JP2006194132A - Injector, fuel injection system and fluid distribution structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料をエンジン筒内に噴射するためのインジェクタ、燃料噴射システム、さらに、複数の箇所へ流体を分配するための流体分配構造に関する。 The present invention relates to an injector for injecting fuel into an engine cylinder, a fuel injection system, and a fluid distribution structure for distributing fluid to a plurality of locations.
従来、燃料をエンジン筒内に噴射するためのインジェクタでは、袋ナットを用いて燃料パイプを接続する構造が一般的である。このような構造を、図7を参照しつつ説明すると以下の如くである。すなわち、燃料管接続構造100は、パイプホルダ101の端部に燃料パイプ102の端部開口部102aを当接させ、燃料パイプ102を挿通させた袋ナット103により両者を接続する構成となっている。例えば、特許文献1には燃料噴射装置の燃料管接続構造が開示されているが、この燃料管接続構造においても燃料パイプとパイプホルダの接続には袋ナットも用いており、当該部分の構成は、図7に示した構成とほぼ同様となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an injector for injecting fuel into an engine cylinder generally has a structure in which a fuel pipe is connected using a cap nut. Such a structure will be described with reference to FIG. That is, the fuel
図8は、コモンレール106を用いた四気筒エンジン用の燃料噴射システム105の概略構成図であるが、前記のような燃料管接続構造100は、このような燃料噴射システム105にも用いることができる。燃料噴射システム105は、まず、タンク107内の燃料を高圧ポンプ108により第一燃料パイプ109を通じてコモンレール106に供給する。その後、コモンレール106から第二燃料パイプ110を通じて第一インジェクタ111へ、第三燃料パイプ112を通じて第二インジェクタ113へ、第四燃料パイプ114を通じて第三インジェクタ115へ、第五燃料パイプ116を通じて第四インジェクタ117へ燃料を供給する構成となっている。ここで、コモンレール106からの高圧燃料を移送する燃料パイプ110等は、噴射による圧力変動を自身で吸収することができないため、コモンレール106から各インジェクタ111、113、115、117へ高圧燃料を移送する各燃料パイプ110、112、114、116は等長とされている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a
しかしながら、前記のような燃料管接続構造100は、袋ナット103によりパイプホルダ101と燃料パイプ102との接続を行う際に、袋ナット103を締めつけるための工具、例えばスパナを、側方からくわえさせて作業しなければならない。すなわち、インパクトレンチ等の自動工具を用い、袋ナット103の上側からくわえさせて作業することができない。これは、燃料パイプ102と工具とが干渉するためである。
However, the fuel
また、図8に示した燃料噴射システム105では、第一燃料パイプ109等の両端に袋ナット103を用いることになるから、計10箇所の接合箇所があることになり、組み付け工数が多くなる。また、その接合箇所毎の袋ナット103の締め付けには前記のようにインパクトレンチ等の自動工具を用いることができないので多大な組み付け労力、作業時間を要するという問題があった。
Further, in the
そこで、本発明は、容易にナットの締め付けを行うことができると共に配管数を減少し、これに伴って配管の組み付け工数を低減することのできるインジェクタ、燃料噴射システム及び流体分配構造を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an injector, a fuel injection system, and a fluid distribution structure capable of easily tightening a nut and reducing the number of pipes, and thereby reducing the number of assembling processes of the pipes. Is an issue.
かかる課題を達成するための、本発明のインジェクタは、軸方向燃料通路を有する燃料インレットの基端側に燃料ケースを被冠し、当該燃料ケースを前記燃料インレットの頂部に螺合するナットにより締めつけるインジェクタにおいて、前記軸方向燃料通路に通じ、前記燃料インレットの前記燃料ケースが被冠される外周壁に開口を有する径方向燃料流路と、側壁に前記燃料ケース内に燃料供給する燃料供給孔を設け、前記ナットと干渉しないように前記燃料ケースに接合した燃料パイプと、を有することを特徴とする(請求項1)。このように、ナットと干渉しないように燃料ケースに接合した構成とすることによりナットの締め付けにインパクトレンチ等の自動工具を用いることができる。 In order to achieve the above object, an injector according to the present invention is configured such that a fuel case is crowned on the base end side of a fuel inlet having an axial fuel passage, and the fuel case is tightened with a nut that is screwed onto the top of the fuel inlet. In the injector, a radial fuel flow path having an opening in an outer peripheral wall that leads to the fuel case of the fuel inlet, and a fuel supply hole that supplies fuel into the fuel case in the side wall. And a fuel pipe joined to the fuel case so as not to interfere with the nut (claim 1). Thus, an automatic tool such as an impact wrench can be used for tightening the nut by adopting a configuration in which the fuel case is joined so as not to interfere with the nut.
また、このようなインジェクタを複数本準備し、これらを一の燃料パイプで接続して燃料噴射システムを構成することによって(請求項8)、燃料噴射システムにおける配管数を削減することができる。 Further, by preparing a plurality of such injectors and connecting them with a single fuel pipe to form a fuel injection system (claim 8), the number of pipes in the fuel injection system can be reduced.
前記のようなインジェクタでは、前記径方向燃料通路の開口の上下にシール部材を装着した構成とすることができる(請求項2)。このような構成とすることにより、シール部材の弾性により前記燃料ケース内に高圧燃料を充填した際の圧力変動に対応することが期待され、コモンレール自体の廃止も可能となる。コモンレールを廃止することができれば、燃料噴射システムのさらなる低コスト化、コンパクト化を図ることができる。 The injector as described above may have a configuration in which seal members are mounted above and below the opening of the radial fuel passage (claim 2). By adopting such a configuration, it is expected to cope with pressure fluctuation when the fuel case is filled with high-pressure fuel due to the elasticity of the seal member, and the common rail itself can be eliminated. If the common rail can be eliminated, the fuel injection system can be further reduced in cost and size.
また、前記のようなインジェクタでは、前記燃料ケース内に燃料が充填される空間を設けると共に、当該空間に前記シール部材を収納した構成とすることもできる(請求項3)。このような構成とすれば、燃料ケース内に充填される燃料の圧力は、燃料ケース内で相殺され、ナットで頂部を締めつけられる燃料インレットの軸方向に作用する力を緩和することができる。 Further, the injector as described above may be configured such that a space for filling fuel is provided in the fuel case and the seal member is accommodated in the space. With such a configuration, the pressure of the fuel filled in the fuel case is canceled out in the fuel case, and the force acting in the axial direction of the fuel inlet that is tightened with the nut can be relaxed.
さらに、前記のようなインジェクタでは、前記燃料ケースに内周壁に開口する燃料吐出孔と当該燃料吐出孔と連通する貫通孔とを設け、当該貫通孔に前記燃料パイプを挿通させて前記燃料供給孔及び燃料吐出孔を通じて前記燃料ケースに燃料を供給する構成とすることができる(請求項4)。このような構成とすれば、燃料パイプと燃料ケースとを、燃料パイプの外周面と燃料ケースに設けた貫通孔の周囲とを溶接等で接合することができる。このような接合方法であれば、高圧燃料による圧力は燃料パイプ自身が受け持つこととなり、接合部に加わる力を緩和することができ、高い信頼性を確保することができる。 Further, in the injector as described above, the fuel case is provided with a fuel discharge hole that opens in an inner peripheral wall and a through hole that communicates with the fuel discharge hole, and the fuel pipe is inserted into the through hole so that the fuel supply hole is formed. In addition, fuel can be supplied to the fuel case through the fuel discharge hole. With this configuration, the fuel pipe and the fuel case can be joined by welding or the like to the outer peripheral surface of the fuel pipe and the periphery of the through hole provided in the fuel case. With such a joining method, the pressure of the high-pressure fuel is handled by the fuel pipe itself, and the force applied to the joined portion can be relaxed, and high reliability can be ensured.
さらに、前記燃料パイプは前記燃料供給孔を設けた部分を前記燃料吐出孔から前記燃料ケース内へ露出させた構成とすることができる(請求項5)。このような構成とすれば、接合後に孔を設ける作業が不要となり、また、燃料ケースに設けた挿通孔に燃料パイプを通したときの燃料供給孔と燃料吐出孔との位置合わせが容易となって、作業性を向上させることができる。 Further, the fuel pipe may be configured such that a portion provided with the fuel supply hole is exposed from the fuel discharge hole into the fuel case. Such a configuration eliminates the need to provide a hole after joining, and facilitates alignment of the fuel supply hole and the fuel discharge hole when the fuel pipe is passed through the insertion hole provided in the fuel case. Thus, workability can be improved.
また、前記のようなインジェクタでは、前記径方向燃料通路の断面形状を前記燃料インレットの軸方向を長手方向とした長円形又は小判形である構成とすることができる(請求項6)。これは、径方向燃料通路における応力集中を緩和するものであり、このような観点から軸方向に沿う部分を直線とし、この直線で上下のR部を結んだ競技場のトラックの様な形状とすることもできる。また、径方向燃料流路の断面径を小さくすれば、オリフィス効果を期待することもできる。 In the injector as described above, the cross-sectional shape of the radial fuel passage may be an oval or an oval shape with the axial direction of the fuel inlet as the longitudinal direction (Claim 6). This is to alleviate stress concentration in the radial fuel passage. From such a viewpoint, the portion along the axial direction is a straight line, and the shape of the track of the stadium is formed by connecting the upper and lower R portions with this straight line. You can also Further, if the cross-sectional diameter of the radial fuel flow path is reduced, the orifice effect can be expected.
さらに、前記のようなインジェクタでは、前記燃料インレットは大径部を設け、当該大径部に前記径方向燃料通路の前記開口を配置した構成とすることができる(請求項7)。このような構成とすることにより、前記シール部材、例えばOリングの移動、抜け落ちを防止することができる。また、Oリングと共に装着するワッシャの位置決め用溝を設ける必要がなくなる。このような位置決め用溝を廃止することにより、応力集中を軽減することができる。また、前記のように燃料インレットに径方向燃料流路を設けることは燃料インレットの強度低下につながるものであるが、大径部を設けることにより、該部の補強を兼ねることもできる。 Further, in the injector as described above, the fuel inlet may be provided with a large-diameter portion, and the opening of the radial fuel passage may be disposed in the large-diameter portion. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the seal member, for example, the O-ring from moving and falling off. Further, it is not necessary to provide a positioning groove for a washer to be mounted together with the O-ring. By eliminating such positioning grooves, stress concentration can be reduced. Moreover, providing the radial fuel flow path in the fuel inlet as described above leads to a decrease in the strength of the fuel inlet. However, providing the large diameter portion can also serve as reinforcement of the portion.
次に、本発明の流体分配構造は、複数の筒状の流体ケースを一の流体パイプに接続した流体分配構造であって、前記流体パイプは前記複数の流体ケースのそれぞれに設けた貫通孔に挿通させると共に、その側壁の前記複数の流体ケースに対応した位置に流体供給孔を設けたことを特徴とする(請求項9)。このような流体分配構造は、燃料以外の種々の流体の移送、分配に用いることができる。なお、本発明における流体ケース、流体パイプは、それぞれ、前記インジェクにおける燃料ケース、燃料パイプに相当するものである。 Next, the fluid distribution structure of the present invention is a fluid distribution structure in which a plurality of cylindrical fluid cases are connected to one fluid pipe, and the fluid pipes are formed in through holes provided in each of the plurality of fluid cases. In addition, the fluid supply hole is provided at a position corresponding to the plurality of fluid cases on the side wall. Such a fluid distribution structure can be used for transfer and distribution of various fluids other than fuel. The fluid case and the fluid pipe in the present invention correspond to the fuel case and the fuel pipe in the injector, respectively.
本発明によれば、軸方向燃料通路に通じ、前記燃料インレットの前記燃料ケースが被冠される外周壁に開口を有する径方向燃料流路と、側壁に前記燃料ケース内に燃料供給する燃料供給孔を設け、前記ナットと干渉しないように前記燃料燃料ケースに接合した燃料パイプと、を有するインジェクタとしたので、ナットの締め付けをナット上部からインパクトレンチ等の自動工具を用いて行うことができる。 According to the present invention, a radial fuel flow path that communicates with an axial fuel passage and has an opening in an outer peripheral wall on which the fuel case of the fuel inlet is crowned, and a fuel supply that supplies fuel into the fuel case on the side wall Since the injector has a hole and a fuel pipe joined to the fuel fuel case so as not to interfere with the nut, the nut can be tightened from above the nut using an automatic tool such as an impact wrench.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、実施例1の燃料噴射システム1の概略構成を示す斜視図である。この燃料噴射システム1は、四気筒エンジン用のものであり、4本のインジェクタ2を備えており、これら4本のインジェクタ2が一本の燃料パイプ3に接続されている。また、この燃料パイプ3にはこの燃料パイプ3に対する燃料供給手段となる燃料ポンプ4が接続されている。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fuel injection system 1 according to a first embodiment. This fuel injection system 1 is for a four-cylinder engine, and includes four
それぞれのインジェクタ2は、図2に示すように軸方向燃料通路6を有する燃料インレット5の基端側に燃料ケース7を被冠し、この燃料ケース7を燃料インレット5の頂部に螺合するナット8により締めつけて構成している。
As shown in FIG. 2, each
燃料インレット5には、図2中、破線の楕円9で囲んだ部分に軸方向燃料通路6に通じ、外周壁に開口10aを有する径方向燃料流路10が設けられている。図3は、図2中の楕円9で囲んだ部分の拡大図であるが、径方向燃料流路10は、径方向に十字に交差している。この径方向燃料通路10の断面形状は燃料インレット5の軸方向を長手方向とした長円形をなしている。これは、該部の応力緩和のための措置である。
2, the
このような径方向燃料流路10が設けられた箇所は、他の部分よりも径の大きい大径部5aが形成されており、開口10aはこの大径部5aに配置されている。このような大径部を設けることにより該部の強度が確保されている。
A portion having such a radial
このような大径部5aの上下にはシール部材としてのOリング11が装着されている。また、それぞれのOリング11を挟むようにバックアップリング12が装着されている。さらに、上側のOリング11の下側にはワッシャ13が装着されている。ここで、Oリング11は弾性を有することから大径部5aの下側に装着する場合にはOリングを押し広げ、大径部5aを乗り越えて装着する。各バックアップリング12はC型のリングであることから、燃料インレット5の側方から装着する。ワッシャ13はその内径を大径部5aの径よりも小径のものを装着する。このワッシャ13を装着することにより燃料ケース7を燃料インレット5に装着する際に上側のOリング11が移動してしまうことを防止することことができる。
O-
燃料インレット5は肩部5bが形成された形状となっており、燃料ケース7を被冠した際に燃料ケース7との間に燃料が充満する空間が形成されるようになっている。
The
燃料ケース7には、内周壁に開口する燃料吐出孔14とこの燃料吐出孔14と連通する貫通孔15とを設けてある。この貫通孔15には燃料パイプ3をさせる。ここで、燃料パイプ3にはその側壁に4つの燃料供給孔16が設けてある。燃料ケース7と燃料パイプ3とを接合するときには、この燃料供給孔16を設けた部分を各燃料ケース7に設けた燃料吐出孔14から各燃料ケース7内へ露出させて位置決めを行いロウ付け接合する。このロウ付け接合は、図4に符号17で示した位置、すなわち、燃料パイプ3の外周面において行う。このような接合方法を採ることにより、燃料パイプ3に流通する高圧燃料の圧力はほぼ燃料パイプ3自身で受け持つことができる。なお、燃料供給孔16、燃料吐出孔14は、燃料ケース7と燃料パイプ3とを接合した後に燃料ケース7の内側から穿設するようにすることもできる。
The
このように燃料パイプ3と接合した各燃料ケース7はそれぞれ燃料インレット5の基端側に被冠してナット8を締めつけることによって装着する。
Each
本実施例の燃料噴射システム1では、燃料ポンプ4においても燃料パイプの装着は燃料インレット5に装着したものと同様の燃料ケース7aを用いて行っている。
In the fuel injection system 1 of the present embodiment, the fuel pipe is also attached to the fuel pump 4 using the
ここで、本実施例の燃料噴射システム1では、各燃料ケース7内に一旦高圧燃料を充填した後エンジン筒内に燃料を噴射することになるが、燃料インレット5に装着したOリング11の弾性により燃料の脈動を緩和することができるのでコモンレールを廃止することが可能となっている。
Here, in the fuel injection system 1 of the present embodiment, each
このような構成の燃料噴射システム1では、5箇所のナット8を締めつければよいこととなり、図8に示した従来のコモンレール106を用いた燃料噴射システム105におけるナット締め付け箇所10箇所と比較して大幅な組み付け工数の低減を達成できている。また、5箇所のナット8の締め付けは、いずれもナット8の上側から工具をくわえさせることができるので、インパクトレンチによる作業が可能となり、大幅な作業効率の向上を図ることができる。
In the fuel injection system 1 having such a configuration, it is only necessary to tighten the
このような燃料噴射システム1を実際にエンジンに組み付けるときには、燃料パイプ3と燃料ケース7とを接合して一体化しておき、エンジンのヘッドに組み付けたインジェクタ2の本体部分(燃料インレット5側)へそれぞれ燃料ケース7を被冠し、ナット8で締めつけるようにする。
When such a fuel injection system 1 is actually assembled to an engine, the
次に、本発明の実施例2について説明する。図5は、実施例2のインジェクタ20の一部拡大説明図であるが、図2に示した実施例1のインジェクタ2と異なるのは以下の点である。実施例1のインジェクタ2では、燃料インレット5に肩部5bが設けられ、また、燃料インレット5にOリング11を装着し、燃料インレット5と燃料ケース7との間に高圧燃料が供給、充填される構成となっている。これに対し、実施例2のインジェクタ20では、燃料インレット21の外側壁はほぼストレートの形状となっており、一方の燃料ケース22の内周側に空間22aが設けられ、この空間22a内にシール部材としてのOリング11が収容された構成となっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a partially enlarged explanatory view of the
このような構成のインジェクタ20では空間22a内に高圧燃料が充填されることになるが、燃料ケース22内の高圧燃料の圧力による力は、矢示Aと矢示Bで示したように燃料ケース22内で相殺するようになるので、燃料インレット21に生じる応力を緩和することができる。
In the
なお、実施例1におけるインジェクタ2と同一の構成要素については図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
In addition, about the component same as the
上記実施例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。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to them. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
例えば、図6に示したように燃料インレット25に凹部を設けて燃料ケース7との間に空間26を形成し、この空間26内にOリング11を収納するように構成することもできる。この場合、Oリング11の収容は困難であることから、燃料インレット25を上側部材25aと下側部材25bとに二分割した構成とし、Oリング11を装着した後に両者を螺合して燃料インレット25を形成するようにできる。
また、本発明に用いた構造、シール手法は、インジェクタ等、燃料噴射システムだけでなく他の一般的な流体配管接続においても使用可能である。
For example, as shown in FIG. 6, it is also possible to provide a recess in the
Further, the structure and sealing method used in the present invention can be used not only in a fuel injection system such as an injector but also in other general fluid pipe connections.
1 燃料噴射システム
2、20 インジェクタ
3 燃料パイプ
4 燃料ポンプ
5、21、25 燃料インレット
5a 大径部
6 軸方向燃料流路
7、22 燃料ケース
8 ナット
10 径方向燃料流路
10a 開口
11 Oリング
12 バックアップリング
13 ワッシャ
14 燃料噴出孔
15 挿通孔
16 燃料供給孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記軸方向燃料通路に通じ、前記燃料インレットの前記燃料ケースが被冠される外周壁に開口を有する径方向燃料流路と、
側壁に前記燃料ケース内に燃料供給する燃料供給孔を設け、前記ナットと干渉しないように前記燃料ケースに接合した燃料パイプと、
を有することを特徴とするインジェクタ。 In an injector in which a fuel case is crowned on the base end side of a fuel inlet having an axial fuel passage, and the fuel case is tightened by a nut screwed onto a top portion of the fuel inlet.
A radial fuel flow path that communicates with the axial fuel passage and has an opening in an outer peripheral wall on which the fuel case of the fuel inlet is crowned;
A fuel pipe provided in the side wall with a fuel supply hole for supplying fuel into the fuel case and joined to the fuel case so as not to interfere with the nut; and
Injector characterized by having.
前記径方向燃料通路の開口の上下にシール部材を装着したことを特徴とするインジェクタ。 The injector according to claim 1, wherein
An injector having a seal member mounted above and below the opening of the radial fuel passage.
前記燃料ケース内に燃料が充填される空間を設けると共に、当該空間に前記シール部材を収納したことを特徴とするインジェクタ。 Injector according to claim 2,
An injector characterized in that a space for filling fuel is provided in the fuel case, and the seal member is housed in the space.
前記燃料ケースに内周壁に開口する燃料吐出孔と当該燃料吐出孔と連通する貫通孔とを設け、当該貫通孔に前記燃料パイプを挿通させて前記燃料供給孔及び燃料吐出孔を通じて前記燃料ケースに燃料を供給することを特徴としたインジェクタ。 The injector according to any one of claims 1 to 3,
The fuel case is provided with a fuel discharge hole that opens in an inner peripheral wall and a through hole that communicates with the fuel discharge hole. The fuel pipe is inserted into the through hole, and the fuel case is inserted into the fuel case through the fuel supply hole and the fuel discharge hole. An injector characterized by supplying fuel.
前記燃料パイプは前記燃料供給孔を設けた部分を前記燃料吐出孔から前記燃料ケース内へ露出させたことを特徴とするインジェクタ。 Injector according to claim 4,
The injector, wherein the fuel pipe has a portion provided with the fuel supply hole exposed from the fuel discharge hole into the fuel case.
前記径方向燃料通路の断面形状は前記燃料インレットの軸方向を長手方向とした長円形又は小判形であることを特徴としたインジェクタ。 The injector according to any one of claims 1 to 5,
An injector characterized in that a cross-sectional shape of the radial fuel passage is an oval or an oval with the axial direction of the fuel inlet as a longitudinal direction.
前記燃料インレットは大径部を設け、当該大径部に前記径方向燃料通路の前記開口を配置したこを特徴とするインジェクタ。 The injector according to any one of claims 1 to 6,
The fuel inlet is provided with a large-diameter portion, and the opening of the radial fuel passage is disposed in the large-diameter portion.
前記燃料パイプに対する燃料供給手段とを有し、前記燃料パイプを一の燃料パイプとしたことを特徴とする燃料噴射システム。 A plurality of injectors according to any one of claims 1 to 7;
And a fuel supply unit for the fuel pipe, wherein the fuel pipe is a single fuel pipe.
前記流体パイプは前記複数の流体ケースのそれぞれに設けた貫通孔に挿通させると共に、その側壁の前記複数の流体ケースに対応した位置に流体供給孔を設けたことを特徴とする流体分配構造。
A fluid distribution structure in which a plurality of cylindrical fluid cases are connected to one fluid pipe,
The fluid distribution structure according to claim 1, wherein the fluid pipe is inserted into a through hole provided in each of the plurality of fluid cases, and a fluid supply hole is provided at a position corresponding to the plurality of fluid cases on the side wall.
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