JP2008069678A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】リテーニングナットの締め付けにより高い軸力を効果的に与えることができ、組立の作業性を改善し、信頼性の高い燃料噴射弁を提供すること。
【解決手段】第１の燃料通路１３が形成されたインジェクタボディ２の先端部に第２の燃料通路１４が形成されたノズルボディ３がリテーニングナット４により固定されており、外部から供給される高圧燃料が第１及び第２の燃料通路１３、１４を通ってノズルボディ３内に形成されている燃料溜まり室１５に送られるようになっている燃料噴射弁１において、ノズルボディ３の外側表面のうち、リテーニングナット４をインジェクタボディ２へ螺着したときに、ノズルボディ３においてこの螺着による締付力を受ける部分に被覆層３１を設け、ノズルボディ３とリテーニングナット４との間の摩擦係数を低減させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は燃料噴射弁に関する。

例えば、コモンレール式の燃料噴射システムの場合、コモンレールから供給される高圧燃料を内燃機関の気筒に固定された燃料噴射弁に送り、この燃料噴射弁によって気筒内に高圧燃料を噴射するように構成されている。従来のこの種の燃料噴射弁は、特許文献１に開示されているように、ノズルホルダ（インジェクタボディ）の先端部にノズルボディをリテーニングナットにより取り付けて成り、コモンレールからの高圧燃料は、ノズルホルダとノズルボディとにまたがって形成される燃料通路を通ってノズルボティ内に形成されている燃料溜まり室に送られる構成となっている。

そして、ノズルホルダとノズルボディとの間には高圧シール面が形成されており、リテーニングナットの締め付けにより該高圧シール面によるシール作用で、ノズルホルダとノズルボディとの間から高圧燃料が外に漏れるのが抑えられている。
特開２００２−２４２７９６号公報

従来の燃料噴射弁は以上のように構成されているので、燃料噴射弁の組立時にリテーニングナットを必要且つ充分な力で適切に締め付けないと、高圧シール面のシール効果を充分に発揮させることができないが、燃料噴射弁の各部品の表面は金属加工処理をしたままの状態であり、リテーニングナットの締め付け工程における作業性や、締め付け処理及び高圧シールの信頼性については何等の対策も施されていなかった。

このため、高圧シール面のシール効果を高めるための高い軸力を得るため、リテーニングナットを大きな力で締め付けなければならず、作業性が良くない上に、大きな締付力により部品に損傷が生じたり、逆に締付力が不足することにより高圧シール効果が充分でないなど、製品としての信頼性の面でも不具合が生じる場合があった。

本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる、改善された燃料噴射弁を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の特徴は、第１の燃料通路が形成されたインジェクタボディの先端部に第２の燃料通路が形成されたノズルボディをリテーニングナットにより固定されて成り、外部から供給される高圧燃料が前記第１及び第２の燃料通路を通って前記ノズルボディ内の燃料溜まり室に送られるようになっている燃料噴射弁において、前記ノズルボディの外側表面のうち前記リテーニングナットの前記インジェクタボディへの螺着による締付力を受ける部分に被覆処理が施されている点にある。

本発明によれば、ノズルボディの外表面のうちの、リテーニングナットのインジェクタボディへの螺着による締付力を受ける部分に被覆処理が施されているので、ノズルボディとリテーニングナットとの間の摩擦係数が低減し、リテーニングナットの締め付けにより高い軸力を効果的に与えることができ、組立の作業性を改善し、信頼性の高い燃料噴射弁を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例につき詳細に説明する。

図１は、本発明による燃料噴射弁の一実施形態を示す図で、その要部が断面して示されている。燃料噴射弁１は、インジェクタボディ２と、ノズルボディ３と、ノズルニードル４と、背圧制御部５とを有する。インジェクタボディ２に２個以上の第１の位置決め穴６を、ノズルボディ３に同数の第２の位置決め穴７をそれぞれ形成し、第１の位置決め穴６及び第２の位置決め穴７に挿入した位置決めピン８により互いの位置を合わせて、インジェクタボディ２の先端部にノズルボディ３をリテーニングナット９により、後述の如くして取り付けると共に、その上方部に背圧制御部５を設けている。

燃料タンク１０からの燃料は燃料ポンプ１１により加圧されてコモンレール１２に高圧燃料として蓄えられ、燃料噴射弁１にこの高圧燃料が供給される。インジェクタボディ２には第１の燃料通路１３が形成されている。ノズルボディ３には第２の燃料通路１４が形成されると共にノズルニードル４の受圧部４Ａに対向して燃料溜まり室１５が形成されている。

コモンレール１２からの高圧燃料は、第１の燃料通路１３及び第２の燃料通路１４を通って燃料溜まり室１５に常時供給可能となっている。第１の燃料通路１３の一部は図中上方に延びて、背圧制御部５の部分から燃料還流路１６を形成し、燃料タンク１０に燃料を還流可能としている。燃料還流路１６は、後述するスプリング室１９などとともに燃料のリーク通路を形成している。

ノズルボディ３の先端部には燃料を噴射するための噴孔１７が任意の数だけ形成されている。噴孔１７につながるシート部１８にノズルニードル４の先端部がシートすると噴孔１７が閉鎖される。ノズルニードル４がシート部１８からリフトすることにより噴孔１７が解放されると、燃料が噴射可能となる。

ノズルニードル４の上方部におけるインジェクタボディ２の中心部に形成されたスプリング室１９には、スプリングシート２０と、ノズルニードル４をシート部１８のシート方向に付勢するノズルスプリング２１と、スプリングシート２０に上方から当接するバルブピストン２２とが設けられている。バルブピストン２２が背圧制御部５により制御されて、すなわち、ノズルニードル４の背圧が制御されることにより、スプリングシート２０を介してノズルニードル４のシート及びリフトが制御される。ノズルニードル４の上部は、ノズルボディ３のクリアランスシール孔２３内を摺動可能となっている。なお、スプリング室１９は、低圧側の燃料還流路１６に連通し、ノズルボディ３はそのクリアランスシール孔２３において高圧側（燃料溜まり室１５）と低圧側（スプリング室１９）とを分離している。

インジェクタボディ２は、その底面においてその長さ方向に直交する第１のシール面２４を有し、第１のシール面２４には第一の燃料通路１３が開口している。一方、ノズルボディ３は、その上面においてその長さ方向に直交する第２のシール面２５を有し、第２のシール面２５には第２の燃料通路１４が開口している。

リテーニングナット９の後端開口部９１付近の内周面にはねじ溝部９１Ａが形成されており、インジェクタボディ２の外周面にはねじ溝部９１Ａに相応したねじ溝部２Ａが形成されている。そして、ねじ溝部９１Ａとねじ溝部２Ａとを螺合させてリテーニングナット９を所定のシート締付力で締め付けることにより、第１の燃料通路１３及び第２の燃料通路１４の各開口が対向した状態で第１のシール面２４及び第２のシール面２５が所定の面圧を確保し、高圧シール部２６が形成され、これにより、高圧燃料が通過する第１の燃料通路１３と第２の燃料通路１４との接続部から燃料が外に漏れないようにする、高圧シール構造が構成されている。

リテーニングナット９の内側であって高圧シール部２６に対向する部分には環状溝９２が形成されており、これにより、インジェクタボディ２とノズルボディ３とリテーニングナット９とが図１に示すように組み立てられた場合に、高圧シール部２６から漏れ出た高圧燃料を一旦集めるための環状空間２７が、インジェクタボディ２とノズルボディ３とリテーニングナット９とを含んで形成される構成となっている。そして、環状空間２７に一旦集められた高圧燃料を燃料低圧側に逃すための連通路２８が設けられている。

本発明による燃料噴射弁１は、その組立工程において、リテーニングナット９によるインジェクタボディ２とノズルボディ３との着圧結合のための締付工程の作業性を改善し、それと共に、より少ない締付トルクで高い軸力が得られるようにし、これにより高圧シール面２６による信頼性の高い高圧シール機能を実現させるため、ノズルボディ３の外周面に被覆処理が施されている。符号３１で示されるのは、この被覆処理によってノズルボディ３の外周面に形成された被覆層である。

次に、図２を参照して被覆層３１について説明する。図２は、図１のノズルボディ３の部分を拡大して示す断面図である。本実施の形態では、被覆層３１は、ノズルボディ３の外周面であって、リテーニングナット９と対向する部分に施されている。ここでは、被覆層３１は、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）によりノズルボディ３の外周面をコーティング処理することにより形成されている。しかし、この被覆処理のための材料は、ＤＬＣに限定されず、ハードクロムメッキ等であってもよい。すなわち、リテーニングナット９によるノズルボディ３のインジェクタボディ２への締付時に、リテーニングナット９とノズルボディ３との間での摩擦を低減させることができるものであれば、被覆層３１の形成のために用いるコーティング材料は何であってもよい。

このように、ノズルボディ３には被覆層３１が上述の如く形成されているので、リテーニングナット９とインジェクタボディ２とのねじ結合によりノズルボディ３をインジェクタボディ２に対して圧着結合させる場合、被覆層３１が低摩擦コーティング層として働き、リテーニングナット９とノズルボディ３との間の摩擦係数が低減し、従来と同じ締付トルクで組み立てたとしても、高い軸力が得られる。

その結果、ノズルボディ３とインジェクタボディ２との間の高圧シール面２６の信頼性が向上し、高圧シール面２６における高圧燃料の漏れ耐性が向上し、燃料の高圧化に対応できる高性能で信頼性の高い燃料噴射弁が得られる。

さらに、ノズルボディ３とリテーニングナット９との間の定着性が向上するので、燃料ガスの吹き抜け防止に効果があるほか、ノズルボディ３の外表面が被覆層３１により覆われるので、在庫時や車両搭載時の錆びの発生を有効に抑えることができるほか、各種のガスに対して、ノズルボディ３の対腐食性を向上させることができる。

なお、被覆層３１をＤＬＣコーティング処理、又はハードクロムメッキ処理で形成する場合、その厚さは、２〜１０μｍであるのが好ましい。被覆層３１の厚さを例えば４０μｍ程度とすると、組立時又は組立後に被覆層３１がせん断割れを起こしてしまう場合があるので、このような割れを生じさせないために、従来におけるこの種のコーティングにおける一般的な厚みよりは、若干薄くするのが好ましい。

上記実施の形態では、ノズルボディ３における被覆層３１の形成範囲を、リテーニングナット９とノズルボディ３との対向する領域としたが、本発明はこの構成に限定されない。リテーニングナット９の締付時におけるリテーニングナット９とノズルボディ３との間の摩擦係数を効果的に減少させることができればよいので、例えば、ノズルボディ３の外周面であってリテーニングナット９による締付トルクを受ける面がコーティングされている構成であってもよい。したがって、例えば、リテーニングナット９の締付力を受ける、図２に示すノズルボディ３の肩部３Ａ（図２で点線で示す領域）を被覆処理して、この部分に被覆層３１を形成する構成であってもよいし、ノズルボディ３の外側全表面に被覆層３１を形成してもよい。

本発明による燃料噴射弁の一実施形態を示す図。 図１のノズルボディの部分を拡大して示す断面図。

符号の説明

１ 燃料噴射弁
２ インジェクタボディ
３ ノズルボディ
３Ａ 肩部
４ ノズルニードル
９ ノズルナット
１３ 第１の燃料通路
１３Ａ 底面側開口端
１４ 第２の燃料通路
１５ 燃料溜まり室
１７ 噴孔
２４ 第１のシール面
２５ 第２のシール面
２６ 高圧シール部
３１ 被覆層

Claims (1)

1. 第１の燃料通路が形成されたインジェクタボディの先端部に第２の燃料通路が形成されたノズルボディをリテーニングナットにより固定されて成り、外部から供給される高圧燃料が前記第１及び第２の燃料通路を通って前記ノズルボディ内の燃料溜まり室に送られるようになっている燃料噴射弁において、
   前記ノズルボディの外側表面のうち前記リテーニングナットの前記インジェクタボディへの螺着による締付力を受ける部分に被覆処理が施されていることを特徴とする燃料噴射弁。

Images