JP5136447B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給管から供給される燃料を内燃機関の中に噴射する燃料噴射弁に関するものであり、特に、燃料供給管の接続管内に挿入接続する燃料流入口周りの形状に関するものである。

下記の特許文献１には、内燃機関（エンジン）の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁と、その燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給管と、燃料噴射弁と燃料供給管とを接続した状態で保持するクリップ部材とから構成される燃料噴射装置が開示されている。

特開２００３−２８６９２６号公報

図５は、従来の燃料噴射弁１の一例を示す部分正面図であり、図６は、図５の燃料噴射弁１と燃料供給管１０、１１とを接続した状態を示す部分断面図である。なお、いずれの図も、噴射ノズルの部分は、省略して示す。燃料噴射弁の組み付けには、大きく分けて２つの方法がある。

１つは、内燃機関の複数の気筒に応じた複数の燃料噴射弁を、それぞれ挿入組み付けした後、それらの複数の燃料噴射弁に対して燃料供給管を挿入接続する方法である。もう１つは、燃料供給管に内燃機関の複数の気筒に応じた複数の燃料噴射弁を予め接続保持させておき、燃料供給管ごと複数の燃料噴射弁を同時に内燃機関に挿入組み付けする方法である。

前者の組み付け方法は、作業性は悪いが、燃料供給管と燃料噴射弁とを接続した状態で保持するクリップ部材が不要である。また、後者の組み付け方法は、作業性は良いが、上記した特許文献１のような、燃料供給管と燃料噴射弁とを接続した状態で保持するクリップ部材が必要となる。

これは、図６に示すように、燃料供給管１０（接続管１１）から燃料噴射弁１が脱落するのを防ぐのは、圧縮させたＯリング３の摩擦力だけであり、不確実なためである。しかしながら、この燃料噴射弁１の脱落防止のためにクリップ部材を用いるのは、クリップ部材のコスト、クリップ部材の組み付け、およびクリップ部材のスペース確保などと問題点も多い。

そこで本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、クリップ部材を用いることなく、燃料供給管（接続管）に挿入した後の脱落を防ぐことのできる燃料噴射弁を提供することにある。なお、上記の説明に用いた図５、図６の中で説明していない符合は、後述の実施例中で説明する符合と対応しているため、ここでの説明は省略する。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、燃料供給管（１０、１１）から供給される燃料を内燃機関の中に噴射する燃料噴射弁において、
燃料供給管（１０、１１）に挿入接続する側の端部に構成されたフランジ部（２１）と、フランジ部（２１）よりも軸方向中心側に形成された円筒状のシール部（２２）と、シール部（２２）の外周側に配されたＯリング（３）と、フランジ部（２１）とシール部（２２）との間に有し、Ｏリング（３）がシール部（２２）からフランジ部（２１）側へずれるほどＯリング（３）の内径を拡大させる拡径部（２３）と、を備え、
拡径部（２３）は、Ｒ面もしくはフランジ部（２１）に向かうに従って曲率が変化する曲面（２３Ｂ）で形成され、
フランジ部（２１）と拡径部（２３）との間に、拡径部（２３）の最大径部から径を縮小する縮径部（２４）もしくは／および拡径部（２３）の最大径部より径の小さい小径部（２５）を有していることを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、燃料噴射弁（１）を燃料供給管（１０、１１）に挿入接続した後、燃料噴射弁（１）を燃料供給管（１０、１１）から抜く方向に力（Ｆ）が加わった場合、まず両者の間に配されたＯリング（３）が、圧縮に対する反発力での摩擦力によって抜け出しに対する抵抗となる。しかし、さらに抜く方向に力（Ｆ）が加わった場合、Ｏリング（３）が燃料噴射弁（１）と燃料供給管（１０、１１）との相対する動きによってフランジ部（２１）側へずれることとなる。

このずれによってＯリング（３）がシール部（２２）のフランジ部（２１）側に形成した拡径部（２３）に乗り上げることとなり、この拡径部（２３）に乗り上げた分だけＯリング（３）の内径が拡径されて圧縮率が高まり、Ｏリング（３）の内外面での摩擦力が高まり、燃料供給管（１０、１１）からの抜け出しを防止するというくさび効果を得ることができる。これにより、クリップ部材を用いることなく、燃料供給管（１０、１１）に挿入した後の燃料噴射弁（１）の脱落を防ぐことができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、燃料噴射弁（１）に無駄な肉を付けることがなくなるうえ、フランジ部（２１）をＯリング（３）の抜け防止として有効に生かすことができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射弁において、拡径部（２３）は、燃料供給管（１０、１１）からの燃料流入口を形成するインレット（２）に一体形成もしくは樹脂成形されていることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、燃料噴射弁（１）のコストを抑えることができる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施例における燃料噴射弁１を示す正面図である。 図１の燃料噴射弁１を燃料供給管１０に接続した状態を示す部分断面図である。 本発明の第２実施例における燃料噴射弁１を示す部分正面図である。 本発明の第３実施例における燃料噴射弁１を示す部分正面図である。 従来の燃料噴射弁１の一例を示す部分正面図である。 図５の燃料噴射弁１と燃料供給管１０とを接続した状態を示す部分断面図である。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について、図１および図２に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例における燃料噴射弁１を示す正面図であり、図２は、図１の燃料噴射弁１を燃料供給管１０に接続した状態を示す部分断面図である。なお、図２では、後述するノズル６の部分を省略して示す。

本実施例の燃料噴射弁１は、図示しないエンジン（内燃機関）の燃焼室内に、先端のノズル６部分から燃料を直接噴射するものである。燃料噴射弁１の燃料流入口を形成するインレット２は、図２に示すように、燃料供給管１０から気筒毎に分配するための接続管（本発明で言う燃料供給管）１１の内部に挿入接続され、接続管１１とインレット２との間は、シール部材としてのＯリング３によってシールされる。

インレット２の接続管１１との接続側（図１の上側）端面には、一度挿入したＯリング３が抜け落ちるのを防ぐため、Ｏリング３の内径よりも径を大きくしたフランジ部２１が一体に形成されている。そのフランジ部２１の軸方向中心側（下側）には、Ｏリング３の内径側が圧接されてシールを行うための円筒状のシール部２２が形成されている。

このシール部２２には、Ｏリング３と、そのＯリング３を受けてはみ出しを防止する樹脂製のバックアップリング４とが装着される。また、本実施例での特徴構成として、フランジ部２１とシール部２２との間には、Ｏリング３がシール部２２からフランジ部２１側へずれるほどＯリング３の内径を拡大させる拡径部２３としてのテーパ面２３Ａが、フランジ部２１やシール部２２と一体で形成されている。

このテーパ面２３Ａは、本実施例ではシール部２２の外径とフランジ部２１の外径とを結んだ円錐状のテーパ面２３Ａとなっており、その角度は、噴射弁全体の中心軸に対して４５度未満の角度で形成されている。また、燃料噴射弁１のノズル６部分は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに設けられた取り付け孔内に挿入され、シール部材として装着されたシールリング５によってシールされるようになっている。

燃料噴射弁１は電気駆動式であり、コネクタ７から内部のコイルへ供給する駆動電流を制御することにより、内部のノズルニードルのリフトが制御される。燃料供給管１０は、エンジンの各シリンダに燃料を分配供給するためのものであり、シリンダ毎に設けられる燃料噴射弁１と接続するための接続管１１を複数有している。本実施例ではまず、燃料供給管１０の複数の接続管１１にそれぞれ燃料噴射弁１を挿入接続しておき、その後、燃料供給管１０ごと一度にエンジンに挿入組み付けする組み付け方法をとっている。

この挿入接続してからエンジンに挿入組み付けするまでの間に、燃料噴射弁１の自重などで燃料噴射弁１を接続管１１から抜く方向に力Ｆが加わった場合、Ｏリング３が摩擦力によってフランジ部２１側へずれ、このずれによってＯリング３が拡径部２３に乗り上げた分だけＯリング３の内径が拡径されて圧縮率が高まり、Ｏリング３の内外面での摩擦力が高まり、接続管１１からの抜け出しを防止するようになっている。

次に、本実施例の特徴と、その効果について述べる。まず、接続管１１に挿入接続する側の端部に構成されたフランジ部２１と、そのフランジ部２１よりも軸方向中心側に形成された円筒状のシール部２２と、そのシール部２２の外周側に配されたＯリング３と、そのＯリング３がシール部２２からフランジ部２１側へずれるほどＯリング３の内径を拡大させる拡径部２３をフランジ部２１とシール部２２との間に有している。

これによれば、燃料噴射弁１を接続管１１に挿入接続した後、燃料噴射弁１を接続管１１から抜く方向に力Ｆが加わった場合、まず両者の間に配されたＯリング３が、圧縮に対する反発力での摩擦力によって抜け出しに対する抵抗となる。しかし、さらに抜く方向に力Ｆが加わった場合、Ｏリング３が燃料噴射弁１と接続管１１との相対する動きによってフランジ部２１側へずれることとなる。

このずれによってＯリング３がシール部２２のフランジ部２１側に形成した拡径部２３に乗り上げることとなり、この拡径部２３に乗り上げた分だけＯリング３の内径が拡径されて圧縮率が高まり、Ｏリング３の内外面での摩擦力が高まり、接続管１１からの抜け出しを防止するというくさび効果を得ることができる。これにより、クリップ部材を用いることなく、接続管１１に挿入した後の燃料噴射弁１の脱落を防ぐことができる。

また、本実施例では、拡径部２３がテーパ面２３Ａで形成されている。これによれば、拡径部２３は、簡単なテーパ面２３Ａで構成することができる。また、そのテーパ面２３Ａは、中心軸に対して４５度未満の角度で形成されている。これによれば、燃料噴射弁１を脱落させようとする力Ｆに対して、効率良くＯリング３の径方向に摩擦力を高める力を生じさせることができる。また、拡径部２３は、接続管１１からの燃料流入口を形成するインレット２に一体形成されている。これによれば、燃料噴射弁１のコストを抑えることができる。

（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について説明する。図３は、本発明の第２実施例における燃料噴射弁１を示す部分正面図である。なお、本実施例においては、上述した第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。本実施例おいて、拡径部２３は、Ｒ面２３Ｂで形成されている。これによれば、拡径部２３は、簡単なＲ面２３Ｂでも構成することができる。

（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について説明する。図４は、本発明の第３実施例における燃料噴射弁１を示す部分正面図である。上述した各実施例と異なる特徴部分を説明する。本実施例は、フランジ部２１と拡径部２３（本実施例ではテーパ面２３Ａ）との間に、拡径部２３の最大径部から径を縮小する縮径部２４と、拡径部２３の最大径部より径の小さい小径部２５とを形成している。これによれば、燃料噴射弁１に無駄な肉を付けることがなくなるうえ、フランジ部２１をOリング３の抜け防止として有効に生かすことができる。

（その他の実施例）
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の各実施例では、フランジ部２１はインレット２に一体で形成しているが、インレット２と別部品で構成していても良い。

また、第３実施例では拡径部２３も縮径部２４もテーパ面で構成されているが、いずれも、Ｒ面であっても良いし、テーパ面とＲ面とを複合した面でも構成しても良い。さらに、第３実施例では、フランジ部２１と拡径部２３との間に、縮径部２４と小径部２５との両方を構成したが、縮径部２４だけで小径部２５は無し、もしくは縮径部２４は無しで小径部２５だけの構成であっても良い。

１…燃料噴射弁
２…インレット
３…Ｏリング
１０…燃料供給管
１１…接続管（燃料供給管）
２１…フランジ部
２２…シール部
２３…拡径部
２３Ａ…テーパ面
２３Ｂ…Ｒ面、曲率が変化する曲面
２４…縮径部
２５…小径部

Claims (2)

1. 燃料供給管（１０、１１）から供給される燃料を内燃機関の中に噴射する燃料噴射弁において、
   前記燃料供給管（１０、１１）に挿入接続する側の端部に構成されたフランジ部（２１）と、
   前記フランジ部（２１）よりも軸方向中心側に形成された円筒状のシール部（２２）と、
   前記シール部（２２）の外周側に配されたＯリング（３）と、
   前記フランジ部（２１）と前記シール部（２２）との間に有し、前記Ｏリング（３）が前記シール部（２２）から前記フランジ部（２１）側へずれるほど前記Ｏリング（３）の内径を拡大させる拡径部（２３）と、を備え、
   前記拡径部（２３）は、Ｒ面もしくは前記フランジ部（２１）に向かうに従って曲率が変化する曲面（２３Ｂ）で形成され、
   前記フランジ部（２１）と前記拡径部（２３）との間に、前記拡径部（２３）の最大径部から径を縮小する縮径部（２４）もしくは／および前記拡径部（２３）の最大径部より径の小さい小径部（２５）を有していることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記拡径部（２３）は、前記燃料供給管（１０、１１）からの燃料流入口を形成するインレット（２）に一体形成もしくは樹脂成形されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。

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