JP4618307B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は燃料噴射弁に関するものである。

燃料噴射弁は添付した図１に記載したように、高圧燃料供給口１１や低圧燃料排出口１２が設けられ、内部に電磁ソレノイドあるいはピエゾ素子（いずれも図示せず）等の駆動体を収納した外部側ボデー部材（ロアボデー部材）１、内部に外部側ボデー部材１内の駆動体により作動して燃料を制御するバルブ機構（図示せず）を収納したバルブボデー部材２、内部にバルブボデー部材２のバルブ機構により制御された燃料を分配制御する分配室等を収納したプレートボデー部材３、内部にプレートボデー部材３の分配室からの燃料により軸方向に摺動するニードル（図示せず）等を収納したノズルボデー部材４を備えており、これらの各ボデー部材１、２、３、４は中空円筒状のリテーニングナット５に収納され、リテーニングナット５のめねじ５１に外部側ボデー部材１のおねじ１３をねじ締めして各ボデー部材１、２、３、４をその各衝合面（互いのボデー部材を当接密着して一体としての機能を持たせる面）で強固に衝合し圧接ている。また、各ボデー部材１、２、３、４はねじ締付け時互い回転（円周）方向に位置ずれしないようにノックピン６で回り止めが行われている。

各ボデー部材１、２、３、４の衝合面例えばノズルボデー部材４の衝合面は添付した図８に記載したように、中心中央部には高圧燃料が供給されて保持している高圧燃料保持部４１が貫通して形成されている。この高圧燃料保持部４１の周囲には高圧燃料をシールする高圧シール面４２が形成してあり、その外側はシール面４２より肉盗みを行った低圧燃料保持部４３が設けてあり、この低圧燃料保持部４３には高圧燃料保持部４１から洩れた低圧燃料が保持される。この低圧燃料保持部４３内の燃料圧は高圧燃料保持部４１内の燃料圧に比べれば低圧であるが、その圧力は相当な圧力であり、低圧通路（図示せず）を通して燃料系に戻されるが、燃料がノズルボデー４の外部に洩れないようにしなければならない。

燃料がノズルボデー４の外部に洩れないようにするために、ノズルボデー部材４の外周部には全周に亘って外部への漏洩を防止する外周シール面４４が形成されている。一方ノズルボデー部材４の外周部には上述したノックピン６を挿入するノックピン孔４５が通常２箇所に形成してあり、このノックピン孔４５は外周シール面４４の領域内に設けられている。またノックピン孔は円形ではなく外部に一部が開放したノックピン溝４６として形成されている場合もある。なお、ノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６は一つ衝合面に別々に形成することはないが、図８（ａ）では説明の便宜上別々（１個づつ）に画いてある。

また、ノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６には、図８（ａ）、（ｂ）に示すようにノックピン６の挿入時の作業性と製作時に容易性を考慮してそのの全周に亘って面取り４７、４８が施されている。

従って、ノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６はその径あるいは幅に所定の寸法を有するため、ノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６と低圧燃料保持部４３とを結ぶ間の外周シール面４４の長さ（幅）の領域は外周シール面４４の全周において最も短い領域であり、面取り４７、４８を施した後の面取り後外周シール面長さＬ１は面取り４７、４８を施す前の面取り前外周セール面長さＬ２より短くなる（Ｌ１＜Ｌ２）。ノズルボデー部材４の外周とノックピン孔４５との間のシール面の長さはノックピン孔４５の形成により最も短かく、外部への燃料のシールは上記のノックピン孔４５と低圧燃料保持部４３とを結ぶ間の外周シール面４４でおこなわれる。ノックピン溝４６の場合でも当然ノックピン溝４６と低圧燃料保持部４３とを結ぶ間の外周シール面４４で行われる。

そのため面取り４７、４８をノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６の全周に亘って形成すればノックピン孔４５あるいはノックピン溝４６と低圧燃料保持部４３とを結ぶ外周シール面４４の長さが更に短くなり、シール性能が低下し燃料がボデー部材外部へ洩れる虞がある。なお、上記ボデー部材の説明はノズルボデー４を例にして説明したものであり、ノズルボデー４以外の外部側ボデー部材１、バルブボデー部材２、プレートボデー部材３の 各ボデー部材についても同様である。
特開２００３−１３９０１５公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、各ボデー部材に設けられたノックピン孔もしくはノックピン溝の面取りを供給された燃料が保持されている燃料保持部と当該ノックピン孔もしくはノックピン溝とを結ぶ外周シール面の最短シール長さ方向における前記燃料保持部側以外の領域に施すことにより、前記外周シール面の最短シール長さ方向におけるシール長さを維持し、ノックピンの挿入操作性を保ち従来の燃料噴射弁に比べ前記燃料保持部から外部への燃料洩れに対するシール性能を向上させることにある。

請求項１に係る発明では、供給された燃料を保持している燃料保持部が存在し、組立て時の位置決め回り止めのためのノックピンが挿入されるノックピン孔が形成され、前記燃料保持部と前記ノックピン孔もしくはノックピン溝との間に前記燃料保持部の燃料の外部への洩れをシールする外周シール面が形成された複数のボデー部材を備え、前記ノックピンを前記ノックピン孔に挿入し前記各ボデー部材の外周シール面を衝合し、リテーニングナットと外部側ボデー部材とをねじ締めしてなる燃料噴射弁であって、前記ノックピン孔の面取りを前記燃料保持部と前記ノックピン孔とを結ぶ前記外周シール面の最短シール長さ方向における前記燃料保持部側以外の領域に施すことを特徴とする。

上記構成によれば、前記外周シール面の最短シール長さ方向における前記燃料保持部側には面取りを施していないから、全周に亘って面取りをしていた従来の燃料噴射弁に比べて最短シール長さを維持して前記燃料保持部からの燃料漏れに対するシール性能を向上できると共に、面取りが施された領域でノックピンの挿入操作性を維持できる。

請求項２に係る発明では、前記外周シール面の最短シール長さ方向は前記ボデー部材の中心から半径方向であり、前記面取りを施した領域は前記ボデー部材を中心とし前記ノックピン孔を通る円周方向の領域であることを特徴とする。

上記構成によれば、前記面取りを施した領域が前記外周シール面の最短シール長さの半径方向において前記燃料保持部側に比べて遠い距離に位置するから、充分なシール性能を維持できる。

請求項３に係る発明では、前記面取りを施した領域は前記リテーニングナットと外部側ボデー部材とのねじ締めにより前記各ボデー部材に挿入されている前記ノックピンが傾く方向の領域であること特徴とする。

上記構成によれば、ねじ締めにより前記ノックピンが円周方向へ傾むき、前記ノックピン孔の内周側壁に強く当接し、当該内周側壁が変形して前記外周シール面上に盛上るのを前記面取りが施された空間部で吸収でき、従って前記シール面の平面性を保つことができる。

請求項４に係る発明では、前記ノックピン孔を一部が外部に開放したノックピン溝としていることを特徴とする。

上記構成によれば、前記ノックピン孔がその一部が外部に開放したノックピン溝である場合、前記ノックピン溝は外部と連通しているため、前記燃料保持部からの燃料洩れに対するシール性能を向上すれば当該ノックピン溝を有する燃料噴射弁に最も効果を発揮できる。

以下、図に基づき本発明の実施形態を説明する。図１は燃料噴射弁の全体構成一部断面図である。

燃料噴射弁は添付した図１に記載したように、高圧燃料供給口１１や低圧燃料排出口１２が設けられ、内部に電磁ソレノイドあるいはピエゾ素子（いずれも図示せず）等の駆動体を収納した外部側ボデー部材（ロアボデー部材）１、内部に外部側ボデー部材１内の駆動体により作動して燃料を制御するバルブ機構（図示せず）を収納したバルブボデー部材２、内部にバルブボデー部材２のバルブ機構により制御された燃料を分配制御する分配室等を収納したプレートボデー部材３、内部にプレートボデー部材３の分配室からの燃料により軸方向に摺動するニードル（図示せず）等を収納したノズルボデー部材４を備えており、これらの各ボデー部材１、２、３、４は中空円筒状のリテーニングナット５に収納され、リテーニングナット５のめねじ５１に外部側ボデー部材１のおねじ１３をねじ締めして各ボデー部材１、２、３、４をその衝合面で強固に衝合している。また、各ボデー部材１、２、３、４はねじ締付け時互い回転（円周）方向に位置ずれしないように２箇所のノックピン６で回り止めが行われている。

次に図２〜７により本発明の各実施形態すなわち各ボデー部材１、２、３、４の衝合面における形状を説明する。図２〜７はいずれもボデー部材をノズルボデー４の例とし衝合面を上部からみた一部省略平面図であり、図２、４、６はノックピン孔４５が円形の例であり、図３、５、７はノックピン孔の一部がノズルボデー４の外部と連通している溝４７の形状の例である。ボデー部材としてはノズルボデー４の他、プレートボデー部材３、バルブボデー部材２、外部側ボデー部材（ロアボデー部材）１であってもよい。なお、ノックピン孔４５、溝４７の内径、内幅はノックピン６の外径、外幅より少し大きく設定され、ノックピン６はノックピン孔４５、溝４７に対して圧入されておらず、隙間嵌合である。そして一方のボデー部材のノックピン孔、溝の内径、内幅は衝合する他方のボデー部材のノックピン孔、溝の内径、内幅と同寸法ではなく、少し寸法を大きくしている。これはボデー部材にノックピン６を挿入して相手側のボデー部材を衝合し組み付けする時の操作性を良好にするためである。

図２は本発明の第１実施形態を示すもので、図２において、ボデー部材としてのノズルボデー４の衝合面にはその中心中央部に高圧燃料が供給されて保持している高圧燃料保持部４１が貫通して形成されている。この高圧燃料保持部４１の周囲には高圧燃料をシールする高圧シール面４２が形成してあり、その外側はシール面４２より肉盗みを行った低圧燃料保持部４３が設けてあり、この低圧燃料保持部４３には高圧燃料保持部４１から洩れた低圧燃料が保持される。この低圧燃料保持部４３内の燃料圧は高圧燃料保持部４１内の燃料圧に比べれば低圧であるが、その圧力は相当な圧力であり、低圧通路（図示せず）を通して燃料系に戻されるが、燃料がノズルボデー４の外部に洩れないようにしている。なお、本発明においては高圧燃料保持部４１、低圧燃料保持部４３を含め燃料保持部と称し、燃料保持部とは燃料が供給保持されている空間部を意味する。

燃料がノズルボデー４の外部に洩れないようにするために、ノズルボデー４の外周部には全周に亘って外部への洩れを防止する外周シール面４４が形成されている。また、ノズルボデー４の外周部には上述したノックピン６を挿入するノックピン孔４５が通常２箇所（１個は省略）に形成してあり、このノックピン孔４５は外周シール面４４の領域内に設けられている。

ノズルボデー４の中心Ｙすなわち燃料保持部である高圧燃料保持部４１の中心とノックピン孔４５の中心とを結ぶ半径方向における外周シール面４４の部位（ノックピン孔４５と燃料保持部である低圧燃料保持部４３との間）の長さＬ２は、ノックピン孔４５を設ける関係上どうしても外周シール面４４の全周部位において最短シール長さの部位となる。そのためこの部位は他の部位よりシール性能が劣りやすい。一方、ノックピンのノックピン孔４５への挿入の操作性を容易にするためノックピン孔４５には面取りを施さなければならない。

そこで本発明では高圧燃料保持部４１の中心とノックピン孔４５の中心とを結ぶ半径方向における外周シール面４４の部位の低圧燃料保持部４３側領域には面取りを施さず、図示するように当該領域以外の領域に面取り７０、７１を形成している。

本第１実施形態では面取り７０、７１はノズルボデー４の中心Ｙを中心としてノックピン孔４５の中心を通る円周方向の両側に形成されている。外周シール面４４の部位の低圧燃料保持部４３側領域すなわち外周シール面４４のシール長さが最も短い領域には面取りを形成していない。面取り７０、７１の形状はノックピン孔４５の中心を通る円周方向において面取り幅が最も長く半径方向に行くに連れ短くなる三日月状を呈している。

このようにノックピン孔４５の面取り７０、７１をノズルボデー４の中心Ｙを中心としてノックピン孔４５の中心を通る円周方向の両側に形成し、最短シール長である半径方向の外周シール面４４の低圧燃料保持部４３側領域に面取りを施していないから、全周に亘って面取りをしていた従来の燃料噴射弁に比べて最短シール長さを維持して燃料保持部４３からの燃料漏れに対するシール性能を向上できると共に、面取りが施された領域でノックピンの挿入操作性を維持できる。また、面取り７０、７１を施した領域は外周シール面４４の最短シール長さの半径方向において燃料保持部４３側に比べて遠い距離に位置するから、充分なシール性能を維持できる。

なお、上記第１実施形態においては、外周シール面４４の最短シール長さＬ２の方向は、ノズル部材４の中心とノックピン孔４５の中心とを結ぶ半径方向の例でたったが、外周シール面４４の最短シール長さＬ２の方向は、燃料保持部（低圧燃料保持部）４３の外周形状によりノズル部材４の中心とノックピン孔４５の中心とを結ぶ半径方向のみならず、ノズル部材４の中心を通らない方向も存在する。本発明ではシール性能向上の観点から外周シール面４４の最短シール長さの方向は燃料保持部（低圧燃料保持部）４３とノックピン孔４５とを結ぶ外周シール面４４のシール長さが最短になる方向である。以下説明する他の実施形態においても同様である。

図３は本発明の第２実施形態を示すもので、図３においてノックピン孔の形状をボデー部材であるノズルボデー４の外部に一部が連通（開放）した四角形のノックピン溝４６にした例である。

本第２実施形態では面取り７２、７３はノズルボデー４の中心Ｙを中心としてノックピン溝４６の中心を通る円周方向の両側に形成されている。外周シール面４４の部位の低圧燃料保持部４３側領域には面取りを形成していない。面取り７２、７３の形状はノックピン孔４５の中心を通る円周方向の幅が半径方向においてもほぼ同じ幅を呈している。その他については図２で説明した第１実施形態の場合と同様である。

本第２実施形態の場合でも第１実施形態の場合と同様の効果が得られるが、ノックピン孔が溝４６形状である場合、外部と連通しているから外周シール面４４でのシール性能が強く要求されるため、燃料保持部４３からの燃料洩れに対するシール性能を向上すれば当該ノックピン溝を有する燃料噴射弁に最も効果を発揮できる。

図４は本発明の第３実施形態を示すもので、図２で説明した第１実施形態において、面取り７４、７５の形状大きさをノックピン孔４５の中心を通る円周方向の中心線近傍に形成し半径方向の長さを図２の第１実施形態における面取り長さより小さくした例である。すなわち面取り７４、７５を施した領域はノックピン６（図１に表示）が最も強く当接する領域である。

本第３実施形態の場合では、面取り７４、７５の形状大きさをノックピン孔４５の中心を通る円周方向の中心線近傍に形成し半径方向の長さを小さくしているから、各ボデー部材１、２、３、４の組み付け、取り外し時にノックピン６に作用する力によるノックピン孔４５の当接部の変形を面取り７４、７５の空間部で吸収し、外部シール面４４の平面性を良好に維持できる。

図５は本発明の第４実施形態を示すもので、図３で説明した第２実施形態において、面取り７６、７７の形状大きさをノックピン溝４６の中心を通る円周方向の中心線近傍に形成し半径方向の長さを図３の第２実施形態における面取り長さより小さくした例である。すなわち面取り７６、７７を施した領域はノックピン６（図１に表示）が最も強く当接する領域である。

本第４実施形態の場合でも、第３実施形態の場合と同様な効果を奏することができると共に第２実施形態の場合と同様にノックピン溝４６を有しシール性能が要求される燃料噴射弁に最も効果を発揮できる。

図６は本発明の第５実施形態を示すもので、第５実施形態では図２で説明した第１実施形態において、面取り７８をノックピン６（図１に表示）がリテーニングナット５（図１に表示）と外部側ボデー部材１（図１に表示）とのねじ締め付け時２つのボデー部材間のずれにより円周方向に傾く方向のみに面取り７８を設けている。ノックピン６が円周方向に傾く方向とは、通常ねじは右ねじであり、図６はボデー部材４の衝合面の上面図であり、衝合相手のボデー部材の右方向（時計回転方向）回転であるから、ノックピン孔４５を通る円周線上の右側方向である。他については第１実施形態と同様である。

第５実施形態によれば面取り７８をノックピン６が円周右方向に傾く方向に設けているから、各ボデー部材１、２、３、４の組み付け時ノックピン６に作用する力によるノックピン孔４５の円周右方向の当接壁部が変形して外周シール面４が盛上るのを面取り７８の空間部で吸収し、外部シール面４４の平面性を良好に維持できる。

図７は本発明の第６実施形態を示すもので、図３で説明した第２実施形態において、第５実施形態と同様にノックピン溝４６に面取り７９をノックピン６が円周右方向に傾く方向に設けた例である。他については第２実施形態と同様である。

第６実施形態によれば、第５実施形態と同様な効果が得られると共に、ノックピン孔が溝形状であるから、ノックピン溝４６を有しシール性能が要求される燃料噴射弁において最も効果を発揮できる。

本発明になる燃料噴射弁の全体構成一部断面図である。 本発明燃料噴射弁の第１実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 本発明燃料噴射弁の第２実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 本発明燃料噴射弁の第３実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 本発明燃料噴射弁の第４実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 本発明燃料噴射弁の第５実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 本発明燃料噴射弁の第６実施形態を示すボデー部材の要部上面図である。 （ａ）は従来説明に供するボデー部材の上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。

符号の説明

１ ボデー部材としての外部側ボデー部材
２ ボデー部材としてのバルブ部材
３ ボデー部材としてのプレート部材
４ ボデー部材としてのノズル部材
５ リテーニングナット
６ ノックピン
４１、４３ 燃料保持部としての高圧燃料保持部、低圧燃料保持部
４４ 外周シール面
４５ ノックピン孔
４６ ノックピン溝
７０〜７９ それぞれ面取り
Ｌ２ 外周シール面４４におけるノックピン孔４４と燃料保持部４３との最短シール長 さ
Ｙ ボデー部材４の中心

Claims (4)

1. 供給された燃料を保持している燃料保持部が存在し、組立て時の位置決め回り止めのためのノックピンが挿入されるノックピン孔が形成され、前記燃料保持部と前記ノックピン孔との間に前記燃料保持部の燃料の外部への洩れをシールする外周シール面が形成されたボデー部材を複数個備え、前記ノックピンを前記ノックピン孔に挿入し前記各ボデー部材の外周シール面を衝合し、リテーニングナットと外部側ボデー部材とをねじ締めしてなる燃料噴射弁であって、
   前記ノックピン孔の面取りが前記燃料保持部と前記ノックピン孔とを結ぶ前記外周シール面の最短シール長さ方向における前記燃料保持部側以外の領域に施されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記外周シール面の最短シール長さ方向は前記ボデー部材の中心から半径方向であり、前記面取りが施された領域は前記ボデー部材を中心とし前記ノックピン孔を通る円周方向の領域であることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 前記面取りが施された領域は前記リテーニングナットと外部側ボデー部材とのねじ締めにより前ボデー部材に挿入されている前記ノックピンが傾く方向の領域であること特徴とする請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 前記ノックピン孔は一部が外部に開放したノックピン溝であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の燃料噴射弁。
   
   

Images