JP4664990B2 - 燃料噴射器用密封装置および密封方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、燃料噴射器用密封装置に関し、特に、該燃料噴射器とシリンダヘッドとの間を確実に流体密封させて接続するための、該燃料噴射器のノズルリテイニングナット用密封装置に関する。さらに本発明は、燃料噴射器の部材をシリンダヘッドに流体密封する方法に関する。

１つのノズルリテイニングナットが、燃料噴射器の２つの主部材、つまり噴射ノズルとバルブ本体とを共に固定する。上記燃料噴射器のアセンブルされた状態において、上記シリンダヘッド内の上記噴射ノズルが、自動車エンジンの燃焼室に差し込まれており、該噴射ノズルを、該ノズルの上に配置された上記バルブ本体が作動させている。従って、上記燃料噴射器と上記シリンダヘッドとの間を燃焼室に対して密封する必要がある。これは、上記シリンダヘッド内において、上記ノズルリテイニングナットが、適切な設備、つまり密封座と共に機能するような適切な構成によって達成できる。

このような密封装置には、高い要求が課せられている。上記密封装置は、高い熱応力（冬季の低温始動時の−４０℃から、運転状態時の＋１５０度以上まで）にさらされる一方、他方では、高い機械的応力、特に振動応力にさらされる。さらに、上記密封装置は、燃料噴射器とシリンダヘッドとの間を、長期にわたる応力に耐えられる永続的な密封状態を保障する必要がある。

このため、従来技術では、例えば、上記ノズルリテイニングナットに水平のエッジが形成されている。該エッジは、上記噴射器穴に設けられた同じく水平のエッジに着座し、上記ノズルリテイニングナットおよび上記燃料噴射器は、大きな静的力によって上記シリンダヘッドに押し当てられている。これら２つのエッジが広面積において重複することによって、永続的に流体密封した接続が達成されている。

このような構造では、上記接続を永続的に流体密封させるために、両方の密封面は、非常に正確に加工されている必要がある。燃料噴射器と噴射器穴との横に遊びを設ける必要があるため、この形態では、燃料噴射器と噴射器穴との間のセンタリング（心出し）を行うことは不可能であって、センタリングするには、他の装置または他の機器を用いる必要がある。

ＤＥ１０１０２１９２Ａ１では、ノズルリテイニングナットは、自由端にテーパ領域を有している。該テーパ領域は、対応する噴射器穴のテーパの部分に挿入可能な、プリアセンブルされた状態、つまりノズルリテイニングナットを有する上記燃料噴射器がテーパ状の上記噴射器穴に挿入されている状態では、該ノズルリテイニングナットのテーパと上記シリンダヘッド内のテーパ状の穴との間に、２度から最大５度の円周間の角度差が存在する。これによって、上記燃料噴射器を、確実に上記噴射器穴にセンタリングすることが可能になり、その後、上記燃料噴射器は大きな静的力によって上記穴に押され、上記ノズルリテイニングナットのテーパと上記シリンダヘッド内の円錐形の穴との間に、共通の密封面が形成される。

このプリアセンブルされた状態では、上記ノズルリテイニングナットのテーパと上記シリンダヘッド内のテーパ状の穴との間の角度差が２度から５度しかないことにより、この両方の密封面の間に広面積にわたって重複面が存在する。このため、両方の密封面の間が動きを妨げる状態となるので、十分なセルフセンタリング（自動心出し）を行うことができない。この問題を、従来技術では、この両方の表面、特に上記ノズルリテイニングナットの表面を表面被膜して、ノズルリテイニングナットと噴射器穴との間のすべり摩擦係数を低減させることによって対処している。

燃料噴射器と噴射器穴との間のすべり摩擦が改善されても、２度から５度の角度差は小さすぎて、動きを妨げる状態となることを防ぐことはできず、確実にセルフセンタリングを行うことはできない。上記ノズルリテイニングナットのテーパと、上記シリンダヘッドのテーパ状の穴との間の角度差を５度以上に広げた場合、後に、密封の質の悪化が生じ、上記燃料噴射器を作動させる際に漏れが発生する。

従って、本発明の目的は、改良された燃料噴射器を提供することにある。特に、上記燃料噴射器は、上記シリンダヘッド内に該燃料噴射器が取り付けられる場合に、良好なセルフセンタリング機能を有し、該シリンダヘッドと共に機能することによって、燃料噴射器とシリンダヘッドとの間に、永続的に流体密封した接続を形成する。

本発明の目的を、シリンダヘッドおよび燃料噴射器、特に該燃料噴射器のノズルリテイニングナットおよびシリンダヘッド用の、密封装置または密封構造によって達成する。この場合、燃料噴射器の縦軸の周りを環状に取り囲む、好ましくは完全に円環状をなす、縦軸方向に窪む凹状断面プロファイルを有している第１部材が、上記凹状断面プロファイルを、第２部材の密封面または密封エッジに、流体密封した状態において押圧可能、すなわち、嵌合可能になっている。この場合、上記燃料噴射器のノズルリテイニングナットは、燃料噴射器の縦軸の周りを環状に取り囲む、好ましくは完全に円環状をなす凹状面を伴って形成されていることが好ましい。密封座エッジは、段になった噴射器穴の内部において水平に伸びているか、または、テーパ状に角度を有するように形成されている。

上記凹状面と上記密封座エッジの密封縁部とは、独特の方法で機能しあっている。プリアセンブルされた状態またはセルフセンタリングの状態では、上記燃料噴射器は、そのノズルリテイニングナットによって、人為的に力を加えられることなく噴射器穴の中に挿入されている。上記ノズルリテイニングナットおよび上記噴射器穴の寸法は、上記ノズルリテイニングナットの上記凹状領域または凹状面が、上記噴射器穴の密封座エッジの密封縁部に着座するように選定されている。運動学的反転、つまり、噴射器穴が凹状面を有し、ノズルリテイニングナットが好ましくはテーパ状をなす密封座エッジに着座するように選定することも、もちろん可能である。場合によっては、上記部材を形成している材料は交換可能としてよく、そうでなければ、その材料の選択に関して考慮が必要である。上記ノズルリテイニングナットの凹状面は、１つの円または（センタリングを行った状態の）１つの薄い円環でのみ、上記密封座エッジの縁部に着座され、これによって、上記ノズルリテイニングナットが上記噴射器穴の中で動きを妨げられる状態とならないようにできる。ノズルリテイニングナットとシリンダヘッドとの間の摩擦が少ないことによって、上記燃料噴射器は、セルフセンタリングしながら、上記噴射器穴の中に収まる。この場合、さらにセルフセンタリングしやすいように、上記凹状面は、可能な限り少ない静止摩擦係数および／またはすべり摩擦係数を有することが好ましい。

その後、燃料噴射器とシリンダヘッドとの間は、密封状態になる。この場合、上記燃料噴射器は、大きな静的力によって、上記噴射器穴または該穴の中に形成された密封座に押し当てられ、これによって、好ましくは上記シリンダヘッドと比べてより硬い凹状の領域が、上記密封座エッジを好ましくは塑性変形させ、ノズルリテイニングナットとシリンダヘッドとの間に流体密封接続が形成されるように、上記密封座エッジに押し当てられている。

上記噴射器穴の上記密封座エッジのこの変形によって、ノズルリテイニングナットとシリンダヘッドとの間に、平面状の密封部が形成される。上記密封座エッジが塑性変形されていることによって、上記密封座エッジは、上記凹状面に適合し、強い表面圧力が加えられる場合、燃料噴射器とシリンダヘッドとの間に、永続的な流体密封を形成する。さらに、これによって、表面の不均一性または小さな凹部を補償できる。このような装置は、圧力浸透に対して永続的に耐性を有し、従って、熱応力および機械的応力に非常に強く、同時に密封性を持続できる密封装置が実現される。

本発明の好ましい実施形態では、センタリング状態における、密封座エッジと凹状面との間の接点への接線と、ラジアル方向に外側へ伸びている上記密封座エッジとの間の角度は、約１０度であり、これによって、上記シリンダヘッド内の上記燃料噴射器に良好なセルフセンタリングが行われる。従来技術では、上記燃料噴射器がシリンダヘッド内に固定され、上記密封座エッジが変形している間、通常、凹状面と密封座エッジとの間の、ラジアル方向の最も外側にある接点の接線角度は、２度から５度まで変動する。上記シリンダヘッドおよび上記密封座エッジは、多くの場合、アルミニウムまたはマグネシウムから製造されている。

上記凹状面を追加的に表面加工することによって、この領域において、ノズルリテイニングナットのすべり特性を、密封座エッジまたはその縁部のすべり特性と比べて改善でき、より容易に、上記燃料噴射器を、上記シリンダヘッドに対して迅速かつ正確に配置できる。

上記凹状面が設けられていることによって、特に、上記密封座エッジのより内部に存在するラジアル領域ほど、表面圧力が特に上昇する。これによって、燃料噴射器とシリンダヘッドとの間の密封状態は、従来技術に比べて改善される。もっとも強い表面圧力は、上記密封座エッジの内側領域において生じ、この領域には、燃焼室の内部圧力も存在している。特に有利な点は、該内側領域では、圧力浸透への耐性を効果的に示すことができる点である。さらに、上記凹状面が、上記噴射器穴の密封座エッジに押し付けられていることによって、シリンダヘッドにおける応力勾配は従来技術と比べて良好となるので、上記シリンダヘッドに生じる亀裂は少なく、上記シリンダヘッドの持久性を向上させる。さらにその反対に、上記ノズルリテイニングナットへの力の導入も、従来技術に比べて最適化されるので、上記ノズルリテイニングナット内部の応力勾配も同様に良好になる。

本発明の好ましい一実施形態では、センタリング状態において、上記凹状面と上記密封座エッジとの接点と、凹状領域の外径の円周上の点とを通って伸びている接続直線（この場合、該直線上の両点と、上記ノズルリテイニングナットの縦軸上とは、同一の平面上にある）は、その直径上で反対側にある直線と、好ましくは約１０８度または約１１０度の角度をなす。この場合、好ましくは半円形の上記凹状面の半径は、５５ｍｍ±２０ｍｍ、特に５５ｍｍ±５ｍｍである。

さらに、本発明は、本発明による燃料噴射器、または、本発明によるノズルリテイニングナットを備えた燃料噴射器を有する、自動車、エンジン、または、シリンダヘッドに関する。

本発明の目的を、２つの部材をセンタリングする方法および流体密封する方法、特に、燃料噴射器またはノズルリテイニングナットを、シリンダヘッドに対してセンタリングする方法および流体密封する方法によって達成する。これらの方法では、第１部材は、燃料噴射器の縦軸の周りを環状に取り囲む、好ましくは完全に円環状をなす、凹状領域を有し、プリアセンブルされた状態では、該凹状領域は、第２部材の密封座エッジに当接しており、これら両部材を互いにセンタリングしている。上記２つの部材をアセンブルされた状態に移行させる場合、上記密封座エッジ材料が、弾性変形され、しかし好ましくは塑性変形されていることによって、上記凹状領域は、上記第２部材に移動する。その結果、表面圧力によって、凹状領域と密封座エッジとの間に共通の密封面が形成される。該密封面は、内部圧力が大きい場合にも、流体密封されている。

本発明のさらなる実施形態を、他の従属請求項に記載した。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の密封装置において、上記密封座エッジ（４２２）は、テーパ状の円錐エッジを形成し、上記密封座エッジ（４２２）の開口角は、上記テーパ領域（１２６）となす角度よりも大きく、上記密封座エッジと上記テーパ領域との２つがなす角度の開口角は、０．５度から５度、特に１度から４度、好ましくは２±０．５度であってもよい。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の密封装置において、センタリング状態では、凹状面（１２４）と縁部（４２４）との接点（Ｍ）、および、上記凹状面（１２４）の外径の円周上の点（Ａ）は、接続直線（ＭＡ）を形成し、上記接続直線（ＭＡ）は、上記燃料噴射器（１）の縦軸（Ｌ）と、５０度から６０度の角度、特に５２度から５８度の角度、好ましくは５３度から５６度の角度、および、特に好ましくは５４度から５５度の角度をなしていてもよい。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の密封装置において、上記凹状面（１２２）のプロファイルは、半円状であり、３０ｍｍから９０ｍｍ、特に４５ｍｍから６５ｍｍ、好ましくは５０ｍｍから６０ｍｍ、特に好ましくは５５±２．５ｍｍの半径（Ｒ）を有していてもよい。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の密封装置において、上記凹状面（１２２）の表面は、好ましくはショットピーニング法を用いて研磨されていてもよい。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の密封装置において、上記燃料噴射器（１）または上記ノズルリテイニングナット（１０）の上記凹状領域（１２２）に向かい合っている内側の輪郭は、凸状に形成されていてもよい。

以下に、添付の図面を参照しながら、実施形態に関して、本発明を説明する。

図１ａは、プリアセンブルされた状態における、本発明による密封装置を示す図である。

図１ｂは、アセンブルされた状態における、図１ａの密封装置を示す図である。

図２は、本発明による密封装置を有するノズルリテイニングナットを示す図である。

図３ａは、シリンダヘッドとセンタリングされた状態における、図２の、本発明による密封装置の部分的な断面図を示す図である。

図３ｂは、上記シリンダヘッドと密封された状態における、図２の本発明による密封装置を示す図である。

図４は、図２の本発明によるノズルリテイニングナットの密封領域の拡大図、および、細部の断面図を示す図である。

図５ａは、センタリングされた状態における、本発明による密封装置の第２実施形態の部分的な断面図を示す図である。

図５ｂは、密封状態における、図５ａの本発明による密封装置の第２実施形態を示す図である。

以下において、「上」または「下」、「右」または「左」のような位置を表す用語を用いているが、これは、図２に関するものである。図２では、ノズルリテイニングナット１０に関して、右の断面図を示し、左の断面図は示していないが、ノズルリテイニングナット１０は、上に配置されているバルブ本体３０によって、下に配置されている噴射ノズル２０を留めている。

図１ａおよび図１ｂは、本発明による密封装置、特に、２つの部材１０、４０（例えば、ノズルリテイニングナット１０およびシリンダヘッド４０）の間に、永続的な耐高圧性の流体密封を形成するための装置を示す図である。

図１ａは、両部材１０、４０がプリアセンブルされた状態を示す図である。この図では、部材１０は、部材４０に対して、セルフセンタリングされていることが好ましく、従って、上記プリアセンブルされた状態状態を、センタリング状態とも呼ぶ。本発明にとって、両部材１０、４０は、必ずしも相互にセルフセンタリングしあう必要はない。相互にセルフセンタリングしあわなくても、第１部材１０が第２部材４０に当接可能であるということだけで十分である。仮に相互にセンタリングする必要がある場合、セルフセンタリングは不可能であるので、外部の手段を用いてセルフセンタリングを行う必要がある。

センタリングおよび密封するために、第１部材１０は、凹状領域１２２を有し、第２部材４０は、密封座エッジ４２２を有している。両部材１０、２０がプリアセンブルされた状態では、凹状領域１２２は、その中心部で、密封座エッジ４２２の縁部４２４に当接している。図１ａおよび図１ｂでは、凹状領域１２２の上記中心部は、１つの点または小さな領域としてのみ示されているが（凹状領域１２２と密封座エッジ４２２との間の接点）、好ましくは回転した左右対称の部材１０にとって、上記中心部分は円または薄い円環であることが理想的である。凹状領域１２２の最小直径（部材１０の下の縁部）を、密封座エッジ４２２（図５ａおよび図５ｂ参照）に着座させることも、同様に可能である（さらなる実施形態）。

図１ｂに示した、両部材１０、４０の密封状態では、凹状領域１２２の一部分は、第２部材４０の材料が少なくとも弾性変形され、好ましくは塑性変形されることによって、密封座エッジ４２２に押圧されている、すなわち、嵌合されている。第１部材１０を、第２部材４０に嵌合することは、上記密封装置の縦軸Ｌから、ラジアル方向の外側に向かって、密封座エッジ４２２の縁部４２４の一部分に押し付けることによってなされる。図１ｂでは、第２部材４０の変形部を点線によって示している。その上の凹状領域１２２に沿ってラジアル方向の内側に伸びている隆起部によって、両部材１０、４０間の密封面はさらに拡大し、両部材１０、４０の流体密封性は高まる。

図２〜図４は、本発明による密封装置の好ましい第１実施形態を示す。本発明による密封装置は、ノズルリテイニングナット１０およびそれと結びついたシリンダヘッド４０に設置されている。本発明による密封装置は、シリンダヘッド４０の噴射器穴４２内の、好ましくはそのノズルリテイニングナット１０を介して、燃料噴射器１を、燃焼エンジンの燃焼室に対して密封するためのものである。

本発明による密封構造は、ノズルリテイニングナット１０の下部自由端に設けられていることが好ましい。該ノズルリテイニングナットは、噴射ノズル２０とバルブ本体３０とを留めて、燃料噴射器１に一体化している（図２参照）。しかしながら、本発明による密封装置を、燃料噴射器１そのものに設けてもよい。この場合、ノズルリテイニングナット１０は、燃料噴射器１にとっての密封機能を果たさないか、または、別の密封機能のみを果たす。第１実施形態のノズルリテイニングナット１０の上記密封装置は、噴射器穴４２（図３ａおよび図３ｂ）内の密封座と接触し、密封装置と密封座とは、ともに、図１ａおよび図１ｂに示した本発明の原理に従って機能する。

本発明による実施形態では、ノズルリテイニングナット１０の密封およびセンタリング領域１２は、２つの部分に構成されていることが好ましい。この場合、ノズルリテイニングナット１０では、下から接近するテーパ領域１２６は、凹状領域１２２に隣接する。凹状領域１２２およびテーパ領域１２６によって、ノズルリテイニングナット１０および燃料噴射器１は、噴射器穴４２（図３ａおよび図３ｂ）の中に挿入される。この場合、凹状領域１２２は、センタリング状態またはプリアセンブルされた状態において、ノズルリテイニングナット１０を噴射器穴４２の密封座エッジ４２２にセンタリングするように設計されている。ノズルリテイニングナット１０は、ラジアル方向に左右対称に構成されていることが好ましく、凹状領域１２２は、燃料噴射器の縦軸の周りを環状に取り囲む、完全に円環状をなす凹状面１２４を有している。該凹状面の断面プロファイルは、ノズルリテイニングナット１０の縦方向または軸方向Ｌに、上に向かって伸びている。しかしながら、ノズルリテイニングナット１０に、テーパ領域１２６を配置せず、ノズルリテイニングナット１０の下部のほぼテーパ状の部分に、凹状領域１２２だけを配置することもできる。ノズルリテイニングナット１０の密封領域１２の上部に、ノズルリテイニングナット１０のシリンダ領域１４が隣接しており、該シリンダ領域には、主として、バルブ本体３０が収められている。

図３ａに示した、ノズルリテイニングナット１０と燃料噴射器１とがセンタリングされている状態では、凹状面１２４または凹状領域１２２が、密封座エッジ４２２の縁部４２４上に着座する。密封座エッジ４２２の縁部４２４は、凹状面１２４上において、ほぼ、１つの円または１つの薄い円環を描いている。凹状面１２４上のこの部分が円形であればあるほど（同一の平面上であると仮定して）、ノズルリテイニングナット１０は、シリンダヘッド４０の噴射器穴４２の中にセンタリングされながら収まる。

噴射器穴４２は、段を有する円形シリンダ穴であることが好ましく、該円形シリンダ穴の下部のより小さな直径を有する部分には、噴射ノズル２０の１つの部分が収まり、該円形シリンダ穴の上部のより大きな直径を有する部分には、燃料噴射器１のノズルリテイニングナット１０が収まっている。これらの両領域は、テーパまたは環形ベベル（以下では、テーパ領域４２６と記載する）を介して、接続されていることが好ましい。しかしながら、噴射器穴４２のそれぞれの部分に直角を含む、水平の段も可能である。

センタリング状態では、縁部４２４と凹状面１２４との接点Ｍ（図３ｂの部分図）または接触円（リング）Ｍ（噴射器穴４２にセンタリングされた燃料噴射器１の実際の状況）は、凹状面１２４の（下部）内径Ｄ_Ｉ（図４）を有する円周上の点／円周（リング）Ｉと、凹状面１２４の（上部）外径Ｄ_Ａを有する円周上の点／円周（リング）Ａとの間に存在する。この場合、接点Ｍは、円周点Ｉから円周点Ａまでの距離の最初の３分の１または半分以内の位置にあることが好ましい。

以下は、点Ｍ、点Ｉ、および、点Ａだけを話題にしており、対応する円または対応する円環については話題にしていないが、当該接触円または接触円環についても意図している。さらに、以下において、例えば、角度および直線の位置についての数字による記載は、ノズルリテイニングナット１０の縦軸すなわちアキシャルＬが含まれている平面に関し、特に、図４の平面に一致するとみなされる平面に関する。

噴射器穴４２の密封座エッジ４２２は、噴射器穴４２のテーパ領域４２６の内側部分であることが好ましく、この場合、ノズルリテイニングナット１０のテーパ領域１２６を有するテーパ領域４２６は、最大０．５度から５度の円周間の開口角を有している（特に点Ｍを形成している円がＬに垂直である、理想的なセンタリング状態）。図３ａに示したような、さらなる角度の関係については、図４の説明内に記載した。

図３ｂは、ノズルリテイニングナット１０およびシリンダヘッド４０の密封状態を示し、ノズルリテイニングナット１０は、密封座エッジ４２２が好ましくは塑性変形されることによって、噴射器穴４２の密封座エッジ４２２に嵌合されている。この場合、密封座エッジ４２２の内側の変形は、再び、内側に向かって形成されていることが好ましい（図１の説明参照）。円環の表面圧力は、圧力に不安定な場所がないように、可能な限り厚く、可能な限り均等な円環の厚みと、可能な限り強い表面圧力とを有するように調整されていることが理想的である。凹状面１２４の外径縁部（Ａ）が、テーパ領域４２６または密封座エッジ４２２の中に嵌合されていないか、または、かろうじて嵌合されていない状態であることが好ましい。

図４は、テーパ領域１２６と凹状領域１２２とに分割されたノズルリテイニングナット１０の密封領域１２の詳細を示す図である。この図では、テーパ領域１２６および凹状領域１２２は、図４においてとりわけ点Ａに示される共通の円を有している。この円は、同時に、凹状領域１２２の最大外径Ｄ_Ａの円周上の点Ａでもある。凹状領域１２２の、凹状面１２４の点Ａから、下方に向かって（および内側のＬに向かって）順番に説明する。凹状面１２４上において、（センタリングされた状態における）凹状面１２４と縁部４２４との接点Ｍを介して、凹状領域１２２の最小内径Ｄ_Ｉ上に、円周上の点Ｉまで進む。本発明の好ましい一実施形態では、Ｄ_Ａは１３ｍｍであり、センタリング状態における点Ｍから形成されている円の直径Ｄ_Ｍは、約１０．９ｍｍである。この場合、上記したように、点Ｍは、点Ｉから点Ａまでの距離の最初の３分の１または半分の位置上にある。

凹状面１２４は、半円状に形成されていることが好ましく、その半径Ｒは、２０ｍｍから１００ｍｍの間に変動してもよい。本発明の好ましい一実施形態では、凹状面１２４の半径は、５５±５ｍｍである。これに応じて、本発明の原理を他の部材に適用する場合には、他の複数の半径が形成されるが、基本的に、凹状の外縁であることが重要である。単純なテーパとは異なる半円状でない外縁も、本発明に従って、同様に可能である。特に、上記凹状面の縁部、点Ｉおよび点Ａにおいては、ノズルリテイニングナット１０の他の領域に連続的に移行している場合が有効である。なぜなら、ノズルリテイニングナット１０の応力勾配、または、凹状面１２４の縁部（Ｉ、Ａ）の力をテーパ領域４２６に導入することが、より有効であり、これらはそれほど急速に変動しないからである。これには、例えばクロソイドが適している。

以下の、本発明による密封装置の角度値の記載は、ノズルリテイニングナット１０の縦軸Ｌの周りを回転する直線によって形成されるテーパの内部開口角を指す。この場合、このような直線Ｔ_Ｍは、ノズルリテイニングナット１０のセンタリング状態である場合、点Ｍへの接線であり、センタリング状態の上記テーパの開口角α_Ｍは、凹状面１２４の半径Ｒに応じて、１０４度と１１０度との間であることが好ましい。点Ａへの接線Ｔ_Ａの対応する角度α_Ａは、同じく凹状面１２４の半径Ｒに応じて、１０７度から１１３度の間にあることが好ましい。点Ｍと点Ａとを結ぶ接続直線ＭＡの角度βは、１０６度から１１２度であることが好ましい。これら全ての値の記載は、ノズルリテイニングナット１０がセンタリングされている状態の点Ｍに関する。点Ｍは、ノズルリテイニングナット１０がシリンダヘッド４０に嵌合されるにつれて、点Ａ（および、当然、密封座４２２に沿った線）の方向の凹状面１２４に沿って移動し始め（点Ｍｎ）、直線ＭｎＡは、接線Ｔ_Ａに益々近づく。これは、図４の細部を示す部分図により詳細に示されている。この図では、Ｍｎは、凹状面１２４と密封座４２２との間の、ラジアル方向の最も外側に位置する接点である。

上記した実施形態に関連する、本発明のほかの実施形態を、次のパラメータによる表に記載した。

この場合、これらの変数は図４に関し、図４では、ＭからＡまでの移動の場合の、凹状面１２４上の点Ｍと点Ａとの間の値に、典型値の、Ｍｎ＝１２．０ｍｍを引用している。

図５ａは、本発明による、燃料噴射器１またはノズルリテイニングナット１０用の密封装置の、第２実施形態を示す図である。この形態では、凹状面１２４は、密封座４２２の縁部４２４にセンタリングされているのではなく、密封座４２２の下縁部にセンタリングされている。これは、噴射器穴４２の直径をより小さく形成でき、燃料噴射器１の噴射ノズル２０により近づくことができるという利点を有している。さらに、凹状面１２４の上縁部だけを、密封座４２２に当接させることもできる（凹状面１２４の最大直径である、円（円環）Ａ）。さらに、センタリング状態では、両方の円縁部Ｉ、Ａを、密封座４２２に着座させてもよい。これによって、両方の円縁部Ｉ、Ａが密封座４２２に接している場合にのみ、上記センタリング位置が収まるように、これら両部材のセンタリング位置を確認することができるという利点が生じる。

図５ｂは、密封状態を示し、この場合、両方の円または円環縁部Ｉ、Ａは、シリンダヘッド４０の密封座４２２の中に押し込まれ、図に示した場合では、２つの密封領域を形成している。ノズルリテイニングナット１０がシリンダヘッド４０に強く嵌合されるほど、ノズルリテイニングナット１０とシリンダヘッド４０との間に残る隙間は小さくなる。さらに、上記密封状態を、例えば、円縁部Ｉの最下部だけ、または、円縁部Ａの最上部だけが密封座４２２に嵌合されるように構成してもよい。

ノズルリテイニングナット１０とシリンダヘッド４０との間には、空洞が生じないことが好ましい。このような密封装置を実現する場合、まず、存在する空洞の気抜きを設けることが必要であろう。この気抜き自体は、ノズルリテイニングナット１０をシリンダヘッド４０の中にはめ込むことによって、ふさがれることが好ましい。この気抜きを、例えば、シリンダヘッド４０またはノズルリテイニングナット１０の中に溝を設けることによって行うことができ、該溝には、ノズルリテイニングナット１０の材料、または、シリンダヘッド４０の材料が、押し込まれる際に侵入する。さらに、同様の方法によってふさがれるような複数の穴を設けてもよい。

ノズルリテイニングナット１０に関して上記した実施形態は、燃料噴射器１にも関連する。該燃料噴射器は、そのノズルリテイニングナット１０によってシリンダヘッド４０に密封されているのではなく、本発明による装置を他の部分に有している。燃料噴射器１の本発明による装置と、上記シリンダヘッド上または上記シリンダヘッド内の対応する密封座とは、ともに、本発明の密封装置を形成している。

プリアセンブルされた状態状態における、本発明による密封装置を示す図である。 アセンブルされた状態における、図１ａの密封装置を示す図である。 本発明による密封装置を有するノズルリテイニングナットを示す図である。 シリンダヘッドとセンタリングされた状態における、図２の本発明による密封装置の部分的な断面図を示す図である。 上記シリンダヘッドと密封された状態における、図２の本発明による密封装置を示す図である。 図２の本発明によるノズルリテイニングナットの密封領域の拡大図、および、細部の断面図を示す図である。 センタリングされた状態における、本発明による密封装置の第２実施形態の部分的な断面図を示す図である。 密封状態における、図５ａの本発明による密封装置の第２実施形態を示す図である。

Claims (15)

1. 密封座エッジ（４２２）に対して流体密封するための、燃料噴射器（１）のノズルリテイニングナット（１０）とシリンダヘッド（４０）との密封装置であって、
   上記ノズルリテイニングナット（１０）と上記シリンダヘッド（４０）との間の密封領域（１２）を含み、
   上記密封領域（１２）は、上記燃料噴射器（１）の縦軸の周りを、上記縦軸の方向に窪んだ凹状断面プロファイルを有して環状に取り囲む凹状の外縁（１２４）を有する凹状領域（１２２）を備え、
   上記凹状の外縁（１２４）は、上記ノズルリテイニングナット（１０）が着座する上記シリンダヘッド（４０）の上記密封座エッジ（４２２）に密封部を形成することが可能である、密封装置。
2. 上記凹状領域（１２２）は、上記縦軸の周りを完全に円環状をなして取り囲む凹状面（１２４）からなる上記凹状の外縁（１２４）によって形成され、上記凹状領域（１２２）に、上記縦軸に対してラジアル方向に伸びているテーパ領域（１２６）が隣接している、請求項１に記載の密封装置。
3. センタリング状態では、上記凹状領域（１２２）は、上記密封座エッジ（４２２）の上に配置され、上記凹状面（１２４）の円環状をなす切片が、上記密封座エッジ（４２２）の縁部（４２４）に着座している、請求項２に記載の密封装置。
4. 密封状態では、上記凹状領域（１２２）は、上記密封座エッジ（４２２）に固着しながら接続され、上記凹状領域（１２２）は、上記密封座エッジ（４２２）の、少なくとも弾性変形、好ましくは塑性変形によって、上記密封座エッジ（４２２）に嵌合されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の密封装置。
5. 上記凹状面（１２４）は、上記ノズルリテイニングナット（１０）の密封面に形成され、上記密封面は、上記シリンダヘッド（４０）の噴射器穴（４２）の密封座エッジ（４２２）に接触して着座している、請求項２または３に記載の密封装置。
6. 密封状態では、上記縦軸の方向（Ｌ）に伸びている上記凹状領域（１２２）の少なくとも１部分が、上記噴射器穴（４２）の上記密封座エッジ（４２２）とともに機能して、上記燃料噴射器（１）を、上記シリンダヘッド（４０）に対して流体密封して固定している、請求項５に記載の密封装置。
7. 上記密封座エッジ（４２２）は、テーパ状の円錐エッジを形成し、上記密封座エッジ（４２２）の開口角は、上記テーパ領域（１２６）となす角度よりも大きく、上記密封座エッジと上記テーパ領域との２つがなす角度の開口角は、０．５度から５度、特に１度から４度、好ましくは２±０．５度である、請求項２に記載の密封装置。
8. センタリング状態では、上記凹状面（１２４）と縁部（４２４）との接点（Ｍ）、および、上記凹状面（１２４）の外径の円周上の点（Ａ）は、接続直線（ＭＡ）を形成し、上記接続直線（ＭＡ）は、上記縦軸（Ｌ）と、５０度から６０度の角度、特に５２度から５８度の角度、好ましくは５３度から５６度の角度、および、特に好ましくは５４度から５５度の角度をなす、請求項２、３、５、６、７のいずれか１項に記載の密封装置。
9. 上記凹状面（１２４）の断面プロファイルは、半円状であり、３０ｍｍから９０ｍｍ、特に４５ｍｍから６５ｍｍ、好ましくは５０ｍｍから６０ｍｍ、特に好ましくは５５±２．５ｍｍの半径（Ｒ）を有する、請求項２、３、５、６、７、８のいずれか１項に記載の密封装置。
10. 上記凹状面（１２４）の表面は、好ましくはショットピーニング法を用いて研磨されている、請求項２、３、５、６、７、８、９のいずれか１項に記載の密封装置。
11. 好ましくはアルミニウムからなる上記密封座エッジ（４２２）の材料は、好ましくは鋼鉄からなる上記凹状領域（１２２）の材料よりも柔らかい、請求項１〜９のいずれか１項に記載の密封装置。
12. 上記燃料噴射器（１）または上記ノズルリテイニングナット（１０）の上記凹状領域（１２２）に向かい合っている内側の輪郭は、凸状に形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の密封装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載されているノズルリテイニングナット（１０）が取り付けられた密封装置を有する、燃料噴射器、特にディーゼル噴射器、好ましくはポンプノズル噴射器。
14. 上記ノズルリテイニングナット（１０）の上記凹状領域（１２２）は、上記シリンダヘッド（４０）の噴射器穴（４２）の上記密封座エッジ（４２２）の縁部（４２４）に収まっている、請求項１３に記載の燃料噴射器を含む、自動車、エンジン、またはシリンダヘッド。
15. 燃料噴射器（１）の第１部材（１０）と、シリンダヘッド（４０）としての第２部材（４０）との両部材を、上記両部材の間に密封領域を形成した状態でセンタリングする方法、および、耐高圧性を有し永続的に流体密封する方法であって、
    上記第１部材（１、１０）は上記燃料噴射器（１）の縦軸の周りを、上記縦軸の方向に窪んだ凹状断面プロファイルを有し完全に円環状をなして取り囲む凹状面（１２４）からなる凹状の外縁（１２４）を有する凹状領域（１２２）を有し、上記第２部材（４０）は密封座エッジ（４２２）を有し、
    上記両部材（１、１０；４０）がプリアセンブルされた状態で、上記凹状領域（１２２）を上記密封座エッジ（４２２）に配置して、上記両部材（１、１０；４０）を互いにセンタリングし、
    上記両部材（１、１０；４０）をアセンブルされた状態に移行させるときに、上記第２部材（４０）の材料が、少なくとも弾性変形され、好ましくは塑性変形されていることによって、上記凹状領域（１２２）の少なくとも１部分を上記密封座エッジ（４２２）に嵌合して、上記両部材（１、１０；４０）を流体密封する方法。

Images