JP6649228B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射装置に関する。

内燃機関（以下、「エンジン」という）に燃料を噴射供給する装置として、広くインジェクタが用いられている。インジェクタは、棒状のニードルと、その内部に燃料の流路となりかつニードルをその軸方向に沿って進退可能に保持する燃料流路が形成されたハウジングと、この燃料流路と連通しかつニードルの進退によって開閉する噴孔が形成されたバルブシートと、を備える。エンジンの気筒内に直接燃料を噴射する所謂直噴型のエンジンの場合、インジェクタは、エンジンの気筒内にその噴孔が臨むように、エンジンのシリンダヘッドに形成された貫通孔に設けられる。

ここで、インジェクタをシリンダヘッドの貫通孔に設ける際における組立性の向上を考慮すると、インジェクタの外周面とシリンダヘッドの内壁面との間にはある程度の隙間が存在する方が好ましいと言える。しかしながらインジェクタの熱引き性やガスの密閉性の向上を考慮すると、インジェクタの外周面とシリンダヘッドの内壁面とは接している方が好ましいと言える。すなわち、インジェクタから噴射した燃料の燃焼時にはインジェクタの温度も上昇するが、インジェクタの温度が過度に上昇するとインジェクタの噴孔の近傍にデポジットが発生し、堆積するおそれがあるため、インジェクタはシリンダヘッドに接していることが好ましい。

特許文献１には、内側部分と外側部分から成る内外２重の円形断面の環状体を、インジェクタの外周面とシリンダヘッドの貫通孔の内壁面との間に設ける技術が示されている。特許文献１の技術では、環状体の内側部分は外側部分よりも高膨張率とする。環状体は、燃料の燃焼熱によって加熱されると外側へ膨張するので、これにより上述のような熱引き性やガスの密閉性が要求される燃料の燃焼時には、インジェクタの外周面とシリンダヘッドの内壁面との間には隙間が無くなる。また組立性が要求される常温時には環状体は収縮し、インジェクタの外周面とシリンダヘッドの内壁面との間には隙間が生じる。

特開２００９−１６７８１５号公報

しかしながら特許文献１に示された環状体では、燃料の燃焼時に加熱されると、シリンダヘッド側である外側の部分とともに、インジェクタ側である内側の部分もシリンダヘッド側へ膨張するため、環状体とインジェクタとの間に隙間が生じてしまうおそれがある。インジェクタと環状体との間に隙間が存在すると、熱引き性及び密閉性を十分に向上することができない。

本発明は、燃料の燃焼時におけるインジェクタの熱引き性及びインジェクタとシリンダヘッドとの間の密閉性を向上できる燃料噴射装置を提供することを目的とする。

（１）燃料噴射装置（例えば、後述の燃料噴射装置９，９Ａ，９Ｂ）は、その外側から内側である気筒（例えば、後述の気筒６１）側へ貫通するインジェクタ取付孔（例えば、後述のインジェクタ取付孔６４）が形成されたシリンダヘッド（例えば、後述のシリンダヘッド６３）と、前記インジェクタ取付孔内に設けられ、その先端部に形成された噴孔（例えば、後述の噴孔４２５）から前記気筒内へ燃料を噴射するインジェクタ（例えば、後述のインジェクタ１，１Ａ，１Ｂ）と、を備える。前記インジェクタの外周部（例えば、後述の外周部３３，３３Ａ，３３Ｂ）のうち前記インジェクタ取付孔の内壁面（例えば、後述の内壁面６５）と対向する部分の少なくとも一部には、前記インジェクタの軸心から径方向外側へ向けて凸状の冷却部（例えば、後述の冷却部３５、冷却リング３７，３９）が前記外周部と一体に又は前記外周部に密接して設けられ、前記冷却部の温度が常温である場合には、前記冷却部の最外周面（例えば、後述の外周面３６、３７４、３９３）と前記内壁面との間には隙間が形成され、前記隙間は前記冷却部の温度が前記常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に無くなり、前記最外周面と前記内壁面とは密接した状態になることを特徴とする。

（２）この場合、前記外周部のうち前記内壁面と対向する部分であって前記冷却部よりも前記気筒側には、前記内壁面と接する環状かつ樹脂製のシール部材（例えば、後述のチップシール５）が設けられることが好ましい。

（３）この場合、前記冷却部（例えば、後述の冷却リング３７）は、平面視では環状であり、断面視では前記外周部の表面に沿って延びる内側部（例えば、後述の内側部３７１）と前記内壁面に沿って延びる外側部（例えば、後述の外側部３７２）と前記内側部及び前記外側部の前記噴孔側の部分を接続する接続部（例えば、後述の接続部３７３）とで構成されるＵ字状であり、前記冷却部の前記内側部は、前記外周部の表面に密接しており、前記冷却部は、当該冷却部の温度が高くなるに従い前記外側部が前記内側部から離間して前記径方向外側へ拡がる特性を有するバイメタル又は形状記憶合金であることが好ましい。

（４）この場合、前記外周部には前記径方向外側へ延びる２枚の環状のフィン対（例えば、後述のフィン対３８１，３８２）が設けられ、前記フィン対の間には、断面視で前記径方向内側から外側へ向けて拡がるテーパ状の溝部（例えば、後述の溝部３８３）が形成され、前記冷却部（例えば、後述の冷却リング３９）は、その板厚が前記径方向内側から外側へ向けて厚くなる板状であり、前記溝部に篏合されることが好ましい。

（１）本発明では、インジェクタの外周部のうちインジェクタ取付孔の内壁面と対向する部分の少なくとも一部には、インジェクタの軸心から径方向外側へ向けて凸状の冷却部を設ける。またこの冷却部の温度が常温である場合には、冷却部の最外周面と内壁面との間には隙間が形成され、さらにこの隙間は冷却部の温度が常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に無くなり、最外周面と内壁面とは密接した状態になる。これにより常温時には、インジェクタをインジェクタ取付孔に容易に取り付けることができる。また本発明によれば、インジェクタから噴射した燃料を気筒内で燃焼させることによってインジェクタ及び冷却部の温度が常温から上昇しデポジット発生温度に到達するまでの間には、常温時に存在していた隙間が無くなり、冷却部の最外周面がインジェクタ取付孔の内壁面に密接した状態になり、インジェクタは冷却部を介してシリンダヘッドに接するので、インジェクタの温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。また本発明では、上述のような冷却部を、インジェクタの外周部と一体又は外周部に密接して設ける。これにより、冷却部の温度が上昇し、その最外周面がインジェクタ取付孔の内壁面に接するようになっても、冷却部とインジェクタの外周部との間に隙間ができることはないので、十分な熱引き性と密閉性とを確保することができる。

（２）本発明では、インジェクタの外周部のうち内壁面と対向する部分であって冷却部よりも気筒側には、内壁面と接する環状かつ樹脂製のシール部材をさらに設ける。これにより、冷却部の最外周面がインジェクタ取付孔の内壁面に接しておらず、冷却部による密閉性が十分でない状態であっても、気筒内のガスがインジェクタとインジェクタ取付孔との隙間から漏れるのを抑制できる。またこのようなシール部材として樹脂製のものを用いることにより、取付性の悪化を抑制することもできる。

（３）本発明では、冷却部として、平面視では環状であり断面視ではＵ字状のものであり、かつ冷却部の温度が高くなるに従い外側部が内側部から離間して径方向外側へ拡がる特性を有するバイメタル又は形状記憶合金を用いる。このような冷却部の外側部は、温度が上昇するほど径方向外側へ拡がる。また冷却部の外側部の最外周面は、冷却部の温度が常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に、インジェクタ取付孔の内壁面と密接した状態になる。これによりインジェクタの温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。またこのような冷却部によれば、内側部はインジェクタの外周部の表面に密接しているため、十分な熱引き性と密閉性とを確保できる。

（４）本発明では、インジェクタの外周部に径方向外側へ延びる２枚の環状のフィン対を設け、またこれらフィン対の間には、断面視で径方向内側から外側へ向けて拡がるテーパ状の溝部を形成する。また本発明では、冷却部は、その板厚が径方向内側から外側へ向けて厚くなる板状とし、これを溝部に篏合させる。本発明によれば、インジェクタから噴射した燃料を気筒内で燃焼させることにより、インジェクタのフィン対及び冷却部の温度が上昇すると、熱膨張により溝部の幅が狭くなるとともに冷却部が厚くなり、この溝部に設けられた冷却部は径方向外側へ押し出される。また冷却部の最外周面は、フィン対及び冷却部の温度が常温から上昇しデポジット発生温度に到達するまでの間に、インジェクタ取付孔の内壁面に密接した状態になる。これにより、インジェクタの温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。また本発明によれば、インジェクタの外周部と冷却部とは、フィン対を介して常に密接しているため、十分な熱引き性と密閉性とを確保できる。

本発明の第１実施形態に係るエンジンの燃料噴射装置の構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るエンジンの燃料噴射装置の構成を示す断面図である。 冷却リングの形状の温度による変化を模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態に係るエンジンの燃料噴射装置の構成を示す断面図である。 冷却リングの平面図である。 冷却リング及びフィン対の形状の温度による変化を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料噴射装置９の構成を示す断面図である。燃料噴射装置９は、エンジンのシリンダヘッド６３と、このシリンダヘッド６３に設けられたインジェクタ１と、を備える。なお図１には、インジェクタ１の全体のうち先端側の構成のみを図示する。以下では、棒状のインジェクタ１において、噴孔４２５が形成されている側を先端側とし、その反対側を基端側とする。

インジェクタ１は、全体の形状が棒状であり、その先端側に設けられた噴孔４２５から燃料を噴射する。エンジンは、その内部に気筒６１が形成されたシリンダブロック（図示せず）と、気筒６１の上部を構成するシリンダヘッド６３とを組み合わせて構成される。シリンダヘッド６３には、その外側から内側である気筒６１側へ貫通する円柱状の貫通孔であるインジェクタ取付孔６４が形成されており、インジェクタ１は、先端側の噴孔４２５が気筒６１内に臨むようにインジェクタ収容孔６４内に挿入される。

インジェクタ１は、棒状の弁体としてのニードル２と、このニードル２の基端側を進退可能に収容するインジェクタボディ３と、ニードル２の先端側を収容するバルブシート４と、インジェクタボディ３の外周部３３に設けられたチップシール５と、を組み合わせて構成される。

ニードル２は、棒状の弁体２４と、弁体２４の先端部に設けられた球体のシール部２５と、を備える。

インジェクタボディ３は、ニードル２と同軸の円筒状であり、その内部にはニードル２を進退可能に収容するとともに図示しない高圧燃料ポンプから圧送される燃料が流れる燃料流路３１が形成されている。また図示を省略したインジェクタボディ３の基端側には、電磁力及び弾性力等を利用してニードル２を進退させるため、コイル、固定コア、可動コア、及びスプリング等で構成される電磁駆動手段が設けられている。

インジェクタボディ３の先端部には、燃料流路３１と同軸でありかつバルブシート４の一部を収容する収容筒３２が形成されている。

バルブシート４は、ニードル２及びインジェクタボディ３と同軸の円筒状である。バルブシート４の内部にはニードル２を進退可能に収容するとともに、インジェクタボディ３に取り付けられると、インジェクタボディ３の燃料流路３１と同軸で接続される燃料流路４１が形成されている。バルブシート４の先端部には、ニードル２のシール部２５を収容する収容部４２が形成されている。この収容部４２の先端側の内壁面は、シール部２５の先端側の球面と接するように形成されており、シール部２５が着座する弁座４２３となっている。また収容部４２の先端側のうち弁座４２３が設けられている部分には、収容部４２の内部と外部とを貫通する貫通孔としての噴孔４２５が形成されている。したがって、ニードル２が電磁駆動手段によって先端側へ前進すると、シール部２５が弁座４２３に着座し、噴孔４２５が閉じる。噴孔４２５が閉じた状態では燃料は噴射されない。またニードル２が電磁駆動手段によって基端側へ後退すると、シール部２５が弁座４２３から離座し、噴孔４２５が開く。噴孔４２５が開いた状態では、燃料流路３１，４１を介して収容部４２内に圧送された燃料が噴孔４２５から気筒６１内に噴射される。

インジェクタボディ３の外周部３３のうちインジェクタ取付孔６４の内壁面６５と対向する部分には、先端側から基端側へ向かって順に、円環状の溝であるチップシール取付溝３４と、インジェクタ１の軸心Ｃから径方向外側へ向けて凸状の冷却部３５と、が設けられている。

チップシール取付溝３４には、環状のチップシール５が設けられている。このチップシール５は、樹脂製であり、柔軟性を有する。このチップシール５の内周面５１は、チップシール５の温度の高低に関わらず常にチップシール取付溝３４の外周面と密接している。またこのチップシール５の外周面５２は、チップシール５の温度の高低に関わらず常にインジェクタ取付孔６４の内壁面６５と密接している。

冷却部３５は、円筒状のインジェクタボディ３の外周部３３と一体に設けられている。すなわち、冷却部３５の材質はインジェクタボディ３と同じである。冷却部３５の温度が常温である場合には、インジェクタ１のインジェクタ取付孔６４への組み付け性を向上するため、冷却部３５の最外周面である外周面３６と内壁面６５との間には隙間が形成される。ここで、常温とは、作業者が直に触れることができる程度の温度をいい、例えば２５℃程度である。

また、このように常温時に形成される隙間は、冷却部３５の温度が上昇し所定のデポジット発生温度に到達するまでの間には無くなり、冷却部３５の外周面３６と内壁面６５とは密接した状態になり、インジェクタ１はインジェクタ取付孔６４内で圧入状態となる。これによりインジェクタ１は、冷却部３５を介してシリンダヘッド６３と接触し、インジェクタボディ３の温度の上昇が抑制される。ここでデポジット発生温度とは、インジェクタ１の噴孔４２５の近傍でデポジットの堆積量が増加し始める温度に相当し、具体的には１６０℃程度である。

ここで上述のように常温時には隙間が形成され、高温時には圧入状態となるような特性を実現するための条件について検討する。このような２つの条件を満たす冷却部３５を実現するためには、冷却部３５及びインジェクタ取付孔６４の各々の呼び径、最小公差、最大公差、及び材料を適切な範囲内に設定する必要がある。

以下では、インジェクタ取付孔６４の呼び径をｄとし、最小公差をΔｍｉｎとし、最大公差をΔｍａｘとし、インジェクタ取付孔６４に用いられる材料（すなわち、シリンダヘッド６３の材料）の線膨張係数をＣｈとする。冷却部３５の呼び径をｄとし、最小公差をδｍｉｎとし、最大公差をδｍａｘとし、冷却部３５に用いられる材料（すなわち、インジェクタボディ３の材料）の線膨張係数をＣｉとする。またデポジット発生温度をＴｄとし、常温をＴ０とし、これらデポジット発生温度Ｔｄと常温Ｔ０との間で設定された接触温度をＴｃとし、冷却部３５が接触温度Ｔｃとなっている状態におけるシリンダヘッド６３の温度をＴｈとする。なお、シリンダヘッド６３は冷却水によって冷却されるため、シリンダヘッド６３の温度は、インジェクタボディ３及び冷却部３５の温度よりも低い。

先ず、高温時に圧入状態となるためには、高温時における冷却部３５とインジェクタ取付孔６４との間の最小圧入代を０より大きくする必要がある（最小圧入代＞０）。したがってこの条件は、上記のように定義された符号を用いると、下記式（１）によって表される。
（ｄ＋δｍｉｎ）×（１＋Ｃｉ（Ｔｃ−Ｔ０））
＞（ｄ＋Δｍａｘ）×（１＋Ｃｈ（Ｔｈ−Ｔ０）） … （１）

なお上記式（１）は、二次の微小量を無視するとともに、下記式（２）で定義されるパラメータＦを導入すると、下記式（３）によって書き換えられる。
Ｆ≡ｄ（Ｃｉ（Ｔｃ−Ｔ０）−Ｃｈ（Ｔｈ−Ｔ０）） … （２）
δｍｉｎ＞Δｍａｘ−Ｆ … （３）

次に、常温時に隙間が形成されるためには、常温時における冷却部３５とインジェクタ取付孔６４との間の最小圧入代を０より小さくする必要がある（最小圧入代＜０）。したがってこの条件は、下記式（４）によって表される。
δｍａｘ＜Δｍｉｎ … （４）

したがって、接触温度Ｔｃでは圧入状態となりかつ常温Ｔ０では隙間が形成されるためには、上記式（３）及び（４）を連立して得られる下記式（５）を満たせばよい。
Δｍａｘ−Ｆ＜δｍｉｎ＜δｍａｘ＜Δｍｉｎ … （５）

また上記式（５）において解が存在するためには、Ｆ＞０である必要があり、これにより下記式（６）が導出される。
Ｃｈ／Ｃｉ＜（Ｔｃ−Ｔ０）／（Ｔｈ−Ｔ０） … （６）

以上をまとめると、接触温度Ｔｃ及びこれに応じたヘッド温度Ｔｈに対し、シリンダヘッドの線膨張係数Ｃｈ及び冷却部３５の線膨張係数Ｃｉが上記式（６）を満たすようにシリンダヘッド及び冷却部３５の材料を選定し、かつ、冷却部３５及びインジェクタ取付孔６４の公差設定が上記式（５）を満たすようにすることにより、接触温度Ｔｃ時に圧入状態となりかつ常温Ｔ０時に隙間が形成されるようにすることができる。

なお、接触温度Ｔｃを１６０℃とし、ヘッド温度Ｔｈを１００℃とし、常温Ｔ０を２５℃とし、冷却部３５の材料として線膨張係数Ｃｉが約１．９^−５であるオーステナイト系ステンレスを用い、シリンダヘッドの材料として線膨張係数Ｃｈが約２．０^−５であるアルミ鋳造材を用いた場合には、上記式（６）を満たす。

本実施形態の燃料噴射装置９によれば、以下の効果を奏する。
（１）燃料噴射装置９によれば、常温時には、冷却部３５の外周面３６とインジェクタ取付孔６４の内壁面６５との間に隙間が形成されるので、インジェクタ１をインジェクタ取付孔６４に容易に取り付けることができる。また燃料噴射装置９によれば、インジェクタ１から噴射した燃料を気筒６１内で燃焼させることによってインジェクタ１及び冷却部３５の温度が常温から上昇しデポジット発生温度に到達するまでの間には、常温時に存在していた隙間が無くなり、冷却部３５の外周面３６がインジェクタ取付孔６４の内壁面６５に密接した状態になり、インジェクタ１は冷却部３５を介してシリンダヘッド６３に接するので、インジェクタ１の温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。また燃料噴射装置９では、上述のような冷却部３５を、インジェクタ１の外周部３３と一体にして設ける。これにより、冷却部３５の温度が上昇し、その外周面３６がインジェクタ取付孔６４の内壁面６５に接するようになっても、冷却部３５とインジェクタ１の外周部３３との間に隙間ができることはないので、十分な熱引き性と密閉性とを確保することができる。

（２）燃料噴射装置９では、インジェクタ１の外周部３３のうち内壁面６５と対向する部分であって冷却部３５よりも気筒６１側には、内壁面６５と接する環状かつ樹脂製のチップシール５をさらに設ける。これにより、冷却部３５の外周面３６がインジェクタ取付孔６４の内壁面６５に接しておらず、冷却部３５による密閉性が十分でない状態であっても、気筒６１内のガスがインジェクタ１とインジェクタ取付孔６４との隙間から漏れるのを抑制できる。またこのようなチップシール５として樹脂製のものを用いることにより、取付性の悪化を抑制することもできる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態に係る燃料噴射装置９Ａの構成を示す断面図である。燃料噴射装置９Ａは、第１実施形態に係る燃料噴射装置９と、インジェクタ１Ａのインジェクタボディ３Ａの構成が異なる。以下の説明では、第１実施形態に係る燃料噴射装置９と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

インジェクタボディ３Ａの外周部３３Ａのうちインジェクタ取付孔６４の内壁面６５と対向する部分には、先端側から基端側へ向かって順に、チップシール取付溝３４と、インジェクタ１Ａの軸心Ｃから径方向外側へ向けて凸状の冷却リング３７と、が設けられている。

冷却リング３７は、平面視、すなわちインジェクタ１Ａの軸心Ｃに沿って視たときには環状である。また冷却リング３７は、軸心Ｃを含む断面視では、外周部３３Ａの表面に沿って延びる内側部３７１と、この内側部３７１よりも径方向外側において内壁面６５に沿って延びる外側部３７２と、これら内側部３７１及び外側部３７２の噴孔４２５側の部分を接続する接続部３７３と、で構成される略Ｕ字状である。冷却リング３７のうち内側部３７１は外周部３３Ａの表面に密接している。

図３は、冷却リング３７の形状の温度による変化を模式的に示す図である。より具体的には、図３の左側は常温であるときにおける冷却リング３７の状態を示す図であり、図３の右側はデポジット発生温度以上であるときにおける冷却リング３７の状態を示す図である。この図に示すように、冷却リング３７は、その温度に応じて形状が変化する特性がある。

より具体的には、冷却リング３７は、その温度が高くなるに従って、内側部３７１がインジェクタボディの外周部３３Ａの表面に密接した状態を維持したまま、外側部３７２が内側部３７１から離間して径方向外側へ向けて拡がる特性を有するバイメタル又は形状記憶合金が用いられる。これにより図３の左側に示すように、冷却リング３７が常温である場合には、外側部３７２の最外周面である外周面３７４とインジェクタ取付孔６４の内壁面６５との間には隙間が形成される。また冷却リング３７の温度が上昇しデポジット発生温度に到達するまでの間には、外側部３７２の外周面３７４と内壁面６５とは密接した状態になる。

本実施形態の燃料噴射装置９Ａによれば、以下の効果を奏する。
（３）燃料噴射装置９Ａでは、冷却リング３７として、平面視では環状であり断面視ではＵ字状のものであり、かつ冷却リング３７の温度が高くなるに従いその外側部３７２が内側部３７１から離間して径方向外側へ拡がる特性を有するバイメタル又は形状記憶合金を用いる。このような冷却リング３７の外側部３７２は、温度が上昇するほど径方向外側へ拡がる。また冷却リング３７の外側部３７２の外周面３７２は、冷却リング３７の温度が常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に、インジェクタ取付孔６４の内壁面６５に密接した状態になる。これによりインジェクタ１Ａは冷却リング３７を介してシリンダヘッド６３と接触し、インジェクタ１Ａの温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。またこのような冷却リング３７によれば、内側部３７１はインジェクタ１Ａの外周部３３Ａの表面に密接しているため、十分な熱引き性と密閉性とを確保できる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図４は、本実施形態に係る燃料噴射装置９Ｂの構成を示す断面図である。燃料噴射装置９Ｂは、第１実施形態に係る燃料噴射装置９と、インジェクタ１Ｂのインジェクタボディ３Ｂの構成が異なる。以下の説明では、第１実施形態に係る燃料噴射装置９と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。

インジェクタボディ３Ｂの外周部３３Ｂのうちインジェクタ取付孔６４の内壁面６５と対向する部分には、先端側から基端側へ向かって順に、チップシール取付溝３４と、径方向外側へ延びる２枚の環状の第１フィン３８１及び第２フィン３８２から成るフィン対３８１，３８２と、が設けられている。またフィン対３８１，３８２の間には、断面視で板状の冷却リング３９が挟持されている。

フィン対３８１，３８２の板厚は、それぞれ軸線Ｃを含む断面視では径方向内側から外側へ向けて薄くなっている。これによりフィン対３８１，３８２の間には、断面視で径方向内側から外側へ向けて拡がるテーパ状の溝部３８３が形成される。

冷却リング３９は、図５の平面図に示すように、その中央にフィン対３８１，３８２の外径よりもやや小さな内径を有する貫通孔３９１が形成されており、平面視で円環状である。冷却リング３９の内周面３９２の内径は、フィン対３８１，３８２の外径よりもやや小さい。また冷却リング３９の最外周面である外周面３９３の外径は、フィン対３８１，３８２の外径よりもやや大きい。また冷却リング３９には、内周面３９２から外周面３９３に延びる切り口３９４が形成されている。冷却リング３９にはこのような切り口３９４を設けておくことにより、その外周面３９３の外径を広げることが可能となっている。

冷却リング３９の板厚は、図４に示すように径方向内側から外側へ向けて徐々に厚くなっている。また冷却リング３９は、フィン対３８１，３８２の間に形成されたテーパ状の溝部３８３に篏合されている。

図６は、冷却リング３９及びフィン対３８１，３８２の形状の温度による変化を模式的に示す図である。より具体的には、図６の左側は常温であるときにおける冷却リング３９及びフィン対３８１，３８２の状態を示す図であり、図６の右側はデポジット発生温度以上であるときにおける冷却リング３９及びフィン対３８１，３８２の状態を示す図である。

図６の左側に示すように、冷却リング３９及びシリンダヘッド６３が常温である場合には、冷却リング３９の外周面３９３の外径はインジェクタ取付孔６４の内壁面６５の内径よりもやや小さくなっている。このため冷却リング３９等が常温である場合には、冷却リング３９の外周面３９３とインジェクタ取付孔６４の内壁面６５との間には隙間が形成される。

また、冷却リング３９及びフィン対３８１，３８２の温度が上昇すると、冷却リング３９の厚さが熱膨張によって大きくなるとともに、溝部３８３の幅がフィン対３８１，３８２の熱膨張によって小さくなる。このため図６の右側に示すように冷却リング３９は、径方向外側へ向けて押し出され、その温度がデポジット発生温度に到達するまでの間に、その外周面３９３と内壁面６５とは密接した状態になる。

本実施形態の燃料噴射装置９Ｂによれば、以下の効果を奏する。
（４）燃料噴射装置９Ｂによれば、インジェクタ１Ｂから噴射した燃料を気筒６１内で燃焼させることにより、インジェクタ１Ｂのフィン対３８１，３８２及び冷却リング３９の温度が上昇すると、熱膨張により溝部３８３の幅が狭くなるとともに冷却リング３９が厚くなり、この溝部３８３に設けられた冷却リング３９は径方向外側へ押し出される。また冷却リング３９の外周面３９３は、フィン対３８１，３８２及び冷却リング３９の温度が常温から上昇しデポジット発生温度に到達するまでの間に、インジェクタ取付孔６４の内壁面６５に密接した状態になる。これにより、インジェクタ１Ｂの温度のデポジット発生温度からのさらなる上昇を抑制でき、ひいてはデポジットの発生も抑制できる。また燃料噴射装置９Ｂによれば、インジェクタ１Ｂの外周部３３Ｂと冷却リング３９とは、フィン対３８１，３８２を介して常に密接しているため、十分な熱引き性と密閉性とを確保できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

例えば第３実施形態では、１つの円環状の冷却リング３９とこれを挟持する円環状のフィン対３８１，３８２とを設けた場合について説明したが、冷却リング及びフィン対を設ける数はこれに限らず、２つ以上の複数であってもよい。また冷却リング及びフィン対の形状も円環状に限らず、例えばらせん状としてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ…インジェクタ
３３，３３Ａ，３３Ｂ…外周部
３５…冷却部（冷却部）
３６…外周面（最外周面）
３７…冷却リング（冷却部）
３７１…内側部
３７２…外側部
３７３…接続部
３７４…外周面（最外周面）
３８１，３８２…フィン対
３８３…溝部
３９…冷却リング（冷却部）
３９３…外周面（最外周面）
４２５…噴孔
５…チップシール（シール部材）
６１…気筒
６３…シリンダヘッド
６４…インジェクタ取付孔
６５…内壁面
９，９Ａ，９Ｂ…燃料噴射装置

Claims (4)

1. その外側から内側である気筒側へ貫通するインジェクタ取付孔が形成されたシリンダヘッドと、
   前記インジェクタ取付孔内に設けられ、その先端部に形成された噴孔から前記気筒内へ燃料を噴射するインジェクタと、を備える燃料噴射装置であって、
   前記インジェクタは、棒状の弁体と、当該弁体を進退可能に収容するインジェクタボディと、を備え、
   前記インジェクタボディの外周部のうち前記インジェクタ取付孔の内壁面と対向する部分の少なくとも一部には、前記インジェクタの軸心から径方向外側へ向けて凸状の冷却部が前記外周部と一体に設けられ、
   前記冷却部の材質は、前記インジェクタボディの材質と同じであり、
   前記冷却部の温度が常温である場合には、前記冷却部の最外周面と前記内壁面との間には隙間が形成され、
   前記隙間は前記冷却部の温度が前記常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に無くなり、前記最外周面と前記内壁面とは密接した状態になることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記常温をＴ０とし、前記常温と前記デポジット発生温度との間で設定された接触温度をＴｃとし、前記冷却部が前記接触温度になっている状態における前記シリンダヘッドの温度をＴｈとした場合、前記冷却部の線膨張係数Ｃｉと前記シリンダヘッドの線膨張係数Ｃｈとは、下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
   Ｃｈ／Ｃｉ＜（Ｔｃ−Ｔ０）／（Ｔｈ−Ｔ０） （１）
3. その外側から内側である気筒側へ貫通するインジェクタ取付孔が形成されたシリンダヘッドと、
   前記インジェクタ取付孔内に設けられ、その先端部に形成された噴孔から前記気筒内へ燃料を噴射するインジェクタと、を備える燃料噴射装置であって、
   前記インジェクタの外周部のうち前記インジェクタ取付孔の内壁面と対向する部分の少なくとも一部には、前記インジェクタの軸心から径方向外側へ向けて凸状の冷却部が前記外周部と一体に又は前記外周部に密接して設けられ、
   前記冷却部の温度が常温である場合には、前記冷却部の最外周面と前記内壁面との間には隙間が形成され、
   前記隙間は前記冷却部の温度が前記常温からデポジット発生温度に到達するまでの間に無くなり、前記最外周面と前記内壁面とは密接した状態になり、
   前記外周部には前記径方向外側へ延びる２枚の環状のフィン対が設けられ、
   前記フィン対の間には、断面視で前記径方向内側から外側へ向けて拡がるテーパ状の溝部が形成され、
   前記冷却部は、その板厚が前記径方向内側から外側へ向けて厚くなる板状であり、前記溝部に篏合されることを特徴とする燃料噴射装置。
4. 前記外周部のうち前記内壁面と対向する部分であって前記冷却部よりも前記気筒側には、前記内壁面と接する環状かつ樹脂製のシール部材が設けられることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の燃料噴射装置。

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