KR101836252B1 - 인젝터 클램프 - Google Patents

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KR101836252B1
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김형현
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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 스파크 플러그와의 간섭없이 인젝터를 실린더 헤드에 장착시킬 수 있는 인젝터 클램프에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프는 하나의 실린더에 두 개의 스파크 플러그가 구비되는 엔진에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프일 수 있다.
상기 인젝터 클램프는, 실린더 헤드와 결합되는 제1 고정부; 실린더 헤드와 결합되는 제2 고정부; 및 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 연결부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부로 둘러싸인 인젝터 장착홈이 형성되고, 상기 인젝터가 상기 인젝터 장착홈에 삽입되어 상기 실린더 헤드에 장착될 수 있다.

Description

인젝터 클램프{INJECTOR CLAMP}
본 발명은 인젝터 클램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 실린더에 두 개의 점화플러그가 적용된 엔진에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관은 연소실에서 혼합기가 연소되고, 이 연소열에 의해발생되는 에너지로 작동되는 기관이다.
이러한 내연기관으로는 엔진의 출력을 증대시키고 소음과 진동을 줄이기 위해 복수개의 실린더가 구비된 다실린더 엔진이 주로 사용된다.
상기 실린더는 실린더 블록에 형성되고, 상기 실린더 블록에 실린더 헤드가 결합되어 연소실이 형성되며, 상기 실린더 헤드에는 상기 연소실로 공기가 공급되는 흡기포트 및 연소된 배기가스가 배출되는 배기포트가 형성되고, 상기 연소실로 연료를 분사하는 인젝터 및 인젝터로부터 분사된 연료에 불꽃을 점화하는 스파크 플러그가 장착된다.
최근에는 배기가스의 배출을 줄이기 위해 미연소 가스를 연소시키도록 폭발 행정 중에 시차를 두고 불꽃을 한번 더 점화하는 기술이 적용되고 있다. 이러한 2차 점화를 수행하는 엔진에는 하나의 실린더 마다 하나의 인젝터와 두 개의 스파크 플러그가 배치된다.
하지만, 실린더 헤드의 제한된 공간에서 두 개의 스파크 플러그가 장착되는 경우에 인젝터의 장착을 위한 고정점을 선정하는 것에 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구성으로 스파크 플러그와의 간섭없이 인젝터를 실린더 헤드에 장착시킬 수 있는 인젝터 클램프를 제공하는 것이다.
또한, 다실린더 엔진에서 각 실린더 마다 배치되는 인젝터를 용이하게 장착시킬 수 있는 인젝터 클램프를 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프는 하나의 실린더에 두 개의 스파크 플러그가 구비되는 엔진에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프일 수 있다.
상기 인젝터 클램프는, 실린더 헤드와 결합되는 제1 고정부; 실린더 헤드와 결합되는 제2 고정부; 및 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 연결부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부로 둘러싸인 인젝터 장착홈이 형성되고, 상기 인젝터가 상기 인젝터 장착홈에 삽입되어 상기 실린더 헤드에 장착될 수 있다.
상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부는 링 형상으로 형성되고, 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부의 중공에는 상기 실린더 헤드로부터 돌출된 상기 두 개의 스파크 플러그의 일부분이 각각 위치될 수 있다.
상기 연결부는 상기 제1 고정부의 중심 및 상기 제2 고정부의 중심을 지나는 직선과 평행한 직선을 따라 형성될 수 있다.
상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 각각 적어도 하나의 체결홀이 형성될 수 있다.
상기 인젝터 장착홈에 안착되는 상기 인젝터의 일부분은 상기 인젝터 장착홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 인젝터 장착홈에서 상기 인젝터가 상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부에 접촉되는 면 중 적어도 하나는 단면이 직선인 평면으로 형성될 수 있다.
상기 인젝터 장착홈은 상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부로 둘러싸여 단면이 "U"자 형상으로 형성되며, 상기 인젝터는 상기 인젝터 장착홈의 "U"자 형상의 개구부로 삽입될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프는 하나의 실린더에 두 개의 스파크 플러그가 구비되는 다실린더 엔진의 각 실린더에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프일 수 있다.
상기 인젝터 클램프는, 실린더 헤드와 결합되도록 각 실린더마다 배치되는 두 개의 고정부; 상기 두 개의 고정부를 연결하는 연결하는 연결부; 및 상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부로 둘러싸여 상기 인젝터가 삽입되도록 형성되는 인젝터 장착홈;을 포함할 수 있다.
상기 고정부는 링 형상으로 형성되고, 상기 고정부의 중공에는 상기 실린더 헤드로부터 돌출된 상기 스파크 플러그의 일부분이 각각 위치될 수 있다.
하나의 실린더에 배치되는 상기 고정부의 중공 및 이웃하는 다른 실린더에 배치되는 고정부의 중공은 하나의 직선 상에 배열될 수 있다.
하나의 실린더에 배치되는 상기 연결부는 상기 고정부가 배열되는 직선과 평행한 다른 하나의 직선을 따라 형성되고, 이웃하는 다른 실린더에 배치되는 상기 연결부는 상기 고정부가 배열되는 직선을 기준으로 상기 다른 하나의 직선에 대칭인 또 다른 하나의 직선을 따라 형성될 수 있다.
상기 고정부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 각각 적어도 하나의 체결홀이 형성될 수 있다.
상기 인젝터 클램프는 하나의 실린더와 이웃하는 다른 하나의 실린더 사이에서 상기 고정부로부터 확장되어 형성된 적어도 하나 이상의 확장부를 더 포함할 수 있다.
상기 확장부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 적어도 하나의 체결홀이 형성될 수 있다.
상기 인젝터 장착홈에 안착되는 상기 인젝터의 일부분은 상기 인젝터 장착홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 인젝터 장착홈에서 상기 인젝터가 상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부에 접촉되는 면 중 적어도 하나는 단면이 직선인 평면으로 형성될 수 있다.
상기 인젝터 장착홈은 상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부로 둘러싸여 단면이 "U"자 형상으로 형성되며, 상기 인젝터는 상기 인젝터 장착홈의 "U"자 형상의 개구부로부터 측면이 삽입될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 고정부가 링 형상으로 형성됨으로써 스파크 플러그와의 간섭이 방지되면서도 실린더 헤드에 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 두 개의 고정부를 연결하는 부분에 인젝터 장착 홈이 형성됨으로써 공간 활용도가 향상될 수 있다.
나아가, 스파크 플러그를 둘러싸는 고정부의 형상에 따라 체결홀 등의 설계 자유도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프에 인젝터가 장착된 것을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터가 장착된 상태로 실린더 헤드에 결합된 인젝터 클램프의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프에 인젝터가 장착된 것을 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프(1)는 고정부(10), 연결부(20), 및 인젝터 장착홈(22)을 포함한다.
상기 고정부(10)는 링 형상으로 형성된다. 또한, 상기 고정부(10)는 한 쌍이 형성될 수 있다. 설명의 편의상 상기 한 쌍의 고정부(10) 중 하나를 제1 고정부(12)라 칭하고, 다른 하나를 제2 고정부(14)라 칭하기로 한다.
상기 연결부(20)는 상기 제1 고정부(12)와 상기 제2 고정부(14)를 연결하도록 형성된다. 또한, 상기 연결부(20)는 상기 제1 고정부(12)의 중심 및 상기 제2 고정부(14)의 중심을 지나는 직선(L1)과 평행한 직선(L2, L3)을 따라 형성된다(도 4 참조). 따라서, 상기 제1 고정부(12), 상기 제2 고정부(14), 및 상기 연결부(20)로 둘러싸여 단면이 "U"자 형상인 공간(22)이 형성된다.
상기 인젝터 장착홈(22)은 상기 제1 고정부(12), 상기 제2 고정부(14), 및 상기 연결부(20)로 둘러싸인 공간이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프에 인젝터가 장착된 것을 보여주는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인젝터 장착홈(22)에는 인젝터(3)가 삽입되어 장착된다. 또한, 상기 인젝터(3)는 상기 인젝터 장착홈(22)의 "U"자 형상의 개구부로 삽입된다. 다시 말해, 상기 인젝터(3)는 연료가 분사되는 상기 인젝터(3)의 길이방향이 아닌 측방향으로 삽입되어 상기 인젝터 장착홈(22)에 안착된다. 나아가, 상기 인젝터 장착홈(22)에 안착되는 상기 인젝터(3)의 일부분은 상기 인젝터 장착홈(22)과 대응되는 형상으로 형성된다. 여기서, 엔진의 연소실에 연료를 분사하도록 기능하는 상기 인젝터(3)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 인젝터 장착홈(22)에서, 상기 인젝터(3)와 맞닿는 상기 제1 고정부(12)의 일면을 제1 접촉면(24)이라 하고, 상기 인젝터(3)와 맞닿는 상기 제2 고정부(14)의 일면을 제2 접촉면(26)이라 하며, 상기 인젝터(3)와 맞닿는 상기 연결부(20)의 일면을 제3 접촉면(28)이라 할 때, 상기 제1, 2, 3 접촉면(24, 26, 28) 중 적어도 하나는 상기 인젝터 장착홈(22) 내에서 상기 인젝터(3)가 헛도는 것이 방지되도록 단면이 직선인 평면으로 형성된다(도 1 및 도 4 참조).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터가 장착된 상태로 실린더 헤드에 결합된 인젝터 클램프의 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프(1)는 상기 인젝터(3)가 장착된 상태로 실린더 헤드(7)에 장착된다.
상기 실린더 헤드(7)에는 도 3에서 도면부호를 부여하지는 않았으나, 흡기구 및 배기구가 형성되고, 상기 흡기구 및 배기구를 개폐하는 흡기밸브, 배기밸브, 상기 흡기밸브 및 배기밸브를 각각 작동시키도록 회전하는 각 캠 축 및 캠, 상기 각 캠 축 및 캠을 회전 가능하게 구속하는 캠 캡 등이 구비된다. 이러한 실린더 헤드(7)의 기본적인 구성은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 실린더 헤드(7)에는 하나의 실린더마다 두 개의 스파크 플러그(5)가 장착될 수 있다. 상기 하나의 실린더마다 두 개의 스파크 플러그(5)가 장착되는 경우는 1차 점화에 의한 폭발 행정 중에 2차 점화를 수행하여 1차 점화 후의 미연소 가스를 연소시키고, 배기가스를 줄이기 위한 것이다.
이와 같이, 상기 실린더 헤드(7)에 하나의 실린더마다 두 개의 스파크 플러그(5)가 장착되면, 상기 인젝터(3)를 상기 실린더 헤드(7)에 장착시키기 위한 공간에 제약이 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 두 개의 스파크 플러그(5)와의 간섭을 회피하면서도 상기 인젝터(3)를 상기 실린더 헤드(7)에 용이하게 장착할 수 있는 인젝터 클램프(1)를 제안하는 것이다.
상기 인젝터 클램프(1)는 갑섭 방지 홀(16) 및 체결홀(18)을 포함한다.
상기 갑섭 방지 홀(16)은 상기 링 형상으로 형성된 고정부(10)의 중공이다.
상기 두 개의 스파크 플러그(5)의 일단은 상기 실린더 헤드(7)에서 하방향으로 연소실까지 삽입되며, 그 타단은 상기 실린더 헤드(7)의 상방향으로 돌출된다. 여기서, 상기 실린더 헤드(7)의 상방향으로 돌출된 상기 두 개의 스파크 플러그(5)의 타단은 각각 상기 제1 고정부(12)의 간섭 방지 홀(16) 및 상기 제2 고정부(14)의 간섭 방지 홀(16)에 위치된다. 따라서, 상기 인젝터 장착홈(22)에 안착된 상기 인젝터(3)의 분사구가 연소실에 삽입되도록 상기 실린더 헤드(7)에 고정시키는 상기 인젝터 클램프(1)와 상기 두 개의 스파크 플러그(5)의 간섭이 방지된다.
상기 체결홀(18)은 볼트(bolt)와 같은 체결부재가 관통하여 상기 인젝터 클램프(1)가 상기 실린더 헤드(7)에 결합될 수 있도록 상기 고정부(10)의 일부분에 형성된 홀(hole)이다. 도 3에는 상기 체결홀(18)이 상기 제1 고정부(12) 및 상기 제2 고정부(14)에 각각 하나씩 상기 인젝터 클램프(1)의 양단에 형성된 것이 도시되었으나 이에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프에 인젝터가 장착된 것을 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프(2)는 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 클램프(1)가 복수개로 연결된 형상으로 형성된다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 클램프(2)는 하나의 실린더마다 두 개의 스파크 플러그(5)가 배치되는 다실린더 엔진에서 각 실린더마다 하나의 인젝터(3)를 장착시키도록 일체로 형성된다.
예를 들어, 4기통 엔진에서 8개의 고정부(10)에 각각 형성된 간섭 방지 홀(16)은 하나의 직선(L1) 상에 배열되고, 1기통에 배치된 두 개의 고정부(10)를 연결하는 연결부(20) 및 3기통에 배치된 두 개의 고정부(10)를 연결하는 연결부(20)는 상기 간섭 방지 홀(16)이 배열된 직선(L1)과 평행한 다른 하나의 직선(L2) 상에 배치되며, 2기통 및 4기통의 연결부(20)는 상기 간섭 방지 홀(16)이 배열된 직선(L1)을 기준으로 상기 1기통 및 3기통의 연결부(20)가 배치된 직선(L2)에 대칭인 또 다른 하나의 직선(L3) 상에 배치될 수 있다. 이처럼 1, 2, 3, 4 기통의 연결부(20)가 순차적으로 엇갈려 배치되는 것은 상기 인젝터 클램프(2)의 응력을 향상시키기 위한 것이다.
도 4 및 도 5에는 상기 체결홀(18)이 상기 8개의 고정부(10) 중 양단에 형성된 고정부(10)에 각각 하나씩 상기 인젝터 클램프(2)의 양단에 형성된 것이 도시되었으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 점선으로 도시된 바와 같이, 하나의 기통과 이웃하는 다른 하나의 기통 사이에서 상기 고정부(10)로부터 확장된 확장부(19)가 형성되고, 상기 확장부(19)에는 적어도 하나의 체결홀(18)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 확장부(19)는 상기 간섭 방지 홀(16)이 배열된 직선(L1)을 기준으로 대칭인 한 쌍이 형성되거나 적어도 하나가 삭제될 수 있다. 다시 말해, 상기 확장부(19) 및 상기 체결홀(18)의 구성은 당업자의 설계에 따라 추가되거나 삭제될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 고정부(10)가 링 형상으로 형성됨으로써 스파크 플러그(5)와의 간섭이 방지되면서도 실린더 헤드(7)에 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 두 개의 고정부(10)를 연결하는 부분(20)에 인젝터 장착 홈(22)이 형성됨으로써 공간 활용도가 향상될 수 있다. 나아가, 스파크 플러그(5)를 둘러싸는 고정부(10)의 형상에 따라 체결홀(18) 등에 대한 설계 자유도가 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1, 2: 인젝터 클램프 3: 인젝터
5: 스파크 플러그 7: 실린더 헤드
10: 고정부
12: 제1 고정부 14: 제2 고정부
16: 간섭 방지 홀 18: 체결홀
19: 확장부
20: 연결부 22: 인젝터 장착홈
24: 제1 접촉면 26: 제2 접촉면
28: 제3 접촉면

Claims (14)

  1. 하나의 실린더에 두 개의 스파크 플러그가 구비되는 엔진에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프에 있어서,
    실린더 헤드와 결합되는 제1 고정부;
    실린더 헤드와 결합되는 제2 고정부; 및
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 연결부;
    를 포함하되,
    상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부로 둘러싸인 인젝터 장착홈이 형성되고, 상기 인젝터가 상기 인젝터 장착홈에 삽입되어 상기 실린더 헤드에 장착되며,
    상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부는 링 형상으로 형성되고, 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부의 중공에는 상기 실린더 헤드로부터 돌출된 상기 두 개의 스파크 플러그의 일부분이 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제1 고정부의 중심 및 상기 제2 고정부의 중심을 지나는 직선과 평행한 직선을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 각각 적어도 하나의 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인젝터 장착홈에 안착되는 상기 인젝터의 일부분은 상기 인젝터 장착홈과 대응되는 형상으로 형성되고,
    상기 인젝터 장착홈에서 상기 인젝터가 상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부에 접촉되는 면 중 적어도 하나는 단면이 직선인 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인젝터 장착홈은 상기 제1 고정부, 상기 제2 고정부, 및 상기 연결부로 둘러싸여 단면이 "U"자 형상으로 형성되며,
    상기 인젝터는 상기 인젝터 장착홈의 "U"자 형상의 개구부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  7. 하나의 실린더에 두 개의 스파크 플러그가 구비되는 다실린더 엔진의 각 실린더에 인젝터를 장착하기 위한 인젝터 클램프에 있어서,
    실린더 헤드와 결합되도록 각 실린더마다 배치되는 두 개의 고정부;
    상기 두 개의 고정부를 연결하는 연결하는 연결부; 및
    상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부로 둘러싸여 상기 인젝터가 삽입되도록 형성되는 인젝터 장착홈;
    을 포함하고,
    상기 고정부는 링 형상으로 형성되며,
    하나의 실린더에 배치되는 상기 고정부의 중공 및 이웃하는 다른 실린더에 배치되는 상기 고정부의 중공이 하나의 직선 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정부의 중공에는 상기 실린더 헤드로부터 돌출된 상기 스파크 플러그의 일부분이 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    하나의 실린더에 배치되는 상기 연결부는 상기 고정부가 배열되는 직선과 평행한 다른 하나의 직선을 따라 형성되고,
    이웃하는 다른 실린더에 배치되는 상기 연결부는 상기 고정부가 배열되는 직선을 기준으로 상기 다른 하나의 직선에 대칭인 또 다른 하나의 직선을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 고정부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 각각 적어도 하나의 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  12. 제11항에 있어서,
    하나의 실린더와 이웃하는 다른 하나의 실린더 사이에서 상기 고정부로부터 확장되어 형성된 적어도 하나 이상의 확장부를 더 포함하고,
    상기 확장부에는 체결부재가 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되도록 적어도 하나의 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 인젝터 장착홈에 안착되는 상기 인젝터의 일부분은 상기 인젝터 장착홈과 대응되는 형상으로 형성되고,
    상기 인젝터 장착홈에서 상기 인젝터가 상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부에 접촉되는 면 중 적어도 하나는 단면이 직선인 평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 인젝터 장착홈은 상기 두 개의 고정부 및 상기 연결부로 둘러싸여 단면이 "U"자 형상으로 형성되며,
    상기 인젝터는 상기 인젝터 장착홈의 "U"자 형상의 개구부로부터 측면이 삽입되는 것을 특징으로 하는 인젝터 클램프.
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