JP3876249B2 - 燃料噴射弁のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁のシール構造に関する。

従来、シリンダヘッドに装着した燃料噴射弁から気筒（燃焼室）内に直接燃料を噴射する気筒内直接噴射式内燃機関（単に直噴エンジンともいう）において、シリンダヘッド内を飛散するオイルがシリンダヘッドカバーと燃料噴射弁の間の隙間から外部へ漏れ出るのを防止するため、燃料噴射弁の上部外周にシール部材を装着することが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−２９５３４１（図１、図５）

このように燃料噴射弁の上部外周にシール部材を装着した場合、例えばエンジン動作による温度上昇に伴ってシール部材によって封鎖された空間内の圧力が上昇すると、それによってシール部材が外向きに押され燃料噴射弁から外れたり、不所望に変形したりする恐れがある。これを防止するべくシール部材の固定を強固なものとすると、シール部材の脱落は防止できるものの、組み付け作業に多大な工数が必要となったり、燃料噴射弁に応力がかかって耐久性を損なったりする恐れがある。別の対策として、圧力上昇を防ぐための空気逃し孔（呼吸孔）をシール部材に形成することが考えられるが、そうすると、雨等によりエンジンの上面に溜まった水やメンテナンス時に燃料供給管を脱着する際に落下する燃料が、呼吸孔を通じてエンジン内部に侵入し得るという問題が生じる。

本発明は上記のような従来の問題を解決するためのものであり、その主たる課題は、外部からの水の侵入防止などのシール機能を保ちつつ、シール部材によって封鎖された空間内の圧力上昇を抑制しシール部材の脱落や変形を防止することが可能な気筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁のシール構造を提供することである。

本発明に基づくと、気筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁のシール構造であって、シリンダヘッド（１）の外側から燃焼室（２）内へと開かれた貫通孔（７）内に設けられ、上端部に燃料供給管（１６）との接続のためのフランジ（１４）を備えた燃料噴射弁（１２）と、フランジの直下に画定される肩面（２１）に係合し、燃料噴射弁をシリンダヘッドに対して保持する二股のクランプ部材（１３）と、燃料噴射弁の上部外周に装着されたシール部材（１７）とを有し、シール部材はその上面から外向きに突出する突出部（２０）を備え、この突出部にシリンダヘッドの貫通孔と外気とを連通する呼吸孔（１９）が形成され、この呼吸孔は、クランプ部材の二股の間においてフランジの下方に配置されるとともに、シール部材の上面から離間した位置にて開口していることを特徴とする燃料噴射弁のシール構造が提供される。

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上記シール構造では、シール部材に呼吸孔が設けられていることからエンジン動作に伴い温度が上昇しても内部圧力の上昇を抑制することができるのでシール部材が不所望に押し出されることがなく、また、呼吸孔の外側開口がシール部材の上面から離間した位置に設けられることから、雨等によりシール部材の上面（またはエンジン上面）に水が溜まっても呼吸孔を通じて水がエンジン内部に侵入するのを防止することができ、良好なシール性を発揮することができる。

シール部材の突出部がクランプ部材の二股の間においてフランジの下方に配置されることにより、フランジおよびクランプ部材が呼吸孔内への水滴の侵入を防止するカバーとして働くので、より一層効果的にエンジン内部への水の侵入を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明による気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。シリンダヘッド１の外側から燃焼室２内に向けて、貫通孔７が開かれ、シリンダヘッド１の外側の、貫通孔７を囲撓する部分には環状突部８が一体に設けられている。環状突部８内には、筒状のスリーブ９が圧入され、その内孔が、貫通孔７の延長部分を画定している。シリンダヘッド１はアルミニウム合金からなり、その内部に、燃焼室２に向けて開かれた吸気ポート５及び排気ポート６が設けられ、それぞれ、公知の要領をもって、吸気弁３及び排気弁４により開閉されるようになっている。スリーブ９の上端は、シリンダヘッド１の上面を覆うシリンダヘッドカバー（またはカムケースカバー）１１の開口に突入し、リップシール１０によりシールされている。

燃料噴射弁１２は、スリーブ９の上端側から、貫通孔７内に挿入され、噴口を有するその先端が燃焼室２を臨むようになっている。スリーブ９を用いることによりシリンダヘッド１内において飛散するオイルが燃料噴射弁１２に付着するのを防止することができる。燃料噴射弁１２の基端（上端）側とスリーブ９の内周との間には、ゴム状のエラストマからなる環状のシール部材１７が設けられ、燃料噴射弁１２に至るリード線１８がシール部材１７を貫通している。また、シール部材１７には、燃料噴射弁１２と貫通孔７及びスリーブ９の内周との間の空室を外気と連通させる呼吸孔１９が設けられている。呼吸孔１９が設けられていることにより、エンジン動作に伴い温度が上昇しても、貫通孔７及びスリーブ９内の圧力が過度に上昇してシール部材１７が外部へと押し出されることがない。

燃料噴射弁１２の上端は外向フランジ（または接続フランジ）１４をなし、その上面に、燃料供給管１６に接続されたカバー部材１５が螺着され、図示外のポンプから送られた燃料が燃料噴射弁１２内に達するようになっている。燃料噴射弁１２の外向フランジ１４の直下には上向きの肩面２１（図３参照）が画定され、二股のクランプ部材１３が、外向フランジ１４の下側の小径部の両側から、この肩面２１に係合し、燃料噴射弁１２を貫通孔７内に不動に固定している。

図２は、図１に示した燃料噴射弁の取付構造の要部を示す部分拡大上面図であり、図３は本発明に基づく燃料噴射弁のシール構造をより詳細に示すべくクランプ部材１３及びカバー部材１５を省略した部分拡大縦断面図である。尚、図２では外向フランジ１４はカバー部材１５に隠れて図示されていないが、カバー部材１５と概ね同じ外形を有する。図３によく示されているように、本発明によると、シール部材１７に設けられた呼吸孔１９は、シール部材１７の上面から外向きに延出する突出部２０に設けられ、その外側開口１９ａは突出部２０の上端部に位置している。即ち、呼吸孔１９は、シール部材１７の上面（またはシリンダヘッドカバー１１の上面）から離間した位置にて外気と連通している。これにより雨等によってシール部材１７の上面に水が溜まっても呼吸孔１９の開口１９ａは水面の上に位置することができるので、呼吸孔１９からエンジン内部に水が侵入するのを防止し良好なシール性を確保することができる。

図２において点線Ａで示すように、シール部材１７の呼吸孔１９（または突出部２０）はクランプ部材１３の二股の間において外向フランジ１４の下方に配置され、外向フランジ１４が呼吸孔１９への水滴等の侵入を防止するカバーとして働くようになっている。これにより、エンジン内部への水等の侵入をより一層効果的に防止することができる。

以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例はあくまでも例示であって本発明は実施例によって限定されるものではない。当業者であれば特許請求の範囲によって定められる本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な変形若しくは変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例では突出部２０はシール部材１７の一体的な部分となっているが、突出部２０はシール部材１７とは別体の筒状部材からなってもよく、そのような筒状部材をシール部材１７に接着により取り付けたり、シール部材１７に形成した貫通孔中に圧入したりすることもできる。

本発明に係る気筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁のシール構造は、外部からの水の侵入防止などのシール機能を保ちつつ、シール部材で閉鎖された空間内の圧力上昇を抑制しシール部材の脱落や変形を防止するのに有用である。

本発明による気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。 図１に示した燃料噴射弁の取付構造の要部を示す部分拡大上面図である。 クランプ部材及びカバー部材を省略した図１の要部を拡大して示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
７ 貫通孔
９ スリーブ
１２ 燃料噴射弁
１３ クランプ部材
１４ 外向フランジ
１６ 燃料供給管
１７ シール部材
１８ リード線
１９ 呼吸孔
１９ａ 呼吸孔の開口
２０ 突出部
２１ 肩面

Claims (1)

1. 気筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射弁のシール構造であって、
   シリンダヘッドの外側から燃焼室内へと開かれた貫通孔内に設けられ、上端部に燃料供給管との接続のためのフランジを備えた燃料噴射弁と、
   前記フランジの直下に画定される肩面に係合し、前記燃料噴射弁を前記シリンダヘッドに対して保持する二股のクランプ部材と、
   前記燃料噴射弁の上部外周に装着されたシール部材とを有し、
   前記シール部材はその上面から外向きに突出する突出部を備え、該突出部に前記シリンダヘッドの前記貫通孔と外気とを連通する呼吸孔が形成され、該呼吸孔は、前記クランプ部材の二股の間において前記フランジの下方に配置されるとともに、前記シール部材の上面から離間した位置にて開口していることを特徴とする燃料噴射弁のシール構造。

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