JP2002070695A - 内燃機関のインジェクタ取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】針弁の駆動などの燃料噴射動作に伴ってインジ
ェクタ内部で生じる衝撃力に起因する燃料噴射系の共振
によるエンジン騒音の悪化を、効果的に防止する。 【解決手段】インジェクタをシリンダヘッドに押圧固定
するノズルサポート６のうち、フォーク状のインジェク
タ押圧部６１と、ノズルサポート６をシリンダヘッドに
締結するためのボルト９の挿入孔との間にくびれＮを設
け、ノズルサポート６による特定方向のインジェクタ取
付剛性を低下させる。これとともに、インジェクタとそ
の取付孔内壁との間に、Ｏリングなどの振動減衰性部材
を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダヘッドに燃料供給手段としてのインジェクタを固定す
るためのインジェクタ取付構造に関し、より詳細には、
燃料噴射動作に伴って生じる燃料噴射系の振動に起因す
る内燃機関の振動及び騒音を抑えるための、上記取付構
造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】直噴ディーゼルエンジンなどにおいて、
高圧に加圧された燃料をインジェクタによって燃焼室内
に直接噴射する燃料供給システムがある。このシステム
では、従来より、例えば特開平８−２００１７９号公報
に開示されるようなインジェクタ取付構造が、一般的に
採用されている。

【０００３】すなわち、インジェクタは、気筒中心軸に
およそ合わせてシリンダヘッドに形成されたインジェク
タ取付孔に挿入され、この挿入状態でノズルサポートに
よりシリンダヘッドに対して燃焼室方向に押圧固定さ
れ、燃焼室のほぼ中央に配置される。ノズルサポート
は、シリンダヘッド側からインジェクタに掛け渡され、
一般的には、一端側に形成された支点においてヘッド本
体に対して支持され、ボルトによってシリンダヘッドに
締結される。ボルトの軸力は、ノズルサポートの他端側
に形成されたフォーク状のインジェクタ押圧部に伝わ
り、これに係合するインジェクタ側の受圧部に燃焼室方
向の圧力を与える。

【０００４】この構造は、１つのインジェクタに対し
て、１つの独立したノズルサポートを設けた例である
が、この他にも、複数のインジェクタを１つの共用ノズ
ルサポートによって固定する技術が知られている（特開
平９−１４０８４号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインジェクタ取付構造を採用した燃料供給システム
には、次のような問題がある。すなわち、このシステム
で用いられるインジェクタは、一般的に、内部に可動部
品、例えば針弁を有しており、これが運動し、シート部
に対して着座し及び離座することで燃料の噴射及びその
停止が制御される。従って、このインジェクタは、原理
的に、衝突による衝撃力を発生する構造となっている。
その他にも、油圧回路の制御のための電磁弁などが組み
込まれており、これらも衝撃力の発生源を構成する。こ
のように、エンジン運転時には、燃料噴射動作に伴っ
て、インジェクタに様々な衝撃力が働くことになる。特
にディーゼルエンジンに適用されるコモンレール式燃料
供給システムにおいては、内部部品が高圧の燃料で駆動
されるなどの理由から、インジェクタに大きな衝撃力が
働く。

【０００６】インジェクタ内部で発生した衝撃力は、イ
ンジェクタに接続された他のエンジン部品に伝達され、
振動を励起し、エンジン騒音の悪化の要因となる。特
に、この衝撃力がインジェクタ本体だけでなく、燃料配
管、ノズルサポート及びコモンレールなどで構成される
燃料噴射系の固有振動モードを励起することへの悪影響
が大きく、これらの部品が共振して、その振動エネルギ
ーが周囲の空気に直接伝播して騒音となったり、またシ
リンダヘッドやヘッドカバーなどの他のエンジン部品に
伝わって、他のエンジン部品から騒音が発生するなどの
問題がある。

【０００７】上記燃料噴射系の固有振動モードの特性を
決定する要因には、その構成部品自体の剛性及び質量だ
けでなく、これらの部品をエンジンに取り付けるための
部品の剛性なども含まれる。例えばインジェクタ周辺に
着目すれば、これをシリンダヘッドに固定するためのノ
ズルサポートの曲げ剛性や圧縮・引張り剛性、締結用ボ
ルトの剛性、及び支点ピンが挿入される孔やインジェク
タ取付孔を形成するシリンダヘッド壁部の剛性などが、
上記振動特性の決定要因を構成する。

【０００８】以上に鑑み、本発明は、燃料噴射動作に伴
って生じる燃料噴射系の振動、特にその共振を簡易な構
成で抑制可能とし、これによりエンジン全体としての振
動及び騒音を低減することのできる内燃機関のインジェ
クタ取付構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
内燃機関のインジェクタ取付構造は、内燃機関のシリン
ダヘッドにインジェクタ取付孔を形成し、該取付孔にイ
ンジェクタを挿入してその先端側を取付孔の座面に係止
させ、シリンダヘッドに締結されるノズルサポートによ
りインジェクタの基端側をインジェクタ軸線方向に押圧
して、インジェクタをシリンダヘッドに固定するインジ
ェクタ取付構造において、前記ノズルサポートを用いて
得られるインジェクタ軸線方向に関するインジェクタ取
付剛性を確保しつつ、該軸線方向と略直交する方向に関
するインジェクタ取付剛性を低く設定するとともに、イ
ンジェクタとシリンダヘッドとの間に、前記直交方向に
作用する振動減衰手段を設けたことを特徴とする（請求
項１）。

【００１０】前記ノズルサポートは、各インジェクタご
とに、独立に設けられるのが好ましい（請求項２）。前
記振動減衰手段は、インジェクタと、前記インジェクタ
取付孔を形成するシリンダヘッド内壁との間に、振動減
衰性部材を配して構成されるのが好ましい（請求項
３）。

【００１１】前記振動減衰性部材は、環状或いは筒状に
配される好ましい（請求項４）。前記振動減衰性部材
は、Ｏリングであるのが好ましい（請求項５）。前記Ｏ
リングは、２つ設けられるのが好ましい（請求項６）。
また、前記振動減衰性部材は、樹脂製であるのが好まし
い（請求項７）。この場合には、前記振動減衰性部材
は、ゴム製か（請求項８）又は軟質プラスチック製であ
るのが好ましい（請求項９）。

【００１２】または、前記振動減衰性部材は、アスファ
ルト製であってもよい（請求項１０）。または、前記振
動減衰性部材は、防振塗料を用いて形成されてもよい
（請求項１１）。前記振動減衰性部材は、前記インジェ
クタ取付孔の上端近傍に配されるのが好ましい（請求項
１２）。

【００１３】また、前記振動減衰性部材は、前記インジ
ェクタ取付孔の座面から前記ノズルサポートのインジェ
クタに対する押圧点までの、略中間に配されるのが好ま
しい（請求項１３）。前記直交方向に関するインジェク
タ取付剛性の低下は、前記ノズルサポートに対して、そ
の長手方向と直交する幅方向に、くびれを設けて実現さ
れるのが好ましい（請求項１４）。

【００１４】前記くびれの深さは、これを設けた部分の
ノズルサポートの幅が前記インジェクタを挟むノズルサ
ポート押圧部の内側面間隔より小さくなるように、設定
されるのが好ましい（請求項１５）。前記ノズルサポー
トは、一端側がシリンダヘッドの側壁近傍に回動自在に
支持され、シリンダヘッド上のカムシャフトを跨いで延
びて他端側がインジェクタに当接し、前記カムシャフト
より支点側の位置にてシリンダヘッドに締結されるのが
好ましい（請求項１６）。

【００１５】前記直交方向のインジェクタ取付剛性の低
下は、前記ノズルサポートをシリンダヘッドに締結する
ボルトの首部とネジ部との間に、該ネジ部谷径より小径
となる部分を設けて実現することもできる（請求項１
７）。本発明に係る内燃機関のインジェクタ取付構造
は、コモンレール式直噴ディーゼルエンジンのインジェ
クタに適用されるのが好ましい（請求項１８）。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、次の効果
を得ることができる。本発明に係るノズルサポートは、
インジェクタ軸線方向と略直交する方向に関するインジ
ェクタ取付剛性が低く設定されるため、燃料噴射動作に
伴って生じるインジェクタ取付孔内におけるインジェク
タの前記直交方向の振動振幅が、過度に抑制されること
がない。

【００１７】このため、インジェクタとシリンダヘッド
との間に設けられた本発明に係る振動減衰手段による燃
料噴射系の振動の減衰効果を、より効果的なものとする
ことができ、結果として燃料噴射系の共振を抑制し、機
関全体としても振動及び騒音を低減することができる。
一方、インジェクタ軸線方向に関するインジェクタ取付
剛性は充分に確保されていることから、インジェクタを
シリンダヘッドに対して押し付けて固定するというノズ
ルサポートの本来的な機能を損なうことはない。

【００１８】請求項２に係る発明によれば、ノズルサポ
ートが各インジェクタごとに独立に設けられることで、
１つのインジェクタにおいて発生した衝撃力がノズルサ
ポートを介して他のインジェクタに伝達されることがな
い。このため、１つのインジェクタで発生した衝撃力に
よる振動は、そのインジェクタに対して設けられた振動
減衰手段によって減衰させることができ、燃料噴射系の
共振を確実に抑制することができる。

【００１９】請求項３に係る発明によれば、上記の効果
を奏することのできる振動減衰手段を、簡易に構成する
ことができる。請求項４に係る発明によれば、インジェ
クタ軸線方向に略直交するあらゆる方向の振動を減衰さ
せることができる。請求項５に係る発明によれば、本発
明に係る振動減衰手段を容易に設置することができる。
特に、従来から油密性の確保を目的としてインジェクタ
とその取付孔内壁との間にＯリングを設置していた内燃
機関においては、新規部品を追加することなく、ノズル
サポートの前記直交方向のインジェクタ取付剛性を変更
することのみで本発明による上記の効果を得ることがで
きる。

【００２０】請求項６に係る発明によれば、インジェク
タとその取付孔内壁との間にＯリングを２つ設置するこ
とで、Ｏリングによる振動減衰効果をさらに顕著に得る
ことができる。請求項７〜１１に係る発明によれば、振
動減衰性部材に樹脂（ゴム、軟質プラスチック）、アス
ファルト及び防振塗料といった防振材として一般的な弾
粘性材料を用いることで、本発明に係る振動減衰手段を
廉価にかつ容易に構成することができる。

【００２１】請求項１２及び１３に係る発明によれば、
インジェクタの固有振動モードの腹となり易い部分、す
なわち、インジェクタとその取付孔との間の相対変位が
比較的大きくなる部分に振動減衰性部材（例えば、Ｏリ
ング）を設置することとなるため、振動減衰性部材を設
置することによる振動減衰効果を、より効果的に得るこ
とができる。

【００２２】請求項１４に係る発明によれば、ノズルサ
ポートのインジェクタ軸線方向に関するインジェクタ取
付剛性を確保しつつ、この方向と略直交する方向に関す
るインジェクタ取付剛性を容易に低下させることができ
る。請求項１５に係る発明によれば、くびれを形成する
ノズルサポート部分の幅が最適化されて、振動減衰手段
との協働効果がより顕著となり、機関全体としての振動
及び騒音をさらに低減することができる。

【００２３】請求項１６に係る発明によれば、ノズルサ
ポートがカムシャフトを跨いでインジェクタを固定する
こととなるため、例えばＤＯＨＣ方式の内燃機関におい
て２本のカムシャフトの間にノズルサポートを位置させ
る場合と比べて、ノズルサポートを長く設計することが
でき、くびれを設けたことによる振動減衰手段との協働
効果がより顕著となる。

【００２４】請求項１７に係る発明によれば、ノズルサ
ポートをシリンダヘッドに締結するボルトの特定部位に
小径部を形成することで、インジェクタ軸線方向と略直
交する方向、特にノズルサポートの長手方向に関するイ
ンジェクタ取付剛性を低下させることができ、燃料噴射
系の振動変位を大きくし、振動減衰手段をより有効に機
能させることができる。

【００２５】請求項１８に係る発明によれば、本発明に
係るインジェクタ取付構造をコモンレール式直噴エンジ
ンに適用することで、比較的低い燃料圧力で作動する他
のエンジンシステムと比較して、インジェクタ取付剛性
の低下と振動減衰手段の設置とによる効果を、特に顕著
に得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施
形態に係る内燃機関のインジェクタ取付構造を適用した
コモンレール式直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッ
ド１を、エンジン前方（クランク軸方向）から見た断面
図である。なお、シリンダヘッド１は、ヘッドボルト２
により、図示しないシリンダブロックに固定されてい
る。

【００２７】本実施形態において、インジェクタ取付孔
３は、シリンダヘッド１の気筒中心軸Ａを中心として形
成されており、その内部に挿入されたインジェクタ４
は、インジェクタ取付孔３の底面に配置されたワッシャ
５を介してシリンダヘッド１側の座面に係止され、燃焼
室頂面の略中央から燃料を燃焼室内に高圧で噴射供給す
ることができるようになっている。

【００２８】インジェクタ４をシリンダヘッド１に固定
するノズルサポート６は、シリンダヘッド１の側壁近傍
に埋め込まれた支点ピン７により一端側が回動（傾動）
自在に支持されており、ここに支点６ａが形成される。
そして、ここから一方のカムシャフト８ａを跨いで気筒
中心軸Ａ方向に延び、他端側がインジェクタ押圧面６ｂ
を形成して、インジェクタ４側の受圧面４ａに当接して
いる。

【００２９】さらに、ノズルサポート６は、支点６ａと
インジェクタ押圧面６ｂとの間であってカムシャフト８
ａより支点６ａ側の中間位置に配されるボルト挿入孔６
ｃを備えており、ここに挿入された締結用ボルト９によ
り、燃焼室方向（図の下向き）に軸力を受ける。この軸
力は、支点ピン７との当接面と、インジェクタ押圧面６
ｂとに分散されて、これらのうちインジェクタ押圧面６
ｂにより分担される成分がインジェクタ４側の受圧面４
ａからインジェクタ４に伝わり、インジェクタ４を燃焼
室方向に押し付けてシリンダヘッド１に固定するように
作用する。

【００３０】また、インジェクタ取付孔３を形成するシ
リンダヘッド内壁と、インジェクタ４の外周との間には
隙間（空間）が存在しており、この隙間にＯリング１０
が介在するように、Ｏリング１０がインジェクタ４の外
筒部に取り付けられている。なお、後にも説明するが、
Ｏリング１０は本発明の振動減衰性部材の一例であり、
これを上記の隙間に配することで、本発明の振動減衰手
段が構成される。

【００３１】インジェクタ４には、燃料を高圧で供給す
るための燃料配管１１が接続しており、この配管１１
は、図示しないコモンレールを介して他の気筒のインジ
ェクタと連結されている。図２（ａ）は、ノズルサポー
ト６をインジェクタ軸線方向ｖ（図１参照）から見た形
状を表している。図示のように、ノズルサポート６は、
インジェクタ４との接点側が２つに分岐して、上記押圧
面６ｂを形成するインジェクタ押圧部６１（６１ａ，６
１ｂ）を形成している。対するインジェクタ４側には、
上記受圧面４ａを形成する２つの受圧部が軸対称に形成
されており、インジェクタ４は、受圧部を設けた部分が
インジェクタ押圧部６１ａ及び６１ｂ間に挟まれて、イ
ンジェクタ押圧面６ａが受圧面４ａに当接するようにな
っている。

【００３２】また、ノズルサポート６のうち、インジェ
クタ押圧部６１とボルト挿入孔６ｃとの間には、ノズル
サポート６の長手方向と直交する水平方向（ここでは、
クランク軸方向に等しい）にくびれＮが形成され、この
くびれＮを設けたノズルサポート部分の幅ｗは、インジ
ェクタ側の受圧部側面を当接支持するインジェクタ押圧
部内側面間の寸法Ｓより小さく設定さている。

【００３３】次に、本実施形態に係るインジェクタ取付
構造の作用効果について述べる。エンジン運転時には、
前述のように、燃料噴射などのタイミングでインジェク
タ４に様々な種類の衝撃力が発生し、この衝撃力が原因
となって燃料噴射系の共振が励起され、この振動が騒音
を直接引き起こしたり、この振動が他の部品に伝達して
そこから騒音が放射されるなどの問題がある。

【００３４】この問題に対して、本実施形態では、ノズ
ルサポート６の一部にくびれＮを設けることでインジェ
クタ取付系の特定方向の剛性を低下させ、これと併せて
インジェクタ４とインジェクタ取付孔３との間に振動減
衰効果のあるＯリング１０を設置することで、エンジン
騒音の悪化を効果的に防止している。すなわち、Ｏリン
グ１０の振動減衰効果によって振動エネルギーが吸収さ
れ、燃料噴射系の振動レベルが低減されることとなる
が、本実施形態では、くびれＮを設けて、インジェクタ
軸線方向に略直交するクランク軸方向に関するインジェ
クタ取付剛性を低下させることで、その方向のインジェ
クタ４の振動変位を大きくし、もってＯリング１０によ
るエネルギー吸収量を（図２（ｂ）に示すような、くび
れＮのない従来のノズルサポート６’を用いることで従
来通りのインジェクタ取付剛性として振動減衰効果を付
与したり、又はノズルサポート６’の剛性を強化してイ
ンジェクタ取付剛性を向上させたうえで振動減衰効果を
付与した場合と比較して）増大させ、結果として燃料噴
射系の共振を抑制し、エンジン騒音の悪化を効果的に防
止している。

【００３５】ここで、くびれＮを設けたことによるイン
ジェクタ取付剛性の低下と、Ｏリング１０の設置による
振動減衰効果の付与との相乗効果による、上記の振動レ
ベルの低減のメカニズムについて、１自由度振動系に単
純化して説明する。図３は、燃料噴射系の振動を模式的
に想定した１自由度振動系の周波数応答関数を表してお
り、図の横軸は周波数ｆを、また縦軸は単位加振力が入
力された場合における燃料噴射系部品上のある特定点
（例えば、インジェクタ４の頂部）の振動加速度αを示
している。なお、横軸及び縦軸ともに、対数スケールと
している。

【００３６】図中Ａで示される曲線は、図２（ｂ）に示
すような従来のノズルサポートを用いた従来のインジェ
クタ取付構造による場合の振動レベルを表している。こ
れにＯリング１０を設置するなどして一定の振動減衰効
果を付与した場合には曲線Ｂのようになり、共振周波数
は同じであるが、共振ピークＰｂにおける振動レベル
を、従来の場合の共振ピークＰａにおける振動レベルよ
りも、ある程度低減することができる。

【００３７】これらに対して、本実施形態のように、ノ
ズルサポート６にくびれＮを形成して特定方向に関する
インジェクタ取付剛性を低下させ、かつＯリング１０を
設置して振動減衰効果を付与した場合の振動レベルは、
曲線Ｃのようになる。曲線Ｃで示される振動レベルは、
曲線Ｂで示される振動レベルと比較して、共振周波数が
低下しており、また共振ピークＰｃにおける振動レベル
が、曲線Ｂの共振ピークＰｂにおける振動レベルより
も、さらに低減されている。

【００３８】ここで、これら２つの曲線Ｂ及びＣで示さ
れる振動レベルをさらに比較すると、曲線Ｃで示される
振動レベルに関して、曲線Ｂで示される振動レベルの共
振周波数より低い周波数帯域Δｆｃにおいて振動レベル
の悪化（増加）傾向が見られる。しかし、インジェクタ
４内部における弁の衝撃力によるエンジン振動及び騒音
の悪化は、燃料噴射系の固有振動モードの励起に伴う現
象であり、共振ピークの周波数で顕著に現れる現象であ
る。従って、共振周波数より低い周波数における振動レ
ベルの悪化によるエンジン振動及び騒音への悪影響は殆
どなく、むしろ共振ピークにおける振動レベルを低減す
ることの方が、実際のエンジンにおける振動及び騒音の
低減に対する効果が大きい。

【００３９】比較のため、曲線Ａで示される従来のイン
ジェクタ取付構造においてインジェクタ取付系の剛性を
向上させた場合の振動レベルを、曲線Ｄに示す。この場
合には、曲線Ａの振動レベルよりも共振周波数が高くな
るとともに、共振ピークＰｄにおいて振動レベルの悪化
が認められる。その反面で、曲線Ｄで示される振動レベ
ルは、その共振周波数より低い周波数帯域Δｆｄにおい
て従来の振動レベルより低い振動レベルを示している。
しかし、前述のように、エンジン騒音の悪化を引き起こ
す燃料噴射系の固有振動モードは共振ピークで顕著に励
起されるため、共振周波数より低い周波数での振動レベ
ルが低減されることよりも、むしろ共振ピークでの振動
レベルが悪化することの悪影響の方が大きく、エンジン
全体として騒音の悪化を招く可能性がある。

【００４０】実際のエンジン構造においては、固有振動
モードが複数存在するため、上述のように単純ではない
ものの、基本的には、同様な１自由度振動系の重ね合わ
せと考えることができる。従って、実際のエンジン構造
においても、以上に説明したものと同様のメカニズムに
基づいて燃料噴射系の共振が抑制され、エンジン振動及
び騒音の悪化を効果的に防止することができる。

【００４１】なお、ノズルサポート６のくびれＮは、ク
ランク軸方向（図１のｙ軸）に平行に設けられているた
め、ノズルサポート６の剛性の低下は、この方向の曲げ
に対して最も顕著に現れ、この方向のインジェクタ取付
剛性が主として低減されている。従って、本実施形態に
よる上述の振動減衰効果は、インジェクタ４がクランク
軸方向に変位する固有振動モードに対して最も有効であ
る。

【００４２】また、ノズルサポート６の上下方向（イン
ジェクタ軸線方向であり、図１のｚ軸に平行な方向）の
寸法を一定量以上確保することで、この方向の荷重に対
するノズルサポート６の剛性は充分に確保されるので、
この方向のインジェクタ取付剛性を充分に確保すること
ができる。従って、ボルト９の軸力を受けてインジェク
タ４をシリンダヘッド１に対して燃焼室方向に押し付け
て固定するという、ノズルサポート６の本来的な機能
は、充分に果たすことができる。

【００４３】図４は、本発明の第２の実施形態に係る内
燃機関のインジェクタ取付構造を適用したコモンレール
式直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド１０１を、
エンジン前方（クランク軸方向）から見た断面図であ
り、先に説明したエンジンのシリンダヘッド１に対し
て、振動減衰性部材として２つのＯリング２１，２２を
設けたものに相当する。なお、先のシリンダヘッド１と
同じ構成要素については、同じ符号を付してある。

【００４４】本実施形態において、Ｏリングは、１つ
（２１）がインジェクタ取付孔３の上端近傍に配され、
もう１つ（２２）がインジェクタ取付孔３の底面に形成
される座面から、ノズルサポート６のインジェクタ４に
対する押圧点（即ち、インジェクタ押圧面６ａとインジ
ェクタ側の受圧面４ａとの接点）までの、略中間に配さ
れている。他の構成は、基本的には、先のシリンダヘッ
ド１と同様である。

【００４５】Ｏリング２１，２２をインジェクタ取付孔
３内において上記２つの特定点に配置することで、次の
ような効果を得ることができる。燃料噴射系部品の固有
振動モードの形態は、それらの部品の固有振動数によっ
て異なるが、典型的な形態として、インジェクタ４の変
形状態が次の異なる２パターンとなる場合を挙げること
ができる。すなわち、インジェクタ４がその先端が節と
なり、また基端が腹となるように振動する第１の振動モ
ード（インジェクタ４の中心軸の変形状態を、図４に太
線Ｍ１で示す。）と、インジェクタ４が、インジェクタ
取付孔３内の座面位置及び基端側のインジェクタ押圧面
６ａとの接点位置の２点が節となり、またこれら２点の
略中間が腹となるように振動する第２の振動モード（イ
ンジェクタ４の中心軸の変形状態を、図４に太線Ｍ２で
示す。）とである。

【００４６】第１の振動モードに対しては、インジェク
タ挿入孔３の上端近傍に配したＯリング２１による振動
減衰効果の効率がよく、一方第２の振動モードに対して
は、上記中間位置に配したＯリング２２による振動減衰
効果の効率がよい。従って、このように２つのＯリング
２１及び２２を組み合わせて適用することで、複数の周
波数領域において大きな振動減衰効果を得ることがで
き、エンジン振動及び騒音の悪化を効率的に抑制するこ
とができる。

【００４７】なお、エンジンの構成によっては、上記２
つの振動モードのうちいずれか一方の振動モードの周波
数における騒音悪化が顕著となる場合があるが、その場
合には、その騒音悪化の顕著な周波数における振動減衰
効果の高いいずれかのＯリング２１又は２２のみを採用
し、他方を除いた構成としても、実用上の効果を得るこ
とができる。

【００４８】図５は、本発明の第３の実施形態に係る内
燃機関のインジェクタ取付構造を適用したコモンレール
式直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド２０１を、
エンジン前方（クランク軸方向）から見た断面図であ
り、先に説明したエンジンのシリンダヘッド１におい
て、振動減衰性部材としてＯリング１０の代わりに、弾
粘性材料から形成された部材３１を筒状に配したもので
ある。他の構造は、基本的には、先のシリンダヘッド１
と同様であり、先のシリンダヘッド１と同じ構成要素に
ついては、同じ符号を付してある。なお、ここでは、上
記部材３１を配することで、本発明の振動減衰手段が構
成される。

【００４９】上記の弾粘性材料としては、ゴム（天然ゴ
ム又はブチルゴムなどの合成ゴム）、発泡ゴム及び軟質
プラスチックなどの樹脂材料、アスファルト、及び防振
塗料（タールやアスファルトのような粘性の高いもの）
などを用いることができる。本実施形態では、これらの
弾粘性材料から、まずシート状の部材３１を形成する。
そして、これを図６に示すようにインジェクタ４の外筒
部の所定位置に巻き付けた後、部材３１付きのインジェ
クタ４をその取付孔３に挿入することで、弾粘性材料を
インジェクタ４とその挿入孔３内壁との間の所定位置に
配置している。防振塗料を用いる場合には、（１）シー
ト状に成形してものを上記外筒部に貼り付ける、（２）
上記外筒部に直接塗り付ける、（３）薄い金属板に厚く
塗り付けたものを貼り付ける、（４）薄い金属板に塗り
付けた（コーティングした）ものを積層した部材３１を
貼り付ける、などの使用が可能である。

【００５０】本実施形態によれば、くびれＮを形成した
ことによるインジェクタ取付剛性の低下と、部材３１を
設置したことによる振動減衰効果の付与との相乗効果に
より、前述同様のメカニズムに基づいて振動レベルの低
減効果が得られ、燃料噴射系の共振を抑制し、結果とし
てエンジン全体の振動及び騒音の悪化を防ぐことができ
る。また、本実施形態では、振動減衰性部材は単純なシ
ート状に形成された後に環状又は筒状に配置されるの
で、使用される弾粘性材料はシート状に形成可能であれ
ばよく、材料選択の自由度が高い。

【００５１】図７は、本発明の第４の実施形態に係る内
燃機関のインジェクタ取付構造を適用したコモンレール
式直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド３０１を、
エンジン前方（クランク軸方向）から見た断面図であ
り、先に説明したエンジンのシリンダヘッド１に対し
て、ノズルサポート６をシリンダヘッドに締結するボル
ト９１に改良が加えられている。他の構造は、基本的に
は、先のシリンダヘッド１と同様であり、先のシリンダ
ヘッド１と同じ構成要素については、同じ符号を付して
ある。

【００５２】本実施形態に係るボルト９１は、図８に示
すように、その首部９１ａとネジ部９１ｂとの間の中間
部９１ｃ（長さＬのボルト部分）の直径φが、ネジ部９
１ｂの谷の径ｄより小さく設定されており、インジェク
タ４をシリンダヘッド３０１に固定するための引張り強
度は確保されているものの、曲げ剛性は低くなってい
る。

【００５３】前述のように、ボルト９１はインジェクタ
４をシリンダヘッド３０１に固定するための部材である
から、その曲げ剛性は、燃焼噴射系の固有振動モードに
影響する。本実施形態では、ボルト９１に小径部が形成
されることで、インジェクタ取付剛性のさらなる低下を
もたらしている。例えば、クランク軸方向と平行な水平
方向に関するボルト９１の曲げ剛性の低下により、前出
のノズルサポート６の剛性低下に重畳した、より一層の
振動減衰効果を得ることができる。

【００５４】さらに、図７の太線Ｍ３で示すように、イ
ンジェクタ４がその先端を節にして図の左右方向（クラ
ンク軸方向と垂直な水平方向）に振動する場合にも、ボ
ルト９１に曲げ変形が生じることとなる。ここで、第１
の実施形態と比較すると、ボルト９１に小径部が形成さ
れることで、特に図７の左右方向のインジェクタ取付剛
性が低下しているため、この方向の振動減衰効果をも得
ることができる。

【００５５】以上に説明したように、本発明によれば、
インジェクタ軸線方向と略直交する方向に関するインジ
ェクタ取付剛性を低く設定するとともに、インジェクタ
４とシリンダヘッド１との間に、Ｏリング１０を設置す
るなどして振動減衰手段を設けることで、燃料噴射系の
振動を効果的に減衰させて燃料噴射系の共振を抑制し、
エンジン全体としても振動及び騒音を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る内燃機関のシリ
ンダヘッド構造を概略示す断面図

【図２】同上実施形態に係るノズルサポート、及び従来
のインジェクタ取付構造におけるノズルサポートの平面
図

【図３】本発明の振動減衰効果を示す周波数応答関数

【図４】本発明の第２の実施形態に係る内燃機関のシリ
ンダヘッド構造を概略示す断面図

【図５】本発明の第３の実施形態に係る内燃機関のシリ
ンダヘッド構造を概略示す断面図

【図６】同上実施形態に係る振動減衰性部材（弾粘性材
料）の設置方法を示す図

【図７】本発明の第４の実施形態に係る内燃機関のシリ
ンダヘッド構造を概略示す断面図

【図８】同上実施形態に係るノズルサポート締結用ボル
トの形状を示す図

【符号の説明】

１…シリンダヘッド ２…ヘッドボルト ３…インジェクタ取付孔 ４…インジェクタ ５…ワッシャ ６…ノズルサポート ７…支点ピン ８…カムシャフト ９…ノズルサポート締結用ボルト １０…振動減衰性部材（Ｏリング） １１…燃料配管 ３１…振動減衰性材料（弾粘性材料） ６１…インジェクタ押圧部 ９１…曲げ剛性が低下されたノズルサポート締結用ボル
ト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/16 Ｆ０２Ｍ 61/16 Ｋ Ｍ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のシリンダヘッドにインジェクタ
   取付孔を形成し、該取付孔にインジェクタを挿入してそ
   の先端側を取付孔の座面に係止させ、シリンダヘッドに
   締結されるノズルサポートによりインジェクタの基端側
   をインジェクタ軸線方向に押圧して、インジェクタをシ
   リンダヘッドに固定するインジェクタ取付構造におい
   て、 前記ノズルサポートを用いて得られるインジェクタ軸線
   方向に関するインジェクタ取付剛性を確保しつつ、該軸
   線方向と略直交する方向に関するインジェクタ取付剛性
   を低く設定するとともに、 インジェクタとシリンダヘッドとの間に、前記直交方向
   に作用する振動減衰手段を設けたことを特徴とする内燃
   機関のインジェクタ取付構造。
2. 【請求項２】前記ノズルサポートは、各インジェクタご
   とに、独立に設けられることを特徴とする請求項１記載
   の内燃機関のインジェクタ取付構造。
3. 【請求項３】前記振動減衰手段は、インジェクタと、前
   記インジェクタ取付孔を形成するシリンダヘッド内壁と
   の間に、振動減衰性部材を配して構成されることを特徴
   とする請求項１又は２記載の内燃機関のインジェクタ取
   付構造。
4. 【請求項４】前記振動減衰性部材は、環状或いは筒状に
   配されることを特徴とする請求項３記載の内燃機関のイ
   ンジェクタ取付構造。
5. 【請求項５】前記振動減衰性部材は、Ｏリングであるこ
   とを特徴とする請求項４記載の内燃機関のインジェクタ
   取付構造。
6. 【請求項６】前記Ｏリングは、２つ設けられることを特
   徴とする請求項５記載の内燃機関のインジェクタ取付構
   造。
7. 【請求項７】前記振動減衰性部材は、樹脂製であること
   を特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関のインジェ
   クタ取付構造。
8. 【請求項８】前記振動減衰性部材は、ゴム製であること
   を特徴とする請求項７記載の内燃機関のインジェクタ取
   付構造。
9. 【請求項９】前記振動減衰性部材は、軟質プラスチック
   製であることを特徴とする請求項７記載の内燃機関のイ
   ンジェクタ取付構造。
10. 【請求項１０】前記振動減衰性部材は、アスファルト製
    であることを特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関
    のインジェクタ取付構造。
11. 【請求項１１】前記振動減衰性部材は、防振塗料を用い
    て形成されることを特徴とする請求項３又は４記載の内
    燃機関のインジェクタ取付構造。
12. 【請求項１２】前記振動減衰性部材は、前記インジェク
    タ取付孔の上端近傍に配されることを特徴とする請求項
    ３〜１１のいずれか１つに記載の内燃機関のインジェク
    タ取付構造。
13. 【請求項１３】前記振動減衰性部材は、前記インジェク
    タ取付孔の座面から前記ノズルサポートのインジェクタ
    に対する押圧点までの、略中間に配されることを特徴と
    する請求項３〜１２のいずれか１つに記載の内燃機関の
    インジェクタ取付構造。
14. 【請求項１４】前記直交方向に関するインジェクタ取付
    剛性の低下は、前記ノズルサポートに対して、その長手
    方向と直交する幅方向に、くびれを設けて実現されるこ
    とを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の
    内燃機関のインジェクタ取付構造。
15. 【請求項１５】前記くびれの深さは、これを設けた部分
    のノズルサポートの幅が前記インジェクタを挟むノズル
    サポート押圧部の内側面間隔より小さくなるように、設
    定されることを特徴とする請求項１４記載の内燃機関の
    インジェクタ取付構造。
16. 【請求項１６】前記ノズルサポートは、一端側がシリン
    ダヘッドの側壁近傍に回動自在に支持され、シリンダヘ
    ッド上のカムシャフトを跨いで延びて他端側がインジェ
    クタに当接し、前記カムシャフトより支点側の位置にて
    シリンダヘッドに締結されることを特徴とする請求項１
    〜１５のいずれか１つに記載の内燃機関のインジェクタ
    取付構造。
17. 【請求項１７】前記直交方向のインジェクタ取付剛性の
    低下は、前記ノズルサポートをシリンダヘッドに締結す
    るボルトの首部とネジ部との間に、該ネジ部谷径より小
    径となる部分を設けて実現されることを特徴とする請求
    項１〜１６のいずれか１つに記載の内燃機関のインジェ
    クタ取付構造。
18. 【請求項１８】コモンレール式直噴ディーゼルエンジン
    のインジェクタに適用されることを特徴とする請求項１
    〜１７のいずれか１つに記載の内燃機関のインジェクタ
    取付構造。