(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンヘッドにデリバリパイプが固定され、このデリバリパイプの各分岐部に燃料噴射弁が連結されており、前記デリバリパイプから供給される燃料を各燃料噴射弁によってエンジン内部の各燃焼室に直接に噴射する筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置において、
前記燃料噴射弁は、前記デリバリパイプとの隙間を埋めるシール部材を保持するシール部材保持部と、前記デリバリパイプに圧入される圧入部とを有し、前記シール部材保持部と前記圧入部とが一体形成されていると共に、前記燃料噴射弁は前記エンジンヘッドに固定されていることを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁の燃料噴射側の先端部は、前記エンジンヘッドに設けられた噴射弁挿入孔に対して遊嵌されていることを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの各気筒ごとに設けられた燃焼室内にデリバリパイプおよび燃料噴射弁を介して直接に燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置に関し、特には、デリバリパイプと燃料噴射弁との間のシール性を改善するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各気筒の燃焼室内に燃料噴射弁から直接に燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関としてディーゼルエンジンが広く知られているが、ガソリンエンジンにおいても内燃機関の応答性等を改善することを目的として筒内直接噴射を行うものが提案されている。
【０００３】
このような筒内直接噴射式内燃機関においては、燃料タンクから高圧ポンプによって加圧された高圧燃料をデリバリパイプに供給した後、その高圧燃料をデリバリパイプに接続された燃料噴射弁から直接にエンジン内部の燃焼室内に噴射供給するための燃料供給装置が設けられている。
【０００４】
図５は、従来の燃料供給装置におけるデリバリパイプおよび燃料噴射弁をエンジンヘッドに取り付けた状態を示す断面図、図６は従来の燃料噴射弁を拡大して示す縦断面図である。
【０００５】
従来の燃料供給装置において、デリバリパイプ１は、その軸方向に沿って各気筒の数に対応した所定間隔ごとに分岐部１ａが形成され、また、軸方向に沿う複数箇所には、デリバリパイプ１の軸方向と直交する方向にパイプ取付部１ｂが突設されている。
【０００６】
そして、デリバリパイプ１の分岐部１ａに燃料噴射弁２の上部が挿入され、また、デリバリパイプ１のパイプ取付部１ｂはエンジンヘッド３の上部段差３ａにボルト５で固定されている。また、エンジンヘッド３の下部段差３ｂには、エンジンの各燃焼室内に個別に連通する噴射弁挿入孔３ｃが形成され、この噴射弁挿入孔３ｃに燃料噴射弁２の下部が嵌入されている。
【０００７】
従来の燃料噴射弁２は、ナイロン等の樹脂製の外筒６を有し、この外筒６の上部に外周溝を有するシール部材保持部６ａが形成され、このシール部材保持部６ａの外周溝にＯリング７が装着され、このＯリング７によってデリバリパイプ１の分岐部１ａとの間のシール性が保持されている。
【０００８】
また、外筒６の一部には接続端子８を有するコネクタ部６ｂが形成され、さらに、外筒６の外周にはフランジ部６ｃが形成されている。そして、このフランジ部６ｃにフォーク９が係止され、このフォーク９がボルト１０でエンジンヘッド３の下部段差３ｂに固定されており、これによって燃料噴射弁２の浮き上がりが規制されている。さらにまた、外筒６の下部にはホルダ１２が固定されており、このホルダ１２と外筒６とで囲まれた内部に弁機構部１４が保持されている。弁機構部１４は、可動アマチュア１５が取り付けられたニードルバルブ１６を有し、このニードルバルブ１６が後述のスプリング２２によって下方に付勢されて弁座１７に当接している。
【０００９】
一方、外筒６の内部には燃料通路となる金属製のコア１９が設けられ、このコア１９の内部には、その上部にフィルタ２０が、中間部にスリーブ２１がそれぞれ嵌着され、また、スリーブ２１の下方にはニードルバルブ１６との間にスプリング２２が介在されている。また、コア１９と外筒６との間の空間に電磁コイル２４を有するソレノイド機構部２５が配置されている。
【００１０】
上記構成において、外部から接続端子８を介してソレノイド機構部２５の電磁コイル２４に通電されると、弁機構部１４の可動アマチュア１５がスプリング２２の弾性力に抗してコア１９側に吸引され、これに伴い、ニードルバルブ１６が上方に移動してその先端が弁座１７から離れるので、デリバリパイプ１からの高圧燃料がこの燃料噴射弁２を通って噴射弁挿入孔３ｃからエンジンの各燃焼室内に直接に噴射される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５および図６に示した構成を有する従来の燃料供給装置においては、高圧ポンプで加圧された高圧燃料がデリバリパイプ１に供給されると、デリバリパイプ１は、図５中の矢印Ｚで示す方向にパイプ取付部１ｂを支点にして僅かに変形する。このとき、燃料噴射弁２は、その中間部分がフォーク９によってエンジンヘッド３に固定されているものの、その先端部分はデリバリパイプ２の分岐部１ａに単に差し込まれているだけである。
【００１２】
そのため、デリバリパイプ１が変形すると、これに伴って分岐部１ａの内周面と燃料噴射弁２の外筒６のシール部材保持部６ａとの相対間距離が変化してＯリング７の弾性範囲以上の変形が起こると、燃料のシール性が損なわれるという不具合が生じる。
【００１３】
特に、−２０℃以下の極低温時には、Ｏリング７の弾力が大幅に低下するため、デリバリパイプ１の内周面と燃料噴射弁２のシール部材保持部６ａとの相対間距離が僅かに変化しただけでもシール性が確保できなくなる。このようなときには、燃料の圧力を制限してシール性を確保する必要が生じ、エンジン性能が犠牲になっていた。その対策として、Ｏリング７の材料として低温性に優れたものを使用することは可能であるが、そのような材料は高価であって余分なコストアップを招来するため得策でない。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、デリバリパイプの変形に起因して燃料のシール性が低下するのを有効に防止した筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、エンジンヘッドにデリバリパイプが固定され、このデリバリパイプの各分岐部に燃料噴射弁が連結されており、前記デリバリパイプから供給される燃料を各燃料噴射弁によってエンジン内部の各燃焼室に直接に噴射する筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置において、次の構成を採る。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の発明は、燃料噴射弁が、デリバリパイプとの隙間を埋めるシール部材を保持するシール部材保持部と、デリバリパイプに圧入される圧入部とを有し、シール部材保持部と圧入部とが一体形成されていると共に、燃料噴射弁がエンジンヘッドに固定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記燃料噴射弁の燃料噴射側の先端部は、前記エンジンヘッドに設けられた噴射弁挿入孔に対して遊嵌されていることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置の要部を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は燃料噴射弁を拡大して示す縦断面図であり、図５および図６に示した従来技術と対応する部分には同一の符号を付している。
【００１９】
この実施の形態１の燃料供給装置において、デリバリパイプ１は、その軸方向に沿って気筒の数に対応した所定間隔ごとに分岐部１ａが形成され、また、軸方向に沿う複数箇所には、デリバリパイプ１の軸方向と直交する方向にパイプ取付部１ｂが突設されている。
【００２０】
そして、デリバリパイプ１の各分岐部１ａに燃料噴射弁２の上部に形成されている後述の圧入部１９ｂが圧入されており、また、デリバリパイプ１のパイプ取付部１ｂはエンジンヘッド３の上部段差３ａにボルト５で固定されている。また、エンジンヘッド３の下部段差３ｂには、エンジンの各燃焼室内に個別に連通する噴射弁挿入孔３ｃが設けられ、この噴射弁挿入孔３ｃに燃料噴射弁２の下部が遊嵌されている。すなわち、燃料噴射弁２の下部の外径よりも噴射弁挿入孔３ｃの内径が幾分大きく形成されていて、両者、即ち燃料噴射弁２と噴射弁挿入孔３ｃ間には僅かな隙間が生じるようになっている。
【００２１】
また、燃料噴射弁２は、従来と同様にフォーク９およびボルト１０によってエンジンヘッド３の下部段差３ｂに固定されており、これによって燃料噴射弁２の浮き上がりが規制されている。
【００２２】
さらに、燃料噴射弁２は、ナイロン等の樹脂製の外筒６の内側には燃料通路となる金属製のコア１９が設けられ、このコア１９の上部は外筒６から外部に露出している。すなわち、外筒６から外部に露出したコア１９の上部には外周溝を有するシール部材保持部１９ａが、また、このシール部材保持部１９ａの下部にはデリバリパイプ１の分岐部１ａに圧入される圧入部１９ｂがそれぞれ設けられていて、シール部材保持部１９ａと圧入部１９ｂが一体形成されている。
【００２３】
そして、シール部材保持部１９ａの外周溝にＯリング７が装着され、このＯリング７によってデリバリパイプ１の分岐部１ａとの間のシール性が保持されている。また、圧入部１９ｂは、その外径がデリバリパイプ１の分岐部１ａの内径よりも若干大きくなるように設定されていて、圧入を可能にしている。
【００２４】
なお、その他の構成は、図５および図６に示した従来技術の場合と同様である。
即ち、外筒６の一部には接続端子８を有するコネクタ部６ｂが形成され、さらに、外筒６の外周にはフランジ部６ｃが形成されている。そして、このフランジ部６ｃにフォーク９が係止され、このフォーク９がボルト１０でエンジンヘッド３の下部段差３ｂに固定されており、これによって燃料噴射弁２の浮き上がりが規制されている。さらにまた、外筒６の下部にはホルダ１２が固定されており、このホルダ１２と外筒６とで囲まれた内部に弁機構部１４が保持されている。弁機構部１４は、可動アマチュア１５が取り付けられたニードルバルブ１６を有し、このニードルバルブ１６が後述のスプリング２２によって下方に付勢されて弁座１７に当接している。
一方、外筒６の内部には燃料通路となる金属製のコア１９が設けられ、このコア１９の内部には、その上部にフィルタ２０が、中間部にスリーブ２１がそれぞれ嵌着され、また、スリーブ１６の下方にはニードルバルブ１６との間にスプリング２２が介在されている。また、コア１９と外筒６との間の空間に電磁コイル２４を有するソレノイド機構部２５が配置されている。
【００２５】
ここで、本実施形態において、外部から接続端子８を介してソレノイド機構部２５の電磁コイル２４に通電されると、弁機構部１４の可動アマチュア１５がスプリング２２の弾性力に抗してコア１９側に吸引され、これに伴い、ニードルバルブ１６が上方に移動してその先端が弁座１７から離れるので、デリバリパイプ１からの高圧燃料がこの燃料噴射弁２を通って噴射弁挿入孔３ｃからエンジンの各燃焼室内に直接に噴射される。
【００２６】
ここで、本実施形態において、高圧ポンプで加圧された高圧燃料がデリバリパイプ１に供給されると、デリバリパイプ１は、図３中矢印Ｚで示す方向にパイプ取付けボルト５を支点にして僅かに変形する。このとき、燃料噴射弁２の上部の圧入部１９ｂはデリバリパイプ１の分岐部１ａに圧入されていて、デリバリパイプ１と一体になっている。また、燃料噴射弁２の中間部分はフォーク９およびボルト１０によってエンジンヘッド３に固定されている。
【００２７】
デリバリパイプ１は、ボルト５および燃料噴射弁２により両端を支持されるため、高圧燃料印加時にもほとんどシール方向（径方向）に変形（変位）することがなく、燃料のシール性が常に良好に保たれる。
【００２８】
しかも、燃料噴射弁２のコア１９のシール部材保持部１９ａと圧入部１９ｂとは一体形成されているので、コア１９のシール部材保持部１９ａと分岐部１ａの内周面との相対間距離は殆ど変化しない。したがって、燃料のシール性をさらに向上することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置によれば、次の効果が得られる。
請求項１記載の発明では、燃料噴射弁がデリバリパイプに対して圧入により固定され、燃料噴射弁はエンジンヘッドに固定されているので、デリバリパイプは固定ボルトと燃料噴射弁の２か所で固定、支持されるため、高圧燃料印加時においても、ほとんどシール方向（径方向）に変形（変位）しない。したがって、燃料噴射弁との間に介在されているシール部材はシール方向（径方向）に対して殆ど変形しない。そのため、燃料のシール性が常に良好に保たれる。これにより、極低温時においても、シール部材の材料を特に変更せずに使用できるようになる。
【００３０】
また、燃料噴射弁のシール部材保持部と圧入部とが一体形成されているので、デリバリパイプがわずかに変位したとしても、シール部材保持部とデリバリパイプの分岐部内周面との相対間距離は殆ど変化しない。このため、燃料のシール性をさらに向上することが可能になる。
【００３１】
請求項２記載の発明では、燃料噴射弁の下部は噴射弁挿入孔に遊嵌されていて、エンジンヘッドに拘束されないので、燃料噴射弁の圧入部に加わる応力がさらに緩和され、さらに一層良好なシール性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置の要部を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】  図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態１に係る燃料供給装置の燃料噴射弁を拡大して示す縦断面図である。
【図５】  従来の筒内直接噴射式内燃機関における燃料供給装置のデリバリパイプおよび燃料噴射弁をエンジンヘッドに取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】  従来の燃料供給装置における燃料噴射弁を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  デリバリパイプ、１ａ  分岐部、１ｂ  パイプ取付部、２  燃料噴射弁、
３  エンジンヘッド、３ｃ  噴射弁挿入孔、６  外筒、７  Ｏリング（シール部材）、
１９  コア、１９ａ  シール部材保持部、１９ｂ  圧入部。
【図１】
0003875044.tif 000002
【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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