JP4638757B2 - 支持部材 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁を、弁収容部、特に内燃機関のシリンダヘッドの弁収容部の側と燃料分配管路の側とで交互に支持するための支持部材に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９２６４９０号明細書から既に公知の、吸気管に固定するための燃料噴射弁用の固定装置の場合、燃料分配管路若しくは差込みニップルにおける燃料噴射弁の軸方向での位置固定は、半径方向でばね弾性的な２つの脚部の設けられた、Ｕ字形の位置固定クランプとして構成された固定部材によって行われる。この場合、この位置固定クランプは組込み状態で差込みニップルの対応する切欠きを介して係合しており且つ環状溝として形成された、燃料噴射弁の接続管片の切欠きに突入して係止可能である。この場合、シールリングのひずみ無しで燃料噴射弁の正確な位置固定を達成するためには、差込みニップルの切欠きと位置固定クランプとの間、並びに環状溝と位置固定クランプとの間の軸方向遊びが小さく保持されることが望ましい。

前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第２９２６４９０号明細書において公知の固定装置の欠点は、燃料噴射弁に対する様々な保持部材のひずみ作用である。燃料噴射弁内で形成される動力伝達は変形を生ぜしめ、延いては弁ニードルが締め付けられるまでに行程を変化させ且つ一般に薄肉に複数箇所で互いに溶接されたケーシング部材の圧力負荷又は曲げ負荷を惹起する。更に、どんな固定手段も、例えば支持カラーに基づいて燃料噴射弁の半径方向の伸張拡大を生ぜしめ、延いては組込みに際して所要スペースの増大を生ぜしめる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９２６４９０号明細書

本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。

この課題を解決するために本発明では、支持部材が、クランプ及び該クランプに形成された、半径方向及び軸方向で変形可能な複数のフレームを有しているようにした。

請求項１の特徴部に記載の構成を有する本発明による燃料噴射弁のための支持部材は、該支持部材がその形状と、対応して構成されたフレームの両方に基づいて、製作誤差及びずれを補償しつつ、燃料噴射弁に対する燃料分配管路の保持力を伝達するために働くという利点を有している。即ち、この場合、支持部材のフレームとクランプとは軸方向及び半径方向で変形可能に構成されているので、均一な力配分延いては高い安定性と連続運転耐久性とが、容易な製作及び組込みと同時に保証されている。

従属請求項に記載した構成手段によって、請求項１に記載した支持部材の有利な改良が可能である。

特に有利には、支持部材は打抜き加工によって薄板から簡単に製作可能である。

有利には、本発明による支持部材では、シリンダヘッドの端面に燃料噴射弁を固定するためのねじ又はクランプが省かれる。

打ち抜かれた切欠きは、容易に製作可能であると同時に有利には燃料噴射弁における支持部材の確実な位置固定及び燃料分配管路の簡単な支持のために役立つ。

この場合、フレームはウェブによって支持部材のクランプに結合されている。

別の有利な構成では、フレームは湾曲部によって互いに結合されている。

フレーム若しくは湾曲部は、有利には力導入に基づいて半径方向外側に移動し且つクランプの外側輪郭を凌駕するように変形される。このことは、弁収容部内で支持部材を付加的にガイドするために役立つ。

クランプも、やはり半径方向及び軸方向でフレキシブルなので、あらゆる任意の方向のずれが保証され得る。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１Ａ〜図１Ｃ及び図２Ａ〜図２Ｃには、内燃機関のシリンダヘッド内で燃料噴射弁を位置固定し且つ燃料噴射弁を燃料分配管路に接続するための本発明による支持部材１の２つの実施例を様々な方向から見た図が、それぞれ同様に示されている。

この場合、上側の列の各図には本発明により構成された支持部材１の平面図が、真ん中の列の各図には斜視図が、並びに下側の列には側面図が示されている。左欄（図１Ａ及び図２Ａ）では、支持部材１の組込みは完了しているが未負荷の状態、真ん中の欄（図１Ｂ及び図２Ｂ）では、支持部材１の予負荷された状態、並びに右欄（図１Ｃ及び図２Ｃ）では支持部材１の組込みが完了し且つ負荷された状態が示されている。

支持部材１は、燃料装置の個々のコンポーネントを互いにフレキシブルに位置固定するために、それぞれ燃料噴射弁を取り囲むクランプ２と、このクランプ２に形成されたフレーム３と、舌片４と、脚部１７とを有している。支持部材１は、図示の各ポジションにおいて舌片４を以て燃料噴射弁に接し且つフレーム３を以て燃料分配管路に接するように組み込まれるか、又は１８０°回動させてフレーム３を以て燃料噴射弁に係合し且つ舌片４を以て燃料分配管路に係合するように組み込まれてよい。

従来の支持部材１の場合は、フレーム３が最も激しく負荷される構成部材であり、その時々の加工成形に対応してクランプ２から折れてしまう傾向がある。この場合、燃料分配管路と燃料噴射弁との間のずれの無い力導入は最早保証されていないので、横方向力が発生して、様々な構成部材の損傷を引き起こす恐れがある。

これを防止するためには、フレーム３が本発明に基づいて、軸方向でも半径方向でも塑性・弾性変形され得るようにクランプ２に一体成形されており、これによって、一方では確実な位置固定が横方向力の補償と一緒に可能になり且つ他方では導入された力の配分及びフレーム３とクランプ２との間の移行範囲の負荷軽減が可能になる。

図１及び図２の真ん中の各列を見てみると、支持部材１の様々な負荷段階が明らかである。

まず最初に、支持部材はスタンピング、クランプ２とフレーム３との間の切欠き５の打抜き及びクランプ２におけるスリット６の打抜きによって製作される。次いで、クランプ２が、図１Ａ若しくは図２Ａに示した形が得られるまで曲げられる。支持部材１はまだ負荷されていない状態である。

図１及び図２から、フレーム３はクランプ２に、切欠き５を適当に加工成形することによって、ウェブ７を介して結合されているということが判る。即ち、フレーム３は極めてフレキシブルなばね特性を有している。

図１Ｂ及び図２Ｂでは、別のステップにおいて支持部材１の変形が実施され、この変形によって、フレーム３がクランプ２の角隅部９における突合わせ領域８でクランプに接触させられて、支持部材１の組付けは完了である。

今、支持部材１は燃料噴射弁と燃料分配管路との間に組み込まれ、燃料分配管路が支持部材１を介して、規定された保持力を燃料噴射弁に加える。これにより、フレーム３は図１Ｃ及び図２Ｃから判るように、一方では軸方向で且つ他方では半径方向で変形される。この場合、軸方向の変形は、フレーム３とクランプ２との間の間隔若しくは切欠き５の幅が、無力状態と比較して小さくなるということを生ぜしめる。フレーム３がクランプ２に接触する突き合わせ領域８において、フレーム３は燃料分配管路の押圧力によって付加的に半径方向外側に移動する。このことは、特に図１Ｃ及び図２Ｃの上側の各列に示した支持部材１の平面図でも認識することができる。つまり、フレーム３に作用する力は半径方向成分と軸方向成分とを有しており、このことは、フレーム３が均一に良好に支持され且つ位置固定された状態において、より少なく負荷されるということを生ぜしめる。これにより、支持部材１の耐用年数が増大する。付加的に、弁収容部内での支持部材のガイドのために役立つ。

図１及び図２には、任意に組合せ可能に支持部材１に形成されていてよい、別の構成も付加的に含まれている。即ち、図１に示した第１実施例は、フレーム３に各１つの突出部１０を有しており、この突出部１０は燃料噴射弁若しくは燃料分配管路とのフレーム３の接触面を縮小させ、これにより、半径方向の変形が比較的小さな摩擦下で進行可能である。

図２に示した第２実施例では、クランプ２が別のスリット１１を有しており、このスリット１１はクランプ２の半径方向及び軸方向の弾性に影響を及ぼし、これにより、ばね特性は意図的に要求に適合され得る。

図３Ａ及び図３Ｂには、支持部材１の作用形式を理解しやすくするために、それぞれ負荷されていない状態及び負荷が図１Ｃ及び図２Ｃに示した圧力負荷を超える程押圧力が強力な、著しく負荷された状態が示されている。その結果、クランプ２自体は変形される。

この場合、図３Ａから判るように、支持部材１のクランプ２は、脚部１７の軸方向延在部が舌片４の軸方向延在部に対して相対的にＸ分だけ小であるように加工成形されている。これに基づいて、負荷されていない状態では舌片４だけが燃料分配管路又は燃料噴射弁に接触している一方で、脚部１７は燃料分配管路又は燃料噴射弁の対応するショルダに支持されるのではなく、単に軸方向ガイドを生ぜしめるに過ぎない。

今、軸方向の力が支持部材１に作用すると、まず最初にフレーム３が最も弱い部材として負荷によって変形される。前記の力が更に増大すると、この力は支持部材１のクランプ２にも導入され、その結果、クランプ２は脚部１７を燃料分配管路若しくは燃料噴射弁の接触面から隔てているＸ分だけ圧縮される。このような負荷状態は、図３Ｂから明らかである。即ち、軸方向と半径方向との多重フレキシビリティーに基づいて、あらゆる負荷状態に関して、個々の構成部材の損傷を防ぐ確実な支持が保証されている。

図４Ａ〜図４Ｃには、本発明によって構成された支持部材１の第３実施例をそれぞれ異なる方向から見た図が示されている。この実施例においてクランプ２は、図５Ａ及び図５Ｂに示した第４実施例と同様に、燃料噴射弁に半径方向で周面係合する舌片４の代わりに、燃料噴射弁又は燃料分配管路に被せられる２つの軸方向の舌片４を有している。緊締作用及びずれを補償する支持作用は、この実施例によっても保証されている。支持部材１のばね特性を変えるためのあらゆる手段が、当該実施例にも適用可能である。

図４Ａには、燃料噴射弁１２と燃料分配管路１３との間に組み込まれた支持部材１が示されており、この支持部材１はまだ押圧力によっては負荷されていない。フレーム３は、この実施例では燃料噴射弁１２に接触している一方で、舌片４は燃料分配管路と係合状態にある。

この場合、燃料噴射弁１２は特に直接噴射式の燃料噴射弁１２の形で構成されていてよく、この燃料噴射弁１２は、特に混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関（詳しくは図示せず）の燃焼室に燃料を直接に噴射するために、内燃機関のシリンダヘッドの弁収容部に挿入可能である。弁収容部も同様に、吸気管（図示せず）の収容管片に設けられていてよい。燃料噴射弁１２は、この燃料噴射弁１２を作動させるための電気的な接触接続用に、電気的な接続部１４を有している。

図４Ｂから判るように、この実施例では支持部材１は、上で説明した実施例に記載したフレームをクランプ２と結合するウェブ７を最早有していない。その代わりにフレームは、負荷されていない状態で全長がクランプと接触する湾曲部１５に続いている。このことは、図４において暗に示されている。この場合、湾曲部１５は専らフレーム３に結合されており、これにより、湾曲部１５は、フレーム３に対して不都合な力を導入する恐れのある横方向力を免れ続ける。これにより、支持部材１の舌片の広がり及び続く支持部材１の脱落が回避され得る。

支持部材１が燃料分配管路１３の押圧力によって負荷されると、フレーム３及びフレーム３の間に形成された湾曲部１５もやはり半径方向で変形するので、湾曲部１５は半径方向外側に向かってクランプ２の外側輪郭を越えて湾曲する。これにより、湾曲部１５は同時に、図４Ｂに示したように軸方向でフレーム３とは逆方向に変形されて、クランプ２によって持ち上げられる。これにより、この場合も弁収容部における支持部材のガイドが高められる。

湾曲部１５の変形及び移動は、図４Ｃに示した本発明により構成された支持部材の平面図においても良好に認識することができる。

図５Ａ及び図５Ｂに示した本発明によって構成された支持部材１の第４実施例は、図４Ａ〜図４Ｃに示した第３実施例とほぼ同様に構成されてはいるが、曲げられた湾曲部１５を有している。この場合、湾曲部１５はフレーム３間のほぼ中央に凹部１６を有しており、この凹部１６は比較的強度のずれにおいて、フレーム３及び湾曲部１５の下流側に接触している燃料噴射弁１２が湾曲部１５に載着されず、延いては横方向力が生ぜしめられる恐れがなく、これにより、燃料噴射弁１２及び支持部材１が損傷される恐れはない。この場合、クランプ２の輪郭は、図５Ａ及び図５Ｂから判るように、湾曲部１５の輪郭に適合されていてよい。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、例えば自己点火式の内燃機関の燃焼室に噴射するための燃料噴射弁１２のためにも適用可能である。特に、図示の支持部材１は逆転した組込み状態で組み付けられてよく、その結果、フレーム３は燃料分配管路１３の代わりに燃料噴射弁１２に支持される。本発明の全ての構成は、任意で互いに組み合わせることができる。

図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ本発明により構成された燃料噴射弁用の支持部材の第１実施例を異なる方向から見た図である。 図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ本発明により構成された燃料噴射弁用の支持部材の第２実施例を異なる方向から見た図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示した本発明により構成された支持部材の弾性変形を概略的に示した図である。 図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ本発明により構成された燃料噴射弁用の支持部材の第３実施例を異なる方向から見た図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ本発明により構成された燃料噴射弁用の支持部材の第４実施例を異なる方向から見た図である。

符号の説明

１ 支持部材、 ２ クランプ、 ３ フレーム、 ４ 舌片、 ５ 切欠き、 ６，１１ スリット、 ７ ウェブ、 ８ 突合わせ領域、 ９ 角隅部、 １０ 突出部、 １２ 燃料噴射弁、 １３ 燃料分配管路、 １４ 接続部、 １５ 湾曲部、 １６ 凹部、 １７ 脚部

Claims (17)

1. 燃料噴射弁（１２）を、弁収容部の側と燃料分配管路（１３）の側とで交互に支持するための支持部材において、
   支持部材（１）が、前記燃料噴射弁（１２）を取り囲むようにされたクランプ（２）と、該クランプ（２）の、前記燃料噴射弁（１２）の軸線方向端部に形成された半径方向及び軸方向で変形可能な複数のフレーム（３）とを有しており、これらのフレーム（３）が互いに対向位置しており、フレーム（３）と前記クランプ（２）との間に切欠き（５）が形成されており、支持部材（１）が方形の横断面形状を有しており、前記切欠き（５）が、前記クランプ（２）の角隅部（９）を越えて、前記フレーム（３）の間で加工成形されるクランプ（２）の曲げられた領域にまで延びており、前記支持部材（１）が、前記フレーム（３）をもって前記燃料分配管路（１３）又は前記燃料噴射弁（１２）を保持可能に形成されることを特徴とする、支持部材。
2. フレーム（３）が結合部としてのウェブ（７）を介してクランプ（２）に結合されている、請求項１記載の支持部材。
3. 前記結合部としてのウェブ（７）がフレーム（３）間のほぼ中央に配置されている、請求項２記載の支持部材。
4. フレーム（３）が湾曲した形状を有する湾曲部（１５）により形成されている、請求項１又は２記載の支持部材。
5. 湾曲部（１５）が、フレーム（３）は別としてクランプ（２）に対する結合部を有していない、請求項４記載の支持部材。
6. 湾曲部（１５）が曲げられて形成されている、請求項４又は５記載の支持部材。
7. 湾曲部（１５）が、フレーム（３）間のほぼ中央に凹部（１６）を有している、請求項６記載の支持部材。
8. クランプ（２）の輪郭が湾曲部（１５）の輪郭に適合されている、請求項６又は７記載の支持部材。
9. フレーム（３）の数が２である、請求項１から８までのいずれか１項記載の支持部材。
10. クランプ（２）が付加的なスリット（１１）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の支持部材。
11. フレーム（３）が、該フレーム（３）の燃料噴射弁若しくは燃料分配管路との接触面を縮小させる各１つの突出部（１０）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の支持部材。
12. 少なくとも２つの舌片（４）が設けられており、これらの舌片が燃料噴射弁（１２）又は燃料分配管路（１３）に周面係合しているか、又は軸方向で燃料噴射弁（１２）又は燃料分配管路（１３）に接触している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の支持部材。
13. 支持部材（１）が前記燃料分配管路（１３）又は前記燃料噴射弁（１２）の軸方向を案内するよう形成された脚部（１７）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の支持部材。
14. 支持部材（１）のクランプ（２）が、舌片（４）及びフレーム（３）によって補償可能な負荷を超える負荷に基づいて所定の分（Ｘ）だけ塑性・弾性変形可能である、請求項１３記載の支持部材。
15. クランプ（２）がばね鋼から打抜き加工によって製作されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の支持部材。
16. 支持部材（１）が正方形の横断面形状を有している、請求項１記載の支持部材。
17. 燃料噴射弁（１２）が、支持部材（１）によって燃料分配管路（１３）に対して緊締されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の支持部材。

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