(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の固定構造において、燃料噴射弁の固定構造において、クランプ取り付け時の燃料噴射弁の変形を抑制する。【解決手段】シリンダヘッド２と燃料噴射弁１との間に架け渡したクランプ３により燃料噴射弁１を押しつけつつシリンダヘッド２に取り付ける燃料噴射弁１の固定構造であって、クランプ３および燃料噴射弁１の一方に凹部１２、他方に凸部３２が設けられ、燃料噴射弁１をシリンダヘッド２に取り付けるときに凹部１２に凸部３２の少なくとも一部が落ち込んで位置決めされ、燃料噴射弁１に設けられる凹部１２が燃料噴射弁１の中心軸に対して対称に設けられ、且つクランプ３のシリンダヘッド２に接する箇所からクランプ３の燃料噴射弁１に接する箇所までの距離が全て等しくされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドと燃料噴射弁との間に架け渡したクランプにより該燃料噴射弁を押しつけつつシリンダヘッドに取り付ける燃料噴射弁の固定構造であって、
前記クランプおよび前記燃料噴射弁の一方に凹部、他方に凸部が設けられ、燃料噴射弁をシリンダヘッドに取り付けるときに前記凹部に前記凸部の少なくとも一部が落ち込んで位置決めされ、前記燃料噴射弁に設けられる凹部若しくは凸部が該燃料噴射弁の中心軸に対して対称に設けられ、且つ前記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記クランプの前記燃料噴射弁に接する箇所までの距離が全て等しいことを特徴とする燃料噴射弁の固定構造。
【請求項２】
前記クランプの燃料噴射弁に接する箇所とシリンダヘッドに接する箇所とが、燃料噴射弁の中心軸と直交する同一平面に含まれることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁は、気筒内の燃焼圧力により外れないように強い力でシリンダヘッドに押さえつけられている。そして、燃料噴射弁をシリンダヘッドに固定する構造として、燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間に架け渡したクランプを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１１−８２２４２号公報
【特許文献２】特開２００１−６５４２９号公報
【特許文献３】特開２００２−３１００４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、燃料噴射弁をクランプにて押さえつける燃料噴射弁の固定構造では、燃料噴射弁の中心軸と平行でない方向にクランプから力が加わると、燃料噴射弁に対し該燃料噴射弁の中心軸と直交する方向（以下、横方向ともいう。）の分力が生じる。この横方向に加わる力が大きいと燃料噴射弁が変形するおそれがある。そして、燃料噴射弁内で作動する部材では、この変形により他の部材との隙間を確保できなくなるおそれがある。このような部材は作動時の抵抗が大きくなり、その結果燃料噴射量の制御が困難となるおそれがある。また、作動時の抵抗が軽微な場合、噴霧がばらつくために均一な噴霧を期待できなくなる。結果として、正常な燃焼状態でなくなり出力低下、燃費悪化、燃焼温度のアンバランス、および排気ガス成分の悪化等様々な問題を誘発する。
【０００４】
本発明は上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射弁の固定構造において、クランプ取り付け時の燃料噴射弁の変形を抑制する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明による燃料噴射弁の固定構造は、以下のことを特徴とする。すなわち、本発明による燃料噴射弁の固定構造は、
シリンダヘッドと燃料噴射弁との間に架け渡したクランプにより該燃料噴射弁を押しつけつつシリンダヘッドに取り付ける燃料噴射弁の固定構造であって、
前記クランプおよび前記燃料噴射弁の一方に凹部、他方に凸部が設けられ、燃料噴射弁をシリンダヘッドに取り付けるときに前記凹部に前記凸部の少なくとも一部が落ち込んで位置決めされ、前記燃料噴射弁に設けられる凹部若しくは凸部が該燃料噴射弁の中心軸に対して対称に設けられ、且つ前記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記クランプの前記燃料噴射弁に接する箇所までの距離が全て等しいことを特徴とする。
【０００６】
すなわち、燃料噴射弁の取り付け位置が凹部および凸部により決定され、クランプと燃料噴射弁との相対位置が決定されるので、燃料噴射弁にかかる力の方向を予め定めた方向に規制することができる。そして、「前記燃料噴射弁に設けられる凹部若しくは凸部が該燃料噴射弁の中心軸に対して対称に設けられ」且つ「記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記クランプの前記燃料噴射弁に接する箇所までの距離が全て等しい」ことにより、クランプから燃料噴射弁に加わる力を均等に分散させながら該燃料噴射弁を押し付けることができる。そして、燃料噴射弁の中心軸に対して対称の位置において同一の大きさの力が同一方向に加わるため、燃料噴射弁に対して横方向の力が加わることが抑制
される。そのため、燃料噴射弁の変形を抑制することができる。
【０００７】
なお、燃料噴射弁に設けられる凹部若しくは凸部は、１つであっても複数であってもよい。燃料噴射弁に設けられる凹部若しくは凸部が１つの場合に「燃料噴射弁の中心軸に対して対称に設けられる」とは、燃料噴射弁の中心軸上に凹部若しくは凸部が設けられていることを示している。この場合、「前記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記クランプの前記燃料噴射弁に接する箇所までの距離が全て等しい」とは、前記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記クランプの前記燃料噴射弁に接する箇所までの距離が、前記クランプの前記シリンダヘッドに接する箇所から前記燃料噴射弁の中心軸までの距離と等しいことを示している。
【０００８】
また、本発明においては、前記クランプの燃料噴射弁に接する箇所とシリンダヘッドに接する箇所とが、燃料噴射弁の中心軸と直交する同一平面に含まれていてもよい。
【０００９】
このようにすることで、燃料噴射弁の中心軸に対して対称の位置において同一の大きさの力が該燃料噴射弁の中心軸と平行な方向に加わる。そのため、燃料噴射弁に対して横方向の力が加わることがさらに抑制されるので、燃料噴射弁の変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る燃料噴射弁の固定構造によれば、クランプ取り付け時に燃料噴射弁に横方向の力が加わることを抑制することができるので、該燃料噴射弁の変形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】
【００１１】
本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係る燃料噴射弁１の固定構造を示した図である。図１（Ａ）は前面視であり、図１（Ｂ）は側面視である。また、図２は、本実施例に係る燃料噴射弁１の概略構成を示す図である。図２（Ａ）は前面視であり、図２（Ｂ）は側面視である。
【００１３】
燃料噴射弁１は、内燃機関のシリンダヘッド２に開けられた貫通孔２１に先端部分を挿入して取り付けられている。燃料噴射弁１は、クランプ３によりシリンダヘッド２へ押し付けられている。クランプ３は、燃料噴射弁１とシリンダヘッド２に固定されている母材４との間に架け渡されている。クランプ３の途中には貫通孔３４が開けられており、ボルト５が貫通している。このボルト５は母材４に設けられた雌ねじと螺合する。ボルト５とクランプ３との間には、半球面状の球面皿６が備わる。そして、球面皿６が接するクランプ３の一部は、該球面皿６の形状に合わせて半球面状に形成されている。
【００１４】
クランプ３は、母材４と燃料噴射弁１の肩部１１とに接している。肩部１１は、燃料噴射弁１の中心軸と直交し且つクランプ３側を向いている面からなる。母材４側のクランプ３には、半球面状に母材４側へ向けて突出する母材側凸部３１が１つ設けられている。また、燃料噴射弁１側のクランプ３は２つに分岐して腕部３３が形成されている。この腕部３３には、半球面状に燃料噴射弁１側へ向けて突出する燃料噴射弁側凸部３２が夫々設けられている。
【００１５】
母材４には、母材側凸部３１の少なくとも一部が落ち込む母材側凹部４１が設けられている。また、燃料噴射弁１の肩部１１には、燃料噴射弁側凸部３２の少なくとも一部が落ち込む燃料噴射弁側凹部１２が設けられている。これら凹部は、図２（Ａ）の前面視で頂
点が下を向く二等辺三角形の断面となる三角柱状に削られている。なお、これら凹部の形状は、他の形状とすることもできる。例えば、図２（Ａ）の前面視で断面が半円となる半球、断面が半円となる円柱、または断面が長方形となる四角柱であってもよく、さらに、頂点が下を向く円錐、三角錐、または四角錐であってもよい。
【００１６】
そして、２つの燃料噴射弁側凸部３２および燃料噴射弁側凹部１２は、燃料噴射弁１の中心軸、ボルト５の中心軸、母材側凸部３１、および母材側凹部４１の全てを含む平面に対して対称の位置で、且つ燃料噴射弁の中心軸を含む同一平面上に存在している。すなわち、２つの燃料噴射弁側凸部３２は燃料噴射弁１の中心軸に対して対称で、且つ母材側凸部３１から２つの燃料噴射弁側凸部３２までの夫々の距離が等しくなっている。
【００１７】
そして、母材側凸部３１が母材４と接触する箇所と、燃料噴射弁側凸部３２が燃料噴射弁１と接触する箇所と、はボルト５の締め付けが完了したときに燃料噴射弁１の中心軸と直交する同一平面上に位置している。
【００１８】
このように構成された燃料噴射弁１の固定構造では、ボルト５を締め付けると、クランプ３に対して球面皿６がずれることにより、ボルト５とクランプ３との相対位置が調整される。そして、ボルト５によりクランプ３が押し付けられるに従い、燃料噴射弁側凸部３２は母材側凸部３１と母材４とが接している箇所を支点として円弧を描いて移動する。この燃料噴射弁側凸部３２の動きにより、燃料噴射弁１が押し付けられる。このときに燃料噴射弁側凸部３２が燃料噴射弁１を押し付ける力は、該燃料噴射弁１の中心軸と平行な方向に向く。しかも、２つの燃料噴射弁側凸部３２は、燃料噴射弁１の中心軸に対して対称な位置で燃料噴射弁１の中心軸と平行方向に押さえ付けているので、燃料噴射弁１には、該中心軸方向の力が加わることになる。
【００１９】
ここで、図３は、仮に母材側凸部３１と２つの燃料噴射弁側凸部３２とを含む面１０１が燃料噴射弁１の中心軸１００と直交していないとした場合に該燃料噴射弁１に加わる力の方向を示した図である。クランプ３は、母材側凸部３１を支点として円弧１０２を描きつつ移動する。そして、燃料噴射弁側凸部３２では、円周方向の分力１０３が生じる。この円周方向の分力１０３は、燃料噴射弁１の中心軸１００と平行にはならないため、燃料噴射弁１に対して横方向の力が加わることになる。
【００２０】
また、図４は、仮に燃料噴射弁１がシリンダヘッド２の貫通孔２１の中心軸１００Ａに対して角度１００Ｂを持って斜めに取り付けられた場合に該燃料噴射弁１に加わる力の方向を示した図である。この場合、２つの燃料噴射弁側凸部３２と燃料噴射弁１の中心軸１００とが同一平面上に存在していない。燃料噴射弁側凸部３２では、燃料噴射弁１に対して、貫通孔２１の中心軸１００Ａと平行方向に力が加えられる。しかし、この力の方向は、燃料噴射弁１の中心線１００に対して角度を持っているため、燃料噴射弁１に対しては、中心軸１００方向の分力、および該中心軸１００と直交する分力１０４が生じる。
【００２１】
図３および図４に示した状態では、燃料噴射弁１に対して該燃料噴射弁１の中心軸１００と直交する方向に力が加わり、さらに燃料噴射弁１の先端部分はシリンダヘッド２に挿入されているために反力が生じるので、燃料噴射弁１が変形するおそれがある。
【００２２】
ここで、図５は、燃料噴射弁１が変形したときの該燃料噴射弁１を構成する部材の状態を示した図である。図５では、変形の状態が明らかとなるように、変形の度合いを誇張して示している。
【００２３】
燃料噴射弁１は、燃料噴射孔を塞ぐニードル１３および該ニードル１３を進退させる連接棒１４を備えて構成されている。ここで、ニードル１３および連接棒１４は、燃料噴射
時に進退可能なように燃料噴射弁１の内壁と例えば３μｍの隙間が確保されている。しかし、燃料噴射弁１を変形させる力が加わったとしても、ニードル１３および連接棒１４にはその力が加わらないので、該ニードル１３および連接棒１４は変形しない。すなわち、燃料噴射弁１の内壁は変形するが、ニードル１３等は変形しないため、前記隙間が小さくなる。これにより、ニードル１３等が進退するために必要となる隙間が確保できなくなる。そして、ニードル１３等が燃料噴射弁１の内壁に接触すると、ニードル１３等の作動時の抵抗が大きくなるため、作動速度が遅くなったり、ニードル１３等が作動しなくなったりするので、燃料噴射量の制御が困難となる。
【００２４】
一方、本実施例においては、２つの燃料噴射弁側凸部３２の少なくとも一部が、燃料噴射弁側凹部１２に落ち込むことにより、該２つの燃料噴射弁側凸部３２が燃料噴射弁１の中心軸とボルト５の中心軸とを含む平面に対して対称の位置となるように位置決めされる。さらに、２つの燃料噴射弁側凸部３２は、燃料噴射弁の中心軸に対して対称となる位置に存在するように位置決めされる。
【００２５】
これにより、燃料噴射弁１がシリンダヘッド２の貫通孔２１に対して斜めに挿入されたとしても、ボルト５を締め付けることにより燃料噴射弁側凸部３２が燃料噴射弁側凹部１２に落ち込むに従い該燃料噴射弁１がシリンダヘッド２の貫通孔２１に対して平行となる。すなわち、母材側凹部４１と燃料噴射弁側凹部１２との距離が予め定めた値となる。これにより、燃料噴射弁１に対して横方向の力が加わることが抑制される。
【００２６】
また、本実施例では、母材側凸部３１が母材４と接触する箇所と、燃料噴射弁側凸部３２が燃料噴射弁１と接触する箇所と、はボルト５の締め付けが完了したときに燃料噴射弁１の中心軸と直交する同一平面上に位置している。これによっても、燃料噴射弁１の横方向に力が加わるのを抑制することができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施例によれば、燃料噴射弁１の固定時に該燃料噴射弁１の中心軸の方向に力を加えることができるので、燃料噴射弁１の変形を抑制することができる。そのため、燃料噴射量の制御をより精度良く行うことが可能となる。
【００２８】
なお、燃料噴射弁１の肩部１１に設けられる凹部は、加工の簡略化のために、２つの燃料噴射弁側凹部１２を同時に形成することができるように２つの燃料噴射弁側凹部１２を繋げた長い溝を形成してもよい。
【００２９】
ここで、図６は、三角柱状の長い溝１５を肩部１１に形成したときの断面図である。肩部１１に溝１５を形成した後に燃料噴射弁１を組み立てている。溝１５の両端部において燃料噴射弁側凸部３２が落ち込んでいるため、溝１５の軸方向に燃料噴射弁側凸部３２が移動することが抑制される。このように、三角柱状の長い溝１５を形成することによってもクランプ３の位置決めが可能となる。同様に、前述の燃料噴射弁側凹部１２の他の形状を２つ繋げて溝を形成してもよい。
【００３０】
さらに、ボルト５とクランプ３との間にスプリングを入れてボルト５を締め付ける力がクランプ３に均等に加わるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例に係る燃料噴射弁の固定構造を示した図である。図１（Ａ）は前面視であり、図１（Ｂ）は側面視である。
【図２】実施例に係る燃料噴射弁の概略構成を示す図である。図２（Ａ）は前面視であり、図２（Ｂ）は側面視である。
【図３】仮に母材側凸面と２つの燃料噴射弁側凸面とを含む面が燃料噴射弁の中心軸と直交していないとした場合に該燃料噴射弁に加わる力の方向を示した図である。
【図４】仮に燃料噴射弁がシリンダヘッドの貫通孔の中心軸に対して斜めに取り付けられた場合に該燃料噴射弁に加わる力の方向を示した図である。
【図５】燃料噴射弁が変形したときの該燃料噴射弁を構成する部材の状態を示した図である。
【図６】三角柱状の長い溝を肩部に形成したときの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１     燃料噴射弁
２     シリンダヘッド
３     クランプ
４     母材
５     ボルト
６     球面皿
１１   肩部
１２   燃料噴射弁側凹部
１３   ニードル
１４   連接棒
１５   溝
２１   貫通孔
３１   母材側凸面
３２   燃料噴射弁側凸面
３３   腕部
３４   貫通孔
４１   母材側凹部
【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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【図６】
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