JP2006220084A - 燃料噴射装置用リターン配管の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 装着性および燃料シール性の向上が図れる燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を提供する。
【解決手段】 燃料のリターン配管２０を燃料噴射装置に連結するための継手構造であって、燃料噴射装置のパイプ側端部１０に溝１２、およびリターン配管２０の軸方向パイプ２１に突起２５を設け、溝１２と突起２５の係合によりパイプ側端部１０とリターン配管２０を連結する燃料噴射装置用リターン配管の継手構造において、パイプ側端部１０に形成され、軸方向パイプ２１を収容する収容孔と、連結されたパイプ側端部１０とパイプ部２１の燃料シールをするＯリング３０を備え、収容孔の内周１１ａ、１１ｂ面に、Ｏリングとの接触を回避する逃がし機能を有する下部側内周１１ｂを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料噴射装置用リターン配管の継手構造に関し、例えばコモンレールに蓄圧した高圧燃料を内燃機関へ噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に、燃料リターンパイプを連結するための継手構造に適用して好適なものである。

燃料噴射装置としては、例えばデーゼル機関用燃料噴射システムとしてのコモンレール式燃料噴射装置において、内燃機関の各気筒に設けられ、コモンレールに蓄圧した高圧燃料をその気筒の燃焼室に噴射供給する燃料噴射弁に、余剰燃料を燃料タンク等へ回収するための燃料リターンパイプが取り付けられているものが知られている（特許文献１等参照）。

この種の燃料リターンパイプの継手構造としては、図５に示すように、係合部材としてのクリップ５６０を設け、燃料噴射弁１からの燃料リターンパイプ５２０の抜け防止および回転方向の位置決めを図るものがある。このクリップ５６０は、コの字状のアーム部５６２（図５（ｂ）参照）を有しており、燃料リターンパイプとしてのユニオン５２０を燃料噴射弁側のリーク出口部５１０に挿入した後に、ユニオン５２０の外側からクリップ５６０のアーム部５６２を挟み込む（図５（ｂ）および（ｃ）参照）ことにより、ユニオン５２０とリーク出口部５１０を連結している（図５（ａ）参照）。なお、クリップ５６０でユニオン５２０とリーク出口部５１０を挟み込む際に、アーム部５６０側の嵌合部Ｋは、クリップ５６０のバネ力によりリーク出口部５１０の被嵌合部Ｋに嵌合することで、連結性を高めている。

特許文献１では、燃料噴射弁側のリーク出口部と燃料リークパイプとの挿入部自体に設けた、突起部とこれに対応する溝部からなる係合部により、燃料リターンパイプの燃料噴射弁への装着性の向上を図る技術が開示されている。図３および図４に示すように、リーク出口部４１０に挿入される燃料リークパイプ４２０のパイプ部４２１に突起部４２５が設けられ、リーク出口部４１０に溝部４１２が設けられている。燃料パイプ４２０をリーク出口部４１０へ挿入する際、図３の一点鎖線の矢印方向に突起部４２５を溝部４１２に沿わせながら、燃料パイプ４２０をリーク出口部４１０に挿入および回転させることで連結している。

なお、これらの燃料リターンパイプの継手構造では、一般に、リーク燃料の漏れ防止のために、リーク出口部４１０、５１０とこれに挿入する燃料パイプ４２０、５２０との間にＯリング４３０、５３０が設けられている。
特開２００３−３４３７８５号公報

上記従来技術では、継手構造を構成する部材の装着性向上および燃料シール性向上を図ることは難しい。クリップ５６０を用いる従来技術では、クリップ５６０のバネ力等によりユニオン５２０とリーク出口部５１０の連結性を高めているため、クリップ５６０をユニオン５２０とリーク出口部５１０に装着する際に、クリップ５６０の嵌めこみや抜き取りがスムースにできず、装着が容易でないという問題がある。特許文献１による従来技術では、装着性の向上は図れるが、Ｏリング４３０を組み込む場合に、Ｏリング４３０が溝部４１２等により切れて燃料シール性に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、装着性および燃料シール性の向上が図れる燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

即ち、請求項１乃至４記載の発明では、燃料のリターン配管を燃料噴射装置に連結するための継手構造であって、燃料噴射装置のパイプ側端部に溝、およびリターン配管のパイプ部に突起を設け、溝と突起の係合によりパイプ側端部とリターン配管を連結する燃料噴射装置用リターン配管の継手構造において、
パイプ側端部に形成され、パイプ部を収容する収容孔と、連結されたパイプ側端部とパイプ部の燃料シールをするＯリングを備え、
収容孔の内周面に、Ｏリングとの接触を回避する逃がしを設けたことを特徴としている。

これによると、燃料噴射装置のパイプ側端部に溝、およびリターン配管のパイプ部に突起を設け、リターン配管を燃料噴射装置に連結するものにおいて、パイプ部を収容するパイプ側端部の収容孔の内周面に、Ｏリングとの接触を回避する逃がしを設けているので、パイプ部をパイプ側端部に挿入して装着する際に、Ｏリングがパイプ側端部側の溝を通ったとしても、Ｏリングを傷付けることなく装着することが可能である。したがって、溝と突起の係合によりリターン配管と燃料噴射装置の装着性を向上させるとともに、装着の際にＯリングを傷付けることがないので燃料シール性の向上が図れる。

また、請求項２に記載の発明では、内周面は、Ｏリングを規制するＯリング規制面を備え、逃がしとＯリング規制面との間には、徐々に内周の大きさが小さくなる移行部が形成されていることを特徴としている。

これによると、パイプ側端部の収容孔の内周面に、Ｏリングを規制するＯリング規制面と、Ｏリングとの接触を回避する逃がしとを設けている場合には、逃がしとＯリング規制面との間に、徐々に内周の大きさが小さくなる移行部を形成していることが好ましい。これにより、挿入等による装着によりＯリングに圧縮を与えＯリング自体の弾性でシールする際に、移行部を利用してＯリングに徐々に圧縮を与えることができるので、スムースにＯリングを装着することが可能である。

また、請求項３に記載の発明では、溝は、パイプ側端部の内周面の逃がし側に形成されていることを特徴としている。

これにより、パイプ側端部内に、突起を有するパイプ部を収容する収容孔と、突起と係合する溝とを設ける場合、溝をパイプ側端部の内周面の逃がし側に形成するので、収容孔の加工が容易にできる。

また、請求項４記載の発明では、溝は、突起を挿入する開口形状として、パイプ部をパイプ側端部に挿入する側の軸方向に延出する第１開口部と、第１開口部から分岐し、周方向に延びる第２開口部とを有していることを特徴としている。

これによると、第１開口部および第２開口部を備え複雑な開口形状を有する溝を、Ｏリングが通る場合であっても、Ｏリングを傷付けることなく装着することが可能である。

本発明の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を示す断面図である。

図１に示すように、燃料噴射装置用リターン配管の継手構造（以下、リターン配管継手構造と呼ぶ）は、燃料噴射装置のリターン燃料の出口部としてのパイプ側端部１０と、パイプ側端部１０内の燃料を導くリターン配管２０とを含んで構成されている。

このパイプ側端部１０およびリターン配管２０は、例えば燃料噴射装置としての燃料噴射弁１（従来例２の図５（ａ）参照）の燃料出口端部に形成されるものであって、図示しない内燃機関の燃焼室へ燃料噴射するために燃料噴射弁１へ供給される高圧燃料のうち、余剰燃料を燃料タンク（図示せず）へ回収させる燃料通路部の一部を構成している。なお詳しくは、パイプ側端部２０は、燃料噴射弁１内部の図示しない高圧摺動部材等からのリーク燃料や高圧燃料のうち余剰燃料が燃料噴射弁１内部から導かれる。リターン配管２０は、燃料タンクに繋がれているホース等の外部配管に接続するようになっている。

なお、本実施形態で説明するリターン配管継手構造を提供する燃料噴射装置は、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）を備えたいわゆるコモンレール式燃料噴射システムにおいて、内燃機関の各気筒に設けられ、コモンレールに蓄圧された高圧燃料をその気筒の燃焼室に噴射供給する燃料噴射弁２として以下説明する。

パイプ側端部１０は、燃料噴射弁１から外部へ延びる燃料通路を形成する部材であればよく、燃料噴射弁１内の燃料を外部へ導くように燃料噴射弁１に固定された周知の燃料配管等の燃料パイプ部材に限らず、燃料噴射弁１のケーシングを構成する部材の一部であってもよい。なお、以下の本実施形態では、パイプ側端部１０を、燃料噴射弁１に固定された燃料パイプ部材として説明する。

リターン配管２０は、パイプ側端部１０内部に挿入組付けされるものであって、周知の燃料配管等の燃料パイプ部材で形成されている。なお、このリターン配管２０は、パイプ側端部１０つまり燃料噴射弁１と燃料タンクとの位置関係等から、リターン配管２０の燃料タンク側のパイプ部（以下、周方向パイプと呼ぶ）２２の開口部を、所定の周方向に向けてパイプ側端部１０へ組付け可能なものであることが好ましい。

なお具体的には、リターン配管２０は、図１に示すように、軸方向燃料通路としての軸方向パイプ２１と、周方向燃料通路としての周方向パイプ２２と、軸方向パイプ２１と周方向パイプ２２とを気密に接続するユニオン２３とから構成されている。リターン配管２０は、燃料を導く方向を、例えば軸方向から周方向に換えられる。なお、これら軸方向パイプ２１と周方向パイプ２２とユニオン２３とは別部材を一体的に組付け固定したものであっても、一体化されている部材であってもよい。なお、ここで、軸方向パイプ２１は、請求範囲に記載のパイプ部を構成する。

図１に示すように、軸方向パイプ２１の外周２１ａ、２１ｂが、パイプ側端部１０の内周１１に挿入可能に構成されている。軸方向パイプ２１（詳しくは、外周２１ｂ）には、軸方向パイプ２１をパイプ側端部１０に挿入し連結する際に軸方向パイプ２１とパイプ側端部１０が気密に接続できるように、図１に示すように、シール部材としてのＯリング３０を収容し保持する環状溝２４が設けられている。このＯリング３０を軸方向パイプ２１とパイプ側端部１０の間に挟み込むことで、パイプ側端部１０およびリターン配管２０つまり継手構造における燃料のシールをする。なお、外周２１ａ、２１ｂは、図１に示す後述の内周１１ａ、１１ｂの形状に対応した段差を有するものに限らず、ほぼ同一の外周の大きさで形成されているものであってもよい。

なお、この燃料シール部材しては、リターン配管２０（詳しくは周方向パイプ２２）の開口部の周方向位置を所定の位置に取付け、あるいは調整できるものであれば、Ｏリングに限らず、Ｄリングであっても他の弾性に富んだシール部材であってもよい。

なお、ここで、リターン配管２０をパイプ側端部１０に連結するための継手手段として、本実施形態では、図１に示すように、パイプ側端部１０の内周１１側に溝１２、および軸方向パイプ２１の外周２１ａ、２１ｂ側に突起２５を設け、溝１２と突起２５との係合により軸方向パイプ２１とパイプ側端部１０を連結するように構成されている。

溝１２は、突起２５の形状に対応して突起２５を係合可能な形状であればよく、軸方向パイプ２１のパイプ側端部１０への挿入とともに、その挿入方向に伴う突起２５の移動方向に溝１２の開口部が延在しているものであればよい。溝１２の開口部の形状としては、パイプ側端部１０の内周１１の周方向に螺旋状のもの、略Ｌ字状のもの、あるいはいわゆるバヨネット連結形状等の突起２５を軸方向に係止可能な開口形状であればよい。

なお、以下本実施形態では、溝１２は、開口部の形状として、突起２５つまり軸方向パイプ２１を挿入する側の軸方向に延出する第１開口部と、第１開口部から分岐し、突起２５を周方向移動可能にする第２開口部とを有するものとする（例えば、従来例１の図３および図４参照）。第１開口部は、図３中の溝４１２のうちの軸方向に延びる第１溝４１２ａに対応し、第２開口部は、図３中の周方向に延びる第３溝４１２ｃに対応する。なお、第２開口部が第１開口部から分岐するとは、略Ｌ字状に第１開口部を起点として直接周方向に第２開口部が形成されていてるものに限らず、図３中の第２溝４１２ｂのように挿入方向とは逆方向に突起２５を迂回させる形状を有する開口部を介して、第１開口部から第２開口部へ突起２５を移行させるものであってもよい。なお、この場合、周方向に延在する第２開口部の延在範囲に応じて、リターン配管２０の周方向パイプ２２（詳しくは、周方向パイプ２２の開口部）の向きを調節しながら、リターン配管２０をパイプ側端部１０へ組付け装着することが可能である。

なお、この場合、突起は、円筒状（例えば図４参照）に限らず、四角柱状などの多角柱状であってもよい。

本実施形態では、パイプ側端部１０は、上部側内周１１ａと下部側内周１１ｂとから構成されており、軸方向パイプ２１をパイプ側端部１０へ装着時に、下部側内周１１ｂは、軸方向パイプ２１をパイプ側端部１０へ挿入装着時に、軸方向パイプ２１側の環状溝２４とともにＯリングを圧縮するように構成されている。上部側内周１１ａは、Ｏリング３０との接触を回避するように、下部側内周１１ｂより内径が大きく形成されている。具体的には、環状溝２４に装着された状態のＯリングの外径よりも上部側内周１１ａを大きく形成するようにしている。

なお、ここで、上部側内周１１ａは、請求範囲に記載のＯリング３０との接触を回避する逃がし（以下、Ｏリング逃がしと呼び）を構成する。また、下部側内周１１ｂは、Ｏリング３０を圧縮して規制する、請求範囲に記載のＯリング規制面を構成する。また、内周１１ａ、１１ｂおよび溝１２は、軸方パイプ２１を収容する収容孔を構成する。

なお、本実施形態では、下部側内周１１ｂのうち、上部側内周１１ａ側の端部は、Ｒ形状の面取りが形成されていることが好ましい。

なお、本実施形態では、パイプ側端部１０の内周１１に形成する溝１２の部位として、上部側内周１１ａに溝１２が形成されていることが好ましい。なお、内周１１に形成する溝１２の部位は、内周１１のうち、図１に示す上部側内周１１ａに限らず、下部側内周１１ｂ以外の他の内周（図示せず）であってもよい。

なお、本実施形態では、付勢部材７０は、図１に示すように、パイプ側端部１０の内周１１（詳しくは下部側内周１１ｂ）と、軸方向パイプ２１の下端面とに区画された空間に配置され、軸方向パイプ２１つまりリターン配管２０の挿入方向とは反対方向に、軸方向パイプ２１を付勢するように構成してもよい。この付勢部材７０は、図１に示す付勢スプリングに限らず、軸方向パイプ２１に挿入方向とは反対方向の作用力を作用させるものであればいずれの部材でもよい。なお、ここで、付勢部材７０は、突起２５と溝１２（詳しくは周方向開口部）とを噛み合せるように付勢する付勢力発生手段を構成する。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、燃料噴射装置１のパイプ側端部１０に溝１２、およびリターン配管２０の軸方向パイプ２１に突起２５を設け、リターン配管２０を燃料噴射装置１に連結する継手構造において、軸方向パイプ２１を収容するパイプ側端部１０の内周面１１ａ、１１ｂに、Ｏリング３０との接触を回避するＯリング逃がし１１ｂを設けている。これにより、リターン配管２０の軸方向パイプ２１をパイプ側端部１０に挿入して装着する際に、Ｏリング３０がパイプ側端部１０側の溝１２を通ったとしても、Ｏリング３０を傷付けることなく装着することが可能である。したがって、溝１２と突起２５の係合によりリターン配管２０と燃料噴射装置１の装着性を向上させるとともに、装着の際にＯリング３０を傷付けることがないので燃料シール性の向上が図れる。

（２）なお、本実施形態では、溝１２は、パイプ側端部１０の内周面１１のＯリング逃がし側つまり上部側内周１１ａに形成されている。

これによると、パイプ側端部１０内に、突起２５を有するパイプ部を収容する内周１１と、突起２５と係合する溝１２とを設ける場合において、溝１２を内周１１のうち、上部側内周１１ａを除く下部側内周１１ｂ以外の他の内周に設けることなく、上部側内周１１ａ自体に設ける。これにより、装着性および燃料シール性の向上を図る継手構造として、収容孔を構成する内周１１および溝１２の形状を比較的簡素にできるため、パイプ側端部１０の収容孔の加工が容易にできる。

（３）なお、突起２５と溝１２の係合によりリターン配管２０（詳しくは軸方向パイプ２１）をパイプ側端部１０へ連結するものにおいて、比較的簡素な溝１２の開口形状で溝１２と突起２５の係合状態を維持したい場合には、突起２５と溝１２とを噛み合せるように付勢する付勢部材７０を配置することが好ましい。しかしながら、リターン配管２０をパイプ側端部１０に挿入して装着する際に、付勢部材７０の付勢力等によっては、軸方向パイプ２１がパイプ側端部１０内（詳しくは、内周１１ａ、１１ｂ）を挿入方向（詳しくは軸方向下方）と逆方向に移動するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、環状溝２４とともにＯリング３０を規制する内周１１において、Ｏリング規制面の下部側内周１１ｂとは別に、Ｏリング逃がし機能を有する上部側内周１１ａを設けているので、挿入作業における軸方向パイプ２１の上下移動等の揺動が発生した場合であっても、Ｏリング３０を傷付けることなく挿入作業を行なうことができる。

（４）さらになお、突起２５と溝１２の係合によりリターン配管２０（詳しくは軸方向パイプ２１）をパイプ側端部１０へ連結するものにおいて、溝１２と突起２５の係合状態を維持したい場合には、溝１２は、突起２５を挿入する開口形状として、パイプ部をパイプ側端部に挿入する側の軸方向に延出する第１開口部に加えて、第１開口部から分岐し、周方向に延びる第２開口部を有するように構成される。この場合、第１開口部および第２開口部を備える溝は、場合によっては複雑な開口形状となるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、環状溝２４とともにＯリング３０を規制する内周１１において、Ｏリング規制面の下部側内周１１ｂとは別に、Ｏリング逃がし機能を有する上部側内周１１ａを設けているので、複雑な開口形状を有する溝１２をＯリング３０が通る場合であっても、Ｏリング３０を傷付けることなく装着することが可能である。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したパイプ側端部１０の内周１１において、図２に示すように、上部側内周１１ａと下部側内周１１ｂとの間に、テーパ面１１ｃを設けるようにする。図２は、本実施形態の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を示す断面図である。

図２に示すように、テーパ面１１ｃは、上部側内周１１ａと下部側内周１１ｂとの間を繋ぐように配置されている。このテーパ面１１ｃは、下部側内周１１ｂから、下部側内周１１ｂに比べて大径の上部側内周１１ａに向けて、徐々に内周の大きさが小さくなるように形成されている。

なお、ここで、テーパ面１１ｃは、請求範囲に記載の徐々に内周の大きさが小さくなる移行部を構成する。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）この様な構成であっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

（２）さらに、本実施形態では、上部側内周１１ａと下部側内周１１ｂとの間に、Ｏリング規制面としての上部側内周１１ａに向けて、徐々に内周の大きさが小さくなるテーパ面１１ｃが形成されている。これにより、挿入等による装着によりＯリング３０に圧縮を与えＯリング３０自体の弾性でシールする際に、テーパ面１１ｃを利用してＯリング３０に徐々に圧縮を与えることができるので、スムースにＯリング３０を装着することが可能である。

（３）なお、本実施形態では、上記テーパ面１１ｃとしたが、Ｒ形状を有する略曲面であってもよく、徐々に内周の大きさが小さくなる移行部を有するものであればいずれでもよい。

本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を示す断面図である。 第２の実施形態の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造を示す断面図である。 従来例１のリターン配管の継手構造の組付関係を表す部分的分解斜視図である。 従来例１のリターン配管の継手構造を示す断面図である。 従来例２のリターン配管の継手構造を表す模式図であって、図５（ａ）はその継手構造を適用する燃料噴射弁の部分的断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の燃料噴射弁のうち、パイプ側端部とリターン配管とを連結するクリップを示す斜視図、図５（ｃ）は、図５（ａ）の燃料噴射弁のうち、パイプ側端部を示す断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁（燃料噴射装置）
１０ パイプ側端部
１１ 内周
１１ａ 上部側内周
１１ｂ 下部側内周（Ｏリング規制面）
１２ 溝
２０ リターン配管
２１ 軸方向パイプ（パイプ部）
２１ａ、２１ｂ 外周
２２ 周方向パイプ
２３ ユニオン
２４ 環状溝
２５ 突起
３０ Ｏリング
７０ 付勢部材

Claims (4)

1. 燃料のリターン配管を燃料噴射装置に連結するための継手構造であって、前記燃料噴射装置のパイプ側端部に溝、および前記リターン配管のパイプ部に突起を設け、前記溝と前記突起の係合により前記パイプ側端部と前記リターン配管を連結する燃料噴射装置用リターン配管の継手構造において、
   前記パイプ側端部に形成され、前記パイプ部を収容する収容孔と、
   連結された前記パイプ側端部と前記パイプ部の燃料シールをするＯリングを備え、
   前記収容孔の内周面に、前記Ｏリングとの接触を回避する逃がしを設けたことを特徴とする燃料噴射装置用リターン配管の継手構造。
2. 前記内周面は、前記Ｏリングを規制するＯリング規制面を備え、
   前記逃がしと前記Ｏリング規制面との間には、徐々に前記内周の大きさが小さくなる移行部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造。
3. 前記溝は、前記パイプ側端部の前記内周面の前記逃がし側に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造。
4. 前記溝は、前記突起を挿入する開口形状として、前記パイプ部を前記パイプ側端部に挿入する側の軸方向に延出する第１開口部と、前記第１開口部から分岐し、周方向に延びる第２開口部とを有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置用リターン配管の継手構造。

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