(57)【要約】【課題】点火プラグ一体型インジェクタについて、インジェクタの燃料噴射口やその周辺にデポジットが付着して燃料噴霧の状態が変化した場合でも、燃料点火時のくすぶりを回避して良好なエンジンの燃焼状態を確保できるようにする。【解決手段】エンジンの燃焼室を形成するシリンダヘッドに、インジェクタ機構の燃料噴射口３１ａと点火プラグ機構の点火プラグ３２とが一体的に設置された点火プラグ一体型インジェクタにおいて、前記燃料噴射口３１ａから噴射される燃料噴霧が点火プラグ３２の点火電極３２ａに直接当たらない位置に燃料噴射口３１ａと点火プラグ３２とを配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室を形成するシリンダヘッドに、インジェクタ機構の燃料噴射口と点火プラグ機構の点火プラグとが一体的に設置された点火プラグ一体型インジェクタにおいて、前記燃料噴射口から噴射される燃料噴霧が点火プラグの点火電極に直接当たらない位置に燃料噴射口と点火プラグとを配置したことを特徴とする点火プラグ一体型インジェクタ。
【請求項２】
前記燃料噴射口と点火プラグとが、前記燃料噴射口またはその周辺にデポジットが付着して燃料噴霧範囲が変化することを予め見込んで前記点火電極に直接当たらない状態を維持するように配置したことを特徴とする請求項１に記載した点火プラグ一体型インジェクタ。
【請求項３】
前記点火プラグが点火電極のギャップ部分を前記燃料噴射口と反対側に向けて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載した点火プラグ一体型インジェクタ。
【請求項４】
前記シリンダヘッドの取付孔に固定する取付部が、下側部分を円柱状に形成してなりその下端面に前記燃料噴射口及び前記点火電極が設けられて、前記シリンダヘッドの外側から前記取付孔に挿入し固定して装着することを特徴とする請求項１，２または３に記載した点火プラグ一体型インジェクタ。
【請求項５】
前記取付部の外周面に、ネジ溝を設けた前記取付孔に螺入するためのネジ山が設けられ、前記取付部の外径が１６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載した点火プラグ一体型インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグとインジェクタとが一体化された状態で筒内噴射式エンジンの燃焼室天井側に装着される、点火プラグ一体型インジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンにおいて、インジェクタの燃料噴射口に点火プラグを近接配置して燃料噴射口からの燃料噴霧を直接着火させる方式が知られており、例えば特開２００４―３２４５６３号公報に記載されている。  この筒内噴射式エンジンの場合、点火プラグにおける点火位置が噴霧される燃料から離れすぎていると燃焼不良を生じやすく、逆に点火位置が燃料噴霧中に入り過ぎていると燃料のくすぶりを生じて着火困難となりやすい。そのため、インジェクタの燃料噴射口と点火プラグとの相対的位置を正確に設置することが重要になるが、実際に燃料噴射口と点火プラグとを燃焼室内の所望位置に設置するとなると容易ではない。
【０００３】
そこで、燃料噴射口と点火プラグとを燃焼室内の所望位置に設置する手段が前記図３に示すような点火プラグ一体型インジェクタが特表２００５―５１１９６６号公報や特開２００６―３１２８９３号公報などに提示されている。これらの公報に提示されている手段は、図３に示すように、インジェクタ７と点火プラグ６とが予めインジェクタハウジング５に一体的に組み付けられており、このインジェクタハウジング５をシリンダヘッド２１に取り付けるだけで、インジェクタ７と点火プラグ６との相対的位置関係を所望通りの状態に保持させることを可能とするものである。
【０００４】
従って、燃焼室内における燃料噴霧の形状を制御して燃料噴霧の濃度分布を不均一な所望の形状にして噴射する機能を付与したインジェクタについても、その燃料噴霧の濃度分布に対し最適な位置関係になるように点火プラグを精密に配置できるようになるため、良好なエンジンの燃焼状態を確保しやすいものとなる。
【０００５】
しかしながら、前記の利点を有する点火プラグ一体型インジェクタであっても、使用によってインジェクタ７の燃料噴射口７１やその周辺にデポジット（煤や燃料の残量成分等）が付着した場合、燃料噴霧が変形してその濃度分布が変化することがある。そのため、燃料濃度の密な部分が点火プラグ６の点火電極６１に触れて燃料点火時のくすぶりを生じることが問題となる。
【特許文献１】特開２００４―３２４５６３号公報
【特許文献２】特表２００５―５１１９６６号公報
【特許文献３】特開２００６―３１２８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、点火プラグ一体型インジェクタについて、通常時は勿論のこと、インジェクタの燃料噴射口やその周辺にデポジットが付着した場合にも、燃料点火時のくすぶりを回避して良好なエンジン燃焼状態を確保できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた本発明は、エンジンの燃焼室を形成するシリンダヘッドに、インジェクタ機構の燃料噴射口と点火プラグ機構の点火プラグとが一体的に設置された点火プラグ一体型インジェクタにおいて、前記燃料噴射口から噴射される燃料噴霧が点火プラグの点火電極に直接当たらない位置に燃料噴射口と点火プラグとを配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、燃料噴霧が点火電極に直接当たらない状態に燃料噴射口と点火電極とを配置したことにより、燃料噴霧の形状が多少変化したような場合でも燃料点火時のくすぶりを回避しやすいものとなる。この場合、燃料噴射口や燃料噴射口周辺にデポジットが付着した場合に燃料噴霧が変形する範囲を予め見込んで点火電極に直接当たらない状態を維持するように燃料噴射口と点火電極の位置関係を設定しておくことにより、例え、使用時にデポジットが付着して燃料噴霧形状が変化する状況が生じてもこのよう事態を予め想定し所定の余裕分を加味して位置関係を設定することで燃料噴霧が点火プラグの点火電極に直接当たることが防止でき、燃料点火時のくすぶりを有効に回避できる。
【０００９】
また、点火電極に形成されるギャップ部分の向きを、燃料燃料噴射口と反対側に向けて配置することにより、火花発生部分が燃料で濡れることを防止することができ、燃料点火時のくすぶりをより確実に回避できるものとなる。
【００１０】
さらに、シリンダヘッドの取付孔に挿通して取付けるための取付部が、ケーシング下側部分を円柱状に形成してなりその下端面に燃料噴射口と点火電極が設けられ、シリンダヘッドの外側から取付孔に挿入し固定して装着するものとすれば、シリンダヘッドへの取付け作業を容易に行えるものとなる。
【００１１】
特に、取付部の外周面に、ネジ溝を設けたシリンダヘッドの取付孔に螺入するためのネジ山を設け、その外径を１６ｍｍ以下とすればコンパクト且つ汎用性の高いものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
燃料噴霧が点火プラグの点火電極に直接当たらないようにした本発明によると、インジェクタ燃料噴射口やその周辺にデポジットが付着して燃料噴霧の状態が変化した場合でも燃料点火時のくすぶりを回避して、良好なエンジン燃焼状態を確保できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、点火プラグ一体型インジェクタ３は、筒内噴射式ガソリンエンジンのシリンダヘッドに穿設した取付孔に外側から挿通してその下端部を燃焼室の天井側から突出させて設けるものであって、下側部分が取付部３７であって、上側部分の碍子部３６とその中間に張り出した取付ボルト部３３を有している略円柱状のケーシングを構成している。
【００１５】
そして、前記取付部３７の外周面にネジ山が形成されて、ネジ溝を設けたシリンダヘッドの取付孔（図示せず）に螺入してエンジンの燃焼室天井側に固定することにより装着するものであり、着脱作業が容易に行える。また、この取付部３７の外径を、１６ｍｍ以下なるようにコンパクトに纏めることで、通常市販されている多種類のエンジンにおいてボルト孔からなる取付孔を形成しやく、極めて汎用性に優れたものとなる。
【００１６】
本実施の形態は、前記略円柱状に形成されたケーシング中に、燃料を燃焼室内に噴射するためのインジェクタ機構と噴射燃料に点火するための点火プラグ機構がコンパクトに纏められた状態で内装されて一体となっており、特に、シリンダヘッド内の燃焼室（図示せず）に突出する部分である円柱状の取付部３７の下端面にノズル状の燃料噴射部３１と点火用火花を発生する点火プラグ３２の点火電極３２ａとが所定間隔を有して配置されている。
【００１７】
従って、燃料噴射部３１の燃料噴射口３１ａと点火電極３２ａの相対的位置関係は常に一定に保たれるようになり、本実施の形態の点火プラグ一体型インジェクタ３をエンジンのシリンダヘッドに装着するだけで、燃料噴射口３１ａと点火電極３２ａについて所望の位置関係を正確に設定することができる。
【００１８】
また、円柱状の碍子部３６上端面には、管状の燃料導入部３５と、点火用電気信号及び制御信号入力のための入力端子３４が突設されている。さらに、燃料噴射部３１の燃料噴射口３１ａ内には燃料噴霧が所定の編向、即ち、良好な燃焼状態を確保するために燃料噴霧の濃度分布を所定形状に形成するための構造が設けられており、燃料噴霧が点火電極３２ａに直接当たらない状態を維持するとともに、間接的にも燃料噴霧の密な部分が点火電極３２ａに触れない配置とされている。
【００１９】
即ち、点火プラグ一体型インジェてクタ３の使用状態を示す図１（Ｂ）に示すように、正常な燃料噴射だけでなく、燃料噴射口３１ａやその周辺部にデポジットが付着して燃料噴霧の状態が変化したような場合でも、少なくとも燃料噴射口３１ａから噴射される燃料噴霧が点火プラグ３２の点火電極３２ａに直接当たらない状態を維持するように、燃料噴霧形状及び燃料噴射口３１ａと点火電極３２ａの位置関係において余裕をもって配置されている点が本発明の特徴部分であり、点火電極３２ａが燃料で濡れることによる燃料点火時のくすぶりを回避しやすいものとなっている。
【００２０】
さらに、本実施の形態では、点火電極３２ａのギャップ部分、即ち点火用火花が飛ぶ間隙部分が燃料噴射口３１ａによる直接的な噴射領域に対し反対側を向いて配置されており、くすぶりの回避効果を一層確実なものとしている。尚、このように燃料のくすぶりを回避してエンジンの燃焼状態を良好に維持することは、燃料噴射口３１ａやその周囲にデポジットが付着しにくくすることにも繋がり、燃料点火時のくすぶり回避について相乗的な効果が期待できるものである。
【００２１】
図２は、本実施の形態の点火プラグ一体型インジェクタ３をガソリンエンジンの燃料供給システムに配置した状態を示す配置図である。図に示すように、本実施の形態の点火プラグ一体型インジェクタ３は、下端側をシリンダヘッドに形成される燃焼室２０の天井中央部から下向きに突出するように配設され、燃料を燃焼室２０の略中央部からピストンに向けて噴射するセンタインジェクション方式の筒内噴射ガソリンエンジンの一部を構成している。
【００２２】
この燃料供給システムにおいては、吸気通路９に配置したスロットル弁４の開度を検出するスロットル開度センサ１１、エアフローセンサ１２、エンジン回転速度センサ１３等からの出力信号が電子制御ユニット１０に入力され、これらの信号がエンジン運転状態を検知するためのデータとして使用されており、点火プラグ一体型インジェクタ３に設けた入力端子３４を介して、電子制御ユニット１０が燃料噴射制御及び点火制御を行っている。
【００２３】
即ち、電子式制御装置である電子制御ユニット１０には、筒内流動強度から燃料噴射可能期間を設定する噴射可能期間設定手段、燃料噴霧に編向を発生させるための筒内流動制御弁と燃料噴射を制御する燃料噴霧編向手段、燃料噴射時間と燃料圧力を設定する燃料噴射設定手段等を備えており、エンジンの燃焼状態を良好に維持する方向で機能している。
【００２４】
尚、点火プラグ一体型インジェクタ３は筒内噴射エンジンであるエンジン２のシリンダヘッドに形成される燃焼室２０の天井側に設けられるものであるが、インジェクタ機構を備えたケーシング中に点火プラグ機構を一体的に設けて全体として略円柱状のコンパクトな形状としているため、極めて配置性に優れたものとなっており多種類のエンジンに対し装着容易で極めて汎用性に優れている。
【００２５】
また、本実施の形態の点火プラグ一体型インジェクタ３は、燃料点火時のくすぶりを回避しつつ電子制御ユニット１０に制御されてエンジンの運転状態に的確に対応した燃料噴射及び点火を行うものであり、様々な状況に対応して良好なエンジン燃焼状態を確保可能としている。
【００２６】
以上、述べたように、点火プラグ一体型インジェクタについて、本発明により燃料噴射口やその周辺にデポジットが付着して燃料噴霧の状態が変化した場合でも、燃料点火時のくすぶりを有効に回避して、エンジン燃焼状態を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の点火プラグ一体型インジェクタの使用状態を示す正面図。
【図２】図１の点火プラグ一体型インジェクタを配設したエンジンの燃料供給システムを示す配置図。
【図３】従来例を示す縦断面部分図。
【符号の説明】
【００２８】
２  エンジン、３  点火プラグ一体型インジェクタ、３１  燃料噴射部、３１ａ  燃料噴射口、３２  点火プラグ、３２ａ  点火電極、３３  取付ボルト部、３４  入力端子、３５  燃料導入部、３６  碍子部、３７  取付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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