JP2007040243A - 燃料噴射装置の高圧燃料シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧シール長さを短くせずに、高圧シール面から漏れ出る燃料を外部に漏らさない燃料噴射装置の高圧燃料シール構造を提供する。
【解決手段】 噴孔１２ｂと、高圧燃料通路１１ｂと、低圧燃料通路１１ｃとを備え、噴孔より噴射する燃料を高圧燃料通路に供給し、その燃料のうち余剰燃料を低圧燃料通路に導き外部へ流出する燃料噴射装置に用いられ、高圧燃料通路１１ｂおよび低圧燃料通路１１ｃを有する、第１筒状部材１２および第２筒状部材１１と、第１筒状部材と第２筒状部材との合わせ面１１ｍ、１２ｍを密着させる締付け部材１４とを備える燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、合わせ面１１ｍのうち、高圧燃料通路１１ｂと低圧燃料通路１１ｃを有する突き当て部１１ｓには、高圧燃料通路より漏れ出た燃料を導くための高圧燃料通路１１ｂから低圧燃料通路１１ｄ２への段差１８が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料噴射装置の高圧燃料シール構造に関し、例えば内燃機関に取り付けられる内燃機関用燃料噴射弁の高圧燃料シール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、例えばディーゼル機関用燃料噴射装置において、内燃機関の各気筒に設けられ、燃料をその気筒の燃焼室に噴射供給する燃料噴射弁が知られている（特許文献１参照）。この種の燃料噴射弁は、この噴孔を開閉するノズルニードルを移動可能に収容するノズルボデーと、ノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーと、ノズルボデーとノズルホルダーとの合わせ面を締付け軸力により密着させるリテーニングナットを備え、高圧燃料通路と低圧燃料通路とを有するノズルボデーとノズルホルダーとの合わせ面を燃料シールしている。

特許文献１では、高圧燃料シール構造として、高圧燃料シール面から漏れ出る燃料を高圧通路側に設けた低圧通路で回収して燃料噴射弁外部へ漏らさない技術が開示されている。この技術では、合わせ面を構成するノズルボデーの端面に、高圧燃料通路を囲むように、低圧通路を設けている。
欧州特許第１１６５９６１号明細書

しかしながら、従来技術では、高圧燃料通路の周りに低圧通路を設けるために、高圧シール長さが短くなって高圧燃料通路から燃料が漏れ易くなるという問題がある。また、このシール長さを確保しようとすると、燃料噴射弁の体格、特に径方向の大きさが大型化するおそれがある。

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、高圧シール長さを短くすることなく、高圧燃料シール面から漏れ出る燃料を外部に漏らさない燃料噴射装置の高圧燃料シール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７に記載の発明では、噴孔と、高圧燃料通路と、低圧燃料通路とを備え、噴孔より噴射する燃料を高圧燃料通路に供給し、噴孔より噴射するための燃料のうち余剰燃料を低圧燃料通路に導き外部へ流出する燃料噴射装置に用いられ、
高圧燃料通路および低圧燃料通路を有する第１筒状部材と、高圧燃料通路および低圧燃料通路を有する第２筒状部材と、第１筒状部材と第２筒状部材との合わせ面を密着させる締付け部材とを備える燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
合わせ面のうち、高圧燃料通路と低圧燃料通路を有する突き当て部には、高圧燃料通路より漏れ出た燃料を導くための高圧燃料通路から低圧燃料通路への段差が設けられていることを特徴とする。

これによると、合わせ面のうち、高圧燃料通路と低圧通路を有する突き当て部に、高圧燃料通路より漏れ出た燃料を導くための高圧燃料通路から低圧燃料通路への段差を設けているので、段差に、締付け部材の締付軸力により発生する付き当て部の他の部位の接触面圧に比べて小さな接触面圧を発生させることが可能である。これにより、合わせ面のうち、高圧燃料通路を有する突き当て部より漏れ出る燃料つまり高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、段差に沿って優先的に低圧燃料通路に回収することができる。

したがって、高圧燃料シール長さを短くすることなく、高圧燃料シール面より漏れ出る燃料を外部に漏らさないようにすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、段差は、締付け部材による締付け前で、５μｍ以下であることを特徴とすることを特徴とする。

これにより、締付け部材による締付け後、締付け部材の所定の締付軸力により段差の部位を縮小変形させることにより段差自身による燃料漏れ断面積を極小にでき、燃料漏れ断面積がほとんどない状態に設定できる。

例えば締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、突き当て部の他の部位にない段差自身による燃料漏れ断面積を有するので、段差を介して、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路に回収することができる。

また、請求項３に記載の発明では、段差は、締付け部材による締付け前で、０．５μｍ以上であることを特徴とすることを特徴とする。

これにより、締付け部材の締付軸力による段差の部位での接触面圧を、付き当て部の他の部位の接触面圧に比べて小さく形成することができる。

例えば締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、接触面圧が他の部位に比べて小さい段差に沿って、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路に回収することができる。

また、請求項４に記載の発明では、段差は、締付け部材の締付軸力により発生する付き当て部の他の部位の接触面圧に比べて小さな接触面圧を発生することを特徴とする。

これにより、突き当て部に段差を設けても高圧燃料シール長さが短くなることはない。

したがって、漏れ燃料を導くための段差が、高圧燃料シール長さを短くすることなく形成できるとともに、例えば締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、段差に沿って、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路に回収することができる。

また、請求項５に記載の発明では、合わせ面において、付き当て部以外の他の部位では、合わせ面での密着面積を低減するための凹状の肉盗み部が設けられていることを特徴とする。

これにより、高圧燃料通路と低圧燃料通路を有する付き当て部以外の他の部位に、合わせ面での密着面積を低減するための凹状の肉盗み部を設けるように構成しているので、比較的小さな締付軸力により突き当て部の接触面圧の向上が図れる。

また、請求項６乃至７記載の発明では、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、第１筒状部材および第２筒状部材のうち、一方が噴孔を開閉するノズルニードルを移動可能に収容するノズルボデー、他方がノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーで構成されていることを特徴とする。

これによると、ノズルボデー、ノズルホルダー、およびノズルボデーとノズルホルダーの合わせ面を締付軸力により密着させるリテーニングナット等の締付け部材を備えるいわゆる燃料噴射弁に適用して、高圧シール長さを短くすることなく、高圧燃料シール面より漏れ出る燃料を外部に漏らさないようにすることができる。

また、請求項７の記載の発明では、相互に対向するノズルニードルと制御ピストン、ノズルニードルを収容するノズルボデーの内周、および制御ピストンを収容するノズルホルダーの内周とで区画される燃料空間は、低圧燃料通路を構成することを特徴とする。

これによると、高圧燃料通路より漏れ出た燃料を導くための高圧燃料通路から低圧燃料通路への段差を形成する方法として、高圧燃料通路から低圧燃料通路へ直接連結可能な段差を設ける方法に限らず、高圧燃料通路から燃料空間へ連結させる方法であってもよい。したがって、高圧燃料通路と低圧燃料通路の配置関係に係わらず、比較的簡素な形状の段差を形成することができる。

以下、本発明の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造を、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に適用して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の高圧燃料シール構造を示す断面図である。図２は、図１中のノズルホルダーの合わせ面を、ＩＩ−ＩＩからみた平面図である。図３は、図１中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図３（ａ）は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩからみた部分断面図、図３（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。図４は、図３中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面同士を組付ける製造工程を示す図であって、ノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面に、リテーニングナットによる締付軸力を加える前の状態を示す部分断面図である。図５は、図１中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図５（ａ）は図２中のＶ−Ｖからみた部分断面図、図５（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。

図１に示すように、蓄圧式燃料噴射装置に使用される燃料噴射弁１は、例えば自動車等の車両に搭載された図示しない多気筒（例えば、４気筒）のディーゼルエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）の各気筒ごとに設けられ、図示しない高圧燃料供給ポンプ（以下、サプライポンプ）から圧送された高圧燃料を蓄圧器（以下、コモンレール）内に蓄圧し、このコモンレールに蓄圧した高圧燃料を燃焼室内に直接噴射供給するいわゆるインジェクタである。

この燃料噴射弁１は、ノズルニードル２０を軸方向に移動可能に収容するノズルボデー１２と、ノズルニードル２０を閉弁側に付勢する付勢部材としてのスプリング３５を収容するノズルホルダー１１と、ノズルボデー１２とノズルホルダー１１とを所定の締付軸力により締結する締付け部材としてのリテーニングナット１４とを含んで構成されている。ノズルボデー１２、ノズルホルダー１１、およびリテーニングナット１４は、ノズルボデー１２とノズルホルダー１１とをリテーニングナット１４で締結することで燃料噴射弁の本体を構成している。

ノズルボデー１２は、略筒状体に形成され、先端部（図１中の下方側の端部）側に、高圧燃料を燃焼室に噴射するための噴孔１２ｂを１個または複数個備えた略筒状部材である。ノズルボデー１２は、請求範囲に記載の第１筒状部材を構成する。

このノズルボデー１２の内部には、中実円柱状のノズルニードル２０を軸方向移動可能に保持するための収容孔（以下、第１ニードル収容孔）１２ｅが形成されている。この第１ニードル収容孔１２ｅの図中の中間部位には、その孔径が拡げられた燃料溜り室１２ｃが設けられている。具体的には、ノズルボデー１２の内周は、燃料流れの下流に向かって、第１ニードル収容孔１２ｅ、燃料溜り室１２ｃ、弁座１２ａの順に形成されており、弁座１２ａの下流側にノズルボデー１２の内外を貫通する噴孔１２ｂが設けられている。

弁座１２ａは、図１に示すように、円錐台面を有しており、円錐台面の大径側が第１ニードル収容孔１２ｅに連続し、小径側が噴孔１２ｂに向かって延びている。この弁座１２ａにノズルニードル２０が着座および離座可能に配置され、着座および離間することでノズルニードル２０が閉弁および開弁する。

さらに、ノズルボデー１２には、このノズルボデー１２の図示上端側の合わせ面（以下、第１合わせ面）１２ｍから燃料溜り室１２ｃへ延びる燃料送出路１２ｄが設けられている。この燃料送出路１２ｄは、ノズルホルダー１１の後述の燃料供給路１１ｂと連通することで、コモンレール内で蓄圧された高圧燃料を燃料溜り室１２ｃを経由し弁座１２ａ側へ送り込む。燃料送出路１２ｄと燃料供給路１１ｂとは、請求範囲に記載の高圧燃料通路を構成する。

ノズルホルダー１１は、略筒状体に形成されており、内部に、スプリング３５、およびノズルニードル２０を駆動するための制御ピストン３０を軸方向に移動可能に収容するための収容孔（以下、第２ニードル収容孔）１１ｄが設けられている。この第２ニードル収容孔１１ｄの図示下端側の合わせ面（以下、第２合わせ面）１１ｍには、中間の内周１１ｄ１よりは大きく拡げられた内周１１ｄ２が形成されている。ノズルホルダー１１は、請求範囲に記載の第２筒状部材を構成する。

具体的には、この内周１１ｄ２は、スプリング３５、および環状部材３１、および制御ピストン３０のニードル部３０ｃを収容するいわゆるスプリング室が形成されている。環状部材３１は、スプリング３５とノズルニードル２０との間に挟み込まれて配置されており、スプリング３５をノズルニードル２０の閉弁方向に付勢するスプリング受け部を構成する。ニードル部３０ｃは、ノズルニードル２０に、環状部材３１を介して間接的に、もしくは直接的に当接可能に構成されている。

さらに、ノズルホルダー１１には、コモンレールの分岐管に接続される高圧配管（図示せず）が気密に連結する継手部（以下、インレット部）１１ｆが設けられている。このインレット部１１ｆは、コモンレールから供給された高圧燃料を、内部に装着されたバーフィルタ１３を介して燃料供給路１１ｂへ導く燃料導入部である。ノズルホルダー１１のインレット部の内部、およびスプリング室１１ｄ２の周囲には、燃料供給路１１ｂが設けられている。

また、ノズルホルダー１１には、スプリング室１１ｄ２に導かれた燃料を、図示しない燃料タンク等の低圧配管系内に戻すための燃料逃がし通路（リーク回収用通路とも呼ぶ）１１ｃが設けられている。そして、ノズルホルダー１１の図示下端側の外周には、リテーニングナット１４のめねじ部１４ｒと締結されるおねじ部１１ｒが設けられている。燃料逃がし通路１１ｃ、スプリング室１１ｄ２、および後述の肉盗み部１９ｃは、請求範囲に記載の低圧燃料通路を構成する。

なお、図１に示すように、制御ピストン３０の他端部側には、電磁弁等の電磁駆動装置５０により油圧が給排され油圧制御室１６ｃが設けられている。この油圧制御室１６ｃの油圧を増減することで、ノズルニードル２０を閉弁および開弁する。具体的には、油圧制御室１６ｃから油圧が抜かれ、減少すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング３５の付勢力に抗して図１中の軸方向上方に移動し、ノズルニードル２０が開弁する。一方、油圧制御室１６ｃに油圧が導入され、増加すると、ノズルニードル２０および制御ピストン３０がスプリング３５の付勢力によって図１中の軸方向下方に移動し、ノズルニードル２０が閉弁する。

なお、電磁駆動装置５０は、外部からの電力供給により電磁力を発生するコイル５０ａ、可動コア（以下、アーマチャ）５０ｂ、電磁力の作用によりアーマチャ５０ｂを磁気吸引する固定コア（以下、ステータ）５０ｃとを有する電磁弁であって、油圧制御室１６ｃの油圧を増減する。

具体的には、電磁駆動装置５０と制御ピストン３０との間には、オリフィスプレート１６が設けらており、オリフィスプレート１６と制御ピストン３０と第２ニードル収容孔１１ｄにより油圧制御室１６ｃを区画している。このオリフィスプレート１６のアーマチャ側端面には、アーマチャ５０ｂを着座および離座可能にする弁座１６ｄが平面状に形成されている。なお、オリフィスプレート１６とアーマチャ５０ｂの間には、アーマチャ５０ｂを移動可能に保持するハウジングプレート１７が設けられており、弁座１６ｄ側の弁室をオリフィスプレート１６とともに形成する。

オリフィスプレート１６には、入口オリフィス１６ａと出口オリフィス１６ｂが形成されている。入口オリフィス１６ａは、弁座１６ｄと油圧制御室１６ｃを連通するように配置され、アーマチャ５０ｂの閉弁および開弁により閉塞および流通する。出口オリフィス１６ｂは、油圧制御室１６ｃと燃料供給路１１ｂを連通するように配置されている。

次に、ノズルホルダー１１とノズルボデー１２の合わせ面１１ｍ、１２ｍについて、図２から図５に従って説明する。

ノズルホルダー１１の第２合わせ面１１ｍには、図２に示すように、ノズルホルダー１１とノズルボデー１２の組付けの際の位置決めおよび回転を防止するノックピン（図示せず）が嵌まり込む嵌合孔１１ｐが形成されている。なお、ノズルボデー１２の第１合わせ面１２ｍには、上記ノックピンが嵌まり込む嵌合孔（図示せず）が形成されている。

第２合わせ面１１ｍのうち、突き当て部（以下、第２突き当て部）１１ｓは、第１合わせ面１２ｍに、リテーニングナット１４の締付軸力により締結されることで、密着するように構成されている。

第２突き当て部１１ｓおよび第１合わせ面１２ｍは、上記ノックピンにより燃料供給路１１ｂと燃料送出路１２ｄが連通するように合わされている。なお、第１合わせ面１２ｍのうち、第２突き当て部１１ｓが突き当てられる部位を、第２突き当て部１２ｓと呼ぶ。

また、第２合わせ面１１ｍには、突き当て部１１ｓ以外の他の部位で、肉盗み部１９が複数個（本実施例では３個）設けられていることが好ましい。この肉盗み部１９は、第１合わせ面１１ｍと第２合わせ面との密着面つまり第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの密着面積を小さくし、第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの接触面圧の向上が図れる。これにより、リテーニングナット１４による締付軸力が比較的小さく設定される場合であっても、突き当て部１１ｓ、１２ｓの接触面圧の向上が図れる。

なお、肉盗み部１９は、合わせ面１１ｍの内側部位や外側部位のいずれ形成されていてもよい。なお、本実施形態では、肉盗み部１９を合わせ面１１ｍの内側部位に限定しなくてもよいため、第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの密着面積をより小さくでき、第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの接触面圧の更なる向上が図れる。

なお、以下の説明では、肉盗み部１９ａ、１９ｂは、合わせ面１１ｍの外側部位に、肉盗み部１９ｃは、合わせ面１１ｍの内側部位に配置されているものとする。

さらに、第２突き当て部１１ｓには、燃料供給路１１ｂとスプリング室１１ｄ２を繋ぐ段差部１８が設けられている。この段差部１８は、図４に示すように、リテーニングナット１４による締付軸力が加えられる前には、第２突き当て部１１ｓに対して凹状の段差形状を形成している。そして、リテーニングナット１４による締付軸力が加えられ、所定の締付軸力で締結されると、図３（ａ）に示すように、段差部１８を含む第２突き当て部１１ｓは、所定の締付軸力により圧縮されて、変形収縮する結果、凹状の段差形状がほとんどない状態、またはない状態になる。

なお、ここで、段差部１８は、請求範囲に記載の段差を構成する。また、突き当て部１１ｓ、１２ｓは、突き当て部１１ｓ、１２ｓに燃料供給路１１ｂ、燃料送出路１２ｄ等の高圧燃料通路を有する密着面であり、高圧燃料シール面を構成している。

この段差部１８の凹状の段差量ｈは、以下のように設定することが好ましい。段差部１８の段差量ｈは、５μｍ以下であることが好ましい。これにより、リテーニングナット１４による締付け後、所定の締付軸力により段差部１８の部位（凹状の段差量ｈ）を縮小変形させることにより、段差部１８自身による燃料漏れ断面積を極小にでき、燃料漏れ断面積がほとんどない状態に設定できる（図３（ａ）参照）。

また、段差部１８の段差量ｈは、０．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、所定の締付軸力による段差部１８の部位での接触面圧Ｐ２を、付き当て部１１ｓの他の部位の接触面圧Ｐ１に比べて小さく（Ｐ１＞Ｐ２）形成することができる（図３（ｂ）参照）。

上述のことより、段差部１８の段差量ｈは、０．５μｍ〜５μｍの範囲にあることが好ましい。段差部１８の段差量ｈが５μｍを越える場合には、所定の締付軸力により段差部１８の段差量ｈが縮小されたとしても、燃料漏れ断面積が生じるので、高圧燃料シール長さを短くしてしまうおそれがある。また、段差量ｈが０．５μｍ未満の場合には、段差部１８での接触面圧Ｐ２を、付き当て部１１ｓの他の部位の接触面圧Ｐ１により小さく形成することができないおそれがある。

上述のような段差部１８の部位は、図３（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、突き当て部１１ｓ、１２ｓ内に囲まれている。また、段差部１８は、図３（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、付き当て部１１ｓの他の部位の接触面圧Ｐ１により小さく形成されている。したがって、締付軸力の低下などにより接触面圧の低下を万が一招いた場合であっても、高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄより漏れ出た燃料を、段差部１８に沿って、スプリング室１１ｄ２等の低圧燃料通路へ導ける。

なお、図３、図４において、段差部１８の段差量は、所定の締付軸力を加えた後の段差量がＨ２（図３（ａ）参照）、締付軸力を加える前の段差量がＨ１（図４参照）である。図４中のΔＨ（ΔＨ＝Ｈ１−Ｈ２）は、所定の締付軸力により突き当て部１１ｓが縮小変形する縮小変形量を示しており、所定の締付軸力により縮小変形予定の段差部１８の段差量ｈと模式的に比較表示されている。

また、段差部１８の形成方法としては、突き当て部１１ｓの表面を研削加工等により平面度を２μｍ程度に加工した後、凹状の段差形状を研削加工等により形成する。なお、この段差部１８の形成方法は、上記段差部１８の段差量ｈが上記範囲を満足するものであれば、研削加工による加工方法に限らず、肉盗み等による鋳造、鍛造等の成形加工などによるものであってもよい。

なお、リテーニングナット１４は、図１に示すように、略筒状の締結け部材であり、ノズルボデー１２の図示上端側の合わせ面１２ｍとノズルホルダー１１の図示下端側の合わせ面１１ｍ（詳しくは突き当て部１１ｓ）とを所定の締結軸力で密着させるものである。このリテーニングナット１４の内周には、ノズルホルダー１１の図示下端側のおねじ部１１ｒと締結されるめねじ部１４ｒが設けられている。

上述の構成を有する燃料噴射弁１の作用について以下説明する。高圧源であるコモンレールから高圧配管、燃料供給路１１ｂ、燃料送出路１２ｄを介して燃料溜り１２ｃに高圧燃料が供給されている。そして、電磁駆動装置５０の開弁動作により油圧制御室１６ｃより燃料が抜かれ、油圧制御室１６ｃ内の燃料圧力が減少する。

高圧燃料が供給されている燃料溜り室１６側の油圧力（ノズルニードル２０を開弁方向に作用する作用力）と油圧制御室１６ｃの油圧力との油圧力差が、スプリング３５の付勢力よりも大きくなると、制御ピストン３０およびノズルニードル２０が噴孔１２ｂを開く方向へ移動する。ノズルボデー１２の弁座１２ａからノズルニードル２０が離座することで、高圧燃料がノズルボデー１２の先端部に設けられた噴孔１２ｂよりエンジンの燃焼室内へ噴射される。

また、燃料溜り室１２ｃ、燃料供給路１１ｂ、および燃料送出路１２ｄよりノズルホルダーのスプリング室１１ｄ２や肉盗み部１９ｃに漏れ出した燃料（以下、リーク燃料）は、燃料逃がし通路１１ｃへ導かれ、燃料タンク等の低圧配管系内へ戻される。

なお、ここで、上記リーク燃料、および電磁駆動装置の開弁により油圧制御室１６ｃより抜かれる燃料は、請求範囲に記載の余剰燃料を構成する。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、本実施形態では、リテーニングナット１４によりノズルボデー１２の合わせ面１２ｍと締結するノズルホルダー１１の合わせ面１１ｍにおいて、この合わせ面１１ｍのうち、突き当て部１１ｓには、燃料供給路１１ｂ、燃料送出路１２ｄより漏れ出た燃料を導くための高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄから低圧燃料通路１１ｄ２への段差部１８が設けられている。

このように、突き当て部１１ｓには、高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄより漏れ出た燃料を導くための段差部１８が設けられるように構成しているので、段差部１８に、リテーニングナット１４の締付軸力により発生する付き当て部１１ｓの他の部位の接触面圧に比べて小さな接触面圧を発生させることが可能である。これにより、合わせ面１１ｍのうち、高突き当て部１１ｓの高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄの部位より漏れ出る燃料つまり高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、段差部１８に沿って優先的に低圧燃料通路１１ｄ２、１１ｃに回収することができる。

したがって、高圧燃料シール長さを短くすることなく、高圧燃料シール面より漏れ出る燃料を外部に漏らさないようにすることができる。

なお、本実施形態では、上記段差部１８の段差量ｈは、５μｍ以下であることが好ましい。これにより、リテーニングナット１４による締付け後、所定の締付軸力により段差部１８の部位を縮小変形させることにより、段差部１８自身による燃料漏れ断面積を極小にでき、燃料漏れ断面積がほとんどない状態に設定できる。

このように段差部１８の段差量ｈを設定することで、締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、突き当て部１１ｓの他の部位にはない段差部１８自身による燃料漏れ断面積が形成されることになる。これにより、段差部１８を介して、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路１１ｄ２、１１ｃに回収することができる。

さらになお、本実施形態では、上記段差部１８の段差量ｈは、０．５μｍ以上であることが好ましい。これにより、所定の締付軸力による段差部１８の部位での接触面圧Ｐ２を、付き当て部１１ｓの他の部位の接触面圧Ｐ１に比べて小さく形成することができる。

このように段差部１８の段差量ｈを設定することで、
締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、接触面圧Ｐ２が他の部位の接触面圧Ｐ１に比べて小さい段差部１８に沿って、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路に回収することができる。

また、本実施形態では、合わせ面１１ｍには、突き当て部１１ｓ以外の他の部位で、肉盗み部１９が設けられていることが好ましい。この肉盗み部１９は、第１合わせ面１１ｍと第２合わせ面１２ｍとの密着面、つまり第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの密着面積を小さくし、第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの接触面圧の向上が図れる。これにより、リテーニングナット１４による所定の締付軸力を比較的小さく設定する場合であっても、突き当て部１１ｓ、１２ｓの接触面圧の向上が図れる。

したがって、第２突き当て部１１ｓと第１突き当て部１２ｓの接触面圧の向上手段っとして、締付け工程での狙い締付軸力をアップさせる方法を採用せずとも、所定の締付軸力を比較的小さく設定したままで、突き当て部１１ｓ、１２ｓの接触面圧の向上が図れる。

なお、ここで、本実施形態では、ノズルボデー１２、ノズルホルダー１１、およびノズルボデー１２とノズルホルダー１１の合わせ面１１ｍ、１２ｍを締付軸力により密着させるリテーニングナット１４を備えるいわゆる燃料噴射弁１に適用している。これにより、エンジンに高圧燃料を断続周期的に供給する燃料噴射弁１のようなものであっても、高圧シール長さを短くすることなく、高圧燃料シール面より漏れ出る燃料を外部に漏らさないようにすることができる。

上記燃料噴射弁１において、高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄより漏れ出た燃料を導くための段差部１８を形成する方法として、高圧燃料通路１１ｂから低圧燃料通路１１ｃへ直接連結可能な段差部を設ける方法に限らず、高圧燃料通路１１ｂ、からスプリング室１１ｄ２の燃料空間へ連結させる方法であってもよい。したがって、高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄと低圧燃料通路１１ｃの配置関係に係わらず、比較的簡素な形状の段差を形成することができる。

（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１の実施形態では、高圧燃料通路１１ｂ、１２ｄより漏れ出た燃料を導くための段差部１８を、高圧燃料通路（燃料供給路）１１ｂから低圧燃料通路（スプリング室）１１ｄ２への段差で構成し、この構成により漏れ燃料を、スプリング室）１１ｄ２へ回収するようにした。

第２の実施形態では、図６に示すように、ノズルホルダー１１１の突き当て部１１１ｓに形成する段差部１１８を、燃料供給路１１ｂからスプリング室１１ｄ２および肉盗み部１１９への段差で構成するようにする。図６は、本実施形態に係わるノズルホルダーの合わせ面を示す平面図である。図７は、本実施形態に係わるノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図７（ａ）は図６中のＶＩＩ−ＶＩＩからみた部分断面図、図７（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。

図６に示すように、肉盗み部１１９は、合わせ面１１ｍの内側に形成されている。具体的には、合わせ面１１ｍのうち、突き当て部１１ｓを外周側に配置し、肉盗み部１１９は、突き当て部１１ｓの内側に配置されている。この肉盗み部１１９は、低圧燃料通路を構成する。

段差部１１８は、図６に示すように、燃料供給路１１ｂから少なくとも肉盗み部１１９への段差で構成するようにする。図６に示すように、段差部１１８の段差形状は、突き当て部１１１ｓより段差量ｈだけ低い設定される比較的簡素な形状であればよい。

このように構成しても、第１の実施形態と同様な効果を得ることが可能である。

また、段差部１１８の段差形状は比較的簡素な形状でよいので、段差部１１８を形成する加工方法が容易となり、燃料噴射弁の生産性の向上が図れる。

（その他の実施形態）
（１）以上説明した本実施形態において、段差部１８、１１８を、高圧燃料通路（燃料供給路）１１ｂから低圧燃料通路（スプリング室）１１ｄ２への段差、あるいは燃料供給路１１ｂからスプリング室１１ｄ２および肉盗み部１１９への段差で構成すると説明した。段差部は、このようなものに限らず、付き当て部１１ｓ、１１１ｓの他の部位の接触面圧Ｐ１に比べて小さな接触面圧Ｐ１を発生するような段差であればいずれの段差であってもよい。

いずれの場合も、突き当て部に段差部を設けても高圧燃料シール長さが短くなることはない。

したがって、漏れ燃料を導くための段差部が、高圧燃料シール長さを短くすることなく形成できるとともに、締付軸力の低下などにより接触面圧が低下する現象が生じた場合には、段差部に沿って、高圧燃料シール面より漏れ出た燃料を外部に漏らすことなく、低圧燃料通路に回収することができる。

（２）以上説明した本実施形態において、段差部１８、１１８は、ノズルホルダー１１、１１１側の第２合わせ面１１ｍ、１１１ｍの突き当て部１１ｓ、１１１ｓに設けるものとした。段差部を設ける部位としては、ノズルホルダー１１、１１１側の突き当て部１１ｓ、１１１ｓに限らず、ノズルボデー側の第２合わせ面の突き当て部に設けるものであってもよい。

（３）以上説明した本実施形態において、燃料噴射弁１を、コモンレールに蓄圧された高圧燃料が供給され、電磁駆動装置５０により油圧制御室１６ｃの油圧を減少および増加させることで、高圧燃料を噴射および噴射停止させるものとした。燃料噴射弁は、このようなものに限らず、電磁駆動装置を装備することなく、燃料溜り室側の油圧力がスプリングの付勢力よりも大きくなると、ノズルニードルが噴孔を開く方向へ移動するものであってもよい。

本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造を示す断面図である。 図１中のノズルホルダーの合わせ面を、ＩＩ−ＩＩからみた平面図である。 図１中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図３（ａ）は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩからみた部分断面図、図３（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。 図３中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面同士を組付ける製造工程を示す図であって、ノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面に、リテーニングナットによる締付軸力を加える前の状態を示す部分断面図である。 図１中のノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図５（ａ）は図２中のＶ−Ｖからみた部分断面図、図５（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。 第２の実施形態に係わるノズルホルダーの合わせ面を示す平面図である。 第２の実施形態に係わるノズルホルダーとノズルボデーの合わせ面の密着状態を説明する図であって、図７（ａ）は図６中のＶＩＩ−ＶＩＩからみた部分断面図、図７（ｂ）は接触面圧の分布を示すグラフである。

符号の説明

１ 燃料噴射弁（インジェクタ）
１１ ノズルホルダー（第２筒状部材）
１１ｂ 燃料供給路（高圧燃料通路）
１１ｃ 燃料逃がし通路（リーク回収用通路）
１１ｄ 第２ニードル収容孔（収容孔）
１１ｄ２ 内周（スプリング室）
１１ｍ 合わせ面
１１ｐ 嵌合孔
１１ｒ おねじ部
１１ｓ 第２突き当て部（突き当て部、密着面）
１２ ノズルボデー（第１筒状部材）
１２ａ 弁座
１２ｂ 噴孔
１２ｃ 燃料溜り室
１２ｄ 燃料送出路（高圧燃料通路）
１２ｅ 第１ニードル収容孔（収容孔）
１２ｍ 合わせ面
１２ｓ 第１突き当て部（突き当て部、密着面）
１４ リテーニングナット（締付け部材）
１４ｒ めねじ部
１６ オリフィスプレート
１６ａ 入口オリフィス
１６ｂ 出口オリフィス
１６ｃ 油圧制御室
１７ ハウジングプレート
１８ 段差部（段差）
１９ 肉盗み部
２０ ノズルニードル
３０ 制御ピストン
３０ｃ ニードル部
３１ 環状部材
３５ スプリング（付勢部材）
５０ 電磁駆動装置（電磁弁）

Claims (7)

1. 噴孔と、高圧燃料通路と、低圧燃料通路とを備え、前記噴孔より噴射する燃料を前記高圧燃料通路に供給し、前記噴孔より噴射するための燃料のうち余剰燃料を前記低圧燃料通路に導き外部へ流出する燃料噴射装置に用いられ、
   前記高圧燃料通路および前記低圧燃料通路を有する第１筒状部材と、前記高圧燃料通路および前記低圧燃料通路を有する第２筒状部材と、前記第１筒状部材と前記第２筒状部材との合わせ面を密着させる締付け部材とを備える燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
   前記合わせ面のうち、前記高圧燃料通路と前記低圧燃料通路を有する突き当て部には、前記高圧燃料通路より漏れ出た燃料を導くための前記高圧燃料通路から前記低圧燃料通路への段差が設けられていることを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。
2. 前記段差は、前記締付け部材による締付け前で、５μｍ以下であることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。
3. 前記段差は、前記締付け部材による締付け前で、０．５μｍ以上であることを特徴とす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の高圧燃料シール構造。
4. 前記段差は、前記締付け部材の締付軸力により発生する前記付き当て部の他の部位の接触面圧に比べて小さな接触面圧を発生す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の高圧燃料シール構造。
5. 前記合わせ面において、前記付き当て部以外の他の部位では、前記合わせ面での密着面積を低減するための凹状の肉盗み部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
   前記第１筒状部材および前記第２筒状部材のうち、一方が噴孔を開閉するノズルニードルを移動可能に収容するノズルボデー、他方がノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーで構成されていることを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。
7. 相互に対向する前記ノズルニードルと前記制御ピストン、前記ノズルニードルを収容する前記ノズルボデーの内周、および前記制御ピストンを収容するノズルホルダーの内周とで区画される燃料空間は、前記低圧燃料通路を構成することを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。

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