JP7120091B2 - 内燃機関のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のシール構造に関する。

従来、内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁が挿し込まれる筒状の部材であるスリーブ（以下、「インジェクタチューブ」という）と、シリンダヘッドカバーとの間にリップシールを設けた燃料噴射弁のシール構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－１５５１５５号公報

しかしながら、特許文献１の燃料噴射弁のシール構造は、インジェクタチューブ内に水や砂等が入り込む可能性がある。インジェクタチューブ内に水や砂等が入り込んでいると、燃料噴射弁を交換するとき等、インジェクタチューブから燃料噴射弁を抜き取る際に、インジェクタチューブ内に入り込んでいた水や砂等が燃焼室へ入り込む可能性がある。

そこで、本明細書開示の内燃機関のシール構造は、燃焼室内へ水や砂等が入り込むことを抑制することを課題とする。

本明細書に開示された内燃機関のシール構造は、下部に燃焼室が形成されたシリンダヘッドに装着されるとともに、燃料噴射弁の先端部が前記燃焼室に露出するように前記燃料噴射弁が挿し込まれるインジェクタチューブと、前記シリンダヘッドに固定され、前記燃料噴射弁を支持するインジェクタホルダと、前記インジェクタホルダが備える挿通孔に装着され、前記インジェクタチューブと前記インジェクタホルダとの間に設けられる環状のガスケットと、を有し、前記ガスケットは、環状の内側に向かって突出し、前記インジェクタチューブの外周壁面を押圧する第１突部と、上方に向かって突出し、前記燃料噴射弁の前記インジェクタホルダよりも上方に設けられたフランジ部に下側から当接する第２突部と、を有する。

内燃機関のシール構造は、前記第２突部が当接する前記フランジ部に隣接して設けられ、前記ガスケットへ向けられた水流の入射角を規制する遮蔽部をさらに備えることができる。

本明細書開示の内燃機関のシール構造によれば、燃焼室内へ水や砂等が入り込むことを抑制することができる。

図１は実施形態の内燃機関のシリンダヘッド周辺に配置される部品の一部を示す分解図である。 図２は実施形態の内燃機関のシール構造が設けられた部分の断面図である。 図３は実施形態におけるインジェクタチューブの上端部周辺を拡大して示す断面図である。 図４（Ａ）は第１ガスケットの平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＡ－Ａ線断面図であり、図４（Ｃ）は第１ガスケットの底面図である。 図５は変形例におけるインジェクタチューブの上端部周辺を拡大して示す断面図である。 図６はさらに他の変形例におけるインジェクタチューブの上端部周辺を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

（実施形態）
本実施形態のシール構造には、図１に示すインジェクタチューブ２、インジェクタホルダ５と、第１ガスケット６と燃料噴射弁１０が備えるフランジ部１０ａが含まれる。図１を参照すると、直列４気筒エンジン用のシリンダヘッド１には、気筒配列方向に沿って、幅方向の中心部に４本のインジェクタチューブ２が設けられている。シリンダヘッド１には、気筒毎にインジェクタチューブ２と並べて点火プラグチューブ３が設けられている。図２を参照すると、シリンダヘッド１の下部には、燃焼室１ａが形成されており、インジェクタチューブ２は、シリンダヘッド１に設けられ、燃焼室１ａと連通している第１装着孔１ｂに圧入されている。点火プラグチューブ３は、シリンダヘッド１に設けられ、燃焼室１ａと連通している第２装着孔１ｃに圧入されている。

再び図１を参照すると、シリンダヘッド１には、カムキャップ４が取り付けられる。また、カムキャップ４には、インジェクタホルダ５が取り付けられる。さらに、インジェクタホルダ５の上側には、高圧の燃料を燃料噴射弁１０に供給する高圧デリバリ８が取り付けられる。インジェクタホルダ５は、ボルト７によってカムキャップ４に固定される。高圧デリバリ８は、ボルト９によってインジェクタホルダ５と共にカムキャップ４に固定される。インジェクタホルダ５は、カムキャップ４を介してシリンダヘッド１に固定されている。本実施形態では、カムキャップ４とインジェクタホルダ５を別個に設け、両者を組み合わせる構成としているが、カムキャップ４とインジェクタホルダ５を一体とし、一つの部品として構成するようにしてもよい。なお、図１ではシリンダヘッドカバー１２は省略されている。また、図１では、カムシャフト、吸気バルブ及び排気バルブ等の動弁系も省略されている。

インジェクタホルダ５は、気筒配列方向に沿って、４つの挿通孔５ａが設けられている。挿通孔５ａには、第１ガスケット６が装着されている。図２や図３を参照すると、第１ガスケット６は、インジェクタチューブ２の上縁部において、インジェクタホルダ５とインジェクタチューブ２との間に設けられている。

図４（Ａ）から図４（Ｃ）を参照すると、第１ガスケット６は、環状の部材であり、平面状に広がる鍔部６ａと、鍔部の内側から下方に向かって延びる筒状部６ｂを備える。また、第１ガスケット６は、環状の内側に向かって突出した第１突部６ｃと、上方に向かって突出した第２突部６ｄを備える。第１ガスケット６は、耐油性、耐摩耗性、耐老化性に優れた従来公知の材料によって形成されており、第１突部６ｃや第２突部６ｄは、弾性を備える。第１ガスケット６は、筒状部６ｂの外周面が挿通孔５ａの内周面と密着するように挿通孔５ａに嵌め込まれている。これにより、挿通孔５ａと第１ガスケット６との間を通じてシリンダヘッド１内のオイルが外部へ漏れ出ることが防止される。

再び図１から図３を参照すると、燃料噴射弁１０は、高圧デリバリ８に近い側に径方向に広がるフランジ部１０ａを備える。フランジ部１０ａは、燃料噴射弁１０がインジェクタチューブ２に挿し込まれ、インジェクタホルダ５に高圧デリバリ８が取り付けられた状態で、インジェクタホルダ５よりも上側に位置している。燃料噴射弁１０は、図２に示すように、クランプバネ１１によって、燃焼室１ａ側に付勢されている。クランプバネ１１は、圧縮された状態で高圧デリバリ８と燃料噴射弁１０との間に狭持されている。燃料噴射弁１０はクランプバネ１１が発揮する弾性力によって燃焼室１ａ側に押された状態となっている。第１突部６ｃは、インジェクタチューブ２の外周壁面を押圧し、第２突部６ｄは、フランジ部１０ａに下側から当接する。

第１突部６ｃは、筒状部６ｂの内周壁面に設けられ、環状の内側に向かって突出している。これにより、第１突部６ｃは、インジェクタチューブ２の外周壁面を押圧し、シール性を維持し、シリンダヘッド１内のオイルが外部へ漏れ出ることを防止する。第１突部６ｃは、インジェクタチューブ２の外周壁面を押圧することでインジェクタチューブ２の径方向の位置ずれ（軸のずれ）を吸収する。４本のインジェクタチューブ２の全てが正確に位置だしされていれば良いが、いずれかのインジェクタチューブ２の位置がずれている場合であっても、第１突部６ｃがその位置ずれを吸収することで、シール性が維持される。

第２突部６ｄは、鍔部６ａの上方に向かって突出している。第２突部６ｄは、上側に向かうにしたがって、外側に広がる形状を有している。第２突部６ｄは、クランプバネ１１によって燃焼室１ａ方向へ付勢されている燃料噴射弁１０が備えるフランジ部１０ａと当接するため、第２突部６ｄも燃焼室１ａ方向に押され、形状が変化することがある。しかしながら、第２突部６ｄは、外側に広がる形状を有していることで、フランジ部１０ａに押され、変形した状態となっても、フランジ部１０ａに密着した状態を維持することができる。

このような第２突部６ｄは、変形することができることで、フランジ部１０ａの高さ位置のばらつき、換言すると、燃料噴射弁１０の挿し込み深さのばらつきを吸収することができる。

フランジ部１０ａは、インジェクタホルダ５、すなわち、第１ガスケット６よりも上側に位置しているため、第２突部６ｄは、フランジ部１０ａに対し、下側から当接する。上方に向かって突出する第２突部６ｄが、クランプバネ１１によって第２突部６ｄ側へ押し付けられるフランジ部１０ａに下側から当接することで、フランジ部１０ａと第２突部６ｄとの密着性が高まり、シール性が向上する。この結果、挿通孔５ａ内へ水や、砂塵などが入り込むことが防止される。この結果、インジェクタチューブ２の内側に水や砂塵が入り込むことが防止される。

第２突部６ｄは、これらの機能を確保することができる形状であればよく、例えば、環状の内側に向かう内巻き形状としてもよい。

図２を参照すると、インジェクタホルダ５の上側にはシリンダヘッドカバー１２が設けられている。シリンダヘッドカバー１２とインジェクタホルダ５との間、及び、シリンダヘッドカバー１２とカムキャップ４との間には、第２ガスケット１３が設けられている。これにより、動弁系が配置されるカムキャップ４及びシリンダヘッド１内のシールがされる。

シリンダヘッドカバー１２は、第２突部６ｄが当接するフランジ部１０ａに隣接して、第１ガスケット６へ向けられた水流の入射角を規制する遮蔽部１２ａが設けられている。本実施形態における遮蔽部１２ａは、壁状に形成されている。

ここで、図２を参照すると、図２における右側と車室側とし、左側を車両前端側としたときに、遮蔽部１２ａは、車両前端側に設けられている。これは、例えば、高圧水流によって車体が洗車、特にエンジンルームが洗浄されることを想定して採られた措置である。図３を参照すると、矢示２０は、水流の入射角を表している。遮蔽部１２ａは、車両の前方上側から放出された水流が直接第２突部６ｄへ当たらないように設けられている。仮に、高圧の水流が第２突部６ｄへ直接当てられると、第２突部６ｄが変形し、第２突部６ｄとフランジ部１０ａとの間から水が入り込む可能性がある。

これに対し、本実施形態のように遮蔽部１２ａを設けることで、水流の入射角が規制される。このため、シリンダヘッドカバー１２とフランジ部１０ａとの間から水流がシリンダヘッドカバー１２の下側に入り込んでも、水流が第２突部６ｄへ直接当たることはない。

なお、本実施形態の遮蔽部は、シリンダヘッドカバーに設けられているが、エンジンルーム内に配置される他の構成部品に設けるようにしてもよい。例えば、インジェクタホルダ５に遮蔽部を設けるようにしてもよい。また、その形状は、種々変更することができる。遮蔽部の形状の変形例について、以下に説明する。

＜変形例１＞
図５を参照すると、変形例１の遮蔽部２２ａは、シリンダヘッドカバー２２に設けられている点で、実施形態の遮蔽部１２ａと共通するが、その形状が異なっている。遮蔽部２２ａは、庇状に形成されている。遮蔽部２２ａを設けることで、図５中、矢示２３で示される水流は、遮蔽部２２ａに当たるため、第１ガスケットへ到達することはできない。また、図５中、矢示２４で示される水流は、その入射角度が規制されることで、第２突部６ｄへ直接当たることがない。シリンダヘッドカバー２２とフランジ部１０ａとの間隔Ｓを変更することで、水流の入射角の制限の幅を広げることができる。間隔Ｓを狭くすればするほど、水流は、第２突部６ｄへ到達しにくくなる。

＜変形例２＞
つぎに、図６を参照して、変形例２について説明する。変形例２の遮蔽部３２ａは、変形例２と比較すると、シリンダヘッドカバー３２の板厚がシリンダヘッドカバー２２の板厚よりも厚くされている。また、これと併せて、フランジ部１０ｂの厚さｔもフランジ部１０ａの厚さよりも厚くされている。

このように、シリンダヘッドカバーやフランジ部の厚さを厚くすることで、水流の入射角の制限を厳しくし、水流が第２突部６ｄへ到達しにくくすることができる。例えば、フランジ部１０ｂのように、その厚さｔを厚くすることで、図６において矢示３３で示すように、水流が第１ガスケット６へ到達することを回避することができる。

このように、遮蔽部を設けることで例えば、高圧水流によるエンジンルーム洗浄の際に、第１ガスケット６内へ水流が入り込むことを防止することができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１ シリンダヘッド
１ａ 燃焼室
２ インジェクタチューブ
３ 点火プラグチューブ
４ カムキャップ
５ インジェクタホルダ
５ａ 挿通孔
６ 第１ガスケット
６ａ 鍔部
６ｂ 筒状部
６ｃ 第１突部
６ｄ 第２突部
７ ボルト
８ 高圧デリバリ
１０ 燃料噴射弁
１０ａ、１０ｂ フランジ部
１１ クランプバネ
１２ シリンダヘッドカバー
１２ａ、２２ａ、３２ａ 遮蔽部

Claims (1)

1. 下部に燃焼室が形成されたシリンダヘッドに装着されるとともに、燃料噴射弁の先端部が前記燃焼室に露出するように前記燃料噴射弁が挿し込まれるインジェクタチューブと、
   前記シリンダヘッドに固定され、前記燃料噴射弁を支持するインジェクタホルダと、
   前記インジェクタホルダが備える挿通孔に装着され、前記インジェクタチューブと前記インジェクタホルダとの間に設けられる環状のガスケットと、を有し、
   前記ガスケットは、環状の内側に向かって突出し、前記インジェクタチューブの外周壁面を押圧する第１突部と、上方に向かって突出し、上側に向かうにしたがって、外側に広がる形状を備え、前記燃料噴射弁の前記インジェクタホルダよりも上方に設けられたフランジ部に下側から当接する第２突部と、
   前記燃料噴射弁を備えるエンジンが、一端側を車室側とし、他端側を車両前端側とするエンジンルール内に搭載された状態において、前記第２突部が当接する前記フランジ部に隣接して設けられるとともに、前記ガスケットよりも車両前端側に設けられ、前記ガスケットへ向けられた水流の入射角を規制する遮蔽部と、を備える内燃機関のシール構造。

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