JP2018172972A - 燃料噴射弁の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルが高温になることを抑制でき、且つ製造コストの増大を抑制できる燃料噴射弁の取付構造を提供する。【解決手段】副燃焼室２４に連通するインジェクタ取付孔２６が形成されたエンジン本体４と、インジェクタ取付孔２６に挿入された筒状部材３０と、筒状部材３０に挿入され、燃料を副燃焼室２４に向けて噴射するノズル３１Ｃを有するインジェクタ３１とを備え、筒状部材３０は、複数の辺部３０Ａと複数の角部３０Ｂとを有する多角形断面を有し、且つ副燃焼室２４側の先端の断面輪郭形状を副燃焼室２４と相反する側の基端の断面輪郭形状よりも小さく形成されており、基端側において角部３０Ｂをインジェクタ取付孔２６の内周面に弾発的に当接させ、先端側において辺部３０Ａをノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接させる。【選択図】図１

Description

本開示は、燃料噴射弁の取付構造に関する。

燃料をシリンダ内に直接噴射する直噴式の燃料噴射弁は、ノズルが燃焼ガスに晒されるために高温になり易い。燃料噴射弁のノズルが高温になると、煤の堆積によるデポジットが生成されて墳孔が塞がれる（狭くなる）ことで燃料噴射量が少なくなる。これを防ぐため、例えば、燃料噴射弁を保持するホルダ内に冷却ジャケットが形成され、冷却水によって燃料噴射弁の先端部が冷却される構成や（例えば、特許文献１）、放熱用の複数の突起が設けられたハウジング拡大部が燃料噴射弁のハウジングに設けられて放熱構造をなす構成（例えば、特許文献２）、燃料噴射弁のボデー部材とシリンダヘッドとの間に、これらよりも高い熱伝導率を有する特殊な形状のガスシールが介装され、ガスシールが噴射ノズル部の先端面からシリンダヘッドへの放熱経路を形成する構成（例えば、特許文献３）等、様々な提案がなされている。

これらの他にも、燃料噴射弁のノズルを収容するシリンダヘッドの収容孔に、スリーブボディと上側カラーとからなる防熱スリーブが設けられ、スリーブボディが下端において折り返されて２層に形成され、内側の層が弾性的にノズルに密に接触し、外側の層及びそれよりも上側の中空円筒状の部分がシリンダヘッドの収容孔に弾性的に密に接触することで、良好な熱結合を得る構成が提案されている。

特許第４５５９５０３号公報 特開２０１５−２２２０３６号公報 特許第４０３３６８４号公報 特表２００１−５０８５２０号公報

しかしながら、特許文献１〜３の構成では、シリンダヘッドやホルダ、放熱部材の構造が複雑になるか、特殊な形状のガスシール部材等の特殊部材が必要になる。一方、特許文献４の構造では、防熱スリーブをノズルやシリンダヘッドの収容孔に弾性的に密に接触させるために精密な加工が必要になる。そのため、いずれの構成においても製造コストが増大する。

本発明は、このような背景に鑑み、ノズルが高温になることを抑制でき、且つ製造コストの増大を抑制できる燃料噴射弁の取付構造を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明のある実施形態に係る燃料噴射弁取付構造は、燃焼室（１２、２４）に連通する取付孔（２６）が形成された内燃機関本体（４）と、前記取付孔に挿入された筒状部材（３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０）と、前記筒状部材に挿入され、燃料を前記燃焼室に向けて噴射するノズル（３１Ｃ）を有する燃料噴射弁（３０）とを備え、前記筒状部材は、複数の辺部（３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ）と複数の角部（３０Ｂ、４０Ｂ、５０Ｂ、６０Ｂ、７０Ｂ、８０Ｂ、９０Ｂ）とを有する多角形断面を有し、且つ前記燃焼室側の先端の断面輪郭形状を前記燃焼室と相反する側の基端の断面輪郭形状よりも小さく形成されており、前記基端側において前記角部を前記取付孔の内周面に弾発的に当接させ、前記先端側において前記辺部を前記ノズルの外周面に弾発的に当接させることを特徴とする。

この構成によれば、筒状部材は、多角形断面を有するために弾性変形し易く、精密に加工されていなくても、基端側において角部を取付孔の内周面に弾発的に当接させ、先端側において辺部を燃料弁の外周面に弾発的に当接させることができる。そのため、製造コストの増大を抑制できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０）は、前記基端において前記ノズル（３１Ｃ）の外周面に当接していないとよい。

この構成によれば、燃料噴射弁のノズルを容易に筒状部材に挿入することができる。

また、上記構成において、前記筒状部材（３０）は、板金加工品であり、軸方向に沿って形成されたスリット（３０Ｃ）を備えるとよい。

この構成によれば、筒状部材の加工が容易であり、製造コストを低減できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（５０）の少なくとも前記基端は、前記取付孔（２６）に挿入される前の状態において、前記辺部（５０Ａ）が内方に凸の湾曲形状をなす断面形状を有しているとよい。

この構成によれば、ノズルを筒状部材内に挿入する際に、左右の角部から圧縮力を受ける辺部が径内方向に湾曲し易いため、小さな荷重で筒状部材を取付孔に挿入できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（６０）の少なくとも前記先端は、前記取付孔（２６）に挿入される前の状態において、前記辺部（６０Ａ）が外方に凸の湾曲形状をなす断面形状を有しているとよい。

この構成によれば、筒状部材の辺部と燃料噴射弁のノズルの外周面との接触面積を大きくすることができる。或いは、同じ接触面積を確保する際には、燃料噴射弁のノズルを筒状部材に圧入する際に要する荷重を小さくすることができる。

また、上記構成において、前記筒状部材（７０）は、軸方向の中間部において閉断面形状を有し、且つ前記取付孔（２６）に挿入される前の状態において、前記先端側から前記基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状をなしており、前記筒状部材の前記基端側には、前記基端から軸方向に沿って前記辺部に形成された複数の基端側スリット（７０Ｄ）が形成されているとよい。

この構成によれば、筒状部材の基端側の角部が径内方向に弾性変形し易くなる。そのため、小さな荷重で筒状部材を内燃機関本体の取付孔に圧入できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（７０）は、軸方向の中間部において閉断面形状を有し、且つ前記取付孔（２６）に挿入される前の状態において、前記先端側から前記基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状をなしており、前記筒状部材の前記先端側には、前記先端から軸方向に沿って前記角部に形成された複数の先端側スリット（７０Ｅ）が形成されているとよい。

この構成によれば、筒状部材の先端側の辺部が径外方向に弾性変形し易くなる。そのため、小さな荷重で燃料噴射弁のノズルを筒状部材に圧入できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（８０、９０）は、前記先端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って前記辺部が前記ノズル（３１Ｃ）の外周面に弾発的に当接する第１ストレート形状部（８０Ｇ、９０Ｇ）を有するとよい。

この構成によれば、筒状部材の先端側がノズルの外周面に当接する面積が大きくなり、ノズルの熱が効率的に筒状部材に伝達される。そのため、ノズルが高温になることを一層抑制できる。

また、上記構成において、前記筒状部材（９０）は、前記基端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って前記角部が前記取付孔（２６）の内周面に弾発的に当接する第２ストレート形状部（９０Ｈ）を有するとよい。

この構成によれば、筒状部材の基端側が取付孔の内周面に当接する面積が大きくなり、ノズルから伝わった熱が筒状部材から効率的に内燃機関本体に伝達される。そのため、筒状部材及びノズルが高温になることを一層抑制できる。

このように本発明によれば、燃料噴射弁が高温になることを抑制でき、且つ製造コストの増大を抑制できる燃料噴射弁の取付構造を提供することができる。

第１実施形態に係る内燃機関の要部断面図 図１に示される筒状部材の取付前状態を示す斜視図 図１中のIII−III断面図 図１中のIV−IV断面図 第２実施形態に係る筒状部材の取付前状態を示す斜視図 第３実施形態に係る筒状部材の、図３の要部に相当する先端側の拡大断面図 第４実施形態に係る筒状部材の、図４の要部に相当する基端側の拡大断面図 第５実施形態に係る筒状部材の取付前状態を示す斜視図 図８に示される筒状部材の、図３に対応する基端側の断面図 図８に示される筒状部材の、図４に対応する先端側の断面図 第６実施形態に係る筒状部材の取付前状態を示す概略側面図 第７実施形態に係る筒状部材の取付前状態を示す概略側面図

以下、図面を参照して、本発明を４バルブ、４ストロークのガソリンエンジン（以下、内燃機関１という）に適用した実施形態について詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
図１〜図４を参照して、まず第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る副室式内燃機関の模式的断面図である。図１に示されるように、内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上端面に締結されたシリンダヘッド３とを含むエンジン本体４を有する。シリンダブロック２には、シリンダブロック２の上端面に開口する断面円形のシリンダ５が形成されている。シリンダ５の軸線をシリンダ軸線Ａとする。シリンダヘッド３の下端面においてシリンダ５の上端と対向する部分は、上方に向けて凹み、シリンダ５の上端をなす燃焼室壁面７を形成している。燃焼室壁面７は、いわゆるペントルーフ形に形成されている。

シリンダ５には、ピストン１１がシリンダ軸線Ａに沿って往復動可能に受容されている。燃焼室壁面７と、ピストン１１の冠面とは協働して主燃焼室１２を形成する。ピストン１１は、コンロッド（不図示）を介してクランクシャフト（不図示）に接続されている。クランクシャフトの延在方向（紙面を貫通する方向）をクランク軸線方向とする。

燃焼室壁面７には、２つの吸気ポート１５と、２つの排気ポート１６とが開口している。クランク軸線及びシリンダ軸線Ａに直交する方向を吸排気方向とすると、燃焼室壁面７において、吸排気方向の一側である吸気側に２つの吸気ポート１５が配置され、他側である排気側に２つの排気ポート１６が配置されている。吸気ポート１５及び排気ポート１６の燃焼室壁面７側の開口端は、ポペットバルブである吸気バルブ１７及び排気バルブ１８によって開閉される。

燃焼室壁面７の中央には、上方に向けて凹んだ受容孔２０が凹設されている。受容孔２０は、シリンダ軸線Ａと同軸に形成された円孔として形成されている。受容孔２０の底面は、円孔の上端面によって形成され、シリンダ軸線Ａに直交する連続した平面に形成されている。

受容孔２０には隔壁部材２３が受容されている。隔壁部材２３は、軸線が上下に延びた断面円形の筒部と、筒部の下端を閉塞する下壁部とを有し、上方に向けて開口して副燃焼室２４の一部を形成する凹所を形成しており、受容孔２０と協働して副燃焼室２４を形成する。

隔壁部材２３の下壁部は、下方に向けて凸となる略半球形に形成され、燃焼室壁面７から下方に突出している。隔壁部材２３の下壁部には、厚み方向に貫通し、主燃焼室１２と副燃焼室２４とを連通する複数の連通孔２３Ａが形成されている。主燃焼室１２と副燃焼室２４とは、複数の連通孔２３Ａのみによって互いに連通し、流体の流通が可能になっている。主燃焼室１２と副燃焼室２４とは、連通孔２３Ａを除く他の部分においては互いに隔てられ、流体の流通が遮断されている。

シリンダヘッド３には、受容孔２０の底面の中央から上方に延びる接続通路２５と、接続通路２５に接続したインジェクタ取付孔２６及び点火プラグ取付孔２７とが形成されている。接続通路２５は、下端において受容孔２０と接続し、副燃焼室２４の一部を形成する。インジェクタ取付孔２６及び点火プラグ取付孔２７は、上端においてシリンダヘッド３の上面に開口しており、下端において接続通路２５の上端に接続している。インジェクタ取付孔２６は、クランク軸線と直交する平面上に配置され、上方に向けて吸気側に傾斜している。シリンダ軸線Ａに沿った方向から見てインジェクタ取付孔２６は、隣り合う吸気ポート１５の間に配置されている。点火プラグ取付孔２７は、クランク軸線と直交する平面上に配置され、上方に向けて排気側に傾斜している。シリンダ軸線Ａに沿った方向から見てインジェクタ取付孔２６は、隣り合う排気ポート１６の間に配置されている。

インジェクタ取付孔２６は、軸方向における副燃焼室２４から遠い側の上端に最も大径に形成された円形断面の大径部２６Ａと、軸方向の中間部に大径部２６Ａよりも小さく形成され、円錐台形状部２６Ｂを介して大径部２６Ａの下端に連続する円形断面の中径部２６Ｃと、軸方向における副燃焼室２４側の下端に最も小径に形成され、中径部２６Ｃの下端に連続する円形断面の小径部２６Ｄとを有している。大径部２６Ａ、中径部２６Ｃ及び小径部２６Ｄは、それぞれ一定断面寸法を有する円形孔であり、互いに同軸に配置されている。従って、中径部２６Ｃの下端には上方を向く円環状片面２６Ｅが形成されている。シリンダヘッド３の上面における大径部２６Ａの周辺部分は、インジェクタ取付孔２６の軸線に直交する平面になっている。

インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃには筒状部材３０が挿入され、インジェクタ取付孔２６及び筒状部材３０には、液体燃料又は気体燃料を噴射する燃料噴射弁であるインジェクタ３１が挿入されている。インジェクタ３１は、本体部３１Ａと、本体部３１Ａの下端から突出する、本体部３１Ａよりも小径のノズル支持部３１Ｂと、ノズル支持部３１Ｂの下端から突出する、ノズル支持部３１Ｂよりも小径のノズル３１Ｃとを有している。ノズル支持部３１Ｂ及びノズル３１Ｃは、本体部３１Ａの下面に直交する向きに同軸に形成にされており、ノズル３１Ｃは、燃料を噴射する噴孔を先端に備えている。本体部３１Ａの下面におけるノズル支持部３１Ｂの周辺部分は、シリンダヘッド３の上面に当接する円環状の当接面となる。本体部３１Ａがシリンダヘッド３の上面に当接した取付状態において、ノズル３１Ｃの先端は接続通路２５に配置される。ノズル３１Ｃの先端は、副燃焼室２４の燃焼ガスに晒されるため高温になり易い。

インジェクタ３１は、シリンダヘッド３の上面側からインジェクタ取付孔２６に挿入されてシリンダヘッド３に取り付けられる。取付手順は、筒状部材３０がインジェクタ取付孔２６に挿入された後に、インジェクタ３１が筒状部材３０に挿入されてもよく、インジェクタ３１が筒状部材３０に挿入された後に、インジェクタ３１と共に筒状部材３０がインジェクタ取付孔２６に挿入されてもよい。

ノズル支持部３１Ｂはインジェクタ取付孔２６の大径部２６Ａよりも若干小さく形成されおり、大径部２６Ａに配置される。ノズル支持部３１Ｂの外周面には大径部２６Ａの内周面に当接する円環状のシール部材３２が設けられている。ノズル３１Ｃはインジェクタ取付孔２６の小径部２６Ｄよりも若干小さく形成されており、中径部２６Ｃ及び小径部２６Ｄに配置される。ノズル３１Ｃの小径部２６Ｄに配置される部分の外周面には小径部２６Ｄの内周面に当接する２つのシール部材３３が設けられている。これら３つのシール部材３２、３３によって副燃焼室２４の気密性が確保される。

筒状部材３０は、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃから大径部２６Ａにかけて配置されている。或いは、筒状部材３０は、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃから円錐台形状部２６Ｂにかけて配置されてもよい。筒状部材３０の下端は、インジェクタ取付孔２６の円環状片面２６Ｅに当接し、或いは対向している。筒状部材３０の上端は、インジェクタ取付孔２６の大径部２６Ａに配置されたノズル支持部３１Ｂの下面に当接し、或いは対向している。即ち、ノズル支持部３１Ｂの軸方向長さと筒状部材３０の軸方向長さとの和は、インジェクタ取付孔２６の上端から円環状片面２６Ｅまでの軸方向長さ以下とされている。

点火プラグ取付孔２７には、スパークプラグである点火プラグ３４が挿入されている。点火プラグ３４は、軸状に延びる本体部３４Ａと、本体部３４Ａの先端中央に設けられた中心電極３４Ｂと、本体部３４Ａの先端周縁から突出した接地電極３４Ｃとを有する。本体部３４Ａの外周面には、雄ねじが形成されており、点火プラグ取付孔２７の下部に形成された雌ねじに螺合している。中心電極３４Ｂと接地電極３４Ｃの先端部との間は、発火部となり、点火時に中心電極３４Ｂに電圧が印加されることによって火花が発生する。取付状態において、中心電極３４Ｂ及び接地電極３４Ｃは接続通路２５に配置される。点火プラグ取付孔２７にはシリンダヘッド３の上面に向く環状肩面が形成され、点火プラグ３４には副燃焼室２４に向き、点火プラグ取付孔２７の環状肩面に対向する環状肩面が形成されている。両環状肩面間にはシール部材３５が配置されており、これにより副燃焼室２４の気密性が確保されている。

シリンダヘッド３には、冷却水が流通するヘッド側ウォータジャケット３６が形成されている。ヘッド側ウォータジャケット３６は、主に燃焼室壁面７及び排気ポート１６の周囲に形成されており、副燃焼室２４の上方及び吸気側に配置されたインジェクタ取付孔２６の周辺にも形成されている。ヘッド側ウォータジャケット３６は、シリンダヘッド３の下端面に開口したヘッド側冷却水入口３６Ａと、シリンダヘッド３のクランク軸線方向における一側の端面に開口したヘッド側冷却水出口（不図示）とを有する。

シリンダブロック２のシリンダ５の周囲には、ブロック側ウォータジャケット３７が形成されている。ブロック側ウォータジャケット３７は、シリンダブロック２の側面に開口しブロック側冷却水入口（不図示）と、シリンダブロック２の上端面に開口したブロック側冷却水出口３７Ａとを有する。

ヘッド側冷却水入口３６Ａとブロック側冷却水出口３７Ａとは互いに接続され、ブロック側冷却水入口とヘッド側冷却水出口とはウォータポンプを備えた冷却水通路に接続されている。冷却水は、ウォータポンプによって、ブロック側ウォータジャケット３７、ヘッド側ウォータジャケット３６を順に通過して循環する。

図２は、図１に示される筒状部材３０の、インジェクタ取付孔２６への取付前状態を示す斜視図である。図２に示されるように、筒状部材３０は、熱伝導率の高い材料からなる鋼板を正多角形断面（図示例では、正六角形断面）の筒状に曲げ加工してなる板金加工品であり、断面における多角形の各辺によって平坦壁状に形成された複数（図示例では６つ）の辺部３０Ａと、断面における多角形の各頂点によって稜線状に形成された複数（図示例では６つ）の角部３０Ｂとを有している。鋼板の周方向の両端部間にはギャップが形成されている。言い換えれば、筒状部材３０は、軸方向に沿って縦断するように形成された１本のスリット３０Ｃを備えた開断面形状とされている。スリット３０Ｃは、辺部３０Ａの幅（辺の長さ）よりも小さな幅を有し、１つの辺部３０Ａの幅方向の中央に配置されている。これにより、角部３０Ｂ及び辺部３０Ａの数は、減少せずに６つに保たれている。筒状部材３０は、主燃焼室１２及び副燃焼室２４側に配置される先端（図２の下端）の断面輪郭形状がシリンダヘッド３の上面側に配置される基端（図２の上端）の断面輪郭形状よりも小さく、先端側から基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状（六角錐台形）とされている。

図３は、図１中のIII−III線に沿って示す、取付状態における筒状部材３０の基端側の断面図である。筒状部材３０の基端側は、インジェクタ取付孔２６への挿入前の状態において、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃよりも大きな外接円を形成する外輪郭及び、インジェクタ３１のノズル３１Ｃよりも大きな内接円を形成する内輪郭を有している。従って、図３に示されるように、筒状部材３０の基端側はインジェクタ取付孔２６に挿入されると外輪郭の最大断面寸法が縮小するように弾性変形し、６つの角部３０Ｂがインジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内周面に弾発的に当接する。筒状部材３０の基端側の弾性変形は、スリット３０Ｃを減幅させる、筒状部材３０の周方向の全体に亘る曲げ変形によって主に行われ、角部３０Ｂの曲率半径を大きくする角部３０Ｂの曲げ変形によっても行われる。

インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内径は、インジェクタ取付孔２６への挿入によって縮小した筒状部材３０の辺部３０Ａに接する内接円がノズル３１Ｃよりも大きくなるように設定されている。言い換えれば、インジェクタ取付孔２６に挿入された状態において、筒状部材３０の基端側は、ノズル３１Ｃよりも大きな内接円を形成する内輪郭を有しており、ノズル３１Ｃの外周面に当接していない。これにより、インジェクタ取付孔２６に先に挿入された筒状部材３０に上方からノズル３１Ｃを挿入する際に、ノズル３１Ｃが筒状部材３０の上端面に引っ掛かって挿入できなくなることがない。

図４は、図１中のIV−IV線に沿って示す、取付状態における筒状部材３０の先端側の断面図である。筒状部材３０の先端側は、インジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入される前の状態において、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃよりも小さな外接円を形成する外輪郭及び、インジェクタ３１のノズル３１Ｃよりも小さな内接円を形成する内輪郭を有している。従って、図４に示されるように、筒状部材３０の先端側はインジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入されると内輪郭の最小断面寸法が拡大するように弾性変形し、６つの辺部３０Ａがノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接する。筒状部材３０の先端側の弾性変形は、スリット３０Ｃを拡幅させる、筒状部材３０の周方向の全体に亘る曲げ変形によって主に行われ、辺部３０Ａの幅方向中央を径外方向に膨らませる各辺部３０Ａの曲げ変形によっても行われる。

図４の例では、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内径は、ノズル３１Ｃの挿入によって拡大した筒状部材３０の角部３０Ｂの外接円よりも大きく設定されており、角部３０Ｂが中径部２６Ｃの内周面に接していない。他の例では、インジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内径が、ノズル３１Ｃの挿入によって拡大した筒状部材３０の角部３０Ｂの外接円よりも小さく設定され、角部３０Ｂが中径部２６Ｃの内周面に接してもよい。

インジェクタ３１は、以上のようにしてシリンダヘッド３に取り付けられている。以下、このように構成されたインジェクタ３１の取付構造の作用効果を説明する。

図１に示されるように、インジェクタ３１のノズル３１Ｃの先端は、副燃焼室２４の燃焼ガスに晒されるため高温になり易い。一方、シリンダヘッド３は、ヘッド側ウォータジャケット３６によって冷却され、ノズル３１Ｃの温度よりも低い一定の温度に保たれる。ここで、筒状部材３０が、先端側においてノズル３１Ｃの外周面に当接し、基端側においてインジェクタ取付孔２６の内周面に当接しているため、ノズル３１Ｃの熱は筒状部材３０を介してシリンダヘッド３に伝達し、ノズル３１Ｃの過熱が防止される。即ち、筒状部材３０はノズル３１Ｃの熱は放出する放熱部材として機能する。

そして筒状部材３０は、図２に示されるように、複数の辺部３０Ａと複数の角部３０Ｂとを有する多角形断面を有するために弾性変形し易く、その先端の断面輪郭形状がその基端の断面輪郭形状よりも小さくされている。そのため、筒状部材３０は精密に加工されていなくても、図３に示される基端側において角部３０Ｂをインジェクタ取付孔２６の内周面に弾発的に当接させ、図４に示される先端側において辺部３０Ａをノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接させ、放熱部材として機能し得る。従って、放熱性のよいインジェクタ取付構造の製造コスト増大が抑制される。

また、図３に示されるように、筒状部材３０は、基端においてノズル３１Ｃの外周面に当接していないため、先にインジェクタ取付孔２６に挿入された筒状部材３０にインジェクタ３１のノズル３１Ｃを容易に挿入することができる。

本実施形態においては、図２に示されるように、筒状部材３０は、軸方向に沿って形成されたスリット３０Ｃを備える板金加工品であるため、加工が容易であり、低コストで製造可能である。

≪第２実施形態≫
次に、図５を参照して第２実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一又は同様の要素には同一の符号或いは１の位が共通の対応する符号を付し、重複する説明は省略する。以下の実施形態においても同様とする。

図５は、第２実施形態に係る筒状部材４０の取付前状態を示す斜視図である。本実施形態では、筒状部材４０の構成や製造方法が第１実施形態と異なっている。具体的には、筒状部材４０は、円形や六角形等の断面の鋼管を拡管加工やスウェージング加工によってテーパ形状の正多角形断面（図示例では、正六角形断面）に加工してなる筒金であり、スリット３０Ｃ（図２）を備えない閉断面形状とされている。

筒状部材４０の基端側はインジェクタ取付孔２６に挿入されると外輪郭の最大断面寸法が縮小するように弾性変形し、６つの角部４０Ｂがインジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内周面に弾発的に当接する。筒状部材４０の基端側の弾性変形は、角部４０Ｂの曲率半径を大きくする角部４０Ｂの曲げ変形によって主に行われる。また、筒状部材４０の基端側の弾性変形は、辺部４０Ａの幅方向中央を径内方向に膨らませる各辺部４０Ａの曲げ変形を伴うこともある。

筒状部材４０の先端側はインジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入されると内輪郭の最小断面寸法が拡大するように弾性変形し、６つの辺部４０Ａがノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接する。筒状部材４０の先端側の弾性変形は、辺部４０Ａの幅方向中央を径外方向に膨らませる各辺部４０Ａの曲げ変形によって行われる。

筒状部材４０は、第１実施形態のようなスリット３０Ｃを備えないことにより、インジェクタ取付孔２６への挿入のためにより大きな荷重を要する一方、第１実施形態よりも大きな接触面積をもって基端側の角部４０Ｂをインジェクタ取付孔２６の内周面に接触させる。また、筒状部材４０は、第１実施形態のようなスリット３０Ｃを備えないことにより、インジェクタ３１のノズル３１Ｃの挿入のためにより大きな荷重を要する一方、第１実施形態よりも大きな接触面積をもって先端側の辺部４０Ａをノズル３１Ｃの外周面に接触させる。従って、インジェクタ３１の放熱性が向上する。

≪第３実施形態≫
次に、図６を参照して第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る筒状部材５０の、図４の要部に相当する基端側の拡大断面図である。本実施形態では、筒状部材５０の基端側は、インジェクタ取付孔２６に挿入される前の状態において、想像線で示されるように各辺部５０Ａの幅方向中央が内方に凸の湾曲形状をなす、正六角形に比べて星形に近い形状とされている。

図６に示されるように、筒状部材５０の基端側はインジェクタ取付孔２６に挿入されると外輪郭の最大断面寸法が縮小するように弾性変形する。筒状部材５０の基端側の弾性変形は、角部５０Ｂの曲率半径を大きくする角部５０Ｂの曲げ変形と、辺部５０Ａの幅方向中央を径内方向に膨らませる各辺部５０Ａの曲げ変形とにより行われる。インジェクタ取付孔２６に挿入される前の状態において、辺部５０Ａが内方に凸の湾曲形状をなす断面形状であることから、ノズル３１Ｃを筒状部材５０内に挿入する際に、左右の角部５０Ｂから圧縮力を受ける辺部５０Ａが径内方向に湾曲し易く、小さな荷重で筒状部材５０をインジェクタ取付孔２６に挿入することができる。

≪第４実施形態≫
次に、図７を参照して第４実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る筒状部材６０の、図３の要部に相当する先端側の拡大断面図である。本実施形態では、筒状部材６０の先端側は、インジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入される前の状態において、想像線で示されるように各辺部６０Ａの幅方向中央が径外方向に膨らんだ、正六角形に比べて丸まった形状とされている。

図６に示されるように、筒状部材６０の先端側はインジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入されると内輪郭の最小断面寸法が拡大するように弾性変形する。各辺部６０Ａの幅方向中央が径外方向に膨らんでいることから、本実施形態の筒状部材６０は、大きな接触面積をもって先端側の辺部６０Ａをノズル３１Ｃの外周面に接触させることができる上、ノズル３１Ｃの挿入に要する荷重を小さくすることができる。

≪第５実施形態≫
次に、図８〜図１０を参照して第５実施形態について説明する。図８は、第５実施形態に係る筒状部材７０の取付前状態を示す斜視図である。図８に示されるように、本実施形態の筒状部材７０は、基端から軸方向に沿って基端側の各辺部７０Ａに切欠状に形成された複数（図示例では６つ）の基端側スリット７０Ｄと、先端から軸方向に沿って先端側の各角部７０Ｂに切欠状に形成された複数（図示例では６つ）の先端側スリット７０Ｅとを備えている。基端側スリット７０Ｄは、辺部７０Ａの幅（辺の長さ）よりも小さな幅を有し、各辺部７０Ａの幅方向の中央に配置されている。先端側スリット７０Ｅは、湾曲する角部７０Ｂの幅よりも小さな幅を有し、各角部７０Ｂの幅方向の中心に配置されている。先端側スリット７０Ｅの軸方向長さは、基端側スリット７０Ｄの軸方向長さよりも短い。

基端側スリット７０Ｄ及び先端側スリット７０Ｅの合計軸方向長さは筒状部材７０の軸方向長さよりも短く、筒状部材７０の軸方向の中間部は、閉断面形状とされている。即ち、筒状部材７０は、テーパ形状の正多角形断面（図示例では、正六角形断面）に加工してなる筒金である。他の実施形態では、筒状部材７０は、鋼板を正多角形断面の筒状に曲げ加工してなる板金加工品であり、軸方向に沿って縦断するように形成された１本のスリット３０Ｃ（図２）を備える開断面形状であってもよい。

図９は、図８に示される筒状部材７０の、図３に対応する基端側の断面図である。図９に示されるように、筒状部材７０の基端側はインジェクタ取付孔２６に挿入されると外輪郭の最大断面寸法が縮小するように弾性変形し、６つの角部７０Ｂがインジェクタ取付孔２６の中径部２６Ｃの内周面に弾発的に当接する。筒状部材７０の基端側の弾性変形は、各基端側スリット７０Ｄを減幅させる、筒状部材７０の軸方向における曲げ変形によって主に行われる。

図１０は、図８に示される筒状部材７０の、図４に対応する先端側の断面図である。図１０に示されるように、筒状部材７０の先端側はインジェクタ３１のノズル３１Ｃが挿入されると内輪郭の最小断面寸法が拡大するように弾性変形し、６つの辺部７０Ａがノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接する。筒状部材７０の先端側の弾性変形は、先端側スリット７０Ｅを拡幅させる、筒状部材７０の軸方向における曲げ変形によって主に行われる。

このように構成された筒状部材７０では、基端側の角部７０Ｂが径内方向に弾性変形し易くなるため、小さな荷重で筒状部材７０をインジェクタ取付孔２６に圧入できる上、先端側の辺部７０Ａが径外方向に弾性変形し易くなるため、小さな荷重でインジェクタ３１のノズル３１Ｃを筒状部材７０に圧入できる。

≪第６実施形態≫
次に、図１１を参照して第６実施形態について説明する。図１１は、第６実施形態に係る筒状部材８０の取付前状態を示す概略側面図である。本実施形態では、筒状部材８０が、先端側から基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状部８０Ｆと、先端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って辺部８０Ａがノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接する第１ストレート形状部８０Ｇを有している。これより、筒状部材８０の先端側がノズル３１Ｃの外周面に当接する面積が大きくなり、ノズル３１Ｃの熱が効率的に筒状部材８０に伝達される。そのため、ノズル３１Ｃが高温になることを一層抑制できる。

≪第７実施形態≫
次に、図１２を参照して第７実施形態について説明する。図１２は、第７実施形態に係る筒状部材９０の取付前状態を示す概略側面図である。本実施形態では、筒状部材９０が、先端側から基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状部９０Ｆと、先端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って辺部９０Ａがノズル３１Ｃの外周面に弾発的に当接する第１ストレート形状部９０Ｇと、基端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って角部９０Ｂがインジェクタ取付孔２６の内周面に弾発的に当接する第２ストレート形状部９０Ｈとを有している。これより、筒状部材９０の先端側がノズル３１Ｃの外周面に当接する面積が大きくなり、ノズル３１Ｃの熱が効率的に筒状部材９０に伝達される。また、筒状部材９０の基端側がインジェクタ取付孔２６の内周面に当接する面積が大きくなり、ノズル３１Ｃから伝わった熱が筒状部材９０から効率的にシリンダヘッド３に伝達される。そのため、筒状部材９０及びノズル３１Ｃが高温になることを一層抑制できる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として副燃焼室式の内燃機関１への取付構造として本発明の説明を行ったが、直噴式のインジェクタ３１を用いるものであれば、内燃機関１が副燃焼室２４を備えていなくてもよい。また、上記実施形態は、適宜組み合わせてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、素材、製造方法など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ エンジン本体（内燃機関本体）
１２ 主燃焼室
２４ 副燃焼室
２６ インジェクタ取付孔
３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０ 筒状部材
３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ 辺部
３０Ｂ、４０Ｂ、５０Ｂ、６０Ｂ、７０Ｂ、８０Ｂ、９０Ｂ 角部
３０Ｃ スリット
３１ インジェクタ（燃料噴射弁）
３１Ｃ ノズル
７０Ｄ 基端側スリット
７０Ｅ 先端側スリット
８０Ｇ、９０Ｇ 第１ストレート形状部
９０Ｈ 第２ストレート形状部

Claims (9)

1. 燃焼室に連通する取付孔が形成された内燃機関本体と、
   前記取付孔に挿入された筒状部材と、
   前記筒状部材に挿入され、燃料を前記燃焼室に向けて噴射するノズルを有する燃料噴射弁とを備え、
   前記筒状部材は、複数の辺部と複数の角部とを有する多角形断面を有し、且つ前記燃焼室側の先端の断面輪郭形状を前記燃焼室と相反する側の基端の断面輪郭形状よりも小さく形成されており、前記基端側において前記角部を前記取付孔の内周面に弾発的に当接させ、前記先端側において前記辺部を前記ノズルの外周面に弾発的に当接させることを特徴とする燃料噴射弁の取付構造。
2. 前記筒状部材は、前記基端において前記ノズルの外周面に当接していないことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の取付構造。
3. 前記筒状部材は、板金加工品であり、軸方向に沿って形成されたスリットを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射弁の取付構造。
4. 前記筒状部材の少なくとも前記基端は、前記取付孔に挿入される前の状態において、前記辺部が内方に凸の湾曲形状をなす断面形状を有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。
5. 前記筒状部材の少なくとも前記先端は、前記取付孔に挿入される前の状態において、前記辺部が外方に凸の湾曲形状をなす断面形状を有していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。
6. 前記筒状部材は、軸方向の中間部において閉断面形状を有し、且つ前記取付孔に挿入される前の状態において、前記先端側から前記基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状をなしており、
   前記筒状部材の前記基端側には、前記基端から軸方向に沿って前記辺部に形成された複数の基端側スリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。
7. 前記筒状部材は、軸方向の中間部において閉断面形状を有し、且つ前記取付孔に挿入される前の状態において、前記先端側から前記基端側に向けて断面が拡大するテーパ形状をなしており、
   前記筒状部材の前記先端側には、前記先端から軸方向に沿って前記角部に形成された複数の先端側スリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。
8. 前記筒状部材は、前記先端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って前記辺部が前記ノズルの外周面に弾発的に当接する第１ストレート形状部を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。
9. 前記筒状部材は、前記基端側に形成され、軸方向に所定の長さに亘って前記角部が前記取付孔の内周面に弾発的に当接する第２ストレート形状部を有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の燃料噴射弁の取付構造。

Images