JPH09195889A - 直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造
において、燃料噴射弁の取付構造の改善を図ることを課
題とする。 【解決手段】 ノズルホルダ３Ａを取り付けるためのブ
ッシュ１０をシリンダヘッド１とは別体に形成した構成
とすることにより、ブッシュ１０とポート壁２Ａとを分
離できる結果、ブッシュ１０の外周壁とポート壁２Ａと
の間に、冷却水通路２４を形成することを可能とし、ノ
ズルホルダ３Ａ並びにポート壁２Ａ周りに充分な大きさ
の冷却水通路を確保するようにし、更に、ウォータジャ
ケット部７内側空間部とアッパデッキ部７Ａの貫通孔９
とが連通している構成にして、この貫通孔９がシリンダ
ヘッド１の鋳造時に必要なガス抜き用のコアホールの役
目をなすようにし、シリンダヘッド１の鋳造時に必要な
ガス抜きを容易に行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直噴式ディーゼル機
関のシリンダヘッド構造に関し、特に、シリンダヘッド
における燃料噴射弁の取付部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４及び図５に示すように、シリ
ンダヘッド１に、夫々直動式の２つの吸気弁及び２つの
排気弁（図示せず）を備え、かつシリンダヘッド１に前
記４つの弁により開閉される吸気と排気の４つのポート
２を夫々有し、該シリンダヘッド１の前記ポート２の略
中央部に対応する部位に燃料噴射弁３を備えるようにし
たセンターノズル方式の直噴式ディーゼル機関が知られ
ている。

【０００３】かかる直噴式ディーゼル機関において、従
来では、燃料噴射弁３をシリンダヘッド１に取り付ける
構造として、同図に示すように、シリンダヘッド１に、
燃料噴射弁本体としてのノズルホルダ３Ａの取付孔４を
形成したハウジング５を一体成形するようにしたものが
採用されている（例えば、特開平５−１９５９０６号公
報及び実開平５−１４５２６号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造
にあっては、上記のように、ノズルホルダ３Ａを取り付
けるためのハウジング５をシリンダヘッド１に一体成形
した構成であるから、図５に示すように、ハウジング５
の外周壁と、シリンダヘッド１に一体成形されるポート
壁２Ａとは一部が連接（連接部６）した構造とならざる
を得ない。

【０００５】このため、ハウジング５の外周壁とポート
壁２Ａとの間には、冷却水通路を形成することが困難で
あり、ノズルホルダ３Ａ並びにポート壁２Ａ周りに充分
な大きさの冷却水通路を確保することが困難である。例
えば、図５に示した連接部６に冷却水通路を形成したい
が、これは、上記のように、ハウジング５の外周壁とポ
ート壁２Ａとが連接しているため、実際には不可能であ
る。

【０００６】又、ノズルホルダ３Ａ並びにポート壁２Ａ
周りに充分な大きさの冷却水通路を確保しようとした場
合には、ポート２の大きさを夫々縮小せざるを得なくな
り、今度はエンジン性能に支障を来してしまう。更に、
上記のような従来の直噴式ディーゼル機関のシリンダヘ
ッド構造にあっては、特に、直動式４弁の中央部に燃料
噴射弁３を備えるようにしたセンターノズル方式の場合
には、図４のウォータジャケット部７のアッパデッキ部
７Ａの中央部にノズルホルダ３Ａが貫通して位置してお
り、シリンダヘッド１の鋳造時に必要なガス抜き用のコ
アホールは、形成スペースが小さいがため、実際には形
成不可能であり、アッパデッキ部７Ａの鋳造欠陥が発生
する虞がある。

【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構
造、特に、シリンダヘッドにおける燃料噴射弁の取付部
の構造の改善を図って、エンジン性能に支障を来すこと
なく、燃料噴射弁並びに吸気ポート壁及び排気ポート壁
周りに充分な大きさの冷却水通路を確保できるようにす
ると共に、シリンダヘッドの鋳造時に必要なガス抜きを
可能にすること等を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、シリンダヘッドに、夫々直動式の２つの吸気
弁及び２つの排気弁を備え、かつ前記シリンダヘッドに
前記４つの弁により開閉される吸気と排気の４つのポー
トを夫々有し、該シリンダヘッドの前記ポートの略中央
部に対応する部位に燃料噴射弁を備えるようにしたセン
ターノズル方式の直噴式ディーゼル機関において、前記
シリンダヘッドの前記４つのポート周りに形成されたウ
ォータジャケット部のロアデッキ部とアッパデッキ部の
燃料噴射弁本体支持部に夫々貫通孔を形成する一方、前
記燃料噴射弁本体の先端から後端に向かう所定長さ部分
に、該燃料噴射弁本体の先端ノズル部分を突出させた状
態で装着されるブッシュを、前記シリンダヘッドとは別
体に形成し、前記燃料噴射弁本体の先端部を前記貫通孔
に貫通支持させ、前記ブッシュの先端面を前記ロアデッ
キ部内壁面の貫通孔開口部周りに当接させると共に、後
端部を前記アッパデッキ部の貫通孔に貫通させて締結手
段により該アッパデッキ部に締結させるようにした。

【０００９】かかる請求項１に係る発明において、ブッ
シュとポート壁とが分離される結果、ブッシュの外周壁
とポート壁との間には、冷却水通路を形成することが可
能となり、燃料噴射弁本体並びにポート壁周りに充分な
大きさの冷却水通路が確保される。又、ウォータジャケ
ット部内空間部とアッパデッキ部の貫通孔とが連通し、
この貫通孔がシリンダヘッドの鋳造時に必要なガス抜き
用のコアホールの役目をなす。

【００１０】請求項２に係る発明は、前記ブッシュを、
薄肉厚に形成するようにした。かかる構成においては、
より大きな冷却水通路が形成される。請求項３に係る発
明は、前記ブッシュ先端面とロアデッキ部内壁面との当
接部にリング状シール部材を介在させるようにした。

【００１１】かかる構成において、冷却水通路に面する
当接部における冷却水シールが効果的に行われる。請求
項４に係る発明は、前記締結手段を、アッパデッキ部の
貫通孔内周面に形成されためねじ部と、ブッシュの後端
部外周面に形成されたおねじ部とをねじ嵌合して、該ブ
ッシュの後端部をアッパデッキ部に締結させる構成とし
た。

【００１２】請求項４に係る発明の実施形態かかる構成
において、ブッシュはねじ嵌合によりアッパデッキ部に
容易に固定取付される。請求項５に係る発明は、前記ブ
ッシュ後端面には、該ブッシュをねじ嵌合する際に回転
させるための治具の装着用溝を形成するようにした。

【００１３】かかる構成において、上記ねじ嵌合作業が
簡単かつ確実に行われる。請求項６に係る発明は、前記
ねじ嵌合部には、シール部材を介在させるようにした。
請求項７に係る発明は、前記シール部材を、空気に触れ
ている状態のときは液化しており、空気と触れない状態
のときは固化するカプセル型嫌気性シール剤とし、該シ
ール剤を、液化状態で前記ねじ嵌合部におけるおねじ部
又はめねじ部に塗布させるようにした。

【００１４】かかる請求項６及び７に係る発明の構成に
おいて、カプセル型嫌気性シール剤をブッシュのおねじ
部に塗布するだけで、冷却水通路に面する前記ねじ嵌合
部における冷却水シールが効果的に行われる。請求項８
に係る発明は、前記ブッシュを、その内周面に形成され
ためねじ部と、燃料噴射弁本体外周面に形成されたおね
じ部とのねじ嵌合により、該燃料噴射弁本体に装着する
ようにした。

【００１５】かかる構成において、ねじ嵌合により、燃
料噴射弁本体とブッシュとの固定状態が確実に得られ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１及び図２において、シリンダヘ
ッド１には、夫々直動式の２つの吸気弁及び２つの排気
弁（図示せず）が備えられ、かつ前記シリンダヘッド１
に前記４つの弁により開閉されるポート２が夫々形成さ
れている。

【００１７】そして、シリンダヘッド１の４つのポート
２の略中央部に対応する部位に燃料噴射弁３が取り付け
られている（センターノズル方式）。かかる構成の直噴
式ディーゼル機関において、シリンダヘッド１の４つの
ポート２周りには、ウォータジャケット部７が形成され
ている。このウォータジャケット部７のロアデッキ部７
Ｂとアッパデッキ部７Ａの燃料噴射弁本体（以下、ノズ
ルホルダ３Ａ）の支持部には夫々貫通孔８，９が形成さ
れている。

【００１８】そして、前記ノズルホルダ３Ａの先端から
後端に向かう所定長さ部分に、該ノズルホルダ３Ａの先
端ノズル部分３ａを突出させた状態で装着されるブッシ
ュ１０が、前記シリンダヘッド１とは別体に形成されて
いる。かかる構成を詳述すると、前記ノズルホルダ３Ａ
には、ノズルホルダアダプタ１１が装着されている。

【００１９】このノズルホルダアダプタ１１は、ノズル
ホルダ３Ａの先端ノズル部３ａと後端部とを突出させた
状態で、ノズルホルダ３Ａ外周面に装着される。前記ウ
ォータジャケット部７のロアデッキ部７Ｂの中央部に
は、その内面から上方に突出するボス部８Ａが一体成形
されており、このボス部８Ａにより前記貫通孔８が形成
される。

【００２０】このボス部８Ａの貫通孔８は、小径部８ａ
と大径部８ｂとから構成され両者の境部には段付部８ｃ
が形成される。前記ウォータジャケット部７のアッパデ
ッキ部７Ａの中央部には、その外面から上方に突出する
ボス部９Ａが一体成形されており、このボス部９Ａによ
り前記貫通孔９が形成される。

【００２１】このボス部９Ａの貫通孔９の内周面には、
後述するめねじ部１２が形成されている。一方、前記ブ
ッシュ１０は、図３に示すように構成されている。即
ち、ブッシュ１０はスチール製であり、薄肉厚に形成さ
れ、先端側の小径部１０Ａと、後端側の大径部１０Ｂと
から構成される。この大径部１０Ｂ外周面には、後述す
るおねじ部１３が形成され、又、内周面には、後述する
めねじ部１４が形成されている。

【００２２】そして、前記ノズルホルダアダプタ１１の
先端部を前記貫通孔８に貫通支持させ、前記ブッシュ１
０の先端面をボス部８Ａ端面に当接させると共に、後端
部を前記アッパデッキ部９Ａの貫通孔９に貫通させて締
結手段により該アッパデッキ部９Ａに締結させるように
なっている。この場合、ノズルホルダアダプタ１１先端
面は、ボス部８Ａの段付面８ｃに突き当てられ、この突
当面には、ガスケット等のリング状シール部材１５が介
在される。

【００２３】又、ブッシュ１０先端面とロアデッキ部７
Ｂ内壁面との当接部には、ガスケット等のリング状シー
ル部材１６が介在される。前記締結手段は、アッパデッ
キ部７Ａの貫通孔９内周面に形成されためねじ部１２
と、ブッシュ１０の後端部外周面に形成されたおねじ部
１３とをねじ嵌合して、該ブッシュ１０の後端部をアッ
パデッキ部７Ａに締結させるように構成されている。

【００２４】このねじ嵌合部には、シール部材が介在さ
れる。このシール部材としては、空気に触れている状態
のときは液化しており、空気と触れない状態のときは固
化するカプセル型嫌気性シール剤１７が適用される。こ
の場合、ブッシュ１０のおねじ部１３にこのカプセル型
嫌気性シール剤１７を塗布してから、このブッシュ１０
をアッパデッキ部７Ａの貫通孔９内周面に形成されため
ねじ部１２にねじ嵌合する。

【００２５】前記ブッシュ１０後端面には、該ブッシュ
１０を上記のねじ嵌合を行う際に回転させるための治具
の装着用溝１８が、周方向に９０度ずつの位相差をもっ
て４つ設けられている。かかるブッシュ１０は、その内
周面に形成されためねじ部１４と、ノズルホルダアダプ
タ１１外周面に形成されたおねじ部１９とのねじ嵌合に
より、該ノズルホルダアダプタ１１に装着される。

【００２６】尚、図中、未説明符号２０はシリンダブロ
ック、２１はピストン、２３はカムである。燃料噴射弁
３をシリンダヘッド１のウォータジャケット部７のロア
デッキ部７Ｂとアッパデッキ部７Ａに取り付けるに際し
ては、先ず、ブッシュ１０をシリンダヘッド１に固定取
付した後、ノズルホルダアダプタ１１を装着したノズル
ホルダ３Ａを、ブッシュ１０の内側に上方から挿入し、
ノズルホルダアダプタ１１外周面に形成されたおねじ部
１９をブッシュ１０内周面に形成されためねじ部１４に
ねじ嵌合する。

【００２７】以上の構成の燃料噴射弁取付構造によれ
ば、請求項１〜３に係る発明の実施形態に応じて、次の
（１）〜（８）の作用・効果を奏する。 請求項１に係る発明の実施形態 （１）ノズルホルダ３Ａを取り付けるためのブッシュ１
０をシリンダヘッド１とは別体に形成した構成であるか
ら、従来のようにノズルホルダ取付部とシリンダヘッド
に一体成形されるポート壁とを一部を連接した構造とな
らず、ブッシュ１０とポート壁２Ａとを分離できる結
果、ブッシュ１０の外周壁とポート壁２Ａとの間には、
冷却水通路２４を形成することが可能となり、ノズルホ
ルダ３Ａ並びにポート壁２Ａ周りに充分な大きさの冷却
水通路を確保することが容易となる。

【００２８】従って、ノズルホルダ３Ａ並びにポート壁
２Ａ周りに充分な大きさの冷却水通路を確保しようとし
て、ポート２の大きさを夫々縮小せざるを得なくなると
いう問題も派生せず、エンジン性能にも支障を来すこと
がない。又、ウォータジャケット部７内側空間部とアッ
パデッキ部７Ａの貫通孔９とが連通している構成では、
この貫通孔９がシリンダヘッド１の鋳造時に必要なガス
抜き用のコアホールの役目をなすから、直動式４弁の中
央部に燃料噴射弁３を備えるようにしたセンターノズル
方式の場合でも、シリンダヘッド１の鋳造時に必要なガ
ス抜きを容易に行え、アッパデッキ部７Ａの鋳造欠陥の
発生を防止することができる。

【００２９】請求項２に係る発明の実施形態 （２）特に、ブッシュ１０を薄肉厚に形成することによ
り、図２の間隔Ｃを大きくでき、より大きな冷却水通路
２４を形成することが可能となる。 請求項３に係る発明の実施形態 （３）ブッシュ１０先端面とボス部８Ａ先端面との当接
部にリング状シール部材１６を介在させるようにしたか
ら、冷却水通路に面する前記当接部における冷却水シー
ルを効果的に行うことができる。

【００３０】請求項４に係る発明の実施形態 （４）ブッシュ１０の後端部をアッパデッキ部７Ａに締
結する締結手段を、アッパデッキ部７Ａの貫通孔９内周
面に形成されためねじ部１２と、ブッシュ１０の後端部
外周面に形成されたおねじ部１３とをねじ嵌合して、該
ブッシュ１０の後端部をアッパデッキ部７Ａに締結させ
る構成としたから、ブッシュ１０をアッパデッキ部７Ａ
に容易に固定取付できる。

【００３１】請求項５に係る発明の実施形態 （５）特に、ブッシュ１０後端面に、該ブッシュ１０を
ねじ嵌合する際に回転させるための治具の装着用溝１８
を形成するようにしたから、上記ねじ嵌合作業を簡単か
つ確実に行うことができる。 請求項６及び７に係る発明の実施形態 （６）又、上記ねじ嵌合部には、カプセル型嫌気性シー
ル剤１７等のシール部材を介在させるようにしたから、
このカプセル型嫌気性シール剤１７をブッシュ１０のお
ねじ部１３に塗布するだけで、冷却水通路に面する前記
ねじ嵌合部における冷却水シールを効果的に行うことが
できる。

【００３２】請求項８に係る発明の実施形態 （７）ブッシュ１０を、その内周面に形成されためねじ
部１４と、ノズルホルダアダプタ１１外周面に形成され
たおねじ部１９とのねじ嵌合により、該ノズルホルダア
ダプタ１１に装着する構成としたから、ノズルホルダ３
Ａとブッシュ１０との固定状態が確実となる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、燃料噴射弁本体並びに吸気ポート壁及び排
気ポート壁周りに充分な大きさの冷却水通路を確保する
ことが容易となり、吸気ポート及び排気ポートの大きさ
も充分に確保でき、エンジン性能の向上を図れ、直動式
４弁の中央部に燃料噴射弁を備えるようにしたセンター
ノズル方式の場合でも、シリンダヘッドの鋳造時に必要
なガス抜きを容易に行え、アッパデッキ部の鋳造欠陥の
発生を防止することができる。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、より大きな
冷却水通路を形成することが可能となる。請求項３に係
る発明によれば、ブッシュ先端面とロアデッキ部内壁面
との当接部における冷却水シールを効果的に行うことが
できる。請求項４に係る発明によれば、ブッシュをアッ
パデッキ部に容易に固定取付できる。

【００３５】請求項５に係る発明によれば、ブッシュの
ねじ嵌合作業を簡単かつ確実に行うことができる。請求
項６に係る発明によれば、ブッシュのねじ嵌合部におけ
る冷却水シールを効果的に行うことができる。請求項７
に係る発明によれば、ブッシュのねじ嵌合部におけるシ
ール部材を容易に介在できる。

【００３６】請求項８に係る発明によれば、燃料噴射弁
本体とブッシュとの固定状態が確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すシリンダヘッドの
燃料噴射弁本体の取付部の断面図

【図２】 図１中Ａ−Ａ矢視断面図

【図３】 同上の実施形態におけるブッシュの構造を示
す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図

【図４】 従来技術を示すシリンダヘッドの燃料噴射弁
本体の取付部の断面図

【図５】 図１中Ｂ−Ｂ矢視断面図

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ ポート ３ 燃料噴射弁 ３Ａ ノズルホルダ ７ ウォータジャケット部 ７Ａ アッパデッキ部 ７Ｂ ロアデッキ部 ８，９ 貫通孔 １０ ブッシュ １６ リング状シール部材 １７ カプセル型嫌気性シール剤 １８ 治具の装着用溝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドに、夫々直動式の２つの吸
   気弁及び２つの排気弁を備え、かつ前記シリンダヘッド
   に前記４つの弁により開閉される吸気と排気の４つのポ
   ートを夫々有し、該シリンダヘッドの前記ポートの略中
   央部に対応する部位に燃料噴射弁を備えるようにしたセ
   ンターノズル方式の直噴式ディーゼル機関において、 前記シリンダヘッドの前記４つのポート周りに形成され
   たウォータジャケット部のロアデッキ部とアッパデッキ
   部の燃料噴射弁本体支持部に夫々貫通孔を形成する一
   方、 前記燃料噴射弁本体の先端から後端に向かう所定長さ部
   分に、該燃料噴射弁本体の先端ノズル部分を突出させた
   状態で装着されるブッシュを、前記シリンダヘッドとは
   別体に形成し、 前記燃料噴射弁本体の先端部を前記貫通孔に貫通支持さ
   せ、 前記ブッシュの先端面を前記ロアデッキ部内壁面の貫通
   孔開口部周りに当接させると共に、後端部を前記アッパ
   デッキ部の貫通孔に貫通させて締結手段により該アッパ
   デッキ部に締結させたことを特徴とする直噴式ディーゼ
   ル機関のシリンダヘッド構造。
2. 【請求項２】前記ブッシュは、薄肉厚に形成されたこと
   を特徴とする請求項１記載の直噴式ディーゼル機関のシ
   リンダヘッド構造。
3. 【請求項３】前記ブッシュ先端面とロアデッキ部内壁面
   との当接部にリング状シール部材を介在させたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の直噴式ディーゼル機関の
   シリンダヘッド構造。
4. 【請求項４】前記締結手段は、アッパデッキ部の貫通孔
   内周面に形成されためねじ部と、ブッシュの後端部外周
   面に形成されたおねじ部とをねじ嵌合して、該ブッシュ
   の後端部をアッパデッキ部に締結させる構成であること
   を特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の
   直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造。
5. 【請求項５】前記ブッシュ後端面には、該ブッシュをね
   じ嵌合する際に回転させるための治具の装着用溝が形成
   されてなることを特徴とする請求項４記載の直噴式ディ
   ーゼル機関のシリンダヘッド構造。
6. 【請求項６】前記ねじ嵌合部には、シール部材が介在さ
   れることを特徴とする請求項４又は５記載の直噴式ディ
   ーゼル機関のシリンダヘッド構造。
7. 【請求項７】前記シール部材は、空気に触れている状態
   のときは液化しており、空気と触れない状態のときは固
   化するカプセル型嫌気性シール剤であり、該シール剤
   は、液化状態で前記ねじ嵌合部におけるおねじ部又はめ
   ねじ部に塗布されることを特徴とする請求項６記載の直
   噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造。
8. 【請求項８】前記ブッシュは、その内周面に形成された
   めねじ部と、燃料噴射弁本体外周面に形成されたおねじ
   部とのねじ嵌合により、該燃料噴射弁本体に装着される
   ことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１つに記
   載の直噴式ディーゼル機関のシリンダヘッド構造。