JP2020079570A - 圧力センサ装着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンレールと圧力センサとの間のシール性能を確保し、コモンレールに対する圧力センサのコネクタの向きを一定に設定できること。【解決手段】内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムのためのコモンレール１０に、このコモンレール１０内の燃料の圧力を検出する圧力センサ３０を装着する、圧力センサ装着構造である。前記圧力センサ３０は、前記コモンレール１０に対して圧入且つ溶接によって装着された構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムのためのコモンレールに、このコモンレール内の燃料の圧力を検出する圧力センサを装着する、圧力センサ装着構造に関する。

コモンレールに圧力センサを装着する圧力センサ装着構造は、例えば特許文献１によって知られている。この特許文献１に開示されている圧力センサ装着構造は、管状のコモンレールの端部に圧力センサをネジ結合する構成である。両者間のシール構造は、圧力センサの端面に一体に形成されているリング状のシール突条（メタルシール）を、コモンレール側の端面に密着する構成である。圧力センサをコモンレールの端部にねじ込むことによって、シール突条をレール軸方向に押し潰しつつ、密着することにより、コモンレールの軸方向のシールを行うことができる。

しかしながら、このシール構造では、圧力センサをねじ込むことにより、シール突条がコモンレールの端面に擦れつつ密着するので、シール突条に凝着摩耗を発生する可能性が、考えられる。凝着摩耗の発生は、シール性能を確保するために、シール突条のシール幅を確保する上で、不利である。また、ネジ結合構造では、コモンレールに対する、圧力センサのコネクタの向きを一定に設定しにくい。

特開２００２−３６４４８８号公報

本発明は、コモンレールと圧力センサとの間のシール性能を十分に確保できるとともに、コモンレールに対する圧力センサのコネクタの向きを常に一定に設定することができる技術を、提供することを課題とする。

本発明は、内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムのためのコモンレールに、このコモンレール内の燃料の圧力を検出する圧力センサを装着する、圧力センサ装着構造において、前記圧力センサが、前記コモンレールに対して圧入且つ溶接によって装着された構成である、ことを特徴とする。

本発明では、圧力センサは、コモンレールに対して圧入且つ溶接によって装着されている。このため、コモンレールの端部に対して圧力センサを組み付けるときに、ネジ結合構造のように圧力センサを回す必要はない。従って、コモンレールと圧力センサとの間のシール部分に発生し得る、凝着摩耗を防止することができる。シール部分のシール性能を十分に確保するために、シール部分のシール幅を十分に且つ容易に確保することができる。しかも、コモンレールに対する、圧力センサのコネクタの向きを常に一定に設定することができる。

本発明の実施例１によるコモンレールに圧力センサを装着する圧力センサ装着構造の構成図である。 本発明の実施例２〜４によるコモンレールに圧力センサを装着する圧力センサ装着構造の構成図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

＜実施例１＞
図１（ａ）〜（ｂ）を参照しつつ、実施例１の圧力センサ装着構造を説明する。図１（ａ）は、コモンレール１０に圧力センサ３０を装着する圧力センサ装着構造の要部を断面した側面構造を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示される圧力センサ装着構造を拡大して示している。

図１（ａ）に示されるように、コモンレール１０は、図示せぬ内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムのために、概ね水平に延びた管状の部材である。このコモンレール１０には、１つの供給接続部１１と複数の分配接続部１２とが１列に設けられている。供給接続部１１には、燃料ポンプから燃料が供給される燃料供給パイプ１３が接続される。複数の分配接続部１２には、複数のインジェクタに燃料を分配するための複数の燃料供給パイプ１４が個別に接続される。

コモンレール１０の長手方向の一端部２１には、圧力センサ３０が装着されている。圧力センサ３０は、コモンレール１０内の燃料の圧力を検出する。以下、コモンレール１０に圧力センサ３０を装着する圧力センサ装着構造について、詳しく説明する。

図１（ｂ）に示されるように、圧力センサ３０は、コモンレール１０の一端部２１に装着するための装着部３１（連結部３１）を有する。この装着部３１は、円盤状のフランジ３２と、このフランジ３２の端面（フランジ面）からコモンレール１０の端面２１ａへ向かって延びた断面円形状の挿入部３３と、この挿入部３３の先端面に形成されてなる凹部３４と、を有する。この凹部３４の内周面３４ａはテーパ状、つまり雌テーパ状に形成されてなる。以下、この内周面３４ａのことを、適宜「雌テーパ面３４ａ」と言い換える。

コモンレール１０の端面２１ａには、装着部３１を組み込み可能な組み込み凹部２２が形成されてなる。この組み込み凹部２２は、装着部３１のフランジ３２の外周面３２ａを圧入可能な嵌合凹部２３と、装着部３１の挿入部３３を挿入可能な挿入凹部２４と、装着部３１の雌テーパ面３４ａを全周面にわたって接触可能な雄テーパ面２５と、を有する。

嵌合凹部２３の深さは、フランジ３２の厚みよりも僅かに大きい。挿入凹部２４は、嵌合凹部２３の底面２３ａからコモンレール１０の他端部２６（図１（ａ）参照）へ向かって窪んだ有底円形孔である。挿入凹部２４の底面２４ａには、コモンレール１０の一端部２１の端面２１ａへ向かって突出した突出部２７が形成されてなる。突出部２７の先端部の外周面には、前記雄テーパ面２５が形成されてなる。

フランジ３２の外周面３２ａを嵌合凹部２３に圧入することによって、装着部３１を組み込み凹部２２に嵌め込むことができる。嵌合凹部２３にフランジ３２の外周面３２ａを圧入することによって、コモンレール１０に対する圧力センサ３０の装着と、外れ防止とを図ることができる。しかも、ねじ込みによる装着ではないので、コモンレール１０に対する、圧力センサ３０のコネクタの向き（位相）を、常に一定に設定することができる。

装着部３１が組み込み凹部２２に嵌め込まれた状態では、装着部３１の雌テーパ面３４ａは、雄テーパ面２５に全周面にわたって密接する。この結果、雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５との間がシールされる。このように、雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５とは、それぞれシール面を構成する。雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５とだけの、簡単な構成のシール構造であるから、このシール構造の加工工程を短縮できるとともに、出荷前のシール試験項目を簡素化することができる。しかも、シール性能を高めることができる。

雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５との接触面圧を大きくすることによって、このシール面のシール性能を高めることができる。そのためには、嵌合凹部２３にフランジ３２の外周面３２ａを圧入する力を適宜設定すればよい。

また、組み込み凹部２２に装着部３１を組み込んだときに、雄テーパ面２５に対する雌テーパ面３４ａの摺動距離が短くなるように、雌テーパ面３４ａ及び雄テーパ面２５のテーパ角を設定することが、より好ましい。この結果、雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５との擦れが少なくなるので、両者間の凝着摩耗の発生を、より一層抑制できるからである。従って、雌テーパ面３４ａと雄テーパ面２５との間のシール幅を、より一層確保しつつ、コモンレール１０に圧力センサ３０を装着することができる。

なお、装着部３１が組み込み凹部２２に嵌め込まれた状態では、凹部３４の底面は突出部２７の先端面に当たらない。

フランジ３２の外周面３２ａを嵌合凹部２３に圧入した後には、フランジ３２はコモンレール１０の一端部２１の端面２１ａに溶接される。この結果、圧力センサ３０は、コモンレール１０に対して圧入且つ溶接によって装着される。コモンレール１０の端面２１ａにフランジ３２を溶接することにより、コモンレール１０に対する圧力センサ３０の外れ防止を、より一層図ることができる。しかも、前記の溶接をすることにより、圧入部分の長期耐久性を高めることができる。

以上の実施例１の説明をまとめると、次の通りである。
圧力センサ３０は、コモンレール１０に対して圧入且つ溶接によって装着されている。このため、コモンレール１０の端部２１（一端部２１）に対して圧力センサ３０を組み付けるときに、ネジ結合構造のように圧力センサ３０を回す必要はない。従って、コモンレール１０と圧力センサ３０との間のシール部分（雄テーパ面２５と雌テーパ面３４ａとの接触部分）に発生し得る、凝着摩耗を防止することができる。シール部分のシール性能を十分に確保するために、シール部分のシール幅を十分に且つ容易に確保することができる。しかも、コモンレール１０に対する、圧力センサ３０のコネクタの向きを常に一定に設定することができる。

次に、実施例２〜４の圧力センサ装着構造について、図２（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ上記図１（ｂ）に対応させて表している。

＜実施例２＞
図２（ａ）は、実施例２の圧力センサ装着構造を示している。実施例２の圧力センサ装着構造は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示される上記実施例１の圧力センサ装着構造を、図２（ａ）に示される圧力センサ装着構造に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、同一符号を付して説明を省略する。

以下、実施例２の圧力センサ装着構造について、詳しく説明する。圧力センサ３０は、コモンレール１０の一端部２１に装着するための装着部１３１（連結部１３１）を有する。この装着部１３１は、円盤状のフランジ１３２と、このフランジ１３２の端面（フランジ面）からコモンレール１０の端面２１ａへ向かって延びた断面円形状の挿入部１３３と、を有する。この挿入部１３３の先端面１３３ａは平坦な面である。

コモンレール１０の端面２１ａには、装着部１３１のフランジ１３２の外周面１３２ａを圧入可能な嵌合凹部１２３を有する。この嵌合凹部１２３の底面１２３ａは、挿入部１３３の先端面１３３ａに全面にわたって接触可能な平坦な面である。

フランジ１３２の外周面１３２ａを嵌合凹部１２３に圧入することによって、装着部１３１を嵌合凹部１２３に嵌め込むことができる。そして、挿入部１３３の先端面１３３ａが嵌合凹部１２３の底面１２３ａに接するまで、装着部１３１が嵌合凹部１２３に嵌め込まれる。装着部１３１が嵌合凹部１２３に嵌め込まれた状態では、挿入部１３３の先端面１３３ａは、嵌合凹部１２３の底面１２３ａの全面にわたって密接する。この結果、挿入部１３３の先端面１３３ａと嵌合凹部１２３の底面１２３ａとの間がシールされる。このように、先端面１３３ａとの底面１２３ａとは、それぞれシール面を構成する。

フランジ１３２の外周面１３２ａを嵌合凹部１２３に圧入した後には、フランジ１３２はコモンレール１０の一端部２１の端面２１ａに溶接される。この結果、圧力センサ３０は、コモンレール１０に対して圧入且つ溶接によって装着される。

なお、フランジ１３２の外周面１３２ａを嵌合凹部１２３に圧入した際に、両者間にバリが発生し難い場合（材料の組み合わせにより、摺動性が良い場合）には、フランジ１３２の外周面１３２ａと嵌合凹部１２３とによって、シール面を兼ねることが可能である。また、フランジ１３２には、嵌合凹部１２３に圧入するときの応力を緩和するための環状溝１３２ｂを形成してもよい。

実施例２の作用、効果は、上記実施例１と同様である。

＜実施例３＞
図２（ｂ）は、実施例３の圧力センサ装着構造を示している。実施例３の圧力センサ装着構造は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示される上記実施例１の圧力センサ装着構造を、図２（ｂ）に示される圧力センサ装着構造に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例１と同じなので、同一符号を付して説明を省略する。

以下、実施例３の圧力センサ装着構造について、詳しく説明する。圧力センサ３０は、コモンレール１０の一端部２１に装着するための装着部２３１（連結部２３１）を有する。この装着部２３１は、断面円形状の大径部２３２と、この大径部２３２からコモンレール１０の端面２１ａへ向かって先細りテーパ状の雄テーパ部２３３と、この雄テーパ部２３３からコモンレール１０の端面２１ａへ向かって延びた断面円形状の小径部２３４と、を有する。小径部２３４の外径は、大径部２３２の外径よりも小さい。雄テーパ部２３３と小径部２３４との境界には、小径部２３４の全周にわたって環状の溝２３５が形成されている。

コモンレール１０の端面２１ａには、装着部２３１を組み込み可能な組み込み凹部２２２が形成されてなる。この組み込み凹部２２２は、装着部２３１の大径部２３２を圧入可能な嵌合凹部２２３と、装着部２３１の雄テーパ部２３３を全周面にわたって接触可能な雌テーパ部２２４と、装着部２３１の小径部２３４を挿入可能な挿入凹部２２５と、を有する。

大径部２３２を嵌合凹部２２３に圧入することによって、装着部２３１を嵌合凹部２２３に嵌め込むことができる。そして、雄テーパ部２３３が雌テーパ部２２４に接するまで、装着部２３１が嵌合凹部２２３に嵌め込まれる。つまり、装着部２３１が嵌合凹部２２３に嵌め込まれた状態では、雄テーパ部２３３は雌テーパ部２２４に全面にわたって密接する。この結果、雄テーパ部２３３の外周面と雌テーパ部２２４の内周面との間がシールされる。このように、雄テーパ部２３３の外周面と雌テーパ部２２４の内周面とは、それぞれシール面を構成する。

大径部２３２を嵌合凹部２２３に圧入した後には、大径部２３２はコモンレール１０の一端部２１の端面２１ａに溶接される。この結果、圧力センサ３０は、コモンレール１０に対して圧入且つ溶接によって装着される。

なお、挿入凹部２２５の底と小径部２３４の先端との間には、隙間を有している。挿入凹部２２５の底に小径部２３４の先端が突き当たらないので、材料の組み合わせにかかわらず、装着部２３１には残留応力が発生し難い。

組み込み凹部２２２に装着部２３１を組み込んだときに、雌テーパ部２２４の内周面に対して、雄テーパ部２３３の外周面が僅かに擦れる。このときに、雌テーパ部２２４と雄テーパ部２３３との間には、バリが発生し得る。発生したバリは、溝２３５に溜まるので、シール面に影響を与えない。

大径部２３２には、この大径部２３２を嵌合凹部２２３に圧入するときに、治具を押さえるための治具押さえ部２３２ａを有してもよい。

実施例３の作用、効果は、上記実施例１と同様である。

＜実施例４＞
図２（ｃ）は、実施例４の圧力センサ装着構造を示している。実施例４の圧力センサ装着構造は、図２（ｂ）に示される上記実施例３の圧力センサ装着構造を、図２（ｃ）に示される圧力センサ装着構造に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例３と同じなので、同一符号を付して説明を省略する。

具体的には、実施例４の圧力センサ装着構造は、大径部２３２と雄テーパ部２３３との境界に、大径部２３２の全周にわたって環状の溝２３６が形成されていることを特徴とする。この結果、雄テーパ部２３３の両端に、環状の溝２３５，２３６が形成されている。

組み込み凹部２２２に装着部２３１を組み込んだときに、雌テーパ部２２４の内周面に対して、雄テーパ部２３３の外周面が僅かに擦る。このときに、コモンレール１０と装着部２３１の材料の組み合わせによっては、雌テーパ部２２４と雄テーパ部２３３との間には、バリが発生し易い。これに対して、実施例４では、雌テーパ部２２４及び雄テーパ部２３３の挿入方向前後に溝２３５，２３６を設けた。発生したバリは、溝２３５，２３６に溜まるので、シール面に影響を与えない。

なお、本発明による圧力センサ装着構造は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。

本発明の圧力センサ装着構造は、自動車用エンジンの内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムに好適である。

１０…コモンレール、３０…圧力センサ。

Claims (1)

1. 内燃機関のコモンレール式燃料噴射システムのためのコモンレールに、このコモンレール内の燃料の圧力を検出する圧力センサを装着する、圧力センサ装着構造において、
   前記圧力センサは、前記コモンレールに対して圧入且つ溶接によって装着された構成である、ことを特徴とする圧力センサ装着構造。

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