JP7435211B2

JP7435211B2 - エンジン構造

Info

Publication number: JP7435211B2
Application number: JP2020078437A
Authority: JP
Inventors: 明彦楠本
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: JP2021173235A

Description

本発明はエンジン構造に関する。

特許文献１に従来のエンジン構造が開示されている。このエンジン構造は、エンジンヘッドと、インジェクタとを備えている。同文献には具体的な記載がされていないものの、エンジンヘッドは、シリンダブロックとともに燃焼室を形成している。また、エンジンヘッドには、燃焼室と連通して燃焼室から遠ざかる軸方向に延びる挿通孔が形成されている。挿通孔にはインジェクタが挿通されるようになっている。挿通孔は、第１挿通孔と、座面と、第２挿通孔とを有している。第１挿通孔は、燃焼室に連通して軸方向に延びている。座面は、内周縁で第１挿通孔と連続しており、軸方向と直交する方向で内周縁から外周縁に向かって拡径している。第２挿通孔は、座面の外周縁に連続して軸方向に延びている。

インジェクタは、ノズルと、リテーニングナットとを有している。また、同文献には具体的な記載がされていないものの、インジェクタは、エンジンヘッドに固定されるボデーを有している。ノズルは、ボデーよりも燃焼室側に位置しており、燃焼室に向かって軸方向に延びている。ノズルには、燃料を噴射させる噴射孔が形成されている。リテーニングナットは、ボデーとノズルとに挿通されつつ、ボデーとノズルとを軸方向に締結している。また、リテーニングナットは、挿通孔内で座面と軸方向で対向している。

より詳細には、ノズルは、先端部と、基端部と、接続部とを有している。先端部は、軸方向における燃焼室側に位置しており、噴射孔が形成されている。基端部は、軸方向におけるボデー側に位置しており、先端部よりも大径をなしている。基端部は、リテーニングナットと軸方向に対向しつつ当接しているとともに、リテーニングナットによってボデーに締結されている。接続部は、先端部と基端部との間に位置しており、先端部と基端部とに接続している。

また、このエンジン構造では、エンジンヘッドとインジェクタとの間にガスケットが設けられている。より具体的には、ガスケットは、座面とリテーニングナットとの間に挟持されている。これにより、このエンジン構造では、ノズルの先端部は、リテーニングナット及びガスケットよりも燃焼室側に突出している。これに対し、ノズルの基端部及び接続部は、リテーニングナット内において、ガスケットよりもボデー側に位置している。

このエンジン構造では、インジェクタが噴射孔を通じて燃焼室に燃料の噴射を行う。こうして燃焼室に噴射された燃料は燃焼室で燃焼する一方、不可避的に腐食体が生じる。この腐食体としては、硫酸、硝酸及び窒素酸化物等が含まれた燃焼ガスの他、この燃焼ガスが凝縮することで生じる凝縮水等が挙げられる。この点、このエンジン構造では、ガスケットによって腐食体がエンジンヘッドの外部に漏れないようにしている。

特開２０１６－１８０３９０号公報

しかし、上記従来のエンジン構造では、ノズルの先端部がリテーニングナット及びガスケットよりも燃焼室側に突出しているため、先端部が腐食体に晒されてしまうことになる。また、燃焼室内で発生した腐食体の一部がノズルの先端部とガスケットとの間を通過することは不可避である。このため、腐食体によってノズルが腐食してしまう。この結果、このエンジン構造では、ノズル、ひいてはインジェクタの耐久性を向上させることが難しい。

このため、ノズルの表面にクロムメッキ等のメッキ層を形成することも考えられるが、ノズルの基端部及び接続部の各表面では、メッキ層による効果を十分に発揮し得ない。なぜならば、ノズルの基端部は、ボデーとノズルとがリテーニングナットで締結された際、リテーニングナットと軸方向に対向しつつ当接する。そして、この状態でボデーがエンジンヘッドに固定されることにより、基端部がリテーニングナットを軸方向に押圧し続ける。このため、基端部にはリテーニングナットからの応力が作用し続ける状態となる。また、ノズルの接続部は基端部に接続していることから、ボデーがエンジンヘッドに固定されることにより、接続部にもリテーニングナットからの引張り応力が作用することになる。これらのため、上記のエンジン構造において、たとえ基端部及び接続部の各表面にメッキ層を形成したとしても、そのメッキ層にはクラックが生じ易く、クラックが生じた個所から接続部は基端部が腐食してしまうためである。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、インジェクタの耐久性をより向上させることが可能なエンジン構造を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のエンジン構造は、燃焼室を形成するエンジンヘッドと、前記エンジンヘッドに固定され、前記燃焼室に燃料の噴射を行うインジェクタとを備え、
前記エンジンヘッドには、前記燃焼室と連通するとともに、前記インジェクタの軸方向で前記燃焼室から遠ざかる軸方向に延び、前記インジェクタが挿通される挿通孔が形成され、
前記挿通孔は、前記燃焼室に連通して前記軸方向に延びる第１挿通孔と、内周縁で前記第１挿通孔と連続し、前記軸方向と直交する方向で前記内周縁から外周縁に向かって拡径する座面と、前記座面の前記外周縁に連続して前記軸方向に延びる第２挿通孔とを有し、
前記インジェクタは、前記エンジンヘッドに固定されるボデーと、
前記ボデーよりも前記燃焼室側に位置し、前記燃焼室に向かって前記軸方向に延びるとともに前記燃料を噴射させる噴射孔が形成されたノズルと、
前記ボデーと前記ノズルとに挿通されつつ、前記ボデーと前記ノズルとを前記軸方向に締結し、前記座面と前記軸方向で対向するリテーニングナットとを有し、
前記エンジンヘッドと前記インジェクタとの間には、前記座面と前記リテーニングナットとの間に挟持されたガスケットが設けられたエンジン構造において、
前記ノズルは、前記軸方向における前記燃焼室側に位置し、前記噴射孔が形成された先端部と、
前記軸方向における前記ボデー側に位置して前記先端部よりも大径をなし、前記リテーニングナットと前記軸方向に対向しつつ当接するとともに、前記リテーニングナットによって前記ボデーに締結される基端部と、
前記先端部と前記基端部との間に位置し、前記先端部と前記基端部とに接続する接続部とを有し、
前記先端部の表面には、前記燃料が前記燃焼室内で燃焼することで生じる腐食体から前記先端部を保護するメッキ層が形成され、
前記先端部と前記リテーニングナットとの間において、前記軸方向で前記ガスケットよりも前記ボデー側となる位置には、前記腐食体が前記接続部及び前記基端部に到達することを抑制する蓋部材が設けられ、
前記先端部は、前記噴射孔が形成されるとともに、前記リテーニングナット及び前記ガスケットよりも前記燃焼室側に突出して前記第１挿通孔内に延びる第１部位と、
前記リテーニングナット内に位置して前記第１部位よりも大径をなし、前記接続部と接続する第２部位と、
前記リテーニングナット内において前記第１部位と前記第２部位との間に位置し、前記第１部位に接続しつつ前記第１部位側から前記第２部位側に向かうにつれて拡径して前記第２部位に接続するテーパ部位とを有し、
前記蓋部材は、前記テーパ部位と前記リテーニングナットとの間に設けられていることを特徴とする。

本発明のエンジン構造では、ノズルの先端部の表面にはメッキ層が形成されているため、腐食体によって先端部が腐食することが防止できる。また、このエンジン構造では、先端部とリテーニングナットとの間であって、インジェクタの軸方向でガスケットよりもボデー側となる位置に蓋部材が設けられている。これにより、蓋部材は、先端部とリテーニングナットとの隙間を塞ぐことで腐食体が接続部及び基端部に到達することを抑制する。このため、たとえ接続部及び基端部の各表面にメッキ層を形成していなくても、接続部及び基端部が腐食し難くなる。また、このエンジン構造では、腐食体としての燃焼ガスが接続部及び基端部に到達することを蓋部材が抑制することにより、接続部とリテーニングナットとの間や基端部とリテーニングナットとの間に腐食体としての凝縮水も生じ難くなる。この点においても、このエンジン構造では、接続部及び基端部が腐食し難くなる。こうして、このエンジン構造によれば、先端部、接続部及び基端部について、それぞれ腐食体によって腐食することを好適に防止できる。

したがって、本発明のエンジン構造によれば、インジェクタの耐久性をより向上させることができる。

先端部は、噴射孔が形成されるとともに、リテーニングナット及びガスケットよりも燃焼室側に突出して第１挿通孔内に延びる第１部位と、リテーニングナット内に位置して第１部位よりも大径をなし、接続部と接続する第２部位と、リテーニングナット内において第１部位と第２部位との間に位置し、第１部位に接続しつつ第１部位側から第２部位側に向かうにつれて拡径して第２部位に接続するテーパ部位とを有している。そして、蓋部材は、テーパ部位とリテーニングナットとの間に設けられている。

このため、蓋部材を容易に設けることが可能となるとともに、軸方向で接続部及び基端部に近い位置に蓋部材を配置することが可能となる。これにより、腐食体が接続部及び基端部に到達することを蓋部材によって好適に抑制することができる。

蓋部材は、先端部とリテーニングナットとの間で弾性変形可能であるとともに、インジェクタの作動時における腐食体の熱に対する耐熱性を有する樹脂からなることが好ましい。

この場合には、弾性変形した蓋部材によって、先端部とリテーニングナットとの隙間を好適に塞ぐことができる。また、インジェクタの作動時、すなわちエンジンの作動時には、腐食体が高温となり得るものの、このような場合であっても、蓋部材は溶融したり劣化したりし難くなる。これらのため、蓋部材は、腐食体が接続部及び基端部に到達することをより好適に抑制できる。

本発明のエンジン構造によれば、インジェクタの耐久性をより向上させることができる。

図１は、実施例１のエンジン構造を示す要部拡大断面図である。図２は、実施例１のエンジン構造に係り、インジェクタを示す要部拡大断面図である。図３は、実施例１のエンジン構造に係り、ノズル及びリテーニングナット等を示す要部拡大断面図である。図４は、実施例２のエンジン構造に係り、インジェクタを示す要部拡大断面図である。図５は、実施例３のエンジン構造に係り、インジェクタを示す要部拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１～３を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図１に示すように、実施例１のエンジン構造は、ディーゼルエンジン１に採用されている。ディーゼルエンジン１は、シリンダヘッド３と、シリンダブロック５と、複数のインジェクタ７とを備えている他、図示しないコモンレール及び制御装置等を備えている。ディーゼルエンジン１は、産業車両や乗用自動車等の車両に搭載されている。そして、実施例１のエンジン構造は、シリンダヘッド３、シリンダブロック５及び各インジェクタ７によって構成されている。シリンダヘッド３は、本発明における「エンジンヘッド」の一例である。なお、図１では、各インジェクタ７のうちの１つを図示している。

本実施例では、図１に示す矢印によって、ディーゼルエンジン１の上下方向を規定している。そして、図２以降では、図１に対応してディーゼルエンジン１の上下方向を規定している。なお、各方向は一例であり、ディーゼルエンジン１は搭載される車両に応じて姿勢を適宜変更可能である。

シリンダヘッド３及びシリンダブロック５は、アルミニウム合金等の金属によって形成されている。シリンダブロック５には、複数のシリンダボア５ａが形成されており、各シリンダボア５ａ内には、ピストン（図示略）が上下方向に摺動可能に設けられている。

シリンダヘッド３は、シリンダブロック５の上方に配置されている。シリンダヘッド３は、シリンダブロック５に固定されることにより、各ピストンとともに、各シリンダボア５ａ内に燃焼室９を形成している。また、シリンダヘッド３には、複数の挿通孔１１が形成されている他、複数の吸気ポート及び排気ポート（いずれも図示略）が形成されている。なお、図１では、シリンダボア５ａ、燃焼室９及び挿通孔１１のうちの１つを図示している。

各挿通孔１１は、各燃焼室９、ひいては、各シリンダボア５ａの個数に対応してシリンダヘッド３に形成されている。挿通孔１１は、それぞれ各燃焼室９に連通しているとともに、インジェクタ７の軸方向で各燃焼室９から遠ざかるように上方に向かって延びている。なお、インジェクタ７の軸方向は、ディーゼルエンジン１の上下方向と平行である。

各挿通孔１１は、第１挿通孔１１ａと、座面１１ｂと、第２挿通孔１１ｃと、第３挿通孔１１ｄと、第４挿通孔１１ｅと、第５挿通孔１１ｆと、段差１１ｇとを有している。図２及び図３に示すように、第１挿通孔１１ａは、各挿通孔１１において最も下端に位置している。第１挿通孔１１ａは、下端で燃焼室９と連通しており、軸方向で上方に向かって延びている。第１挿通孔１１ａは、各挿通孔１１において最も小径に形成されており、後述するノズル７３の第１部位７３１を挿通可能となっている。

座面１１ｂは、挿通孔１１の径方向に延びる円環状に形成されており、内周縁１１１と外周縁１１２とを有している。座面１１ｂは、第１挿通孔１１ａの上方に位置しており、内周縁１１１で第１挿通孔１１ａの上端と連続している。座面１１ｂは、内周縁１１１から外周縁１１２に向かって第１挿通孔１１ａよりも拡径しつつ、挿通孔１１の径方向に平面状に延びている。

第２挿通孔１１ｃは、第１挿通孔１１ａと同軸であって、第１挿通孔１１ａよりも大径をなしている。第２挿通孔１１ｃは、座面１１ｂの上方に位置している。第２挿通孔１１ｃは、下端で座面１１ｂの外周縁１１２と連続しており、軸方向で上方に向かって延びている。

第３挿通孔１１ｄは、第２挿通孔１１ｃの上方に位置しており、第２挿通孔１１ｃと同軸をなしている。第３挿通孔１１ｄは、下端で第２挿通孔１１ｃの上端と連続しており、軸方向で上方に向かって延びている。また、第３挿通孔１１ｄは、軸方向で上方に向かって次第に拡径している。

第４挿通孔１１ｅは、第３挿通孔１１ｄの上方に位置しており、第３挿通孔１１ｄと同軸をなしている。第４挿通孔１１ｅは、下端で第３挿通孔１１ｄの上端と連続しており、軸方向で上方に向かって延びている。図１に示すように、第５挿通孔１１ｆは、第４挿通孔１１ｅの上方に位置している。第５挿通孔１１ｆは、第４挿通孔１１ｅと同軸をなしており、軸方向で上方に向かって延びている。第５挿通孔１１ｆは、各挿通孔１１において最も大径に形成されており、上方側がシリンダヘッド３の上面３ａに開口している。段差１１ｇは、第４挿通孔１１ｅと第５挿通孔１１ｆとの間に位置しており、第４挿通孔１１ｅの上端と第５挿通孔１１ｆ下端とに接続している。

各インジェクタ７は、ボデー７１と、ノズル７３と、リテーニングナット７５と、電磁弁７７と、取付キャップ７９とを有している。ボデー７１は炭素鋼等の金属によって形成されており、軸方向に延びている。ボデー７１は、軸部７１ａと本体部７１ｂと燃料供給部７１ｃとを有している。軸部７１ａは、略円筒状に形成されており、本体部７１ｂから軸方向で下方に向かって延びている。本体部７１ｂは、軸部７１ａの上方に位置しており、軸部７１ａの上端と一体をなしている。本体部７１ｂは略矩形状に形成されている。燃料供給部７１ｃは、本体部７１ｂに一体で設けられている。燃料供給部７１ｃには、燃料配管１３の一端側が接続されるようになっている。図示を省略するものの、燃料配管１３の他端側はコモンレールに接続されている。コモンレール内には、燃料としての軽油が所定の圧力で導入されている。

ノズル７３は鉄鋼製である。図２に示すように、インジェクタ７においてノズル７３は、ボデー７１の下方側、より具体的には、軸部７１ａの下方側に位置している。ノズル７３は、ボデー７１よりも軸方向で下方側、つまり燃焼室９側に向かって延びる略円筒状をなしており、先端部７３ａと、基端部７３ｂと、接続部７３ｃとを有している。先端部７３ａ、基端部７３ｂ及び接続部７３ｃは、一体をなしている。

先端部７３ａは、基端部７３ｂに比べて小径に形成されている。先端部７３ａは、接続部７３ｃ及び基端部７３ｂよりも燃焼室９側に位置している。より具体的には、先端部７３ａは、第１部位７３１と、第２部位７３２と、テーパ部位７３３とで構成されている。第１部位７３１は、先端部７３ａにおける下端側を構成している。第１部位７３１は、第１挿通孔１１ａよりも小径に形成されており、軸方向で上下に延びている。すなわち、第１部位７３１の下端、第１部位７３１の先端であって、燃焼室９側となる個所には、複数の噴射孔７３０が形成されている。第２部位７３２は、先端部７３ａにおける上端側を構成している。第２部位７３２は、第１部位７３１よりも大径に形成されており、先端部７３ａにおいて最も大径をなす部位となっている。

テーパ部位７３３は、第１部位７３１と第２部位７３２との間に位置しており、第１部位７３１と第２部位７３２とに接続している。より具体的には、テーパ部位７３３は、下端で第１部位７３１の上端と接続している。そして、テーパ部位７３３は、下端から上端に向かうにつれて拡径しつつ延びており、上端で第２部位７３２の下端と接続している。

基端部７３ｂは、ノズル７３において最も大径に形成されているとともに、先端部７３ａ及び接続部７３ｃよりもボデー７１側に位置している。基端部７３ｂは、接続部７３ｃ側からボデー７１側に向かって軸方向で上方に延びている。基端部７３ｂは、平面状に形成された第１当接面７３４及び第２当接面７３５を有している。第１当接面７３４は、基端部７３ｂの下端に位置している。第２当接面７３５は、基端部７３ｂの上端に位置している。

接続部７３ｃは、先端部７３ａと基端部７３ｂとの間に位置しており、先端部７３ａと基端部７３ｂとに接続している。より具体的には、接続部７３ｃは、先端部７３ａの第２部位７３２と、基端部７３ｂの第１当接面７３４との間に位置している。接続部７３ｃは、下端で第２部位７３２の上端と接続している。そして、接続部７３ｃは、下端から上端に向かうにつれて拡径しつつ延びており、上端で第１当接面７３４と接続している。こうして、接続部７３ｃは、先端部７３ａと基端部７３ｂとに接続している。

また、図３に示すように、ノズル７３において、先端部７３ａの表面、つまり、第１部位７３１、第２部位７３２及びテーパ部位７３３の各表面には、クロムメッキからなるメッキ層１５が形成されている。これにより、メッキ層１５は、腐食体から先端部７３ａを保護することが可能となっている。これに対し、ノズル７３において、基端部７３ｂ及び接続部７３ｃの各表面には、メッキ層１５が形成されていない。なお、図３では、説明を容易にするため、メッキ層１５を誇張して図示している。

図２及び図３に示すように、リテーニングナット７５は、軸方向に延びる多段の円筒状に形成されており、内部に第１保持孔７５ａと、第２保持孔７５ｂと、第３保持孔７５ｃとが形成されている。第１保持孔７５ａは、先端部７３ａの第２部位７３２とほぼ同径に形成されている。換言すれば、第１保持孔７５ａは、先端部７３ａの第１部位７３１及びテーパ部位７３３よりも大径に形成されている。第２保持孔７５ｂは、基端部７３ｂとほぼ同径に形成されている。第３保持孔７５ｃは、ボデー７１の軸部７１ａとほぼ同径に形成されている。また、リテーニングナット７５の内部において、第１保持孔７５ａと第２保持孔７５ｂとの間には、被当接面７５ｄが形成されている。被当接面７５ｄは平面状に形成されている。

リテーニングナット７５は、下方側からノズル７３及び軸部７１ａに挿通されつつ、ノズル７３及び軸部７１ａに締結されている。これにより、リテーニングナット７５は、第１保持孔７５ａ内で第２部位７３２を保持し、第２保持孔７５ｂ内で基端部７３ｂを保持し、第３保持孔７５ｃ内で軸部７１ａを保持している。こうして、インジェクタ７では、リテーニングナット７５によって、ボデー７１とノズル７３とが同軸で締結されて一体化されている。より詳細には、ノズル７３において、基端部７３ｂは、第２当接面７３５を軸部７１ａの下端に当接させた状態で、軸部７１ａに同軸で締結されている。

また、リテーニングナット７５がノズル７３及び軸部７１ａに締結されることにより、基端部７３ｂの第１当接面７３４と、リテーニングナット７５の被当接面７５ｄとが軸方向で対向する状態となる。そして、この状態で第１当接面７３４と被当接面７５ｄとは軸方向で互いに当接している。また、ノズル７３において、先端部７３ａでは、第１部位７３１がリテーニングナット７５よりも下方に向かって突出する状態となる。一方、第２部位７３２及びテーパ部位７３３は、リテーニングナット７５内、すなわち第１保持孔７５ａ内に位置する状態となる。

また、図１に示すように、インジェクタ７には、軸孔７ａと、第１供給路７ｂと第２供給路７ｃとが形成されている。軸孔７ａは、ボデー７１内からノズル７３内まで軸方向に延びている。図３に示すように、軸孔７ａは、ノズル７３の第１部位７３１内で各噴射孔７３０と連通している。また、軸孔７ａ内には、コマンドピストン１７が設けられている。コマンドピストン１７は、軸孔７ａ内で上下方向に移動することにより、軸孔７ａと各噴射孔７３０との連通及び非連通を切り替える。図１に示すように、第１供給路７ｂは、軸孔７ａに沿いつつ、ボデー７１内からノズル７３内まで延びている。第１供給路７ｂは、下端で軸孔７ａに接続している。第２供給路７ｃは、ボデー７１の本体部７１ｂ内で第１供給路７ｂと接続しつつ、燃料供給部７１ｃ内まで延びている。

電磁弁７７は、ボデー７１の上方側、つまり本体部７１ｂの上方側に設けられている。電磁弁７７は、制御装置によって作動制御されることにより、軸孔７ａ内でコマンドピストン１７を作動させる。これにより、電磁弁７７は、所定の圧力で噴射孔７３０から燃料を燃焼室９内に噴射させる場合と、燃料の噴射を停止させる場合とを切り替える。なお、図１等では、説明を容易にするため、電磁弁７７の他、軸孔７ａ、第１供給路７ｂ、第２供給路７ｃ及びコマンドピストン１７を簡略化して図示している。

取付キャップ７９は、内部に電磁弁７７を収容しつつ、本体部７１ｂの上方側に固定されている。これにより、取付キャップ７９は、電磁弁７７をボデー７１に固定している。

また、図２及び図３に示すように、このエンジン構造では、ノズル７３の先端部７３ａとリテーニングナット７５との間に蓋部材２１が設けられている。より具体的には、蓋部材２１は、先端部７３ａのテーパ部位７３３と、リテーニングナット７５の第１保持孔７５ａとの間に設けられている。こうして、インジェクタ７において、蓋部材２１は、軸方向でガスケット２５よりもボデー７１側となる位置に配置されている。

蓋部材２１は、ＰＴＥＦ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、円環状に形成されている。これにより、蓋部材２１は、弾性変形が可能であるとともに、各インジェクタ７の作動時、つまり、ディーゼルエンジン１の作動時における腐食体の熱に対する耐熱性を有している。蓋部材２１は、弾性変形しつつ、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの間に設けられることにより、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの隙間を封止している。なお、蓋部材２１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂によって形成されても良く、また、銅のような軟質の金属等によって形成されても良い。

また、このエンジン構造では、挿通孔１１の座面１１ｂにガスケット２５が設けられている。ガスケット２５は、銅によって形成されており、ノズル７３の先端部７３ａ、より具体的には、第１部位７３１を挿通可能な円環状をなしている。そして、図１に示すように、このエンジン構造では、ノズル７３を燃焼室９側に向けた状態で、各インジェクタ７が第５挿通孔１１ｆ側から各挿通孔１１に挿通されている。これにより、各インジェクタ７では、ノズル７３の第１部位７３１がガスケット２５に挿通されつつ、第１挿通孔１１ａ内に挿通される。こうして、各噴射孔７３０を含め、第１部位７３１の下端が燃焼室９内に侵入する。なお、第１部位７３１がガスケット２５及び第１挿通孔１１ａに挿通された状態で、第１部位７３１とガスケット２５との間と、第１部位７３１と第１挿通孔１１ａとの間とには、僅かな隙間が不可避的に生じている。

また、このエンジン構造では、第２挿通孔１１ｃ内でリテーニングナット７５とガスケット２５とが軸方向で対向する。そして、この状態で各インジェクタ７は、クランプ２７によってシリンダヘッド３に固定される。これにより、図１の白色矢印で示すように、各インジェクタ７は、クランプ２７によってシリンダヘッド３の下方に向けて押圧された状態となっている。これにより、ガスケット２５は、リテーニングナット７５と座面１１ｂとによって軸方向に挟持されつつ、リテーニングナット７５と座面１１ｂとの間を封止している。さらに、各インジェクタ７では、ボデー７１の燃料供給部７１ｃに燃料配管１３が接続される。これにより、第２供給路７ｃが燃料配管１３と連通する。

このように、クランプ２７によって各インジェクタ７がシリンダヘッド３の下方に向けて押圧された状態で固定されることにより、図２の白色矢印で示すように、ノズル７３では、第１当接面７３４を通じて、基端部７３ｂがリテーニングナット７５をシリンダヘッド３の下方に向けて押圧する状態となる。ここで、リテーニングナット７５は、座面１１ｂとの間でガスケット２５を挟持しているため、リテーニングナット７５には、座面１１ｂ、ひいてはシリンダヘッド３からの応力が作用する。この結果、図３の実線矢印で示すように、第１当接面７３４には、リテーニングナット７５からの応力が作用する。また、ノズルの接続部７３ｃは基端部７３ｂと先端部７３ａとに接続している。このため、第１当接面７３４にリテーニングナット７５からの応力が作用することで、接続部７３ｃには、リテーニングナット７５からの引張り応力が作用することになる。このため、基端部７３ｂ及び接続部７３ｃの各表面にメッキ層１５を形成した場合には、リテーニングナット７５からの応力によって、メッキ層１５に割れが生じることが懸念される。この点、このエンジン構造では、基端部７３ｂ及び接続部７３ｃの各表面にはメッキ層１５が形成されていないため、上記のような懸念が生じない。

以上のように構成されたこのエンジン構造、ひいてはディーゼルエンジン１では、燃料配管１３、第２供給路７ｃ及び第１供給路７ｂを経て、コモンレール内の燃料が軸孔７ａ内に流通する。また、各燃焼室９内では、ピストンによって内部の空気が圧縮される。この状態で各インジェクタ７において電磁弁７７がコマンドピストン１７を作動させて、各噴射孔７３０から燃料を燃焼室９に噴射させる。これにより、このエンジン構造では、燃焼室９内で燃料が燃焼し、車両を走行させるための動力が発生する。

このように燃焼室９内で燃料が燃焼することにより、燃焼室９内には、腐食体が不可避的に生じる。ここで、各インジェクタ７が作動している間、つまり、ディーゼルエンジン１の作動時は、腐食体は高温の燃焼ガスである。燃焼室９内で生じた腐食体の大部分は排気ポートを通じて燃焼室９の外部に排出されるものの、腐食体の一部は、図２及び図３の破線矢印で示すように、燃焼室９内から、第１部位７３１と第１挿通孔１１ａとの隙間を経て、挿通孔１１側に流通する。

この点、このエンジン構造では、ガスケット２５によって、リテーニングナット７５と座面１１ｂとの間が封止されている。このため、挿通孔１１側に流通した腐食体がインジェクタ７と挿通孔１１との隙間を経て、シリンダヘッド３の外部に排出されることが防止されている。

さらに、このエンジン構造では、ノズル７３において、先端部７３ａの表面にメッキ層１５が形成されているため、挿通孔１１側に流通した腐食体によって、先端部７３ａが腐食することが防止されている。

ここで、挿通孔１１側に流通した腐食体は、先端部７３ａの第１部位７３１とガスケット２５との隙間を経ることで、ガスケット２５を越えてリテーニングナット７５の第１保持孔７５ａ内に侵入し得ることになる。しかし、このエンジン構造では、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの間に蓋部材２１が設けられており、この蓋部材２１によって、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの隙間が封止されている。このため、蓋部材２１は、ガスケット２５を越えて第１保持孔７５ａ内に侵入した腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを抑制している。これにより、このエンジン構造では、接続部７３ｃ及び基端部７３ｂの各表面にメッキ層１５が形成されていなくても、接続部７３ｃ及び基端部７３ｂが腐食し難くなっている。

また、燃焼ガスであった腐食体は、ディーゼルエンジン１の停止時や燃焼室９から遠ざかることで冷却される。このため、腐食体は、燃焼ガスが冷却されて生じた凝縮水である場合もある。このため、腐食体が凝縮水である場合には、腐食体が先端部７３ａに付着したり、ガスケット２５の周囲に貯留されたりすることになる。しかし、この場合であっても、メッキ層１５は、腐食体によって先端部７３ａが腐食することを防止し、蓋部材２１は、先端部７３ａに付着した凝縮水やガスケット２５の周囲に貯留された腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを抑制する。

さらに、このエンジン構造では、腐食体としての燃焼ガスが接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを蓋部材２１が抑制することにより、接続部７３ｃとリテーニングナット７５との間の他、基端部７３ｂとリテーニングナット７５との間に腐食体としての凝縮水も生じ難くなっている。この点においても、接続部７３ｃ及び基端部７３ｂが腐食し難くなっている。

こうして、このエンジン構造によれば、ノズル７３の先端部７３ａ、接続部７３ｃ及び基端部７３ｂについて、それぞれ腐食体によって腐食することを好適に防止することが可能となっている。

したがって、実施例１のエンジン構造によれば、各インジェクタ７の耐久性をより向上させることができる。

特に、このエンジン構造では、蓋部材２１が先端部７３ａとリテーニングナット７５との間であって、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの間となる箇所に設けられている。このため、このエンジン構造では、蓋部材２１を容易に設けることが可能となっているとともに、軸方向で接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに近い位置に蓋部材２１を配置することが可能となっている。これにより、蓋部材２１は、腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを好適に抑制することが可能となっている。

また、蓋部材はＰＴＥＦ製であり、弾性変形可能であるとともに、腐食体の熱に対する耐熱性を有している。これにより、このエンジン構造では、弾性変形した蓋部材２１によって、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの隙間を好適に塞ぎつつ、これらの間を封止することが可能となっている。また、ディーゼルエンジン１の作動時には、腐食体、つまり燃焼ガスが高温となり得るものの、蓋部材２１は腐食体の熱によって溶融したり劣化したりし難くなっている。この点においても、蓋部材２１は、腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを好適に抑制することが可能となっている。

（実施例２）
図４に示すように、実施例２のエンジン構造では、蓋部材２１に換えて、蓋部材２３が設けられている。蓋部材２１と同様、蓋部材２３もＰＴＦＥ製である。蓋部材２３は、ノズル７３の第１部位７３１を挿通可能な円筒状に形成されている。また、蓋部材２３の上端側、つまり、テーパ部位７３３側となる箇所は、テーパ部位７３３の形状に沿って拡径している。

蓋部材２３は、第１部位７３１とテーパ部位７３３との間に挿通されている。そして、この状態でリテーニングナット７５がノズル７３及び軸部７１ａに締結されている。こうして、蓋部材２３は、弾性変形しつつ、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの間に設けられており、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの隙間を封止している。このエンジン構造における他の構成は実施例１のエンジン構造と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

このエンジン構造によっても、実施例１のエンジン構造と同様の作用を奏することが可能となっている。また、このエンジン構造では、蓋部材２３によって、テーパ部位７３３と第１保持孔７５ａとの隙間をより好適に封止できるため、腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することをより好適に抑制することが可能となっている。

（実施例３）
図５に示すように、実施例３のエンジン構造では、リテーニングナット７５において、第１保持孔７５ａの内周面に保持溝７５０が凹設されている。保持溝７５０は、第１保持孔７５ａの内周面において、ノズル７３の第２部位７３２と対向する箇所に設けられており、第１保持孔７５ａの内周面を周方向に一周している。そして、このエンジン構造では、保持溝７５０内に蓋部材２１が設けられている。これにより、リテーニングナット７５がノズル７３及び軸部７１ａに締結されることで、蓋部材２１は、弾性変形しつつ、第２部位７３２と保持溝７５０との間に設けられる。こうして、このエンジン構造では、蓋部材２１は、第２部位７３２と第１保持孔７５ａとの隙間を封止している。このエンジン構造における他の構成は実施例１のエンジン構造と同様である。

このエンジン構造によっても、実施例１のエンジン構造と同様の作用を奏することが可能となっている。また、このエンジン構造では、蓋部材２１が保持溝７５０内に設けられているため、ノズル７３及び軸部７１ａにリテーニングナット７５を締結する際や、ディーゼルエンジン１の作動時の振動等によっても、蓋部材２１が位置ずれし難くなっている。この点においても、このエンジン構造では、蓋部材２１は、腐食体が接続部７３ｃ及び基端部７３ｂに到達することを好適に抑制することが可能となっている。

以上において、本発明を実施例１～３に即して説明したが、本発明は上記実施例１～３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例１～３のエンジン構造では、接続部７３ｃは、先端部７３ａ側から基端部７３ｂ側に向かうにつれて拡径するテーパ形状をなしている。しかしこれに限らず、接続部７３ｃは、径の大きさを一定としつつ、先端部７３ａ側から基端部７３ｂ側に向かって延びる形状であっても良い。

また、実施例１～３のエンジン構造において、ノズル７３の基端部７３ｂ及び接続部７３ｃの各表面にメッキ層１５を形成する構成としても良い。

さらに、実施例１～３のエンジン構造は、ディーゼルエンジン１に採用されているが、これに限らず、燃料にガソリンを用いるエンジンに採用されても良い。

本発明は、産業車両、運送車両及び乗用自動車等に利用可能である。

３…シリンダヘッド（エンジンヘッド）
７…インジェクタ
９…燃焼室
１１…挿通孔
１１ａ…第１挿通孔
１１ｂ…座面
１１ｃ…第２挿通孔
１５…メッキ層
２１…蓋部材
２３…蓋部材
２５…ガスケット
７１…ボデー
７３…ノズル
７３ａ…先端部
７３ｂ…基端部
７３ｃ…接続部
７５…リテーニングナット
１１１…内周縁
１１２…外周縁
７３０…噴射孔
７３１…第１部位
７３２…第２部位
７３３…テーパ部位

Claims

燃焼室を形成するエンジンヘッドと、前記エンジンヘッドに固定され、前記燃焼室に燃料の噴射を行うインジェクタとを備え、
前記エンジンヘッドには、前記燃焼室と連通するとともに、前記インジェクタの軸方向で前記燃焼室から遠ざかる軸方向に延び、前記インジェクタが挿通される挿通孔が形成され、
前記挿通孔は、前記燃焼室に連通して前記軸方向に延びる第１挿通孔と、内周縁で前記第１挿通孔と連続し、前記軸方向と直交する方向で前記内周縁から外周縁に向かって拡径する座面と、前記座面の前記外周縁に連続して前記軸方向に延びる第２挿通孔とを有し、
前記インジェクタは、前記エンジンヘッドに固定されるボデーと、
前記ボデーよりも前記燃焼室側に位置し、前記燃焼室に向かって前記軸方向に延びるとともに前記燃料を噴射させる噴射孔が形成されたノズルと、
前記ボデーと前記ノズルとに挿通されつつ、前記ボデーと前記ノズルとを前記軸方向に締結し、前記座面と前記軸方向で対向するリテーニングナットとを有し、
前記エンジンヘッドと前記インジェクタとの間には、前記座面と前記リテーニングナットとの間に挟持されたガスケットが設けられたエンジン構造において、
前記ノズルは、前記軸方向における前記燃焼室側に位置し、前記噴射孔が形成された先端部と、
前記軸方向における前記ボデー側に位置して前記先端部よりも大径をなし、前記リテーニングナットと前記軸方向に対向しつつ当接するとともに、前記リテーニングナットによって前記ボデーに締結される基端部と、
前記先端部と前記基端部との間に位置し、前記先端部と前記基端部とに接続する接続部とを有し、
前記先端部の表面には、前記燃料が前記燃焼室内で燃焼することで生じる腐食体から前記先端部を保護するメッキ層が形成され、
前記先端部と前記リテーニングナットとの間において、前記軸方向で前記ガスケットよりも前記ボデー側となる位置には、前記腐食体が前記接続部及び前記基端部に到達することを抑制する蓋部材が設けられ、
前記先端部は、前記噴射孔が形成されるとともに、前記リテーニングナット及び前記ガスケットよりも前記燃焼室側に突出して前記第１挿通孔内に延びる第１部位と、
前記リテーニングナット内に位置して前記第１部位よりも大径をなし、前記接続部と接続する第２部位と、
前記リテーニングナット内において前記第１部位と前記第２部位との間に位置し、前記第１部位に接続しつつ前記第１部位側から前記第２部位側に向かうにつれて拡径して前記第２部位に接続するテーパ部位とを有し、
前記蓋部材は、前記テーパ部位と前記リテーニングナットとの間に設けられていることを特徴とするエンジン構造。
前記蓋部材は、前記先端部と前記リテーニングナットとの間で弾性変形可能であるとともに、前記インジェクタの作動時における前記腐食体の熱に対する耐熱性を有する樹脂からなる請求項１記載のエンジン構造。