(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁取付孔をシリンダヘッドに形成し、該燃料噴射弁取付孔に装着した燃料噴射弁のノズルの先端部に先細となるテーパ部を形成する一方、前記燃料噴射弁取付孔の燃焼室側の開孔部をノズル先端部のテーパ部に整合するテーパ孔に形成し、ノズル先端部のテーパ部先端のみを該テーパ孔周縁から燃焼室側に突出して配置したことを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
【請求項２】
ノズル先端部のテーパ部を燃料噴射弁取付孔のテーパ孔周面に接触して取付けたことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項３】
ノズル先端部のテーパ部をシール部材を介して燃料噴射弁取付孔のテーパ孔周面に接触して取付けたことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項４】
燃料噴射弁の胴部端のノズル突設部周囲に顎部を形成する一方、燃料噴射弁取付孔内にこの顎部が係合する段部を形成し、前記顎部をばね定数の小さなワッシャーを介して該段部に弾接，係合したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項５】
シール部材を金属メッシュ材で構成したことを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項６】
シール部材を発泡金属材で構成したことを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項７】
シール部材を耐熱性のゴム系材で構成したことを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項８】
シール部材が金属薄板を巻回積層したコルゲートワッシャであることを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【請求項９】
シール部材が非鉄金属からなる中空のＯリングであることを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式火花点火機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は筒内噴射式火花点火機関に関し、特に燃料を直接燃焼室に噴射する燃料噴射弁の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式火花点火機関の中には、例えば図５に示すようにシリンダヘッド２０の中央位置に燃料噴射弁取付孔２１をシリンダヘッド２０の壁面と面直に形成して、燃料噴射弁２２のノズル２３を該燃料噴射弁取付孔２１の開孔縁よりも若干奥まった状態に嵌挿配置した構造（特開平９−１４４５４４号公報参照）のものや、図６に示すように燃料噴射弁取付孔２１をシリンダヘッド２０の壁面に対して傾斜して形成し、燃料噴射弁２２のノズル２３の略全体を該燃料噴射弁取付孔２１の開孔部から燃焼室２４内に突出させて配置した構造（特許第２５３１３２２号公報参照）のもの等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す前者の構造では、燃料噴射弁２２のノズル２３が燃料噴射弁取付孔２１の開口縁よりも若干奥まった位置に嵌挿配置してあるため、ノズル２３の噴口２３ａの周囲に一般にカーボンフラワーと称されているデポジットＣの山が長い時間の間に成長と剥離を繰り返して生成し、特にこのデポジットＣの山の成長時には、当初狙いとした燃料噴霧特性が変化して燃焼性に悪影響を及ぼしてしまうことは否めない。
【０００４】
また、このようにノズル２３が燃料噴射弁取付孔２１の開孔縁から奥まって嵌挿配置されていることから、ノズル２３の端面の周縁と燃料噴射弁取付孔２１の周面との隅部にはデポジットＣが生成固着してしまい、整備作業の際に燃料噴射弁取付孔２１から燃料噴射弁２２を抜き出しにくくなって、場合によってはシリンダヘッド２０の分解，取外し作業が伴ってしまう。
【０００５】
他方、図６に示す後者の構造では、燃料噴射弁２２のノズル２３が燃焼室側に突出していて燃焼時のガス流動の主流に晒されるため該ノズル２３先端へのカーボン付着は少ないが、燃料噴射弁取付孔２１がシリンダヘッド２０の壁面に対して傾斜していて、燃料噴射弁２２のノズル突設基部と燃料噴射弁取付孔２１の開孔部との間に生じたウエッジ状の溝部２５にデポジットＣが生成固着して、この場合も燃料噴射弁２２を取外しにくくなってしまう。
【０００６】
また、前記ノズル２３はその略全体を燃焼室２４に突出させて配置してあるため、該ノズル２３の全体が燃焼火焔に晒されて高温化する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は燃料噴射弁のノズルおよび燃料噴射弁取付孔の開孔周りへのデポジットの付着を抑制できると共に、燃料噴射弁の耐久性を向上することができる筒内噴射式火花点火機関を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、燃料噴射弁取付孔をシリンダヘッドに形成し、該燃料噴射弁取付孔に装着した燃料噴射弁のノズルの先端部に先細となるテーパ部を形成する一方、前記燃料噴射弁取付孔の燃焼室側の開孔部をノズル先端部のテーパ部に整合するテーパ孔に形成し、ノズル先端部のテーパ部先端のみを該テーパ孔周縁から燃焼室側に突出して配置したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載のノズル先端部のテーパ部を、燃料噴射弁取付孔のテーパ孔周面に接触して取付けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明にあっては、請求項１に記載のノズル先端部のテーパ部を、シール部材を介して燃料噴射弁取付孔のテーパ孔周面に接触して取付けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載の燃料噴射弁の胴部端のノズル突設部周囲に顎部を形成する一方、燃料噴射弁取付孔内にこの顎部が係合する段部を形成し、前記顎部をばね定数の小さなワッシャーを介して該段部に弾接，係合したことを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明にあっては、請求項３に記載のシール部材を金属メッシュ材で構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明にあっては、請求項３に記載のシール部材を発泡金属材で構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項７の発明にあっては、請求項３に記載のシール部材を耐熱性のゴム系材料で構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項８の発明にあっては、請求項３に記載のシール部材が金属薄板を巻回積層したコルゲートワッシャであることを特徴としてる。
【００１６】
請求項９の発明にあっては、請求項３に記載のシール部材が非鉄金属からなる中空のＯリングであることを特徴としている。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、燃料噴射弁のノズル先端部のテーパ部に対応する開孔部は該テーパ部に整合するテーパ孔として形成して、前記ノズルの先端のみを燃焼室に突出させて配置してあるから、ノズル先端は燃焼時のガス流動の主流に晒されて該ノズル先端へのデポジットの付着は殆どなく、また、ノズルのテーパ部と燃料噴射弁取付孔のテーパ孔とは整合しているから、ノズル先端の突出部周囲へのデポジットの付着も極く僅かに抑えることができる。
【００１８】
また、ノズルはその先端のみが燃焼室に突出しているだけであるから、燃料噴射弁全体の昇温を抑制することができて、燃料噴射弁の耐久性を向上できることは勿論、メータリング精度が低下するのを回避することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、ノズル先端部のテーパ部を燃料噴射弁取付孔のテーパ孔の周面に接触して取付けてあるため、これらテーパ部とテーパ孔との周面間にデポジットが侵入，固着するのを防止することができる。
【００２０】
また、ノズル先端部からシリンダヘッドへの熱伝導性が良好となって、燃料噴射弁全体の昇温抑制効果を高めることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、ノズル先端部のテーパ部をシール部材を介して燃料噴射弁のテーパ孔周面に接触して取付けてあるため、燃料噴射弁取付部分のガスシール性を高められることはもとより、テーパ部とテーパ孔との周面間へのデポジットの侵入，固着を確実に回避することができる。
【００２２】
また、ノズル先端部からシリンダヘッドへの熱伝導性が良好となって、燃料噴射弁全体の昇温抑制効果を高めることができる。
【００２３】
更に、前記テーパ部とテーパ孔とに加工誤差があってもシール部材で誤差を吸収することができて、燃料噴射弁あるいはシリンダヘッドに過度の応力を発生させることがない。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、燃料噴射弁の胴部端の顎部と、燃料噴射弁取付孔の段部とはばね定数の小さなワッシャーを介して弾接，係合しているから、燃料噴射弁取付部分のガスシール性を高めることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、シール部材を金属メッシュ材で構成しているため、熱伝導性が良好であると共に、弾性復元性に富んでいるため燃料噴射弁の脱着時に再利用することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、シール部材を発泡金属材で構成しているため、熱伝導性と共にシール性も良好である。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、シール部材を耐熱性のゴム系材で構成しているためガスシール性をより一層高めることができる。
【００２８】
請求項８，９に記載の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、ワッシャーとして金属薄板のコルゲートワッシャ、又は、非鉄金属の中空のＯリングを用いているためコスト的に有利である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００３０】
図１において、１はシリンダヘッド、２は該シリンダヘッド１に形成した燃料噴射弁取付孔を示す。
【００３１】
燃料噴射弁取付孔２の燃焼室３側の開孔部は後述する燃料噴射弁１０のノズル１２のテーパ部に整合するテーパ孔４として形成してある。
【００３２】
また、燃料噴射弁取付孔２の中間部分には、燃料噴射弁１０の胴部１１端の顎部１４に対応する位置に段部５を形成してあると共に、最外側部には燃料噴射弁１０のフランジ状の取付シート部１５が係合する位置決め段部６を形成してある。取付シート部１５が位置決め段部６に係合して燃料噴射弁１０の位置決めが行われる。
【００３３】
１０は前記燃料噴射弁取付孔２に嵌挿して取付けた燃料噴射弁を示し、胴部１１の端部に突設したノズル１２の先端部には先細となるテーパ部１３を形成してある。
【００３４】
胴部１１端のノズル突設部の周囲には顎部１４を形成してあると共に、胴部１１の後端部には取付シート部１５をフランジ状に形成してある。
【００３５】
この燃料噴射弁１０は前記燃料噴射弁取付孔２に嵌挿し、取付シート部１５を位置決め段部６に係合してノズル１２のテーパ部１３をテーパ孔４に整合させて、ノズル１２の先端のみを若干燃焼室３内に突出させて配置し、前記取付シート部１５の背面をリテーナプレート１６で押えて、該リテーナプレート１６を介してシリンダヘッド１にボルト１６ａによりしっかりと締結固定してある。
【００３６】
本実施形態では前記燃料噴射弁取付孔２の段部５と、燃料噴射弁１０の胴部１１端の顎部１４とを、ばね定数の小さなワッシャー１７を介して弾接係合してある。
【００３７】
また、前記ノズル１２のテーパ部１３と、燃料噴射弁取付孔２のテーパ孔４との間には、燃料噴射弁１０の熱による微妙な伸張変化を見越して、極く僅かなクリアランスを設けてある。
【００３８】
図１中、７はシリンダヘッド１に設けたウオータージャケットを示す。
【００３９】
従って、この実施形態の構造によれば、燃料噴射弁１０のノズル１２はその先端部のテーパ部１３を燃料噴射弁取付孔２のテーパ孔４に整合させて、該ノズル１２の先端のみを燃焼室３内に僅かに突出させて配置してあるから、このノズル１２の先端は燃焼時のガス流動に晒されて該ノズル１２の先端にはデポジットの付着が殆どなく燃料噴霧特性が変化することはない。
【００４０】
しかも、ノズル１２の先端のみが燃焼室３内に僅かに突出していて、ノズル１２の大半がシリンダヘッド１の厚み内に存在しているため、燃料噴射弁１０の全体の昇温が抑制されて耐久性を向上することができると共に、昇温抑制効果によってメータリング精度を確保することができる。
【００４１】
一方、前述のようにノズル１２のテーパ部１３と燃料噴射弁取付孔２のテーパ孔４との間は、極く僅かなクリアランスとなっているので、これらテーパ部１３とテーパ孔４との周面間へのデポジットの侵入を極く僅かに抑えることができ、従って、整備時に燃料噴射弁１０が取外しにくくなるようなことはない。
【００４２】
ここで、本実施形態では前述のように、燃料噴射弁１０の胴部１１端の顎部１４と、燃料噴射弁取付孔２の段部５とを、ばね定数の小さなワッシャー１７を介して弾接，係合してあるから、燃料噴射弁取付部のガスシール性を向上することができる。
【００４３】
なお、前記実施形態では燃料噴射弁１０の顎部１４と燃料噴射弁取付孔２の段部５との間に、ばね定数の小さなワッシャー１７を介装した好ましい例を示したが、ワッシャー１７を設けずにノズル１２のテーパ部１３と燃料噴射弁取付孔２のテーパ孔４との間に極く僅かなクリアランスをおき、あるいはこれら両者を接触させた状態で、ノズル１２の先端のみを僅かに燃焼室３内に突出させて配置した場合でも、初期の目的を達成することができることは勿論である。
【００４４】
図２，３は本発明の第２実施形態を示すもので、この実施形態にあっては、燃料噴射弁１０のノズル１２のテーパ部１３を、シール部材１８を介して燃料噴射弁取付孔２のテーパ孔４の周面に接触して取付けてある。
【００４５】
シール部材１８としては、図４に断面として示す各種のものを用いることができる。
【００４６】
図４の（ａ）に示すものは、適宜金属のメッシュ材１８ａの複数枚を所要厚みに積層してリング状に形成してある。
【００４７】
図４の（ｂ）に示すものは、銅やアルミ系の非鉄金属からなる軟かい金属材料をベースとした所要厚みの発泡金属材１８ｂをリング状に形成してある。
【００４８】
図４の（ｃ）に示すものは、適宜の耐熱性ゴム系材１８ｃを所要の厚みでリング状に形成してある。
【００４９】
図４の（ｄ）は、適宜の金属薄板を巻回積層したコルゲートワッシャ１８ｄを示している。
【００５０】
また、図４の（ｅ）は、銅やアルミ系の軟かい非鉄金属からなる中空のＯリング１８ｅを示している。
【００５１】
この実施形態の構造によれば、シール部材１８によってノズル１２の配置部分でガスシールを行えるから先の実施形態のワッシャー１７を廃止しても燃料噴射弁取付部分のガスシール性を確保できることはもとより、テーパ部１３とテーパ孔４との周面間へのデポジットの侵入，固着を確実に回避することができる。
【００５２】
また、ノズル１２の先端部からシリンダヘッド１への熱伝導性が良好となって、燃料噴射弁１０全体の昇温抑制効果を高めることができる。
【００５３】
本実施形態ではシリンダヘッド１のウオータジャケット７を流通するエンジン冷却液による冷却作用で、該ノズル１２の冷却効果が期待できるから、燃料噴射弁１０全体の昇温抑制効果をより一層高めることができる。
【００５４】
更には、テーパ部１３とテーパ孔４とに加工誤差があってもシール部材１８でこの誤差を吸収することができるので、燃料噴射弁１０あるいはシリンダヘッド１に過度の応力を発生させることなく、ノズル１２の先端部をリシンダヘッド１へ接触させることができる。
【００５５】
なお、この第２実施形態ではシール部材１８が前記第１実施形態におけるワッシャー１７と略等価の機能を併有するので、特にワッシャー１７の付設構造を併用しなくてもよいが、このワッシャー付設構造を併用すれば更にガスシール性，取付精度等を向上できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を示す拡大断面図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は第２実施形態におけるシール部材の各異なる例を示す断面図。
【図５】従来の構造を示す断面図。
【図６】従来の構造の異なる例を示す断面図。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
２  燃料噴射弁取付孔
３  燃焼室
４  テーパ孔
５  段部
１０  燃料噴射弁
１１  胴部
１２  ノズル
１３  テーパ部
１４  顎部
１７  ワッシャー
１８ａ  金属メッシュ材
１８ｂ  発泡金属材
１８ｃ  耐熱性ゴム系材
１８ｄ  コルゲートワッシャ
１８ｅ  中空Ｏリング
１８  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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【図６】
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