JP7180573B2 - インジェクタ取付構造 - Google Patents

Description

本開示はインジェクタ取付構造に関する。

一般に直噴式内燃機関においては、互いに締結されるシリンダヘッドおよびヘッドカバーにヘッド孔およびカバー孔がそれぞれ貫通して設けられる。これらヘッド孔およびカバー孔には半径方向の隙間を隔ててインジェクタが挿入される。カバー孔とインジェクタの隙間がシール部材によりシールされる。

特開２００９－２３６２１９号公報

上記のシール部材がヘッドカバーに着脱可能に取り付けられる場合がある。この場合、例えば組立時にインジェクタを位置調節等のため挿抜させたときなどに、シール部材がずれてシールが甘くなり、カバー孔ひいてはヘッド孔に外部から水が浸入する虞がある。ヘッド孔に水が浸入すると、その水がヘッド孔の底部に比較的長期に亘って滞留し、シリンダヘッドおよびインジェクタを錆び付かせる虞がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ヘッド孔への水の浸入を抑制することができるインジェクタ取付構造を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
互いに締結されるシリンダヘッドおよびヘッドカバーにそれぞれ貫通して設けられたヘッド孔およびカバー孔と、
前記ヘッド孔および前記カバー孔に半径方向の隙間を隔てて挿入されるインジェクタと、
前記カバー孔の周囲にて前記ヘッドカバーに着脱可能に取り付けられ、前記インジェクタに接触されて前記カバー孔と前記インジェクタの隙間をシールする第１シール部材と、
前記ヘッド孔の周囲にて前記シリンダヘッドと前記ヘッドカバーに挟まれて取り付けられ、前記インジェクタに接触されて前記ヘッド孔と前記インジェクタの隙間をシールする第２シール部材と、
を備えたことを特徴とするインジェクタ取付構造が提供される。

好ましくは、前記第２シール部材は、前記シリンダヘッドと前記ヘッドカバーの間の隙間をシールする。

本開示によれば、ヘッド孔への水の浸入を抑制することができる。

インジェクタ取付構造を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本実施形態に係るインジェクタ取付構造を示す縦断面図である。かかる取付構造は、直噴式内燃機関（エンジン）に燃料噴射弁としてのインジェクタ１を取り付けるための構造である。本実施形態のエンジンは車両用ディーゼルエンジンであるが、その種類、用途等に特に限定はなく、例えばエンジンはガソリンエンジンであってもよい。

エンジンは多気筒エンジンであるが、図には１気筒分のみを示す。便宜上、各部の特徴を強調するため各部の寸法はデフォルメされている。

インジェクタ取付構造は、互いに締結されるシリンダヘッド２およびヘッドカバー３にそれぞれ貫通して設けられたヘッド孔４およびカバー孔５と、ヘッド孔４およびカバー孔５に半径方向の隙間を隔てて挿入されたインジェクタ１と、カバー孔５の周囲にてヘッドカバー３に着脱可能に取り付けられ、インジェクタ１に接触されてカバー孔５とインジェクタ１の隙間をシールする第１シール部材６と、ヘッド孔４の周囲にてシリンダヘッド２とヘッドカバー３に挟まれて取り付けられ、インジェクタ１に接触されてヘッド孔４とインジェクタ１の隙間をシールする第２シール部材７とを備える。

本実施形態の場合、シリンダヘッド２は上下に分割され、下部のシリンダヘッド本体２Ａと上部のカムキャリア２Ｂとから構成される。これらは互いに重ね合わされ図示しないボルトにより組み付けられる。シリンダヘッド本体２Ａには主にバルブ、バルブスプリング等（図示せず）が組み付けられ、カムキャリア２Ｂには主にカムシャフト（図示せず）が組み付けられる。なお、シリンダヘッド２は分割構造でなくてもよい。

ヘッド孔４は、シリンダヘッド本体２Ａに設けられた本体孔４Ａと、カムキャリア２Ｂに設けられたキャリア孔４Ｂとから構成される。これら孔４Ａ，４Ｂは同軸に位置される。これら孔４Ａ，４Ｂは、インジェクタ１より僅かに大径であり、互いに同径とされるが、互いに異径とされてもよい。本体孔４Ａの下端部には縮径部９が設けられ、これにより本体孔４Ａには、孔軸Ｃに垂直な平面からなる肩部８が形成される。この肩部８にインジェクタ１の肩部１０が押し付けられて両者の間がシールされる。なお、両者の肩部８，１０の間にシールパッキンを介設してもよい。孔軸Ｃは、ヘッド孔４の中心軸を意味し、本実施形態ではキャリア孔４Ｂの中心軸を意味する。

縮径部９には、同様に縮径されたインジェクタ１のノズル部１Ａが挿入される。ノズル部１Ａの先端の噴孔１１から燃焼室１２内に燃料が噴射される。

ヘッドカバー３は、カムキャリア２Ｂ上に組み付けられてカムキャリア２Ｂを覆う。本実施形態のヘッドカバー３は樹脂製であるが、金属製であってもよい。ヘッドカバー３は複数のボルト１３（一つのみ図示）によってカムキャリア２Ｂ上に組み付けられる。ボルト１３の周りには円筒状のカラー１４が嵌合され、ボルト１３の締め付けによるヘッドカバー３の圧縮変形が防止されるようになっている。カラー１４はヘッドカバー３のカラー孔１５に嵌合挿入され、カラー１４とカラー孔１５の隙間はカラーシール部材１６によりシールされる。ボルト１３は、カムキャリア２Ｂに設けられた雌ネジ穴２１に締め付けられる。

カバー孔５は、キャリア孔４Ｂと同軸に位置される。カバー孔５は、インジェクタ１より僅かに大径であり、キャリア孔４Ｂと同径とされるが、キャリア孔４Ｂに対し異径とされてもよい。

また、インジェクタ１を下方に押圧してインジェクタ１の肩部１０を本体孔４Ａの肩部８に押し付けるインジェクタブラケット１７が設けられる。周知のようにインジェクタブラケット１７は、その先端部に二股状の指部１８を備え、ボルト１９によって下方に押されることにより、基端部を支点として回転し、指部１８によりインジェクタ１の係合面２０を下方に押すようになっている。

ボルト１９は、ヘッドカバー３に設けられた挿通孔２２と、カムキャリア２Ｂに設けられた挿通孔２３とに上方から順次挿通された後、シリンダヘッド本体２Ａに設けられた雌ネジ穴２４に締め付けられる。ボルト１９の上端に位置する頭部（図示せず）がインジェクタブラケット１７を下方に押す。

図２にも示すように、第１シール部材６は、ゴム等の弾性材料でできた円環状の部材である。第１シール部材６は、孔軸Ｃに垂直な円環板状の円盤部２５と、円盤部２５の外周端縁部から孔軸Ｃ方向下方に突出する円筒状の鍔部２６とを一体に備え、断面Ｌ字状に形成される。

これに対応して、ヘッドカバー３の上面部におけるカバー孔５の周囲には、第１シール部材６を取り付けるための第１取付溝２７が設けられる。第１取付溝２７も円環状かつ断面Ｌ字状に形成される。

第１シール部材６は、自身の弾性力により第１取付溝２７の内面に密着して第１取付溝２７に着脱可能に取り付けられる。詳しくは、円盤部２５と鍔部２６の外周面が第１取付溝２７の外側周面２８に弾性的に密着され、鍔部２６の内周面が第１取付溝２７の内側周面２９に弾性的に密着される。そして円盤部２５は第１取付溝２７の底面３０に着座される。

一方、円盤部２５の内周端縁部３１がインジェクタ１の外周面３２に弾性的に密着される。これにより、カバー孔５と、インジェクタ１の外周面３２との隙間３３がシールされる。

なお「ＡがＢに弾性的に密着する」とは、ＡがＢによって圧縮変形されたときの反力によってＡがＢに密着することをいう。

第１シール部材６は主として、外部の塵埃を隙間３３に浸入させないためのダストシールとして機能する。

次に、第２シール部材７について説明する。第２シール部材７は、ゴム等の弾性材料でできた円環状の部材である。第２シール部材７は、孔軸Ｃに垂直な円環板状の円盤部４１と、円盤部４１の半径方向中間部から孔軸Ｃ方向下方に突出する円筒状の鍔部４２とを一体に備え、断面Ｔ字状に形成される。

円盤部４１は、カムキャリア２Ｂの上面とヘッドカバー３の下面との間に挟まれて固定される。またカムキャリア２Ｂの上面部において、キャリア孔４Ｂから半径方向外側に所定距離離れた位置には、鍔部４２を嵌合挿入するための環状の凹部４３が設けられる。

凹部４３に鍔部４２を挿入した状態で円盤部４１を挟むと、矢示するように、円盤部４１の上面４１Ａがヘッドカバー３の下面に弾性的に密着し、鍔部４２の底面４２Ａが凹部４３の底面に弾性的に密着するようになる。これにより、カムキャリア２Ｂとヘッドカバー３の間の隙間４４が第２シール部材７によってシールされる。なお他方側でも、この隙間４４は第３シール部材４５によってシールされる。

一方、円盤部４１の内周端縁部４６がインジェクタ１の外周面３２に弾性的に密着される。これにより、キャリア孔４Ｂと、インジェクタ１の外周面３２との隙間４７がシールされる。すなわち、この隙間４７は、カムキャリア２Ｂとヘッドカバー３の隙間４４からシールもしくは隔絶され、同時に、カバー孔５とインジェクタ１の隙間３３からもシールもしくは隔絶される。

第２シール部材７は主として、隙間４４に存在するシリンダヘッド２内のオイルを隙間４７に浸入させないためのオイルシールとして機能する。本実施形態では同時に、隙間３３に浸入した水を隙間４７に浸入させないようにする機能を、第２シール部材７に持たせた点に特徴がある。なお第３シール部材４５は第２シール部材７と同様のオイルシールとして機能する。

さて、本実施形態では第１シール部材６がヘッドカバー３に固定されておらず、着脱可能に取り付けられている。この場合、例えば組立時にインジェクタ１を位置調節等のため挿抜させたときや、エンジンが振動したときなどに、第１シール部材６がずれてシールが甘くなり、カバー孔５もしくは隙間３３に外部から水が浸入する虞がある。なお第１シール部材６のずれには、第１シール部材６の一部もしくは全部が第１取付溝２７から外れることが含まれる。

本開示の着想前の比較例においては、第２シール部材７がインジェクタ１に接触していない。そのため、カバー孔５もしくは隙間３３に浸入した水が、第２シール部材７とインジェクタ１の隙間からその下方のヘッド孔４もしくは隙間４７にさらに浸入する虞がある。水が浸入すると、その水がヘッド孔４（具体的には本体孔４Ａ）の底部に比較的長期に亘って滞留し、シリンダヘッド２（具体的にはシリンダヘッド本体２Ａ）およびインジェクタ１を錆び付かせる虞がある。

これに対し、本実施形態では、第２シール部材７がインジェクタ１に接触し、ヘッド孔４とインジェクタ１の隙間（具体的にはキャリア孔４Ｂとインジェクタ１の隙間４７）をシールする。このため、仮にカバー孔５に水が浸入しても、その水を止水し、その水がヘッド孔４に浸入することを抑制できる。そしてその水がヘッド孔４の底部に滞留し、例えばシリンダヘッド本体２Ａおよびインジェクタ１を錆び付かせることを抑制することができる。

また、第２シール部材７がシリンダヘッド２（具体的にはカムキャリア２Ｂ）とヘッドカバー３に挟まれて固定されているので、インジェクタ１の挿抜やエンジンの振動等によっても第２シール部材７がずれることがなく、シールを長期間安定して維持することができる。

しかも、比較例における既存の第２シール部材７の内径を縮径してインジェクタ１に接触させるだけで済むので、既存の第２シール部材７の構成を僅かに改良するだけで所望の効果を得られる。

第２シール部材７が挟まれて固定されているので、第２シール部材７の内径を小さめに設定してその内周端縁部４６をインジェクタ１に強く接触させても、インジェクタ１の挿抜等の際に第２シール部材７をずれ難くすることができる。よってシール性を増しつつ、シールの安定度を高めることができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）例えば、第２シール部材７の断面形状は変更可能であり、Ｌ形等とすることもできる。

（２）同様に、第１シール部材６の断面形状も変更可能である。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ インジェクタ
２ シリンダヘッド
３ ヘッドカバー
４ ヘッド孔
５ カバー孔
６ 第１シール部材
７ 第２シール部材

Claims (2)

1. 互いに締結されるシリンダヘッドおよびヘッドカバーにそれぞれ貫通して設けられたヘッド孔およびカバー孔と、
   前記ヘッド孔および前記カバー孔に半径方向の隙間を隔てて挿入されるインジェクタと、
   前記カバー孔の周囲にて前記ヘッドカバーに着脱可能に取り付けられ、前記インジェクタに接触されて前記カバー孔と前記インジェクタの隙間をシールする第１シール部材と、
   前記ヘッド孔の周囲にて前記シリンダヘッドと前記ヘッドカバーに挟まれて取り付けられ、前記インジェクタに接触されて前記ヘッド孔と前記インジェクタの隙間をシールする第２シール部材と、
   を備えたことを特徴とするインジェクタ取付構造。
2. 前記第２シール部材は、前記シリンダヘッドと前記ヘッドカバーの間の隙間をシールする
   請求項１に記載のインジェクタ取付構造。

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