特許 7338562 燃料噴射弁およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】燃料噴射弁およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/16 20060101AFI20230829BHJP

【ＦＩ】

F02M61/16 K

F02M61/16 M

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020093343

(22)【出願日】2020-05-28

(65)【公開番号】P2021188550

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-03-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山 啓之

(72)【発明者】

【氏名】大蘆 嘉郎

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２０２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８３６６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３９／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブボディと、
ノズルボディと、
前記ノズルボディを前記バルブボディに取り付けるリテーニングナットと、
前記リテーニングナットおよび前記ノズルボディの間に形成された半径方向の隙間と、
前記隙間に充填され、前記隙間の内面に直接的に接触される金属の粉状体と、
前記隙間の入口部に設けられ、前記粉状体を固結させると共に前記入口部を封止する封止材と、
を備え、
前記粉状体は、前記ノズルボディを形成する第１金属よりイオン化傾向が高い第２金属により形成されており、
前記隙間は、軸方向における先端側が開放され基端側が閉じられた袋小路状の隙間であり、
前記粉状体は、前記隙間の軸方向先端側における入口部から軸方向基端側の位置まで充填され、
前記封止材は、前記粉状体の充填領域のうち、最も軸方向先端側の位置から基端側に向かう途中の位置まで設けられ、当該途中の位置から軸方向基端側には設けられない
ことを特徴とする燃料噴射弁。

【請求項2】

前記封止材は、前記第２金属を含む塗料により形成される
請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項3】

前記封止材は、塗料、光硬化樹脂、エポキシ樹脂またはエポキシ接着剤により形成される
請求項１に記載の燃料噴射弁。

【請求項4】

前記第２金属は亜鉛である
請求項１～３の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項5】

前記粉状体および前記封止材は固体である
請求項１～４の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項6】

前記隙間は、軸方向基端側の第１部分と、軸方向先端側の第２部分と、前記第１部分および前記第２部分の間に形成された第３部分とを有し、
前記入口部は前記第２部分に形成され、
前記第２部分の隙間の大きさは、前記第１部分の隙間の大きさより大きくされ、前記第３部分の隙間の大きさは、軸方向基端側に向かうにつれ徐々に縮小される
請求項１～５の何れか一項に記載の燃料噴射弁。

【請求項7】

バルブボディと、
ノズルボディと、
前記ノズルボディを前記バルブボディに取り付けるリテーニングナットと、
前記リテーニングナットおよび前記ノズルボディの間に形成された半径方向の隙間と、
前記隙間に充填され、前記隙間の内面に直接的に接触される金属の粉状体と、
前記隙間の入口部に設けられ、前記粉状体を固結させると共に前記入口部を封止する封止材と、
を備え、
前記粉状体は、前記バルブボディを形成する第１金属よりイオン化傾向が高い第２金属により形成されており、
前記隙間は、軸方向における先端側が開放され基端側が閉じられた袋小路状の隙間であり、
前記粉状体は、前記隙間の軸方向先端側における入口部から軸方向基端側の位置まで充填され、
前記封止材は、前記粉状体の充填領域のうち、最も軸方向先端側の位置から基端側に向かう途中の位置まで設けられ、当該途中の位置から軸方向基端側には設けられない
燃料噴射弁の製造方法であって、
前記入口部から前記隙間に前記粉状体を充填する第１ステップと、
前記入口部に液状の前記封止材を充填する第２ステップと、
充填された前記封止材を乾燥させる第３ステップと、
を備えたことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は燃料噴射弁およびその製造方法に係り、特に、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる燃料噴射弁およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に内燃機関、特に直噴式ディーゼルエンジンにおいては、シリンダヘッドに燃料噴射弁（もしくはインジェクタ）が取り付けられている。燃料噴射弁の先端部はシリンダ内の燃焼室に露出され、その先端部には複数の噴孔が設けられている。これら噴孔から燃焼室内に燃料が放射状に噴射される。

【0003】

燃料噴射弁は、バルブボディと、前記噴孔が形成されたノズルボディと、ノズルボディをバルブボディに取り付けるリテーニングナットとを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１８９０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ノズルボディとリテーニングナットの間には半径方向の小さい隙間が存在する。エンジン運転時に燃焼室内のガスが隙間に浸入する。その後エンジンが停止され、燃料噴射弁が冷却されると、隙間内に残留したガスに含まれる水蒸気が凝縮して凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、腐食能力の高い酸性水である。そのため、凝縮水によってノズルボディが錆びたり腐食したりする損傷が生じる可能性がある。

【0006】

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ノズルボディの損傷を抑制することができる燃料噴射弁およびその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一の態様によれば、
バルブボディと、
ノズルボディと、
前記ノズルボディを前記バルブボディに取り付けるリテーニングナットと、
前記リテーニングナットおよび前記バルブボディの間に形成された半径方向の隙間と、
前記隙間に充填され、前記隙間の内面に直接的に接触される金属の粉状体と、
前記隙間の入口部に設けられ、前記粉状体を固結させると共に前記入口部を封止する封止材と、
を備え、
前記粉状体は、前記ノズルボディを形成する第１金属よりイオン化傾向が高い第２金属により形成されている
ことを特徴とする燃料噴射弁が提供される。

【0008】

好ましくは、前記封止材は、前記第２金属を含む塗料により形成される。

【0009】

好ましくは、前記封止材は、塗料、光硬化樹脂、エポキシ樹脂またはエポキシ接着剤により形成される。

【0010】

好ましくは、前記第２金属は亜鉛である。

【0011】

好ましくは、前記隙間は、軸方向における先端側が開放され基端側が閉じられた袋小路状の隙間である。

【0012】

好ましくは、前記隙間は、軸方向基端側の第１部分と、軸方向先端側の第２部分と、前記第１部分および前記第２部分の間に形成された第３部分とを有し、
前記入口部は前記第２部分に形成され、
前記第２部分の隙間の大きさは、前記第１部分の隙間の大きさより大きくされ、前記第３部分の隙間の大きさは、軸方向基端側に向かうにつれ徐々に縮小される。

【0013】

本開示の他の態様によれば、
バルブボディと、
ノズルボディと、
前記ノズルボディを前記バルブボディに取り付けるリテーニングナットと、
前記リテーニングナットおよび前記バルブボディの間に形成された半径方向の隙間と、
前記隙間に充填され、前記隙間の内面に直接的に接触される金属の粉状体と、
前記隙間の入口部に設けられ、前記粉状体を固結させると共に前記入口部を封止する封止材と、
を備え、
前記粉状体は、前記バルブボディを形成する第１金属よりイオン化傾向が高い第２金属により形成されている
燃料噴射弁の製造方法であって、
前記入口部から前記隙間に前記粉状体を充填する第１ステップと、
前記入口部に液状の前記封止材を充填する第２ステップと、
充填された前記封止材を乾燥させる第３ステップと、
を備えたことを特徴とする燃料噴射弁の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、ノズルボディの損傷を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の実施形態に係る燃料噴射弁を示す縦断面図である。

【図2】図１のＩＩ部詳細図である。

【図3】図２のＩＩＩ部詳細図である。

【図4】本実施形態の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】第１ステップの様子を示す縦断面図である。

【図6】第２および第３ステップの様子を示す縦断面図である。

【図7】変形例を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

【0017】

図１は、内燃機関（エンジン）のシリンダヘッド１に取り付けられた燃料噴射弁（もしくはインジェクタ）２を示す。本実施形態のエンジンは車両用ディーゼルエンジンであるが、その種類、用途等に特に限定はなく、例えばエンジンはガソリンエンジンであってもよい。

【0018】

符号Ｃは燃料噴射弁２の中心軸（バルブ軸という）であり、バルブ軸Ｃは図示しないシリンダの中心軸（シリンダ軸という）と同軸である。以下、特に断らない限り、バルブ軸Ｃを基準とした軸方向、半径方向および周方向を単に軸方向、半径方向および周方向という。

【0019】

燃料噴射弁２は、その先端部（図中下側の端部）を下方に向けた下向き状態でシリンダヘッド１に取り付けられている。シリンダヘッド１の下側には、シリンダ（図示せず）内の燃焼室３が形成されている。燃料噴射弁２は、例えばコモンレール式燃料噴射システムに適用され、コモンレールから供給された高圧燃料を燃焼室３内に噴射する。

【0020】

燃料噴射弁２は、バルブボディ４と、バルブボディ４の下側（先端側）に隣接して配置された燃料噴射ノズル５のノズルボディ１７と、ノズルボディ１７をバルブボディ４に密接して取り付ける略円筒状のリテーニングナット（もしくはスリーブナット）６とを備える。リテーニングナット６は、その下端面７から上端面８まで軸方向に延びる。ノズルボディ１７は、その先端側に軸部９を有し、軸部９は、リテーニングナット６より下方の位置まで軸方向に延びる。軸部９はリテーニングナット６より小径である。軸部９の周囲すなわち半径方向外側に、燃料噴射弁２の肩部１０が、リテーニングナット６の下端部によって形成されている。

【0021】

シリンダヘッド１には、燃料噴射弁２が上方から同軸に挿入されるバルブ挿入穴１１が設けられている。バルブ挿入穴１１はシリンダ軸と同軸である。バルブ挿入穴１１は、バルブボディ４およびリテーニングナット６が挿入される大径のボディ挿入穴１２と、軸部９が挿入される小径の軸部挿入穴１３とを有する。軸部挿入穴１３は、ボディ挿入穴１２から連続して下方かつ軸方向に延びると共に、シリンダヘッド１の下面１４の位置で開口する。これにより軸部挿入穴１３およびボディ挿入穴１２は燃焼室３に連通される。

【0022】

ボディ挿入穴１２の下端と軸部挿入穴１３の上端とは、座面１５によって段差状に接続される。座面１５は、シリンダヘッド１に設けられ軸部挿入穴１３の上端の周囲に形成された、全周に延びる上向きの円環状面である。座面１５は軸方向に垂直（すなわち水平）な平面により形成されている。この座面１５にパッキン１６を介してリテーニングナット６が上方から押し付けられることにより、燃料噴射弁２はシリンダヘッド１に気密に取り付けられる。なお燃料噴射弁２は図外上方の位置において図示しないフォーク状の部材により軸方向下方に押圧される。

【0023】

図２には図１のＩＩ部詳細を示す。燃料噴射ノズル５は、燃料の実質的な噴射部分をなすもので、略円筒状のノズルボディ１７と、ノズルボディ１７内に同軸かつ昇降可能に収容されたニードル弁１８（仮想線で示す）とを備える。

【0024】

ノズルボディ１７は、上方から順に、外径がＤ１の第１部分１９と、外径がＤ２（＜Ｄ１）の第２部分２０と、外径がＤ３（＜Ｄ２）の前述の軸部９と、下方に向かうにつれ外径が順次縮小されるテーパ部２１と、テーパ部２１の下端部から軸方向下方に突出された略半球状のサック部２２とを一体的に有する。

【0025】

第１部分１９からテーパ部２１までの間の部分の中心部に、ニードル弁１８を昇降可能に収容するためのニードル弁穴２３が、軸方向に延びて形成される。またサック部２２内には、ニードル弁穴２３に連通されたサック室２４が形成される。サック部２２には、燃料出口である複数（本実施形態では八つ）の噴孔２５が周方向等間隔で貫通形成される。周知のように、ニードル弁１８が下降されその先端部がテーパ部２１内面に押し付けられたとき、噴孔２５への燃料供給が停止され、燃料噴射弁２が閉弁状態となる。そして、ニードル弁１８が上昇されその先端部がテーパ部２１内面から離間されたとき、噴孔２５へ燃料が供給され、燃料噴射弁２が開弁状態となる。このとき燃料は噴孔２５から燃焼室３内に斜め下向きかつ放射状に噴射される。

【0026】

第１部分１９の下端と第２部分２０の上端とは、軸方向に垂直なノズル押圧面２６によって段差状に接続される。また第２部分２０の下端と軸部９の上端とは、下方に向かうにつれ縮径するテーパ面２７によって接続される。テーパ面２７は、パッキン１６より上方に位置される。軸部９は、一定の外径Ｄ３を有して軸方向に所定長さ延びている。軸部９の下端部（先端部）に形成されたテーパ部２１の下側部分と、サック部２２の全体とは、シリンダヘッド１の下面１４より下方に位置され、燃焼室３内に露出されている。

【0027】

リテーニングナット６は、第１部分１９にほぼ隙間無くぴったりと嵌合される第１嵌合部分２８と、第２部分２０に半径方向の小さな隙間（ナット内隙間という）２９を隔てて嵌合される第２嵌合部分３０とを有する。第１嵌合部分２８の内周面下端と第２嵌合部分３０の内周面上端とは、軸方向に垂直なナット押圧面３１によって段差状に接続される。

【0028】

リテーニングナット６は、図外上方の位置に雌ネジを有する。この雌ネジが、バルブボディ４の雄ネジに締め付けられることにより、ナット押圧面３１がノズル押圧面２６を押し上げ、ノズルボディ１７が上方のバルブボディ４に密着される。これにより燃料噴射ノズル５ないしノズルボディ１７がバルブボディ４に一体的に取り付けられる。

【0029】

図示する燃料噴射弁２の取付状態において、軸部９と軸部挿入穴１３の間には半径方向の小さな隙間（穴内隙間という）３２が形成される。パッキン１６と軸部９の間にも、半径方向の小さな隙間（パッキン内隙間という）３３が形成される。これら穴内隙間３２およびパッキン内隙間３３と前述のナット内隙間２９とは、互いに連通され、かついずれも燃焼室３に連通される。

【0030】

パッキン１６は、所定の厚さを有し全周に延びる円環状ないしドーナツ状の部材であり、本実施形態では金属板により形成される。パッキン１６は、シリンダヘッド１の座面１５と、リテーニングナット６の下端面７との間に挟まれて固定され、これらの間をガス漏れ無きようシールする。

【0031】

ところで、ナット内隙間２９は、パッキン内隙間３３および穴内隙間３２を通じて燃焼室３に連通されている。よってエンジン運転時に燃焼室３内のガスがナット内隙間２９に浸入する。その後エンジンが停止され、燃料噴射弁２が冷却されると、ナット内隙間２９に残留したガスに含まれる水蒸気が凝縮して凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、腐食能力の高い酸性水である。そのため、凝縮水によってノズルボディ５が錆びたり腐食したりする損傷が生じる可能性がある。

【0032】

そこで本実施形態では、こうした損傷を抑制するために次の構造を採用している。

【0033】

図３には図２のＩＩＩ部詳細を示す。図示するようにナット内隙間２９には、金属で形成された多数の粉状体４１が充填されている。粉状体４１は、ナット内隙間２９の内面に直接的に接触されている。

【0034】

またナット内隙間２９の下端部すなわち入口部４２には、粉状体４１を固結させると共に入口部４２を封止する封止材４３が設けられている。

【0035】

詳しくは、ナット内隙間２９は、軸方向基端側すなわち上端側の第１部分４４と、軸方向先端側すなわち下端側の第２部分４５と、第１部分４４および第２部分４５の間に形成された第３部分４６とを有する。第１部分４４は、リテーニングナット６と第２部分２０の間に形成された半径方向隙間である。第２部分４５は、リテーニングナット６と軸部９の間に形成された半径方向隙間である。第３部分４４は、リテーニングナット６とテーパ面２７の間に形成された半径方向隙間である。入口部４２は第２部分４５によって形成される。ナット内隙間２９を形成するリテーニングナット６の内周面は一定の内径を有する。

【0036】

第１部分４４、第２部分４５および第３部分４６の隙間の大きさはそれぞれＨ１，Ｈ２，Ｈ３である。Ｈ２＞Ｈ１である。Ｈ３は、軸方向基端側すなわち上端側に向かうにつれ徐々に縮小され、Ｈ２からＨ１まで変化される。このようにナット内隙間２９の大きさは、入口側から奥側に向かうにつれ次第に縮小される。

【0037】

なお、第２部分２０の上端部がノズル押圧面２６に向かって徐々に拡径されるので、第１部分４４の上端部における隙間の大きさは、上方に向かうにつれ徐々に縮小される。

【0038】

ナット内隙間２９の入口部４２とは、燃焼室３内のガスがナット内隙間２９に浸入しようとするときに入口となる部分を意味する。従って入口部４２はナット内隙間２９の下端部、すなわち第２部分４５に形成され、パッキン内隙間３３に直接連通される。

【0039】

ナット内隙間２９は、下端側すなわち入口側が開放され、上端側すなわち出口側が閉じられた袋小路状の隙間である。従ってここに凝縮水が一旦浸入すると、その凝縮水は抜けづらく（もしくは乾燥しづらく）、残留しがちである。

【0040】

ノズルボディ１７およびリテーニングナット６は、鉄（鉄を主成分とする鋼材等の材料を含む）により形成されている。特にノズルボディ１７を形成する金属を第１金属という。因みにシリンダヘッド１は鉄またはアルミ（アルミを主成分とするアルミ合金等の材料を含む）により形成されている。

【0041】

粉状体４１は、第１金属よりイオン化傾向が高い第２金属、すなわち犠牲防食金属により形成されている。本実施形態の第２金属は亜鉛である。但し第２金属は任意であり、アルミニウム等であってもよい。本実施形態の粉状体４１は亜鉛粉によって形成されている。

【0042】

図示例では、粉状体４１は球形として示してあるが、この粉状体４１の形状も限定されない。粉状体４１は、例えばキューブ形状、サイコロ形状、ブロック形状、ペレット形状、カプセル形状等であってもよい。

【0043】

ここで粉状体４１とは、粉状または粒状の物を意味する。従って粉状体４１が粉状の物に限らず、粒状の物も含む点に留意されたい。粉状体４１は、乾燥した固体の粉末または微粒子の形態を有する。

【0044】

粉状体４１の平均粒径は、ナット内隙間２９の大きさより十分に小さい。これにより粉状体４１をナット内隙間２９に高密度で充填することができる。特に粉状体４１の平均粒径は、最小である第１部分４４の隙間の大きさＨ１より小さい。これにより第１部分４４の最も奥側もしくは深部側まで、粉状体４１を確実に充填することができる。

【0045】

例えば、Ｈ１＝１３０（μｍ）の場合、粉状体４１の平均粒径は、一般的に入手可能なサイズである７．５（μｍ）とすることができる。

【0046】

粉状体４１がナット内隙間２９に充填される結果、粉状体４１は、ノズルボディ１７の外周面とリテーニングナット６の内周面とに直接的に接触される。この状態で、入口部４２に封止材４３が設けられることにより、粉状体４１は落下することなくナット内隙間２９に保持される。封止材４３は、ナット内隙間２９の下向きの入口部４２を栓するかの如く封止する。

【0047】

本実施形態では、入口部４２すなわち第２部分４５に加え、第３部分４６にも封止材４３が設けられ、封止効果が高められている。

【0048】

封止材４３は、粉状体４１同士の隙間に浸入して粉状体４１同士を固結もしくは結合させ、同時に、固結した粉状体４１群をナット内隙間２９の内面、すなわちノズルボディ１７の外周面とリテーニングナット６の内周面とに固着させる。封止材４３は耐熱性であり、施工時には液体だが施工後は固体である。

【0049】

本実施形態の封止材４３は、第２金属を含む塗料、具体的には亜鉛を含む塗料（所謂亜鉛リッチペイント）により形成される。これにより後述する犠牲防食効果を高めることができる。但し封止材４３の材料は任意であり、例えば第２金属を含まない通常の塗料、光硬化樹脂、エポキシ樹脂またはエポキシ接着剤であってもよい。なお封止材４３は、図示の如き使用状態では乾燥後の固体である。

【0050】

封止材４３と、これによって固結された粉状体４１群との下端の高さ位置は、パッキン１６より上方とされ、それらがパッキン１６に干渉しないようにされている。

【0051】

次に、本実施形態の燃料噴射弁２の製造方法を説明する。図４に示すように、製造方法は、入口部４２からナット内隙間２９に粉状体４１を充填する第１ステップＳ１０１と、入口部４２に液状の封止材４３を充填する第２ステップＳ１０２とを備える。また製造方法は、充填された封止材４３を乾燥させる第３ステップＳ１０３を備える。

【0052】

図５に示すように、第１ステップＳ１０１においては、予め、粉状体４１および封止材４３が充填される前の燃料噴射弁２を用意する。そしてこの燃料噴射弁２を上下反転させ、ナット内隙間２９の入口部４２を鉛直方向上向きにして、適宜の固定台にセットする。この状態で入口部４２からナット内隙間２９内に、粉状体４１を自重で落下させ、充填していく。

【0053】

この状態ではパッキン１６（仮想線で示す）が無いので、比較的大きな隙間である入口部４２すなわち第２部分４５から粉状体４１を充填することができ、作業は容易である。

【0054】

また、充填中に空洞ができ充填不足が生じるのを避けるため、充填中に燃料噴射弁２を振動させるのが好ましい。

【0055】

加えて、ナット内隙間２９の容積に見合った充填予定量の粉状体４１を予め計量しておき、この粉状体４１の全量が充填されるまで充填作業を続けるのが好ましい。計量は、計量容器で粉状体４１の容積を量ったり、重量計で粉状体４１の重量を量ったりすることで行うことができる。計量容器で量る場合には、充填予定量に等しい容積を有する容器を用いると、すり切り一杯で丁度の量が量れるので便利である。

【0056】

こうして充填作業が終了すると、ナット内隙間２９には、予定の高さ位置まで、粉状体４１が高密度で充填され、同時に無数の粉状体４１が、ナット内隙間２９の内面に直接接触されるようになる。

【0057】

次に図６に示すように、第２ステップＳ１０２においては、液状またはゲル状の封止材４３を自重で流下させ、入口部４２に充填する。こうすると封止材４３が粉状体４１、ノズルボディ１７およびリテーニングナット６の間の隙間に入り込み、下方に向かって浸透していく。本実施形態では、第３部分４６のほぼ全体まで封止材４３が浸透するよう、適切な量の封止材４３が充填される。

【0058】

パッキン１６が無い状態で、比較的大きな入口部４２から封止材４３を充填することができるので、この作業も容易である。

【0059】

最後に、第３ステップＳ１０３では、充填された封止材４３を乾燥させ、封止材４３に含まれる溶剤を蒸発気化させる。これにより封止材４３が固化され、粉状体４１同士を強固に固結してノズルボディ１７およびリテーニングナット６の表面に強固に固着させると共に、入口部４２を栓するかの如く封止する。

【0060】

乾燥時間を短縮するため、外部からヒータで加熱してもよい。但し自然乾燥も当然に可能である。

【0061】

奥側の第１部分４４には封止材４３が充填されないので、乾燥時間を大幅に短縮することができる。

【0062】

次に、本実施形態の作用効果を説明する。

【0063】

図２および図３に示すように、エンジン運転時、燃焼室３内のガスは、穴内隙間３２、パッキン内隙間３３を順に通じてナット内隙間２９に入ろうとする。しかしナット内隙間２９の入口部４２は、粉状体４１および封止材４３によって閉鎖されている。そのためガスのナット内隙間２９への浸入を抑制でき、ガスに起因するノズルボディ１７ひいてはリテーニングナット６の錆び、腐食等の損傷を抑制できる。

【0064】

また、粉状体４１を充填するだけだと、運転中の振動等によって粉状体４１が脱落もしくは流出する虞があるが、本実施形態では入口部４２の粉状体４１を封止材４３で固結、固着させるので、こうした脱落を防止し、粉状体４１をナット内隙間２９内に安定して保持することができる。

【0065】

また、エンジン運転時、経年劣化等で劣化した封止材４３を突き破って、燃焼室３内のガスがナット内隙間２９に浸入する可能性がある。特に、圧縮時や燃焼時には筒内圧が上昇するため、ガスがナット内隙間２９に強制的に押し込まれる可能性がある。

【0066】

その後エンジンが停止され、燃料噴射弁２が冷却されると、ナット内隙間２９に残留したガスに含まれる水蒸気が凝縮し、凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、腐食能力の高い酸性水である。そのため凝縮水によって、ノズルボディ１７およびリテーニングナット６が錆びたり腐食したりする損傷が生じる可能性がある。

【0067】

特に、ナット内隙間２９は細長くて狭い袋小路状の隙間であるため、ここに凝縮水が溜まると、その凝縮水は抜けづらく残留しがちである。

【0068】

リテーニングナット６は、単にノズルボディ１７をバルブボディ４に固定する部材なので、それが腐食しても、外観上の問題を除けば、機能上それ程問題ではない。しかし、ノズルボディ１７が腐食すると、ノズルボディ１７に亀裂等が生じて内部の燃料が漏れ出す虞がある。従ってノズルボディ１７の腐食は可能な限り回避すべきである。

【0069】

本実施形態によれば、ナット内隙間２９で凝縮水が発生したとしても、ノズルボディ１７およびリテーニングナット６に優先して、犠牲防食金属により形成された粉状体４１を腐食させることができる。従って、ノズルボディ１７およびリテーニングナット６の損傷を確実に抑制することができる。

【0070】

また、本実施形態によれば、ナット内隙間２９に粉状体４１を密に充填し、その入口部４２には封止材４３をさらに充填する。よって、ナット内隙間２９の実質的な空間容積を著しく減少することができる。そしてガス浸入量と凝縮水発生量を大幅に低減し、ノズルボディ１７およびリテーニングナット６の損傷を抑制することができる。

【0071】

特にガスは、ピストンの昇降動作に伴う筒内圧の上昇、下降によって、ナット内隙間２９に押し込まれたり、ナット内隙間２９から吸引されたりする呼吸作用を行う。本実施形態によれば、ナット内隙間２９の実質的な空間容積を減少したので、この呼吸作用によるガスの押し込み量を低減することができる。

【0072】

ところで、ナット内隙間２９における金属の腐食は、ナット内隙間２９に酸素と水が存在すると発生し、場合によってはこれらに加え、塩素イオン、硫酸イオン等の腐食性イオンが存在すると発生する。これらはいずれも燃焼室内ガスに含まれるものである。

【0073】

ナット内隙間２９において、粉状体４１が優先的に腐食すると、これによって腐食生成物が生成される。腐食生成物としては、酸化亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛等を例示できる。生成された腐食生成物は膨張すなわち体積増加する。すると、粉状体４１同士の隙間が狭窄され、ナット内隙間２９の実質的な空間容積が減少する。つまり腐食生成物が、ナット内隙間２９へのガス浸入を妨げるバリヤーの如く機能する。

【0074】

こうなると、腐食性イオンが粉状体４１同士の隙間を通って拡散するときの拡散速度を低下させることができる。よって腐食性イオンによる腐食を抑制することができる。

【0075】

なお、特許文献１には、犠牲防食用金属粉を含有したグリス等のペースト状物質を隙間内のノズルボディ表面に塗布することが開示されている。しかし、こうしたペースト状物質は、温度上昇により粘度が低下し、長時間使用後に隙間から流出する虞がある。また、狭い隙間に空隙を残さぬよう高粘度のペースト状物質を充填するには、大掛かりなインジェクション装置や真空引き装置が必要となり、製造の手間とコストが増大する。

【0076】

本実施形態によれば、封止材４３が温度上昇しても実質的に変性しないため、封止効果を維持し、粉状体４１を安定的に保持することができる。また重力落下や、必要に応じて振動を併用することで、粉状体４１を手作業で空隙無く密に充填できる。よって、上記のような大掛かりな装置は不要であり、製造の手間とコストを削減することができる。

【0077】

本実施形態では、ナット内隙間２９の第３部分４６まで封止材４３を設けるので、上記の効果を益々増強することができる。

【0078】

本実施形態の封止材４３は、第２金属を含む塗料（具体的には亜鉛リッチペイント）により形成されるので、封止材４３自体にも犠牲防食機能を与えることができ、全体としての犠牲防食効果を高めることができる。

【0079】

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態ないし変形例は他にも様々考えられる。

【0080】

（１）例えば、図６に代替する図７に示すように、封止材４３は、ナット内隙間２９の第１部分４４まで設けてもよい。図示例の場合、封止材４３は、第１部分４４の最も奥側すなわち基端側まで設けられ、ナット内隙間２９の全体に設けられている。しかしながら、封止材４３は第１部分４４の途中まで設けられてもよい。

【0081】

（２）図示しないが、逆に封止材４３は、第３部分４６に設けられず、入口部４２すなわち第２部分４５のみに設けられてもよい。

【0082】

（３）封止材４３が第２金属を含む塗料である場合、粉状体４１をなす第２金属と、封止材４３に含まれる第２金属との種類を変えてもよい。

【0083】

（４）シリンダヘッド１に取り付けられたときの燃料噴射弁２の配置は、シリンダ軸と同軸でなくてもよい。シリンダ軸と非同軸であってもよいし、シリンダ軸と平行または非平行であってもよい。

【0084】

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

【符号の説明】

【0085】

２ 燃料噴射弁
４ バルブボディ
６ リテーニングナット
１７ ノズルボディ
２９ ナット内隙間
４１ 粉状体
４２ 入口部
４３ 封止材
４４ 第１部分
４５ 第２部分
４６ 第３部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】