JP3084899B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼室へ
燃料を噴射する内燃機関の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車（車両）には、電子制御を用い
て、ガソリンエンジン（内燃機関）に必要な燃料を供給
するようにした燃料供給装置を採用したものがある。

【０００３】こうした燃料供給装置には、特開平２−１
０２３６５号公報にも示されるようにガソリンエンンジ
ンの本体につながる吸気管に燃料噴射弁を設けることが
行われている。

【０００４】具体的には、図８に示されるようにガソリ
ンエンジンａのシリンダヘッドｂに接続された吸気管ｃ
（吸気通路）に、取付口部を兼ねるインシュレ−タｄを
設け、このインシュレ−タｄに先端の噴射孔部を接続さ
せて、吸気管ｃの外壁部に燃料噴射弁ｅを据付けてい
る。

【０００５】このようにして据付けた燃料噴射弁ｅか
ら、シリンダヘッドｂの吸気弁ｆへ向って燃料を噴射す
るようにしている。

【０００６】ところで、ガソリンエンジンａは、出力を
向上させるべく、吸気の充填効率を高めることが行われ
ている。

【０００７】これには、吸気抵抗を下げることが有効で
ある。そこで、近年、吸気管ｃには曲りを少なくした直
管形の管が用いられる。

【０００８】ところが、ガソリンエンジンａのコンパク
ト化に加え、このように吸気管ｃが直管化になると、シ
リンダヘッドｂに近い吸気管ｃの部分には燃料噴射弁ｅ
を取付ける場所がなくなる。

【０００９】すなわち、燃料噴射弁ｅの先端部を吸気管
ｃの外壁部に接続する構造は、曲り部が有れば、所定の
吸気面積を確保しながら、燃料の噴射方向を吸気弁ｆに
向う所定の方向にセットすることは容易であるが、曲り
部が少ない直管状になると、噴射方向を所定の方向にセ
ットした場合、吸気面積を確保することが困難となる。

【００１０】このようなことから、燃料噴射弁ｅの取付
位置は、ガソリンエンジンａおよび吸気管ｃの改善にし
たがって吸気弁ｆから遠ざかる傾向にある。このため、
先に挙げた図８にも示されるように、かなり吸気弁ｆか
ら離れた地点に燃料噴射弁ｅが配置される傾向にある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な燃料噴射弁ｅの据付けでは、ガソリンエンジンａの燃
焼の点で、あまりよくない。

【００１２】すなわち、ガソリンエンジンａで使用され
る燃料噴射弁ｅは、先端の噴射孔部から燃料が円錐状に
噴霧されることは知られている。つまり、燃料噴射弁ｅ
から噴射される燃料は、先にいく程、周囲に広がる噴霧
角をもつ。

【００１３】それ故、燃料噴射弁ｅの取付位置が遠ざか
るにしたがって、噴霧した燃料が吸気管ｃの内壁面に付
着しやすく、それが原因となって、ガソリンエンジンａ
の燃焼性能が損なわれるという問題を起こすことがあ
る。具体的には、特に過渡状態においてガソリンエンジ
ンａの燃焼が損なわれやすい。

【００１４】しかも、吸気弁ｆから噴射位置までの距離
が離れることは、ガソリンエンジンａの応答遅れが生じ
る原因ともなる（アクセル操作をしてからエンジンが応
答するまで時間がかかる）。

【００１５】そこで、実開昭５８−１９３０４７号公報
のように吸気管に凹部を形成し、この凹部に燃料噴射弁
と燃料配管とを取付ける構造が提案されている。具体的
には、吸気管の凹部に沿わせて同吸気管の内側から燃料
噴射弁を嵌めて、同燃料噴射弁をボルトで凹部の底壁に
所定の向きで固定し、この固定した燃料噴射弁に燃料配
管を接続して、燃料噴射弁を凹部壁との間で挟み込むと
いう構造が用いられている。これにより、上記問題は解
決される。しかしながら、こうした吸気管にそれぞれ燃
料噴射弁、燃料配管を組み付ける構造は、組み付けが能
率的ではない上、コスト的にも高価になりやすい。そこ
で、組付性の向上、安価にするために吸気管に燃料配管
を一体に設けて、燃料供給装置のモジュール化を図ろう
としている。このためには、燃料配管が形成された吸気
管に燃料噴射弁を組み付けることが求められる。ところ
が、上から下方向へ向かって燃料を噴射する、いわゆる
トップフィードタイプの燃料供給装置は、上記公報に開
示されているように燃料噴射弁を吸気管の壁と燃料配管
との両者によって挟み込んで固定する構造だと、燃料配
管が一体に設けられた吸気管に対しては、簡単には燃料
噴射弁が組み付けられない。この発明は、このような事
情に着目してなされたもので、その目的とするところ
は、燃料配管が一体に形成された吸気通路の内側に、簡
単に燃料噴射弁が組み付けることができる内燃機関の燃
料供給装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明の内燃機関の燃料供給装置は、内燃機
関のシリンダヘッドと接続可能な筒状のボアを有して形
成され、ボアの内部を通じてシリンダヘッドの吸気弁へ
吸気を導く吸気通路と、ボアに一体に形成された燃料通
路と、先端部に燃料噴射孔部を有し、後端部に燃料導入
口部を有して構成される燃料噴射弁と、燃料通路と連通
しボアの内側において吸気弁方向に向かって開口するよ
うに形成され、吸気弁方向からのみ燃料導入口部が差込
み可能な接続ポートとを有し、ボアに燃料噴射弁が、ボ
アの端部から該燃料噴射弁の燃料導入口部を接続ポート
に差し込むことによって、燃料噴射孔部が吸気弁方向に
向き燃料導入口部が吸気弁方向と反対側に向く姿勢で、
かつ燃料噴射弁の外観がボア内部に露出するように固定
されるようにし、この燃料燃料噴射弁を固定したボアが
シリンダヘッドに固定されるようにしたことにある。請
求項２の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料供給
装置において、前記ボアは別体に形成されることにあ
る。請求項３の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃
料供給装置において、前記吸気通路および前記燃料噴射
弁は内燃機関の気筒毎に有し、これら吸気通路が樹脂で
形成されるとともに該吸気通路には配線コネクタが設け
られ、この配線コネクタと燃料噴射弁とを吸気通路にイ
ンナート成形されている導電部材を介して接続するよう
にしたことにある。請求項４の発明は、請求項３に記載
の内燃機関の燃料供給装置において、前記導電部材を収
容している配線コネクタが前記燃料噴射弁の固定手段を
兼ねるようにしたことにある。

【００１７】

【作用】請求項１の発明によると、燃料通路の吸気弁方
向から燃料噴射弁を吸気通路内に挿入して、燃料噴射弁
を燃料通路の接続ポートへ差込んで接続する作業によ
り、容易に燃料噴射弁が組み付けられ、モジュール化が
図れる。そして、シリンダヘッドに固定すればよいの
で、内燃機関への組付けには小部品の組付けはなくてす
み、組付作業が容易となる。しかも、燃料噴射弁は、ボ
ア内部で露出するように固定されているから、燃料噴射
弁は吸気通路内を流れる吸気で冷却されるので、燃料が
蒸発することによる噴射量の不安定現象が防げる。請求
項２の発明によると、ボアに燃料噴射弁、燃料通路が組
み付くモジュール化した１つの部品となるので、吸気管
との組み合せが容易となる。請求項３の発明によると、
吸気通路そのものを絶縁材に用いて燃料噴射弁の作動に
必要な導電部材を形成したので、各気筒毎の燃料噴射弁
の作動制御が可能なモジュール化した燃料供給装置が得
られる。請求項４の発明によると、導電部材を収容して
いる配線コネクタを活用して、燃料噴射弁の固定が行わ
れるので、燃料噴射弁の固定構造が簡素化される。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、この発明を図１ないし図３に示す第１
の実施例にもとづいて説明する。図１は、この発明を適
用した自動車（車両）のエンジンの燃料噴射装置回りを
示し、図中１は例えば多気筒のガソリンエンジンであ
る。このガソリンエンジン１の本体は、並列に複数並ん
だシリンダ２および同シリンダ２内を往復動するピスト
ン３ａを有したシリンダブロック３と、吸・排気弁６，
７および吸・排気路４，５を有したシリンダヘッド８と
を組合わせてなる。

【００２１】シリンダヘッド８の右側部には、図２およ
び図３にも示されるように各吸気路４に連通する導入口
部４ａが形成されている。この導入口部４ａには、吸気
通路９が接続されている。吸気通路９は、導入口部４ａ
の開口端に、吸気路４より大きなポ−ト面積をもつ吸気
管５を、略円錐形の連通ポ−ト１０を有するボア１１
（中間管）を介して、連結してなる。そして、吸気管５
の他方の端部が、スロットル（図示しない）に接続され
る。なお、導入口部４ａとボア１１との間は、ボルト１
２で一対のフランジ１３ａ，１３ｂをボルト止めするこ
とで気密が保たれ、同様にボア１１と吸気管５との間
も、ボルト１４で一対のフランジ１５ａ，１５ｂをボル
ト止めすることで気密が保たれる。

【００２２】この曲りが少ない吸気通路９のうち、ボア
１１の連通ポ−ト１０内に、燃料噴射弁１６が据付けら
れている。この据付けた状態が拡大されて、図２の断面
図および図３の断面図に示されている。

【００２３】ここで、燃料噴射弁１６の据付構造につい
て説明すれば、ボア１１にはつぎのような構造を採用し
てある。

【００２４】すなわち、ボア１１の本体は、樹脂材料な
どの断熱性を有する材料から、ガソリンエンジン１の気
筒数に応じた数の上記連通ポ−ト１０を有してなる。ま
た各連通ポ−ト１０の上側の周壁部分には、弁据付用凹
部２０が設けられている。この弁据付用凹部２０は、小
径側（導入口部４ａ側）に、燃料噴射弁１６の噴射方向
Ａで傾斜させた傾斜面部１８を形成し、大径側（吸気管
５側）に、縦壁部分１９を形成してなる。また傾斜面部
１８を構成する周壁部分には、金属等の剛性の高い部材
で構成された補強板２１が埋設してあり、傾斜面部１８
を据付けに耐える強度に補強してある。

【００２５】縦壁部分１９の内部には、図３に示される
ように通路とは直角な方向に沿って、燃料通路２２が形
成されている。そして、燃料通路２２の一方の端部に
は、図示しない燃料供給ポンプ（燃料タンクから燃料を
圧送するもの）からの配管が接続され、他方の端部に
は、リタ−ンパイプ２３が接続された燃圧制御弁２４
（燃料圧を調整する弁）が設けられ、燃料通路２２内の
燃料圧力を所定の圧力に調節している。

【００２６】また縦壁部分１９のうち、噴射方向Ａを延
長した各部位には、燃料通路２２と連通する接続ポート
２５が設けられている。つまり、接続ポート２５は、吸
気弁６側に向かって開口している。

【００２７】一方、燃料噴射弁１６は、先端部に噴射孔
部１６ａを有し、後端部に燃料導入口部１６ｂを有して
構成される。

【００２８】この燃料噴射弁１６の燃料導入口部１６ｂ
が上記接続ポート２５に嵌挿されている。また燃料噴射
弁１６の噴射側には、同部分を下側から覆うようにＵ字
形の取付ブラケット２７が設けられている。そして、こ
の取付ブラケット２７の両端部に設けた据付座２７ａ，
２７ａが、上記補強板２１に向って螺挿されるボルト２
８によって傾斜面部１８に支持され、燃料噴射弁１６の
全体を、設定された噴射方向Ａの向きに合致させて弁据
付用凹部２０に据え付けている。つまり、燃料噴射弁１
６は、ボア１１の小径側（吸気弁６が有る方向）からボ
ア１１内へ挿入して、後端部を接続ポート２５へ差し込
んだ後、取付ブラケット２７を傾斜面部１８にボルト止
めすることで、弁据付用凹部２０に据え付けられるよう
にしてある。なお、２９ａは燃料噴射弁２５に設けら
れ、燃料導入口部１６ｂと接続ポート２５との間をシー
ルするためのＯリングである。また弁据付用凹部２０に
臨む縦壁１９の側部には、燃料噴射弁２５の側方の、同
燃料噴射弁２５の軸方向に沿って配置されている電気タ
ーミナル２９の位置に対応して、電気ターミナル２９と
挿脱可能な接点３０が設けられている。これにより、燃
料噴射弁２５の取付けと同時に、燃料噴射弁２５の電気
ターミナル29が接点３０に接続されるようにしてある。

【００２９】ボア１１の外壁部の一部には、上記各接点
３０と電気的に接続される集合コネクタ３１が設けられ
ている。また集合コネクタ３１から、各燃料噴射弁２５
にかけては、導電部材（図示しない）が配設され、各タ
ーミナル３２と上記各接点３０とを接続している。な
お、導電部材は金属板を所定形状に切断し、折曲げて形
成されており、燃料通路２２に沿って樹脂材料中にイン
サート成形されている。そして、集合コネクタ３１の各
ターミナル３２から入力される信号にしたがって、各燃
料噴射弁２５を気筒毎に所定のタイミングで開閉作動で
きるようにしてある。

【００３０】こうした据付けの構造により、燃料噴射弁
２５を吸気弁６の近くに取付けている。と同時に、燃料
噴射弁２５と隣接して有るボア１１の空間部分に所定の
吸気面積を確保している。

【００３１】このように吸気通路９内に燃料噴射弁１６
を収容して据付ける構造によると、従来の先端部を外壁
部に接続する燃料噴射弁１６の取付構造とは異なり、直
管化の傾向にある吸気通路９の場合、ガソリンエンジン
１の吸気弁４に近い地点において、所定の噴射方向にな
らびに所定の吸気面積が得ることができる。

【００３２】このことは、吸気通路９が直管化になって
も、燃料噴射弁１６の噴射位置をガソリンエンジン１の
吸気弁４に近付けることができる。

【００３３】それ故、吸気通路９に付着する燃料を抑制
することができ、ガソリンエンジン１の過渡特性を向上
させることができる。また吸気弁４から燃料噴射弁１６
の噴射位置までの距離が短いから、ガソリンエンジン１
の応答特性を向上させることができる。

【００３４】また燃料通路２２が一体に形成されている
にも関わらず、吸気通路９への燃料噴射弁１６の組み付
けは、燃料通路２２の吸気弁方向から燃料噴射弁１６を
吸気通路９内に挿入して、燃料噴射弁１６を接続ポート
２５へ差込んで接続する作業により、容易に組み付けら
れる。つまり、燃料配管が一体に形成された吸気通路９
の内側に、簡単に燃料噴射弁１６を組み付けることがで
きる。この結果、容易にモジュール化が図れる。そのう
え、ボア１１は、燃料噴射弁１６、燃料通路が組み付け
られたモジュール化した１つの部品となるので、吸気管
との組み合せは容易である。さらにボア１１に樹脂とい
う絶縁材を用いて吸気通路９そのものを絶縁材から構成
した導電路構造を用いたので、コンパクトで各気筒毎の
燃料噴射弁１６の作動制御が可能なモジュール化した燃
料供給装置が得られる。加えて、吸気通路９には、予め
燃料噴射系が集約して搭載されるので、ガソリンエンジ
ン１への組み付けも容易となる。

【００３５】また燃料噴射弁１６の吸気通路９内への据
付けにより、燃料噴射弁１６の外観は吸気通路１６内に
露出するので、該燃料噴射弁１６を吸気通路１６内を流
れる吸気にて冷却することができ、燃料が蒸発すること
による噴射量の不安定現象を防止することができる。特
に、これはエンジンの高温始動時に有効である。

【００３６】図４は、この発明の第２の実施例を示す。
同実施例は、導電部材を収容している配線コネクタを利
用して、燃料噴射弁１６をボア１１に固定しようとした
もので、具体的には以下のような構造が用いてある。

【００３７】本実施例は、燃料噴射弁用の配線コネクタ
３７に係合爪部４０を突設し、この係合爪部４０を外部
から傾斜面部１８を通してボア１１内に突出させるとと
もに、燃料噴射弁１６の側部に係合爪部４０と係脱可能
な受部４１ａをもつ係合凹部４１を設け、接続ポ−ト２
５に嵌挿しながら係合凹部４１を受部４１ａに係合させ
ることにより、ボア１１の内面、すなわち吸気通路２２
の内壁部に支持させたものである。また本実施例では、
これに加え、係合爪部４０に配線コネクタ２７の各タ−
ミナル４３につながる電気接片４４を設け、受部４１ａ
にこの電気接片４４と接続可能な電気接片４５を設け
て、上記燃料噴射弁１６の据付作業と一緒に必要な電気
的接続も行えるようにしている。

【００３８】このような構造を用いると、燃料噴射弁１
６の固定構造の簡素化ができる。図５は、この発明の第
３の実施例を示す。

【００３９】本実施例は、導入口部４ａとボア１１との
間に弁取付用板５０を介在させ、この弁取付用板５０
に、燃料噴射弁１６の先端部を挿脱可能に嵌挿する環状
のインシュレ−タ５１ならびに同インシュレ−タ５１を
取付ける孔部５２を設けて、先端部と後端部との支持に
より、吸気通路９の内壁部に燃料噴射弁１６を支持させ
たものである。

【００４０】図６は、この発明の第４の実施例を示す。

【００４１】その第３の実施例の変形例で、孔部５２に
エアアシストノズル５３を設け、弁取付用板５０に、外
部からアシスト用の空気が供給されるエアアシスト用空
気通路５４を設けるとともに、このエアアシスト用空気
通路５４と上記エアアシストノズル５３とを連通する連
通路５５を設けて、燃料噴射弁１６の噴射位置から燃料
に空気を混合させようとしたものである。

【００４２】図７は、この発明の第５の実施例を示す。

【００４３】本実施例は、例えばボア１１の一部を分割
して、開閉可能とし、この分割した壁部分６０の内面に
燃料噴射弁１６を支持させておき、この燃料噴射弁１６
が付いた壁部分６０でボア１１の開口１１ａを閉じるこ
とにより、吸気通路９内に燃料噴射弁１６を据付けるよ
うにしたものである。

【００４４】但し、上述した第２ないし第５の実施例に
おいて、先の第１の実施例と同じ部分には、同一符号を
付してその説明を省略した。

【００４５】また、この発明を上述した実施例ではガソ
リンエンジンに適用したが、それ以外の内燃機関の燃料
供給装置に適用してもよいことはいうまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ボアの吸気弁方向から燃料噴射弁を吸気通路内に挿入し
て、燃料噴射弁をボアの接続ポートへ差込んで接続すれ
ば、燃料配管が一体に形成された吸気通路の内側に、簡
単に燃料噴射弁が組み付けることができる。したがっ
て、容易に燃料供給装置のモジュール化を図ることがで
きる。またこのモジュール化されたボアをシリンダヘッ
ドに固定すればよいので、内燃機関への組付けには小部
品の組付けはなくてすみ、組付作業が容易となる。しか
も、直管化した吸気通路に、燃料噴射弁を、内燃機関に
近い位置で、かつ所定の噴射方向ならびに吸気面積を確
保しながら取付けることができる。

【００４７】しかも、吸気通路に付着する燃料を抑制す
ることができるから、エンジンの過渡特性を向上させる
ことができる。また吸気弁から燃料噴射弁の噴射位置ま
での距離が短いから、エンジンの応答特性を向上させる
ことができる。

【００４８】また燃料噴射弁を吸気通路内を流れる吸気
にて冷却することができるので、燃料が蒸発することに
よる噴射量の不安定現象を防止することができる。また
ボアを別体な構造とすることにより、同燃料供給装置は
モジュール化した１つの部品となるので、吸気管との組
み合せが容易となる。また吸気通路そのものを絶縁材に
用いて燃料噴射弁の作動に必要な導電路構造を得るよう
にしたことにより、コンパクトで各気筒毎の燃料噴射弁
の作動制御が可能なモジュール化した燃料供給装置を得
ることができる。また導電部材を収容している配線コネ
クタが燃料噴射弁の固定を兼ねる構造にしたことによ
り、燃料噴射弁の固定構造が簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の内燃機関の燃料供給
装置を示す断面図。

【図２】同装置の燃料噴射弁回りを拡大して示す断面
図。

【図３】図２中、Ｘ−Ｘ線に沿う断面図。

【図４】この発明の第２の実施例の要部を示す断面図。

【図５】この発明の第３の実施例の要部を示す断面図。

【図６】この発明の第４の実施例の要部を示す断面図。

【図７】この発明の第５の実施例の要部を示す断面図。

【図８】従来の内燃機関の燃料供給装置を示す断面図。

【符号の説明】

１…ガソリンエンジン（内燃機関）、６…吸気弁、８…
シリンダヘッド、９…吸気通路、１１…ボア（中間
管）、１６…燃料噴射弁、２７…取付ブラケット、２８
…ボルト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 69/04 F02M 69/00 350 F02M 55/02 340 F02M 51/02 F02M 51/06

Claims (4)

(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と接続可能な
   筒状のボアを有して形成され、前記ボアの内部を通じて
   前記シリンダヘッドの吸気弁へ吸気を導く吸気通路と、 前記ボアに一体に形成された燃料通路と、 先端部に燃料噴射孔部を有し、後端部に燃料導入口部を
   有して構成される燃料噴射弁と、 前記燃料通路と連通し前記ボアの内側において前記吸気
   弁方向に向かって開口するように形成され、吸気弁方向
   からのみ前記燃料導入口部が差込み可能な接続ポートと
   を有し、 前記ボアに前記燃料噴射弁が、前記ボアの端部から該燃
   料噴射弁の燃料導入口部を前記接続ポートに差し込むこ
   とによって、前記燃料噴射孔部が吸気弁方向に向き燃料
   導入口部が吸気弁方向と反対側に向く姿勢で、かつ燃料
   噴射弁の外観がボア内部に露出するように固定されるよ
   うにし、 この燃料燃料噴射弁を固定したボアが前記シリンダヘッ
   ドに固定されるようにした ことを特徴とする内燃機関の
   燃料供給装置。
2. 【請求項２】 請求項1に記載の内燃機関の燃料供給装
   置において、前記ボアは別体に形成されることを特徴と
   する内燃機関の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 請求項1に記載の内燃機関の燃料供給装
   置において、前記吸気通路および前記燃料噴射弁は内燃
   機関の気筒毎に有し、これら吸気通路が樹脂で形成され
   るとともに該吸気通路には配線コネクタが設けられ、こ
   の配線コネクタと前記燃料噴射弁とが前記吸気通路にイ
   ンサート成形されている導電部材を介して接続されてい
   ることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装
   置において、導電部材を収容している配線コネクタが前
   記燃料噴射弁の固定手段を兼ねていることを特徴とする
   内燃機関の燃料供給装置。