JP2011196260A - 筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックアップリングが，シリンダヘッドの装着孔と分配コネクタとの間の軸ずれを吸収して常に分配コネクタの接続口の内周面及びシール溝の底面に的確に密接し，シール部材を損傷することなくシール溝からのはみ出しを確実に防ぐようにする。
【解決手段】燃料入口筒部６の外周のシール溝１０において，シール部材１１と，シール溝１０の軸方向内側の側壁１０ａとの間に介装されるバックアップリング１２を，シール溝１０の底面に嵌合する弾性材製で環状の内環部材１２ａと，内周面をこの内環部材１２ａの外周面に，外周面を接続口１６の内周面にそれぞれ嵌合する硬質材製の外環部材１２ｂとで構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は，エンジンのシリンダヘッドの装着孔に，燃焼室に燃料直接噴射すべくノズル筒部を嵌装する燃料噴射弁の燃料入口筒部の外周に燃料分配管の分配コネクタの接続口を嵌装し，前記燃料入口筒部の外周面に設けられる環状のシール溝に，前記接続口の内周面に密接するシール部材，並びにこのシール部材と，前記シール溝の軸方向内側の側壁との間に配置されるバックアップリングとを装着してなる筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置の改良に関する。

かゝる筒内噴射式燃料噴射弁の支持装置は，特許文献１に開示されるように，既に知られている。

特開平１１−３１５９２５号公報

従来，かゝる筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置では，燃料入口筒部の外周のシール溝の軸方向内側の側壁に半径方向中間位置からシール溝の底面に向かって斜めに延びるテーパ面を形成し，このテーパ面に当接する硬質で拡径可能な硬質のバックアップリングをシール部材と，シール溝の軸方向内側の側壁との間に配置し，シール部材が分配コネクタ内の高圧燃料の圧力を受けたとき，シール部材を支えるバックアップリングが前記テーパ面により拡径されながら分配コネクタの接続口の内周面に密接することで，シール部材のシール溝からのはみ出しを抑えてシール部材の損傷を防ぎ，その耐久性を維持するようにしている。

ところで，燃料噴射弁のノズル筒部を嵌装するシリンダヘッドの装着孔と，シリンダヘッドに支持される燃料分配管の分配コネクタとの間には，製作誤差による軸ずれが多少とも存在し，このため硬質のバックアップリングが傾いて，このバックアップリングと分配コネクタの接続口の内周面及び前記テーパ面との間に隙間を生じさせ，その隙間にシール部材が食い込むんで損傷する虞がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，バックアップリングが，シリンダヘッドの装着孔と分配コネクタとの間の軸ずれを吸収して常に分配コネクタの接続口の内周面及びシール溝の底面に的確に密接し，シール部材を損傷することなくシール溝からのはみ出しを確実に防ぐことを可能にした筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジンのシリンダヘッドの装着孔に，燃焼室に燃料直接噴射すべくノズル筒部を嵌装する燃料噴射弁の燃料入口筒部の外周に燃料分配管の分配コネクタの接続口を嵌装し，前記燃料入口筒部の外周面に設けられる環状のシール溝に，前記接続口の内周面に密接するシール部材，並びにこのシール部材と，前記シール溝の軸方向内側の側壁との間に配置されるバックアップリングとを装着してなる筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，前記バックアップリングを，前記シール溝の底面に嵌合する弾性材製で環状の内環部材と，内周面をこの内環部材の外周面に，外周面を前記接続口の内周面にそれぞれ嵌合する硬質材製で環状の外環部材とで構成したことを第１の特徴とする。尚，前記シール部材は，後述する本発明の実施形態中のＯリング１１に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記シール溝の底面を，このシール溝の両側壁間に亙り同一直径に形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記シール溝の軸方向外側の側壁を，前記燃料入口筒部の外周面に係止される鍔部材で構成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記シール溝の軸方向内側の側壁を，金属製の燃料入口筒部の外周にモールド成形される合成樹脂製のフランジで構成したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記外環部材の内径を，前記接続口の内周面への圧接状態における前記シール部材の中心直径より小さく設定したことを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，バックアップリングは，シール溝の底面に嵌合する軟質で環状の内環部材と，内周面をこの内環部材の外周面に，外周面を接続口の内周面にそれぞれ嵌合する硬質で環状の外環部材とで構成されるので，シリンダヘッドの装着孔と，分配コネクタの接続孔との間に製作誤差に起因した軸ずれがあれば，軟質の内環部材がその軸ずれを吸収するように変形するだけで，その内周面をシール溝の底面に密に嵌合し続け，また外環部材の接続孔内周面への密な嵌合状態を維持することができ，したがってこれら内環部材及び外環部材により，シール部材を損傷させることなく，シール部材のシール溝からのはみ出しを確実に防ぎ，その耐久性の向上を図ることができる。

本発明の第２の特徴によれば，シール溝の底面は，両側壁間に亙り同一直径に形成されるので，バックアップリングのシール溝内での軸方向摺動をスムーズにし，バックアップリングのシール溝側壁への密着時，無用な半径方向の分力の発生を防ぎ，バックアップリングの耐久性を確保することができる。またシール溝には複雑な加工が不要となり，コストの低減に寄与し得る。

本発明の第３の特徴によれば，シール溝の軸方向外側の側壁は，燃料入口筒部の外周面に係合される鍔部材で構成されるので，バックアップリング及びＯリングは，鍔部材の取り付け前に，燃料入口筒部の外周に嵌装されることになり，バックアップリング及びＯリングを，それらに無理な拡径を強いることなくシール溝に装着することができ，バックアップリング及びＯリングの損傷を防ぐことができる。

本発明の第４の特徴によれば，シール溝の軸方向内側の側壁は，金属製の燃料入口筒部の外周にモールド成形される合成樹脂製のフランジで構成されるので，シール溝の形成に際して前記側壁には切削加工を施す必要がなく，コストの低減を図ることができる。

本発明の第５の特徴によれば，外環部材の内径は，前記接続口の内周面への圧接状態における前記シール部材の中心直径より小さく設定されるので，シール部材がバックアップリングに及ぼす押圧力が主として外環部材に加えられることになり，軟質の内環部材の荷重負担を軽減し，その耐久性を確保することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの筒内燃料噴射装置の縦断側面図。 図１の２部拡大図。 図２中のバックアップリングの斜視図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず図１において，エンジンＥのシリンダヘッド１に，複数の気筒の各燃焼室２に燃料を直接噴射する電磁式の燃料噴射弁Ｉが装着され，この燃料噴射弁Ｉに燃料分配管Ｄから高圧燃料が供給される。シリンダヘッド１には，燃料噴射弁Ｉを装着するための装着孔３が設けられる。この装着孔３は，燃焼室２に開口する第１嵌合孔３ａと，その外端に連なるテーパ状のガイド孔３ｂと，その後端に連なる，第１嵌合孔３ａより大径の第２嵌合孔３ｃよりなっている。

燃料噴射弁Ｉは，その前端側からノズル筒部４，このノズル筒部４より大径の電磁作動部５，この電磁作動部５より小径の燃料入口筒部６を同軸状に順次連ねて構成される。ノズル筒部４は，その外周にシール部材７を備えており，このノズル筒部４が，シリンダヘッド１のガイド孔１ｂに誘導されながら第１嵌合孔３ａに嵌装され，シール部材７は第１嵌合孔３ａの内周面に密接する。電磁作動部５の前端部は，第２嵌合孔３ｃに嵌合されると共に，シリンダヘッド１の上面に突き当てられる。

図２において，燃料噴射弁Ｉは，燃料入口筒部６の後端面６ａに入口が開口する燃料通路８ａを有する。燃料入口筒部６は金属製で，その後端部外周にシール溝１０が形成される。このシール溝１０の軸方向内側の側壁１０ａは，燃料入口筒部６の外周にモールド成形される合成樹脂製のフランジ１０ａで構成され，またシール溝１０の軸方向外側の側壁１０ｂは，燃料入口筒部６外周面の係止溝１３に係止される金属又は合成樹脂製で環状の鍔部材１０ｂで構成される。上記フランジ１０ａは，電磁作動部５の外周にモールド成形される合成樹脂製の被覆５ａ（図１参照）と共に一体成形される。またシール溝１０の底面は，両側壁１０ａ，１０ｂ間に亙り同一直径に形成される。

このシール溝１０に，シール部材たるＯリング１１と，このＯリング１１とシール溝１０の軸方向内側の側壁１０ａとの間に介装されるバックアップリング１２とが装着される。

図２及び図３に示すように，バックアップリング１２は，前記シール溝１０の底面に嵌合する弾性材製で環状の内環部材１２ａと，内周面をこの内環部材１２ａの外周面に，外周面を前記接続口１６の内周面にそれぞれ嵌合する硬質材製の外環部材１２ｂとで構成され，外環部材１２ｂの内径Ｄ２は，接続口１６の内周面への圧接状態におけるＯリング１１の中心直径Ｄ１より小さく設定される。

内環部材１２ａを構成する軟質材は，例えば弾性係数が比較的低いＰＴＦＥ，エラストマ，ゴム等でであり，外環部材１２ｂを構成する硬質材は，例えば弾性係数が比較的高いＳＵＳ，青銅，ＰＰＳ，ＰＡ，ＰＯＭ，ＰＥＥＫ等である。

而して，上記Ｏリング１１及びバックアップリング１２のシール溝１０への装着に際しては，鍔部材１０ｂを燃料入口筒部６に取り付ける前に，燃料入口筒部６の後端部外周にその後端 側からバックアップリング１２及びＯリング１１をフランジ１０ａに向かって順に嵌合し，その後，燃料入口筒部６の外周に係止溝１３に鍔部材１０ｂを係止させることにより，鍔部材１０ｂを燃料入口筒部６に取り付ける。

次に，この実施形態の作用について説明すると，エンジンＥの運転中，燃料分配管Ｄの分配コネクタ１５から燃料噴射弁Ｉに供給された高圧燃料は，ノズル筒部４より燃焼室２に直接噴射される。その間，分配コネクタ１５及び燃料入口筒部６間では，燃料入口筒部６外周のシール溝１０に装着されたＯリング１１が接続口１６の内周面に密接しているので，このＯリング１１によって，燃料通路８ａ，８ｂを満たす高圧燃料が分配コネクタ１５及び燃料入口筒部６間からリークするのを防ぐことができる。

またその間，Ｏリング１１は，上記高圧燃料の圧力を受けることで，バックアップリング１２と共にシール溝１０の底面を前方に向かって滑り，シール溝１０の内側の側壁１０ａに押しつけられるが，そのバックアップリング１２は，その内周面をシール溝１０の底面に，また外周面を接続口１６の内周面にそれぞれ密に嵌合させているので，Ｏリング１１のシール溝１０からのはみ出しを防ぐことができる。

特に，このバックアップリング１２は，シール溝１０の底面に嵌合する軟質の内環部材１２ａと，内周面をこの内環部材１２ａの外周面に，外周面を前記接続口１６の内周面にそれぞれ嵌合する硬質の外環部材１２ｂとで構成されるので，シリンダヘッド１の装着孔３と，分配コネクタ２０の接続孔２１との間に製作誤差に起因した軸ずれがあれば，軟質の内環部材１２ａがその軸ずれを吸収するように変形するだけで，その内周面をシール溝１０の底面に密に嵌合し続け，また外環部材１２ｂの接続口１６内周面への密な嵌合状態を維持することができ，したがってこれら内環部材１２ａ及び外環部材１２ｂにより，Ｏリング１１を損傷させることなく，Ｏリング１１のシール溝１０からのはみ出しを確実に防ぎ，その耐久性の向上を図ることができる。

また外環部材１２ｂの内径Ｄ２は，前記接続口１６の内周面への圧接状態における前記Ｏリング１１の中心直径Ｄ１より小さく設定されるので，高圧燃料の圧力によるＯリング１１のバックアップリング１２に及ぼす押圧力が主として外環部材１２ｂに加えられることになり，軟質の内環部材１２ａの荷重負担を軽減し，その耐久性を確保することができる。

さらにシール溝１０の底面は，両側壁１０ａ，１０ｂ間に亙り同一直径に形成されるので，バックアップリング１２のシール溝１０内での軸方向摺動をスムーズにし，内側の側壁１０ａへの密着時，無用な半径方向の分力の発生を防ぎ，バックアップリング１２の耐久性を確保することができる。またシール溝１０には複雑な加工が不要となり，コストの低減を図ることができる。

さらにまたシール溝１０の内側の側壁１０ａは，金属製の燃料入口筒部６の外周にモールド成形される合成樹脂製のフランジ１０ａで構成され，また外側の側壁１０ｂは，燃料入口筒部６の外周面に係合される鍔部材１０ｂで構成されるので，シール溝１０の形成に際して，両側壁１０ａ，１０ｂには切削加工を施す必要がなく，コストの低減を図ることができる。特に，フランジ１０ａを，電磁作動部５の外周にモールド成形される合成樹脂製の被覆５ａと共に一体成形すれば，フランジ１０ａ専用の成形工程を設ける必要がなくなり，コストの一層の低減を図ることができる。

しかもバックアップリング１２及びＯリング１１は，鍔部材１０ｂの取り付け前に燃料入口筒部６の外周に嵌装されることになるからで，バックアップリング１２及びＯリング１１を，それらに無理な拡径を強いることなくシール溝１０に装着することができ，バックアップリング１２及びＯリング１１の損傷を防ぐことができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，外側の側壁１０ｂを燃料入口筒部６に一体に形成し，内環部材１２ａ及び外環部材１２ｂに切れ目を設け，これらを拡径させながら上記側壁１０ｂを越えてシール溝１０に装着することもできる。

Ｄ・・・・・・燃料分配管
Ｅ・・・・・・エンジン
Ｉ・・・・・・燃料噴射弁
１・・・・・・シリンダヘッド
２・・・・・・燃焼室
３・・・・・・装着孔
４・・・・・・燃料噴射弁のノズル筒部
６・・・・・・燃料噴射弁の燃料入口筒部
１０・・・・・シール溝
１０ａ・・・・シール溝の軸方向内側の側壁（フランジ）
１０ｂ・・・・シール溝の軸方向外側の側壁（鍔部材）
１１・・・・・シール部材（Ｏリング）
１２・・・・・バックアップリング
１２ａ・・・・内環部材
１２ｂ・・・・外環部材
１５・・・・・分配コネクタ
１６・・・・・接続口
Ｄ１・・・・・シール部材（Ｏリング）の中心直径
Ｄ２・・・・・外環部材の内径

Claims (5)

1. エンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（１）の装着孔（３）に，燃焼室（２）に燃料直接噴射すべくノズル筒部（４）を嵌装する燃料噴射弁（Ｉ）の燃料入口筒部（６）の外周に燃料分配管（Ｄ）の分配コネクタ（１５）の接続口（１６）を嵌装し，前記燃料入口筒部（６）の外周面に設けられる環状のシール溝（１０）に，前記接続口（１６）の内周面に密接するシール部材（１１），並びにこのシール部材（１１）と，前記シール溝（１０）の軸方向内側の側壁（１０ａ）との間に介装されるバックアップリング（１２）とを装着してなる筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，
   前記バックアップリング（１２）を，前記シール溝（１０）の底面に嵌合する弾性材製で環状の内環部材（１２ａ）と，内周面をこの内環部材（１２ａ）の外周面に，外周面を前記接続口（１６）の内周面にそれぞれ嵌合する硬質材製の外環部材（１２ｂ）とで構成したことを特徴とする筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置。
2. 請求項１記載の筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，
   前記シール溝（１０）の底面を，このシール溝（１０）の両側壁（１０ａ，１０ｂ）間に亙り同一直径に形成したことを特徴とする筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置。
3. 請求項１記載の筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，
   前記シール溝（１０）の軸方向外側の側壁（１０ｂ）を，前記燃料入口筒部（６）の外周面に係止される鍔部材（１０ｂ）で構成したことを特徴とする筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置。
4. 請求項１記載の筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，
   前記シール溝（１０）の軸方向内側の側壁（１０ａ）を，金属製の燃料入口筒部（６）の外周にモールド成形される合成樹脂製のフランジ（１０ａ）で構成したことを特徴とする筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置。
5. 請求項１記載の筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置において，
   前記外環部材（１２ｂ）の内径（Ｄ２）を，前記接続口（１６）の内周面への圧接状態における前記シール部材（１１）の中心直径（Ｄ１）より小さく設定したことを特徴とする筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置。

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