JP2007510839A - インジェクタ - Google Patents

Abstract

本発明は内燃機関のコモンレール噴射システムのためのインジェクタ（２）であって、インジェクタケーシング（４）と、該インジェクタケーシング（４）内に配置された弁部材（８）と、当該インジェクタ（２）の高圧領域と低圧領域との間のシールとして役立つシールリング（２２）と、該シールリング（２２）と一緒に、前記インジェクタケーシング（４）と前記弁部材（８）との間のリング室（１８）に配置されかつ前記シールリング（２２）を支えるために役立つ支持リング（２４）とを有し、該支持リング（２４）が前記シールリング（２２）とは反対の下側面には周方向で間隔をおいて配置された複数の、放圧溝（３６）を有しかつ外周縁には周方向に間隔をおいて配置された複数の切欠き（３４）を備えている形式のものに関する。本発明によれば前記放圧溝（３６）と前記切欠き（３４）とが周方向で互いにずらされて配置されていることが提案されている。

Description

本発明は請求項１の上位概念部に記載した特徴を有するコモンレール噴射システム用のインジェクタに関する。

公知技術
コモンレール噴射システムは多数のインジェクタを有し、該インジェクタには電子的な機関制御装置による高圧ポンプのコントロールのもとで、コモンレール呼ばれる中央の高圧蓄圧器から燃料が供給されかつ該燃料が内燃機関の燃焼室内へ噴射される。

本件出願人によるＤＥ１００２０８７０Ａ１号明細書によればインジェクタケーシングに、該インジェクタケーシングの段付き孔に挿入されかつ該インジェクタケーシングに対して柔軟なシールリングによってシールされた弁部材が配置され、前記シールリングがインジェクタの高圧領域と低圧領域との間のシールとして用いられている形式のコモンレールインジェクタが既に公知である。前記シールリングは段付き孔のリング肩の上側のリング室に挿入されかつリング肩に支持されている。シールリングの上側の高圧領域を支配する１９００ｂａｒに達する燃料の交番圧力によって当該シールリングがリング肩の下側に配置された、前記弁部材とインジェクタケーシングとの間の狭まいリングギャップ内へ圧入もしくは押出されることを回避するためには、シールリングとリング肩との間には金属製の支持リングが配置されている。前述の圧力のもとではシールリングの完全なシール性が保証されることはないので、支持リングはリング肩に面した下側面に全部で４つの浅い漏洩又は放圧溝を備えている。該漏洩又は放圧溝は支持リングとインジェクタケーシングとの間に規定された不緊密性を与えたシールリングを経た漏洩流を導出させ、シールリングの下側に圧力クッションが形成されてシールリングが不都合な軸方向の移動を行うことを回避する。

さらに本件出願人によって現在大量生産されているコモンレール噴射システムのためのインジェクタの場合には、支持リングはその外周縁で段付き孔の内壁に緊密に接触しているので、支持リングはさらに、各放圧溝に軸方向で隣接して、その外周縁に切欠かれた三日月形の凹部を有している。この三日月形の凹部は支持リングの外周縁と段付き孔の隣接した内壁との間を漏洩流が通って放圧溝へ流入することを可能にすることを目的としている。しかしながらこのような配置では前記切欠き及び放圧溝を通ってシールリングの工材が不都合な形式で押出される惧れがあり、この結果としてシールリングのシール機能が保証されず、噴射システム全体の故障が惹起される可能性がある。

本発明の利点
請求項１に述べた特徴を有する本発明によるインジェクタは、前記切欠き及び放圧溝を通って形成されている短い流路が前記切欠き及び放圧溝のシフトに基づき延長され、これにより前記切欠き及び放圧溝を通ってシールリング工材が押出されることを阻止する摩擦力が著しく増強されるという利点をもたらす。換言すれば存在していた直接的な流路は遮断され、迂回路が形成され、この結果、迂回路の領域、つまり前記切欠きと隣接する放圧溝との間の領域における流過横断面が小さいことと相俟ってシールリング工材の押出しに抵抗する作用が得られる。この場合、漏洩流の通過は引続き維持され、同時に漏洩流の流速は放圧溝と前記切欠きとが周方向でずらされて配置されていることにより有利な形式で低減される。さらに本発明によるインジェクタはより頑丈な構造を有している。何故ならば前記放圧溝と前記切欠きとにより形成された弱化領域は崩落せず、前記切欠きの領域においてシールリング工材の押出しの原因であると想われる過度の運動が回避されるからである。

本発明による前記切欠きと放圧溝との配置により、支持リングは前記切欠きの領域に、公知技術に比較して放圧溝の溝深さだけ大きい材料厚さを有する。これにより前記切欠きの下縁はインジェクタのケーシング壁により近く移動し、この領域でもより小さなギャップ横断面が与えられ、押出しに抗する作用が発揮される。

本発明の有利な構成によれば放圧溝と前記切欠きは、それぞれ1つの切欠きが周方向で隣接した２つの放圧溝の間に配置され、その反対にそれぞれ1つの放圧溝が周方向で隣接した切欠きの間に配置され、いずれの場合にも中央に配置されることになるように互いにずらされている。

本発明の有利な実施例によれば支持リングは従来のように周方向で９０°の間隔で配置された全部で４つの切欠きと同様に周方向で９０℃の間隔をおいて配置された全部で４つの放圧溝とを有し、漏洩流のために十分な流過横断面が与えられているがしかし、放圧溝が前記切欠きから４５°の角度の間隔をおいて配置され、隣接した放圧溝と前記切欠きとの間にできるだけ長い迂回路が与えられている。

丸味のつけられた押込み変形部の形で支持リングに押込み加工された放圧溝は有利には０．０５から０．１ｍｍの深さを有している。これに対し前記切欠きは三日月形の横断面と０．１２から０．１７ｍｍの深さとを有し、支持リングから打抜かれている。

本発明の有利な別の構成によれば段付き孔のリング肩の横断面形状と支持リングの横断面形状とは、前記切欠きの間では支持リングがその外周縁で段付き孔の、リング肩の上側におかれた部分にほぼ緊密に接触しかつ放圧溝の間ではその下側面で段付き孔のリング肩に緊密に接触するように互いに適合させられている。前記下側面の、リング肩に緊密に接触する部分は、有利には弁部材に境界を有し、支持リングの全幅に亘っては延在していない。したがって緊密に接触する部分から半径方向外方へ、リング肩と支持リングの下側面との間を支持リングの周方向に延びる、流動横断面の小さな流動通路が残され、該流動通路によって前記切欠きと放圧溝との間の接続が形成される。流動通路は有利には支持リングの下側面に構成されるが、しかしリング肩におけるリング溝として構成されることもできる。この流動通路の流動横断面は有利にはほぼ放圧溝と前記切欠きとの流動横断面に相当している。

図面
以下、本発明を添付図面に示されている１実施例に基づき詳細に説明する。

図１は支持リングを備えた本発明によるインジェクタの、部分的に切除された縦断面図。

図２は図１に示された支持リングの、部分的に切除された平面図。

図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った支持リングの横断面図。

図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿ったインジェクタの横断面図。

図５は図１の１部分Ｖの拡大図。

実施例の説明
図１に部分的に示された内燃機関のコモンレールの噴射システムのためのインジェクタ２は、コモンレールと呼ばれる中央の高圧蓄圧器から燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するために用いられている。

このようなインジェクタの完全な構造は例えば本件出願人のＤＥ１９６１９５２３Ａ１号明細書とＤＥ１０２２０４５７Ａ１号明細書に詳細に記載されているので詳細な説明は省略する。

図１に最も詳細に示されているように、インジェクタ２は段付き孔６を備えたインジェクタケーシング４を有している。段付き孔６内にはインジェクタ２のノズルニードル（図示せず）の開放及び閉鎖運動を制御することのできる制御ロッド１０のための案内として役立つ弁部材８が挿入されている。

段付き孔６は拡径された上部部分１２を有し、該上部部分１２はリング肩１４によって小径の下部部分１６から分離されている。段付き孔６の拡径された上部部分１２の内径は弁部材８の外径よりも大きく、そこでは弁部材８の周囲に、高圧蓄圧器に流体接続されたリング室１８が形成されている。段付き孔６の小径の下部部分の内径は円筒形の弁部材８の外径よりもわずかにしか大きくなく、そこでは弁部材８の周囲に狭まいシールギャップ２０が形成される。

燃料が主としてリング室１８によって形成された高圧領域から主としてギャップ２０によって形成された低圧領域へ達することを阻止するためにはリング室１８の下端は高圧シールリング２２によってシールされている。この高圧シールリング２２はポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）から成っている。シールリング２２がリング室１８内に発生するほぼ１７００ｂａｒに達する交番する圧力に基づき、シールギャップ２０内へ押出されることを回避するためにはシールリング２２の下に支持リング２４が配置されている。この支持リング２４はリング肩１４に支えられている。

図１，３及び５にもっともよく示されているように、Ｃ６０鋼板から製作された支持リング２４は屈曲した横断面形状を有しており、該横断面形状は、プレス座で弁部材８に接触する短い内側の支持リング部分２６と、支持リング２４の外側の周縁部２８にてプレス座で段付き孔６の拡径部分１２の内壁に接触する外側の支持リング部分３０とから成っている。内側の支持リング部分２６と外側の支持リング部分３０とは丸味の付けられた移行部３２によって結合されている。

シールリング２２のそばを通って燃料がシールリング２２の下に達し、燃料圧クッションがシールリング２２の下に形成され、シールリング２２がリング肩１５から上へ移動しかつそのシール機能を失うことを回避するためには、支持リング２４には、シールギャップ２０への少量の燃料移動を許す流動通路が設けられている。

流動通路は外側の支持リング部分３０の外周縁における４つの三日月形の切欠き３４と、外側の支持リング部分３０の下側面における４つの半径方向溝３６とから成り、前記三日月形の切欠き３４と前記半径方向の放圧溝３６とは互いに流体接続されている。前記切欠き３４と前記放圧溝３６は９０°の等間隔で支持リング２４の外周に配置されているが、流動通路を通ってシールリング材料が押出されることを阻止するために互いに４５°ずらされて配置されている。前記切欠き３４とそれぞれ隣接する放圧溝３６との間の液体接続は図５にもっとも良く示されている支持リング２４の屈曲した形状によって形成される。支持リング２４は支持リング部分２６と支持リング部分３０との間の移行部だけでリング肩１４に接触するのに対し、両方の支持リング部分２６と３０はリング肩１４に対し傾斜して起立させられている。この場合、外側の周方向縁２８は液体理由から段付き孔６の上部部分１２とリング肩１４との間に設けられた移行半径４６に支えられている。これによって支持リング部分３０の下側にリング状の中間室３８が形成され、この中間室３８を通って燃料は切欠き３４から放圧溝３６へ達することができる。

軸方向の切欠き３４は三日月形の横断面を約０．１２から０．１７ｍｍの最大深さＴ（図４）で有し、支持リング２４を製作する場合に半径方向の支持リング部分３０から打抜かれる。

深さ０．０５から０．１ｍｍの半径方向の放圧溝３６は丸味の付けられた横断面を有する押込み変形部４０によって形成される。この押込み変形部４０は下側から半径方向の支持リング部分３０に押込み変形加工され、支持リング部分３０の全幅に亘って延在している（図４）。

特にもっとも良く図４に示されているように、支持リング２４は４つの切欠き３４の間で、支持リング２４の外側の周縁２８にて、段付き孔６の拡径部分１２の内壁に緊密に接触するのに対し、支持リング２４は４つの放圧溝３６の間で、ハッチングで示された、弁部材８に境界を接する下側面の内側のリングセグメント形の部分４２にて、リング肩１４の、リング溝３８の半径方向内方にある部分に緊密に接触する。

図４に矢印Ａで示したようにシールリング２２に沿って下方へ支持リング２４の上側面まで達した燃料漏洩流は切欠き３４を通って支持リング２４と段付き孔６の拡径部分１２との間を流れ、そこから周方向に浅いリング溝３８を通って２つの隣接する放圧溝３６の１つまで流れ、次いでこの放圧溝３６を通って半径方向内方へ、弁部材とインジェクタケーシング４との間のギャップ２０に達し、そこから排出される。矢印Ｂで示された内方への直接的な短い流路は遮断されているので、流路の迂回に基づき、シール材料が切欠き３４と放圧溝３６を通ってシール材料が押出されることは確実に回避される。

支持リングを備えた本発明によるインジェクタの、部分的に切除した縦断面図。 図１に示された支持リングの、部分的に切除した平面図。 図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った支持リングの横断面図。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿ったインジェクタの横断面図。 図１の１部分Ｖの拡大図。

符号の説明

２ インジェクタ、 ４ インジェクタケーシング、 ６ 段付き孔、 ８ 弁部材、 １０ 制御ロック、 １２ 上部部分、 １４ リング肩、 １６ 下部部分、 １８ リング室、 ２０ シールギャップ、 ２２ 高圧シールリング、 ２４ 支持リング、 ２６ 支持リング部分、 ２８ 周縁、 ３０ 支持リング、 ３２ 移行部、 ３４ 切欠き、 ３６ 放圧溝、 ３８ 中間室、 ４０ 押込み変形部、 ４２ リングセグメント状の部分

Claims (10)

1. 内燃機関のコモンレール噴射システムのためのインジェクタ（２）であって、インジェクタケーシング（４）と、該インジェクタケーシング（４）内に配置された弁部材（８）と、当該インジェクタ（２）の高圧領域と低圧領域との間のシールとして役立つシールリング（２２）と、該シールリング（２２）と一緒に、前記インジェクタケーシング（４）と前記弁部材（８）との間のリング室（１８）に配置されかつ前記シールリング（２２）を支えるために役立つ支持リング（２４）とを有し、該支持リング（２４）が前記シールリング（２２）とは反対の下側面には周方向で間隔をおいて配置された複数の、放圧溝（３６）を有しかつ外周縁には周方向に間隔をおいて配置された複数の切欠き（３４）を備えている形式のものにおいて、前記放圧溝（３６）と前記切欠き（３４）とが周方向で互いにずらされて配置されていることを特徴とする、内燃機関のコモンレール噴射システムのためのインジェクタ。
2. それぞれ１つの前記切欠き（３４）が周方向で隣接した２つの放圧溝（３６）の間に配置されている、請求項１記載のインジェクタ。
3. 前記切欠き（３４）が隣接する放圧溝（３６）の間の中央に配置されている、請求項２記載のインジェクタ。
4. それぞれ１つの前記放圧溝（３６）が周方向で隣接した２つの前記切欠き（３４）の間に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のインジェクタ。
5. 前記放圧溝（３６）が隣接する前記切欠き（３４）の間の中央に配置されている、請求項４記載のインジェクタ。
6. 前記切欠き（３４）と前記放圧溝（３６）とが互いに等しい角度間隔で配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のインジェクタ。
7. 前記支持リングが４つの前記放圧溝（３６）と４つの前記切欠き（３４）とを有し、該切欠き（３４）が前記放圧溝（３６）から４５°の間隔をおいて配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のインジェクタ。
8. 前記支持リング（２４）がほぼ軸方向の支持リング部分（２６）とほぼ半径方向の支持リング部分（３０）とから成っており、該半径方向の支持リング部分（３０）が前記シールリング（２２）とは反対の下側面に前記放圧溝（３６）を備え、外側の周縁（２８）に前記切欠き（３４）を備えている、請求項１から７までのいずれか１項記載のインジェクタ。
9. 前記支持リング（２４）が前記インジェクタケーシング（４）のリング肩（１４）に支持され、該リング肩（１４）の横断面形状が該リング肩（１４）の上側で、前記支持リング（２４）が前記切欠き（３４）の間で前記インジェクタケーシング（４）にその外周縁（２８）でほぼ緊密に接触しかつ前記放圧溝（３６）の間でその下側面の部分（４２）で前記リング肩（１４）に緊密に接触しており、緊密に接触する前記部分（４２）が前記弁部材（８）に面しかつ前記支持リング（２４）の全幅に亘っては延在していない、請求項１から８までのいずれか１項記載のインジェクタ。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載のインジェクタ（２）を少なくとも１つ有していることを特徴とする、コモンレール噴射システム。

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