JP2001082293A - インジェクタの取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、インジェクタを高さバラツキや
横方向位置ずれを吸収しつつ良好なシール状態を維持し
ながらシリンダヘッドに取り付けることを可能にするイ
ンジェクタの取付け構造を提供する。 【解決手段】 インジェクタ６０の噴射ノズル６７は、
ノズルスリーブ９０を介してシリンダヘッド７０の取付
け孔７９に嵌入した状態で締結される。噴射ノズル６７
の縮径段部９８とノズルスリーブ９０との間に配設され
たシール部材１００は、先端側に備わる凸曲面１０１が
ノズルスリーブ９０の先細のテーパ内面９４に凸面接触
して、横方向の位置ずれを吸収する。シール部材１００
を当接状態に付勢する皿ばね１０６から成るスプリング
部材１０５は、インジェクタ６０の高さバラツキを吸収
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料を燃焼室内
に噴射するインジェクタをシリンダヘッドに取り付ける
ためのインジェクタの取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンのようなエン
ジンに適用される燃料噴射システムとして、コモンレー
ル式燃料噴射システムが知られている。コモンレール式
燃料噴射システムは、燃料供給ポンプによって所定の高
圧力に加圧された燃料をコモンレールに貯留し、コモン
レールに貯留した燃料を通常複数個配設され且つ電磁弁
制御によって作動されるインジェクタから対応する燃焼
室内に噴射することにより、噴射圧力の高圧化を図り、
燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件をエンジ
ン回転数やアクセル踏込み量等のエンジンの運転状態に
応じて最適に制御することを可能にした燃料噴射システ
ムである。コモンレールから燃料供給管を通じて各イン
ジェクタの先端に形成された噴孔に至る燃料流路内に
は、常時、噴射圧力相当の燃料圧力が作用しており、各
インジェクタには燃料の噴孔への通過又は遮断する制御
を行う電磁弁が備えられている。コントローラは、燃料
が各インジェクタにおいてエンジン運転状態に対して最
適な噴射条件で噴射されるように、コモンレールの圧力
と各インジェクタの電磁弁の作動とを制御している。

【０００３】燃料を作動流体とする従来のコモンレール
燃料噴射システムの概略が、図４に示されている。燃料
タンク７の燃料は、フィードポンプ６によって吸い上げ
られて燃料サプライポンプ１に送られる。燃料サプライ
ポンプ１は、例えばエンジンによって駆動されるプラン
ジャ式の可変容量式高圧ポンプであり、燃料を燃料吐出
路１４を通じてコモンレール２に圧送する。圧送された
燃料は蓄圧状態にコモンレール２に貯留され、コモンレ
ール２から燃料供給管２３を通じてインジェクタ３に供
給される。コモンレール２から燃料供給管２３を通じて
各インジェクタ３の先端に至る燃料流路内には、常時、
噴射圧力相当の燃料圧、即ち、コモンレール圧力が作用
している。インジェクタ３は、一つしか図示されていな
いが、４気筒や６気筒のようにエンジンの型式に応じて
気筒毎に設けられており、コモンレール２から供給され
た燃料を各対応する燃焼室内に噴射する。燃料サプライ
ポンプ１は、図示の例では単一のプランジャ１１が示さ
れているが、エンジンの型式に応じて複数のプランジャ
を有するロータリ型又は列型のポンプとしてよい。

【０００４】燃料サプライポンプ１は、エンジンの出力
によって駆動されるポンプ駆動カム１０と、ポンプ駆動
カム１０に当接して往復動するプランジャ１１とを備え
ており、プランジャ１１の頂面がポンプ室１２の壁面の
一部を形成している。フィードポンプ６が送り出した燃
料は燃料通路１３を通じてポンプ室１２に流入する。燃
料サプライポンプ１による燃料圧送量は、例えば、ポン
プ室１２と燃料通路１３との間のポンプ流入側において
配設されているインレットバルブ１５の開閉を開閉弁１
６によって制御するプリストローク制御により変更する
ことができる。ポンプ室１２の吐出側、即ち、ポンプ室
１２とコモンレール２との間を繋ぐ燃料吐出路１４には
逆止弁１７が設けられている。

【０００５】コモンレール２には、コモンレール圧力が
システム異常等に起因して異常上昇するのを防ぐため、
所定の設定圧力よりも高くなると開弁してコモンレール
２内の燃料を排出路２１を通じて燃料タンク７へ放出し
てコモンレール圧力を低下させる常閉型のリリーフ弁２
０が備えられている。また、コモンレール２に設けられ
た圧力センサ２２が検出したコモンレール圧力Ｐｒは、
エンジンの電子制御モジュール（ＥＣＭ）であるコント
ローラ８に入力される。

【０００６】コモンレール２から供給される高圧燃料の
一部をインジェクタ３の内部に形成される圧力制御室３
０に導入し、圧力制御室３０への燃料圧力の導入と解放
とを行うことによって、インジェクタ３の内部にリフト
可能に配設されている針弁３１を昇降させ、針弁３１の
昇降に応じてコモンレール２から噴孔３２に至る燃料通
路３４を開放又は遮断して、インジェクタ３から燃料を
所定の時期に噴射することが行われている。

【０００７】インジェクタ３は、図示が省略されたシリ
ンダヘッド等のベースに設けられた穴部にシール部材に
よって密封状態に取付けられる。インジェクタ３はイン
ジェクタ本体内を往復動可能な針弁３１と、針弁３１が
リフトしたときに開口して燃料を燃焼室（図示せず）に
噴射する噴孔３２を備えている。針弁３１の頂面３３
は、燃料供給管２３からの燃料圧が供給される圧力制御
室３０の壁面の一部を形成している。燃料供給管２３に
接続する燃料通路３４は、針弁３１の周囲に形成された
隙間３５に連通している。燃料溜まりに面する針弁３１
の第１テーパ面３６には燃料圧力が作用して、針弁３１
にリフト力を与える。一方、針弁３１には、圧力制御室
３０内の燃料圧力に基づく押し下げ力と、リターンスプ
リング４７の戻し力とが作用する。リフト力、押し下げ
力及び戻し力のバランスによって針弁３１のリフトが制
御される。

【０００８】コモンレール２内の高圧燃料は、燃料流路
の一部を構成する燃料供給管２３、インジェクタ３にお
いて燃料供給管２３に接続された燃料通路３４、及び燃
料通路３４から分岐した供給路３８を通じて圧力制御室
３０に供給され、圧力制御室３０内の燃料は排出路４０
を通じて排出される。供給路３８及び排出路４０には、
それぞれ、オリフィス３９，４１が設けられており、排
出路４０には、排出路４０を燃料戻し管４６に開放する
ための開閉弁４４が設けられている。

【０００９】排出路４０に設けられている開閉弁４４を
コントローラ８からの制御電流の供給を受けて作動する
電磁ソレノイド４５の制御によって開弁させると、オリ
フィス３９は、オリフィス４１よりも有効通路断面積が
狭く、燃料の流れをより強く制限するので、圧力制御室
３０内の燃料圧が低下する。針弁３１を持ち上げるリフ
ト力が、圧力制御室３０内の燃料圧に基づく押下げ力及
びリターンスプリング４７のばね力との合力を上回る
と、針弁３１がリフトする。針弁３１がリフトすると噴
孔３２が開口するので、インジェクタ３内の燃料通路３
４に導かれた燃料は、針弁３１の周囲の通路を通じてノ
ズルの先端に形成された噴孔３２から、コモンレール圧
力相当の噴射圧力で燃焼室（図示せず）内へと噴射され
る。開閉弁４４を閉じて圧力制御室３０内の燃料圧を回
復させると、針弁３１の先端に形成された第２テーパ面
３７がインジェクタ本体のテーパ状弁シートと着座して
噴孔３２への燃料通路が閉じられる。圧力制御室３０か
ら排出路４０を通じて流出し燃焼室内への噴射に費やさ
れなかった燃料は、燃料戻し管４６を経て燃料タンク７
に回収される。

【００１０】コントローラ８には、エンジン回転数Ｎｅ
を検出するエンジン回転数センサ、アクセルペダルの踏
込み量Ａｃを検出するためのアクセル踏込み量センサ等
の検出手段としての各種センサ９からの検出信号、及び
コモンレール圧力センサ２２が検出したコモンレール圧
力Ｐｒが入力される。その他、コントローラ８への入力
信号には、冷却水温センサ、エンジン気筒判別センサ、
上死点検出センサ、大気温度センサ、大気圧センサ、吸
気管内圧力センサ等のエンジンの運転状態を検出するた
めの各種センサからの信号がある。コントローラは、加
圧燃料が各インジェクタ３においてエンジンの運転状態
に対して最適な噴射条件で噴射されるように、燃料サプ
ライポンプ１と各インジェクタ３の開閉弁４４とを制御
する。

【００１１】コントローラ８は、上記各センサ９からの
検出信号と予め求められている噴射特性マップとに基づ
いて設定された目標噴射条件に従ってコマンドパルス信
号を出力し、コマンドパルス信号に対応して、開閉弁４
４を開閉して針弁３１をリフト制御するための駆動電流
を電磁ソレノイド４５に供給する。目標噴射条件は、例
えば、エンジン出力がエンジンの運転状態、即ち、エン
ジン回転数Ｎｅ及びアクセルペダル踏込み量Ａｃに即し
た最適出力になるような、目標コモンレール圧力、目標
燃料噴射時期（噴射開始時期と噴射期間）及び目標噴射
量である。燃料噴射量は噴射圧力と燃料噴射期間、即
ち、コモンレール圧力と針弁３１のリフト（リフト量、
リフト期間）で定まるので、燃料噴射時期及び燃料噴射
量は、結局、インレットバルブ１５を制御することによ
る燃料サプライポンプ１のコモンレール２への燃料圧送
量と、コントローラ８が出力する前記コマンドパルス信
号のパルス時期及びパルス幅によって決定される。コン
トローラ８は、各気筒に対応して配置されているインジ
ェクタ３毎に燃料噴射制御を行う。

【００１２】インジェクタ３からの燃料噴射圧力はコモ
ンレール圧力Ｐｒに略等しいので、コモンレール圧力Ｐ
ｒを制御することで噴射圧力が制御される。一方、イン
ジェクタ３からの燃料噴射によってコモンレール２内の
燃料が消費されると、コモンレール圧力Ｐｒが低下す
る。コントローラ８は、燃料サプライポンプ１の燃料圧
送量を制御することにより、エンジンの運転状態が一定
であればその状態に対応した一定圧力を保持するよう
に、又はエンジンの運転状態が変更されれば、その変更
に対応してエンジンの運転状態に最適となるようにコモ
ンレール圧力Ｐｒを増圧又は減圧制御する。燃料通路１
３での燃料圧（フィード圧）は、リリーフ弁１８により
上限が制限されているので、フィードポンプ６が送る余
剰の燃料はリリーフ弁１８及び戻し管１９を通じて燃料
タンク７に戻される。

【００１３】上記のようなコモンレール式燃料噴射シス
テムにおいては、各インジェクタ３は、通常それぞれ独
立して、例えば、締結ボルトとクランプレバーとから成
る機械的なクランプ手段によって、シリンダヘッド等の
ベースに設けられた穴部に対してシール部材を介して密
封状態に且つ取付け状態が変わらないように取付けら
れ、コモンレール２もエンジンのシリンダヘッドに堅固
に固定される。各インジェクタ３とコモンレール２とは
燃料供給管２３によって接続されているので、インジェ
クタ３とコモンレール２の取付け位置にずれが生じて
も、その位置ずれは、インジェクタ３とコモンレール２
の取付けを修正することなく、燃料供給管２３の撓みで
吸収される。各インジェクタ３のシリンダヘッドへの取
付けは、具体的には、ノズルスリーブを介して行われ
る。

【００１４】インジェクタ３の噴孔３２から燃料を燃焼
室内に直接に噴射するために、インジェクタ３のノズル
先端部は、シリンダの燃焼室内に直接に臨んでいる。燃
焼室内の燃焼圧力は、インジェクタ３の先端部に直接的
に作用する。その結果、インジェクタ３のノズルとノズ
ルスリーブとの間には、燃焼圧力がシリンダ外に漏れる
ことを防止するためのシール部材を介装することが必須
である。シール部材は、インジェクタ３がシリンダヘッ
ドにクランプされることにより、ノズルとノズルスリー
ブとに強く圧接されて、ノズルとノズルスリーブとの間
を密封する。エンジンのシリンダヘッドは燃料の燃焼に
より高温状態となり、運転と停止を繰り返すことで、膨
張と収縮とを繰り返す。各インジェクタ３は独立してシ
リンダヘッドに固定されている場合には、シリンダヘッ
ドが膨張と収縮とに起因して位置ずれを生じても、各イ
ンジェクタ３はシリンダヘッドの位置ずれに追従して変
位するため、シール部分は影響を受けない。

【００１５】ところで、インジェクタ３からの燃料噴射
時に油撃によって生じた脈動は、燃料供給管２３を介し
てコモンレール２に伝達される。この脈動がセンサまで
の距離に応じた伝搬時間を示すものであれば、燃料噴射
制御上の活用も可能であるが、燃料供給管２３の屈曲部
分を通過するときに新たな脈動を生じて、コモンレール
圧力Ｐｒの波形が乱れるので、コモンレール圧力Ｐｒの
変化を検出して燃料噴射の制御に利用するのが困難にな
る。

【００１６】この問題を回避するため、インジェクタと
コモンレールとを燃料供給管を介することなく直結する
ことが考えられる。インジェクタがシリンダヘッドから
一定の距離を置いて配置されているコモンレールに対し
て強固にクランプされて一体化されている場合には、シ
リンダヘッドが運転と停止を繰り返すことで膨張と収縮
とを繰り返すとき、各インジェクタは独立してシリンダ
ヘッドの熱変位に追従できない。したがって、コモンレ
ールとシリンダヘッドとの間に生じる位置ずれによっ
て、シール部分にずれを生じる。

【００１７】コモンレールとインジェクタとの締結は、
インジェクタをシリンダヘッドに取り付ける前に行われ
る。これは、近年、コモンレールシステムが高圧噴射を
目指しているため、コモンレールとインジェクタとの締
結が非常にデリケートなものとなっており、シリンダヘ
ッド上に載置した状態で、その後に各インジェクタをコ
モンレールに連結することが困難であることによる。こ
の場合、インジェクタとコモンレールとが高精度に製造
・組付けされていても、インジェクタとシリンダヘッド
に設けられている取付け位置との位置ずれが避けられな
い。インジェクタをシリンダヘッドにボルト締めなどに
よってクランプする場合には、各インジェクタに作用す
るクランプ力にバラツキが生じる。

【００１８】シリンダに接近した位置において、燃料噴
射弁との間に第１のガスケットを配置した第１のシール
部と、第１のシール部よりシリンダから離れた位置にお
いて、燃料噴射弁との間に第２のガスケットを配置した
第２のシール部とを有する燃料噴射弁の取付け構造が提
案されている（特開平８−２００１８２号公報）。この
燃料噴射弁の取付け構造においては、第１シール部と第
２シール部とから成る二重シール構造として、シリンダ
内に燃焼ガスを的確にシールすることを図っている。ま
た、第１シール部を構成する第１ガスケットを断面波型
にすることによって、シール性能を弾性力によって向上
し、所定範囲の締め付け変位で取付け荷重を一定にする
ことを可能にしている。

【００１９】また、アルミニウム又はその合金で一体成
形されるシリンダヘッドの内部にウォータジャケット部
を区画成形し、ウォータジャケット部に貫通させたノズ
ルスリーブに燃料噴射ノズルを挿入した燃料噴射ノズル
の取付け構造が提案されている（特開平１０−１７６６
２７号公報）。燃料噴射ノズルは、ノズルスリーブの内
部に熱伝動性の良い銅等の金属材料からなるシール部材
を介して、ノズルスリーブ内の斜面に押し付けられた状
態で軸方向に位置決めされる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、インジェクタ
とコモンレールとを、相互に直結したアッセンブリ状態
でシリンダヘッドに取り付ける場合に、インジェクタと
コモンレールとがアッセンブリ状態にあるときの各イン
ジェクタの高さ等の位置バラツキや、シリンダヘッドの
熱膨張・収縮に起因した各インジェクタのシリンダヘッ
ドへの取付け位置のずれが生じても、これらの位置バラ
ツキや取付け位置のずれを吸収してインジェクタを的確
に取り付ける点で解決すべき課題がある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
課題を解決することであり、複数の気筒を有するエンジ
ンの各インジェクタをコモンレールに直接に接続して統
合化したシステムを構成する場合において、インジェク
タとコモンレールとのアッセンブリ状態における各イン
ジェクタの高さ等の位置バラツキや、シリンダヘッドの
熱膨張・収縮に起因した各インジェクタのシリンダヘッ
ドへの取付け位置のずれが生じても、これらの位置バラ
ツキや取付け位置のずれを吸収して、インジェクタをシ
リンダヘッドに的確に取り付け、更にインジェクタとシ
リンダヘッドとが締結された状態でインジェクタとシリ
ンダヘッドとの間のシール状態を常に良好に保持するこ
とを可能にするインジェクタの取付け構造を提供するこ
とである。

【００２２】この発明は、上記目的を達成するため、以
下のように構成されている。即ち、この発明は、燃料を
燃焼室内に噴射する噴孔が先端部に形成されている噴射
ノズルを備えたインジェクタをシリンダヘッドに形成さ
れた取付け孔内に取り付けるインジェクタの取付け構造
において、前記インジェクタの前記噴射ノズルは、前記
先端部が段部において縮径されていると共に、ノズルス
リーブを介して前記取付け孔に嵌入されており、前記段
部と前記ノズルスリーブとの間には前記ノズルスリーブ
の内面に凸面接触をするシール部材と前記シール部材を
前記ノズルスリーブの前記内面に押圧するスプリング部
材とが配設されていることを特徴とするインジェクタの
取付け構造に関する。

【００２３】この発明によるインジェクタの取付け構造
によれば、先端部が縮径された噴射ノズルの段部とノズ
ルスリーブとの間に配設されているシール部材は、スプ
リング部材によってノズルスリーブの内面に押圧された
状態で凸面接触をする。したがって、インジェクタとコ
モンレールとのアッセンブリ状態において各インジェク
タの高さバラツキが存在していても、高さバラツキはス
プリング部材のばね変形により吸収される。インジェク
タの取付け力は、ばね変形による変動の範囲内に抑えら
れ、取付け力のバラツキが抑制される。更に、シリンダ
ヘッドの熱膨張・収縮に起因して各インジェクタのシリ
ンダヘッドへの取付け位置のずれが生じ、インジェクタ
がシリンダヘッドに対して傾斜するような横方向に位置
ずれする状態となっても、スプリング部材によって押圧
されたシール部材が軸線の傾斜に応じて回動し、ノズル
スリーブの内面に凸面接触を維持してシールを維持す
る。その結果、インジェクタとシリンダヘッドとの横方
向の位置ずれが吸収され、インジェクタをシリンダヘッ
ドに的確に取り付け、更にインジェクタとシリンダヘッ
ドとが締結された状態でインジェクタとシリンダヘッド
との間のシール状態が常に良好に保持される。

【００２４】前記シール部材と前記ノズルスリーブとの
凸面接触は、前記シール部材の先端側に形成された凸曲
面と、前記ノズルスリーブの前記内面に形成されている
先細のテーパ内面との接触により得られている。シール
部材の凸曲面とノズルスリーブの先細テーパ内面との接
触は楔状に食い込む方向であるので、スプリング部材に
よって押圧されたシール部材のシール係合は強固になる
方向に作用する。

【００２５】前記シール部材を銅製とすることにより、
インジェクタがシリンダヘッドにクランプされて締結さ
れるときに、銅であるシール部材が変形し、シール力が
強固になる。

【００２６】前記スプリング部材は、前記噴射ノズルに
嵌挿された１枚又は積層された複数枚の環状の皿ばねで
ある。皿ばねは、噴射ノズルの軸線の回りにおいてシー
ル部材を均等に押圧するばね力を生じさせる。したがっ
て、インジェクタは、シリンダヘッドに対して、高さ方
向及び横方向の位置ずれを吸収しつつ、安定したシール
力を作用させた状態で取り付けられる。

【００２７】前記インジェクタは燃料を蓄圧状態に貯留
するコモンレールに対して直結されて前記コモンレール
から燃料が供給され且つ前記コモンレールと共にシリン
ダヘッドに取り付けられる複数のインジェクタである。
シリンダヘッドに取り付けられるコモンレールに複数の
インジェクタが直結されている場合であっても、個々の
インジェクタが、シリンダヘッドに対して取り付けられ
るときに、高さ方向及び横方向の位置ずれを吸収しつ
つ、安定したシール力を作用させた状態で取り付けられ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明によるインジェクタの取付け構造の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるインジェクタの取付け構造の
一実施例の要部を示す断面図、図２はこの発明によるイ
ンジェクタの取付け構造が適用されるコモンレール式燃
料噴射装置の一例を分解して説明する斜視図、図３はこ
の発明によるインジェクタの取付け構造が適用されるイ
ンジェクタとコモンレールをアッセンブリ状態で示す断
面図である。なお、燃料サプライポンプ及びインジェク
タにおいては、図４に示した燃料サプライポンプ１及び
インジェクタ３に用いられた構成要素及び部位と同様の
機能を奏する構成要素及び部位には、同じ符号を付すこ
とにより、再度の説明を省略する。

【００２９】図２に示すように、シリンダヘッド７０
（或いはその上部構造）には、複数のカム７３，７４を
それぞれ一体的に形成されたカム軸７１，７２がブラケ
ット７５によって回転自在に保持されている。カム７
３，７４は、エンジンの燃焼室に開口する吸気ポート及
び排気ポートとを開閉するための吸排気弁を駆動する。
各インジェクタ６０は、４つのカム７３，７４で囲まれ
たスペースに上方より挿入され、シリンダヘッド７０に
設けた取付け穴（図示せず。）にシール部材を介して密
封状態に取り付けることにより、エンジンに組み付けら
れる。

【００３０】燃料サプライポンプ１は、ポンプ本体８１
から突出する固定部８２（図２参照）においてシリンダ
ヘッド７０のブラケット７６に固定されている。エンジ
ンの出力軸からの回転力は入力端部７８からカム軸７１
に入力され、カム軸７１に設けられたポンプ駆動カム１
０によって燃料サプライポンプ１のプランジャ１１がポ
ンプ本体８１内を往復動する。ポンプ室１２内の燃料
は、プランジャ１１によって圧送されて吐出路１４及び
逆止弁１７を通じてコモンレール５０の容積部５３に供
給される。燃料サプライポンプ１から吐出された燃料
は、燃料管を通じることなく直接にとコモンレール５０
に供給される。

【００３１】図３に示すように、インジェクタ６０は、
インジェクタ本体６１の上部において斜め上方に延びる
インジェクタアーム６２を有しており、インジェクタア
ーム６２の内部には燃料通路３４が形成されている。イ
ンジェクタ本体６１の中央部には縦方向軸心に沿って中
空部６３が形成されており、中空部６３には、燃料排出
路４０の開閉を行う開閉弁４４が配置されている。開閉
弁４４を開閉駆動するための電磁アクチュエータ４５
が、インジェクタ本体６１の上部に配設されている。電
磁アクチュエータ４５は、固定キャップ４９内によって
インジェクタ本体６１内に収納された多層の圧電素子４
８から構成されている。電磁アクチュエータ４５の出力
部材であるプッシュロッド６４は、中空部６３内に延び
てインジェクタ本体６１に対して適宜に摺動可能に案内
されており、プッシュロッド６４の先端は開閉弁４４に
当接している。圧電素子４８は、コントローラ８から信
号線４５ａを通じて制御信号を受けて作動し、プッシュ
ロッド６４を軸方向に変位させて、開閉弁４４を開く方
向に駆動する。プッシュロッド６４は、インジェクタ本
体６１との間に配設されたリターンスプリング６５のば
ね作用により、開閉弁４４を閉じる方向に付勢されてい
る。したがって、開閉弁４４は、圧電素子４８の圧電作
用とリターンスプリング６５のばね作用とにより、高速
で軸方向の往復動を繰り返す。インジェクタ本体６１に
は、燃料通路３４が中空部６３に沿って形成されてい
る。

【００３２】インジェクタ６０のコントロール部材６６
はインジェクタ本体６１と噴射ノズル６７との間に挟み
付けられた状態で配置されており、噴射ノズル６７に係
合する固定キャップ６８をインジェクタ本体６１にねじ
係合させることにより、コントロール部材６６と噴射ノ
ズル６７は、ともにインジェクタ本体６１に結合され
て、本体の一部を構成している。噴射ノズル６７には中
空穴６９が形成されており、針弁３１が中空穴６９内に
摺動可能に挿通されている。コモンレール５０からイン
ジェクタ６０に供給された高圧燃料は、燃料通路３４、
及びコントロール部材６６及び噴射ノズル６７に形成さ
れた燃料通路３４ａを通じて、針弁３１の周りに形成さ
れた燃料溜まり３４ｂ、及び中空穴６９内に針弁３１の
回りに形成される隙間３５に充満する。針弁３１の燃料
溜まり３４ｂの壁面を構成するテーパ面３６は、針弁３
１が噴孔３２を開く方向に燃料圧を受ける受圧部を形成
している。針弁３１の先端はテーパ面３７となってお
り、針弁３１が軸方向に移動することにより、噴射ノズ
ル６７の先端に形成されたテーパ面に座着又は離間し
て、噴射ノズル６７の先端に形成されている噴孔３２か
ら燃料の噴射のための燃料の流れを遮断又は許容する。

【００３３】コントロール部材６６には、噴射ノズル６
７側に開き且つ針弁３１の端部が露呈する圧力制御室３
０が形成されている。圧力制御室３０は、燃料通路３４
から高圧燃料の供給を受ける通路と連通しており、また
開閉弁４４の開弁時に圧力制御室３０内の燃料圧力を中
空部６３に解放する燃料排出路４０が形成されている。
燃料排出路４０には開閉弁４４としてのポペット弁であ
る弁ステムが僅かな隙間を介して挿通しており、ポペッ
ト弁の弁ヘッドが圧力制御室３０の内側に形成された弁
シートに係合することにより開閉弁４４が閉弁し、プッ
シュロッド６４がリターンスプリング６５の付勢力に抗
してポペット弁の弁ステムを押し下げてポペット弁の弁
ヘッドが圧力制御室３０の弁シートから離間することに
より、開閉弁４４が開弁する。

【００３４】上記のインジェクタ６０は、図４において
インジェクタ３について説明したのと同様の作動をす
る。圧電素子４８が駆動されていない状態では、開閉弁
４４は、リターンスプリング６５のばね作用によって弁
ヘッドが燃料排出路４０を閉じることにより閉弁してお
り、圧力制御室３０内の圧力は高圧であり、針弁３１は
閉弁している。コントローラ８からの制御により圧電素
子４８を駆動すると、プッシュロッド６４は開閉弁４４
を押し下げて開弁させ、圧力制御室３０内の燃料圧力を
燃料排出路４０を通じて解放し、針弁３１がリフトさ
れ、噴孔３２から燃焼室への燃料噴射が行われる。

【００３５】燃料サプライポンプ１に直結されているコ
モンレール５０は、直列状態に配置されている複数のイ
ンジェクタ６０に沿って直線状に延びている。コモンレ
ール５０は、コモンレール本体５１から突出する固定部
において適宜の固定具によってシリンダヘッド７０に固
定される。コモンレール本体５１の内部には、各インジ
ェクタ６０に対して共通の通路であり高圧燃料を貯留す
る容積部５３が形成されている。

【００３６】インジェクタ６０は、インジェクタアーム
６２を介してコモンレール５０に直結されている。イン
ジェクタアーム６２は、コモンレール５０に接続される
接続部６２ａを有している。接続部６２ａは、コモンレ
ール５０との締結のために拡大された先端部を有してお
り、先端部にはコモンレール５０と当接する接続端面６
２ｂと取付け用ボルト５９がねじ込まれるねじ穴６２ｃ
とが形成されている。インジェクタアーム６２内に形成
される燃料通路３４は、詳細を図示しないが、後述する
コモンレール５０の容積部５３に接続している。

【００３７】コモンレール本体５１は、接続端面６２ｂ
に接合される接続端面５５でインジェクタアーム６２と
接続される。コモンレール本体５１には、インジェクタ
アーム６２に形成されているねじ穴６２ｃに対応して、
取付け用ボルト５９の挿通用に挿通孔５８が形成されて
いる。挿通孔５８に挿通した取付けボルト５９をインジ
ェクタアーム６２の接続部６２ａに形成されているねじ
穴６２ｃにねじ込むことにより、コモンレール本体５１
とインジェクタアーム６２とが連結される。

【００３８】図１を参照して、この発明によるインジェ
クタの取付け構造を説明する。インジェクタ６０の噴射
ノズル６７についての構造は、図３に示した符号と同じ
符号を付すことにより、再度の説明を省略する。インジ
ェクタ６０は、コモンレール５０に対して直結され且つ
コモンレール５０共にシリンダヘッド７０に取り付けら
れる。各インジェクタ６０は、噴射ノズル６７がノズル
スリーブ９０を介してシリンダヘッド７０の取付け孔７
９に嵌入された状態で取り付けられる。ノズルスリーブ
９０は、噴射ノズル６７の大径部９６に嵌合する大径筒
部９１と、噴射ノズル６７の小径部９７に嵌合する小径
筒部９２とを備えている。ノズルスリーブ９０の大径筒
部９１と小径筒部９２との間に位置する中間筒部９３の
内部には、噴射ノズル６７の大径部９６と小径部９７と
の間に形成される段部９８の周囲に先細状の環状スペー
ス９５が形成されている。環状スペース９５を形成する
中間筒部９３の先端側に位置する内面は、先細のテーパ
内面９４となっている。

【００３９】環状スペース９５には、ノズルスリーブ９
０のテーパ内面９４に凸面接触をするシール部材１００
と、シール部材１００をテーパ内面９４に押圧するスプ
リング部材１０５とが配設されている。シール部材１０
０は、先端側において凸曲面１０１と形成されており、
後端面側において、平坦面１０２に形成されている。ま
た、シール部材１００の中央部には貫通孔１０３が形成
されており、インジェクタ６０の小径部９７がシール部
材１００の貫通孔１０３を貫通している。シール部材１
００の凸曲面１０１とノズルスリーブ９０のテーパ内面
９４とは凸面接触をしている。凸曲面１０１と先細のテ
ーパ内面９４との接触は楔状に食い込む方向であるの
で、スプリング部材１０５によって押圧されたシール部
材１００は、ノズルスリーブ９０のテーパ内面９４に対
して強固にシール係合する。シール部材１００は銅製で
あり、インジェクタ６０をシリンダヘッド７０に締結し
たときにテーパ内面９４の形状に応じて僅かに変形し、
シール部材１００の変形により、シール力が一層強固に
なる。

【００４０】スプリング部材１０５は、噴射ノズル６７
の小径部９７に嵌挿された積層された複数枚の環状の皿
ばね１０６である。皿ばね１０６は、一端側で噴射ノズ
ル６７の段部９８に当接し、他端側でシール部材１００
の平坦面１０２に当接した圧縮状態に配設されている。
スプリング部材１０５は、皿ばねのばね力が充分得られ
れば、１枚の皿ばねでも良い。皿ばね１０６は、噴射ノ
ズル６７の軸線の回りにおいてシール部材１００を均等
に押圧する。

【００４１】このインジェクタの取付け構造によれば、
環状スペース９５に配設されているシール部材１００
は、スプリング部材１０５によってノズルスリーブ９０
のテーパ内面９４に押圧された状態で凸面接触をする。
したがって、インジェクタ６０とコモンレール５０との
アッセンブリ状態においてインジェクタ６０に高さバラ
ツキが存在していても、その高さバラツキは、スプリン
グ部材１０５のばね変形により吸収される。各インジェ
クタ６０の締結力は、スプリング部材１０５のばね変形
によるばね力の範囲内に抑えられ、スプリング部材１０
５が採用されない場合の締結力と比較して、締結力のバ
ラツキが抑制される。

【００４２】更に、シリンダヘッド７０の熱膨張・収縮
に起因して各インジェクタ６０のシリンダヘッド７０へ
の取付け位置のずれが生じ、インジェクタ６０がシリン
ダヘッド７０に対して傾斜するような横方向に位置ずれ
する状態となっても、スプリング部材１０５によって押
圧されたシール部材１００が軸線の傾斜に応じてノズル
スリーブ９０のテーパ内面９４に対して凸面接触を維持
しつつ回動し、良好なシール状態を維持する。その結
果、インジェクタ６０とシリンダヘッド７０との横方向
の位置ずれが吸収され、インジェクタ６０がシリンダヘ
ッド７０に的確に締結され、締結状態でインジェクタ６
０とシリンダヘッド７０との間のシール状態が常に良好
に保持される。コモンレール５０に複数のインジェクタ
６０が直結されている場合であっても、また複数のイン
ジェクタ６０をコモンレール５０に予めアッセンブリ状
態でシリンダヘッド７０に取り付ける場合でも、個々の
インジェクタ６０は、シリンダヘッド７０に対して、高
さ方向及び横方向の位置ずれを吸収し、安定し且つ良好
なシールが維持された状態で取り付けられる。

【００４３】実施例では、インジェクタ６０をコモンレ
ール５０に直結された状態でシリンダヘッド７０に取り
付ける取付け構造について説明したが、この発明による
インジェクタの取付け構造は、必ずしもコモンレール５
０に直結されたタイプに限ることなく、燃料供給管を通
じてコモンレール５０に接続されるインジェクタをシリ
ンダヘッドに取り付ける場合にも適用されることは明ら
かである。更に、インジェクタは圧電素子からなるアク
チュエータを備えているが、ソレノイド作動型のアクチ
ュエータを備えているインジェクタであっても、また圧
力制御室以外の作動型式を有するインジェクタであって
も良い。

【００４４】

【発明の効果】この発明によるインジェクタの接続構造
によれば、噴射ノズルの段部とノズルスリーブとの間に
配設されているシール部材は、スプリング部材によって
ノズルスリーブの内面に押圧された状態で凸面接触をし
ているので、各インジェクタの高さバラツキが存在して
いても、高さバラツキはスプリング部材のばね変形によ
り吸収され、インジェクタの締結力のバラツキもばね変
形に応じたばね力の範囲内に抑制される。更に、シリン
ダヘッドの熱膨張・収縮に起因してインジェクタがシリ
ンダヘッドに対して傾斜するような横方向に位置ずれる
状態になっても、スプリング部材によって押圧されたシ
ール部材がノズルスリーブの内面に凸面接触を維持しつ
つ回動してシールを維持する。その結果、インジェクタ
とシリンダヘッドとの横方向の位置ずれが吸収され、イ
ンジェクタをシリンダヘッドに的確に取り付け、更にイ
ンジェクタとシリンダヘッドとの締結状態でインジェク
タとシリンダヘッドとの間のシール状態が常に良好に維
持される。このような取付け構造は、複数のインジェク
タがコモンレールに予めアッセンブリ状態とされて、コ
モンレールと共に各インジェクタをシリンダヘッドに取
り付けるときに特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるインジェクタの取付け構造の一
実施例の要部を示す断面図である。

【図２】この発明によるインジェクタの取付け構造が適
用されるコモンレール式燃料噴射装置の一例を分解して
説明する斜視図である。

【図３】この発明によるインジェクタの取付け構造が適
用されるインジェクタとコモンレールをアッセンブリ状
態で示す断面図である。

【図４】コモンレール燃料噴射システムを示す概要図で
ある。

【符号の説明】

３２ 噴孔 ５０ コモンレール ６０ インジェクタ ６７ 噴射ノズル ７０ シリンダヘッド ７９ 取付け孔 ９０ ノズルスリーブ ９４ テーパ内面 ９８ 段部 １００ シール部材 １０１ 凸曲面 １０５ スプリング部材 １０６ 皿ばね

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を燃焼室内に噴射する噴孔が先端部
   に形成されている噴射ノズルを備えたインジェクタをシ
   リンダヘッドに形成された取付け孔内に取り付けるイン
   ジェクタの取付け構造において、前記インジェクタの前
   記噴射ノズルは、前記先端部が段部において縮径されて
   いると共に、ノズルスリーブを介して前記取付け孔に嵌
   入されており、前記段部と前記ノズルスリーブの間には
   前記ノズルスリーブの内面に凸面接触をするシール部材
   と前記シール部材を前記ノズルスリーブの前記内面に押
   圧するスプリング部材とが配設されていることを特徴と
   するインジェクタの取付け構造。
2. 【請求項２】 前記シール部材と前記ノズルスリーブと
   の凸面接触は、前記シール部材の先端側に形成された凸
   曲面と、前記ノズルスリーブの前記内面に形成されてい
   る先細のテーパ内面との接触により得られていることを
   特徴とする請求項１に記載のインジェクタの取付け構
   造。
3. 【請求項３】 前記シール部材が銅製であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載のインジェクタの取付け構
   造。
4. 【請求項４】 前記スプリング部材は、前記噴射ノズル
   に嵌挿された１枚又は積層された複数枚の環状の皿ばね
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
   記載のインジェクタの取付け構造。
5. 【請求項５】 前記インジェクタは燃料を蓄圧状態に貯
   留するコモンレールに対して直結されて前記コモンレー
   ルから燃料が供給され且つ前記コモンレールと共にシリ
   ンダヘッドに取り付けられる複数のインジェクタである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   インジェクタの取付け構造。