JPH1030527A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でエンジンヘッドにインジェクタ
を容易に脱着可能であり、かつ取外したインジェクタを
再利用可能な燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 シリンダスクリュウ６０は円筒状に形成
されており、外周壁に形成された雄ねじ部６０ａが取付
穴２の内壁に形成された雌ねじ部２ａとねじ結合する。
エンジンヘッド１にインジェクタ１０を取付ける前の状
態では、テーパ面１１ｂとフランジ部２２ｃとの間でシ
リンダスクリュウ６０は軸方向に移動自在に組付けられ
ている。エンジンヘッド１からインジェクタ１０を取外
す方向にシリンダスクリュウ６０がテーパ面１１ｂを付
勢することにより、一つのシリンダスクリュウ６０で容
易にエンジンヘッド１にインジェクタ１０を取付けると
ともに、エンジンヘッド１からインジェクタ１０を取外
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの気筒内に直接燃料
噴射を行う筒内直噴エンジンのエンジンヘッドに電磁制
御式のインジェクタを取付ける方法として、例えば特開
平５−３３６５０号公報のようにシリンダスクリュウを
用いることが知られている。シリンダスクリュウはイン
ジェクタの外周に嵌挿され、シリンダスクリュウがシリ
ンダヘッドとねじ結合することによりシリンダスクリュ
ウがインジェクタの取付方向にインジェクタの係止部を
付勢し、エンジンヘッドにインジェクタを取付けてい
る。

【０００３】また、保守点検等でインジェクタをエンジ
ンヘッドから取外す場合、シリンダスクリュウとエンジ
ンヘッドとのねじ結合をゆるめてシリンダヘッドとシリ
ンダスクリュウのねじ結合を解除し、工具等でインジェ
クタを掴んでエンジンヘッドからインジェクタを取外し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような筒内直噴エンジンのインジェクタでは、インジ
ェクタのノズル部が燃焼室に面しているので、燃焼によ
り生じる煤等がノズル部とエンジンヘッドとの間に付着
して固着しやすい。煤等が強固に固着している場合は、
シリンダヘッドとシリンダスクリュウとのねじ結合を解
除後さらに工具を用いてインジェクタを揺すぶったりこ
じるようにしてエンジンヘッドからインジェクタを取外
す必要があるので、取外し作業が困難である。

【０００５】さらに、工具を用いてインジェクタを揺す
ぶったりこじるようにしてエンジンヘッドからインジェ
クタを無理に取外すと、軸方向からずれた方向からイン
ジェクタに力が加わるのでインジェクタのノズル部が損
傷しやすく、噴射方向が狂ったりするのでインジェクタ
を再利用できなくなるという問題がある。また、エンジ
ンヘッドのノズル部周囲が損傷してエンジンヘッドを交
換する必要が生じることもある。

【０００６】また、インジェクタに加わる力により、イ
ンジェクタの磁気回路を構成する部材が歪んだり、スプ
リングの付勢力が変化したりすることがある。その結
果、燃料噴射時期および燃料噴射量が変化してインジェ
クタの噴射特性が変化するので取外したインジェクタを
再利用できなくなる。本発明の目的は、簡単な構成でエ
ンジンヘッドにインジェクタを容易に脱着可能であり、
かつ取外したインジェクタを再利用可能な燃料噴射装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射装置によると、エンジンヘッドにインジェクタ
を取付ける方向に取付部材が第１の係止部を付勢するだ
けでなく、取付方向と反対方向に取付部材が第２の係止
部を付勢することにより、エンジンヘッドにインジェク
タを容易に取付け可能であるとともに、インジェクタと
エンジンヘッドとの間に煤等が固着している場合でも、
取付部材とエンジンヘッドとのねじ結合をゆるめ、その
後さらに取付部材を回転させて第２の係止部と当接さ
せ、取付部材とインジェクタとを一体に回転させるだけ
でエンジンヘッドからインジェクタを容易に取外すこと
ができる。

【０００８】さらに、エンジンヘッドからインジェクタ
を取外す際にインジェクタに加わる力がインジェクタの
軸方向に沿って働くので、インジェクタおよびエンジン
ヘッドに損傷を与えにくい。したがって、取外したイン
ジェクタの噴射特性が保持されるのでインジェクタを再
利用可能である。本発明の請求項２記載の燃料噴射装置
によると、エンジンヘッドにインジェクタを取付けた状
態でインジェクタの第１の係止部および第２の係止部が
エンジンヘッド内に位置する構成を採用することによ
り、インジェクタの噴孔側に近い位置に第１の係止部お
よび第２の係止部が形成されることになる。したがっ
て、固着部と第２の係止部とが接近し距離が短かくなる
ので、インジェクタとエンジンヘッドとの間に煤等が強
固に固着した場合、大きな力で第２の係止部を付勢して
インジェクタを取外してもインジェクタの歪み量が小さ
くなる。したがって、インジェクタ内の磁気回路を構成
する部材の変形やスプリングの付勢力等が殆ど変化しな
いので、インジェクタの噴射特性を保持し、取外したイ
ンジェクタを再利用できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例について説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
を図１に示す。図１に示す燃料噴射装置のインジェクタ
１０は、エンジンヘッド１に取付けられ、エンジン各気
筒の燃焼室に直接燃料噴射するものである。インジェク
タ１０はストッパ４０により回転方向の位置決めがなさ
れている。また、取付部材としてのシリンダスクリュウ
６０をエンジンヘッド１にねじ結合することによりイン
ジェクタ１０はエンジンヘッド１の取付穴２に嵌合して
取付けられている。

【００１０】インジェクタ１０のハウジング１１とノズ
ルボディ２０とはスペーサ２１を挟持してリテーニング
ナット２２により結合されている。リテーニングナット
２２の噴孔側端部には縮径した小径部２２ａが形成され
ている。この小径部２２ａをノズルボディ２０に係止さ
せ、リテーニングナット２２の雌ねじ部２２ｂとハウジ
ング１１の雄ねじ部１１ａとがねじ結合することにより
ハウジング１１とノズルボディ２０とが結合される。小
径部２２ａと雌ねじ２２ｂ間のリテーニングナット２２
の外周に第１の係止部としての径方向外側に突出する環
状のフランジ部２２ｃが形成されている。ハウジング１
１にはシリンダスクリュウ６０と当接する第２の係止部
としてのテーパ面１１ｂが形成されている。テーパ面１
１ｂは、図１の下方、つまり噴孔側にいくにしたがいハ
ウジング１１の外径が小さくなるように形成されてい
る。

【００１１】ニードル弁２３はノズルボディ２０に往復
移動可能に収容されている。ニードル弁２３がノズルボ
ディ２０の内壁に形成された弁座２０ａから離座するこ
とにより、ノズルボディ２０の先端に形成された噴孔２
４から燃料が噴射される。噴孔２４はインジェクタ１０
の軸に対して所定角度をもって形成されている。インジ
ェクタ１０の軸に対して所定角度をもって噴孔２４を形
成したのは、エンジンの気筒内に燃料を直接噴射する第
１実施例のような筒内直噴エンジンにおいて、混合気の
濃度分布を図示しない点火プラグの周囲は濃く、その他
の部分は薄くなるように燃料噴射させる、いわゆる成層
燃焼させるためである。この成層燃焼を成立させるため
には気筒内の混合濃度分布を最適に制御することが必要
なため、前述したようにインジェクタ１０の軸に対して
所定角をもって噴孔２４を形成し、この噴孔２４から噴
射される燃料噴霧が気筒内の所定方向に噴射されるよう
にインジェクタ１０の回転方向の位置決めをする必要が
ある。

【００１２】可動コア３０はニードル弁２３の反噴孔側
端部とレーザ溶接等で固定されている。固定コア３１
は、可動コア３０と軸方向で対向するようにハウジング
１１の内周に配設され、可動コア３０との間にエアギャ
プ３６を形成している。固定コア３１はハウジング１１
の反噴孔側端部とレーザ溶接等で固定されている。スプ
リング３２は可動コア３０を噴孔閉塞方向に付勢してお
り、インジェクタ１０の組付け時にアジャスティングパ
イプ３３の軸方向位置を調整することによりスプリング
３２の付勢力が設定される。コイル３４はスプール３５
に巻回され、ハウジング１１と固定コア３１との径方向
の間に配設されている。

【００１３】コイル３４への通電オフ時、スプリング３
２の付勢力によりニードル弁２３は弁座２０ａに着座し
噴孔を閉塞するので、噴孔２４からの燃料噴射は行われ
ない。コイル３４への通電をオンすると、コイル３４に
発生する磁力によりエアギャップ３６に吸引力が働きス
プリング３２の付勢力に抗して固定コア３１側に可動コ
ア３０が吸引される。このとき、可動コア３０とともに
ニードル弁２３がリフトしニードル弁２３が弁座２０ａ
から離座するので、噴孔２４から燃料が噴射される。

【００１４】コネクタ４１はハウジング１１および固定
コア３１に樹脂モールドされており、コネクタ４１に取
付けられた受電ピン４２はコイル３４と電気的に接続
し、コイル３４に電力を供給している。配管５０を固定
した配管継手５１はリテーニングナット５２により固定
コア３１の燃料吸入側開口部に押圧されており、配管５
０から流入した燃料はフィルタ４３で燃料中の異物を除
去されインジェクタ１０内に導入される。

【００１５】ストッパ４０は環状に形成され、固定コア
３１と溶接、ろう付け等で固定されている。ストッパ４
０は固定コア３１と一体に成形することも可能である。
ストッパ４０の周方向の所定位置には後述する位置決め
溝３ａに挿入される凸部４０ａが形成されている。エン
ジンヘッド１の一部には、取付穴２が形成される部分よ
り一段高くなった凸部３が形成されており、この凸部３
の側壁に位置決め溝３ａが形成されている。この位置決
め溝３ａはインジェクタ１０の取付方向と平行に延びて
いる。この位置決め溝３ａ内に凸部４０ａを挿入するこ
とにより、インジェクタ１０の回転方向の位置決めがな
され、燃料噴射方向が規定される。

【００１６】シリンダスクリュウ６０は円筒状に形成さ
れており、外周壁に形成された雄ねじ部６０ａが取付穴
２の内壁に形成された雌ねじ部２ａとねじ結合する。シ
リンダスクリュウ６０の反噴孔側端部には図１の上方、
つまり反噴孔側にいくにしたがい内径の大きくなるテー
パ面６０ｂが形成されている。インジェクタ１０の外周
にシリンダスクリュウ６０を嵌挿し、エンジンヘッド１
にインジェクタ１０を取付ける前の状態では、テーパ面
１１ｂとフランジ部２２ｃとの間でシリンダスクリュウ
６０は軸方向に移動自在に組付けられている。

【００１７】シリンダスクリュウ６０は、エンジンヘッ
ド１とねじ結合することによりエンジンヘッド１にイン
ジェクタ１０を取付ける方向にフランジ部２２ｃを付勢
する。また、シリンダスクリュウ６０は、エンジンヘッ
ド１とのねじ結合をゆるめることによりインジェクタ１
０の取付方向と反対方向にテーパ面６０ｂがテーパ面１
１ｂを付勢する。つまり、シリンダスクリュウ６０は、
インジェクタ１０の軸方向の反対方向でフランジ部２２
ｃおよびテーパ面６０ｂとそれぞれ当接する。

【００１８】ワッシャ６１は取付穴２の段部２ｂに載置
されており、エンジンヘッド１にシリンダスクリュウ６
０をねじ結合すると、シリンダスクリュウ６０の締付力
によりリテーニングナット２２のフランジ部２２ｃがワ
ッシャ６１に押し付けられる。次に、エンジンヘッド１
へのインジェクタ１０の取付け、およびエンジンヘッド
１からのインジェクタ１０の取外しについて説明する。

【００１９】１．インジェクタ１０の取付け (1) エンジンヘッド１の取付穴２の段部２ｂにワッシャ
６１を載置し、インジェクタ１０にシリンダスクリュウ
６０を嵌挿した状態で、位置決め溝３ａにストッパ４０
の凸部４０ａを案内させながら取付穴２にインジェクタ
１０を挿入する。エンジンヘッド１にシリンダスクリュ
ウ６０をねじ締めしていない状態では、リテーニングナ
ット２２のフランジ部２２ｃはワッシャ６１に当接して
いない。

【００２０】(2) シリンダスクリュウ６０をエンジンヘ
ッド１とのねじ結合方向に回転することにより、シリン
ダスクリュウ６０とともにインジェクタ１０が取付穴２
に向けて挿入されていき、やがてフランジ部２２ｃがワ
ッシャ６１に当接する。 (3) さらにシリンダスクリュウ６０をねじ締めすると、
シリンダスクリュウ６０の噴孔側端部がフランジ部２２
ｃに当接する。これ以後、シリンダスクリュウ６０をね
じ締めすることによりインジェクタ１０がエンジンヘッ
ド１に押圧され、エンジンヘッド１に強固に取付けられ
る。

【００２１】２．インジェクタ１０の取外し (1) 図１に示す状態から、エンジンヘッド１とねじ結合
する方向と反対方向にシリンダスクリュウ６０を回転し
ねじ結合をゆるめていくと、シリンダスクリュウ６０の
テーパ面６０ｂがハウジング１１のテーパ面１１ｂと当
接する。 (2) 前記２．(1) の状態からさらにシリンダスクリュウ
６０をねじ結合をゆるめる方向に回転すると、テーパ面
６０ｂとテーパ面１１ｂとが当接した状態で、インジェ
クタ１０が図１の上方、つまりインジェクタ１０がエン
ジンヘッド１から取外される方向に押し上げられる。

【００２２】(3) さらにシリンダスクリュウ６０をねじ
結合をゆるめる方向に回転すると、エンジンヘッド１と
シリンダスクリュウ６０とのねじ結合が解除されインジ
ェクタ１０がエンジンヘッド１から抜け出す。 以上説明した本発明の第１実施例では、エンジンヘッド
１へのインジェクタ１０の取付方向、およびエンジンヘ
ッド１からのインジェクタ１０の取外し方向の両方向で
シリンダスクリュウ６０がインジェクタ１０と当接する
ことにより、一つのシリンダスクリュウ６０で容易にエ
ンジンヘッド１にインジェクタ１０を取付けるととも
に、エンジンヘッド１からインジェクタ１０を取外すこ
とができる。

【００２３】また、軸方向に沿ってインジェクタ１０を
取外し方向に押し上げることができるので、インジェク
タ１０のノズル部とエンジンヘッド１との間に煤等が固
着している場合でも、インジェクタ１０およびエンジン
ヘッド１に極力損傷を与えることなく容易にエンジンヘ
ッド１からインジェクタ１０を取外すことができる。し
たがって、取外したインジェクタ１０の噴射特性が保持
されるのでインジェクタ１０を再利用可能である。

【００２４】（第２実施例）本発明の第２実施例による
燃料噴射装置を図２に示す。第１実施例と実質的に同一
構成部分には同一符号を付す。リテーニングナット２２
とハウジング７１とのねじ結合部は第１実施例よりも短
くなっている。このねじ結合部の反噴孔側近傍のハウジ
ング７１の外周に第２の係止部として径方向外側に突出
する環状のフランジ部７１ａが形成されている。第２の
係止部としてのフランジ部７１ａの形成位置は径方向で
ほぼエアギャップ３６と同じ位置であり、第１実施例の
第２の係止部としてのテーパ面１１ｂと比較してかなり
噴孔側に位置している。

【００２５】シリンダスクリュウ７２の外周壁には取付
穴２の雌ねじ部２ａとねじ結合する雄ねじ部７２ａが形
成されている。シリンダスクリュウ７２の噴孔側端部に
は内径がフランジ部２２ｃおよびフランンジ部７１ａの
外径よりも小さい小径部７２ｂが縮径して形成されてい
る。エンジンヘッド１にインジェクタ７０を取付ける前
の状態では、シリンダスクリュウ７２はフランジ部２２
ｃおよびフランジ部７１ａとの間に軸方向に移動自在に
組付けられている。

【００２６】第２実施例では、前述したように第２の係
止部としてのフランジ部７１ａが噴孔２４に近い位置に
形成されているので、エンジンヘッド１にインジェクタ
７０を取付けた図２に示す状態では、フランジ部２２ｃ
に加えフランジ部７１ａもエンジンヘッド内に位置して
いる。したがって、インジェクタ７０のノズル部とエン
ジンヘッド１との間に煤等が固着し、エンジンヘッド１
からインジェクタ７０を取外すためにシリンダスクリュ
ウ７２からフランジ部７１ａに大きな力を加えても、固
着部とフランジ部７１ａとの距離が短いのでインジェク
タ７０の歪み量が第１実施例に比べてより小さくなる。
さらに、固着部とフランジ部７１ａとの間にインジェク
タ７０の磁気回路を構成する部材が殆ど含まれず、かつ
スプリング３２の付勢力を規定するアジャスティングパ
イプ３３も含まれないので、エアギャップ３６やスプリ
ング３２の付勢力が変化しにくい。したがって、インジ
ェクタ７０の噴射特性が変化しないので、取外したイン
ジェクタ７０を再利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
縦断面図である。

【図２】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１ エンジンヘッド ２ 取付穴 ２ａ 雌ねじ部 １０ インジェクタ １１ ハウジング １１ｂ テーパ面（第２の係止部） ２２ リテーニングナット ２２ｃ フランジ部（第１の係止部） ２４ 噴孔 ４０ ストッパ ６０ シリンダスクリュウ（取付部材） ６０ａ 雄ねじ部 ７０ インジェクタ ７１ ハウジング ７１ａ フランジ部（第２の係止部） ７２ シリンダスクリュウ（取付部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 千城 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンヘッドに電磁制御式のインジェ
   クタを取付け、前記インジェクタの噴孔からエンジンに
   燃料を噴射する燃料噴射装置であって、 前記インジェクタの外周に嵌挿され、前記エンジンヘッ
   ドとねじ結合することにより前記エンジンヘッドに前記
   インジェクタを取付ける取付部材を備え、 前記インジェクタは、軸方向の反対方向でそれぞれ前記
   取付部材と当接可能な第１の係止部および第２の係止部
   を有し、 前記取付部材は、前記エンジンヘッドとねじ結合するこ
   とにより前記エンジンヘッドへの前記インジェクタの取
   付方向に前記第１の係止部を付勢して前記エンジンヘッ
   ドに前記インジェクタを取付け、前記エンジンヘッドと
   のねじ結合をゆるめることにより前記取付方向と反対方
   向に前記第２の係止部を付勢して前記エンジンヘッドか
   ら前記インジェクタを取外すことを特徴とする燃料噴射
   装置。
2. 【請求項２】 前記エンジンヘッドに前記インジェクタ
   を取付けた状態で、前記第１の係止部および前記第２の
   係止部は前記エンジンヘッド内に位置していることを特
   徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。