JP2018062869A - 燃料噴射装置および座金 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁の内側を流れる燃料とシリンダヘッドとの伝熱を抑制することの可能な燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射装置１は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁２０、および、シリンダヘッド１０と燃料噴射弁２０との間に設けられる座金５０を備える。燃料噴射弁２０は、内燃機関のシリンダヘッド１０に設けられた取付穴１１に取り付けられる。座金５０は、シリンダヘッド１０に当接する第１当接面５１、燃料噴射弁２０に当接する第２当接面５２、および、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む溝部５５を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置、および、その燃料噴射装置に用いられる座金に関するものである。

従来、車両の燃料供給系統において、加熱手段により加熱した燃料を内燃機関に供給する技術が知られている。

特許文献１に記載の燃料レールには、燃料を加熱する加熱手段としてのグロープラグが設けられている。内燃機関の始動時に、そのグロープラグにより所定の目標温度に加熱された燃料は燃料噴射弁に供給され、その燃料噴射弁から内燃機関に噴射供給される。これにより、内燃機関の燃焼室での燃料の着火性を高め、内燃機関の始動性を向上させると共に、エミッションの悪化を抑制することが可能である。

特開２０１５−２２７６２号公報

一般に、燃料噴射弁は、シリンダヘッドに設けられた取付穴に座金を介して取り付けられている。そのシリンダヘッドは、エンジン始動時に比較的低温状態にある。そのため、グロープラグにより加熱された燃料の熱は、燃料噴射弁と座金を経由してシリンダヘッドに吸熱される。そのため、燃料噴射弁から内燃機関に噴射供給される燃料を所定の目標温度にするためには、燃料噴射弁と座金を経由してシリンダヘッドに吸熱される熱量を加えた上で、グロープラグによる燃料の加熱量および加熱時間を設定しなければならない。その場合、シリンダヘッドに吸熱される熱量が増加すると、それに伴ってグロープラグによる燃料の加熱量が増加し、燃料の加熱時間が長くなる。これにより、内燃機関の始動性が悪化すると共に、燃料の加熱に消費される電力が増加するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、燃料噴射弁の内側を流れる燃料とシリンダヘッドとの伝熱を抑制することの可能な燃料噴射装置および座金を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明の燃料噴射装置は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁（２０）、および、シリンダヘッド（１０）と燃料噴射弁（２０）との間に設けられる座金（５０）を備える。燃料噴射弁は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられた取付穴（１１）に取り付けられる。座金は、シリンダヘッドに当接する第１当接面（５１）、燃料噴射弁に当接する第２当接面（５２）、および、第１当接面または第２当接面の一方の面から他方の面に向けて凹む溝部（５５、５８）を有する。

これにより、座金の第１当接面とシリンダヘッドとの当接面積、または、座金の第２当接面と燃料噴射弁との当接面積が小さくなる。そのため、内燃機関の始動時に、内燃機関に噴射供給する燃料を所定の目標温度に加熱する場合、その加熱した燃料の熱が燃料噴射弁から座金を経由してシリンダヘッドに吸熱されることが抑制される。したがって、この燃料噴射装置は、内燃機関に噴射供給する燃料を所定の目標温度にするための加熱量を低減し、その加熱時間を短くすることが可能である。その結果、この燃料噴射装置は、内燃機関の始動性を高めると共に、燃料の加熱に消費される電力を低減することができる。

一方、内燃機関の高負荷運転時にシリンダヘッドは、比較的高温状態となる場合がある。その場合、シリンダヘッドの熱が座金から燃料噴射弁を経由して燃料に伝熱することが抑制されるので、燃料噴射弁を流れる燃料の温度上昇が抑制される。したがって、この燃料噴射装置は、燃料噴射弁の噴口付近で燃料が炭化することによるデポジットの生成を抑制することができる。

請求項１２にかかる発明は、座金の発明である。座金は、内燃機関のシリンダヘッド（１０）に設けられた取付穴（１１）に取り付けられる燃料噴射弁（２０）とシリンダヘッドとの間に設けられるものであり、第１当接面（５１）、第２当接面（５２）および溝部（５５、５８）を備える。第１当接面はシリンダヘッドに当接し、第２当接面は燃料噴射弁に当接する。溝部は、第１当接面または第２当接面の一方の面から他方の面に向けて凹む。

これにより、請求項１２にかかる発明は、上述した請求項１にかかる発明と同様の作用効果を奏することが可能である。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる燃料噴射装置の概略構成を示す図である。 図１のＩＩ部分の拡大図である。 図２のＩＩＩ方向から見た座金の底面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 第１実施形態にかかる燃料噴射弁の断面図である。 第１実施形態にかかる燃料噴射弁を伝熱解析したデータの模式図である。 比較例の燃料噴射弁を伝熱解析したデータの模式図である。 第１実施形態の燃料噴射装置と比較例の燃料噴射装置について流入燃料温度と出口燃料温度との関係を示すグラフである。 内燃機関の高負荷運転時における第１実施形態の燃料噴射装置の温度と比較例の燃料噴射装置の温度を示すグラフである。 第２実施形態にかかる座金の底面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線の断面図である。 第３実施形態にかかる座金の底面図である。 図１２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。 第４実施形態にかかる座金の底面図である。 図１４のＸＶ方向から見た側面図である。 第５実施形態にかかる座金の平面図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線の断面図である。 比較例の座金の平面図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の燃料噴射装置１は、車両の燃料タンク２からポンプ３によって組み上げた燃料を内燃機関に供給する燃料供給系統に設けられるものである。

燃料噴射装置１は、燃料加熱部４、燃料噴射弁２０および座金５０などを備えている。

燃料加熱部４は、燃料タンク２から燃料噴射弁２０に供給される燃料を加熱するものである。燃料加熱部４として、例えば、図示していない燃料レールに取り付けられるグロープラグ、或いは、燃料配管または燃料噴射弁２０などに取り付けられる燃料加熱用コイルなどが挙げられる。燃料加熱部４は、内燃機関の始動時などに、燃料を所定の目標温度に加熱することが可能である。

燃料噴射弁２０は、内燃機関のシリンダヘッド１０に設けられた取付穴１１に取り付けられている。この燃料噴射弁２０は、内燃機関の燃焼室１２に露出した噴孔２１から燃料を噴射供給する。なお、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１３および排気ポート１４が設けられている。吸気ポート１３に取り付けられた吸気バルブ１５は、吸気ポート１３と燃焼室１２との連通または遮断を行う。排気ポート１４に取り付けられた排気バルブ１６は、排気ポート１４と燃焼室１２との連通または遮断を行う。また、シリンダヘッド１０に設けられた点火プラグ取付穴１７には、燃焼室１２の混合気に点火するための点火プラグ１８が取り付けられている。

内燃機機関の吸入行程で吸気ポート１３から燃焼室１２に吸入された空気は、燃料噴射弁２０の噴孔２１から噴射された燃料と混合され、圧縮行程で図示していないピストンの上昇によって圧縮される。その混合気は燃焼行程で点火プラグ１８により点火されて燃焼した後、排気行程で排気ポート１４から排出される。

図１から図２に示すように、燃料噴射弁２０は、座金５０を介してシリンダヘッド１０に取り付けられている。座金５０は、トレランスリングとも称される。座金５０は、燃料噴射弁２０の周囲を囲む円環状に形成され、燃料噴射弁２０とシリンダヘッド１０との間に設けられている。

図２から図４に示すように、座金５０は、板厚方向の一方の面がシリンダヘッド１０に当接し、他方の面が燃料噴射弁２０に当接している。座金５０のうちシリンダヘッド１０に当接する面を、第１当接面５１と称する。座金５０のうち燃料噴射弁２０に当接する面を、第２当接面５２と称する。第２当接面５２は、座金５０の径方向外側の外縁５３から、座金５０の径方向内側の面５４に亘り、燃料噴射弁２０側に凸の曲面状に形成されている。また、座金５０は、径方向外側から径方向内側に向けて板厚が次第に小さくなる形状である。

一方、図２に示すように、燃料噴射弁２０は、座金５０の内径よりも小さく形成されて座金５０の径内側に挿入される小径部２２と、その小径部２２に対して燃焼室１２とは反対側に位置し、座金５０の内径よりも大きく形成された大径部２３と、その小径部２２と大径部２３とを接続するテーパ部２４とを有している。燃料噴射弁２０が有するテーパ部２４は、径方向外側から径方向内側に向かい、噴孔２１側に向けて外径が次第に小さくなる形状である。上述したように第２当接面５２は燃料噴射弁２０側に凸の曲面状に形成されているので、仮にシリンダヘッド１０に設けられた取付穴１１に燃料噴射弁２０が傾いて取り付けられた場合でも、燃料噴射弁２０のテーパ部２４と座金５０の第２当接面５２とは、周方向に連続して当接する。したがって、座金５０は、燃料噴射弁２０に偏荷重が作用することを抑制することが可能である。

図３および図４に示すように、座金５０は、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む複数の溝部５５と、その溝部５５と溝部５５との間に設けられた複数の凸部５６を有している。溝部５５は、座金５０の周方向にほぼ均等間隔で複数個設けられている。溝部５５は、シリンダヘッド１０と接触しない部位である。そのため、座金５０の第１当接面５１に溝部５５を設けることにより、第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積は小さくなる。したがって、座金５０とシリンダヘッド１０の間の熱抵抗が大きくなるので、この座金５０は、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を抑制することが可能である。

図３に示すように、具体的には、座金５０が有する溝部５５の周方向の一方の壁面５５ａおよび他方の壁面５５ａは、各溝部５５における周方向の中心位置と座金５０の中心軸Ａｘとを結ぶ仮想平面αに対向し、かつ、その仮想平面αに沿って形成されている。これにより、溝部５５と溝部５５との間に設けられた凸部５６は、径方向外側より径方向内側が小さい形状となる。そのため、座金５０の第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積がより小さいものとなる。したがって、座金５０とシリンダヘッド１０の間の熱抵抗が大きくなり、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を効果的に抑制することが可能となる。また、溝部５５の幅が、径方向外側から径方向内側に亘り一定になるので、座金５０に対する溝部５５の加工を容易に行うことができる。

次に、燃料噴射弁２０の構成について、図５を参照して説明する。ただし、図５は、燃料噴射弁２０の構成の一例を示したものであり、本実施形態の燃料噴射弁２０の構成はこれに限られるものではない。

燃料噴射弁２０は、ハウジング２５、ニードル弁３６、可動コア４１、コイル４４およびコネクタ４３などを備えている。

ハウジング２５は、筒部材２６、非磁性部２７、ホルダ２８およびノズルボディ２９などを有している。筒部材２６、非磁性部２７及びホルダ２８は、略円筒状に形成され、燃料入口３０側からこの順に接続している。筒部材２６とホルダ２８は磁性体である。非磁性部２７は非磁性体であり、筒部材２６とホルダ２８との間の磁気的な短絡を防止する。

ハウジング２５の内側に形成される燃料通路３１のうち、主に筒部材２６の内側の領域を上流通路３２といい、主にホルダ２８の内側の領域を下流通路３３ということとする。筒部材２６の燃料入口３０側の内周壁には、フィルタ３４が設けられている。燃料入口３０から上流通路３２に流入する燃料は、フィルタ３４によって燃料に含まれる異物が捕獲される。

ホルダ２８の非磁性部２７と反対側の端部にノズルボディ２９が設けられている。ノズルボディ２９は、有底筒状であり、先端に噴孔２１が形成されている。また、ノズルボディ２９の内壁には、凹テーパ状の弁座３５が形成されている。

ニードル弁３６は、略円柱状に形成され、ハウジング２５内に軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル弁３６は、可動コア４１に設けられた中央孔４２に挿通されている。ニードル弁３６は、燃料入口３０側の端部にフランジ３７を有している。フランジ３７の可動コア４１側の面は、可動コア４１の燃料入口３０側の面に当接可能である。

燃料通路３１のうち下流通路３３は、ニードル弁３６とホルダ２８との間に形成されている。ニードル弁３６は、フランジ３７側に、軸中心を通る内側通路３８を有する。ニードル弁３６は、内側通路３８の内壁とニードル弁３６の外壁とを径方向に通じる穴３９を有する。これにより、上流通路３２と下流通路３３とは、ニードル弁３６が有する内側通路３８および穴３９を通じて連通する。

ニードル弁３６の噴孔２１側の端部４０は、弁座３５に当接可能である。ニードル弁３６は、噴孔２１側の端部４０が弁座３５に着座することで下流通路３３と噴孔２１との燃料流れを遮断する。また、ニードル弁３６は、噴孔２１側の端部４０が弁座３５から離座することで下流通路３３と噴孔２１とを連通する。以下、ニードル弁３６が弁座３５から離座する方向を開弁方向といい、ニードル弁３６が弁座３５に着座する方向を閉弁方向という。

ハウジング２５を構成する筒部材２６及び非磁性部２７の径方向外側に設けられたコネクタ４３にコイル４４が巻かれている。コネクタ４３のうちコイル４４の外側となる部位を、磁性体からなる筒状のヨーク４５が覆っている。コネクタ４３に設けられた端子４６は、コイル４４に電気的に接続している。端子４６からコイル４４に通電されると、コイル４４は磁界を生じる。

筒部材２６の内側には、第１スプリング４７が設けられている。第１スプリング４７は、一端がニードル弁３６のフランジ３７に当接し、他端がアジャスティングパイプ４８に当接している。アジャスティングパイプ４８は、筒部材２６の内側に圧入固定されている。アジャスティングパイプ４８の圧入量により、第１スプリング４７の荷重が設定される。第１スプリング４７は、ニードル弁３６を噴孔２１側へ付勢している。

可動コア４１は、磁性体から略円筒状に形成され、固定コアの噴孔２１側に設けられている。可動コア４１は、ホルダ２８および非磁性部２７の内側に軸方向に往復移動可能に設けられている。

可動コア４１とホルダ２８との間に第２スプリング４９が設けられている。第２スプリング４９は、可動コア４１を開弁方向に付勢している。

コイル４４に通電されないとき、第２スプリング４９の付勢力によって、可動コア４１の燃料入口３０側の面と、ニードル弁３６が有するフランジ３７の噴孔２１側の面とが当接する。その状態で、可動コア４１と固定コアとの間には、所定の隙間が形成される。第１スプリング４７の付勢力は、第２スプリング４９の付勢力よりも大きく設定されている。したがって、コイル４４に通電されないとき、ニードル弁３６の噴孔２１側の端部４０は、弁座３５に着座する。

次に、燃料噴射弁２０の動作について説明する。

燃料入口３０からハウジング２５の内側に流入した燃料は、上流通路３２、内側通路３８、および下流通路３３に充満する。

コイル４４に通電されていないとき、ニードル弁３６は、第１スプリング４７に付勢され、ニードル弁３６の噴孔２１側の端部４０が弁座３５に着座している。可動コア４１は、第２スプリング４９の付勢力により、ニードル弁３６のフランジ３７の噴孔２１側の面に当接している。

（開弁動作）
コイル４４に通電されると、コイル４４に磁界が発生し、筒部材２６、ヨーク４５、ホルダ２８および可動コア４１等から構成される磁気回路に磁束が流れる。これにより、可動コア４１は、固定コアに磁気吸引される。このとき、フランジ３７と可動コア４１とが当接し、ニードル弁３６は可動コア４１と共に開弁方向へ移動する。これにより、ニードル弁３６の噴孔２１側の端部４０が弁座３５から離座し、噴孔２１から燃料が噴射される。

（閉弁動作）
コイル４４への通電が停止されると、第１スプリング４７の付勢力により、ニードル弁３６は可動コア４１と共に閉弁方向へ移動する。ニードル弁３６の噴孔２１側の端部４０が弁座３５に着座すると、燃料噴射が遮断される。

続いて、第１実施形態の燃料噴射装置と、比較例の燃料噴射装置について、その作用効果の違いについて説明する。

ここで、比較例の燃料噴射装置は、第１実施形態で説明した燃料噴射装置１に対し、座金５０のみを図１８および図１９に示したものに代えたものである。図１８および図１９に示したように、比較例の燃料噴射装置が備える座金５０は、第１当接面５１に凹部および凸部が設けられておらず、第１当接面５１が平面状になっている。

図６は、第１実施形態の燃料噴射装置について伝熱解析を行った結果を模式的に示したものであり、図７は、比較例の燃料噴射装置について伝熱解析を行った結果を模式的に示したものである。この伝熱解析は、シリンダヘッドの取付穴に座金を介して取り付けた燃料噴射弁に対し、燃料入口から所定の温度に加熱した燃料を供給したときの燃料噴射弁内部の温度分布を解析したものである。この伝熱解析では、内燃機関の始動時を想定しており、シリンダヘッドは、燃料温度よりも低い温度に設定されている。なお、図６および図７では、燃料噴射弁２０の一部と座金５０のみを示している。また、図６および図７では、所定の温度領域ごとにハッチングを付してあらわしている。

図６に示した本実施形態の燃料噴射弁は、図７に示した比較例の燃料噴射弁と比較して温度の高い領域が広範囲にある。また、本実施形態の燃料噴射弁の燃料通路を流れる燃料の温度は、比較例の燃料噴射弁の燃料通路を流れる燃料の温度より高いものとなっている。一方、比較例の燃料噴射弁は、座金５０を起点として温度の低い領域が広範囲にある。したがって、本実施形態では、比較例に比べて、燃料噴射弁の燃料通路を流れる燃料の熱が燃料噴射弁から座金５０を経由してシリンダヘッドに伝熱することが抑制されている、すなわち、燃料の熱引けが抑制されているといえる。

次に、本実施形態の燃料噴射装置と比較例の燃料噴射装置について、燃料噴射弁の燃料入口に供給される燃料温度（以下「流入燃料温度」という）と、噴孔から噴射される燃料温度（以下「出口燃料温度」という）との関係を解析した結果を図８に示す。図８では、流入燃料温度を横軸とし、出口燃料温度を縦軸としている。この解析も、内燃機関の始動時を想定しており、シリンダヘッドは燃料温度よりも低い温度に設定している。

図８では、本実施形態の燃料噴射装置における流入燃料温度と出口燃料温度との関係を実線Ａに示し、比較例の燃料噴射装置における流入燃料温度と出口燃料温度との関係を実線Ｂに示す。また、図８では、流入燃料温度と出口燃料温度とが同一温度の場合を、一点鎖線Ｓで示している。

図８に示すように、本実施形態の燃料噴射装置と比較例の燃料噴射装置とはいずれも、流入燃料温度に対し出口燃料温度が低下している。しかし、本実施形態の燃料噴射装置は、比較例の燃料噴射装置と比べて、流入燃料温度に対し、出口燃料温度の低下が抑制されている。そのため、本実施形態の燃料噴射装置は、比較例の燃料噴射装置と比べて、出口燃料温度が高いものとなっている。したがって、本実施形態は、比較例に比べて、燃料噴射弁の燃料通路を流れる燃料とシリンダヘッドとの伝熱が座金によって抑制されており、燃料噴射弁の燃料通路を流れる燃料の熱がシリンダヘッドに吸熱される、すなわち熱引けを抑制可能なものであるといえる。

次に、本実施形態の燃料噴射装置と比較例の燃料噴射装置について、燃料噴射弁の温度を調べた結果を図９に示す。この解析では、図６〜図８で行った伝熱解析とは異なり、内燃機関の高負荷運転時を想定しており、シリンダヘッドは、燃料温度よりも高い温度に設定されている。

図９に示すように、本実施形態の燃料噴射弁の温度は、比較例の燃料噴射弁の温度より低い。したがって、内燃機関の高負荷運転時においても、本実施形態の燃料噴射装置は、比較例の燃料噴射装置に比べて、シリンダヘッドの熱が座金を経由して燃料噴射弁に伝わることを抑制可能なものであるといえる。その結果、本実施形態は、比較例と比べて、燃料噴射弁のノズルボディの高温化を抑制すると共に、燃料噴射弁の噴孔付近でのデポジットの生成を抑制することができる。

以上説明した第１実施形態の燃料噴射装置１は、次の作用効果を奏する。

（１）第１実施形態では、座金５０は、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む溝部５５を有する。その溝部５５は、シリンダヘッド１０と接触しない部位である。

これにより、座金５０の第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積が小さくなる。そのため、内燃機関の始動時に、内燃機関に噴射供給する燃料を所定の目標温度に加熱する場合、その加熱した燃料の熱が燃料噴射弁２０から座金５０を経由してシリンダヘッド１０に吸熱されることが抑制される。したがって、この燃料噴射装置１は、内燃機関に噴射供給する燃料を所定の目標温度にするための加熱量を低減し、その加熱時間を短くすることが可能である。その結果、この燃料噴射装置１は、内燃機関の始動性を高めると共に、燃料の加熱に消費される電力を低減することができる。

一方、内燃機関の高負荷運転時などに、シリンダヘッド１０は、比較的高温状態となる場合がある。その場合にも、シリンダヘッド１０の熱が座金５０を経由して燃料噴射弁２０に伝熱することが抑制される。これにより、燃料噴射弁２０を流れる燃料の温度上昇が抑制される。したがって、この燃料噴射装置１は、燃料噴射弁２０の噴孔２１付近で燃料が炭化することによるデポジットの生成を抑制することができる。

（２）第１実施形態では、溝部５５は、座金５０の周方向に複数個設けられている。

これにより、座金５０の第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積、または、座金５０の第２当接面５２と燃料噴射弁２０との当接面積を小さくすることが可能である。

（３）第１実施形態では、座金５０が有する溝部５５の周方向の一方の壁面５５ａおよび他方の壁面５５ａは、各溝部５５における周方向の中心位置と座金５０の中心軸Ａｘとを結ぶ仮想平面αに対向し、かつ、その仮想平面αに沿って形成されている。

これにより、溝部５５と溝部５５との間に設けられた凸部５６は、径方向外側より径方向内側が小さい形状となる。そのため、座金５０の第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積を小さくすることが可能である。したがって、座金５０とシリンダヘッド１０との間の熱抵抗を大きくし、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を抑制することができる。また、溝部５５の幅が径方向外側から径方向内側に亘り一定になるので、座金５０に対する溝部５５の加工を容易に行うことができる。

（４）第１実施形態では、座金５０の第２当接面５２は、燃料噴射弁２０側に凸の曲面状である。

これにより、シリンダヘッド１０に設けられた取付穴１１に燃料噴射弁２０が傾いて取り付けられた場合でも、第２当接面５２と燃料噴射弁２０とが周方向に連続して当接する構成となる。したがって、燃料噴射弁２０に偏荷重が作用することを抑制することができる。

（５）第１実施形態では、座金５０は、径方向外側から径方向内側に向けて板厚が次第に小さくなる形状である。

これにより、座金５０は、第２当接面５２が径方向外側から径方向内側に向けて第１当接面５１側に傾斜した形状となる。そのため、シリンダヘッド１０に設けられた取付穴１１に燃料噴射弁２０が傾いて取り付けられた場合でも、第２当接面５２と燃料噴射弁２０とが周方向に連続して当接する構成となる。したがって、この座金５０により、燃料噴射弁２０に偏荷重が作用することを抑制することができる。

（６）第１実施形態では、燃料噴射装置１は、燃料噴射弁２０に供給される燃料を加熱する燃料加熱部４を備える。

これにより、内燃機関の始動時に燃料加熱部４により燃料を加熱することで、燃料噴射弁２０から内燃機関に対し、所定の目標温度に加熱した燃料を噴射供給することが可能である。したがって、この燃料噴射装置１は、燃料の着火性を高め、内燃機関の始動性を向上させると共に、エミッションの悪化を抑制することが可能である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。以下に説明する複数の実施形態は、第１実施形態に対して座金５０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１０および図１１に示すように、第２実施形態においても、座金５０は、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む複数の溝部５５と、その溝部５５と溝部５５との間に設けられた複数の凸部５６を有している。第２実施形態では、座金５０が有する溝部５５の周方向の壁面５５ａは、その壁面５５ａと座金５０の中心軸Ａｘとを結ぶ仮想平面βに沿って放射状に形成されている。この構成によっても、座金５０とシリンダヘッド１０との間の熱抵抗を大きくし、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を抑制することが可能である。すなわち、第２実施形態も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図１２および図１３に示すように、第３実施形態では、座金５０は、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む少なくとも３つの溝部５５と、その溝部５５と溝部５５との間に設けられた少なくとも３つの凸部５６を有している。３つの凸部５６は、座金５０の周方向に約１２０度間隔となる位置を含んで設けられることが好ましい。これにより、座金５０は、シリンダヘッド１０に対して安定して設置される。また、第３実施形態は、上述した第１および第２実施形態に比べて、第１当接面５１とシリンダヘッド１０との当接面積が小さくなる。したがって、第３実施形態では、座金５０とシリンダヘッド１０との間の熱抵抗をより大きくし、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱をより確実に抑制することが可能である。なお、第３実施形態において、溝部５５の数と凸部５６の数は、３つ以上としてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図１４および図１５に示すように、第４実施形態では、座金５０は、第１当接面５１から第２当接面５２に向けて凹む複数の溝部５５に加えて、径方向外側の面から径方向内側に向けて凹む複数の側溝部５７を有している。複数の側溝部５７は、座金５０の周方向にほぼ均等間隔で設けられている。座金５０の径方向外側の面に側溝部５７を設けることにより、座金５０の径方向外側の面がシリンダヘッド１０の取付穴１１の径方向の内壁に当接する場合でも、その座金５０の径方向外側の面とシリンダヘッド１０の取付穴１１の内壁との当接面積を小さくすることが可能である。したがって、第４実施形態も、座金５０とシリンダヘッド１０との間の熱抵抗を大きくし、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を抑制することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図１６および図１７に示すように、第５実施形態では、座金５０は、第２当接面５２から第１当接面５１に向けて凹む複数の溝部５８と、その溝部５８と溝部５８との間に設けられた複数の凸部５９を有している。なお、第５実施形態の説明では、第２当接面５２から第１当接面５１に向けて凹む溝部５８を、上溝部５８と称することとする。上溝部５８は、座金５０の周方向にほぼ均等間隔で複数個設けられている。上溝部５８は、燃料噴射弁２０と接触しない部位である。そのため、座金５０の第２当接面５２に上溝部５８を設けることにより、第２当接面５２とシリンダヘッド１０との当接面積が小さくなる。したがって、第５実施形態も、座金５０とシリンダヘッド１０の間の熱抵抗を大きくし、燃料とシリンダヘッド１０との伝熱を抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記実施形態では、燃料噴射装置１は、ガソリンエンジンに適用されるものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射装置１は、ディーゼルエンジンに適用されるものであってもよい。その場合、燃料噴射弁は、例えば圧電素子を駆動機構に使用したディーゼルエンジン用の燃料噴射弁としてもよい。

（２）上記実施形態では、燃料噴射装置１は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射供給するものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、燃料噴射装置１は、燃料を吸気ポート１３に噴射供給するものであってもよい。

（３）他の実施形態では、燃料噴射装置１が内燃機関に供給する燃料は、ガソリン燃料アルコール燃料、または、アルコールとガソリンとの混合燃料としてもよい。あるいは、軽油であってもよい。

（４）上述した第１〜第４実施形態では、座金５０は、第１当接面５１に設けられた溝部５５を有するものについて説明し、第５実施形態では、座金５０は、第２当接面５２に設けられた上溝部５８を有するものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、座金５０は、第１当接面５１に設けられた溝部５５と、第２当接面５２に設けられた上溝部５８とを両方有するものとしてもよい。

（５）上述した第４実施形態では、座金５０は、第１当接面５１に設けられた溝部５５と、側溝部５７を有するものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、座金５０は、側溝部５７のみを有するものとしてもよく、第２当接面５２に設けられた溝部５５と側溝部５７とを両方有するものとしてもよい。

１ 燃料噴射装置
１０ シリンダヘッド
１１ 取付穴
２０ 燃料噴射弁
５０ 座金
５１ 第１当接面
５２ 第２当接面
５５ 溝部
５８ 上溝部

Claims (12)

1. 燃料噴射装置であって、
   内燃機関のシリンダヘッド（１０）に設けられた取付穴（１１）に取り付けられ、前記内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射弁（２０）と、
   前記シリンダヘッドと前記燃料噴射弁との間に設けられ、前記シリンダヘッドに当接する第１当接面（５１）、前記燃料噴射弁に当接する第２当接面（５２）、および、前記第１当接面または前記第２当接面の一方の面から他方の面に向けて凹む溝部（５５、５８）を有する座金（５０）と、を備えた燃料噴射装置。
2. 前記溝部は、前記燃料噴射弁または前記シリンダヘッドのいずれか一方と接触しない部位である請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記溝部は、前記座金の周方向に複数個設けられている請求項１または２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記座金は、前記第１当接面から前記第２当接面に向けて凹む複数の前記溝部（５５）、および、前記溝部と前記溝部との間に設けられた複数の凸部（５６）を有する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
5. 前記座金が有する前記溝部の周方向の一方の壁面および他方の壁面は、各前記溝部における周方向の中心位置と前記座金の中心軸（Ａｘ）とを結ぶ仮想平面（α）に対向し、かつ、前記仮想平面に沿って形成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
6. 前記座金が有する前記溝部の周方向の壁面は、前記壁面と前記座金の中心軸とを結ぶ仮想平面（β）に沿って形成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
7. 前記座金の前記第２当接面は、前記燃料噴射弁側に凸の曲面状である請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
8. 前記座金は、径方向外側から径方向内側に向けて板厚が次第に小さくなる形状である請求項１ないし７のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
9. 前記座金は、径方向外側の面から径方向内側に向けて凹む側溝部（５７）を有する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
10. 前記側溝部は、前記座金の周方向に複数個設けられている請求項９に記載の燃料噴射装置。
11. 前記燃料噴射弁に供給される燃料を加熱する燃料加熱部（４）をさらに備える請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の燃料噴射装置。
12. 内燃機関のシリンダヘッド（１０）に取り付けられる燃料噴射弁（２０）と前記シリンダヘッドとの間に設けられる座金であって、
    前記シリンダヘッドに当接する第１当接面（５１）と、
    前記燃料噴射弁に当接する第２当接面（５２）と、
    前記第１当接面または前記第２当接面の一方の面から他方の面に向けて凹む溝部（５５）と、を備える座金。

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