JP4363369B2 - 燃料噴射装置の高圧燃料シール構造 - Google Patents
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Description
従来より、燃料噴射装置として、コモンレールに蓄圧した高圧燃料を内燃機関の各気筒の燃焼室内に噴射供給するインジェクタが知られている。この種のインジェクタは、内燃機関の各気筒毎に対応して搭載され、ノズルニードルを内蔵するノズルボデーと、ノズルニードルと連動するコマンドピストンを内蔵するインジェクタボデーと、ノズルボデーとインジェクタボデーとを結合するリテーニングナットによってインジェクタハウジングが構成されている。ここで、インジェクタボデーの内部およびノズルボデーの内部には、燃料溜まり室に高圧燃料を導入するための高圧燃料通路が形成され、また、余剰燃料をインジェクタ外部へ排出するための燃料回収通路が形成されている。
ところが、より高い高圧シール性能を確保する目的で、リテーニングナットの締結軸力を更に高めて、インジェクタボデーの第1シール面とノズルボデーの第2シール面との間に形成される高圧シール面に加わる面圧を更に向上させる構造を採用すると、ノズルボデーの段差部とリテーニングナットの座面との間に生じる摩擦力によりノズルボデーがひねられ、ノズルボデーの摺動孔とノズルニードルの摺動部との摺動部位近傍の円筒度(ノズルボデーの円筒度)が悪化し、ノズルニードルの摺動不良が起きる可能性がある。
ところが、特許文献1及び特許文献2に記載のインジェクタにおいては、第1シール面または第2シール面に環状溝を形成する必要があるため、高圧シール部の長さが短くなり、高圧シール部から燃料が環状溝に漏れ出易くなる。また、高圧シール部の長さを確保するため、インジェクタ径を大きくしなければならず、環状溝の形成のためにコストが高くなるという問題があった。
図1、図7ないし図9は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムを示した図である。また、図2ないし図4は本発明の実施例1に対する比較例1を示したもので、図2はディーゼルエンジンの主要構造を示した図で、図3はディーゼルエンジン用のインジェクタの主要構造を示した図である。
ソレノイドコイル54は、通電されると周囲に磁束を発生してボールバルブ52およびアーマチャ56を開弁方向に駆動するもので、ボビンの周囲に巻回されたコイル部、およびこのコイル部より取り出された一対の端末リード線等を有している。これらの端末リード線は、電磁弁6の図示上端側に設けられたコネクタ57に保持された一対のターミナル58に電気的に接続されている。
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムの作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
以上のように、本比較例のインジェクタ4の燃料噴射ノズル5においては、図2および図3に示したように、インジェクタボデー21の中心軸線方向に対して垂直な断面積を、インジェクタボデー21の高圧燃料通路側に対してインジェクタボデー21の中心軸線を挟んで反対側(軸対称側)の面積よりも、高圧燃料通路側の面積の方が大きくなるようにしている。すなわち、インジェクタボデー21の高圧燃料通路側に対してインジェクタボデー21の中心軸線を挟んで反対側(軸対称側)を面取りすることにより、インジェクタボデー21の面取りを施した側(燃料回収通路側)よりも、インジェクタボデー21の高圧燃料通路側の剛性の方が大きくなる。これによって、リテーニングナット23を所定の締結軸力でインジェクタボデー21の外周に締め付けることにより、インジェクタボデー21の第1シール面とノズルボデー22の第2シール面とが所定の面圧で液密的に密着し、互いの間に高圧シール面45が形成される際に、インジェクタ4の燃料噴射ノズル5の燃料回収通路側に対して、より多くの面圧がインジェクタ4の燃料噴射ノズル5の高圧シール面側にかかるようになる。
本実施例では、インジェクタ4をエンジン3のシリンダヘッド15のインジェクタ取付孔17に締め付け固定する際にリテーニングナット23の締結軸力と同一方向に作用するクランプ力を用いる場合、インジェクタ4のインジェクタボデー21の高圧シール面側に対してインジェクタ4のインジェクタボデー21の中心軸線を挟んで反対側に付与されるクランプ力よりも、インジェクタ4のインジェクタボデー21の高圧シール面側に付与されるクランプ力を大きくしている。これにより、インジェクタ4のインジェクタボデー21の高圧燃料通路側および高圧シール面側の締結軸力と同一方向に作用するクランプ力が大きくなり、インジェクタ4の燃料噴射ノズル5のインジェクタボデー21の燃料回収通路側に対して、より多くの面圧がインジェクタ4の燃料噴射ノズル5のインジェクタボデー21の高圧シール面側にかかるようになる。
本比較例では、図4に示したように、インジェクタボデー21の高圧燃料通路側(α)の方を、インジェクタボデー21の燃料回収通路側(β)よりも高剛性としているが、インジェクタボデー21の高圧シール面側(α)の方を、インジェクタボデー21の高圧シール面側に対してインジェクタボデー21の中心軸線を挟んで反対側(軸対称側:β)よりも高剛性としても良い。また、ノズルボデー22の高圧燃料通路側または高圧シール面側の方を、ノズルボデー22の高圧燃料通路側または高圧シール面側に対してノズルボデー22の中心軸線を挟んで反対側(軸対称側)よりも高剛性としても良い。また、インジェクタボデー21の高圧燃料通路側または高圧シール面側の範囲を、高圧燃料通路43の開口端の周囲を取り囲む円環状の範囲内としても良い。また、ノズルボデー22の高圧燃料通路側または高圧シール面側の範囲を、高圧燃料通路44の開口端の周囲を取り囲む円環状の範囲内としても良い。
4 インジェクタ(燃料噴射装置、内燃機関用燃料噴射弁)
5 燃料噴射ノズル
9 クランプ(固定治具)
21 インジェクタのインジェクタボデー(燃料噴射装置の第1ボデー)
22 インジェクタのノズルボデー(燃料噴射装置の第2ボデー)
23 インジェクタのリテーニングナット(燃料噴射装置のナット部材)
24 インジェクタボデーの軸方向孔
25 コマンドピストン(摺動部品)
26 インジェクタボデーの摺動孔
30 ノズルボデーの軸方向孔
31 ノズルニードル(摺動部品)
32 ノズルボデーの摺動孔
43 インジェクタボデーの高圧燃料通路
44 ノズルボデーの高圧燃料通路
45 高圧シール面
47 インジェクタボデーの燃料回収通路(低圧燃料通路)
71 クランプの第1係止部
72 クランプの第2係止部
73 インジェクタの第1被係止部(第1固定治具当接面)
74 インジェクタの第2被係止部(第2固定治具当接面)
Claims (4)
- 中心軸線方向に対して垂直な第1シール面を有し、内部を高圧燃料が流れる第1ボデーと、中心軸線方向に対して垂直な第2シール面を有し、内部を高圧燃料が流れる第2ボデーと、前記第1ボデーと前記第2ボデーとを結合するナット部材とを備え、
前記第1ボデーまたは前記第2ボデーに前記ナット部材を締め付けて前記第1ボデーと前記第2ボデーとを液密的に結合するように構成した燃料噴射装置であって、
前記燃料噴射装置の中心軸線上から外れた位置に、
前記第1シール面と前記第2シール面との間に形成される高圧シール面と、前記第1ボデーの内部から前記高圧シール面を経て前記第2ボデーの内部に高圧燃料を導入するための高圧燃料通路とを設けた燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
前記燃料噴射装置の中心軸線方向のクランプ力を前記燃料噴射装置に与える固定治具を用いて前記燃料噴射装置を内燃機関に固定する場合、
前記燃料噴射装置の高圧シール面側に対して前記燃料噴射装置の中心軸線を挟んで反対側に付与されるクランプ力よりも、前記燃料噴射装置の高圧シール面側に付与されるクランプ力を大きくしたことを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
前記固定治具は、前記燃料噴射装置の高圧シール面側を係止する第1係止部、および前記燃料噴射装置の高圧シール面側に対して前記燃料噴射装置の中心軸線を挟んで反対側を係止する第2係止部を有し、
前記燃料噴射装置の高圧シール面側には、前記第1係止部に係止される第1被係止部が設けられており、
前記燃料噴射装置の高圧シール面側に対して前記燃料噴射装置の中心軸線を挟んで反対側には、前記第2係止部に係止される第2被係止部が設けられていることを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
前記第1、第2被係止部は、同一平面上に設置されており、
前記第1、第2係止部は、前記第1係止部の方の高さが、前記第2係止部の高さよりも高くなるように段違いに設置されていることを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置の高圧燃料シール構造において、
前記第1、第2係止部は、同一平面上に設置されており、
前記第1、第2被係止部は、前記第1被係止部の方の高さが、前記第2被係止部の高さよりも高くなるように段違いに設置されていることを特徴とする燃料噴射装置の高圧燃料シール構造。
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