JP2004286010A - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料噴射弁に掛かる曲げモーメントを低減すると共に、内燃機関に対して燃料噴射弁を容易に組み付けることのできる燃料噴射装置を提供すること。
【解決手段】燃料噴射弁１１は、燃料噴射孔１１０を備える先端部１１ａ、シリンダヘッド２１に組み付けられる本体部１１ｂ、燃料デリバリパイプ１２に接続される接続部１１ｃを備えている。燃料デリバリパイプ１２は、燃料噴射弁１１の接続部１１ｃを接続するための接続口１２１、燃料デリバリパイプ１２をシリンダヘッド２１に固定するための複数の固定部１２２を備えている。燃料噴射弁１１と燃料デリバリパイプ１２とは、燃料噴射弁１１のフランジ部１１２と燃料デリバリパイプ１２との間にバネ部材３０が配置された状態で組み合わせられる。燃料噴射弁１１には、シリンダヘッド２１との気密性を保持するためにバネ部材３０によって予荷重が加えられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関に対して燃料を供給する燃料噴射装置に関し、より詳しくは、内燃機関に対する燃料噴射弁の固定技術に関する。

従来、燃料噴射弁を内燃機関に対して固定する際には、ヨーク状クランプが用いられていた。ヨーク状クランプは、気筒内圧力が直接加わる筒内噴射型の内燃機関においては、燃料噴射弁と内燃機関（シリンダヘッド）との気密を保持し、気筒内圧力を封止する役目も担っていた。一般的に、ヨーク状クランプを用いる場合には、燃料噴射弁の胴体部（本体部）がシリンダヘッドに対して固定されるため、固定（組み付け）に際しては、ある程度の締め付けトルクが必要となり、工具を回転させるための組み付け作業スペースが必要であった。

そこで、燃料噴射弁の先端部とシリンダヘッドにおける燃料噴射弁先端部の収容部（組み付け部）との気密を保持することで気筒内圧力を封止する軸シール技術が提案されている。この軸シール技術では、シリンダヘッドに対して固定された燃料デリバリパイプと燃料噴射弁との間に板バネが配置され、シリンダヘッドの収容部に対して差し込まれた燃料噴射弁は板バネの付勢力によってシリンダヘッドに対して固定される。したがって、ヨーク状クランプを用いる場合と比較して組み付け作業が容易であると共に、作業スペースを確保する必要がないという利点がある（特許文献１参照）。

特開２００１−３５５５４０号公報

しかしながら、従来の板バネを用いた固定手法では、シリンダヘッドから離間した位置において燃料噴射弁に付勢力が加えられるため、燃料噴射弁に作用する曲げモーメントが大きくなるという問題があった。また、板状バネを用いる場合には面圧分布に偏りが発生し、部分荷重となるため燃料デリバリパイプと燃料噴射弁との組み合わせ部、燃料噴射弁とシリンダヘッドの組み合わせ部における摩耗、へたりを助長し、軸シール性が損なわれるという問題もあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁に掛かる曲げモーメントを低減すると共に、内燃機関に対して燃料噴射弁を容易に組み付けることのできる燃料噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、内燃機関用の燃料噴射装置を提供する。本発明の第１の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置は、噴射孔が形成された先端部とその先端部側に形成されたフランジ部とを有すると共に前記先端部において前記内燃機関との間の気密が保たれる軸シール型の燃料噴射弁と、前記内燃機関に固定されると共に、前記燃料噴射弁が接続される接続口を有する燃料供給管と、前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部との間に配置され、前記燃料噴射弁を前記内燃機関に対して付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置によれば、軸シール型の燃料噴射弁を内燃機関に対して付勢する付勢部材が燃料供給管と燃料噴射弁の先端部側に形成されたフランジ部との間に配置されるので、燃料噴射弁に対する付勢力の作用点を内燃機関近傍とすることが可能となり、燃料噴射弁に掛かる曲げモーメントを低減することができると共に、内燃機関に対して燃料噴射弁を容易に組み付けることができる。

本発明の第２の態様は、内燃機関用の燃料噴射装置を提供する。本発明の第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置は、噴射孔が形成された先端部とフランジ部とを有すると共に前記先端部において前記内燃機関との間の気密が保たれる軸シール型の燃料噴射弁と、前記内燃機関に固定されると共に、前記燃料噴射弁が接続される接続口を有する燃料供給管と、前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部との間に配置され、前記燃料噴射弁の外周を覆うと共に前記燃料噴射弁を前記内燃機関に対して付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置によれば、軸シール型の燃料噴射弁を内燃機関に対して付勢する付勢部材は、燃料供給管と燃料噴射弁のフランジ部との間に配置されると共に、燃料噴射弁の外周を覆うので、燃料噴射弁に作用する付勢力をフランジ部のほぼ全周にわたって分散させることができる。したがって、燃料噴射弁と内燃機関とを適切な気密状態にて組み合わせることができると共に、部分加重に伴う曲げモーメントの発生を低減することができる。さらに、内燃機関に対して燃料噴射弁を容易に組み付けることができる。

本発明の第１または第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁は駆動電流が入力される入力部を有し、前記付勢部材は前記入力部を除いて前記燃料噴射弁の外周を覆う断面視略Ｃ形状のバネ部材であっても良い。かかる場合には、燃料噴射弁に対して付勢部材を容易に組み付けることができるので、内燃機関に対する燃料噴射弁の組み付けも容易にすることができる。

本発明の第１または第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置において、前記燃料供給管には位置決め部が形成されており、前記前記燃料噴射弁のフランジ部には位置決め部が形成されており、前記バネ部材は前記燃料供給管の位置決め部に係合する第１の係合部と前記燃料噴射弁のフランジ部に係合する第２の係合部とを有しても良い。かかる場合には、内燃機関に対する燃料噴射弁の回転方向を一定の方向（位置）に規定することができる。

本発明の第１または第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置において、前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部とに形成される各位置決め部は、前記燃料噴射弁の軸心よりも、前記燃料供給管が前記内燃機関に固定されている固定位置側にオフセットされて形成されていても良い。かかる場合には、固定位置を中心として燃料供給管に作用する曲げモーメントに起因し、燃焼噴射弁に作用する曲げ応力を、バネ部材の弾性力によって低減することができる。

本発明の第１または第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置において、前記内燃機関はシリンダを有するシリンダブロックとシリンダヘッドとを有し、前記シリンダヘッドは前記燃料噴射弁の先端部を前記シリンダ内へ露出させて燃料を前記シリンダ内へ直接供給するための貫通口を有し、前記燃料供給管は前記シリンダヘッドに対して固定され、前記内燃機関用の燃料噴射装置はさらに、前記シリンダヘッドの貫通口と前記燃料噴射弁の先端部との間の気密を保持するために前記燃料噴射弁の先端部に配置された樹脂シール材と、前記樹脂シール材よりも気筒内側において前記燃料噴射弁の先端部に配置される断熱材とを備えても良い。かかる場合には、断熱材によって樹脂シール材におよぶ燃焼ガス温度を低減することができるとともに、樹脂シール材におよぶ燃焼ガス圧力を低減することができるので、樹脂シール材の耐熱性向上させることができる。したがって、燃料噴射弁とシリンダヘッドとの良好な気密を保持することができる。

本発明の第１または第２の態様に係る内燃機関用の燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁は前記燃料供給管の接続口に接続される接続部と、前記先端部と前記接続部とを両端に有する本体部とを備え、前記内燃機関はシリンダを有するシリンダブロックと、前記燃料噴射弁の先端部をシリンダ内へ導く貫通口と前記燃料噴射弁の本体部が組み付けられる本体組み付け部とを有するシリンダヘッドとを備え、前記接続部の外周面と前記接続口の内周面との離間距離ａと前記本体部の外周面と前記本体組み付け部の内周面との離間距離ｂと、前記先端部の外周面と前記貫通口の内周面との離間距離ｃとの間には、ａ＞ｂ且つｃ＞ｂの関係が成立するようにしても良い。かかる場合には、燃料噴射弁の本体部によって、シリンダヘッドに対する燃料噴射弁の位置が規定され、先端部および接続部は自由端となるため、先端部および接続部を規制することに伴い燃料噴射弁に発生する曲げモーメントの発生を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ実施例に基づいて、本発明に係る内燃機関用の燃料噴射装置について説明する。

第１の実施例：
図１〜図７を参照して第１の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置の概略構成について説明する。図１は第１の実施例に係る燃料噴射装置を備える内燃機関の概略構成を示す説明図である。図２は第１の実施例に係る燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁を示す説明図である。図３は第１の実施例に係る燃料噴射装置の概略構成を示す平面図である。図４は燃料噴射弁と燃料デリバリパイプとの組み付け例を示す説明図である。図５はシリンダヘッドに対する、第１の実施例に係る燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の組み付け例を示す説明図である。図６は成形前のバネ部材の一例を示す説明図である。図７はバネ部材を軸方向に対して垂直な面で切断した断面を示す説明図である。

本実施例に係る燃料噴射装置１０は、図１に示すように、内燃機関２０に組み付けられる燃料噴射弁１１、燃料タンクＦＴ内の燃料を燃料噴射弁１１に対して供給する燃料デリバリパイプ１２を備えている。燃料噴射装置１０は、図示しない燃料噴射制御コンピュータによって制御される。

燃料噴射弁１１は、図２に示すように、燃料噴射孔１１０を備える先端部１１ａ、内燃機関２０（シリンダヘッド２１）に組み付けられる本体部１１ｂ、燃料デリバリパイプ１２に接続される接続部１１ｃを備えている。本実施例において用いられる燃料噴射弁１１は、軸シール型の燃料噴射弁であり、先端部１１ａには、軸シール用のシール部材１１１が備えられている。本体部１１ｂは、先端部１１ａよりも大きな径を有し、その先端部１１ａ側には、位置決め部１１３を有するフランジ部１１２が形成されている。本体部１１ｂは、また、燃料噴射弁１１に対する駆動電流（駆動信号）が入力される入力部１１４を備えている。

燃料デリバリパイプ１２は、燃料噴射弁１１の接続部１１ｃを接続するための接続口１２１、燃料デリバリパイプ１２を内燃機関２０（シリンダヘッド２１）に固定するための複数の固定部１２２を備えている。固定部１２２はボルト４５が貫通する貫通口を有しており、燃料デリバリパイプ１２は、図１および図３に示すようにボルト４５によって内燃機関２０に対して固定される。

燃料噴射弁１１は、図２および図４に示すようにして燃料デリバリパイプ１２と接続される。具体的には、燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１に対して、燃料噴射弁１１の接続部１１ｃが接続される（挿入される）ことによって組み付けられる。燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１には、位置決め部１２３が形成されている。燃料噴射弁１１の接続部１１ｃには、燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１の内径よりも大きな外形を有するゴム製のシール部材１１５が備えられており、かかるシール部材１１５によって燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１における油密性が保持されている。

本実施例に係る燃料噴射装置１０では、燃料噴射弁１１のフランジ部１１２と燃料デリバリパイプ１２との間に、バネ部材３０が配置された状態で燃料噴射弁１１と燃料デリバリパイプ１２とが組み合わせられる。バネ部材３０の自由長は、燃料噴射弁１１と燃料デリバリパイプ１２とが組み合わせられた際に付勢力（予荷重、プリロード）を得るために、組み合わせ時における燃料噴射弁１１のフランジ部１１２から燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１までの長さよりも短く設定されている。

バネ部材３０は、図６に示すスリット３１を有する平板を図７に示すように断面視略Ｃ字状に丸め加工することによって成形される。スリット３１の幅は、例えば、燃料噴射弁１１をシリンダヘッド２１に対して組み付ける際に燃料噴射弁１１に加わる作用力に応じて変更されても良い。このように、断面視が略Ｃ字状のバネ部材３０を用いると共に、バネ部材３０の下側（フランジ部１１２側）と燃料噴射弁１１のフランジ部１１２とを密接させることにより、バネ部材３０による付勢力は、フランジ部１１２のほぼ全周に分散される。この結果、面圧分布を均一化することができるので部分荷重に起因する燃料噴射弁１１、シリンダヘッド２１および燃料デリバリパイプ１２の摩耗等を防止することができる。また、燃料噴射弁１１の軸方向に平行に付勢力が加わるので、不均衡な付勢力が作用することに起因する曲げモーメントの発生を防止することができる。

バネ部材３０には、燃料噴射弁１１のフランジ部１１２の位置決め部１１３に係合する位置決め突起３２、燃料デリバリパイプ１２の位置決め部１２３に係合する位置決め突起３３が形成されている。

本実施例に係る燃料噴射装置１０を備える内燃機関２０は、シリンダヘッド２１、複数のシリンダ２２を備えるシリンダブロック２３、吸入空気をシリンダ２２内へ導入する吸入ポート２４、シリンダ２２内の燃焼ガスを排出するための排気ポート２５を備えている。各吸気ポート２４には、吸気側カムＩＣによって駆動されて吸気ポート２４を開閉する吸気バルブ２４１が配置されており、各排気ポート２５には、排気側カムＥＣによって駆動されて排気ポート２５を開閉する排気バルブ２５１が配置されている。また、シリンダヘッド２１には各シリンダ２２の中心に相当する位置に点火プラグ２６が配置されている。

シリンダヘッド２１には、燃料噴射弁１１の本体部１１ｂを組み付けるための本体組み付け部２１０、燃料噴射弁１１の燃料噴射孔１１０をシリンダ２２に露出させて、燃料噴射孔１１０からシリンダ２２内への直接の燃料噴射を実現するための貫通口２１１を備えている。本体組み付け部２１０は、燃料噴射弁１１の本体部１１ｂを組み付ける第１の組み付け部２１０ａと、第１の組み付け部２１０ａよりも大きな径を有しフランジ部１１２を組み付ける第２の組み付け部２１０ｂとを有している。

シリンダヘッド２１はまた、燃料デリバリパイプ１２を固定するための燃料デリバリパイプ固定部２１２を備えている。燃料デリバリパイプ固定部２１２は、燃料デリバリパイプ１２の固定部１２２に対応して備えられており、内部にはボルト４５のねじ部に対応するねじ溝が切られている。

燃料噴射弁１１をシリンダヘッド２１に組み付ける際には、先ず、燃料噴射弁１１のフランジ部１１２における位置決め部１１３にバネ部材３０の位置決め突起３２を係合して燃料噴射弁１１に対してバネ部材３０を装着する。フランジ部１１２の位置決め部１１３とバネ部材３０の位置決め突起３２は、燃料噴射弁１１に対してバネ部材３０が装着された際に、バネ部材３０の開口部３５を燃料噴射弁１１の入力部１１４に位置させる位置関係を有する。

続いて、燃料デリバリパイプ１２の位置決め部１２３にバネ部材３０の位置決め突起３３を係合して燃料デリバリパイプ１２に対して燃料噴射弁１１を組み付ける。この結果、バネ部材３０によって、燃料デリバリパイプ１２に対する燃料噴射弁１１の回転方向位置を規定することができる。図２に示すように、燃料噴射弁１１は、先端部１１ａ寄りの位置に形成されているフランジ部１１２においてバネ部材３０の付勢力を受ける、すなわち、シリンダヘッド２１に近い位置において付勢力を受けるので、燃料噴射弁１１に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。

燃料デリバリパイプ１２に対して全ての燃料噴射弁１１が組み付けられると、燃料噴射弁１１および燃料デリバリパイプ１２がシリンダヘッド２１に組み付けられる。先ず、シリンダヘッド２１の第２の組み付け部２１０ｂには、リング状の中間圧縮シールガスケット４０が置かれ、燃料噴射弁１１の先端部が、図５に示すようにして、シリンダヘッド２１に形成された貫通口２１１に挿入される。

最後に、燃料デリバリパイプ１２の固定部１２２とシリンダヘッド２１の固定部２１２とがボルト４５によって固定されると、内燃機関２０に対する燃料噴射装置１０の組み付け作業が完了する。燃料デリバリパイプ１２がシリンダヘッド２１に固定されることにより、バネ部材３０は圧縮されるので、バネ部材３０の付勢力が燃料噴射弁１１のフランジ部１１２に作用し、燃料噴射弁１１はシリンダヘッド２１に対して強く押しつけられ、固定される。

以上説明したように、第１の実施例に係る燃料噴射装置１０によれば、バネ部材３０は、燃料噴射弁１１の先端部１１ａ寄りに形成されたフランジ部１１２と燃料デリバリパイプ１２との間に配置されるので、燃料噴射弁１１に対するバネ部材３０の付勢力の作用点を、シリンダヘッド２１とほぼ同一面とすることができる。したがって、燃料噴射弁１１に作用する曲げモーメントを大幅に低減することができる。

バネ部材３０は断面視が略Ｃ字状の形態を有しているので、燃料噴射弁１１のフランジ部１１２に作用する付勢力をフランジ部１１２のほぼ全周に分散させることができる。したがって、部分荷重に起因して燃料噴射弁１１に作用する曲げモーメントを防止することができる。また、中間圧縮シールガスケット４０に作用する付勢力も分散荷重となるため、ガスケット４０のつぶれ代を均一にすることができると共にガスケット４０をシリンダヘッド２１（第２の組み付け部２１０ｂ）に対して均一に押しつけることができるので、良好なシール性を確保することができる。

さらに、燃料噴射弁１１に作用する曲げモーメントを大幅に低減することによって、燃料噴射弁１１の接続部１１ｃと燃料デリバリパイプ１２との接合部、燃料噴射弁１１の本体部１１ｃとシリンダヘッド２１の本体組み付け部２１０との当接部、燃料噴射弁１１の先端部１１ａとシリンダヘッド２１の貫通口２１１との当接部において曲げモーメントに起因して生じていたシール部材１１１のへたりを低減することができる。さらに、燃料噴射弁１１の先端部１１ａに備えられたシール部材１１１の変形を均一化することができるので、燃料噴射弁１１の先端部１１ａとシリンダヘッド２１の貫通口２１１とのシール性（気密性）を維持することができる。

また、燃料噴射弁１１の外周がバネ部材３０によって覆われるので、燃料噴射弁１１の作動音を遮蔽することが可能となり、さらに、燃料噴射弁１１の実質表面積を増加させることによって放熱効率を向上させることができる。

・第２の実施例：
図８を参照して第２の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置について説明する。図８は第２の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。第２の実施例における燃料噴射弁５０は、先端部５０ａにおいて、シール部材１１１よりもシリンダ２２寄りに断熱シール部材１１８を備える点において第１の実施例における燃料噴射弁１１とは異なる。なお、他の構成要素については第１の実施例における燃料噴射弁１１と同様であるから同一の符号を付してその説明を省略する。

断熱シール部材１１８は、例えば、ワイヤーメッシュ材より構成されるシール部材であり、燃焼ガスから熱を奪って燃焼ガス温度を低減させ、メッシュ部の通路抵抗によって燃焼ガス圧力を低減させる。この結果、例えば、樹脂製シール部材１１１には、温度および圧力が低減された燃焼ガスが作用することとなり、樹脂製シール部材１１１の耐熱信頼性、シール信頼性を向上させることができる。燃料噴射弁５０の先端部５０ａがシリンダ２２に露出し、先端部５０ａが高温、高圧の燃焼ガスに曝される、いわゆる、筒内噴射型の燃料噴射装置において特に有用である。

また、断熱シール部材１１８を備えることにより、燃料噴射弁５０の先端部５０ａの温度を低減させることができるので、燃料噴射弁５０の信頼性を向上させることができる。さらに、シール部材１１１として耐熱性の低い樹脂材料を用いることができるので燃料噴射装置のコストを低減することができる。

断熱シール部材１１８としてＦＲＭを用いれば、燃料噴射弁５０の先端部５０ａからシリンダヘッド２１へと熱伝達することが可能になるので、更に先端部５０ａの温度を低減させることができる。断熱シール部材１１８として金属リング（合口タイプ）を用いることによって、先端部５０ａの温度低減に加えて、組み付けの容易化、貫通口２１１との隙間管理（漏れ量管理）の容易化を図ることができる。断熱シール部材１１８として溝付きの樹脂シール材を用いることにより、シール部材１１１と部品の共通化を図ることができる。また、樹脂シール材に形成された溝によって燃焼ガスの圧力を減圧させることができる。

・第３の実施例：
図９を参照して第３の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置について説明する。図９は第３の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。第３の実施例における燃料噴射弁は、第１の実施例における燃料噴射弁１１と同様の構成要素を備えるので、同一の符号を付してその説明を省略する。第３の実施例では、第１実施例における燃料噴射弁１１の本体部１１ｂ、特に、第１の組み付け部２１０ａに対応する本体部１１ｂを高剛性部とし、高剛性部においてシリンダヘッド２１に対する燃料噴射弁１１の位置決めを実行する。かかる場合には、燃料噴射弁１１の両端部（先端部１１ａおよび接続部１１ｃ）は位置決めに寄与しない自由センタリング状態となり、両端部の軸ずれに起因して燃料噴射弁１１に作用する負荷変形を低減することができる。

具体的には、図９に示すように、燃料噴射弁１１の接続部１１ｃの外周面と燃料デリバリパイプ１２の接続口１２１の内周面との離間距離（クリアランス）ａと、燃料噴射弁１１の本体部１１ｂの外周面とシリンダヘッド２１の第１の組み付け部２１０ａ（本体組み付け部２１０）の内周面との離間距離（クリアランス）ｂと、燃料噴射弁１１の先端部１１ａの外周面とシリンダヘッド２１の貫通口２１１の内周面との離間距離（クリアランス）ｃとの間には、ａ＞ｂ且つｃ＞ｂの関係が成り立つようにする。

以上のように各部のクリアランスａ，ｂ，ｃを設定することによって、さらに、シリンダヘッド２１への組み付けに起因して燃料噴射弁１１の軸方向に作用する応力の発生を排除することができるので、中間圧縮シールガスケット４０に対しても応力は作用せず、中間圧縮シールガスケット４０に対する厳しい寸法精度が不要となるので、中間圧縮シールガスケット４０の圧縮量設定の自由度が増し、より安価な部材を用いることができる。

・第４の実施例：
図１０を参照して第４の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置について説明する。図１０は第４の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。第４の実施例における燃料噴射弁６０は、バネ部材６１の下側（フランジ部１１２側）と燃料噴射弁１１のフランジ部１１２とが密接せず、バネ部材６１の位置決め突起６２がフランジ部１１２の位置決め部１１３に当接する点において第１の実施例における燃料噴射弁１１とは異なる。なお、他の構成要素については第１の実施例における燃料噴射弁１１と同様であるから同一の符号を付してその説明を省略する。

第４の実施例に係る燃料噴射弁６０では、フランジ部１１２の位置決め部１１３および燃料デリバリパイプ１２の位置決め部１２３は、図１０に示すように、燃料噴射弁６０の軸心に対して、燃料デリバリパイプ１２が固定されているシリンダヘッド２１側へオフセット量Ｌ１、Ｌ２だけそれぞれオフセットされている。すなわち、バネ部材６１の位置決め突起６２、６３は、バネ部材６１の弾性力が、燃料噴射弁６０の軸心よりも、燃料デリバリパイプ１２が固定されているシリンダヘッド２１側に作用するように組み付けられている。

一般的に、高い燃圧下で使用される燃料デリバリパイプ１２には、燃圧に起因する燃料噴射弁６０からの反力が作用し、そのシリンダヘッド２１に対する固定位置を中心とする曲げモーメントにより、図１０中破線矢印で示すように浮き上がるように変形する傾向にあることが知られている。したがって、燃料噴射弁６０には曲げ応力が作用し、燃料噴射弁６０のシリンダヘッド２１側の部分には、図１０中破線矢印で示すように、燃料デリバリパイプ１２の変形に伴う圧縮応力が作用する。

燃料噴射弁６０に作用する曲げ応力は、バネ部材６１のシリンダヘッド２１側に作用する圧縮応力となり、バネ部材６１の弾性力が生じる。第４の実施例では、バネ部材６１の弾性力に伴う荷重が、燃料噴射弁６０の軸心よりも、燃料デリバリパイプ１２が固定されているシリンダヘッド２１側に作用するように、バネ部材６１の位置決め突起６２、６３、フランジ部１１２の位置決め部１１３、および燃料デリバリパイプ１２の位置決め部１２３がそれぞれ形成され、組み合わされている。したがって、燃料噴射弁６０に作用する曲げ応力は、図１０中実線破線矢印で示すように、バネ部材６１の弾性力によって低減若しくは相殺され、燃料噴射弁６０の変形を防止または抑制することができる。

第４の実施例では、燃料噴射弁６０をシリンダヘッド２１に対して付勢するためのバネ部材６１によって、燃圧に起因する燃料デリバリパイプ１２の変形に伴う燃料噴射弁６０の変形を防止または抑制することができる。したがって、燃料デリバリパイプ１２と燃料噴射弁６０との間に中間チューブを介在させることによって燃料噴射弁６０の変形を防止する手法と比較して、高圧燃料のシール性の考慮、部品点数の増加を要しない。また、燃料デリバリパイプ１２と燃料噴射弁６０との接続部における隙間を大きく取ることによって燃料噴射弁６０の変形を防止する手法と比較して、組み付け作業性の低下をもたらすこともなく、バックアップリング等の部品点数の増加も要しない。さらに、燃料デリバリパイプ１２の剛性、取付部材に対する燃料デリバリパイプ１２の固定強度の増大により燃料噴射弁６０の変形を防止または抑制する手法と比較して、燃料デリバリパイプ１２の大型化、組み付け部品点数の増加を要しない。

・その他の実施例：
上記実施例では、燃料噴射装置１０として、燃料噴射弁１１（５０、６０）がシリンダヘッド２１に備えられる、いわゆる筒内噴射型の燃料噴射装置を用いて説明したが、燃料噴射弁１１が吸気ポートに備えられる、いわゆるポート噴射型の燃料噴射装置においても同様にして適用することができる。かかる場合には、燃料噴射弁は、燃料デリバリパイプと吸気ポートとの間に固定される。ポート噴射型の場合には、燃料噴射弁には筒内圧力が直接作用することはないので、バネ部材３０（６１）としてより弱い付勢力を有するものを用いても良い。

上記実施例では、バネ部材３０（６１）として断面視が略Ｃ字状のものを用いたが、入力部の形成位置に応じて適宜、任意の形状を取り得ることは言うまでもない。例えば、入力部の下側または上側においては円状の断面形状を有していても良い。また、バネ部材３０（６１）は、金属製、樹脂製のいずれであっても良く、さらにバネ形状を有しない素材そのものが弾性力を有する弾性樹脂、ゴム材等を用いても良い。

以上、いくつかの実施例に基づき本発明に係る内燃機関用の燃料噴射装置について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

第１の実施例に係る燃料噴射装置を備える内燃機関の概略構成を示す説明図である。 第１の実施例に係る燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁を示す説明図である。 第１の実施例に係る燃料噴射装置の概略構成を示す平面図である。 燃料噴射弁と燃料デリバリパイプとの組み付け例を示す説明図である。 シリンダヘッドに対する、第１の実施例に係る燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の組み付け例を示す説明図である。 成形前のバネ部材の一例を示す説明図である。 バネ部材を軸方向に対して垂直な面で切断した断面を示す説明図である。 第２の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。 第３の実施例に係る内燃機関用の燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。 第４の実施例に係る燃料噴射装置を構成する燃料噴射弁を示す説明図である。

符号の説明

１０、５０、６０…燃料噴射装置
１１…燃料噴射弁
１１ａ、５０ａ…先端部
１１ｂ、５０ｂ…本体部
１１ｃ、５０ｃ…接続部
１１１…シール部材
１１２…フランジ部
１１３…位置決め部
１１４…入力部
１１５…シール部材
１１８…断熱シール部材
１２…燃料デリバリパイプ
１２１…接続口
１２２…固定部
１２３…位置決め部
２０…内燃機関
２１…シリンダヘッド
２１０…本体組み付け部
２１０ａ…第１の組み付け部
２１０ｂ…第２の組み付け部
２１１…貫通口
２１２…デリバリパイプ固定部
２２…シリンダ
２３…シリンダブロック
２４…吸気ポート
２４１…吸気バルブ
２５…排気ポート
２５１…排気バルブ
２６…点火プラグ
３０、６１…バネ部材
３１…スリット
３２、３３、６２、６３…位置決め突起
３５…開口部
４０…中間圧縮シールガスケット
ＩＣ…吸気側カム
ＥＣ…排気側カム

Claims (8)

1. 内燃機関用の燃料噴射装置であって、
   噴射孔が形成された先端部とその先端部側に形成されたフランジ部とを有すると共に前記先端部において前記内燃機関との間の気密が保たれる軸シール型の燃料噴射弁と、
   前記内燃機関に固定されると共に、前記燃料噴射弁が接続される接続口を有する燃料供給管と、
   前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部との間に配置され、前記燃料噴射弁を前記内燃機関に対して付勢する付勢部材とを備える内燃機関の燃料噴射装置。
2. 内燃機関用の燃料噴射装置であって、
   噴射孔が形成された先端部とフランジ部とを有すると共に前記先端部において前記内燃機関との間の気密が保たれる軸シール型の燃料噴射弁と、
   前記内燃機関に固定されると共に、前記燃料噴射弁が接続される接続口を有する燃料供給管と、
   前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部との間に配置され、前記燃料噴射弁の外周を覆うと共に前記燃料噴射弁を前記内燃機関に対して付勢する付勢部材とを備える内燃機関の燃料噴射装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記付勢部材はバネ部材である内燃機関用の燃料噴射装置。
4. 請求項１または２に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記燃料噴射弁は駆動電流が入力される入力部を有し、
   前記付勢部材は前記入力部を除いて前記燃料噴射弁の外周を覆う断面視略Ｃ形状のバネ部材である内燃機関用の燃料噴射装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記燃料供給管には位置決め部が形成されており、
   前記前記燃料噴射弁のフランジ部には位置決め部が形成されており、
   前記バネ部材は前記燃料供給管の位置決め部に係合する第１の係合部と前記燃料噴射弁のフランジ部に係合する第２の係合部とを有する内燃機関用の燃料噴射装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記燃料供給管と前記燃料噴射弁のフランジ部とに形成される各位置決め部は、前記燃料噴射弁の軸心よりも、前記燃料供給管が前記内燃機関に固定されている固定位置側にオフセットされて形成されている内燃機関用の燃料噴射装置。
7. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記内燃機関はシリンダを有するシリンダブロックとシリンダヘッドとを有し、前記シリンダヘッドは前記燃料噴射弁の先端部を前記シリンダ内へ露出させて燃料を前記シリンダ内へ直接供給するための貫通口を有し、
   前記燃料供給管は前記シリンダヘッドに対して固定され、
   前記内燃機関用の燃料噴射装置はさらに、
   前記シリンダヘッドの貫通口と前記燃料噴射弁の先端部との間の気密を保持するために前記燃料噴射弁の先端部に配置された樹脂シール材と、
   前記樹脂シール材よりも気筒内側において前記燃料噴射弁の先端部に配置される断熱材とを備える内燃機関用の燃料噴射装置。
8. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用の燃料噴射装置において、
   前記燃料噴射弁は前記燃料供給管の接続口に接続される接続部と、前記先端部と前記接続部とを両端に有する本体部とを備え、
   前記内燃機関はシリンダを有するシリンダブロックと、前記燃料噴射弁の先端部をシリンダ内へ導く貫通口と前記燃料噴射弁の本体部が組み付けられる本体組み付け部とを有するシリンダヘッドとを備え、
   前記接続部の外周面と前記接続口の内周面との離間距離ａと前記本体部の外周面と前記本体組み付け部の内周面との離間距離ｂと、前記先端部の外周面と前記貫通口の内周面との離間距離ｃとの間には、ａ＞ｂ且つｃ＞ｂの関係が成立する内燃機関の燃料噴射装置。

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