JP4148193B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関用の燃料噴射弁に関する。

ニードル弁を収容している噴射弁本体と、噴射弁本体の上端部に固定されかつ噴射弁本体から引き離される方向に燃料圧が作用する上部ケーシングとを具備した燃料噴射弁が公知である（例えば特許文献１を参照）。この燃料噴射弁では燃料圧が１０MPa以上、場合によっては１００MPa以上と高く、このような高い燃料圧が上部ケーシングに作用するために上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に強固に固定する必要がある。
特開２００３−２５４１８９号公報

ところで上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に固定する場合、上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に溶接する方法と、例えば一端を噴射弁本体に掛止めし他端を上部ケーシングに螺着せしめたリテーニングナットを用いて上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に締結する方法が考えられる。第１の方法、即ち上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に溶接する方法では、上部ケーシングと噴射弁本体の結合作用と高圧燃料の漏洩阻止作用、即ちシール作用とを溶接部に受け持たせている。しかしながら溶接接合は強度的にさほど強くなく、従って上部ケーシングに高い燃料圧が作用すると応力集中等により溶接部が破壊するという問題が生ずる。

一方、第２の方法、即ちリテーニングナットを用いる方法では、上部ケーシングと噴射弁本体との結合はリテーニングナットの締付け力により行われ、高圧燃料のシールは上部ケーシング端面と噴射弁本体端面との接合シール面により行われる。この場合、リテーニングナットによる上部ケーシングと噴射弁本体との結合強度は強く、従って高い燃料圧が作用してもこれらの結合作用については何ら問題を生じない。ところが接合シール面によって高圧燃料のシールを行なおうとすると接合シール面に極めて高精度な加工を要求されるために製造コストが高騰するという問題が生ずるばかりでなく、リテーニングナットの締付け力がゆるむと高圧燃料のシールが困難になるという問題がある。

上記問題点を解決するために１番目の発明では、ニードル弁を収容している噴射弁本体と、噴射弁本体の上端部に取付けられかつ噴射弁本体から引き離される方向に燃料圧が作用する上部ケーシングとを具備した燃料噴射弁において、噴射弁本体の上端部外周壁および上部ケーシングの下端部外周壁の周りに挿入されたリテーニングナットを具備し、リテーニングナットの一端部を噴射弁本体に掛止めしリテーニングナットの他端部を上部ケーシングの下端部外周壁上に螺着するか、又はリテーニングナットの一端部を上部ケーシングに掛止めしリテーニングナットの他端部を噴射弁本体の上端部外周壁上に螺着することによってリテーニングナットにより上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に締結し、リテーニングナットの内周壁と噴射弁本体の上端部外周壁間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断し、リテーニングナットの内周面と上部ケーシングの下端部外周壁間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断するようにしている。

２番目の発明では、ニードル弁を収容している噴射弁本体と、噴射弁本体の上端部に取付けられかつ噴射弁本体から引き離される方向に燃料圧が作用する上部ケーシングとを具備した燃料噴射弁において、上部ケーシングの下端部を噴射弁本体の上端部に螺着することによって上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に締結し、この螺着部において噴射弁本体の上端部と上部ケーシングの下端部間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断するようにしている。

１番目の発明ではリテーニングナットの螺着部により、２番目の発明では上部ケーシングと噴射弁本体との螺着部により上部ケーシングと噴射弁本体との結合作用を行っているので上部ケーシングと噴射弁本体との強力な結合状態を維持できる。一方、溶接部によって高圧燃料のシール作用が行われる。高い燃料圧が上部ケーシングに作用したときに上部ケーシングに加わる力はリテーニングナットで受け、溶接部には大きな力は発生しない。従って溶接部は破壊することなく、高圧燃料のシール作用を継続的に行うことができる。また、溶接部によって螺着部の螺合状態がゆるむのが阻止される。

燃料噴射弁の上方部を示す図１（Ａ）および（Ｂ）を参照すると、１は噴射弁本体、２は噴射弁本体１の上端部に取付けられた上部ケーシングを示す。噴射弁本体１内には高圧の燃料で満たされた円筒状の内部室３が形成されており、この内部室３内にはニードル弁（図示せず）およびソレノイドを有する一対のコア４（図には上方のコアのみが示されている）が収容されている。内部室３内には上部ケーシング２内に形成された燃料供給路５を介して高圧の燃料が供給され、上部ケーシング２には上部ケーシング２を噴射弁本体１から引き離す方向に内部室３内の燃料圧が作用する。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示される例ではコア４のソレノイドに電力を供給するためのリード線６が内部室３からハーメチックシール端子７を介して上部ケーシング２内をコネクタ８まで延びている。このようにソレノイドのリード線６を上部ケーシング２内を通して外部に取出すようにした場合には、上部ケーシング２を噴射弁本体１の上端部に取付ける際に上部ケーシング２を噴射弁本体１に対して中心軸線回りに相対回転させることができない。図１（Ａ）および（Ｂ）はこのように上部ケーシング２を噴射弁本体１に対して相対回転させることのできない場合に適した例を示している。

まず、初めに図１（Ａ）に示す実施例を参照すると、噴射弁本体１の上端部外周面上には半径方向外方に突出した環状フランジ９が一体形成されており、上部ケーシング２の下端部外周面上にも半径方向外方に突出した環状フランジ１０が一体形成されている。環状フランジ９の上端面および環状フランジ１０の下端面は共に平坦に形成されており、上部ケーシング２を噴射弁本体１に組付ける際には図１（Ａ）に示されるように環状フランジ９の平坦上端面上に環状フランジ１０の平坦下端面が重ね合わされる。

図１（Ａ）に示す実施例では環状フランジ１０は環状フランジ９よりも大きな厚みを有すると共に若干大きな外径を有し、環状フランジ１０の外周壁上には外ねじ山が形成されている。環状フランジ９の外周壁および環状フランジ１０の外周壁の周りには薄肉円筒状のリテーニングナット１１が挿入されている。このリテーニングナット１１の一端部には半径方向内方に向かうリブ１２が一体形成されており、リテーニングナット１１の他端部には内ねじ山１３が形成されている。

図１（Ａ）に示される実施例では噴射弁本体１の下方から噴射弁本体１内にリテーニングナット１１が挿入され、リテーニングナット１１のリブ１２が環状フランジ９の背面に当接するまでリテーニングナット１１の内ねじ山１３が環状フランジ１０の外周壁上に形成された外ねじ山に螺着される。即ち、一般的に表現するとリテーニングナット１１の一端部を噴射弁本体１に掛止めしリテーニングナット１２の他端部を上部ケーシング２の下端部外周壁上に螺着することによってリテーニングナット１１により上部ケーシング２が噴射弁本体１の上端部に締結される。このときリテーニングナット１１の中間部の内周壁は環状フランジ９の外周壁上に嵌合する。

次いでリテーニングナット１１の中間部の内周壁と環状フランジ９の外周壁間が全周に亘り溶接され、リテーニングナット１１の外周壁から環状フランジ９内まで延びる溶接部１４（黒く塗り潰された楔形状部分）によりリテーニングナット１１の中間部の内周壁と環状フランジ９の外周壁間が遮断される。同時にリテーニングナット１１の内ねじ山１３が形成されている内周壁と環状フランジ１０の外周壁間が全周に亘り溶接され、リテーニングナット１１の外周壁から環状フランジ１０内まで延びる溶接部１５（黒く塗り潰された楔形状部分）によりリテーニングナット１１の内ねじ山１３が形成されている内周壁と環状フランジ１０の外周壁間が遮断される。

一般的に表現すると、リテーニングナット１１の内周壁と噴射弁本体１の上端部外周壁間が全周に亘り溶接されてこの溶接部１４によりそれらの間が遮断され、リテーニングナット１１の内周面と上部ケーシング９の下端部外周壁間が全周に亘り溶接されてこの溶接部１５によりそれらの間が遮断される。内部室３からリテーニングナット１１と環状フランジ９間およびリテーニングナット１１と環状フランジ１０間に達した燃料は溶接部１４，１５により堰き止められ、斯くして燃料が外部に漏洩するのが阻止される。

図１（Ａ）の変形例を示す図１（Ｂ）を参照すると、この変形例では環状フランジ９が環状フランジ１０よりも大きな厚みを有すると共に若干大きな外径を有し、環状フランジ９の外周壁上には外ねじ山が形成されている。またこの変形例では上部ケーシング２の上方から上部ケーシング２内にリテーニングナット１１が挿入され、リテーニングナット１１のリブ１２が環状フランジ１０の上面に当接するまでリテーニングナット１１の内ねじ山１３が環状フランジ９の外周壁上に形成された外ねじ山に螺着される。即ち、一般的に表現するとリテーニングナット１１の一端部を上部ケーシング２に掛止めしリテーニングナット１１の他端部を噴射弁本体１の上端部外周壁上に螺着することによってリテーニングナット１１により上部ケーシング２が噴射弁本体１の上端部に締結される。

次いでリテーニングナット１１の中間部の内周壁と環状フランジ１０の外周壁間が全周に亘り溶接され、リテーニングナット１１の外周壁から環状フランジ１０内まで延びる溶接部１４（黒く塗り潰された楔形状部分）によりリテーニングナット１１の中間部の内周壁と環状フランジ１０の外周壁間が遮断される。同時にリテーニングナット１１の内ねじ山１３が形成されている内周壁と環状フランジ９の外周壁間が全周に亘り溶接され、リテーニングナット１１の外周壁から環状フランジ９内まで延びる溶接部１５（黒く塗り潰された楔形状部分）によりリテーニングナット１１の内ねじ山１３が形成されている内周壁と環状フランジ９の外周壁間が遮断される。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示す例ではリテーニングナット１１を用いて上部ケーシング２と噴射弁本体１との結合作用を行っているので上部ケーシング２と噴射弁本体１との強力な結合状態を維持することができる。一方、溶接部１４，１５によって高圧燃料のシール作用が行われる。高い燃料圧が上部ケーシング９に作用したときに上部ケーシング９に加わる力はリテーニングナット１１で受け、溶接部１４，１５には大きな力は発生しない。従って溶接部１４，１５は破壊することなく、高圧燃料のシール作用を継続的に行うことができる。また、溶接部１４，１５によって螺着部の螺合状態がゆるむのが阻止される。

一方、図２（Ａ）および（Ｂ）はリード線が上部ケーシング２内を通っておらず、従って上部ケーシング２を噴射弁本体１に取付ける際に上部ケーシング２を噴射弁本体１に対して中心軸線回りに相対回転させることができる場合の例を示している。これらの例では上部ケーシング２の下端部を噴射弁本体１の上端部に螺着することによって上部ケーシング２が噴射弁本体１の上端部に締結され、この螺着部６において噴射弁本体１の上端部と上部ケーシング２の下端部間が全周に亘り溶接されてこの溶接部１７によりそれらの間が遮断される。

なお、図２（Ａ）に示す例では螺着部１６では上部ケーシング２が内側で噴射弁本体１が外側であり、図２（Ｂ）に示す例ではこれとは逆に螺着部１６では上部ケーシング２が外側で噴射弁本体１が内側である。これらの例では上部ケーシング２と噴射弁本体１との螺着部１６により上部ケーシング２と噴射弁本体１との結合作用を行っているので上部ケーシング２と噴射弁本体１との強力な結合状態を維持できる。また、溶接部１７には大きな力は発生しないので溶接部１７が破壊することはなく、従って溶接部１７によって高圧燃料のシール作用を継続的に行うことができる。また、溶接部によって螺着部１６の螺合状態がゆるむのが阻止される。

燃料噴射弁上方部の側面断面図であって、（Ａ）は第１の実施例、（Ｂ）はその変形例を示す。 燃料噴射弁上方部の側面断面図であって、（Ａ）は第２の実施例、（Ｂ）はその変形例を示す。

符号の説明

１ 噴射弁本体
２ 上部ケーシング
９，１０ 環状フランジ
１１ リテーニングナット
１４，１５，１７ 溶接部

Claims (2)

1. ニードル弁を収容している噴射弁本体と、噴射弁本体の上端部に取付けられかつ噴射弁本体から引き離される方向に燃料圧が作用する上部ケーシングとを具備した燃料噴射弁において、噴射弁本体の上端部外周壁および上部ケーシングの下端部外周壁の周りに挿入されたリテーニングナットを具備し、該リテーニングナットの一端部を噴射弁本体に掛止めしリテーニングナットの他端部を上部ケーシングの下端部外周壁上に螺着するか、又はリテーニングナットの一端部を上部ケーシングに掛止めしリテーニングナットの他端部を噴射弁本体の上端部外周壁上に螺着することによってリテーニングナットにより上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に締結し、リテーニングナットの内周壁と噴射弁本体の上端部外周壁間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断し、リテーニングナットの内周面と上部ケーシングの下端部外周壁間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断するようにした燃料噴射弁。
2. ニードル弁を収容している噴射弁本体と、噴射弁本体の上端部に取付けられかつ噴射弁本体から引き離される方向に燃料圧が作用する上部ケーシングとを具備した燃料噴射弁において、上部ケーシングの下端部を噴射弁本体の上端部に螺着することによって上部ケーシングを噴射弁本体の上端部に締結し、この螺着部において噴射弁本体の上端部と上部ケーシングの下端部間を全周に亘り溶接してこの溶接部によりそれらの間を遮断するようにした燃料噴射弁。

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