JP2009281169A - 燃料噴射装置固定用ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射装置固定用ホルダを、材質、形状の制限を受けず、また、グリス塗布のための工程増や塗布したグリスによる問題も生じさせずにボルトによる締付けの軸力を安定させられるものにすることを課題としている。
【解決手段】燃料噴射装置を押圧してエンジンのシリンダヘッドに固定するホルダ１を焼結金属で形成し、ボルトに加圧される座面５に外部に開口した空孔を備えさせてその空孔に潤滑油を含ませて使用するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、燃料噴射装置を押圧してエンジンのシリンダヘッドに固定する燃料噴射装置固定用ホルダに関する。詳しくは、締付け用のボルトとそのボルトに加圧される座面との間の摩擦抵抗を低減してボルトによる締付力（軸力）を安定させたホルダに関する。

首記の燃料噴射装置固定用ホルダの具体例が、例えば、下記特許文献１に記載されている。この燃料噴射装置固定用ホルダは、図１のような形に成形された部品である。図１の燃料噴射装置固定用ホルダ１は、ボルト孔４を有する基部２の先端にフォーク状に延びだすアーム３を一体に形成したものであって、図２、図３の状態にして使用される。

図２の１２はエンジンのシリンダヘッドであり、このシリンダヘッド１２に設けた取付孔１３に燃料噴射装置１０が挿入される。この燃料噴射装置１０は、デリバリパイプ１５から供給される燃料をシリンダヘッド内の燃焼室１６に吹き込む。その燃料噴射装置１０に形成された固定用フランジ１１を、図２、図３に示すように、ホルダ１のアーム３で押圧して燃料噴射装置１０をシリンダヘッド１２に固定する。アーム３による押圧力は、ホルダ１のボルト孔４にボルト１４を通し、シリンダヘッド１２にねじ込んだそのボルト１４を締付けて発生させる。このときの締付力は、軸力による管理が技術的に困難なことからトルクによって管理されており、そのトルクは軸力のばらつきを見込んで高めに設定されている。また、トルク管理に代わる方法として、ボルト１４とそのボルトで締付けるホルダの座面５との界面のグリスによる潤滑を行なって軸力を安定させる方法が採られることもある。
特開２００１−６５４２９号公報

トルクによる管理は、トルクと軸力が１対１で対応するものではないことから軸力のばらつきが大きくなる。そのために、ばらつきの下限トルクでも使用中の振動による緩みが起こらないように締付トルクの下限を高めに設定する必要がある。また一方で、ばらつきの上限トルクでもホルダが疲労破壊しないようにする必要があり、そのために、高強度の材質、高強度が得られる形状が必要になり、ホルダのコストが高まる。

グリスを使用して潤滑する方法も、グリス塗布の工程が必要になるため、手間の増加によるコストアップが避けられない。また、ホルダの表面に塗布したグリスは流出し易く、潤滑効果の持続性がよくない。さらに、表面にグリスを塗布したホルダは他部材へのグリス付着が起こるため取り扱いが煩雑になり、流れ作業でのグリス塗布では搬送ラインなどに悪影響を及ぼすことも考えられる。

この発明は、燃料噴射装置固定用ホルダについて、コストを高める材質、形状の制限を受けず、また、グリス塗布のための工程増や塗布したグリスによる問題も生じさせずにボルトによる締付けの軸力を安定させられるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、燃料噴射装置を押圧してエンジンのシリンダヘッドに固定するホルダを焼結金属で形成した。その焼結金属を採用することでボルトに加圧される座面に外部に開口した空孔を備えさせ、その空孔に潤滑油を含ませて使用するようにした。

この発明の燃料噴射装置固定用ホルダは、焼結材密度６．６〜７．２ｇ／ｃｍ^３の焼結金属で形成したものや、Ｆｅ−１．５質量％Ｃｕ−４．０質量％Ｎｉ−０．５質量％Ｍｏ−０．５質量％Ｃの組成の焼結合金で形成して焼結後に熱処理を施したものが好ましい。

この発明の燃料噴射装置固定用ホルダは、焼結金属で形成したので、表面に開口した微細な空孔を備える。その空孔はボルトで締付ける座面にも開口しており、この空孔に潤滑油を吸収させて保持することができ、表面に空孔の無い溶製金属製のホルダに比べると潤滑油の保持能力に優れる。

空孔に保持された潤滑油がボルトによる締付力で接触界面に滲み出て潤滑油による潤滑が確実、かつ、十分になされ、しかも内部空孔からの給油となるためにその作用が長く維持される。そのために、ボルトの再締付け時などにも摩擦面のトルク係数やそのトルク係数のばらつきが小さくなってボルト締付けでの軸力が安定する。

そのために、軸力のばらつきを大きく見込む必要がなくなり、安価な低グレード材を使用してコストを低減することが可能になる。焼結金属を使用することで軽量化も図れる。また、潤滑油を予め含浸させておくことができるので油塗布のための工程増もなくすことができる。さらに、組織内の空孔に油を取り込むことで他部材への付着が懸念される表層の油が減少し、取り扱いの煩雑化や搬送ラインに及ぼす悪影響もなくなる。

なお、燃料噴射装置固定用ホルダは、強度や防食性も重視され、焼結材密度６．６〜７．２ｇ／ｃｍ^３の焼結金属で形成したものや、Ｆｅ−１．５質量％Ｃｕ−４．０質量％Ｎｉ−０．５質量％Ｍｏ−０．５質量％Ｃの組成の焼結合金で形成して焼結後に熱処理を施したものはその要求にも応えられる。なお、焼結材密度が６．６ｇ／ｃｍ^３以下の焼結合金は必要強度を確保できず、また、その焼結材密度が７．２ｇ／ｃｍ^３以上の焼結合金は粉末の成形が困難になるので、焼結材密度の好ましい範囲を６．６〜７．２ｇ／ｃｍ^３とした。

以下、この発明の実施の形態を説明する。この発明の燃料噴射装置固定用ホルダを添付図面の図１に示す。この燃料噴射装置固定用ホルダ１は、ボルト孔４を有する基部２の先端にフォーク状に延びだすアーム３を一体に形成して構成されており、溶製金属を材料にして鍛造法などで製造される従来品と外観的には変わるところがない。

図示の燃料噴射装置固定用ホルダ１は、焼結金属で形成されており、表面に開口した無数の微細な空孔（図示せず）を有する。その空孔に潤滑油（一般的なマシン油でよい）を含ませて使用される。潤滑油は、ホルダ１の製造工程や流通過程で油槽にホルダを浸漬して空孔に浸み込ませる。油層中の油に対する浸漬は、単純な「どぶ漬け」でよく、加圧、減圧は必須でない。浸漬時間も１分程度で足りる。

空孔は座面５の位置にも存在し、ボルトで座面５を締付けたときにホルダが変形して座面５及びその付近に開口した空孔から表面に潤滑油が滲み出して摩擦面、すなわち、ボルトと座面５の相互接触面の潤滑がなされる。

このホルダ１の材料の焼結金属は、鉄−銅−ニッケル−モリブデン系の合金が考えられるが、それに限定されるものではない。

この発明のホルダは、強度面では材料の焼結金属の密度を高めるほどよいが、密度を高めすぎると空孔率（全体積に占める空孔の割合）が低下して含油量が少なくなるので、適度な密度の焼結金属を選んで使用する。強度と含油量のバランスを考えた焼結材密度は、６．６〜７．２ｇ／ｃｍ^３が適当であった。また、材質は、Ｆｅ−１．５質量％Ｃｕ−４．０質量％Ｎｉ−０．５質量％Ｍｏ−０．５質量％Ｃの組成の焼結合金、中でも、焼結後に熱処理を施した合金が強度と耐食性に優れて好ましかった。

以下に、この発明の効果を確認するために行なった評価試験の結果を挙げる。評価は、Ｆｅ−１．５質量％Ｃｕ−４．０質量％Ｎｉ−０．５質量％Ｍｏ−０．５質量％Ｃの組成の焼結合金で形成して焼結後に熱処理を施した実施例１〜３（いずれも発明品）の試料と、溶製金属の鍛造品（比較例）を用い、各試料についてマシン油に対する１分間の浸漬を行い、２４時間放置後のトルク係数を調べる方法で行った。実施例１〜３は、焼結材密度をそれぞれ６．６ｇ／ｃｍ^３、６．９ｇ／ｃｍ^３、７．２ｇ／ｃｍ^３にしたものである。
トルクＴ＝トルク係数×軸力Ｆ×ボルト呼び径ｄの式に基いて、同一トルク（３２Ｎ・ｍ）で締付けたときのトルク係数を求めて比較した。その結果を表１に示す。

この試験結果からわかるように、この発明の燃料噴射装置固定用ホルダは、従来品（比較例）に比べてトルク係数とそのトルク係数のばらつき幅が共に小さく、軸力が安定する。従って、軸力のばらつきを大きく見込む必要がなくなり、従来品よりも低グレード材を使用してコストを低減することが可能になる。また、焼結金属を使用することによる軽量化も図れる。

この発明の燃料噴射装置固定用ホルダの一例を示す斜視図 燃料噴射装置固定用ホルダの使用状態を示す断面図 図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図

符号の説明

１ 燃料噴射装置固定用ホルダ
２ 基部
３ アーム
４ ボルト孔
５ 座面
１０ 燃料噴射装置
１１ 固定用フランジ
１２ シリンダヘッド
１３ 取付孔
１４ ボルト
１５ デリバリパイプ
１６ 燃焼室

Claims (3)

1. 燃料噴射装置（１０）をエンジンのシリンダヘッド（１２）に固定する焼結金属製のホルダであって、ボルト（１４）に加圧される座面（５）が外部に開口した空孔を有しており、その空孔に潤滑油を含ませて使用する燃料噴射装置固定用ホルダ。
2. 焼結材密度６．６〜７．２ｇ／ｃｍ^３の焼結金属で形成した請求項１に記載の燃料噴射装置固定用ホルダ。
3. Ｆｅ−１．５質量％Ｃｕ−４．０質量％Ｎｉ−０．５質量％Ｍｏ−０．５質量％Ｃの組成の焼結合金で形成して焼結後に熱処理を施した請求項１又は２に記載の燃料噴射装置固定用ホルダ。

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