JP2010019132A - 直噴用インジェクタユニットの組付方法および同方法に用いられるガイド工具 - Google Patents

直噴用インジェクタユニットの組付方法および同方法に用いられるガイド工具 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、インジェクタユニットの構造は変更せず、ガイド工具を用いた容易な作業で、インジェクタの先端部を、スムーズにシリンダヘッドのインジェクタ孔へ導入させる直噴用インジェクタユニットの組付方法および組付用工具を提供する。
【解決手段】本発明は、シリンダヘッド2の受座10に有るねじ孔12に、杆状のガイド工具30をねじ込んで、ガイド工具を受座からインジェクタ孔9の軸心方向に沿って突出させ、その後、ガイド工具の突出端部にデリバリパイプ15の固定座25a〜25dに有る通孔26a〜26dを通して、インジェクタユニット1を、ガイド工具を案内にシリンダヘッド2側へ移動させ、インジェクタ16a〜16dの先端部がインジェクタ孔に接近したとき、一旦、インジェクタユニットの移動を止めて、インジェクタのインジェクタ孔に対する姿勢を修正し、修正終了後、再びインジェクタユニットの移動で、インジェクタの先端部をインジェクタ孔へ導入しながら、受座に固定座を合わせるようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、直噴用のインジェクタユニットをシリンダヘッドに組付ける直噴用インジェクタユニットの組付方法および同方法に用いられる組付用工具に関する。
自動車(車両)に搭載される筒内噴射式のレシプロエンジンでは、図12に示されるようにシリンダヘッドaに直噴用インジェクタユニットb(以下、単にインジェクタユニットという)を組み付けて、シリンダヘッドaに形成されている燃焼室cへ、直接、燃料噴射が行なわれている。こうしたインジェクタユニットbは主管部となるデリバリパイプeの外周部に、気筒分のインジェクタf〜i(ここでは4個)を設けて、それぞれインジェクタf〜iをデリバリパイプeから分岐させてある。
こうしたインジェクタユニットbの組付けの多くは、作業者の手作業により、デリバリパイプeに形成された固定座kをシリンダヘッドaに形成された受座(図示しない)へ合わせてから、ボルト(図示しない)を固定座kに形成されている通孔lを通して受座のねじ孔mへねじ込むという手法が用いられる。そして、その作業を利用して、デリバリパイプeから突き出ているインジェクタf〜iの先端部を、前記シリンダヘッドaに形成されている各インジェクタ孔mへ導入して、噴孔(図示しない)の有る先端部pを各燃焼室cへ露出させている。
ところで、通常、図13に示されるようにインジェクタf〜iは、燃料入側の端部qを、デリバリパイプeの外周部に形成した口部rに嵌め合わせることによって、デリバリパイプeに取付けてある。このため、各インジェクタf〜iの先端部pの姿勢は、端部qでの嵌挿構造により、ばらつきが生じやすい。特に燃料入側の端部qは、シール部材、例えばOリングsとを介して、口部rの内面と弾性的に嵌挿する構造上、先端方向がぶれやすい。
ところが、図13中の矢印で示されるように先端部の姿勢が過度に各方向にばらつくと、インジェクタf〜iの先端部pは、シリンダヘッドaに組付ける際、シリンダヘッドaの受座lとぶつかり、噴孔にダメージを与えたり、インジェクション孔n内で先端部p付近の外周面が強くこすれて、同部分に形成されている燃焼ガスの流出を防ぐシールリングtにダメージを与えるなど挿入不良を生じることがある。
このため、インジェクタユニットbを組付けるときには、作業者は、常にインジェクタ先端部の位置に注意をくばりながら作業をしなければならない。このため、インジェクタユニッbの取付作業には、かなりの負担が強いられている。
この対策として特許文献1に開示されているようにデリバリパイプに、別途、矯正構造を設けて、同矯正構造でインジェクタを所定の取付姿勢に保つようにする技術が提案されている。
特開2002−180928号公報
ところが、インジェクタの姿勢の矯正には、大掛かりで複雑な構造が必要である。このため、かなりコスト的な負担が強いられる。
そこで、本発明の目的は、インジェクタユニットの構造は変更せず、ガイド工具を用いた容易な作業で、インジェクタの先端部を、スムーズにシリンダヘッドのインジェクタ孔へ導入させる直噴用インジェクタユニットの組付方法および同方法に用いられる組付用工具を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、インジェクタユニットを組付ける前に、シリンダヘッドのデリバリ用受座に形成されている固定用ねじ孔に、杆状のガイド工具をねじ込んで、ガイド工具が受座からインジェクタ孔の軸心方向に沿って突出するように固定し、その後、ガイド工具の突出端部にデリバリパイプの固定座に形成されている通孔を通して、インジェクタユニットを、ガイド工具を案内にシリンダヘッド側へ移動させ、インジェクタの先端部がインジェクタ孔に接近したとき、一旦、インジェクタユニットの移動を止めて、インジェクタのインジェクタ孔に対する姿勢を修正し、修正終了後、再びインジェクタユニットをシリンダヘッド側へ移動させて、インジェクタの先端部をインジェクタ孔へ導入しながら、受座に固定座を合わせるようにした。
つまり、インジェクタユニットの構造は変更せずに、通常のインジェクタユニットの取付作業の中で、インジェクタユニットは、ガイド工具を用いて案内される。そして、修正しやすいインジェクタ孔の直前位置で、インジェクタの姿勢を修正する作業を行なうことにより、注意力をそれほど必要としないで、インジェクタの先端部のインジェクタ孔への導入が行なえる。
請求項2に記載の発明は、さらに容易な作業でインジェクタの姿勢を修正できるよう、ガイド工具は、着脱可能なストッパ部材をさらに有した構成とし、修正を行う際には、ガイド工具にストッパ部材を装着して、ガイド工具の突出方向途中位置でストッパ部材によりインジェクタユニットを支え、その支えた状態でインジェクタの姿勢を調整するものとした。
請求項3に記載の発明は、簡単なガイド工具で、インジェクタの姿勢の修正を含め、インジェクタユニットの取付作業が良好に行なわれるよう、デリバリパイプに形成されている通孔に挿通可能な杆状の本体部と、本体部の一端部に形成され、シリンダヘッドに形成されているデリバリパイプ固定用のねじ孔にねじ込み可能なおねじ部と、本体部の他端部に形成され、ねじ回し操作するための操作部と、本体部の長手方向途中に着脱可能に装着され、インジェクタユニットを支えるためのストッパ部材とをもつガイド工具とした。
請求項1の発明によれば、インジェクタの先端部は、杆状のガイド工具を利用して、インジェクタ孔の導入直前で、同インジェクタ孔に対する姿勢を修正してから、ガイド工具を案内にインジェクタ孔へ導入される。
それ故、容易な作業で、インジェクタの先端部を、シリンダヘッドにぶつけたり、インジェクタ孔内でこじらせたりせずに、シリンダヘッドのインジェクタ孔へ導入させることができる。しかも、ガイド工具は、すべて既存のデリバリパイプやシリンダヘッドに形成されている通孔やねじ孔をそのまま用いる工具なので、インジェクタユニットの構造は変更せずにすみ、コスト的な負担が少なくてすむ。
請求項2の発明によれば、着脱可能なストッパ部材を有するガイド工具の採用により、さらに直に作業者がインジェクタユニットを支えずにすむ容易な作業で、インジェクタの姿勢を修正することができる。
請求項3の発明によれば、請求項1,2の発明のインジェクタユニットの組付方法に好適なガイド工具を実現させることができる。
以下、本発明を図1〜図11に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図1は、例えば4気筒(複数気筒)のレシプロエンジンのシリンダヘッド2の側部に、直噴用インジェクタユニット1(以下、単にインジェクタユニット1という)を取付けた状態を示している。図2〜図10は、ガイド工具30を用いて、インジェクタユニット1をシリンダヘッド2に取付けるまでの手順や各部の状態を示している。図11は、ガイド工具30の構造を示している。
まず、作業対象となるインジェクタユニット1やシリンダヘッド2やガイド工具30について説明する。
なお、図1〜図6中のシリンダヘッド2は、後述するインジェクタユニット1の取付作業が説明しやすいよう、ここでは吸気ポート3が形成されている側面4を上方に向けた状態で記載してあり、インジェクタユニット1は、その向きに対応させて記載してある。
インジェクタユニット1の取付けに関するシリンダヘッド2の主な部分の構造を説明すると、図2に示されるようにシリンダブロック2の側面4には、気筒の位置に応じて、4つのインジェクタ据付座5が並行に設けられている。いずれもインジェクタ据付座5は、側面4に形成した凹部6の底面で形成してある。これらインジェクタ据付座5には、いずれも細径のインジェクタ孔9が形成されている。インジェクタ孔9は、図9に示されるように据付座5の中央部から、シリンダブロック1の下面に形成されている燃焼室8へ続く細径の孔部で形成される。また凹部6と隣接した側面の地点には、例えば4つの受座10が形成されている。これら受座10には、それぞれデリバリパイプ固定用のねじ孔12が形成される。むろん、ねじ孔12は、インジェクタ孔9の軸心方向と平行に形成してある。
インジェクタユニット1は、図3にも示されるようにデリバリパイプ15の外周部に、長手方向に沿って、4つのインジェクタ16a〜16d(気筒分)を並設した構造となっている。具体的には、デリバリパイプ15は、燃料通路15a(図7〜図10に図示)を形成する部品で、例えば外周部の3箇所には台部18a〜18cが形成されている。このうち最も長さ寸法も有る片側の台部18aの下部両側には、インジェクタ嵌挿用の口部19a,19bが形成される。また口部19a,19b間の台部部分には、2つの上下部へ突き出る筒部20a、20bが形成される。中央の台部18bの下部片側には、インジェクタ嵌挿用の口部19cが形成される。該口部19cと隣接した台部18b部分には、上下部へ突き出る筒部20cが形成される。残る台部18cの下部片側には、インジェクタ嵌挿用の口部19dが形成される。該口部19dと隣接した台部18c部分には、上下部へ突き出る筒部20dが形成される。口部19a〜19dは、いずれも燃料通路15aと連通している。各口部19a〜19dの開口は、シリンダヘッド2のインジェクタ孔9の向きに合わせて形成される。そして、各口部19a〜19dには、図9にも示されるようにインジェクタ16a〜16dのうちのOリング22の有る燃料入側の端部23が嵌め合わせられ、図3に示されるようにインジェクタ16a〜16dをデリバリパイプ15から、インジェクション孔9と同じ配列で分岐させている。
筒部20a〜20dは、受座10の配列にならって配置される。そして、図7および図8にも示されるように各筒部20a〜20dの平坦な下面から、受座10と組合う固定座25a〜25dを形成している。また固定座25a〜25dには、いずれも筒部20a〜20d内の空間部分を連続させてなる通孔26a〜26d(図3、図7および図8に図示)が開口している。この固定座25a〜25dの通孔26a〜26dから、周知のようにデリバリパイプ固定用のボルト27を、それぞれねじ孔12へねじ込めば、デリバリパイプ15がシリンダヘッド2に固定される構造となっている。
ガイド工具30は、図11に示されるように通孔26a〜26bにタイトに挿通可能な杆状の本体部31を有する。ここでは、本体部31は、例えば一直線に延びる丸棒が用いられる。ガイド工具30は、この本体部31の一方の端部に、受座10のねじ孔12とねじ込み可能なおねじ部32を形成し、他方の端部に、例えば回転工具でねじ回し操作される操作部、例えば六角部33を形成し、本体部31の長手方向途中に、インジェクタユニット1を支えるためのストッパ部材34を着脱可能に装着する構造が用いられる。特に所定の地点で、すばやく着脱が行なえるようにするため、例えば本体部31のストッパ装着位置となる長手方向途中の軸部分には環状の溝部36を形成し、ストッパ部材34には、この溝部36へ係脱可能なU字形のストッパ片が用いてある。つまり、本体部31の直径方向(軸心と交差する方向)からのスライド操作だけで、ストッパ部材34の着脱が行なえるようにしてある。
このガイド工具30の使用により、インジェクタユニット1のインジェクタ16a〜16dがスムーズにシリンダヘッド2に組付けられる。図2〜図6はこのときの組付け手順を示し、図7〜図10はそのときの各部の断面を示している。
つぎに、図2〜図10を参照して、インジェクタユニット1を取り付ける方法を説明する。
このときには、まず、図2に示されるように作業者は、スパナなど回転工具(図示しない)を用い六角部33を操作して、2本のガイド工具30のおねじ部32を、シリンダヘッド2に形成されているデリバリパイプ固定用のねじ孔12のうち、シリンダヘッド2の端に最も近い両側の2つのねじ孔12にそれぞれねじ込む。これにより、2本の杆状のガイド工具30は、受座10からインジェクタ孔9の軸心方向に沿って突き出るように、シリンダヘッド2に固定される。このとき、インジェクタ16a〜16dがシリンダヘッド2に高精度に組付くよう、図7に示されるように予めおねじ部32の直前の本体部分に位置決め用のブッシュ38を装着したり、ガイド工具30に挿通させて環状のインシュレータ39を受座10上に配置させたりしておくとよい。
続いて、作業者は、同図2に示されるように各ガイド工具30の中段に形成されている環状の溝部36に、U字形のストッパ部材34を差込み、同部分に係合させる。この係合により、ストッパ部材34が装着される。なお、ストッパ部材34は、ガイド工具30をシリンダヘッド2に組み付けてから、ガイド工具30に装着するのではなく、先にガイド工具30に装着しておき、その後、ガイド工具30をシリンダヘッド2に組み付けるようにしても構わない。
その後、作業者は、インジェクタユニット1を持ち、図3に示されるように各ガイド工具30の突出端部であるところの六角部34の有る端部に、インジェクタユニット1の両側の通孔26a,26dを挿通させる。続いて作業者は、図4に示されるように両側の2本のガイド工具30を案内にインジェクタユニット1の全体をシリンダヘッド2側へ移動、ここでは下降させる。すると、インジェクタユニット1は、ガイド工具30を案内として移動する。特にインジェクタユニット1は、2本のガイド工具30の案内により、傾かずに所定の姿勢を保ちながら、シリンダヘッド1へ向かう。これにより、各インジェクタ16a〜16dの先端部40、すなわち噴孔(図示しない)の有る端部は、シリンダヘッド1に形成されている各インジェクタ孔9へ接近する。
ここで、各インジェクタ16a〜16dの先端部40は、固定座25a〜25dよりも前方へ突き出ている。
そのため、図4に示されるようにストッパ部材34が有るガイド工具30の中間地点にインジェクタユニット1が至ると、図7に示されるようにストッパ部材34が、デリバリパイプ15に形成されている固定座25a,25dと突き当たり、インジェクタユニット1の移動が規制(止まる)される。と共に同規制により、図9に示されるように固定座25a〜25dの前方に配置されている各先端部40は、インジェクタ孔9と最も接近した位置、すなわちインジェクタ孔9の直前位置で止まる。
これにより、インジェクタ16a〜16dの先端部とインジェクション孔9とは、相互の位置が対比しやすいに配置される。そのため、作業者は、この機会に、各インジェクタ16a〜16dの姿勢を調整し、図9中の矢印に示されるように各インジェクタ16a〜16dのインジェクタ孔40に対する姿勢を修正する。
つまり、インジェクタ16a〜16dの姿勢(先端方向)が過度にばらつき、シリンダヘッド2の受座10と接触したり、先端部40付近に設けてあるシールリング41(図3、図9〜図11に図示)がインジェクタ孔40内でこじれるといった挿入不良をきたすおそれがあったとしても、インジェクタユニット1の移動がストッパ部材34で止められている機会に姿勢を修正すると、それほど注意力を必要とせず、簡単にインジェクタ16a〜16dの姿勢が直せる。
修正を終えたら、各ガイド工具40からそれぞれストッパ部材34を取り去り、図5に示されるように再びインジェクタユニット1を、2本のガイド工具40を案内に、均等に力を加えながら、シリンダヘッド2側へ移動させる。これにより、図8に示されるようにデリバリパイプ15の各固定座25a〜25dは、インシュレータ39を介して、受座10に合う。また図10に示されるように各インジェクタ16a〜16dの先端部40は、インジェクション孔9内にスムーズに導入される。そして、同先端部40がインジェクション孔9の出口に配置され、噴孔(図示しない)が燃焼室8から露出する。
インジェクタ16a〜16dの先端部40の挿入並びに固定座25a〜25dの受座10への合わせを終えると、作業者は、図6に示されるように中間の2箇所の空いた通孔26b、26cから、デリバリパイプ固定用のボルト27をねじ孔12へねじ込み仮締めする。続いて、図1に示されるようにガイド工具30をシリンダヘッド1から抜き取り、代わりにデリバリ固定用ボルト27をねじ孔12へねじ込み、仮止めする。その後、予め決められた順番にしたがい、各ボルト27の本締めを行ない、各固定座25a〜25dと受座10とを締結すると、図1に示されるようにインジェクタユニット1はシリンダヘッド2に組付けられる。
このようにインジェクタユニット1は、通常のインジェクタユニットの取付作業の中で、ガイド工具30を案内に移動し、修正しやすいインジェクタ孔9の直前位置で移動を一旦、止めてインジェクタ16a〜16dの姿勢を修正してから、シリンダヘッド2側へ移動させる作業で取付けるから、注意力をそれほど必要としないで、インジェクタ16a〜16dの先端部40は、スムーズにシリンダヘッド2のインジェクタ孔9へ導入される。特に並列に配置されているねじ孔12のうち、最も端に配置されている2つのねじ孔12,12にそれぞれガイド工具30をねじ込んで、2本のガイド工具30でインジェクタ16a〜16bを案内するようにすると、一層、高い精度のもとでインジェクタ16a〜16dの挿入が行なえる。
したがって、ガイド工具30により、容易な作業で、インジェクタ16a〜16dの先端部40を、シリンダヘッド2にぶつけたり、インジェクション孔9内でこじらせたりせずに、インジェクタ孔9へ導入させることができる。しかも、ガイド工具30は、すべて既存のデリバリパイプ15やシリンダヘッド2に形成されている通孔26a〜26dやねじ孔12をそのまま用いる案内用の工具なので、インジェクタユニット1の構造は変更せずにすむ。このため、コスト的な負担が少ない。しかも、インジェクタ16a〜16dの姿勢の修正作業は、ガイド工具30に着脱可能にストッパ部材34を装着して、同ガイド工具30の突出方向途中位置でインジェクタユニット1を支え、その支えた状態でインジェクタ16a〜16dの姿勢を調整するといった、直に作業者が重量の有るインジェクタユニット1を支えずにすむ作業なので、その作業はかなり容易である。
特にガイド工具30には、杆状の本体部31、おねじ部32、六角部33(操作部)およびストッパ部材34を組み合わせた簡単な構造を用いたので、上記したインジェクタ16a〜16dの姿勢の修正作業やインジェクタユニット1を案内する作業を十分に発揮させることができる。
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば一実施形態では、4気筒エンジンに適用した例を挙げたが、これに限らず、他の気筒のエンジンでも適用できることはいうまでもない。
また、インジェクタユニットについて、デリバリパイプと各インジェクタとの両者が直接的に接続されているもの以外に、付勢部材を介して接続されているものでもよい。この付勢部材は、燃焼圧によってインジェクタが押し戻されるのを防ぐ、燃料噴射中のインジェクタとデリバリパイプの間を適正に保つ、インジェクタの回転方向の位置決めをする等の役割を果たすものである。
本発明の一実施形態に係るインジェクタユニットの組付方法が適用されるエンジンのインジェクタユニット周辺の構造を示す斜視図。 同方法のうちのガイド工具がシリンダヘッドに組付くまでを示す斜視図。 同ガイド工具にインジェクタユニットが組付くまでを示す斜視図。 同インジェクタユニットをストッパ部材で規制されるまでシリンダヘッド側へ移動させたときを示す斜視図。 インジェクタの姿勢を、同規制された地点で修正してから、インジェクタ先端部がシリンダヘッドのインジェクション孔に導入するまでを示す斜視図。 シリンダヘッドにインジェクタユニットを固定するときの途中の状態を示す斜視図。 ガイド工具のストッパ部材でインジェクタユニットを規制したときのデリバリパイプの状態を示す断面図。 インジェクタの姿勢を修正して、インジェクタ先端部をインジェクション孔に導入したときのデリバリパイプの状態を示す断面図。 インジェクタユニットをガイド工具のストッパ部材で規制したときのインジェクタの状態を示す断面図。 インジェクタの姿勢を修正して、インジェクタ先端部をインジェクション孔に導入したときを示す断面図。 インジェクタの取付けに用いるガイド工具を、同ガイド工具に装着するストッパ部材と共に示す斜視図。 従来のインジェクタユニットの組付けを説明するための斜視図。 同インジェクタユニットのインジェクタの取付構造を説明するための断面図。
符号の説明
1 直噴用インジェクタユニット
2 シリンダヘッド
9 インジェクション孔
10 受座
12 ねじ孔
15 デリバリパイプ
16a〜16d インジェクタ
25a〜25d 固定座
26a〜26d 通孔
27 ボルト
30 ガイド工具
31 本体部
32 おねじ部
33 六角部(操作部)
34 ストッパ部材
40 インジェクタの先端部

Claims (3)

  1. デリバリパイプと同デリバリパイプから分岐したインジェクタとを備えるインジェクタユニットを有し、前記デリバリパイプから分岐している前記インジェクタの先端部をシリンダヘッドのインジェクタ孔へ導入し、前記デリバリパイプに形成されている固定座を、前記シリンダヘッドに形成されている受座に合わせて、前記インジェクタユニットを前記シリンダヘッドに組付ける直噴用インジェクタユニットの組付方法であって、
    前記インジェクタユニットを組付ける前に、前記受座に形成されているデリバリパイプ固定用のねじ孔に、杆状のガイド工具をねじ込んで、当該ガイド工具が前記受座から前記インジェクタ孔の軸心方向に沿って突出するよう固定し、
    その後、前記ガイド工具の突出端部に前記固定座に形成されている通孔を通して、前記インジェクタユニットを、前記ガイド工具を案内に前記シリンダヘッド側へ移動させ、
    前記インジェクタの先端部が前記インジェクタ孔に接近したとき、一旦、前記インジェクタユニットの移動を止めて、前記インジェクタの前記インジェクタ孔に対する姿勢を修正し、
    当該修正終了後、再び前記インジェクタユニットを前記シリンダヘッド側へ移動させて、前記インジェクタの先端部を前記インジェクタ孔へ導入しながら、前記受座に前記固定座を合わせる
    ことを特徴する直噴用インジェクタユニットの組付方法。
  2. 前記ガイド工具に着脱可能なストッパ部材をさらに有し、前記修正を行う際には、前記ガイド工具に前記ストッパ部材を装着して、前記ガイド工具の突出方向途中位置で前記ストッパ部材により前記インジェクタユニットを支え、その支えた状態で前記インジェクタの姿勢を調整することを特徴とする請求項1に記載の直噴用インジェクタユニットの組付方法。
  3. デリバリパイプに形成されている通孔に挿通可能な杆状の本体部と、
    前記本体部の一端部に形成され、シリンダヘッドに形成されているデリバリパイプ固定用のねじ孔にねじ込み可能なおねじ部と、
    前記本体部の他端部に形成され、ねじ回し操作するための操作部と、
    前記本体部の長手方向途中に着脱可能に装着され、前記インジェクタユニットを支えるためのストッパ部材と
    を具備したことを特徴するガイド工具。
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