JP2006307670A - 筒内直接噴射式内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】筒内直接噴射式内燃機関において、より少ないスペースで燃料インジェクタを安定して固定できる構成を提供する。
【解決手段】インジェクタ固定部材5の押え部5aを燃料インジェクタ1の座面1cに、支持部5bをシリンダヘッド3に固定された支点ピン9にそれぞれ当接させつつ、挿通孔5cに挿通した固定ボルト11によってインジェクタ固定部材5をシリンダヘッド3に取り付けることで燃料インジェクタ1を固定する筒内直接噴射式内燃機関において、支点ピン9をシリンダヘッド3のトップコアホール33で保持(固定)すると共に、インジェクタ固定部材5の支持部5bの下面に形成された球面凹部5dと、支点ピン9の上面に形成された球面凸部9aと、を当接させる構成とする。
【選択図】 図1
【解決手段】インジェクタ固定部材5の押え部5aを燃料インジェクタ1の座面1cに、支持部5bをシリンダヘッド3に固定された支点ピン9にそれぞれ当接させつつ、挿通孔5cに挿通した固定ボルト11によってインジェクタ固定部材5をシリンダヘッド3に取り付けることで燃料インジェクタ1を固定する筒内直接噴射式内燃機関において、支点ピン9をシリンダヘッド3のトップコアホール33で保持(固定)すると共に、インジェクタ固定部材5の支持部5bの下面に形成された球面凹部5dと、支点ピン9の上面に形成された球面凸部9aと、を当接させる構成とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、筒内直接噴射式内燃機関に関し、特に、燃料を噴射する燃料インジェクタの固定構造に関する。
特許文献1には、シリンダヘッドにボルト固定されるノズル押えアームによって燃料噴射ノズル(燃料インジェクタ)を固定(支持)する内燃機関において、シリンダヘッドの側壁部の上端部に上面から突出する支点ピンを設け、ノズル押えアームの一端側の押え部を燃料インジェクタに、他端側の支持部を支点ピンにそれぞれ当接させ、該支持部と支点ピンとの当接部をノズル押えアームの支点とするように構成したものが開示されている(図5参照)。
特開平10−82355号公報
ところで、上記従来の構成では、ノズル押えアームがカムシャフトを跨ぐように設けられているため、依然としてノズル押えアームが長い。そのため、比較的大きな設置スペースが必要となるし、その剛性面においても改良の余地がある。
そこで、ノズル押えアームをより小型化するために、該ノズル押えアームをクランクシャフトの軸方向に沿わせるように配置することが考えられる。この場合、上記燃料インジェクタ、ノズル押えアーム及び支点ピンは、シリンダヘッド上の中央においてクランクシャフトの軸方向に沿ってほぼ一直線上に配置されることになる。
しかしながら、このような配置(構成)を採用することは、実際には非常に困難であった。それは、このような配置を採用すると、シリンダヘッド上面の比較的狭いスペースにおいて、燃料インジェクタの取付孔、ノズル押えアーム固定用のボルト孔及び支点ピンを圧入固定等する孔をほぼ一直線上に設ける必要があり、シリンダヘッド製造(鋳造)時に中子支えやガス抜きを行ったりするための孔(トップコアホール)を十分に確保できなくなってしまい、シリンダヘッド自体の製造が難しくなるからである。
また、トップコアホールを確保できたとしても、これを封止する封止部材等を設けるためのスペースが小さくなって、その作業性等の悪化を招いてしまうという問題もある。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、筒内直接噴射式内燃機関において、より少ないスペースで燃料インジェクタを安定して固定(支持)できる構成を提供することを目的とする。
このため、本発明は、シリンダヘッドに形成した取付孔に配設される燃料インジェクタと、一端側に押え部を有し、他端側に支持部を有すると共に、前記押え部と前記支持部との間の位置に挿通孔が形成された固定部材と、を含んで構成され、前記固定部材の押え部を前記燃料インジェクタに、前記固定部材の支持部を前記シリンダヘッドに固定された支点部材にそれぞれ当接させつつ、前記挿通孔に挿通した固定ボルトによって前記固定部材を前記シリンダヘッドに取り付けることで前記燃料インジェクタを固定する筒内直接噴射式内燃機関であって、前記支点部材を前記シリンダヘッドのトップコアホールで保持する構成とする。
本発明によれば、シリンダヘッド製造時に必要となるトップコアホールの大きさや位置等が制限されることなく、燃料インジェクタを固定するための構造のコンパクト化を実現できる。このため、従来に比べてシリンダヘッド上に広いスペースを確保することができ、周辺構造のレイアウト自由度を増大できる。
また、支点部材をシリンダヘッドのトップコアホールで保持(固定)することにより、トップコアホールを封止するための部品を省略することも可能となり、部品点数を低減できる。
なお、燃料インジェクタを固定するための構造のコンパクト化が実現できることから、燃料インジェクタ、固定部材及び支点部材をシリンダヘッドの中央でクランクシャフトの軸方向に沿ってほぼ一直線上に配置させるようにするのがより効果的である。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態を示すものであり、筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドの中央を図示しないクランクシャフトの軸方向に沿って切断した状態(2気筒分)を示している。図1に示すように、燃料インジェクタ1は、シリンダヘッド3に形成されたインジェクタ取付孔31に配設され、アーム状に形成されたインジェクタ固定部材5によってシリンダヘッド3に固定される。
燃料インジェクタ1は、円筒状のボディ1aとノズル部1bとを有しており、そのボディ1aがインジェクタ取付孔31の大径部31aに、ノズル部1bがインジェクタ取付孔31の小径部31bに挿入される。上記ノズル部1bの先端は燃焼室側に突出しており、この先端に形成される噴孔から燃料が噴射される。また、ボディ1aには、その軸心を挟むように、該軸心と直交する2つの座面1cが形成されている。
なお、燃料インジェクタ1とインジェクタ取付孔5の大径部5aの底面との間には、例えば銅製のワッシャ7が介装されている。
インジェクタ固定部材5は、クランクシャフトの軸方向に沿って配置されており、その一端側に燃料インジェクタ1に当接させる押え部5aを、他端側に後述する支点部材としての支点ピン(ピボット)9に当接させる支持部5bを有する。また、押え部5aと支持部5bとの間の略中間位置には、シリンダヘッド3に形成されたボルト用ねじ孔32にねじ嵌合される固定ボルト11用の挿通孔5cが形成されている。
上記押え部5aは、図2(上面図)に示すように、二股状に分岐している。そして、二股状の押え部5aの曲面形成された底面が、それぞれ燃料インジェクタ1の座面1c,1cに当接するようになっている。また、上記支持部5bの下面には、球面凹部5dが形成されている。
支点ピン9は、その下部がシリンダヘッド3のトップコアホール33に溶接又は溶着などによって保持(固定)されており、その上端に上記インジェクタ固定部材5側の球面凹部5dに対応する球面凸部9aが形成されている。この球面凸部9aと上記インジェクタ固定部材5の球面凹部5dとにより、インジェクタ固定部材5と支点ピン9とは、位置決めされた状態で当接することになる。なお、支点ピン9のトップコアホール33への固定を容易にするため、当該固定部よりも上方に位置する部分については拡大(拡径)しておくのが望ましい。
ここで、上記トップコアホール33について説明する。
シリンダヘッド3は、通常、鋳造により製造されるものであり、ウォータジャケット34等の中空部を形成するために中子を用いる。そのため、この中子を適切な位置に保持する保持部材が必要となる。また、鋳造時に鋳型の内部にあった空気や鋳型の内部で発生するガスを外部に逃がすためのガス抜き孔も必要となる。トップコアホール33は、このような中子保持(支え)やガス抜きのために設けられる孔であり、その後に封止(密閉)することを要するものである。
したがって、上記のように、支点ピン9(の下部)をこのトップコアホール33に溶接や溶着等により保持(固定)することで、別途支点ピン9を固定するための孔を設ける必要がなく、そのためにトップコアホール33の大きさや位置が制限されることはない。また、この支点ピン9が、いわゆるメクラ栓のような封止部材としての機能をも兼ねることになり、部品点数の低減を図ることが可能となる。なお、トップコアホール33は、鋳造時に形成されたままの状態であってもよいが、作業性や密閉性等を考慮して追加工を施すようにしてもよい。
そして、実際に燃料インジェクタ1をシリンダヘッド3に固定する場合には、次のようにする。すなわち、燃料インジェクタ1をシリンダヘッド3のインジェクタ取付孔31に挿入し、インジェクタ固定部材5の二股状の押え部5a,5a(の底面)をそれぞれ燃料インジェクタ1の座面1c,1cに、支持部5bの下面の球面凹部5dを支点ピン9の球面凸部9aに当接させつつ、挿通孔5cに挿通した固定ボルト11をシリンダヘッド3のボルト用ねじ孔32にねじ嵌合する。これにより、燃料インジェクタ1はシリンダヘッド3に固定され、インジェクタ固定部材5における、固定ボルト11と支点ピン9との距離と、固定ボルト11と燃料インジェクタ1の座面1cにおける当接部との距離と、固定ボルト11の締付力とに基づくワッシャ7の面圧によって高圧燃焼ガスが密封されることになる。
この実施形態(第1実施形態)によると、次のような効果を有する。
トップコアホール33を支点ピン9の固定(保持)孔としているので、トップコアホール33を十分に確保することができると共に、燃料インジェクタ1及びこれを固定するための部材(インジェクタ固定部材5、固定ボルト11、支点ピン9等)をシリンダヘッド3の中央にクランクシャフトの軸方向に沿ってほぼ一直線上に配置して、そのコンパクト化を図ることができる。したがって、従来よりもシリンダヘッド3上により広いスペースを確保することができ、周辺構造のレイアウト自由度を増大できる。
また、支点ピン9がトップコアホール33の封止部材としての機能を備えるので、部品点数の低減が図れ、コスト面でも有利である。
図3は、本発明の第2実施形態を示している。
この実施形態は、トップコアホール33の支点ピン9挿入部が大径部33aと小径部33bとを有する段付孔に形成されると共に、この段付孔に対応するように、支点ピン9の下部も段付軸状(鍔付き)に形成した点が上記第1実施形態と相違し、その他は同じである。なお、トップコアホール33は、鋳造時に段付孔として形成されてもよいし、追加工によって段付孔に形成されてもよい。
この実施形態によると、支点ピン9を常に安定した状態で、かつ正確な位置でシリンダヘッド3に固定することができ、その組立性を向上できる。
図4は、本発明の第3実施形態を示している。
この実施形態は、段付孔に形成されるトップコアホールの小径部33bにねじ加工(めねじ)が施されると共に、これに対応するように、支点ピン9の下部にもねじ加工(おねじ)が施されている点が上記第2実施形態と相違し、その他は同じである。なお、ここではトップコアホール33が段付孔に(これに対応して支点ピン9の下部が段付軸状に)形成されているが、これに限るものではなく、例えば上記第1実施形態に適用してもよい。
この実施形態によると、支点ピン9をトップコアホール33にねじ嵌合することによって支点ピン9のシリンダヘッド3への固定、及びトップコアホール33の封止が(同時に)行えるので、より組立性を向上できる。
図5、6は、本発明の第4実施形態を示している。ここで、図6は、図5のA−A断面図である。
この実施形態は、上記第3実施形態に対して、インジェクタ固定部材5をシリンダヘッド3に取り付けられるロッカカバー13の外側に配置する構成とした点が相違している。
このため、ロッカカバー13には、少なくとも燃料インジェクタ1のボディ1aが通過できるインジェクタ用挿通孔13a、固定ボルト11が通過できる固定ボルト用挿通孔13b及び支点ピン9の上部が挿通される支点ピン9用挿通孔13cが形成されている。なお、支点ピン9用挿通孔13cには、オイルシール15が組み込まれている。
支点ピン9は、ロッカカバー13から外側に突出し、球面凸部9aを有する先端部9bと、この先端部9bよりも径が大きく、その外周が滑らかなシール摺動部9cとを有している。
本実施形態においては、支点ピン9が固定されたシリンダヘッド3にロッカカバー13が取り付けられる。このとき、ロッカカバー13に組み込まれたオイルシール15は、外周が滑らかな支点ピン9のシール摺動部9cのみと接触するようになっており、その損傷等が防止される。そして、ロッカカバー13がシリンダヘッド3に取り付けられた状態で、燃料インジェクタ1をロッカカバー13のインジェクタ用挿通孔13aを介してシリンダヘッド3のインジェクタ取付孔31に挿入し、その後、インジェクタ固定部材5の二股状の押え部5aを燃料インジェクタ1の座面1cに、インジェクタ13aの支持部5bの下面の球面凹部5dを支点ピン9の球面凸部9aにそれぞれ当接させつつ、ロッカカバー13の固定ボルト用挿通孔13bを介して固定ボルト11をインジェクタ固定部材5の挿通孔5cに挿通してシリンダヘッド3のボルト用ねじ孔32にねじ嵌合する。
この実施形態によると、燃料インジェクタ1を固定するための構成のコンパクト化が図れると共に、ロッカカバー13を外すことなく、燃料インジェクタ1の着脱が可能となるので、整備性を大幅に改善することができる。
また、図6に示すように、燃料インジェクタ1及びこれを固定するための部材(インジェクタ固定部材5、固定ボルト11、支点ピン9等)が、カムシャフト17,17の間のスペースに配置することが可能となり、このようにすれば、シリンダヘッド3(ロッカカバー13)上方のスペースをより大きく確保できることとなり、周辺構造のレイアウト自由度を増大できる。
なお、ここでは上記第3実施形態に対してインジェクタ固定部材5をロッカカバー13の外側に配置する構成としているが、上記第1、2実施形態に対しても同様に適用できることは言うまでもない。
また、上記第1〜4実施形態において、トップコアホール33の支点ピン9挿入部にシール剤を塗布したり、トップコアホール33と支点ピン9との間にシール部材を介在させたりするのが望ましい。トップコアホール33における密閉性を向上させるためである。
1…燃料インジェクタ、3…シリンダヘッド、5…インジェクタ固定部材(固定部材)、5a…押え部、5b…支持部、5c…挿通孔、5d…球面凹部、7…ワッシャ、9…支点ピン(支点部材)、9a…球面凸部、11…固定ボルト、13…ロッカカバー、13a…インジェクタ用挿通孔、13b…ボルト用挿通孔、13c…支点ピン用挿通孔、15…オイルシール、17…カムシャフト、31…インジェクタ取付孔、32…ボルトねじ孔、33…トップコアホール、34…ウォータジャケット
Claims (6)
- シリンダヘッドに形成した取付孔に配設される燃料インジェクタと、
一端側に押え部を有し、他端側に支持部を有すると共に、前記押え部と前記支持部との間の位置に挿通孔が形成された固定部材と、を含んで構成され、
前記固定部材の押え部を前記燃料インジェクタに、前記固定部材の支持部を前記シリンダヘッドに固定された支点部材にそれぞれ当接させつつ、前記挿通孔に挿通した固定ボルトによって前記固定部材を前記シリンダヘッドに取り付けることで前記燃料インジェクタを固定する筒内直接噴射式内燃機関であって、
前記支点部材を前記シリンダヘッドのトップコアホールで保持す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。 - 前記固定部材を、クランクシャフトの軸方向に沿って配置した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。
- 前記シリンダヘッドのトップコアホールを段付孔に形成し、
前記支点部材の下部を、前記段付孔で保持するよう構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の筒内直接噴射式内燃機関。 - 前記シリンダヘッドのトップコアホールをねじ加工が施された取付孔に形成し、
前記支点部材の下部に形成したねじ部を、前記取付孔にねじ嵌合するよう構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。 - 前記支点部材を、シールを介在させて前記シリンダヘッドに固定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
- 前記シリンダヘッドに取り付けるロッカカバーに、前記燃料インジェクタ用の挿通孔、前記装着ボルト用の挿通孔及び前記支点部材用の挿通孔を形成し、
前記固定部材を、前記ロッカカバーの外側に配置したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の筒内直接噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005128123A JP2006307670A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 筒内直接噴射式内燃機関 |
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Publications (1)
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JP2006307670A true JP2006307670A (ja) | 2006-11-09 |
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JP2005128123A Pending JP2006307670A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 筒内直接噴射式内燃機関 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2929657A3 (fr) * | 2008-04-08 | 2009-10-09 | Renault Sas | Moteur comportant des moyens perfectionnes de guidage d'un porte-injecteur |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005128123A patent/JP2006307670A/ja active Pending
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FR2929657A3 (fr) * | 2008-04-08 | 2009-10-09 | Renault Sas | Moteur comportant des moyens perfectionnes de guidage d'un porte-injecteur |
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