JP4509357B2 - ディーゼルエンジン用燃料噴射管 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル内燃機関のコモンレールシステムや、P−L−D(ポンプ・ライン・デリバリー)噴射システム(以下「P−L−D噴射システム」と称する)などに接続して用いる高圧燃料の噴射管に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のディーゼルエンジン用燃料噴射管としては、例えば図13に示すように、厚肉鋼管11の端部に設けてなる外側周面をシート面13とする截頭円錐状の接続頭部12、あるいは図14に示すように厚肉鋼管21の端部に設けてなる外側周面を球面状のシート面23とする接続頭部22が、それぞれ外方からのパンチ部材による軸芯方向への押圧による挫屈加工によって成形されるのに関連して、該押圧による挫屈加工に伴う周壁の外側への拡がりによって、該頭部内側に環状のポケット15−1(図13)、あるいは環状のノッチ15−2(図14)を生ぜしめて構成され、かかる状態で使用に供されている現状にある。なお、14は接続頭部の背後に嵌着されたスリーブワッシャ、16は締付けナットである。
【0003】
このようなディーゼルエンジン用燃料噴射管を採用した燃料噴射システムにおいて、該燃料噴射管は配管内の圧力損失を生じさせることなく燃焼室内へ十分な量を噴射できるようにするためと配管上の利便さを考慮して短かくなっている。しかし、このような短い噴射管でも、燃料噴射後弁が閉じる時には該噴射管内には圧力変動が起きる。この圧力変動は脈動となって配管内からコモンレール内などにも達し、さらに次の気筒の噴射管にも影響を与えるために安定した燃料の噴射を行うことができないという問題が発生した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
かかる対策としては、例えば噴射管やコモンレールの内径を大きくして管の容積を増やすことにより圧力変動を小さくすることは可能であるが、脈動が速く伝わるという欠点が生じる。そこで、脈動を低く抑えかつ伝播を遅くかつ少なくするためにコモンレールにオリフィスを設ける方法が開発された。この方法には、コモンレールに設ける分岐孔の径をより小さくしてオリフィス機能を付与する方法と、コモンレールの分岐孔の部分にオリフィス付きの金属リング部材(駒)を介在させる方法が知られており、いずれの方法も脈動を低く抑えかつ伝播を遅くすることは可能である。しかし、コモンレールにおいて分岐孔の径をより小さくしてオリフィス機能を付与する方法は、分岐孔部に高圧の繰返し圧力がかかるために肉厚の最も薄いところでも7mm以上あり、さらにコモンレール端面から深い位置での加工となるためオリフィスの形成が容易でないという難点がある。また、オリフィス付きの金属リング部材(駒)を分岐孔部に介在させる方法は、噴射管側に組込んだ一つの締付け用ナットによる軸力でコモンレールと金属リング部材との間および噴射管と金属リング部材との間の2箇所をシールするためにシールの安定性に乏しいという欠点がある。
【0005】
本発明の目的は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、噴射管の管端部にオリフィス管を設けることにより、脈動を低く抑えかつ伝播を遅くかつ少なくして安定した燃料の噴射を行うことができるディーゼルエンジン用燃料噴射管を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、円錐もしくは球面状シート面を有する頭部と締付けナットを有するディーゼルエンジン用燃料噴射管において、少なくとも片側、好ましくはコモンレール側、P−L−D噴射システムにおいてはポンプ側の管端部付近の管内に管路径より小径もしくは同一径の外径を有するオリフィス管を管端もしくは管端より内部に設けた構成となしたことを要旨とするものである。
また、前記オリフィス管は外部からの縮径力により管内部に固定したり、あるいは一端が管端より外部に突出した突出部を有していたり、さらに前記突出部は管路径より大径のフランジ部を有していたり、または硬質金属製の管体と、管端より外部に突出した当該管体の一端に外嵌した軟質金属製のリングとからなるものや、硬質金属製の内管と、管端より外部に突出したフランジ部を有する軟質金属製の外管とからなるものを用いることができる。
【0007】
すなわち、本発明は燃料噴射管の接続頭部の先端開口部もしくは先端開口部より内側にオリフィス管を設けることにより、このオリフィス管がオリフィスの役目をしてシール性に悪影響を与えずに、脈動を低く抑えかつ伝播を遅くかつ少なくして安定した燃料の噴射を行うことができるように構成したものである。また、フランジ部やリングが軟質であると、締付けナットの軸力を相殺することがなく、シール面圧を降下させることがない。
【0008】
なお、本発明におけるオリフィス管の固定手段としては、圧入、かしめ、ローリング、焼きばめ、ろう付け、溶接あるいはフランジ部の相手シート面との間への挟込みなどの手段を用いることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1〜図8は本発明のディーゼルエンジン用燃料噴射管を例示したもので、図1は本発明のディーゼルエンジン用燃料噴射管の第1実施態様を示す縦断面図、図2は同じく本発明の第2実施態様を示す縦断面図、図3は同じく本発明の第3実施態様の一実施例を示す縦断面図、図4は同じく本発明の第3実施態様の他の実施例を示す縦断面図、図5は同じく本発明の第4実施態様を示す縦断面図、図6は同じく本発明の第5実施態様を示す縦断面図、図7は同じく本発明の第6実施態様を示す縦断面図、図8は同じく本発明の第7実施態様を示す縦断面図、図9は図1に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図、図10は図2に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図、図11は図7に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図、図12は図8に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図であり、1は燃料噴射管、2は接続頭部、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3gはオリフィス管、4は締付け用ナット、5はスリーブワッシャ、6は本管レール、7はP−L−D噴射システムにおけるポンプボディーである。
【0010】
まず、図1に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、フランジ3a−1を有し厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有するオリフィス管3aを内嵌固着して構成したもので、該オリフィス管3aのフランジ3a−1は管路1−3の直径より大径で、かつ管端より外部に突出している。このオリフィス管3aの固着手段としては、前記したごとく圧入、かしめ、ローリング、焼きばめ、ろう付け、溶接などの手段を用いて行う。このディーゼルエンジン用燃料噴射管1には締付け用ナット4とスリーブワッシャ5が予め厚肉鋼管1−1に外嵌されている。
【0011】
図2に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3b以外は前記図1と同様の構成で、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、フランジ3b−1を有し厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有するオリフィス管3bを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管3bのフランジ3b−1は相手部材に接触して固定されるように、厚肉となしてその外周端面に前記接続頭部2のシート面2−1aと同じ傾斜面となすシート面3b−2を設けている。なお、前記オリフィス管3bの開口端部は図示のごとく外側に広がる緩いテーパ孔3b−3を形成してもよい。
【0012】
図3および図4に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3c、3c′以外は前記図1と同様の構成で、図3は厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有するオリフィス管3cを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管3cはその先端部外周に凹部3c−1を予め形成しておき、あるいは頭部と同時に成形して頭部成形時に前記凹部3c−1に塑性流動させて固定するものである。すなわちこのオリフィス管3cは図3に示すごとくその開口端面が接続頭部2の先端面とほぼ面一となるようにその開口端部をかしめて接続頭部2に固定している。また図4ではオリフィス管3c′のほぼ中間部に凹部3c′−1を予め形成しておき、あるいは頭部と同時に成形して頭部成形時に前記凹部3c′−1に塑性流動させ、該オリフィス管の先端をその接続頭部2の先端面より突出させて接続頭部2に固定してもよい。
【0013】
図5に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3d以外は前記図1と同様の構成で、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有するオリフィス管3dを凹凸嵌合方式により内嵌固着して構成したもので、前記オリフィス管3dは接続頭部2の押圧座屈加工に伴って生ずる環状凹溝2−1bをその環状凸部3d−1にて覆設する状態で接続頭部1−2内に嵌着されている。
【0014】
図6に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3e以外は前記図1と同様の構成で、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有するオリフィス管3eを接続頭部2の開口端より内側に内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管3eの場合は、予め該オリフィス管の一部に縮径部3e−1を形成しておき、接続頭部2の成形時やカシメ、ローリングなどにより厚肉鋼管1−1の肉厚を外部より前記縮径部3e−1に塑性流動させて固定している。なおオリフィス管3eを接続頭部2の開口端と面一にせずに内側に設け、接続頭部2より上流側をかしめるようにしたのは、頭部成形時にシート面2−1aを損傷しないようにするためである。また、オリフィス管の固定手段としては、ろう付、焼きばめ、溶接、圧入などでもよい。
【0015】
図7に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3f以外は前記図1〜図6と同様の構成で、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有する硬質金属製の管体3f−1と、該管体3f−1の先端部に外嵌した軟質金属製のリング3f−2とからなるオリフィス管3fを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管3fの軟質金属製のリング3f−2は相手部材に接触して固定されるように厚肉となしている。
【0016】
図8に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1は、オリフィス管3g以外は前記図1〜図6と同様の構成で、厚肉鋼管1−1の端部に設けてなる外側周面をシート面2−1aとする截頭円錐状の接続頭部2の開口端部に、厚肉鋼管1−1の管路1−3の直径とほぼ同一径の外径を有しかつ先端部にフランジ部3g−2′を有する軟質金属製の外管3g−2と、この外管とほぼ同一肉厚の硬質金属製の内管3g−1とからなるオリフィス管3gを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管3gの外管3g−2のフランジ部3g−2′は相手部材に接触して固定されるように厚肉となしている。
【0017】
次に、前記図1に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1をコモンレールに適用した接続構造例を図9に基づいて説明する。
すなわち、図9に示す接続構造は円形パイプ状からなる本管レール6側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個のボス部6−4に、本管レール6の流通路6−1に通じかつ外方に開口する受圧座面6−3を有する分岐孔6−2が穿設され、図1に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1の接続頭部2のなすシート面(押圧座面)2−1aを本管レール6側の受圧座面6−3に当接係合せしめ、予め燃料噴射管側にスリーブワッシャ5を介して組込んだ締付け用ナット4を前記ボス部6−4に螺合することにより前記接続頭部2首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
【0018】
また、前記図2に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1をP−L−D噴射システムに用いた接続構造例を図10に基づいて説明する。
すなわち、図10に示す接続構造はポンプボディー7の軸方向の周壁部に設けたボス部7−4に、ポンプボディー7の内部に通じ、かつ外方に開口する受圧座面7−3を有する分岐孔7−2を穿設され、図2に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1の接続頭部2のなすシート面(押圧座面)2−1aとオリフィス管3bのフランジ3b−1に形成したシート面(押圧座面)3b−2をポンプボディー7側の受圧座面7−3に当接係合せしめ、予め燃料噴射管側にスリーブワッシャ5を介して組込んだ締付け用ナット4を前記ボス部7−4に螺合することにより前記接続頭部2首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
前記オリフィス管3bの場合は、締付け用ナット4を締付けて燃料噴射管1をポンプボディー7に締着して接続した際に、該オリフィス管3bのフランジ3b−2の端部もポンプボディー7側の受圧座面7−3に当接係合するように当該フランジ3b−2の端部周面に受圧座面7−3に当接するシート面3b−2を形成して構成しているので、締付け用ナット4の締付けに伴いオリフィス管3bは接続頭部2と受圧座面7−3との間で締付けられ、より堅固に固定される。
【0019】
また、前記図7に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1をコモンレールに適用した接続構造例を図11に基づいて説明する。
すなわち、前記図9に示す接続構造と同様、円形パイプ状からなる本管レール8側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個のボス部8−4に、本管レール8の流通路8−1に通じかつ外方に開口する受圧座面8−3を有する分岐孔8−2が穿設され、図7に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1の接続頭部2のなすシート面(押圧座面)2−1aを本管レール8側の受圧座面8−3に当接係合せしめ、予め燃料噴射管側にスリーブワッシャ5を介して組込んだ締付け用ナット4を前記ボス部8−4に螺合することにより前記接続頭部2首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
前記オリフィス管3fの場合は、締付け用ナット4を締付けて燃料噴射管1を本管レール8側のボス部8−4に締着して接続した際に、該オリフィス管3fの厚肉のリング3f−2の端部も本管レール8側の受圧座面8−3に当接係合するように当該リング3f−2の端部周面が受圧座面8−3に当接してシート面を形成して構成しているので、締付け用ナット4の締付けに伴いオリフィス管3fは接続頭部2と受圧座面8−3との間で締付けられ、より堅固に固定されるのみならず、リング3f−2が軟質金属製であるのでシール性も極めて良好となる。また、当該リング3f−2は硬質金属製の管体3f−1からなるため、接続頭部成形時に縮径することもなく、管路1−3に強固に取付けが可能である。
【0020】
また、前記図8に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1をコモンレールに適用した接続構造例を図12に基づいて説明する。
すなわち、前記図11に示す接続構造と同様、円形パイプ状からなる本管レール9側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個のボス部9−4に、本管レール9の流通路9−1に通じかつ外方に開口する受圧座面9−3を有する分岐孔9−2が穿設され、図8に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管1の接続頭部2のなすシート面(押圧座面)2−1aを本管レール9側の受圧座面9−3に当接係合せしめ、予め燃料噴射管側にスリーブワッシャ5を介して組込んだ締付け用ナット4を前記ボス部9−4に螺合することにより前記接続頭部2首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
前記オリフィス管3gの場合も前記図11に示すものと同様、締付け用ナット4を締付けて燃料噴射管1を本管レール9側のボス部9−4に締着して接続した際に、該オリフィス管3gの厚肉の外管3g−2のフランジ部3g−2′も本管レール9側の受圧座面9−3に当接係合するように当該フランジ部3g−2′の端部周面が受圧座面9−3に当接してシート面を形成して構成しているので、締付け用ナット4の締付けに伴いオリフィス管3gは接続頭部2と受圧座面9−3との間で締付けられ、より堅固に固定されるのみならず、外管3g−2が軟質金属製であるのでシール性も極めて良好となる。また、当該オリフィス管3gの内管3g−1も硬質金属製であるため、管路1−3に強固に取付けが可能である。
【0021】
なお、前記図9、図11、図12に示す接続構造例におけるコモンレールとしての本管レール6、8、9は、例えば直径28mm、肉厚9mmの、比較的厚肉の管状部を有するような材質S45Cなどの鍛造品であって、ボーリング、ガンドリルなどの機械加工によってその軸芯内部を流通路となして、軸方向の周壁部に間隔を保持して複数個の一体型ボス部または別体型ボス部、ブロック・レール型の場合は接続孔部がそれぞれ設けられている。また、一体型ボス部を有するコモンレールとしては上記の接続構造に限定されるものではなく、図示しないが流通路に通ずる分岐孔をボス部の自由端部付近まで延長せしめ、受圧座面を前記ボス部の自由端部に露出するよう形成せしめ、当該ボス部の内周に雌ねじを加工してナットを前記雌ねじに螺合することにより燃料噴射管の接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式のものなどにも適用できることはいうまでもない。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るディーゼルエンジン用燃料噴射管は、接続頭部の先端開口部にオリフィス管を内嵌固着して構成したことにより、このオリフィス管がオリフィスの役目のみをしてシール性に影響を与えないためシールの安定性が高く、また脈動を低く抑えかつ伝播を遅くかつ小さくして安定した燃料の噴射を行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディーゼルエンジン用燃料噴射管の第1実施態様を示す縦断面図である。
【図2】同じく本発明の第2実施態様を示す縦断面図である。
【図3】同じく本発明の第3実施態様を示す図で、オリフィス管を接続頭部の端面とほぼ面一に設けた例を示す縦断面図である。
【図4】同じく本発明の第3実施態様を示す図で、オリフィス管の一部を接続頭部の端面より突出させて固定した例を示す縦断面図である。
【図5】同じく本発明の第4実施態様を示す縦断面図である。
【図6】同じく本発明の第5実施態様を示す縦断面図である。
【図7】同じく本発明の第6実施態様を示す縦断面図である。
【図8】同じく本発明の第7実施態様を示す縦断面図である。
【図9】図1に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図である。
【図10】図2に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をP−L−D噴射システムに適用した接続構造例を示す縦断面図である。
【図11】図7に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図である。
【図12】図8に示すディーゼルエンジン用燃料噴射管をコモンレールに適用した接続構造例を示す縦断面図である。
【図13】本発明の対象とする従来のコモンレールの燃料噴射管接続構造部の一例を示す縦断面図である。
【図14】同上のコモンレールの燃料噴射管接続構造における圧力変動抑制手段の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射管
2 接続頭部
3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g オリフィス管
4 締付け用ナット
5 スリーブワッシャ
6、8、9 本管レール
6−1、8−1、9−1 流通路
6−2、7−2、8−2、9−2 分岐孔
6−3、7−3、8−3、9−3 受圧座面
6−4、7−4、8−4、9−4 ボス部
7 ポンプボディー
Claims (4)
- 円錐もしくは球面状シート面を有する頭部と締付けナットを有するディーゼルエンジン用燃料噴射管において、少なくとも片側の管端部付近の管内に管路径より小径もしくは同一径の外径を有するオリフィス管が管端もしくは管端付近の内部に設けて構成され、かつ該オリフィス管は外部からの縮径力により管端もしくは管端付近の内部に固定されていることを特徴とするディーゼルエンジン用燃料噴射管。
- 前記オリフィス管は一端が管端より外部に突出した突出部を有し、かつ該突出部は管路径より大径のフランジ部を有していることを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジン用燃料噴射管。
- 前記オリフィス管は、硬質金属製の管体と、管端より外部に突出した当該管体の一端に外嵌した軟質金属製のリングとからなることを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジン用燃料噴射管。
- 前記オリフィス管は、硬質金属製の内管と、管端より外部に突出したフランジ部を有する軟質金属製の外管とからなることを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジン用燃料噴射管。
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