JP2937081B2 - 燃料噴射ノズルの締付け装置 - Google Patents

燃料噴射ノズルの締付け装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射ノ
ズルの締付け装置に関し、更に詳細には、3個の燃料噴
射ノズルを1個のノズルクランプで締め付けて固定する
燃料噴射ノズルの締付け装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃料噴射ノズル(以下単にノ
ズルと称する)をシリンダヘッドに固定する手段とし
て、例えば特開平3−182680号に記載されている
ように、燃料噴射ノズルとシリンダヘッドとの間にはり
状にノズルクランプを配置し、中間部をボルト・ナット
で締め付けて固定することが知られている。
【0003】即ち、図7に示すように、燃料噴射ノズル
1をシリンダヘッド2に穿設したノズル取付け穴3に差
し込むみ、燃料噴射ノズル1の両側に、2面幅からなる
クランプ受け座4と、シリンダヘッド2に形成したクラ
ンプ受け座5とを形成し、また、ノズルクランプ6は、
前記クランプ受座4,5の間にはり状に配置し、中間部
にスタッドボルト7を挿通するボルト穴8を形成したも
のである。
【0004】このように形成したノズル接触部9を前記
クランプ受座4,5に載置し、スタッドボルト7にナッ
ト10を螺合し、燃料噴射ノズル1をノズルパッキング11
にシール荷重を与えて固定するものである。なお、図7
に示す符号12は球面ワッシャーであり、僅かな高低差な
どを吸収し、ノズルに均等なシール荷重を与えるための
ものである。
【0005】ところで、2本のカムの間にノズルが位置
する4バルブエンジンの場合、カムとの干渉や、ノズル
をヘッドカバー内に入れるレイアウトの制限などから、
図7に示す手段では、ノズルの取り付けが困難となる
か、ヘッドカバーが大型になり、取り付けスペースが大
きくなるなどの問題がある。その解決手段として、図
8,9に示すように、2個の燃料噴射ノズル1を1個の
ノズルクランプ6で固定することが行われている。即ち
図8に示すように、ノズルクランプ6のノズル接触部9
は、二股に別れ、中間部にボルト挿通穴8を開口したも
ので、図7と同様にナット10によって締め付けてノズル
パッキングにシール荷重を与えるものである。このよう
に形成すると、燃料噴射ノズル1の締付けに要するスペ
ースをより小さくすることができる。なお、図9に示す
符号13はシリンダヘッド2に形成したスタッドボスであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば6気
筒V型エンジンは、各バンクの気筒数はそれぞれ3個で
あり、図8に示すノズルクランプを用いることができな
いという問題がある。本発明は、以上の問題に着目して
なされたものであり、直列に並ぶ3個の燃料噴射ノズル
を1個のノズルクランプによって固定することのできる
内燃機関の燃料噴射ノズルの締付け装置を提供すること
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の燃料噴射ノズルの締付け装置の構成は、内
燃機関のシリンダヘッドにノズル取付け穴を3個直列に
形成し、このノズル取付け穴に装着する各燃料噴射ノズ
ルに、ノズルクランプを載置するクランプ受け座を形成
し、該各クランプ受け座に整合するノズル接触部を形成
した前記ノズルクランプを、前記各ノズル接触部の中間
に形成したボルト挿通穴に装着した締め付けボルトによ
り、各燃料噴射ノズルのノズルパッキングにシール荷重
を与えるようにした燃料噴射ノズルの締付け装置であっ
て、前記ノズルクランプの両端を、二股に別れたノズル
接触部で形成すると共に、前記ノズルクランプの中間の
前記ノズル接触部を、前記ノズルクランプを前記3個の
燃料噴射ノズルに載置した際に、中間の前記燃料噴射ノ
ズルの前記クランプ受け座との間に間隙が生じ、前記締
め付けボルトにより所定の締め付け力を加えた時に、前
記ノズルクランプが撓み、前記中間のノズル接触部が前
記クランプ受け座に接触し、更に締め付けることによ
り、前記3個の燃料噴射ノズルを略均等な締付け力で締
付けるように、前記ノズルクランプの中間の貫通穴の両
側に形成したしたものである。
【0008】3個直列に配列された燃料噴射ノズルを、
1個のノズルクランプで締め付けると、中間の燃料噴射
ノズルは2個の締付けボルトによって締め付けられるの
で、中間の燃料噴射ノズルの締付け力は、両側の燃料噴
射ノズルの締付け力より強くなる。ところが燃料噴射ノ
ズルは、締付け力を所定値以下にするとノズルパッキン
グの密封性能が低下し、また前記締付け力が所定値以上
となると針弁のリフト動作に、いわゆる「しぶり」が発
生するという問題がある。
【0009】これら密封性能の低下や、しぶりの発生を
防止するには、ノズルクランプの形状、締付けボルト位
置などを適宜選定することにより、各燃料噴射ノズル前
記締付け力を均一にすることができる。
【0010】前記燃料噴射ノズルの締付け装置は、4バ
ルブエンジンに好適に適用することができるが、本発明
はこれに限定されず、ノズル3個を直列配置するいずれ
の機関にも適用することができる。
【0011】
【作用】3個直列に配列された燃料噴射ノズルを1個の
ノズルクランプで締め付ける前記手段は、高性能軽量化
するために、内燃機関を小型化する場合のノズルクラン
プを固定するスペース確保が容易になる。次に、3個の
燃料噴射ノズルに前記ノズルクランプを載置した際に、
中間に配置する前記クランプ受け座とノズル接触部との
間に間隙が生じるように予め形成する前記手段について
以下に説明する。
【0012】まず図1の(A)に示す3個の支点A,
B,C(それぞれの支点間の長さ、L 1,2)により支持
される連続はりの中間(k1 ×L1 、k2 ×L2 但し0
≦k≦1)に、集中荷重(W1,2)が加わる連続はりに
ついて説明する。連続はりを、支点ABのみのはりと、
支点BCのみのはりとした単純はりと考えて各支点の曲
げモーメントをMA,B,C として扱った3モーメント
の定理、及び曲げモーメントのつり合いから得られる式
から各支点に生じる反力RA,B,C を導びくことがで
きる(例えば小井土正六著、「材料力学演習」106〜
109頁、1963年10月15日学献社発行)。
【0013】即ち、L1 =L2 =L、k1 =k2 =1/
2、W1 =W2 =Pとして、前記反力を求めると、RB
>RA =RC が得られる。 計算の結果によると、支点
A,Cの反力RA =RC =5/16×P、Rb =11/
8×P及びRB ≒4× A(又はRC ) が得られる。
したがって、荷重Pによって支点A,B,Cに掛かる反
力Pと、撓みtとの関係は、図1の(B)に示すよう
に、支点Bに作用する反力RB が、支点A,Cに掛かる
反力RA,C より大きくなる。
【0014】次に中間に配置する前記クランプ受け座と
ノズル接触部との間に間隙t′(図2)を設ける場合に
ついて、図2,3に基づき説明する。図1の支点A,
B,Cは、それぞれ燃料噴射ノズルのクランプ受け座の
位置に置き換えることができ、図2は、クランプ受け座
a,b,c(前記支点A,B,Cと同様)が等間隔に配
置され、それぞれその中央部分にボルトによる締付け力
Pが加わっている場合を示したものである。
【0015】図2の(A)において、3点支持のノズル
クランプ19に荷重Pを加えると、クランプ受け座a,c
のみに締め付け力Fが作用する。この時のノズルクラン
プ19のバネ定数をkacとすると、撓みtに対するクラン
プ受け座a,cが受ける締付け力Fは、図2の(B)の
直線となる。次に前記撓みtが、前記間隙t′に達す
るとクランプ受け座bも締付け力Fが作用することにな
る。この場合、クランプ受け座bに加わる締付け力F
は、図1によって説明したとおり、クランプ受け座a,
cに加わる締付け力Fより大きい。しかも、ノズルクラ
ンプ19の支点間隔が2LからLと小さくなるため、クラ
ンプ受け座a,cに対するバネ定数kac′は、直線の
際のバネ定数kacより大きく(kac′>kac)なる。
【0016】しかも、連続はりの各支点に加わる反力の
前記説明から、クランプ受け座bに対するノズルクラン
プ19のバネ定数kb は、前記クランプ受け座a,cに対
するバネ定数をkac′より大きく(kb >kac′)、前
記説明のとおり約4倍となる。したがって、ノズルクラ
ンプ19の締付け力Fを更に増加させていくと、ノズルク
ランプ19の撓み量tは更に増大し、クランプ受け座a,
b,cに加わる締付け力FH増大する。しかしながら図
3に示すとおり、クランプ受け座a,cに加わる締付け
力Fの増加直線よりも、クランプ受け座bに加わる締
付け力Fの増加直線の傾斜が大きく、,の直線が
交わる撓み量t″が存在する。このとき、3個の燃料噴
射ノズルを均等な締付け力Fabc で締め付けることがで
きることが分かる。
【0017】
【実施例】以下添付の図面を参照し、一実施例により本
発明を具体的に説明する。本実施例の燃料噴射ノズルの
締付け装置は、6気筒V型機関に適用したものであり、
図3,4に示す燃料噴射ノズル1は、シリンダヘッド2
に圧入されたノズル取付け穴3に挿入し、片バンクに3
個づつ直列に配置されている。なお、図に示すカムシャ
フト15は、シリンダヘッド2に固定したカムキャリア16
とカムブラケット17とによって保持されている。図3に
示す符号18は、カムノーズの軌跡である。
【0018】そして、燃料噴射ノズル1の両側1組のク
ランプ受け座4(図4)3個に、1個のノズルクランプ
19を配置し、隣合う燃料噴射ノズル1の中央部分に配置
したスタッドボルト7に螺合したナット10により締め付
けてノズルパッキング(図示せず)にシール荷重を与え
るようにしたものである。ノズルクランプ19は、バネ材
で作り、その形状は、図5,6に示すように、両端の二
股に別れたノズル接触部9、及び、中間の貫通穴の両側
に形成されたノズル接触部20と、ノズル接触部9,20と
の中間に形成されたボルト挿通穴8を穿設した肉厚部21
とした。断面形状は、図4に示すとおり、ボルト挿通穴
8を設けた部分に肉厚部21として剛性を高め、ノズル接
触部9は、前記より肉薄、且つ僅かに湾曲させて弾力性
が高くなるよに形成た。またボルト挿通穴8の下側周縁
を凹状に形成し、下端開口部の応力集中を緩和するよう
にした。
【0019】そして図6にしめすように、3個の燃料噴
射ノズル1の各クランプ受け座4の高さは、同じ高さと
なるように形成し、両側のノズル接触部9を結ぶ線(肉
厚部21の下面)より中間のノズル接触部20を間隙t′だ
け高くなるように形成した。この間隙t′の作用・効果
は前記説明のとおりである。このように形成したノズル
クランプ19は、密封性の低下や、針弁のリフト時のしぶ
りなどがなく、好ましい性能が得られた。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明の燃料噴射ノズルの
締付け装置は、1本のノズルクランプで3個のノズルを
固定するようにしたので、取付けスペースの確保が容易
になり、小型・軽量化による高性能化を図った6気筒V
型の4バルブエンジンなど、ノズルクランプの取付けス
ペースの確保が困難な場合にを好適に適用することがで
きる。
【0021】また、前記ノズルクランプをクランプ受け
座に載置した際に、中間のノズル接触部とクランプ受け
座との間に間隙を生じるように形成し、容易に3個のノ
ズルの締め付け荷重を均一にすることができるので、ノ
ズルパッキングの密封不良や、針弁のリフト時のしぶり
などの発生を容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は3点支持の連続はりの作用を説明する
図であり、(B)は各支点に発生する反力と撓み量との
関係を示すグラフ図である。
【図2】請求項2に記載のノズルクランプの作用を説明
する図であり、(A)はクランプ受け座を載置した状態
と中間クランプ受け座にはりが達した状態を示した図で
あり、(B)は各クランプ受け座に発生する力と撓み量
との関係を示すグラフ図である。
【図3】本発明の実施例による燃料噴射ノズルの締付け
装置の要部横断面図である。
【図4】図3の要部側面図である。
【図5】図3,4に使用するノズルクランプの平面図で
ある。
【図6】図5の側面図である。
【図7】従来例による燃料噴射ノズルの締付け装置の横
断面図である。
【図8】別の従来例による燃料噴射ノズルの締付け装置
の部分平面図である。
【図9】図8の要部側面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射ノズル 2 シリンダヘッ
ド 3 ノズル取付け穴 4 クランプ受け
座 5 クランプ受け座 6 ノズルクラン
プ 7 スタッドボルト 8 ボルト挿通穴 9 ノズル接触部 10 ナット 11 ノズルパッキング 19 ノズルクラン
プ 20 ノズル接触部 21 肉厚部 t′間隙

Claims (1)

    (57)【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ノズル取付
    け穴を3個直列に形成し、このノズル取付け穴に装着す
    る各燃料噴射ノズルに、ノズルクランプを載置するクラ
    ンプ受け座を形成し、該各クランプ受け座に整合するノ
    ズル接触部を形成した前記ノズルクランプを、前記各ノ
    ズル接触部の中間に形成したボルト挿通穴に装着した締
    め付けボルトにより、各燃料噴射ノズルのノズルパッキ
    ングにシール荷重を与えるようにした燃料噴射ノズルの
    締付け装置であって、 前記ノズルクランプの両端を、二股に別れたノズル接触
    部で形成すると共に、 前記ノズルクランプの中間の前記ノズル接触部を、 前記ノズルクランプを前記3個の燃料噴射ノズルに載置
    した際に、中間の前 記燃料噴射ノズルの前記クランプ受
    け座との間に間隙が生じ、 前記締め付けボルトにより所定の締め付け力を加えた時
    に、前記ノズルクラ ンプが撓み、前記中間のノズル接触
    部が前記クランプ受け座に接触し、 更に締め付けることにより、前記3個の燃料噴射ノズル
    を略均等な締付け力 で締付けるように、 前記ノズルクランプの中間の貫通穴の両側に形成した燃
    料噴射ノズルの締付 け装置。
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