JP2009150317A - インジェクタの取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダヘッドカバーを取り外して点検作業を行う際に、インジェクタとコモンレールとの燃料管結合の解除をなくして配管の結合の解除を最小限に抑える。
【解決手段】 シリンダヘッドカバー２の外側に配される燃料管１２によりコモンレール８とインジェクタ４がそれぞれ連結され、燃料管１２によりコモンレール８及び複数のインジェクタ４が一体となった状態でシリンダヘッド１に対して取り外し可能にされ、複数のインジェクタ４をコモンレール８と共にシリンダヘッド１から取り外す。
【選択図】図３

Description

本発明は、コモンレール（蓄圧装置）を介してインジェクタで燃料噴射を行なうエンジンにおけるインジェクタの取付け構造に関する。

例えば、ディーゼルエンジンでは、高圧燃料ポンプからの燃料をコモンレール（蓄圧装置）に送り、コモンレールを介してインジェクタで燃料噴射を行なっている。このため、ディーゼルエンジンでは、高圧燃料ポンプとコモンレールが燃料供給管により接続されると共に、コモンレールと複数のインジェクタが燃料管により接続されている。また、コモンレール及びインジェクタと高圧燃料ポンプの間にはそれぞれ戻り管が備えられている。

インジェクタを取付ける構造としては、シリンダヘッドカバーを貫通してシリンダヘッドの所定位置にインジェクタが取り付けられ、シリンダヘッドカバーの外側からクランプ部材等を介して固定される構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、インジェクタに燃料を供給する燃料管をシリンダヘッドカバーの外側で接続する構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、ディーゼルエンジンでは、排ガス性能の維持や騒音の抑制等のために、シリンダヘッドカバーを取り外して定期的にバルブクリアランスの調整等が実施されている。このため、特許文献１に開示されたインジェクタの取付け構造では、シリンダヘッドカバーに固定されたインジェクタのクランプを外し、インジェクタを外してシリンダヘッドカバーを外す必要があった。また、特許文献２に開示されたインジェクタの取付け構造では、シリンダヘッドカバーの外側の燃料管を取り外してコモンレール側との接続を外した後にインジェクタを外してシリンダヘッドカバーを外す必要があった。

従来から提案されているインジェクタの取付け構造では、シリンダヘッドカバーを取り外して定期的にバルブクリアランスの調整等を実施する際に、多くの工数と作業時間を必要としていた。また、高圧の燃料管は通常フレアナットにより（フレア機構により）接続されているため、脱着回数には制約があり、燃料管の脱着を繰り返すことでフレア機構の信頼性が低下するため、所定の脱着回数毎に燃料配管を交換する必要があった。

上述したように、従来のインジェクタの取付け構造では、定期的に行なう点検作業の際に、多くの作業工程と作業時間が必要になり、整備費用が嵩んでしまうのが現状であった。また、燃料管の脱着には制限があり、燃料管の結合の信頼性を低下させないためには、燃料管の交換を早めに行う必要があり、部品コストが嵩んでしまうのが現状であった。

更に、自動車用のディーゼルエンジンは、例えば、４気筒や６気筒の多気筒であるため、インジェクタを取り外した場合、シリンダヘッドに対する複数のインジェクタの相対的な位置関係や、コモンレールと複数のインジェクタに対する燃料管との関係が組立初期の状態とは異なる虞があるため、組立時の再調整に多くの時間と労力を必要としているのが現状であった。

特開２００２−３１００４０号公報 実公昭６１−５４９号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、点検作業の際に燃料配管及びコモンレールとの結合の解除を最小限に抑えて複数のインジェクタをコモンレールと共にシリンダヘッドから取り外すことができるインジェクタの取付け構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のインジェクタの取付け構造は、シリンダヘッドカバーに複数の挿通穴が設けられ、該各挿通穴に前記インジェクタが挿通されて該インジェクタがシリンダヘッドに固定され、前記シリンダヘッドにコモンレールが固定され、前記シリンダヘッドカバーの外側に配される燃料管により前記コモンレールと前記各インジェクタがそれぞれ連結され、前記燃料管により前記コモンレール及び前記各インジェクタが一体となった状態で前記シリンダヘッドに対して取り外し可能にされていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、燃料管により連結されたコモンレール及び複数のインジェクタが一体となった状態でシリンダヘッドに対して取り外し可能にされているので、複数のインジェクタをコモンレールと共にシリンダヘッドから取り外すことができ、シリンダヘッドカバーを取り外して点検作業を行う際に、インジェクタとコモンレール間の燃料管結合の解除をなくして配管の結合の解除を最小限に抑えることができる。この結果、組立当初の部品の結合状態を最大限に維持して、信頼性を低下させることなく点検作業の作業工数と作業時間を大幅に短縮し、作業コストと部品コストを抑制することができる。

そして、請求項２に係る本発明のインジェクタの取付け構造は、請求項１に記載のインジェクタの取付け構造において、前記燃料管は、前記コモンレールの長手方向と前記各インジェクタの下端が同一平面内とされた状態で、前記各インジェクタが上方に向けて前記コモンレールに近づく側に位置するように、前記コモンレールと前記各インジェクタを連結する形状とされることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、複数のインジェクタの下方がコモンレールから離れる側に位置する状態でコモンレールと各インジェクタが燃料管で連結されるので、下部が広がった状態の一体化の組立部品として作業台等の所定の場所に安定した状態で載置することができる。尚、作業台に置く場合は、インジェクタの先端部を保護するための緩衝材（スポンジ等）を敷き、その上にインジェクタを置くことが望ましい。

また、請求項３に係る本発明のインジェクタの取付け構造は、請求項１もしくは請求項２に記載のインジェクタの取付け構造において、前記コモンレールが固定される前記シリンダヘッドの取付け面は、前記インジェクタの長手方向に対して、インジェクタに近づく側に下部から上部に向けて傾斜していることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、インジェクタを長手方向の上方に抜く場合に、余分な抵抗が生じることなくコモンレールを取付け面から外すことができる。しかも、インジェクタの長手方向に直交する方向のシリンダヘッドの大きさに与える影響を最小限に抑制して、コモンレールを外す際に余分な抵抗を抑えた取付け面の構造とすることができる。

また、請求項４に係る本発明のインジェクタの取付け構造は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のインジェクタの取付け構造おいて、燃料管により連結されたインジェクタ及びコモンレールには、燃料ポンプへの戻り管がそれぞれ連結されていることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、燃料タンクへの戻り管と共に複数のインジェクタとコモンレールをシリンダヘッドから取り外すことができる。

本発明のインジェクタの取付け構造は、点検作業の際に燃料管とインジェクタ及びコモンレールとの結合の解除をなくすことができ、配管の結合の解除を最小限に抑えて複数のインジェクタをコモンレールと共にシリンダヘッドから取り外すことができるインジェクタの取付け構造とすることができる。

図１には本発明の一実施形態例に係るインジェクタの取付け構造が適用されたエンジン（ディーゼルエンジン）の上部外観、図２にはコモンレールの取付き面の説明図、図３には図１中の燃料供給管を取り外した状態、図４にはインジェクタを抜いた状態、図５には複数のインジェクタをコモンレールと共にシリンダヘッドから取り外して載置した状態を示してある。尚、本願発明のインジェクタの取付け構造は、コモンレールを備えたエンジンであれば、ディーゼルエンジンへの適用に限定されるものではない。

図１、図２に基づいて本発明の一実施形態例に係るインジェクタの取付け構造が適用されたディーゼルエンジンを説明する。

シリンダヘッド１にはシリンダヘッドカバー２が固定され、シリンダヘッドカバー２の上面には挿通穴３（図２参照）が気筒数に応じて（図１に示した例では４個）設けられている。各挿通穴３には（図２参照）インジェクタ４が挿通され、インジェクタ４は先端（弁部）が図示しない燃焼室に臨む状態でシリンダヘッド１に保持されている。インジェクタ４の上部はサポート金具５にそれぞれ保持され、サポート金具５は２本のボルト６を介して外側（上面側）からシリンダヘッドカバー２に取り付けられている。シリンダヘッドカバー２を貫通して２本のボルト６がシリンダヘッド１に螺合されることで、各インジェクタ４は鉛直方向に延びた状態でシリンダヘッド１に固定される。

シリンダヘッド１の軸方向（図１中左右方向）の一端側（図中右側）には高圧インジェクションポンプ７が取り付けられ、シリンダヘッド１の側部面にはシリンダヘッド１の軸方向（図１中左右方向）に延びるコモンレール８がボルト１９を介して取り付けられている。コモンレール８には燃料口９が２箇所に設けられ、燃料口９には高圧インジェクションポンプ７からの燃料供給管１０がそれぞれ接続されている。コモンレール８にはインジェクタ４の数（４個）に対応して燃料供給口１１が設けられ、燃料供給口１１は燃料管１２によりそれぞれインジェクタ４に接続されている。４本の燃料管１２は、燃料供給口１１からインジェクタ４までの長さが同一長さとなるように配管されている。

高圧インジェクションポンプ７とコモンレール８を接続する燃料供給管１０及びコモンレール８とインジェクタ４をそれぞれ接続する燃料管１２は、フレア機構により端部が接続口に押し付けられてシールされた状態で接続されている。即ち、高圧インジェクションポンプ７と燃料供給管１０との接続、コモンレール８の燃料口９と燃料供給管１０との接続、コモンレール８の燃料供給口１１と燃料管１２との接続、インジェクタ４と燃料管１２との接続は、それぞれフレアナット１３を締め込むことにより行なわれている。フレアナット１３を締めこむことで配管の端部が接続口に押し付けられ、管の端部がシールされた状態で接続口に固定される。

つまり、燃料管１２により接続されたコモンレール８と４つのインジェクタ４が組立部品３１とされ、後述するように、組立部品３１が一体になった状態でシリンダヘッド１から外されるようになっている。

また、コモンレール８と高圧インジェクションポンプ７側（燃料タンク側）から燃料タンクに燃料を戻すための戻り管１４が接続されている。インジェクタ４の上部及び戻り管１４の途中部には戻り口１６がそれぞれ設けられ、インジェクタ４の戻り口１６と戻り管１４の戻り口２５は戻り管としての連通管１７によって直列に接続されている。このため、コモンレール８からのドレン燃料及びインジェクタ４からのドレン燃料が戻り口１６、連通管１７、戻り管１４を通して燃料タンク側に戻されるようになっている。

一方、図２に示すように、コモンレール８が固定されるシリンダヘッド１の取付け面２１は、インジェクタ４の長手方向（図２中Ｘ軸方向）に対して上部がインジェクタ４側に傾斜した面（図２中Ｙ軸方向）とされている。即ち、取付け面２１は、インジェクタ４の長手方向に対して、インジェクタ４に近づく側に下部から上部に向けて傾斜して形成されている。

これにより、インジェクタ４を長手方向の上方に抜く場合に、取付け面２１から離れる方向にコモンレール８が移動し（図２中矢印方向）、シリンダヘッド１との間で余分な抵抗が生じることなくコモンレール８を外すことができる。しかも、インジェクタ４の長手方向に直交する方向（水平方向）のシリンダヘッド１の大きさに与える影響を最小限に抑制して、コモンレール８を外す際に余分な抵抗を抑えた取付け面２１の構造とすることができる。

また、図２に示すように、コモンレール８との結合部位の燃料管１２の方向（図２中Ｚ軸方向）に対しインジェクタ４の下方がコモンレール８から離れる側に位置するように、燃料管１２がコモンレール８と各インジェクタ４を連結している。即ち、コモンレール８との結合部位の燃料管１２の方向であるＺ軸と、インジェクタ４の長手方向であるＸ軸とは、上方で交差する角度に設定されている。つまり、燃料管１２は、コモンレール８の長手方向と各インジェクタ４の下端が同一平面内とされた状態で、各インジェクタ４が下方に向けてコモンレール８から離れる側に位置するように、コモンレール８と各インジェクタ４を連結する形状とされている。

このため、インジェクタ４を抜いた場合に、４個のインジェクタ４の下方が外側に傾斜した状態でコモンレール８と各インジェクタ４が連結され、下部が広がった状態の一体化の組立部品３１（図４参照）として安定した状態で載置することができる。

上述したインジェクタの取付け構造が適用されたエンジンにおいて、バルブクリアランスの調整等でシリンダヘッドカバー２を取り外す場合、以下の手順によって作業が実施される。

図１、図２に示した状態のエンジンから燃料供給管１０を取り外す。２箇所の燃料口９からフレアナット１３を緩めると共に、高圧インジェクションポンプ７側のフレアナット１３を緩めて燃料供給管１０を取り外す（図３の状態）。次に、４個のサポート金具５のボルト６を緩めてインジェクタ４のシリンダヘッドカバー２との固定を解除すると共に、ボルト１９を外してコモンレール８とシリンダヘッド１との固定を解除する。

この状態で、複数のインジェクタ４を上方（図２中Ｘ軸の上方）に引き抜くことで、燃料管１２により連結されたコモンレール８と共に複数のインジェクタ４をシリンダヘッド１から取り外す（図４の状態）。コモンレール８はシリンダヘッド１の取付け面２１から離れる方向に移動するため、シリンダヘッド１との間で余分な抵抗が生じることなくコモンレール８を取り付け面２１から外すことができる。この時、ドレン燃料の戻り管１４及び連通管１７も装着されたままの状態とされている。

燃料管１２により連結されたコモンレール８及び複数のインジェクタ４は、図５に示すように、インジェクタ４の下部及びコモンレール８が下にされて下部が広がった状態で、組立部品３１として作業台３２の上に載置される。インジェクタ４及びコモンレール８を取り外した状態で、シリンダヘッドカバー２を取り外すことで必要な作業を実施する。

上述したインジェクタの取付け構造が適用されたエンジンでは、シリンダヘッドカバー２を取り外す際に、複数のインジェクタ４をコモンレール８と共に結合状態を維持したまま（一体となったまま）シリンダヘッド１から取り外すことができるため、シリンダヘッドカバー２を取り外して点検作業を行う際に、燃料管１２とインジェクタ４及びコモンレール８との結合の解除をなくして配管の結合の解除を最小限に抑えることができる。

このため、組立当初の部品の結合状態を最大限に維持することができると共に、フレアナット１３による燃料管１２の脱着をなくすことができる。これにより、作業時間が短縮されて組立部品３１として信頼性を低下させることがなくなり、フレア機構により結合される燃料管１２の脱着回数の制限に影響を及ぼすことがなくなる。即ち、点検作業を繰り返しても燃料管１２及びフレアナット１３の交換が不要になる。

従って、点検作業の際に燃料管１２とインジェクタ４及びコモンレール８との結合の解除をなくすことができ、配管の結合の解除を最小限に抑えて複数のインジェクタ４をコモンレール８と共にシリンダヘッド１から取り外すことができるインジェクタの取付け構造とすることができる。

また、コモンレール８及び複数のインジェクタ４は燃料管１２により結合され、インジェクタ４の下部及びコモンレール８が下にされて下部が広がった状態で、組立部品３１として作業台３２の上に載置することができる。このため、組立部品３１を安定した状態で作業台３２に載置することができ、組立部品３１が倒れる等して安全性を損なうことがない。

上述したインジェクタの取付け構造が適用されたエンジンによれば、バルブクリアランスの調整等による点検作業の作業工数と作業時間を大幅に短縮することが可能になり、点検作業時における作業コストと部品コストを抑制することが可能になる。

本発明は、コモンレール（蓄圧装置）を介してインジェクタで燃料噴射を行なうエンジンにおけるインジェクタの取付け構造の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係るインジェクタの取付け構造が適用されたエンジン（ディーゼルエンジン）の上部外観図である。 図１中のＩＩ―ＩＩ線矢視図である。 図１中の燃料供給管を取り外した状態の外観図である。 インジェクタを抜いた状態の外観図である。 組立部品が作業台に載置された状態の外観図である。

符号の説明

１ シリンダヘッド
２ シリンダヘッドカバー
３ 挿通穴
４ インジェクタ
５ サポート金具
６，１９ ボルト
７ 高圧インジェクションポンプ
８ コモンレール
９ 燃料口
１０ 燃料供給管
１１ 燃料供給口
１２ 燃料管
１３ フレアナット
１４ 戻り管
１６，２５ 戻り口
１７ 連通管
２１ 取付け面
３１ 組立部品
３２ 作業台

Claims (4)

1. シリンダヘッドカバーに複数の挿通穴が設けられ、
   該各挿通穴に前記インジェクタが挿通されて該インジェクタがシリンダヘッドに固定され、
   前記シリンダヘッドにコモンレールが固定され、
   前記シリンダヘッドカバーの外側に配される燃料管により前記コモンレールと前記各インジェクタがそれぞれ連結され、
   前記燃料管により前記コモンレール及び前記各インジェクタが一体となった状態で前記シリンダヘッドに対して取り外し可能にされている
   ことを特徴とするインジェクタの取付け構造。
2. 請求項１に記載のインジェクタの取付け構造において、
   前記燃料管は、
   前記コモンレールの長手方向と前記各インジェクタの下端が同一平面内とされた状態で、前記各インジェクタが上方に向けて前記コモンレールに近づく側に位置するように、前記コモンレールと前記各インジェクタを連結する形状とされる
   ことを特徴とするインジェクタの取付け構造。
3. 請求項１もしくは請求項２に記載のインジェクタの取付け構造において、
   前記コモンレールが固定される前記シリンダヘッドの取付け面は、前記インジェクタの長手方向に対して、インジェクタに近づく側に下部から上部に向けて傾斜していることを特徴とするインジェクタの取付け構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のインジェクタの取付け構造おいて、
   燃料管により連結されたインジェクタ及びコモンレールには、燃料ポンプへの戻り管がそれぞれ連結されていることを特徴とするインジェクタの取付け構造。

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