型半導体素子
２４  ｎ型半導体素子
２５  電極
２６、２７  取出電極
Ｌ１、Ｌ２  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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