JP3218424B2 - 電磁式燃料噴射弁のシール構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁式燃料噴射弁の
シール構造にかかるもので、とくにコモンレール（蓄圧
器）などの燃料配管と電磁式燃料噴射弁との間に配置す
るＯリングのはみ出しを防止することができる電磁式燃
料噴射弁のシール構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、とくにエンジンのシリンダー内
に燃料（たとえばガソリン）を直接噴射する筒内ガソリ
ン噴射システムに使用される高圧噴射用インジェクター
（電磁式燃料噴射弁）において、エンジンに電磁式燃料
噴射弁を取り付けるときに、燃料配管であるコモンレー
ルと電磁式燃料噴射弁との間にＯリングによるシールを
行っている。さらに、最近における燃料の高圧化のた
め、Ｏリングの下流側にそのシール補助部材としてバッ
クアップリングを用いている。なお、バックアップリン
グは、パイプの継ぎ手構造にも利用されている（たとえ
ば実開昭６２−１７６５８８号）。

【０００３】図７にもとづき、従来の電磁式燃料噴射弁
１のシール構造２を概説する。図７は、シール構造２を
示す断面図であって、電磁式燃料噴射弁１は、ナイロン
製のソケット３（コネクター）およびこのソケット３に
挿通した磁性体からなる燃料供給用パイプ４を有する。

【０００４】電磁式燃料噴射弁１においては、燃料供給
用パイプ４から供給された高圧燃料（たとえばガソリ
ン）を、電磁コイルの励磁および消磁により、アーマチ
ャーとともにニードル弁を駆動し、噴射孔からエンジン
のシリンダー（いずれもソケット３の下流側に位置して
おり、図示せず）内に噴射する。

【０００５】ソケット３および燃料供給用パイプ４の上
流側部分は、燃料配管かつ蓄圧器としてのコモンレール
５内に位置しており、ソケット３および燃料供給用パイ
プ４の部分において、コモンレール５と電磁式燃料噴射
弁１との間をシール構造２によりシールする。

【０００６】シール構造２は、フッ素系の合成ゴムから
なるＯリング６と、金属製のバックアップリング７と、
を有する。

【０００７】Ｏリング６は、コモンレール５の燃料入口
８の下流側において、コモンレール５の内壁面５Ａと燃
料供給用パイプ４の外周面４Ａとの間にこれを配置する
ことにより、電磁式燃料噴射弁１とコモンレール５との
間に蓄圧室９を形成する。なお、コモンレール５には、
複数本の電磁式燃料噴射弁１を取り付け、それぞれの燃
料供給用パイプ４を蓄圧室９に臨ませてある。

【０００８】バックアップリング７は、Ｏリング６の下
流側において燃料供給用パイプ４とコモンレール５との
間にこれを配置し、さらに下流側のソケット３に当接さ
せてある。なお、バックアップリング７の外径Ｄ７は、
コモンレール５の内径Ｄ５よりこれを小さく形成するこ
とによって、各電磁式燃料噴射弁１のコモンレール５へ
の取付け時における、コモンレール５との間の軸方向の
ずれ、あるいは径方向のずれに対応可能としてある。

【０００９】すなわち、バックアップリング７の外周面
７Ａと、コモンレール５の内壁面５Ａとの間には外周側
隙間１０が形成され、またバックアップリング７の内周
面７Ｂと燃料供給用パイプ４の外周面４Ａとの間には内
周側隙間１１が形成されている。

【００１０】こうした構成のシール構造２におけるＯリ
ング６は、温度変化により硬度変化を起こし、蓄圧室９
から電磁式燃料噴射弁１側にはみ出し現象を起こす可能
性がある。すなわち、図中拡大部分に仮想線で示すよう
に、蓄圧室９における高圧により、Ｏリング６が変形
し、外周側隙間１０および内周側隙間１１の間にはみ出
して（はみ出し部分６Ａ）、ついにはＯリング６が切断
され、シール構造２のシール性が損なわれてしまうとい
う問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、シール構造に用いる
Ｏリングのはみ出しを防止することができる電磁式燃料
噴射弁のシール構造を提供することを課題とする。

【００１２】また本発明は、コモンレールなどの燃料配
管への電磁式燃料噴射弁の取付け時にＯリングのはみ出
し現象を防止することによりシール性を確保することが
できる電磁式燃料噴射弁のシール構造を提供することを
課題とする。

【００１３】また本発明は、電磁式燃料噴射弁の軸心と
燃料配管側の中心との心ずれ、および軸方向のずれを許
容することができる電磁式燃料噴射弁のシール構造を提
供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、Ｏリ
ングのはみ出し現象を抑えるには、いかなる状況におい
てもＯリングがはみ出す隙間をもたせなければよいこと
に着目したもので、電磁式燃料噴射弁に燃料を供給する
燃料配管と、この燃料配管と上記電磁式燃料噴射弁との
間のシールを行うＯリングと、このＯリングと上記電磁
式燃料噴射弁のソケットとの間であってこのＯリングの
下流側に配置するバックアップリングと、を有する電磁
式燃料噴射弁のシール構造であって、上記燃料配管の内
壁に上記バックアップリングの外周側の面を密接させる
とともに、このバックアップリングの内周側のいずれか
の部分を上記ソケットの面に沿わせて、上記Ｏリングが
上記燃料配管と上記電磁式燃料噴射弁との間においては
み出す隙間を形成しないようにしたことを特徴とする電
磁式燃料噴射弁のシール構造である。

【００１５】バックアップリングの外径をコモンレール
などの燃料配管の内径より若干大きく形成することによ
って、バックアップリングを燃料配管に圧入し、燃料配
管の内壁にバックアップリングの外周側の面を密接させ
ることができる。

【００１６】上記バックアップリングの、上記Ｏリング
に面した側面を平面とすることができる。

【００１７】上記バックアップリングの、上記Ｏリング
に面した側面を傾斜面とすることができる。

【００１８】本発明における上記バックアップリングの
内周側のいずれかの部分としては、Ｏリング側の面、ソ
ケット側の面および燃料供給用パイプ側の面、さらに
は、これらの面の稜線部分ないし端部などがあるが、と
くにソケット側の面および燃料供給用パイプ側の面をソ
ケットの面に沿わせ、Ｏリングが電磁式燃料噴射弁と燃
料配管との間において、はみ出す隙間を形成しないよう
にすることができる。

【００１９】Ｏリングがはみ出す隙間を形成しないよう
にするための構成として、たとえばバックアップリング
の内周側の先端部がソケットの面に対して（ソケットの
面の方向あるいは逆方向に）変形可能とし、燃料配管お
よび電磁式燃料噴射弁が軸方向および径方向にずれが生
じても、そのずれによる隙間を当該変形により埋めてし
まうようにすることができる。

【００２０】バックアップリングの内周側の先端部がソ
ケットの面に対して変形可能とするようにする具体的構
成としては、たとえばソケットの中央部分に円錐状突出
部を形成し、バックアップリングの内周側の先端部をこ
の円錐状突出部に沿うようにテーパー状とすることがで
きる。あるいは、上記円錐状突出部を形成せずに、バッ
クアップリングの内周側の先端部をテーパー状とするこ
ともできる。

【００２１】本発明による電磁式燃料噴射弁のシール構
造においては、コモンレールなどの燃料配管の内壁にバ
ックアップリングの外周側の面を密接させたので、燃料
配管とバックアップリングとの間の部分には隙間が存在
せず、この部分ではＯリングがはみ出すことはない。

【００２２】さらに、上記バックアップリングの内周側
のいずれかの部分を電磁式燃料噴射弁のソケットの面に
沿わせたので、電磁式燃料噴射弁が燃料配管に対して軸
方向および径方向にずれても、ソケットの面に沿った部
分がこのずれを吸収することが可能となるとともに、当
該ずれによってバックアップリングの内周側部分が電磁
式燃料噴射弁の燃料供給用パイプあるいはソケットから
離間しても、バックアップリングの先端部が変形するこ
とにより、Ｏリングが変形して入り込む隙間をなくし、
Ｏリングの異形変形を防止することができ、Ｏリングの
はみ出し現象を未然に防止可能である。

【００２３】かくして、電磁式燃料噴射弁の燃料配管へ
の取付け時に発生する可能性があるＯリングのはみ出し
現象を防止して、シール性能の信頼性を確保可能であ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による電磁式燃料噴射弁のシール構造２０を図１ないし
図３にもとづき説明する。ただし、図７と同様の部分に
は同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。図１
は、電磁式燃料噴射弁１のシール構造２０を示す断面図
であって、前記ソケット３の中央部分に挿通した前記燃
料供給用パイプ４の周囲に位置してこのソケット３に一
体的に円錐状突出部２１（図中、断面三角形のリング状
に現れる）を形成するとともに、バックアップリング７
に相当するバックアップリング２２はこの円錐状突出部
２１の傾斜面２１Ａに沿った形状の内周傾斜面２２Ａを
有している。

【００２５】バックアップリング２２の外径Ｄ２２は、
コモンレール５の内径Ｄ５よりこれを大きく形成し、バ
ックアップリング２２をコモンレール５に圧入すること
により、コモンレール５の内壁面５Ａとバックアップリ
ング２２の外周面２２Ｂとの間には隙間を有せず密着さ
せてある。

【００２６】図２は、円錐状突出部２１とバックアップ
リング２２の内周側部分との間の拡大断面図であって、
実線で示すように、バックアップリング２２を取り付け
る前の状態では、バックアップリング２２の、Ｏリング
６側の平面つまり上流側平面部２２Ｃと、円錐状突出部
２１の頂部２１Ｂとの間には上流側間隔Ｕをあけてあ
る。また、バックアップリング２２のテーパー先端部２
２Ｄと燃料供給用パイプ４の外周面４Ａとの間には径方
向間隔Ｒ１をあけてある。

【００２７】図２の仮想線に示すように、電磁式燃料噴
射弁１を取り付けるにあたって、バックアップリング２
２をコモンレール５に圧入することにより、バックアッ
プリング２２が燃料供給用パイプ４ないし円錐状突出部
２１方向にわずかに移動する。

【００２８】なお、バックアップリング２２および円錐
状突出部２１に関する上流側間隔Ｕおよび径方向間隔Ｒ
１の寸法としては、テーパー先端部２２Ｄが頂部２１Ｂ
に一致するか、あるいはこれ以下の傾斜面２１Ａに接す
るかのようにするものとする。

【００２９】なおまた、円錐状突出部２１の傾斜角度θ
１は、内周傾斜面２２Ａの傾斜角度θ２よりこれを大き
く形成してある。

【００３０】こうした構成のシール構造２０において
は、図１に示すように、バックアップリング２２とコモ
ンレール５との間には隙間がないため、この部分におけ
るＯリング６のはみ出し現象はない。

【００３１】また、図３に示すように、電磁式燃料噴射
弁１がその取付け時にコモンレール５に対して軸方向あ
るいは径方向にずれても、バックアップリング２２の内
周側においてもＯリング６のはみ出し現象はない。

【００３２】すなわち、バックアップリング２２の内周
傾斜面２２Ａが円錐状突出部２１の傾斜面２１Ａに沿っ
ているので、Ｏリング６が燃料の高圧圧力により変形し
ても、バックアップリング２２のテーパー先端部２２Ｄ
が図中仮想線のように下流側にわずかにたわみ変形（弾
性変形あるいは塑性変形）し、Ｏリング６をバックアッ
プするとともに、Ｏリング６の変形部分が侵入するため
の異形変形用隙間を形成することがない。

【００３３】図４は、本発明の第２の実施の形態による
電磁式燃料噴射弁１のシール構造３０の断面図であっ
て、シール構造３０においては、バックアップリング３
１のＯリング６側平面を傾斜面３１Ａとしている。バッ
クアップリング３１の外周面３１Ｂは、シール構造２０
（図１）の場合と同様に、バックアップリング３１の外
径Ｄ３１をコモンレール５の内径Ｄ５より大きく形成す
ることによってコモンレール５の内壁面５Ａにこれを密
着させてある。

【００３４】図２に相当する図５に実線で示すように、
バックアップリング３１を取り付ける前の状態では、バ
ックアップリング３１のテーパー先端部３１Ｃと燃料供
給用パイプ４の外周面４Ａとの間に径方向間隔Ｒ２をあ
けてある。

【００３５】バックアップリング３１をコモンレール５
に圧入することにより、図５中仮想線で示すように傾斜
面３１Ａが燃料供給用パイプ４方向に移動する。

【００３６】図６に示すように、電磁式燃料噴射弁１な
いしバックアップリング３１がソケット３ないし燃料供
給用パイプ４に対して軸方向あるいは径方向にずれて
も、バックアップリング３１のテーパー先端部３１Ｃが
図中仮想線のようにわずかにたわみ変形し、Ｏリング６
が入り込んで異形変形するような隙間をなくす。

【００３７】したがって、図３に示したシール構造２０
の場合と同様に、Ｏリング６のはみ出し現象を防止し、
その切断によるシール性能の低下を防止して、シール性
を確保することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バックア
ップリングをコモンレールに圧入するとともに、その内
周側部分において軸方向および径方向のずれを吸収可能
とするとともにバックアップリングとの間に隙間を生じ
ないようにしたので、Ｏリングのはみ出し現象を防止し
てシール性能を確保することができる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による電磁式燃料噴
射弁のシール構造２０の断面図である。

【図２】同、円錐状突出部２１とバックアップリング２
２の内周側部分との間の拡大断面図である。

【図３】同、バックアップリング２２のテーパー先端部
２２Ｄが下流側にわずかにたわみ変形する状態を示す拡
大断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態による電磁式燃料噴
射弁のシール構造３０の断面図である。

【図５】同、バックアップリング３１の内周側部分の拡
大断面図である。

【図６】同、バックアップリング３１のテーパー先端部
３１Ｃがわずかにたわみ変形する状態を示す拡大断面図
である。

【図７】従来の電磁式燃料噴射弁のシール構造２を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁式燃料噴射弁 ２ 電磁式燃料噴射弁１のシール構造（図７） ３ ソケット（コネクター） ４ 磁性体からなる燃料供給用パイプ ４Ａ 燃料供給用パイプ４の外周面 ５ コモンレール（燃料配管、蓄圧器） ５Ａ コモンレール５の内壁面 ６ Ｏリング ６Ａ Ｏリング６のはみ出し部分 ７ バックアップリング ７Ａ バックアップリング７の外周面 ７Ｂ バックアップリング７の内周面 ８ 燃料入口 ９ 蓄圧室 １０ 外周側隙間 １１ 内周側隙間 ２０ 電磁式燃料噴射弁１のシール構造（図１、第１の
実施の形態） ２１ 円錐状突出部 ２１Ａ 円錐状突出部２１の傾斜面 ２１Ｂ 円錐状突出部２１の頂部 ２２ バックアップリング ２２Ａ バックアップリング２２の内周側傾斜面 ２２Ｂ バックアップリング２２の外周面 ２２Ｃ バックアップリング２２の上流側平面部 ２２Ｄ バックアップリング２２のテーパー先端部 ３０ 電磁式燃料噴射弁１のシール構造（図４、第２の
実施の形態） ３１ バックアップリング ３１Ａ バックアップリング３１の傾斜面 ３１Ｂ バックアップリング３１の外周面 ３１Ｃ バックアップリング３１のテーパー先端部 Ｄ５ コモンレール５の内径 Ｄ７ バックアップリング７の外径 Ｄ２２ バックアップリング２２の外径 Ｄ３１ バックアップリング３１の外径 Ｕ バックアップリング２２の上流側平面部２２Ｃと、
円錐状突出部２１の頂部２１Ｂとの間に形成した上流側
間隔 Ｒ１ バックアップリング２２のテーパー先端部２２Ｄ
と、燃料供給用パイプ４の外周面４Ａとの間に形成した
径方向間隔 Ｒ２ バックアップリング３１のテーパー先端部３１Ｃ
と、燃料供給用パイプ４の外周面４Ａとの間に形成した
径方向間隔 θ１ 円錐状突出部２１の傾斜角度 θ２ 内周傾斜面２２Ａの傾斜角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−7995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−98256（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−8476（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−28953（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−24766（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 55/02 330 F02M 55/02 340 F02M 51/06 F16J 15/10 F02J 15/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給用パイプおよびこの燃料供給
   用パイプを挿通したソケットを有する電磁式燃料噴射弁
   にこの燃料供給用パイプを介して燃料を供給する燃料配
   管と、 この燃料配管と該燃料配管内に位置する前記燃料供給用
   パイプとの間に設けるとともに、該燃料配管と前記ソケ
   ットとの間のシールを行うＯリングと、 このＯリングと前記ソケットとの間であってこのＯリン
   グの下流側に配置するとともにこのＯリングに向かう上
   流側の面およびその反対側である下流側の面を有するバ
   ックアップリングと、を有する電磁式燃料噴射弁のシー
   ル構造であって、 前記燃料配管の内壁面に前記バックアップリングの外周
   面を密接させるとともに、 このバックアップリングのこの密接部から内周側に向か
   う前記下流側の面を前記ソケットの面に沿わせ、 このバックアップリングのこの密接部から内周側に向か
   う前記上流側の面を上流側平面部として前記Ｏリングに
   対向させ、 前記ソケットの中央部分に挿通した前記燃料供給用パイ
   プの周囲に位置して、下流側から上流側に円錐状の円錐
   状突出部を前記ソケットに一体に形成するとともに、 前記バックアップリングは、前記下流側の面の途中か
   ら、この円錐状突出部の傾斜面に沿った形状の内周側傾
   斜面を有し、 前記Ｏリングが前記燃料配管と前記燃料供給用パイプと
   の間において前記バックアップリングをこえてはみ出す
   隙間を形成しないようにしたことを特徴とする電磁式燃
   料噴射弁のシール構造。
2. 【請求項２】 前記円錐状突出部の前記バックアップ
   リングの前記下流側の面が沿う前記ソケットの前記面に
   対する傾斜角度は、前記バックアップリングの前記ソケ
   ットの該面に対する前記内周側傾斜面の傾斜角度よりこ
   れを大きく形成したことを特徴とする請求項１記載の電
   磁式燃料噴射弁のシール構造。