(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドにガスケットを介して装着される燃料噴射弁の取付構造であって、
小径筒状の先端部が上記燃料噴射弁の先端ノズル部を間隔をへだてて囲繞するとともに、大径筒状の基端部が上記燃料噴射弁の本体ボディ部の外周に固着された噴射弁取付部材と、上記燃料噴射弁の先端ノズル部最先端近傍の外周に形成された円周溝の内部に嵌装されて、上記噴射弁取付部材の小径筒状の先端部内周との間に嵌装された第１のシール部材とを備え、
上記噴射弁取付部材と上記第１のシール部材との間に形成される空気層内に第２のシール部材を備え、
上記シリンダヘッドに設けられた噴射弁装着孔に、上記噴射弁取付部材の小径筒状の先端部の外側に形成したおねじ部が螺着されるようにしたことを特徴とする燃料噴射弁の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような燃料噴射弁の取付構造として、特開平１０−３１８０９３号公報や特開２０００−９０００号公報に開示されたものがある。
【０００３】
図５は従来の気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。この図において、01はシリンダヘッド、02は燃焼室であり、03は上記シリンダヘッド01に穿設された噴射弁装着孔、04はその噴射弁装着孔03に装着された燃料噴射弁である。
【０００４】
上記燃料噴射弁04は大径の本体ボディ部05と小径の先端ノズル部06を有し、その先端ノズル部06には燃料噴射孔が設けられている。また噴射弁装着孔03の方も、上記燃料噴射弁04に対応して大径部03ａと小径部03ｂより成るが、小径部03ｂの径は先端ノズル部06の径よりも大きい。
【０００５】
上記燃料噴射弁04は、噴射弁装着孔03の小径部03ｂに先端ノズル部06がシリンダヘッド01と隙間をへだてて挿入され、本体ボディ部05の下面を噴射弁装着孔03の大径部03ａと小径部03ｂとの段差部に当接して固定される。その際、燃料噴射弁04の先端ノズル部06の最先端付近の外周に円周溝06ｂを設けて樹脂製のシールリング09を嵌装し、シリンダヘッド01の噴射弁装着孔小径部03ｂに所定の締め代をもって取付けることにより、燃焼ガスが燃焼室02から漏出するのをシールする。
【０００６】
【解決しようとする課題】
図５に示された従来の燃料噴射弁04取付構造では、燃料噴射弁04の先端ノズル部06が燃焼ガスに曝される面積を最小限にして、燃料噴射孔部の温度を低く抑えることはできるが、シリンダヘッド01の噴射弁装着孔小径部03ｂの内面の面粗度等を厳しく管理する必要があるので、コスト高となる。また、市場におけるメンテナンスの際、燃料噴射弁04着脱時にシール面に異物が混入して傷が生じ、樹脂製シールリング09のシール保証が困難であるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段および効果】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドにガスケットを介して装着される燃料噴射弁の取付構造であって、小径筒状の先端部が上記燃料噴射弁の先端ノズル部を間隔をへだてて囲繞するとともに、大径筒状の基端部が上記燃料噴射弁の本体ボディ部の外周に固着された噴射弁取付部材と、上記燃料噴射弁の先端ノズル部最先端近傍の外周に形成された円周溝の内部に嵌装されて、上記噴射弁取付部材の小径筒状の先端部内周との間に嵌装された第１のシール部材とを備え、上記噴射弁取付部材と上記第１のシール部材との間に形成される空気層内に第２のシール部材を備え、上記シリンダヘッドに設けられた噴射弁装着孔に、上記噴射弁取付部材の小径筒状の先端部の外側に形成したおねじ部が螺着されるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明は上記のとおり構成され、燃料噴射弁の本体ボディ部に基端部が固着された噴射弁取付部材の先端部が、シリンダヘッドに設けられた噴射弁装着孔に螺着されるので、燃料噴射弁がシリンダヘッドに強固に固定されるばかりでなく、シリンダヘッドと噴射弁取付部材との間の気密性もこの螺旋部により確保される。また、燃料噴射弁の先端ノズル部外周と噴射弁取付部材の先端部内周との間の空気層内に第１のシール部材が嵌装されるので、燃料噴射弁と噴射弁取付部材との間の気密性も確保される。
【０００９】
さらに本発明では、上記第１のシール部材が燃料噴射弁の先端ノズル部最先端近傍と噴射弁取付部材の先端部との間に嵌装されるので、燃料噴射弁の先端ノズル部が高温の燃焼ガスに曝される面積が最小限に抑えられ、かつ噴射弁取付部材および噴射弁取付部材と第１のシール部材との間に形成される空気層によって、シリンダヘッドから燃料噴射弁の先端ノズル部への熱伝達を低減させることができ、燃料噴射弁の先端ノズル部の温度上昇が抑制されて、燃料噴射孔のカーボン付着やそれによる流量低下が防止される。
【００１０】
また、燃料噴射弁の本体ボディ部に固着された噴射弁取付部材の先端部が燃料噴射弁の先端ノズル部を間隔をへだてて囲繞し、その間に第１のシール部材が嵌装されるので、燃料噴射弁の保管、運搬、あるいはシリンダヘッドへの着脱に際して、燃料噴射弁の先端ノズル部は常に噴射弁取付部材によって保護されており、締付け等による外力や万一の衝撃力が加わっても、それらの力はシール部材によって吸収され、極めて高い精度が要求される先端ノズル部の燃料噴射孔近傍に直接作用する恐れはなく、したがって歪発生による燃料噴射の悪化を招くこともない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。この図において、１はシリンダヘッド、２は燃焼室であり、３は上記シリンダヘッド１に穿設された噴射弁装着孔、４はその噴射弁装着孔３に装着された燃料噴射弁である。
【００１２】
燃料噴射弁４は大径の本体ボディ部５と小径の先端ノズル部６を有し、その先端ノズル部６には燃料噴射孔６ａが設けられている。そして本体ボディ部５にフランジ７が形成されている。また噴射弁装着孔３の方も、上記燃料噴射弁４に対応して、大径部３ａと小径部３ｂより成る。
【００１３】
燃料噴射弁４とシリンダヘッド１との間に噴射弁取付部材８が介装される。この噴射弁取付部材８は大径の基端部８ａの上端が上記燃料噴射弁４の本体ボディ部５に全周溶接（符号11）されるとともに、小径筒状の先端部８ｂが上記先端ノズル部６を間隔をへだてて囲繞している。そして先端ノズル部６の最先端近傍の外周に円周溝６ｂが設けられ、この円周溝６ｂに樹脂製のシール部材９が嵌装されて、上記噴射弁取付部材８の先端部８ｂ内周との間を密封している。
【００１４】
上記噴射弁取付部材８の筒状先端部８ｂの外側面にはおねじ８ｃが形成されており、噴射弁装着孔３の小径部３ｂ内面に形成されためねじ３ｃに、ガスケット10を介装して、ねじ込まれている。こうして燃料噴射弁４がシリンダヘッド１に装着・固定される。
【００１５】
このように、燃料噴射弁４の本体ボディ部５に溶接により固着された噴射弁取付部材８の先端部８ｂがシリンダヘッド１の噴射弁装着孔３小径部３ｂに螺着されるので、燃料噴射弁４がシリンダヘッド１に強固に固定されるばかりでなく、シリンダヘッド１と噴射弁取付部材８との間の気密性もこの螺旋部により確保される。またその際ガスケット10を介装するので、この気密性は更に高められる。
【００１６】
また、燃料噴射弁４の先端ノズル部６と噴射弁取付部材８の先端部８ｂとの間にシール部材９が嵌装されるので、燃料噴射弁４と噴射弁取付部材８との間の気密性も確保される。そして燃料噴射弁４の本体ボディ部５に噴射弁取付部材８の基端部８ａが全周溶接されているので、燃料噴射弁４と噴射弁取付部材８との気密性は更に確実になり、万一シール部材９がシール性を失っても、燃焼ガスが外部に漏れることはない。
【００１７】
更に、上記シール部材９が燃料噴射弁４の先端ノズル部６の最先端近傍に配されているので、燃料噴射弁４の先端ノズル部６が燃焼室２内の高温の燃焼ガスに曝される面積が格段に狭くなり、かつ噴射弁取付部材８および噴射弁取付部材８と断熱性の高い樹脂製のシール部材９との間に形成される空気層によって、シリンダヘッド１から燃料噴射弁４の先端ノズル部６への熱伝達を低減させることができ、燃料噴射弁４の先端ノズル部６の温度上昇が抑制されて、燃料噴射孔６ａのカーボン付着やそれによる流量低下が防止される。
【００１８】
燃料噴射弁４の本体ボディ部５に固着されてシリンダヘッド１に螺着される噴射弁取付部材８が燃料噴射弁４の先端ノズル部６を空間をへだてて囲繞しており、その間に樹脂製のシール部材９が嵌装されるが、このシール部材９は燃料噴射弁４の製造時に組付けられており、市場で燃料噴射弁４を保管、運搬、あるいはシリンダヘッド１へ着脱するに際して、燃料噴射弁４の先端ノズル部６は常に噴射弁取付部材８によって保護されており、締付け等による外力や万一の衝撃が加わっても、それらの力はシール部材９により吸収され、極めて高い精度が要求される先端ノズル部６の燃料噴射孔６ａ近傍に直接影響を及ぼす恐れはなく、したがって歪発生による燃料噴射の悪化を招くことはない。また、燃料噴射弁４着脱時でもシール部材９が着脱されることはないので、異物の噛込みやシール面の損傷等により、気密性が悪化することもない。
【００１９】
以上に説明した気筒内直接噴射式内燃機関の構造を前提とする本発明の実施形態を図２について説明する。この実施例では、噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に固着するのに、図１の場合と異なり、燃料噴射弁４の本体ボディ部５の下端に形成されたおねじ５ａと噴射弁取付部材８の基端部８ａ上端に形成されためねじ８ｄにより、噴射弁取付部材８の基端部８ａが燃料噴射弁４の本体ボディ部５に螺着される。そして、燃料噴射弁４の大径の本体ボディ部５と小径の先端ノズル部６との段差部および噴射弁取付部材８の大径の基端部８ａと小径の先端部８ｂとの段差部の間に第２のシール部材14が嵌装される
【００２０】
次に図３は、噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に固着する方法の他の例を示す図である。この実施例は、前記実施例（図２）のように噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に螺着する代りに、噴射弁取付部材８の基端部８ａ上端を燃料噴射弁４のフランジ７上縁にかしめる（符号12）ことによって、噴射弁取付部材８を燃料噴射弁４に固着するものである。第２のシール部材14の設置位置は図２の場合と同じである。
【００２１】
次に図４は、噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に固着する方法の他の例を示す図である。この実施例は、前記実施例（図２）と同様に、噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に螺着するものであるが、前記第２のシール部材14に相当するシール部材15の位置は、燃料噴射弁４と噴射弁取付部材８の両段差部の間ではなく、燃料噴射弁４の先端ノズル部６外周と噴射弁取付部材８の先端部８ｂとの間の前記シール部材９の上方に設けられる。このようにシール部材９，15を併設することにより、シール部材９の効果が補強される。
【００２２】
図４では、噴射弁取付部材８の基端部８ａが燃料噴射弁４の本体ボディ部５に螺着されているが、前記図１に示されたように、噴射弁取付部材８の基端部８ａを燃料噴射弁４の本体ボディ部５に全周溶接してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の前提をなす気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。
【図２】  図２は噴射弁取付部材の基端部を燃料噴射弁の本体ボディ部に固着する構造の本発明の実施例を示す図である。
【図３】  図３は噴射弁取付部材の基端部を燃料噴射弁の本体ボディ部に固着する構造の本発明の他の実施例を示す図である。
【図４】  図４は噴射弁取付部材の基端部を燃料噴射弁の本体ボディ部に固着する構造の本発明のさらに他の実施例を示す図である。
【図５】  図５は従来の気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…燃焼室、３…噴射弁装着孔、３ａ…大径部、３ｂ…小径部、３ｃ…めねじ、４…燃料噴射弁、５…本体ボディ部、５ａ…おねじ、６…先端ノズル部、６ａ…燃料噴射孔、６ｂ…円周溝、７…フランジ、８…噴射弁取付部材、８ａ…基端部、８ｂ…先端部、８ｃ…おねじ、８ｄ…めねじ、９…シール部材、10…ガスケット、11…溶接部、12…かしめ部、13，14，15…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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