(57)【要約】【課題】本発明は燃料噴射ノズルの冷却構造に関し、ノズル部のより確実な冷却を図った噴射ノズルの冷却構造を提供することを目的とする。【解決手段】シリンダヘッドの貫通孔に挿着した燃料噴射ノズルの先端のノズル部を冷却する燃料噴射ノズルの冷却構造であって、上記貫通孔の上記ノズル部に対応する位置に、燃料噴射ノズルの挿入方向へ順次縮径するテーパ部を設け、当該テーパ部に、その形状に沿ってテーパ部が成形された伝熱部材を密接させて装着すると共に、当該伝熱部材に形成された挿通孔に燃料噴射ノズルのノズル部を密接させて挿着し、前記シリンダヘッドに、上記テーパ部に連通する冷媒室と、当該冷媒室に冷媒を導く冷媒通路を設けたことを特徴とする燃料噴射ノズルの冷却構造。【選択図】　　　図１
2004116386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの貫通孔に挿着した燃料噴射ノズルの先端のノズル部を冷却する燃料噴射ノズルの冷却構造であって、
上記貫通孔の上記ノズル部に対応する位置に、燃料噴射ノズルの挿入方向へ順次縮径するテーパ部を設け、
当該テーパ部に、その形状に沿ってテーパ部が成形された伝熱部材を密接させて装着すると共に、当該伝熱部材に形成された挿通孔に燃料噴射ノズルのノズル部を密接させて挿着し、
前記シリンダヘッドに、上記テーパ部に連通する冷媒室と、当該冷媒室に冷媒を導く冷媒通路を設けたことを特徴とする燃料噴射ノズルの冷却構造。
【請求項２】
貫通孔に、挿入先端側内外周が貫通孔のテーパ部及び伝熱部材の外形形状に沿ってテーパ状に形成された筒状の伝熱筒体を挿入，密着し、
当該伝熱筒体に、伝熱部材を介して燃料噴射ノズルのノズル部を挿入，密着したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ノズルの冷却構造。
【請求項３】
冷媒は、冷却水であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料噴射ノズルの冷却構造。
【請求項４】
冷媒は、オイルであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料噴射ノズルの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドに装着される燃料噴射ノズル（以下、「噴射ノズル」という）の先端部に位置するノズル部を冷却する噴射ノズルの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンエンジンの一つとして、軽油等の液体燃料を噴射ノズルからシリンダ室内に噴射して圧縮着火させ、これを着火源として、吸気管からシリンダ室内に吸入された都市ガス等のガス燃料を燃焼させるデュアルフューエルエンジンが開発されている。
【０００３】
しかし、このデュアルフューエルエンジンは、発生熱量に対し噴射ノズルから噴射される液体燃料の流量が少ないため、液体燃料によって噴射ノズルのノズル部を十分に冷却することが難しく、ノズル部の過熱によってノズルスティックや噴霧不良が発生してしまう虞があった。
そこで、本出願人は先に、斯かる噴射ノズルのノズル部を冷却する冷却構造を開示した（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００１−２２１１２３号公報（第２頁−第５頁、図１）
この冷却構造は、図６に示すようにシリンダヘッド１に設けた貫通孔３に、先端にノズル部５を有する噴射ノズル７を挿着するに当たり、貫通孔３のノズル部５の位置に、銅，アルミニウム等の伝熱性の良い材料からなる伝熱部材９を装着して、当該伝熱部材９の中央部に設けた貫通孔１１にノズル部５を挿着したものである。
【０００５】
而して、この冷却構造１３によれば、ノズル部５からの熱が伝熱部材９を介してシリンダヘッド１に伝達されて、ノズル部５の冷却が図れることとなる。
また、図示しないが上記公報には、他の冷却構造として、貫通孔のノズル部の位置に水室やオイル室を形成する室部材を装着し、当該水室やオイル室に冷却水やオイルを導く通路を形成したものが開示されており、この冷却構造によれば、通路から水室やオイル室に導かれた冷媒によってノズル部の冷却が図れることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、図６の冷却構造１３にあっては、噴射ノズル７の組付け後のノズル部５と伝熱部材９の密着性が必ずしも十分ではなく、また、後者の従来例にあっても、同様に組付け後のノズル部と室部材との密着性が必ずしも十分ではないため、ノズル部の冷却効果が十分に得られず、ノズル部の過熱によりノズルスティックや噴霧不良が依然として発生してしまう虞が指摘されていた。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、上述の如き冷却構造に改良を加え、ノズル部のより確実な冷却を図った噴射ノズルの冷却構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、シリンダヘッドの貫通孔に挿着した噴射ノズルの先端のノズル部を冷却する噴射ノズルの冷却構造であって、上記貫通孔の上記ノズル部に対応する位置に、噴射ノズルの挿入方向へ順次縮径するテーパ部を設け、当該テーパ部に、その形状に沿ってテーパ部が成形された伝熱部材を密接させて装着すると共に、当該伝熱部材に形成された挿通孔に噴射ノズルのノズル部を密接させて挿着し、前記シリンダヘッドに、上記テーパ部に連通する冷媒室と、当該冷媒室に冷媒を導く冷媒通路を設けたことを特徴とする。
【０００９】
而して、斯かる構成によれば、貫通孔のテーパ部に伝熱部材のテーパ部を当接させて当該貫通孔内に伝熱部材を装着した後、伝熱部材の挿通孔に噴射ノズルのノズル部を挿入し乍ら、従来の如く噴射ノズルをシリンダヘッドに締付け，固定すれば、噴射ノズルの締付けに従い、当該噴射ノズルが伝熱部材を下方へ押圧し、各テーパ部のテーパ作用で伝熱部材がノズル部の外周と貫通孔のテーパ部に確実に密接する。
【００１０】
このため、噴射ノズルのノズル部からの熱が伝熱部材に確実に伝達され、そして、伝熱部材は、冷媒通路を介して冷媒室に導入された冷媒で冷却されることとなる。
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の噴射ノズルの冷却構造に於て、貫通孔に、挿入先端側内外周が貫通孔のテーパ部及び伝熱部材の外形形状に沿ってテーパ状に形成された筒状の伝熱筒体を挿入，密着し、当該伝熱筒体に、伝熱部材を介して噴射ノズルのノズル部を挿入，密着したことを特徴とする。
【００１１】
斯かる構成によれば、貫通孔のテーパ部に伝熱筒体のテーパ部を当接させて、当該貫通孔内に伝熱筒体を挿入，密着し、そして、伝熱筒体のテーパ部に伝熱部材のテーパ部を当接させて、当該伝熱部材を伝熱筒体内に装着した後、伝熱部材の挿通孔に噴射ノズルのノズル部を挿入し乍ら、従来の如く噴射ノズルをシリンダヘッドに締付け，固定すれば、噴射ノズルの締付けに従い、当該噴射ノズルが伝熱部材を下方へ押圧し、各テーパ部のテーパ作用で伝熱部材がノズル部の外周と伝熱筒体のテーパ部に確実に密接すると共に、伝熱筒体が貫通孔のテーパ部に確実に密接する。
【００１２】
このため、噴射ノズルのノズル部からの熱が、伝熱部材を介して伝熱筒体に確実に伝達され、そして、伝熱筒体は、冷媒通路を介して冷媒室に導入された冷媒で冷却されることとなる。
そして、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の噴射ノズルの冷却構造に於て、冷媒が冷却水であることを特徴とし、請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２記載の噴射ノズルの冷却構造に於て、冷媒がオイルであることを特徴とする。
【００１３】
而して、請求項３に係る発明によれば、ノズル部から伝熱された伝熱部材や伝熱筒体を冷却水が冷却し、請求項４に係る発明によれば、ノズル部から伝熱された伝熱部材や伝熱筒体をオイルが冷却する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１乃至図３は請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る噴射ノズルの冷却構造を示し、図１に於て、１５はデュアルフューエルエンジンのシリンダヘッドで、図６に示す従来例と同様、当該シリンダヘッド１５には各気筒毎に貫通孔１７が所定の傾斜角で形成され、当該貫通孔１７に噴射ノズル１９が挿着されている。
而して、噴射ノズル１９は、従来と同様、大径なノズル本体２１とその先端に形成された小径なノズル部２３とからなり、ノズル本体２１とノズル部２３との間に段差部２５が設けられている。そして、ノズル部２３に図示しないニードル弁が配置されている。
【００１６】
一方、図１に示すように貫通孔１７は、上記ノズル本体２１とノズル部２３の基部に対応する大径なノズル本体挿着孔２７と、ノズル部２３の基部側からその先端に対応するノズル孔２９とからなり、当該ノズル孔２９は、更に噴射ノズル１９の挿入方向へ順次縮径するテーパ部３１と、これに連設された小径な円形のノズル部挿着部３３とで構成され、当該ノズル部挿着部３３にノズル部２３の先端が配置されている。
【００１７】
そして、上述の如き構造からなる貫通孔１７内に、略均一な肉厚で成形された銅製のカッパーチューブ（伝熱筒体）３５が挿入，密着されている。
図示するようにカッパーチューブ３５は、その後端側がスリーブ３７を介してシリンダヘッド１５に固定され、そして、貫通孔１７との間のシール性を確保するＯ−リング３９が、カッパーチューブ３５の後端側外周に環装されている。
【００１８】
そして、図２に示すようにカッパーチューブ３５の挿入先端側は、既述したテーパ部３１及び後述するテーパガスケット（伝熱部材）４１の形状に沿ったテーパ部４３と、これに延設された小径な筒状部４５が設けられており、当該テーパ部４３は貫通孔１７のテーパ部３１に密接し、筒状部４５は上記ノズル部挿着部３３に密接している。そして、カッパーチューブ３５の先端側内部に、テーパ部４３とノズル部２３に密接してテーパガスケット４１が装着されている。
【００１９】
テーパガスケット４１は、銅，アルミニウム等の伝熱性の良好な比較的柔らかな金属からなり、その先端側外周は、既述したテーパ部４３に沿ったテーパ部４６が成形され、そして、カッパーチューブ３５の内周に当接可能に成形された後端側の端面は、既述した段部２５に当接している。
また、図示するようにテーパガスケット４１の中央には、円形状の挿通孔４７が形成されており、当該挿通孔４７にノズル部２３が挿入，密着されている。
【００２０】
而して、シリンダヘッド１５に対する噴射ノズル１９の取付けは、カッパーチューブ３５のテーパ部４３をノズル孔２９のテーパ部３１に密接させて、当該カッパーチューブ３５をスリーブ３７を介して貫通孔１７内に挿着した後、図２の如くテーパ部４６を上記テーパ部４３に当接させてカッパーチューブ３５内にテーパガスケット４１を装着し、そして、当該テーパガスケット４１の挿通孔４７にノズル部２３を挿入し乍ら、従来と同様、噴射ノズル１９をシリンダヘッド１５に締付け，固定すればよい。
【００２１】
而して、噴射ノズル１９の締付けに従い、当該噴射ノズル１９が、その段部２５に当接するテーパガスケット４１を下方へ押圧するため、各テーパ部３１，４３，４６のテーパ作用でテーパガスケット４１がノズル部２３の外周とカッパーチューブ３５のテーパ部４３に確実に密接すると共に、カッパーチューブ３５が貫通孔１７のテーパ部３１に確実に密接することとなる。
【００２２】
また、図１に於て、５１は上記テーパ部３１に連通してシリンダヘッド１５に形成された水室で、当該水室５１はウォータージャケット５３に開口している。
そして、既述したように貫通孔１７内にカッパーチューブ３５を挿着すると、図示するようにテーパガスケット４１が装着されるカッパーチューブ３５の挿入先端側外周を囲んで水室５１が配置されるようになっている。
【００２３】
そして、シリンダヘッド１５に、水室５１に冷却水を導く冷却水通路５４が形成されている。
即ち、図３に示すようにシリンダヘッド１５のロアーデッキには、図示しないシリンダブロックに連通する水孔５５が形成されており、この水孔５５を水平方向に貫通して第１のドリル孔５７が形成されている。尚、当該ドリル孔５７の開口部はプラグ５９で封止されている。
【００２４】
そして、上記ドリル孔５７に対して垂直方向に第２のドリル孔６１が形成されており、図１に示すように当該ドリル孔６１は水室５１に連通し、また、図３に示すようにドリル孔６１の開口部はプラグ６３で封止されている。
本実施形態はこのように構成されているから、既述したようにスリーブ３７を介してカッパーチューブ３５を貫通孔１７に挿入，密着させた後、カッパーチューブ３５内にテーパガスケット４１を装着し、そして、テーパガスケット４１の挿通孔４７にノズル部２３を挿入し乍ら、噴射ノズル１９をシリンダヘッド１５に締付け，固定すれば、噴射ノズル１９の締付けに従い、当該噴射ノズル１９が、その段部２５に当接するテーパガスケット４１を下方へ押圧するため、各テーパ部３１，４３，４６のテーパ作用でテーパガスケット４１がノズル部２３の外周とカッパーチューブ３５のテーパ部４３に確実に密接すると共に、カッパーチューブ３５が貫通孔１７のテーパ部３１に確実に密接することとなる。
【００２５】
このため、噴射ノズル１９のノズル部２３からの熱が、テーパガスケット４１を介してカッパーチューブ３５に確実に伝達され、そして、カッパーチューブ３５は、シリンダブロックから冷却水通路５４を介して水室５１に導入された冷却水で冷却され、熱交換を終えた冷却水は、ウォータージャケット５３を経てラジエータに流出する。
【００２６】
そして、カッパーチューブ３５の後端側外周に環装したＯ−リング３９が、貫通孔１７とカッパーチューブ３５との間をシールして、冷却水洩れを防止する。
このように本実施形態は、シリンダヘッド１５への噴射ノズル１９の締付力と、貫通孔１７，カッパーチューブ３５，テーパガスケット４１の各テーパ部３１，４３，４６のテーパ作用を利用して、テーパガスケット４１とノズル部２３，シリンダヘッド１５及びカッパーチューブ３５の確実な密接を図ると共に、当該カッパーチューブ３５，テーパガスケット４１を介して噴射ノズル１９のノズル部２３を積極的に冷却水で冷却するように構成したので、図６に示す冷却構造１３に比し、ノズル部２３の確実な冷却効果が得られ、この結果、ノズルスティックや噴霧不良を確実に防止することができることとなった。
【００２７】
図４及び図５は請求項１，請求項２及び請求項４の一実施形態に係る冷却構造を示し、本実施形態は、噴射ノズルのノズル部を冷却する冷媒としてオイルを用いたものである。
以下、本実施形態を図面に基づいて説明するが、上記実施形態と同一のものは同一符号を付してそれらの構造説明は省略する。
【００２８】
図４に於て、６５は貫通孔１７のテーパ部３１に連通してシリンダヘッド１５に形成されたオイル室で、当該オイル室６５はシリンダヘッド１５の頂面６７に形成されたオイルギャラリ６９に連通路７０を介して連通しており、斯様にシリンダヘッド１５の頂面６７のオイルギャラリ６９に連通するため、図示するようにオイル室６５は、図１の水室５１に比し貫通孔１７の上方まで延設されている。
【００２９】
そして、貫通孔１７内にカッパーチューブ３５を挿着すると、図示するように当該カッパーチューブ３５の外周を囲んでオイル室６５が配置されるが、本実施形態では、オイル室６５が貫通孔１７の上方まで形成されているのに対応して、カッパーチューブ３５の後端側が貫通孔１７の上方まで延設されてスリーブ１７でシリンダヘッド１５に固定され、そして、その外周に環装したＯ−リング３９でオイル室６５からのオイル洩れを防止している。
【００３０】
而して、本実施形態では、シリンダヘッド１５に、オイル室６５にオイルを導くオイル通路７１が設けられている。
即ち、図５に示すようにシリンダヘッド１５には、図の水平方向に第１のドリル孔７２が形成されている。そして、当該ドリル孔７２の開口部には継手７３が装着されており、当該継手７３にオイルポンプからの配管７５が接続されている。そして、ドリル孔７２に対して垂直方向に第２のドリル孔７７が形成されており、図４に示すように当該ドリル孔７７はオイル室６５に連通し、図５に示すようにドリル孔６１の開口部はプラグ７９で封止されている。
【００３１】
本実施形態はこのように構成されているから、図１の実施形態と同様、スリーブ３７を介してカッパーチューブ３５を貫通孔１７に挿入，密着させた後、カッパーチューブ３５内にテーパガスケット４１を装着し、そして、テーパガスケット４１の挿通孔４７にノズル部２３を挿入し乍ら、噴射ノズル１９をシリンダヘッド１５に締付け，固定すれば、噴射ノズル１９の締付けに従い、当該噴射ノズル１９が、その段部２５に当接するテーパガスケット４１を下方へ押圧するため、各テーパ部３１，４３，４６のテーパ作用でテーパガスケット４１がノズル部２３の外周とカッパーチューブ３５のテーパ部４３に確実に密接すると共に、カッパーチューブ３５が貫通孔１７のテーパ部３１に確実に密接する。
【００３２】
このため、噴射ノズル１９のノズル部２３からの熱が、テーパガスケット４１を介してカッパーチューブ３５に確実に伝達され、そして、カッパーチューブ３５は、オイルポンプから配管７５，オイル通路７１を介してオイル室６５に導入されたオイル（冷却油）で冷却され、熱交換を終えたオイルはオイルギャラリ６９を経てオイルタンクに流出する。
【００３３】
そして、カッパーチューブ３５の後端側外周に環装したＯ−リング３９が、貫通孔１７とカッパーチューブ３５との間をシールして、オイル洩れを防止する。
従って、本実施形態によっても、図６に示す冷却構造１３に比し、ノズル部２３の確実な冷却効果が得られ、この結果、ノズルスティックや噴霧不良を確実に防止することができる利点を有する。
【００３４】
尚、上記各実施形態では銅製のカッパーチューブ３５を用いたが、伝熱性に優れたものであるならば、この筒状の伝熱筒体の材料は銅に限定されるものではなく、また、図示しないが上記カッパーチューブ３５を省略し、貫通孔１７のテーパ部３１にテーパガスケット４１を密着させて、当該テーパガスケット４１を直接水室５１やオイル室６５に臨ませてもよい。
【００３５】
而して、斯かる請求項１及び請求項３または請求項１及び請求項４に係る実施形態によっても、既述した各実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る発明によれば、シリンダヘッドへの噴射ノズルの締付力と、貫通孔，伝熱部材の各テーパ部のテーパ作用とを利用して、伝熱部材とシリンダヘッド，噴射ノズルのノズル部間の確実な密接を図ると共に、当該伝熱部材を介してノズル部を積極的に冷媒で冷却するように構成したので、従来に比しノズル部の確実な冷却効果が得られ、この結果、噴射ノズルのノズルスティックや噴霧不良を確実に防止することができることとなった。
【００３７】
そして、請求項２に係る発明によれば、シリンダヘッドへの噴射ノズルの締付力と、貫通孔，伝熱部材及び伝熱筒体の各テーパ部のテーパ作用とを利用して、伝熱部材とシリンダヘッド，伝熱筒体，噴射ノズルのノズル部間の確実な密接を図ると共に、当該伝熱筒体と伝熱部材を介してノズル部を積極的に冷媒で冷却するように構成したので、従来に比しノズル部の確実な冷却効果が得られ、噴射ノズルのノズルスティックや噴霧不良を確実に防止することができる利点を有する。
【００３８】
同様に、請求項３及び請求項４に係る発明によっても、伝熱筒体や伝熱部材を介して噴射ノズルのノズル部を積極的に冷却水やオイルで冷却するため、従来に比しノズル部の確実な冷却効果が得られ、噴射ノズルのノズルスティックや噴霧不良を確実に防止することができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る冷却構造の断面図である。
【図２】図１に示す冷却構造の要部拡大断面図である。
【図３】シリンダヘッドの底面図である。
【図４】請求項１，請求項２及び請求項４の一実施形態に係る冷却構造の断面図である。
【図５】シリンダヘッドの底面図である。
【図６】従来の噴射ノズルの冷却構造の断面図である。
【符号の説明】
１５　シリンダヘッド
１７　貫通孔
１９　噴射ノズル
２１　ノズル本体
２３　ノズル部
２７　ノズル本体挿着孔
２９　ノズル孔
３１，４３　テーパ部
３３　ノズル部挿着部
３５　カッパーチューブ
４１　テーパガスケット
４５　筒状部
４７　挿通孔
５１　水室
５４　冷却水通路
６５　オイル室
７１　オイル通路
【図１】
2004116386.tif 000003
【図２】
2004116386.tif 000004
【図３】
2004116386.tif 000005
【図４】
2004116386.tif 000006
【図５】
2004116386.tif 000007
【図６】
2004116386.tif 000008