JP2014092099A - 燃料噴射弁の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射弁の中心軸線周りにおいて，燃料噴射弁及び弾性支持部材間の相対回転を簡単に規制し得る燃料噴射弁の支持構造を提供する。
【解決手段】燃料噴射弁Ｉの中間部に，中心軸線Ａとカプラ１４の中心線Ｂとを含む平面Ｃを挟んで互いに対向する一対の当接面６とを形成し，弾性支持部材Ｓには，第２荷重受け部５ｂに設置されるベース板１５と，このベース板１５から延出し燃料供給キャップＤに弾性的に圧接して，その反力により燃料噴射弁ＩをエンジンＥへ付勢する弾性片１６と，ベース板１５から延出し当接面６に当接して燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａ周りの回転を規制する一対の回り止め片１７とを設け，両各当接面６の少なくとも一方には，対応する回り止め片１７が弾性的に係合する位置決め溝２１を設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は，燃料噴射弁の前端部のノズル部をエンジンの噴射弁装着孔に嵌装し，燃料噴射弁の後端部の燃料導入部に，エンジンに支持される燃料分配管の燃料供給キャップを嵌装し，燃料噴射弁には，その軸方向においてエンジンに支持される第１荷重受け部と，前記燃料供給キャップからセット荷重を受ける弾性支持部材に支持される第２荷重受け部とを設けてなる，燃料噴射弁の支持構造の改良に関する。

かゝる燃料噴射弁の支持構造は，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。

特開２００４−２４５１６８号公報

従来のかゝる燃料噴射弁の支持構造では，弾性支持部材としてＵ字状に形成した板ばねを燃料噴射弁及び燃料供給キャップ間に介装しているだけであるので，エンジンの運転中，その振動により燃料噴射弁が中心軸線周りに多少とも回転することがあり，その回転によれば，燃料噴射弁のノズル部から噴射される燃料の向きに変化を来し，エンジンでの燃料の燃焼状態に悪影響を及ぼすることになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，燃料噴射弁の中心軸線周りにおいて，燃料噴射弁及び弾性支持部材間の相対回転を簡単に規制することができ，しかも弾性支持部材の燃料噴射弁に対する取り付け姿勢を安定させて，燃料供給キャップによる弾性支持部材への押圧を正確に行うことができるようにした前記燃料噴射弁の支持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に，本発明は，燃料噴射弁の前端部のノズル部をエンジンの噴射弁装着孔に嵌装し，燃料噴射弁の後端部の燃料導入部に，エンジンに支持される燃料分配管の燃料供給キャップを嵌装し，燃料噴射弁には，その軸方向においてエンジンに支持される第１荷重受け部と，前記燃料供給キャップからセット荷重を受ける弾性支持部材に支持される第２荷重受け部とを設けてなる，燃料噴射弁の支持構造において，前記燃料噴射弁の中間部に，前記中心軸線と前記カプラの中心線とを含む平面を挟んで互いに対向する一対の当接面とを形成し，前記弾性支持部材には，前記第２荷重受け部に設置されるベース板と，このベース板から延出し前記燃料供給キャップに弾性的に圧接して，その反力により前記燃料噴射弁をエンジンへ付勢する弾性片と，前記ベース板から延出し前記当接面に当接して前記燃料噴射弁の中心軸線周りの回転を規制する一対の回り止め片とを設け，前記両当接面の少なくとも一方には，対応する前記回り止め片が弾性的に係合する位置決め溝を設けたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記位置決め溝を，前記当接面に突設されて間隔を置いて並ぶ一対の規制突起間に画成したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，燃料噴射弁の中間部に，燃料噴射弁の中心軸線とカプラの中心線とを含む平面を挟んで互いに対向する一対の当接面とを形成し，弾性支持部材には，第２荷重受け部に設置されるベース板と，このベース板から延出し燃料供給キャップに弾性的に圧接して，その反力により燃料噴射弁をエンジンへ付勢する弾性片と，ベース板から延出し前記当接面に当接して燃料噴射弁の中心軸線周りの回転を規制する一対の回り止め片とを設けので，ベース板が第２荷重受け部に設置され，弾性片が燃料供給キャップの前端面に弾性的に圧接することにより，燃料噴射弁を，エンジンと燃料供給キャップとの間で弾性的に挟持し，その軸方向移動を防ぐことができる。それと同時に，支持部材の一対の回り止め片が，燃料噴射弁の両側の一対の当接面にそれらを挟むように当接することにより，燃料噴射弁の中心軸線周りでの燃料噴射弁及び弾性支持部材間の相対回転を防ぐことができ，これによりノズル部からの噴射燃料の向きを安定させることができる。しかも前記両当接面の少なくとも一方には，対応する回り止め片が弾性的に係合する位置決め溝を設けたので，回り止め片は，位置決め溝内で傾動が阻止されることになり，弾性支持部材の燃料噴射弁への取り付け姿勢が安定し，これにより燃料供給キャップと弾性支持部材との位置関係が一定に保たれ，燃料供給キャップから弾性支持部材への押圧を正確に行うことができる。

本発明の第２の特徴によれば，位置決め溝を，前記当接面に突設され間隔を置いて並ぶ一対の規制突起間に画成したので，前記当接面に対応する燃料噴射弁の側壁の肉厚を減じることなく，前記当接面に位置決め溝を形成することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンにおける燃料噴射弁の支持構造を示す一部縦断正面図。 図１の２−２線拡大断面図。 図２の３−３線断面図。 各図中の弾性支持部材の単体斜視図。 弾性支持部材のばね特性線図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず，図１及び図２において，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈには，シリンダの燃焼室Ｅｃに燃料を噴射し得る複数の燃料噴射弁Ｉと，この燃料噴射弁Ｉに燃料を分配する燃料分配管Ｄとが取り付けられる。そして燃料噴射弁Ｉが軸方向にも，その中心軸線Ａ周りにも変位しないようにするため，燃料噴射弁Ｉ及び燃料分配管Ｄ間に弾性支持部材Ｓが介装される。その構造を以下に詳述する。

燃料噴射弁Ｉは，その前端から後端に向けてそれぞれ円筒状のノズル部２，電磁コイル部３及び燃料導入部４を同軸上に連ねて構成され，電磁コイル部３に通電したとき，ノズル部２内の弁を開いて，燃料分配管Ｄから燃料導入部４に導入した燃料をノズル部から直接，燃焼室Ｅｃに噴射するようになっている。尚，本発明においては，ノズル部２側を前方，燃料導入部４側を後方という。

この燃料噴射弁Ｉでは，ノズル部２，燃料導入部４及び電磁コイル部３の順で外径が大となっており，したがって電磁コイル部３が最大外径となっており，その一側面には，給電用のカプラ１４が一体に突設される。

電磁コイル部３の前端面には環状の第１荷重受け部５ａが形成され，それに環状のクッション部材８がノズル部２の外周に装着される。また電磁コイル部３の前端面には環状の第２荷重受け部５ｂが形成される。さらに燃料導入部４の外周のシール溝４ａにはＯリング９が装着される。

また電磁コイル部３の外周面には，燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａと，カプラ１４の中心線Ｂとを含む平面Ｃを挟んで互いに対向する一対の平坦な第１当接面６，６が切欠き状に形成される。各第１当接面６には，燃料噴射弁Ｉの軸方向に延びると共に互いに間隔を置いて並ぶ一対の規制突起２０，２０が形成される。この両規制突起２０，２０により，第１当接面６上に上下方向に延びる位置決め溝２１が画成される。

一方，シリンダヘッドＥｈには，各燃焼室Ｅｃの天井面に内端を開口する噴射弁装着孔１０と，その外方開口端を囲繞する環状の凹部１１とが設けられ，噴射弁装着孔１０に燃料噴射弁Ｉのノズル部２が嵌装され，凹部１１に前記クッション部材８が収められる。したがって，燃料噴射弁Ｉの第１荷重受け部５ａは，クッション部材８を介してシリンダヘッドＥｈに支持される。

燃料分配管Ｄは，エンジンＥの複数のシリンダの配列方向に沿って配置され，その一端側から図示しない燃料ポンプより燃料が圧送されるようになっている。この燃料分配管Ｄの一側面には，複数のシリンダの配列方向に沿って配置される複数の燃料供給キャップＤａが突設され，この燃料供給キャップＤａは，対応する燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４の外周に嵌装される。その際，前記Ｏリング９は，燃料供給キャップＤａの内周面に密接する。燃料供給キャップＤａの外側面には，燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａと平行する平坦な第２当接面７が形成される。各燃料供給キャップＤａの基部にはブラケットＤｂが固設されており，このブラケットＤｂはシリンダヘッドＥｈの上面に立設される支柱１２にボルト１３で固着される。

図２〜図４に示すように，前記弾性支持部材Ｓは，ばね鋼板をプレス加工してなるもので，ベース板１５，一対の弾性片１６，１６，一対の回り止め片１７，１７及び位置決め片１８より構成される。

ベース板１５は，前記第２荷重受け部５ｂに重ねて設置されるもので，その中央部には，燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４を受け入れ得るＵ字状の切欠き１９が設けられる。ベース板１５の，切欠き１９の開口側の端部には，第２荷重受け部５ｂよりオーバハングするオーバハング部１５ａが設けられ，しかもこのオーバハング部１５ａには，第２荷重受け部５ｂに近接して横幅を絞った狭幅部１５ａ１が形成される。

このベース板１５の，Ｕ字状の切欠き１９とは反対側の一端に，燃料供給キャップＤａの前端面に弾性的に圧接し得る一対の弾性片１６，１６が一体に連結するように成形される。この両弾性片１６，１６は，その間に燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４を受け入れ得る間隔を存して配置される。

各弾性片１６は，ベース板１５の一端から上方へ横向きのＵ字状に屈曲した第１弾性部１６ａと，この第１弾性部１６ａから上方へ湾曲しつゝ他端に向かって延び，その先端部１６ｂａをオーバハング部１５ａの先端部上面に当接する第２弾性部１６ｂとよりなっており，第２弾性部１６ｂの頂部は，燃料供給キャップＤａの前端面に圧接するようになっている。第２弾性部１６ｂの曲率半径Ｒ２は，第１弾性部１６ａの曲率半径Ｒ１より充分大きく設定される（図４参照）。

而して，弾性片１６の自由状態では，第２弾性部１６ｂの頂点からベース板１５の下面までの距離Ｌ１（図４参照）が前記第２荷重受け部５から燃料供給キャップＤａの前端面までの距離Ｌ２（図２参照）より大きく設定される。

また前記オーバハング部１５ａは，弾性片１６側から所定値以上の前向きの荷重を受けると狭幅部１５ａ１において前方への撓みを開始するようになっている。

第２弾性部１６ｂの先端部１６ｂａは，第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂの撓み時，オーバハング部１５ａの上面を摺動し得るもので，その摺動をスムーズにすべく，ベース板１５から離れる方向，即ち上方へ反った形に形成される。

ベース板１５の両外側面には一対の回り止め片１７，１７が一体に連結される。各回り止め片１７は，ベース板１５の外側面より下方へ屈曲して延びる垂直部１７ａと，この垂直部１７ａの下端からＵ字状の切欠き１９に沿って延びる水平部１７ｂとで逆Ｔ字状に構成される。一対の回り止め片１７，１７は，それらの水平部１７ｂを前記第１当接面６，６上の前記位置決め溝２１，２１に係合させて電磁コイル部３を挟持し得るもので，その挟持を弾性的に行わせるべく，垂直部１７ａの根元に，水平部１７ｂを内方へ付勢する弾性が付与される。また水平部１７ｂの両端部１７ｂａ，１７ｂａは外側へ反るように形成され，これにより，水平部１７ｂが，位置決め溝２１の両側の規制突起２０，２０をスムーズに乗り越えて位置決め溝２１に係合し得るようになっている。

さらにベース板１５の一端には，一対の弾性片１６，１６の間から上方へ垂直に起立する位置決め片１８が一体に連結され，この位置決め片１８は，前記燃料供給キャップＤａの第２当接面７に当接可能となっている。

次に，この実施形態の作用について説明する。

燃料噴射弁ＩをエンジンＥに取り付けに当たっては，先ず，ベース板１５のＵ字状の切欠き１９の開口部を先頭にして弾性支持部材Ｓを，カプラ１４とは反対側から燃料噴射弁Ｉに装着して，ベース板１５を第１荷重受け部５ａ上に載せると共に，回り止め片１７，１７を第１当接面６上の位置決め溝２１に弾性的係合させる。すると，各回り止め片１７は，位置決め溝２１の両側の規制突起２０，２０によって，位置決め溝２１内での傾動が阻止される。こうして，弾性支持部材Ｓの燃料噴射弁Ｉへの取り付け姿勢が安定した組立体が構成される。

次いで，上記組立体の燃料噴射弁Ｉのノズル部２をシリンダヘッドＥｈの噴射弁装着孔１０に挿入し，電磁コイル部３の第１荷重受け部５ａに密接したクッション部材８を凹部１１に収める。それから燃料分配管Ｄの燃料供給キャップＤａを燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４の外周に嵌装し，その前端面で弾性支持部材Ｓにおける弾性片１６の頂部を押圧してセット荷重（圧縮荷重）を加えつゝ，燃料供給キャップＤａのブラケットＤｂをシリンダヘッドＥｈの支柱１２にボルト１３で締結し，第２弾性部１６ｂの頂点からベース板１５の下面までの距離は，Ｌ１（図４）から距離Ｌ２（図２）に短縮する。

而して，燃料噴射弁Ｉは，上記セット荷重を第１及び第２荷重受け部５ｂで受けて，シリンダヘッドＥｈ及び弾性支持部材Ｓ間で弾性的に挟持されることになり，また位置決め片１８が燃料供給キャップＤａの第２当接面７に当接する。

このとき，前述のように，既に各回り止め片１７は，位置決め溝２１の両側の規制突起２０，２０によって，位置決め溝２１内での傾動が阻止され，位置決め溝２１との適正な係合状態に保持されているから，燃料導入部４に嵌装する燃料供給キャップＤａと弾性支持部材Ｓとの位置関係が一定に保たれ，燃料供給キャップＤａから弾性支持部材Ｓへの押圧を正確に行うことができる。

ところで，各位置決め溝２１は，対応する第１当接面６に突設され間隔を置いて並ぶ一対の規制突起２０，２０間に画成されるので，第１当接面６に対応する電磁コイル部３の側壁の肉厚を減じることなく，第１当接面６上に位置決め溝２１を形成することができる。

上記弾性支持部材Ｓにおいて，弾性片１６は，図５に線Ａで示すように，燃料供給キャップＤａからの押圧力による変形に応じて荷重を増加させていき，その荷重は，弾性片１６の先端部からオーバハング部１５ａに伝達する。そして，その荷重が所定値Ｆ（図５）以上になると，ベース板１５のオーバハング部１５ａ，特に狭幅部１５ａ１に撓みが発生し，オーバハング部１５ａの先端部は，弾性片１６の先端部１６ｂａと共に前方へ下がり，これに伴ない弾性片１６に加えられる荷重の増加は，図５に線Ｂで示すように緩慢となる。したがって，燃料供給キャップＤａを定位置に固定したとき，即ちブラケットＤｂを支柱１２に締結したとき，既にオーバハング部１５ａに撓みが発生しているようにすれば，燃料供給キャップＤａの固定位置や，シリンダヘッドＥｈの，燃料噴射弁Ｉの第１荷重受け部を支持する部分等の製作誤差に起因して弾性支持部材Ｓに対する燃料供給キャップＤａの押し込み量に多少のばらつきがあっても，弾性支持部材Ｓには略一定のセット荷重を付与することができ，燃料噴射弁Ｉを常に安定した支持状態に保持することができる。

また各弾性片１６は，ベース板１５の一端部に連結する，曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａと，この第１弾性部１６ａから延出してベース板１５の他端部上面に先端部１６ｂａを摺動可能に当接させる，曲率半径Ｒ２が大きい第２弾性部１６ｂとで構成されるので，第２弾性部１６ｂは，その先端部１６ｂａと第１弾性部１６ａを介してベース板１５に両持ち支持させることになる。したがって，弾性支持部材Ｓのセット時に各弾性弁１６に生じる応力は第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂに分散することで，特に曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａに生じ易い集中応力を緩和させることができる。したがって，弾性弁１６の所定のセット荷重を長期間維持し，燃料噴射弁Ｉの支持を安定させることができる。

しかも，万一，曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａに塑性変形を来たすことがあっても，両持ち支持の第２弾性部１６ｂの弾性力によって，各弾性片１６の燃料供給キャップＤａに対する付勢機能を維持することができ，燃料噴射弁Ｉの支持に支障を来すこともない。

また第２弾性部１６ｂの曲率半径Ｒ２を，第１弾性部１６ａの曲率半径Ｒ１より大とすることにより，各弾性片１６の高さを極力低く抑えて，第２荷重受け部５及び燃料供給キャップＤａ間の狭いスペースへの弾性支持部材Ｓの装着を容易に行うことができる。

以上，本発明の実施形態について説明したが，本発明はそれに限定されることなく，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，位置決め溝２１は，一対の第１当接面６上の一方のみに画成してもよい。また位置決め溝２１は，第１当接面６への掘り込みにより形成することもできる。また本発明は，燃料噴射弁Ｉをエンジンの吸気系に取り付ける構造にも適用可能である。

Ｄ・・・・・燃料分配管
Ｄａ・・・・燃料供給キャップ
Ｅ・・・・・エンジン
Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
Ｓ・・・・・弾性支持部材
２・・・・・ノズル部
３・・・・・電磁コイル部
４・・・・・燃料導入部
５ａ・・・・第１荷重受け部
５ｂ・・・・第２荷重受け部
１０・・・・装着孔
１５・・・・ベース板
１６・・・・弾性片
１７・・・・回り止め片
２０・・・・規制突起
２１・・・・位置決め溝

Claims (2)

1. 燃料噴射弁（Ｉ）の前端部のノズル部（２）をエンジン（Ｅ）の噴射弁装着孔（１０）に嵌装し，燃料噴射弁（Ｉ）の後端部の燃料導入部（４）に，エンジン（Ｅ）に支持される燃料分配管（Ｄ）の燃料供給キャップ（Ｄａ）を嵌装し，燃料噴射弁（Ｉ）には，その軸方向においてエンジン（Ｅ）に支持される第１荷重受け部（５ａ）と，前記燃料供給キャップ（Ｄａ）からセット荷重を受ける弾性支持部材（Ｓ）に支持される第２荷重受け部（５ｂ）とを設けてなる，燃料噴射弁の支持構造において，
   前記燃料噴射弁（Ｉ）の中間部に，前記中心軸線（Ａ）と前記カプラ（１４）の中心線（Ｂ）とを含む平面（Ｃ）を挟んで互いに対向する一対の当接面（６）とを形成し，前記弾性支持部材（Ｓ）には，前記第２荷重受け部（５ｂ）に設置されるベース板（１５）と，このベース板（１５）から延出し前記燃料供給キャップ（Ｄ）に弾性的に圧接して，その反力により前記燃料噴射弁（Ｉ）をエンジン（Ｅ）へ付勢する弾性片（１６）と，前記ベース板（１５）から延出し前記当接面（６）に当接して前記燃料噴射弁（Ｉ）の中心軸線（Ａ）周りの回転を規制する一対の回り止め片（１７）とを設け，前記両各当接面（６）の少なくとも一方には，対応する前記回り止め片（１７）が弾性的に係合する位置決め溝（２１）を設けたことを特徴とする，燃料噴射弁の支持構造。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁の支持構造において，
   前記位置決め溝（２１）を，前記当接面（６）に突設され間隔を置いて並ぶ一対の規制突起（２０）間に画成したことを特徴とする，燃料噴射弁の支持構造。

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