JP2010169100A - 燃料噴射用の作動流体送り出しシステム - Google Patents

Abstract

【課題】レールに流体連結去れていることに起因する燃料噴射器に加わる応力を無くする。
【解決手段】本発明は、流体の供給を流体源から複数の燃料噴射器に送る流体送出しシステムであって、流体を運搬する共通レールを有し、共通レールは、複数の燃料噴射器の近くに位置決めでき、共通レールは、レール組立体を有し、レール組立体は、複数の燃料噴射器の各々と関連した細長いレール及び交差スリーブを有し、流体運搬コネクタは、各それぞれの交差スリーブ内に配置されたそれぞれの燃料噴射器に連結することができ、流体通路が、レール内に形成され、流体通路は、流体源と流体連通状態にある。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料噴射式内燃機関の流体レール組立体に関する。特に、本発明は、流体作動式電子制御式燃料噴射器に用いられる流体レール組立体に関する。

燃料噴射器の中には、流体圧作動式電子制御式のものとして説明することができるものがある。燃料噴射器の流体圧又は油圧作動は好ましくは、高圧状態のエンジン潤滑油によって行われる。内燃機関によって動力供給される車両内に自蔵された他の流体も又、燃料噴射器の油圧作動に利用することができ、かかる他の流体としては、ブレーキ作動油、パワーステアリング用流体等が挙げられることは理解されるべきである。

図１には、この種の例示の燃料噴射器の全体が従来技術と表示されると共に符号２００で示されている。米国特許第５，１８１，４９４号及び１９９３年３月１日〜５日に発表されたエス・エフ・グラッシー（S. F. Glassey ）氏等のＳＡＥ技術論文シリーズ９３０２７０「ＨＥＵＩ−ディーゼルエンジン用燃料系統の新技術動向（HEUI-A New Direction for Diesel Engine Fuel Systems ）」に記載されている形式の流体圧作動式電子制御式ユニットインジェクタ（ＨＥＵＩ）が、図１に従来技術として示されている。なおかかる特許技術文献を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。ＨＥＵＩ（インゼクタ）２００は、図１に従来技術として示されている。ＨＥＵＩ２００は、４つの主要構成要素、即ち（１）制御弁２０２、（２）増圧器２０４、（３）ノズル２０６、及び（４）インゼクタハウジング２０８から成っている。

制御弁２０２の目的は、噴射プロセスを開始させたり終了させることにある。制御弁２０２は、ポペット弁２１０及びアーマチュア及びソレノイドを有する電気制御装置２１２で構成されている。高圧作動油が、作動油通路２１６を通って弁２１０の下部弁座２１４に送られる。噴射の開始のため、電気制御装置２１２のソレノイドを付勢し、ポペット弁２１０を上方に移動させて下部２１４から離し、上部弁座２１８に移動させる。この動作により、高圧油が、ばねキャビティ２２０及び増圧器２０４に通じる通路２２２に導入される。噴射は、制御装置２１２のソレノイドが消勢され、ポペット２１０が上部弁座２１８から下部弁座２１４に移動するまで続く。作動油及び燃料圧力は、使用済みの作動油がインゼクタ２００から開き状態の上部弁座排油部２２４を通って内燃機関の弁カバー領域（周囲圧力状態にある）に放出されると減少する。

インゼクタ２００の中間部分は、油圧増圧器ピストン２３６、プランジャ２２８、プランジャ室２３０及びプランジャ戻しばね２３２で構成されている。

所望の噴射圧力レベルへの燃料圧力の増圧は、増圧器ピストン２３６の上面２３４とプランジャ２２８の下面２３８の面積比（代表的には、約７：１）で達成される。増圧率は、所望の噴射特性を達成するよう自由に設計できる。噴射は、高圧作動油を増圧器ピストン２３６の上面２３４に送ると始まる。燃料は、外部燃料供給源から逆止弁２４２を越え通路２４０を通って室２３０に導入される。

噴射は、高圧作動油が通路２２２を経て増圧器ピストン２３６の上面２３４に供給されると始まる。ピストン２３６及びプランジャ２２８が下方に移動すると、プランジャ２２８の下に位置する室２３０内の燃料の圧力が上昇する。すると、高圧燃料が、逆止弁２４６を通って通路２４４内を流れ、ニードル弁２５０に対して上向きに作用する。上向きの力により、ニードル弁２５０が開き、燃料が戻しばね２３２の付勢力に抗してオリフィス２５２から放出される。ピストン２３６は引き続き下方に運動して、ついには制御装置２１２のソレノイドが消勢され、ポペット弁２１０がばね２２０の力を受けて下部弁座２１４に戻り、それにより作動油の流れを遮断する。プランジャ戻しばね２３２は、図４に示すようにピストン２３６及びプランジャ２２８をこれらの初期情報不作動位置に戻す。プランジャ２２８が戻ると、プランジャ２２８は逆止め玉弁２４２を横切って補給燃料をプランジャ室２３２内へ吸引する。

ノズル２０６は、他のディーゼルエンジン用燃料系統ノズルの代表例である。弁閉鎖オリフィス形態が示されているが、先端部がミニサック（mini-sac）型のものも利用可能である。燃料は、内部通路を通ってノズルオリフィス２５２に送られる。燃料圧力が増大すると、ノズルニードル弁２５０は下部弁座２５２から持ち上がり（上述のように）、燃料の噴射が生じるようにする。燃料圧力が噴射の終りに減少すると、ばね２５６はニードル弁２５０を下部弁座２５４上のその閉鎖位置に戻す。

燃料噴射器２００は、加圧作動流体、この場合エンジン潤滑油の流体エネルギを用いて噴射を生じさせる。到来した油の圧力は、増幅器ピストン２３６及びプランジャ２２８の運動の下向き速度を制御し、したがって、燃料噴射率を制御する。噴射された燃料の量は、電気制御装置２２２のソレノイドを付勢状態に保つ信号の持続時間によって定まる。ソレノイドを付勢し、ポペット弁２１０がその弁座から離れた状態にある間、作動流体は増幅器ピストン２３６がそのボアの底部に到達するまで増圧器ピストン２３６及びプランジャ２２８を下に押し続ける。

これと類似した流体圧作動式ユニットインゼクタ２００が、ＳＡＥ技術論文のナンバー１９９９−０１−０１９６（題名：Application of Digital Valve Technology to Diesel Fuel Injection）及び米国特許第５，７２０，２６１号に記載されている。このインゼクタでは、ＨＥＵＩインゼクタ２００のポペット制御弁２０２に代えて、スプールタイプのディジタル制御弁が用いられており、このスプールタイプディジタル制御弁は、２つのソレノイドコイルによって制御され、この弁のスプールは、アーマチュアである。

いずれの場合においても、上述の燃料噴射事象を行わせるためには、高圧の作動流体を燃料噴射器２００に分配する必要がある。作動流体の分配は、許容誤差又は公差の累積及び作動流体を送る装置と燃料噴射器２００との間に存在する相対的な機械的運動を許容しながら行われなければならない。許容誤差の累積は、作動流体を燃料噴射器２００に送る装置の設計に相当大きな制約を与える。燃料噴射器２００、シリンダヘッド、作動流体レール及びレールと噴射器２００との間の連結機構は全て、これらと関連した許容誤差を持っている。望ましい送出し機構は、上述の許容誤差及び上述の相対運動の結果として応力を噴射器２００に加えることがないものである。送出し機構はさらに、噴射器２００に容易に接続できることが必要である。

１９９１年３月５日に発行された米国特許第４，９９６，９６２号（以下、「第´９６２号特許」という場合がある）は、燃料送出しレール組立体を開示している。第´９６２号特許の燃料送出しレール組立体は、燃料噴射器の頂部に取り付けられたソケットを用いている。ソケット相互間に延びるプラスチック製レール管により可撓性係合状態が得られる。第´９６２号特許は、かかる可撓性係合状態を用いると、部品の寸法上の精度又は幾何学的な向きについて厳格な制約を定める必要が無いことを記載している。可撓性プラスチックレール管は、本発明によって解決されるべき問題のうち幾つかを解決するものとして請求の対象になっているが、第´９６２号特許には、本発明と関連した構造又は教示が記載されていないことは注目されるべきである。

本発明の作動流体送出しシステムは、当業界の上述の要望を実質的に満足させる。レール組立体と燃料噴射器との間に延びる本発明のコネクタ組立体は、３つの互いに直交する寸法方向において移動できることにより上述の許容誤差に順応する。さらに、据え付け後、レール組立体と燃料噴射器との間存在する相対運動は、コネクタ組立体が３つの互いに直交する寸法方向においてシフトできることによりかかる運動を行うことができるので許容される。これは、送出しシステムのコネクタと燃料噴射器を互いに回転できるようにすることによって可能になる。或る特定のコネクタ構成部品が、長手方向軸線に直交して位置した少なくとも平面内で燃料噴射器に対して回転できることにより、この平面内におけるシフトと長手方向軸線に沿う並進との両方が可能になる。回転が生じると、シフトと並進が生じることができる。加うるに、本発明は、作動流体がレール組立体から燃料噴射器に流れるようにするための過度に短い経路を提供する。本発明では、コネクタ組立体についてのＬ／Ｄ² の比は、１未満であることが望ましい。本発明は、長さが７０ミリメートル未満であり、上述のＬ／Ｄ² の比を満足させる。さらに、本発明の作動流体送出しシステムのコネクタ組立体は、内燃機関のヘッドのロッカーアーム又は揺り腕相互間に形成されている狭い空間内に配置できる。

本発明は、コネクタ組立体を例示の燃料噴射器に連結しやすくする幾つかの実施形態を含む。コネクタを燃料噴射器に結合されたレシーバ組立体に押し付けることによりスナップ嵌めを可能にする実施形態が提供される。別の実施形態では、レシーバ組立体との螺合が可能である。

本発明は、流体を流体源から燃料噴射器に送る流体送出しシステムに関し、流体を運搬するレールを有し、このレールは、燃料噴射器の近くに位置決めできる。レール内には流体通路が設けられ、この流体通路は、流体源と流体連通状態にある。コネクタが、レールを燃料噴射器に流体連結するためにレールと燃料噴射器の両方と流体連通状態にあり、コネクタは、レールと燃料噴射器との間に存在する静的許容誤差に順応すると共にレールと燃料噴射器の動的相対運動を許容するよう３つの互いに直交する軸線に沿って動くことができ、その結果、レールに流体連結されていることに起因する燃料噴射器に加わる応力が実質的に無くなりようになる。

例示の従来型燃料噴射器の断面図である。 レール組立体の軸線に沿って見た本発明の作動流体送出しシステムの連結組立体の断面図である。 本発明のコネクタ組立体の変形実施形態の斜視図である。 図３をコネクタ組立体の平面図である。 図３のコネクタ組立体の断面図である。 燃料噴射器に結合されていて、図３〜図５に示すコネクタ組立体を受け入れるようになったレシーバ組立体の断面図である。 図３〜図５に示すコネクタ組立体の変形実施形態を示す図である。 レール組立体に関して先端の方を見た本発明の作動流体送出しシステムの変形実施形態を示す図である。 コネクタ組立体及びレシーバ組立体の変形実施形態の部分切除側面図である。 図９の装置の９Ａ−９Ａ矢視図である。 レシーバ組立体と組み合わされるようになった図９に示すコネクタ組立体の結合又は嵌合部分の斜視図である。 図１０についてフェルールを取り外した状態で示す斜視図である。

本発明の作動流体送出しシステムが、全体を符号１０で図示されている。図２においては、作動流体送出しシステム１０は、従来技術と関連して上述した形式の例示の燃料噴射器２００に結合された状態で示されている。燃料噴射器２００は、例示にすぎず、他の流体圧作動式燃料噴射器を作動流体送出しシステム１０と併用できることは理解されよう。

作動流体送出しシステム１０は、２つの主要構成要素、即ち、レール組立体１２及びコネクタ組立体１４を有している。送出しシステム１０を噴射器２００に直接結合してもよく、或いは、噴射器２００に取り付けられた図２及び図５に示すようなレシーバ組立体１５によって噴射器１０に結合してもよい。

レール組立体１２は、２つの主要なサブコンポーネント、即ち、細長いレール１６及び十字穿孔スリーブ１８を有している。細長いレール１６は好ましくは、エンジンシリンダヘッド内に設けられた列状の燃料噴射器の上方に中間に位置決めされ、このレール中には、流体通路１７が形成されている。インライン型エンジンの場合、単一のレール組立体１２が、列状の燃料噴射器の上方に配置され、コネクタ組立体１４が、細長いレール１６を燃料噴射器２００の各々に連結し、例えば、インライン型６エンジンの場合、６つのコネクタ組立体１４が用いられる。Ｖ字形エンジンの場合、１対のレール組立体１２がそれぞれ、２つの列状のシリンダの各々を受け持ち、例えば、Ｖ８エンジンの場合、２つのレール組立体１２はそれぞれ、４つのコネクタ組立体１４と関連している。細長いレール１６は各々、高圧作動流体源に結合され、この高圧作動流体源は、好ましくはエンジン潤滑油であり、３，５００ｐｓｉのオーダーの圧力に達する場合がある。

１対の比較的大きなボア２２，２４が、細長いレール１６中に、稼働されるべき燃料噴射器の各々に近接して形成されている。ボア２２，２４はそれぞれ、軸線（長手方向軸線７４）に沿って位置が符合しており、この軸線は、細長いレール１６の長手方向軸線に好ましくは横方向に延びる。細長いレール１６を、エンジンのシリンダヘッドに固定的に結合してもよく、或いは、複数のストラップによってシリンダヘッドに取り付けられたレールキャリヤに固定的に結合してもよく、これらストラップは、例えばボルト又は植込みボルトによってシリンダヘッド又はキャリヤに締結される。

作動流体送出しシステム１０のレール組立体１２の十字穿孔スリーブ１８は、スリーブシリンダ４０で構成されている。スリーブシリンダ４０は、レール組立体１２のボア２２，２４内に密に受け入れられている。スリーブシリンダ４０は、上方突出部４２を有している。上方突出部４２の上方縁部４３によって定められる平面は好ましくは、細長いレール１６の外面と好ましくは接し、それにより、接点のところに面一継手４４を構成している。スリーブシリンダ４０とボア２２の交差部は好ましくは、溶接又はろう付けされてスリーブシリンダ４０と細長いレール１６のボア２２との間に流体密交差部が形成されている。

スリーブシリンダ４０は、上述の上方突出部４２と構造が類似した反対側の下方突出部４６を有している。下方突出部４６とボア２４との交差部は好ましくは、流体密交差部を構成するよう溶接される。下方突出部４６は、下方突出部４６の下方縁部４９と細長いレール１６の外面との接点のところに面一継手を形成している。したがって、スリーブシリンダ４０の長手方向寸法は、細長いレール１６の外径に実質的に等しい。

スリーブシリンダ４０の壁を貫通して円筒形ボア５７が形成されている。円筒形ボア５７は、下方縁部４９から上方に延びていて、内方に向き、直径が漸減した傾斜面５０を備えている。スリーブシリンダ４０は、好ましくはスリーブシリンダ４０の周囲の周りにぐるりと等角度間隔を置いて設けられた複数の十字穿孔ボア５２を有している。図２の断面図では、複数のボア５２の２つの反対側の十字穿孔ボア５２が示されている。ボア５２は、流体通路１７と流体連通状態にある。円筒形ボア５７は、十字穿孔ボア５２の近くにアンダーカット面５４を備えている。アンダーカット面５４は、一部が環状流体通路５６を形成している。この環状流体通路５６は、ボア５２を経て流体通路１７と流体連通状態にある。

作動流体送出しシステム１０のコネクタ組立体１４は、３つの主要なサブコンポーネント、即ち、上方カラー５８、中央管６０及び下方カラー６２を有している。

コネクタ組立体１４の上方カラー５８は、カラー本体６４を有している。カラー本体６４は、ドーム状頂面６６を有している。環状溝６８が、ドーム状頂面６６の近くに設けられている。リングシール７２が、環状溝６８内に設けられて、カラー本体６４とスリーブ１８の円筒形ボア５７との間の流体密シールを形成している。カラー本体６４は、Ｚ軸（長手方向軸線）７４と一致し、さらに、スリーブシリンダ４０の長手方向軸線と一致した長手方向Ｚ軸を有している。上方カラー５８のカラー本体６４は、全体として平らな底面７６を備えている。底面７６は好ましくは、Ｚ軸７４に沿う上方カラー５８と下方カラー６２との間の相対運動を許容するよう下方カラー６２から間隔を置いて位置していることは注目されるべきである。

環状部７８が、カラー本体６４の周りに形成されている。環状部７８は、スリーブシリンダ４０の円筒形ボア５７内に設けられたアンダーカット５４と協働して、環状流体通路５６を形成している。複数の連結ボア８０が、環状流体通路５６から内方に延びている。複数の連結ボア８０の２つの互いに反対側に位置した連結ボア８０が、図２に示されている。連結ボア８０は、カラー本体６４のＺ軸７４に沿って設けられた軸方向ボア８２に流体結合されている。軸方向ボア８２は、ソケット８４から成る全体として半球形のボア拡張部を有している。ソケット８４は、軸方向ボア８２との交差箇所を除き球形である。ソケット８４内にその最大周長の箇所のところに設けられた棚部８６及びカラー本体６４に押し込まれ、ソケット８４の残部又は下方部分を形成する上方フェルール８９によって円周方向溝が部分的に形成されている。上方カラー５８と中央管６０との間の流体密シールを形成するためにリングシール８８がこのように形成された溝に嵌め込まれている。開口部９０が、上方フェルール８９の平らな底面７６に設けられている。開口部９０は、軸方向ボア８２に向かって開口している。

コネクタ組立体１４の中央管６０は、管本体９２を有している。管本体９２は、管状中央部分９４、ボール９６から成る上方球状端部及びボール９８から成る下方球状端部を有している。ボール９６，９８を、図２に示すように管状中央部分９４と一体に形成してもよく、或いは、図５に示すように別個に形成してもよい。さらに、管中央部分９４は、たった１つの玉継手又はボールソケット型継手、例えば、ボール９６とソケット８４を、噴射器２００への別の適当な継手（図示せず）、例えば、管９４と圧縮密封係合状態にあるフェルールと協働して用いることにより、静的及び動的応力を最小限に抑えるよう適切に機能することができる。軸方向ボア１００は、Ｚ軸７４に沿って形成されている。軸方向ボア１００は、カラー本体６４に形成された軸方向ボア８２の上方部分に流体連結されている。

組立てに当たり、管本体９２の上方ボール９６をカラー本体６４のソケット８４内に配置し、リングシール８８をソケットに嵌め込み、上方フェルール８９を圧入して上方ボール９６をカラー本体６４内に保持する。上方フェルール８９のボア９０は、管本体９２の管状中央部分９４の外径よりも直径が幾分大きく、これらの間にギャップ１０１が形成されている。隙間又はギャップ１０１は、上方カラー５８と管６０との間のＸ、Ｙ平面内での相対運動を可能にする（Ｘ、Ｙ平面は、これら自体とＺ軸７４の両方に対して直交して位置している）。

コネクタ組立体１４の下方カラー６２は、下方フェルール１０２を有している。上述したように、平らな頂面１０４は、カラー本体６４の平らな底面７６から間隔を置いて位置している。理解されるように、かかる間隔は、燃料噴射器２００と作動流体送出しシステム１０との間の相対運動を或る程度許容する。

平らな頂面１０４に設けられた開口部１０６は、下方フェルール１０２に設けられた軸方向ボア１０８に向かって開口している。軸方向ボア１０８は好ましくは、Ｚ軸７４と同軸である。軸方向ボア１０８は、ソケット１１０内へ下方に膨張する上方部分１０９を有している。レシーバ１５は、縮径しており、その下方端部には、噴射器本体２００に設けられたねじ付きボア１１４と螺合する雄ねじが設けられている。噴射器２００は、レシーバ組立体１５中に形成された比較的狭い又は細い流体通路１１２を有し、この流体通路１１２は、ソケット１１０から下方に延びて作動流体送出しシステム１０のコネクタ組立体１４を燃料噴射器２００に流体結合する軸方向ボア１０８の一部を効果的に形成している。レシーバ組立体１５は、上方に向いた孔１１７を有し、この孔１１７は、ボール９８及び下方フェルール１０２を受け入れるように設計されている。下方フェルール１０２は、下方フェルール１０２の下方外縁部に形成されたねじ山１１８によりレシーバ組立体１５と螺合できる。環状溝１２０が、ソケット１１０の最大周長の箇所で下方フェルール１０２とレシーバ組立体１５との間に形成されている。リングシール１２２が、環状溝１２０内に設けられ、それにより、下方フェルール１０２とレシーバ組立体１５と管６０のボール９８の外面との間の流体密シールを形成している。

軸方向ボア１０８の上方部分１０９の直径は、管６０の中央部分９４の外面の直径よりも幾分大きく、かくして、下方カラー６２と管６０との間にはギャップ１２４が形成されている。ギャップ１２４は、Ｘ、Ｙ平面内における下方カラー６２と管６０との相対運動を許容する。

コネクタ組立体１４を組み立てるには、管６０の上方ボール９６を上方カラー５８のソケット８４に押し込み、管６０の下方ボール９８を下方カラー６２のソケット１１０に押し込む。ボール９６，９８は、それぞれのソケット８４，１１０内で自由に回転することができる。次に、下方カラー６２を燃料噴射器２００に結合されたレシーバ組立体１５内にねじ山１１８を用いてねじ込むことによりコネクタ組立体１４を燃料噴射器２００に固定的且つ密封的に結合するのがよい。

次に、レール組立体１２をコネクタ組立体１４に結合する。これは、上方カラー５８を十字穿孔スリーブ１８の円筒形ボア５７に挿入することによって達成される。ボア５７内への上方カラー５８の初期通路は傾斜面５０によって方向づけられると共に心出しされる。レール組立体１２が定位置にあるとき、適当なクランプをエンジンのヘッドに固定する。上方カラー５８は、Ｚ軸７４の寸法における作動流体送出しシステム１０と燃料噴射器２００との間の静的な許容誤差の累積に順応するために、組立て後であって、送出しシステム１０が噴射器２００に結合されている間、円筒形ボア５７内で摺動可能である。

作動流体送出しシステム１０と燃料噴射器２００のこの静的関係では、Ｚ軸７４の寸法方向における上述の摺動が可能であり、加うるに、上方カラー５８及び下方カラー６２が管６０に対してＸ、Ｙ平面内でシフトできるので、その結果として、燃料噴射器２００に加わる応力は実質的に０であり、かくして、３次元のシフト可能性が得られる。かかるＸ、Ｙ平面内におけるシフトは、上方カラーの実質的に球形のソケット８４内における管本体９２のボール９６の回転運動及び下方カラー６２の実質的に球形のソケット１１０内における管本体９２のボール９８の回転に起因して得られる効果的なボールソケット型のシフト動作である。上方カラー５８は、Ｚ軸７４内における潜在的な応力を無くすため、十字穿孔スリーブ１８に対してＺ軸７４内で常に自由に並進できる。したがって、送出しシステム１０は、燃料噴射器２００に結合された場合、運動の３次元の自由度及び運動の回転自由度を有している。静的条件と動的条件の両方におけるかかる運動の自由度は、ソケット８４内に配置された上方ボール９６だけがＸ軸７４の並進と連携して利用される場合にも達成される。

次に例えば、エンジンの作動の振動並びに加熱及び冷却等に起因する種々の構成部品の膨張収縮により、燃料噴射器２００に対する作動流体送出しシステム１０の動的運動を生じさせることができる。静的許容誤差累積に関連して上述したように、動的運動は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に関して同様に説明される。燃料噴射器２００に対する作動流体送出しシステム１０の相対運動は、エンジンの作動中に送出しシステム１０と燃料噴射器２００との間に生じる動的運動の実質的に全てを許容するに足るほどＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸内で動く自由度によって許容される。これは、送出しシステムのコネクタと燃料噴射器を互いに回転自在にすることにより可能になる。或る特定のコネクタ構成部品が長手方向軸線に直角に位置した少なくとも平面内で燃料噴射器に対して回転することができること（上述している）により、この平面内におけるシフトと長手方向軸線に沿う並進の両方が可能になる。回転が起こることができる場合、シフト及び並進が起こることができる。したがって、静的状況と動的状況の両方において、コネクタ組立体１４がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸において３次元的に動くことができる結果として、送出しシステム１０によって燃料噴射器２００に加わる応力は事実上０である。

燃料噴射中、燃料噴射器２００に作動流体を送るため、高圧流体は、細長いレール１６を通って高圧流体の源２０から流れる。流体は、十字穿孔スリーブ１８の十字穿孔ボア５２を通って環状流体通路５６内へ流れる。環状流体通路は、連結ボア８０に流体連結されている。流体は、連結ボア８０を通って上方カラー５８の軸方向ボア８２に流れる。次に、作動流体は、管本体９２の軸方向ボア１００を通って、下方カラー６２中に形成された流体通路１１２に流れる。次に、作動流体は、燃料噴射器２００に流れて従来技術と関連して上述したような噴射事象を制御するようになる。

図３〜図５を参照すると、コネクタ組立体１４の別の好ましい実施形態が示されており、図中、同一の符合は同一の部品を示している。コネクタ組立体１４は、図２と関連して実質的に上述したような細長いレール１６と摺動自在に係合するようになっていることは理解されよう。図３〜図５のコネクタ組立体１４は、図２のコネクタ組立体１４と幾つかの点において異なっている。図３〜図５の実施形態は、上方球形端部９６とスライダカラー５８の内縁部１３５との間に形成された孔内に設けられた上方フェルール１３４を有している。フェルール１３４の上方縁部は、リングシール８８に当接し、リングシール８８を定位置に保持して上方球形端部９６とスライダカラー５８の内縁部１３５との間の流体密シールを生じさせるようになっている。

上方フェルール１３４は、スナップリング１３６によって定位置に保持された状態で、スライダカラー５８の内縁部１３５に形成された環状溝１３８内において管６０に対して全体として円周方向に配置されている。スナップリング１３６は、スナップリング１３６をスライダカラー５８の下方縁部のところに設けられた入口孔１４０内に挿入することができるように半径方向に圧縮可能である。スナップリング１３６を面取り口部１３９を通って入口孔１４０まで上方に押し込むことによってスナップリング１３６を半径方向に圧縮する。入口孔１４０は、管６０と全体として同心である。スナップリング１３６は、入口孔１４０の通過後、半径方向圧縮状態から解除される。かかる解除により、スナップリング１３６は溝１３８内へ膨張し、それによりスナップリング１３６を定位置に保持する。

図３〜図５のコネクタ組立体１４は、止めナット１４１を更に有している。下方フェルール１４２は、止めナット１４１の縁部１４４の下側の内部に当接した状態で管６０と全体として同心に配置されている。止めナット１４１にはボア１４６が形成されている。ボア１４６は、管６０の外面と摺動係合状態にある。図３〜図５の実施形態では、下方球形縁部９８が、管６０から間隔を置いて形成されていて、止めナット１４１及び下方フェルール１４２が、管６０の外面上を上方に摺動し、その後に下方球形縁部９８が管６０の外面上を摺動するようになっている。全体としてＬ字形のレシーバ孔１４８が、下方球形縁部９８の外面、下方フェルール１４２の外縁部及び止めナット１４１の内縁部１４９のそれぞれの部分相互間に形成されている。レシーバのねじ山１５０が、止めナット１４１の内縁部１４９の一部上に形成されている。

図６を参照すると、レシーバ１５は、レシーバ本体１２１を有している。レシーバ本体１２１は、複数の袋ねじ又は押さえねじ、例えば、図６に示されている２つの押さえねじ１２３によって、例示の燃料噴射器２００に固定的に結合されている。中央に設けられた作動流体通路１２５が、レシーバ本体１２１を貫通して燃料噴射器２００内へ延びている。作動流体通路１２５は、管６０内に形成された軸方向流体ボア１００に流体結合されている。作動流体通路１２５は、本発明の作動流体送出しシステム１０と燃料噴射器２００との間の最終的な流体継手を構成している。

全体として漏斗状のボールレシーバ１２６が、レシーバ本体１２１の内部に形成されている。ボールレシーバ１２６は、下方球形ボール端部９８を受け入れる全体として球形のフェース又は面１２７を有している。半径方向外方の段部１２８が、球形面１２７の上縁部のところに設けられていて、組立て時に、シールリング１２２を受け入れる溝を部分的に形成している。レシーバ本体１２１の外面には、複数のねじ山１２９が設けられている。

図５及び図６を参照すると分かるように、組立ての際、止めナット１４１のレシーバねじ山１５０をレシーバ組立体１５のねじ山１２９に螺合させる。レシーバ組立体１５の上方部分は、レシーバ孔１４８内へ突出して、これを実質的に埋めている。止めナット１４１をレシーバ組立体１５に装着してこれを下方に回すと、下方フェルール１４２は、レシーバ本体１２１の内縁部１３１の内側に比較的密嵌め状態で延び、最終的には、止めナット１４１の内部下方縁部１４４がレシーバ本体１２１のナット停止端面１３２に接触するようになり、かくして、密封リング１２２をフェルール１４２とレシーバ本体１２１の棚部１２８と下方球形端部９８の外面との間で圧縮して流体密シールを形成するようになっている。

図７は、図３〜図５の作動流体送出しシステム１０の上述した実施形態の変形例を示している。図７の実施形態では、スライダカラー５８に設けられた入口孔は、面取り入口孔１５２となるように面取りされている。止めナット１４１は、その上縁部に設けられた状態で止めナット１４１と一体に形成された全体として円形の隔離体又はスタンドオフ１５４を有している。隔離体１５４の外縁部１５５の周長は、面取り入口孔１５２の最小内側周長よりも僅かに短い。組立てに当たり、スナップリング１３５を管６０に嵌める。止めナット１４１を管６０上で上方に滑らせると、これはスナップリング１３６の下面に係合する。スナップリング１３６の円周方向縁部は、面取り入口孔１５２に当接する。止めナット１４１は引き続きその上方移動を続けると、スナップリング１３６は、面取り入口孔１４２によって半径方向に圧縮される。隔離体１５４は、スナップリング１３６を面取り入口孔１５２の上方に押すのに十分に大きな高さ寸法を有している。半径方向に圧縮されたスナップリング１３６が面取り入口孔１５２を通過すると、スナップリング１３６は溝１３８内へ膨張する。止めナット１４１の隔離体１３４を面取り入口孔１５２と組み合わせて用いると、溝１３８内におけるスナップリング１３６の位置決め工程が大幅に単純化される。

作動流体送出しシステム１０の別の好ましい実施形態が、図８に示されている。図８の実施形態は、爪付きロックコネクタと呼ばれるものである。コネクタ組立体１４の下方カラー６２及びレシーバ組立体１５はそれぞれ、上述の実施形態には見られない特徴を有している。下方カラー６２に関し、スナップリング１５６が、下方カラー６２の内縁部１５９に設けられた溝１５８内に設けられている。スナップリング１５６は、下方フェルール１５２を、Ｏリング１６０と圧縮係合状態に且つ下方球形端部９８の外縁部と圧縮係合状態に保持し、それにより下方カラー６２と下方球形端部９８との間の流体密シールを行うようになっている。下方カラー６２の下方部分は図８に示すように、爪付きロックコネクタ１６２を構成している。爪付きロックコネクタ１６２は、一体形成された爪１６６内に半径方向外方に膨張する比較的細いネック１６４を有している。ネック１６４及び爪１６６は、レシーバ組立体１５と組合せ関係を成すように設計されている。

図８に示す実施形態のレシーバ組立体１５は、爪レシーバ１７２として機能するように形作られた上方部分を有している。爪レシーバ１７２は、管６０から間隔を置いた状態でこれと全体として同心である入口孔１７４を有している。入口孔１７４は、上方に延びる内側突出部１７５と上方に延びる外側突出部１７６との間に形成されている。入口孔１７４は、コネクタ１６２のネック１６４を受け入れるように寸法決めされている。入口孔１７４は、入口孔１７４の下方縁部のところで爪溝１７７内へ膨張する。爪溝１７７は、入口孔１７４と比べて拡大された直径を有し、下方カラー６２の爪付きロックコネクタ１６２を受け入れるように設計されている。

爪１６６は、円周方向にぐるりと一続きになった円の形をなしているわけではなく、事実上、２つの半円形の螺旋ねじである。組立てに当たり、下方カラー６２を内側突出部１７５上に滑らせる。次に、下方カラー６２を約１／４回転回し、これにより、螺旋の形をした爪１６６が２つの半円形爪溝１７７に嵌まってこれを実質的に満たす。半円形爪１６６と半円形爪溝１７７のこの圧縮回転係合方式は、図９〜図１１の実施形態を参照すると一層よく理解されよう。

次に、図９〜図１１を参照すると、作動流体送出しシステム１０の別の実施形態が示されている。これらの図は、送出しシステム１０のコネクタ組立体１４を示している。コネクタ組立体１４は、図５を参照して実質的に説明したようなレール組立体１２と連携して利用されるようになっていることが分かる。レシーバ組立体１５は、これから下方に延びていて、図８を参照して説明した爪付きロックコネクタと類似した或る特定の構造的特徴部を備えた爪付きロックコネクタを有している。

図９〜図１１の実施形態は、図８のスナップリング１５６に代えて、レシーバ１５と螺合状態の止めナット６２を利用している。止めナット６２は、下方フェルール１４２（図１０参照）に下向きに当接して下方フェルール１４２を下方球形端部９８と圧縮密封係合状態を成すようにしている（図１０〜図１１参照）。コネクタ１６４に対して止めナット６２を締め付けると、コネクタ１６４が図９Ａに矢印Ａで示すように回転する。かかる回転により、螺旋形の爪１６６は爪レシーバ１７２に形成された爪受入れ溝１７７に嵌まる。

図９Ａ、図１０及び図１１に示すように、１対の爪１６６はそれぞれ、後続端部１８８よりも直径の小さな先導端部１８６を備えた螺旋の一部であるのがよい。先導端部１８６は、爪受入れ溝１７７の半径よりも僅かに小さな半径を有し、後続端部１８８は爪受入れ溝１７７よりも僅かに大きな半径を有している。したがって、爪１６６の先導端部１８６が爪受入れ溝１７７に入った後、引き続き時計回りに回転させると、爪１６６が一層緊密に爪受入れ溝１７７内に嵌まり込むようになる。

止めナット６２の回転作用によって生じるコネクタ１６４の回転は、螺旋形の爪１６６が爪受入れ溝１７７内へぴったりと楔止めされるまで続くことになる。この時点において、コネクタ１６４の回転が終り、止めナット６２を引き続き回転させると、下方フェルール１４２が一段と圧縮されるようになる。下方カラー６２をレシーバ組立体１５から外すため、矢印Ａの方向とは逆の回転作用を止めナット６２に与える。かかる回転作用は、爪１６６をそれぞれの爪受入れ溝１７７から取り出すよう働く。下方コネクタ１６４の回転は、それぞれの爪１６６の爪停止部１８０がレシーバ組立体１５の停止ベース１８２に接触すると、阻止される。止めナット６２を引き続き半時計回りに回転させると、止めナット６２が下方コネクタ１６４から外れるようになる。

本発明を、本発明の精神及び本質的な範囲から逸脱しないで他の特定の形態で実施できる。したがって、図示の実施形態は、あらゆる点において限定的なものではなく例示として考えられるべきであり、本発明の範囲は、上述の説明ではなく特許請求の範囲の記載によって定められる。

Claims (29)

1. 流体の供給を流体源から複数の燃料噴射器に送る流体送出しシステムであって、
   流体を運搬する共通レールを有し、共通レールは、複数の燃料噴射器の近くに位置決めでき、共通レールは、レール組立体を有し、
   レール組立体は、複数の燃料噴射器の各々と関連した細長いレール及び交差スリーブを有し、
   流体運搬コネクタは、各それぞれの交差スリーブ内に配置されたそれぞれの燃料噴射器に連結することができ、
   流体通路が、レール内に形成され、流体通路は、流体源と流体連通状態にあることを特徴とする流体送出しシステム。
2. 各レール組立体スリーブ内には流体室が形成され、少なくとも１つのボアが、レール組立体スリーブの壁を貫通して形成され、ボアは、流体室からレール流体通路に延びていることを特徴とする請求項１に記載の流体送出しシステム。
3. 各レール組立体スリーブ壁は、実質的に円筒形の内面を備え、実質的に円筒形の内面は一部が流体室を構成していることを特徴とする請求項２に記載の流体送出しシステム。
4. 各レール組立体スリーブは、細長いレール内に形成された少なくとも１つのボアと流体密係合状態をなして設けられていることを特徴とする請求項３に記載の流体送出しシステム。
5. 各レール組立体スリーブは、細長いレール内に形成された２つのボアと流体密係合状態をなして設けられていることを特徴とする請求項３に記載の流体送出しシステム。
6. 各レール組立体スリーブは、細長いレールの長手方向軸線に対して実質的に直交して位置する長手方向軸線を有することを特徴とする請求項１に記載の流体送出しシステム。
7. 各レール組立体スリーブは、細長いレールの長手方向軸線に対して実質的に直交関係にある長手方向軸線を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体送出しシステム。
8. 各レール組立体スリーブは、細長いレールの外径寸法と実質的に同一の長さ寸法を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体送出しシステム。
9. 各レール組立体スリーブは、細長いレールに形成された２つの向かい合ったボアと流体密係合状態をなして設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体送出しシステム。
10. 流体運搬コネクタを含むレール組立体を燃料噴射器に流体結合する継手であって、
    燃料噴射器内には流体通路が形成され、燃料噴射器の流体通路は、ほぼ管状のレール構成部品内に形成されたレール流体通路と流体連通可能であり、
    前記継手は、
    流体運搬コネクタ構成部品に対して環状をなして配置されると共に燃料噴射器に作動的に結合されたレシーバ構成部品の内周面内に配置できるフェルールと、
    流体運搬コネクタ構成部品に対して環状に配置された止めナットと、を有し、
    止めナットは、フェルールの表面と向かい合って位置したフェルール係合面を有すると共にレシーバ構成部品に設けられた第２の組のねじ山と螺合できる第１の組のねじ山を有し、第１の組のねじ山と第２の組のねじ山が螺合すると、フェルールを流体運搬コネクタ構成部品とレシーバの内周面との間に形成された空間内で圧縮するためにフェルール係合面をフェルール表面と圧縮係合させて、流体運搬コネクタ構成部品と燃料噴射器との間に実質的に流体密のシールを形成することを特徴とする継手。
11. フェルール表面と実質的に向かい合って位置したＯリングシールを更に有し、フェルールを圧縮すると、Ｏリングシールを圧縮するようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の継手。
12. 燃料噴射器に固定的に流体結合されたレシーバ組立体を更に含み、前記内周面は、レシーバ組立体に形成され、第２の組のねじ山は、レシーバフランジ表面に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の継手。
13. 燃料噴射器と組み合わせるための、作動流体送出しシステムのコネクタであって、燃料噴射器と密封係合を行うための、少なくとも２つの半円形爪を有する爪付きロック係合装置を有し、各爪は、先導端部から後続端部まで延びる螺旋の形の一部を構成し、先導端部は、後続端部よりも半径の小さいことを特徴とするコネクタ。
14. レシーバ組立体を更に含み、レシーバ組立体は、コネクタと燃料噴射器との間に流体インタフェースを構成するよう燃料噴射器に作動的に流体結合できることを特徴とする請求項１３に記載のコネクタ。
15. レシーバ組立体内には、複数の爪受入れ溝が形成され、或る特定の爪受入れ溝は、少なくとも２つの半円形爪の各々と、回転係合するために関連していることを特徴とする請求項１４に記載のコネクタ。
16. 燃料噴射器と組み合わせるための、作動流体送出しシステムのコネクタであって、止めナットを有し、止めナットは、ねじ山付きコネクタ表面に構成されたねじ山と螺合でき、かかる螺合により、密封フェルールが圧縮されるようになっていることを特徴とするコネクタ。
17. Ｏリングシールを更に含み、Ｏリングシールは、作動流体送出しシステム導管と燃料噴射器との間に流体密係合を構成するよう密封フェルールによって圧縮可能であることを特徴とする請求項１６に記載のコネクタ。
18. スナップリングを更に有し、スナップリングは、作動流体送出しシステム表面に構成された環状溝に嵌め込み可能であり、スナップリングは、第２の密封フェルールを圧縮するよう作用することを特徴とする請求項１７に記載のコネクタ。
19. 止めナットは、スナップリングと向かい合って設けられた隔離体を含み、隔離体は、環状溝の面取り入口部内でスナップリングを半径方向に圧縮するようスナップリングに対して位置決めでき、スナップリングは、面取り入口部を離れた後に環状溝内へ膨張することを特徴とする請求項１８に記載のコネクタ。
20. 作動流体を流体源から複数の燃料噴射器に運搬する方法であって、 流体通路が形成された細長いレールを作動流体源に流体結合する段階と、
    レール及び複数の燃料噴射器の或る特定の燃料噴射器と流体連通状態にあるコネクタによってレールを複数の燃料噴射器の各々に流体結合する段階と、
    少なくとも一つには動的応力の付加に応じてシフトできるボールによって、コネクタを第１の長手方向軸線内で並進できるようにすると共に第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにすることによって燃料噴射器に加わる静的応力及び動的応力を最小限に抑える段階と、を有し、
    第２の軸線及び第３の軸線は、互いに対し且つ第１の軸線に対して直交して位置していることを特徴とする方法。
21. 第１の長手方向軸線に沿って並進できるようにするために第１のコネクタ部材と第２のコネクタ部材を摺動自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにするために第１のボールコネクタ部材を第１のソケットコネクタ部材に回転自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. 第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにするために第２のボールコネクタ部材を第２のソケットコネクタ部材に回転自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. スリーブをレール内に横方向に配置する段階と、スリーブ内に流体通路を形成する段階とを更に有し、スリーブ内の流体通路は、レール内の流体通路と流体連通状態にあることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
25. コネクタをスリーブ内に摺動自在且つ密封して配置する段階を更に有していることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 作動流体を作動流体レールから複数の燃料噴射器に運搬する方法であって、
    レール及び複数の燃料噴射器の特定の燃料噴射器と流体連通状態にあるコネクタによってレールを複数の燃料噴射器の各々に流体結合する段階と、
    コネクタを第１の長手方向軸線に沿って並進できるようにすると共に第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにすることによって燃料噴射器に加わる静的応力及び動的応力を最小限に抑える段階と、を有し、
    第２の軸線及び第３の軸線は、互いに対し且つ第１の軸線に対して直交して位置しており、動的応力は、少なくとも一つにはそのような応力の付加に応じてシフトできるボールによって、最小限に抑えられることを特徴とする方法。
27. 第１の長手方向軸線に沿って並進できるようにするために第１のコネクタ部材を第２のコネクタ部材に摺動自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにするために第１のボールコネクタ部材を第１のソケットコネクタ部材に回転自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
29. 第２の軸線及び第３の軸線に沿ってシフトできるようにするために第２のボールコネクタ部材を第２のソケットコネクタ部材に回転自在に接合する段階を更に有していることを特徴とする請求項２８に記載の方法。

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