JPH085336Y2 - 噴射ノズルの冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシリンダヘッド内に配設される噴射ノズルの
冷却構造に係り、特に噴射ノズルの外周面に噴射ノズル
と積極的に熱交換するパッキンを取付けた噴射ノズルの
冷却構造に関する。

［従来の技術］ ピストンのキャビティ内へ燃料を霧化状態で供給する
噴射ノズルは、シリンダヘッド内に形成されたノズル収
容部内に挿入され固定される。

第４図に示すようにシリンダヘッドａに、ウォーター
ジャケットｂ内に外周面に浸漬させて筒状のノズル収容
部ｃが形成されており、このノズル収容部ｃの先端側に
テーパ状の着座面ｄが形成されている。そして、その着
座面ｄの軸心位置にノズルボディｅの先端部を嵌合させ
るための嵌入穴ｆが形成される。ノズルボディｆの先端
側には、上記着座面ｄと線接触して一定のシール性を確
保すると共に、噴射ノズルの熱をウォータジャケットｂ
内のジャケット水に逃がためのパッキンｇが嵌入されて
いる。パッキンｇの固定は、上記ノズルボディｅの外周
面及び上記ノズル収容部ｃの内周面に形成された雌ねじ
の双方と螺合するリテーニングナットｈによってなされ
る。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、熱伝導の系路を検討すると、実際にはノズル
ボディｅの先端側の外周面とパッキンｇとの間に形成さ
れる隙間のために、パッキンｇからノズル収容部ｃへの
直接的な伝導はなく、一旦リテーニングナットｈからパ
ッキンｇに熱伝導された熱が上記パッキンｇの線接触部
から上記ジャケット水に逃げるようになっている。

しかしこのように熱伝導の系路を長くし、シール力を
確保するために伝導部の接触面積を狭くすると噴射ノズ
ルの効率の良い冷却がなされずに、ノズルボディｅに焼
き戻しが起こりその硬度低下を起こす問題がある。つま
り、硬度低下によって、ノズルボディｅの弁座部ｍが針
弁ｎの開閉に伴う衝撃的荷重に耐えられなり次第に破損
してしまう虞がある。

なおこの種の課題を解決しようとした提案には、第５
図に示すようにシリンダヘッドａの燃料噴射弁収容孔ｉ
の周囲に燃料噴射弁冷却用の空洞部ｊを形成すると共
に、外部からその空洞部ｊに冷却水を導入し排出する連
絡孔k,lを設けた「ディーゼル機関のシリンダヘッド」
（実開昭55−62850号公報）が知られている。しかし、
可能な限り吸気・排気ポートを近接させ、それら吸気・
排気ポート間に近接させて燃料噴射弁を配置し、より小
形化を図る小排気量エンジンのシリンダヘッドに上記空
洞ｊを形成することは、熱割れに対する強度及び寸法上
の制限から到底困難である。また、この提案は燃料噴射
弁を取外すと、空洞部ｊから直接ピストンの燃焼室に冷
却水が流出されるというウォーターハンマに対する不具
合もある。

この考案は上記パッキンに一定のガスシール性を持た
せると共に、上記噴射ノズルの外周面と密着して積極的
に熱交換し、冷却する噴射ノズルの冷却構造を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記目的を達成するために、シリンダヘッド
のノズル収容部内に挿入固定されるノズルボディの外周
面に、ノズル収容部の底面に密着される筒状のパッキン
を圧入し、上記ヘッドのボトムデッキ内に吸・排気ポー
ト間を通り上記底面に開口する冷却流体の給排路を形成
し上記底面とパッキンの着座面間に上記給排路に連通す
る冷却空間を形成したものである。

［作用］ 筒状のパッキンをノズルボディに圧入するとパッキン
内周とノズルボディ外周面とが密着し、両者間の熱伝導
が良好になる。パッキンの着座面とノズル収容部の底面
間に形成した冷却空間内は冷却流体の給排路と連通され
ることによって冷却流体を導入し、排出する。この結
果、冷却流体は、上記給排路を通過する過程でボトムデ
ッキから熱を奪い、パッキンに熱伝導されたノズルボデ
ィからの熱を奪って冷却する。すなわち、ノズルボディ
及び吸気・排気ポート間のボトムデッキの双方を冷却す
る。

［実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に本考案に係るシリンダヘッドの断面を示し第
２図に第１図の要部断面を示す。

実施例にあってシリンダヘッド１は第１図に示すよう
に密閉された箱形に鋳造成形され、その内部に冷却水を
循環させるウォータジャケット２が区画形成されてい
る。シリンダヘッド１にはボトムデッキ３とトップデッ
キ４とに、これらを斜め上下方向に連結する筒状のノズ
ル収容部５が設けられている。ノズル収容部５の下部に
は平坦な底面６が形成され、底面６には、その軸心位置
に上記ノズル収容部５に対して縮径された嵌入穴７が形
成されている。ことろで上記ボトムデッキ３内には第３
図に示すように、一方端側から開口されて吸気・排気ポ
ート8,9間の中央を通って上記ノズル収容部５側へ向か
い第１図および第２図に示すように、そのノズル収容部
５の近傍の位置で上方へ向かって立上るように屈曲され
上記底面６に開口する冷却流体の供給通路10が形成され
ると共に、その開口と軸対象の位置に第１図乃至第３図
に示すように底面６からノズル収容部５に沿って下方に
向かいボトムデッキ３内の位置で屈曲されて吸気・排気
ポート8,9間の中央のボトムデッキ３内を通りボトムデ
ッキ３の他方端に開口する冷却水の排出通路11が形成さ
れている。ノズルボディ12は、第２図に示すように上記
嵌入穴７に嵌合されてピストンのキャビティ（いずれも
図示せず）を臨ませられる筒体13の先端に燃料の噴口14
を開口すると共に、その筒体13内に形成された燃料圧力
室15への供給燃料圧力の増加に応じて弁座16から離間さ
れ上記噴口14に上記燃料圧力室の燃料を供給させる針弁
17を収容して形成される。筒体13の後部には第１図に示
すようにこれに同軸的に、ノズルボディ12より大きな外
径で形成され、上記燃料圧力室15内へ高圧の燃料を供給
するための燃料供給管18が接続されると共に、開弁圧調
整用のスプリング，プッシュロッド，等圧弁等、燃料油
圧に対して上記針弁17の噴射時期を調節するための各種
の制御機構を組込んだノズルホルダ19が取付けられてい
る。

ところで上記筒体13の先端側には、上記ノズル収容部
５の内面に嵌合される外径寸法及び上記筒体13の先端側
に圧入される内径寸法で形成され、上記底面６と密着す
る平坦な端面をもつ円筒状のパッキン20が圧入されてい
る。パッキン20は第１図乃至第２図に示すように圧入が
容易でかつ熱伝導率の高い銅等の金属材料で形成され
る。実施例にあってパッキン20の着座面21には、上記底
面６に形成された開口の中心円と同一の位置に中心円を
おく環状溝22が凹設される。つまりこの環状溝22は、パ
ッキン20の密着位置でこの環状溝22と上記冷却流体の供
給路10及び排出路11とを連通させてこれら供給路10及び
排出路11を一連の冷却通路とする冷却空間を形成する。
供給路10には冷却流体としてのオイルを供給するための
供給管23が接続され、オイルタンク24内に貯留されたオ
イルをフィードポンプ25で圧送するようにし、フィード
ポンプ25の停止時には重力によって供給路10,排出路11
内のオイルが上記オイルタンク及びオイルクーラ（図示
せず）にそれぞれ自然に戻るようにしている。なお、環
状溝22の溝幅と溝深さはパッキン20に着座変形が生じな
い程度で、かつ冷却流体を効率良く通過させる寸法で形
成される。そして、上記ノズル収容部５の内面には、パ
ッキン20の嵌合部分を除いて雌ねじ（図示せず）が形成
され、この雌ねじには、上記ノズルホルダ18の外周面に
螺合するリテーニングナット27が螺合されている。リテ
ーニングナット27は第２図に示すように、その先端に上
記パッキン20と密接してこれを押圧する鍔部28を一体に
有して形成され、パッキン20を押圧することによって上
記ノズルボディ12及び上記ノズルホルダ19を固定する。

次に実施例の作用を説明する。

第１図に示すようにクランク軸（図示せず）などの駆
動軸で上記フィードポンプ25が駆動されると、供給管23
から上記供給路10に冷却用のオイルが連続的に供給され
る。このオイルは環状溝22を経由して排出路11から連続
的に排出されオイルクーラ（図示せず）へ供給されて冷
却された後、再度上記オイルタンク24へ冷却用として供
給される。

環状溝22に供給されたオイルはパッキン20から熱を奪
い、上記筒体13から間接的に熱を奪って筒体13を確実に
冷却する。したがって筒体13は常時良好に冷却され焼き
戻されることがない。また供給路10,環状溝22及び排出
路11からなる冷却通路は、吸気・排気ポート8,9間のボ
トムデッキ３を良好に冷却するから、吸気・排気ポート
間のボトムデッキ３を効果的に冷却しその熱割れを防止
する。

フィードポンプ25が停止されると供給路10及び排出路
11の筒体13に沿う部分内にあるオイルに重力が作用し、
それぞれオイルタンク24及びオイルクーラ側に自然に戻
る。したがってパッキン20を取外してもオイルが洩れだ
す虞れがない。

なお実施例において冷却空間としての上記環状溝22を
上記パッキン20に形成する説明をしたが上記底面６側に
形成すること、またはパッキン20と底面６の両方に形成
することも当然可能であり、上記パッキン20を肉厚に形
成してパッキン20内に容量の大きな冷却空間を形成し、
これを上記各開口に連通させるようにすることも可能で
ある。さらに、上記パッキン20をノズル収容部５の内面
に接するように圧入すること、パッキン20およびノズル
収容部５をねじによって螺合するように構成すること、
上記筒体13に沿う部分の上記供給路10及び排出路11を延
長してオイルの排出性と冷却性をより向上させること、
及びパッキン20の軸長を長くして熱伝導面積を拡大する
ことも当然可能である。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように本考案によれ
ば、ノズルボディ及び吸気・排気ポート間のボトムデッ
キを効率よく冷却してその性能を好適に維持できるとい
う優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るシリンダヘッドの断面図、第２図
は第１図の要部詳細断面図、第３図は第２図のIII−III
線矢視図、第４図及び第５図は従来例を示す断面図であ
る。 図中、３はボトムデッキ、５はノズル収容部、６は底
面、８は吸気ポート、９は排気ポート、10は供給路、11
は排出路、22は冷却空間としての環状溝である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドのノズル収容部内に挿入固
   定されるノズルボディの外周面に、ノズル収容部の底面
   に密着される筒状のパッキンを圧入し、上記ヘッドのボ
   トムデッキ内に吸・排気ポート間を通り上記底面に開口
   する冷却流体の給排路を形成し上記底面とパッキンの着
   座面間に上記給排路に連通する冷却空間を形成したこと
   を特徴とする噴射ノズルの冷却構造。