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