JP5351225B2 - 燃料噴射ノズルのための芯出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射ノズルをノズル支持体に芯出しするための、燃料噴射ノズルのための芯出し装置に関する。さらに本発明は、燃料噴射ノズルと、当該燃料噴射ノズルのためのノズル支持体と、芯出し装置と少なくとも燃料噴射ノズルとから成る構造体とに関する。

たとえば船舶用ディーゼル内燃機関のような、実践から知られる内燃機関は、複数のシリンダを有している。そのような内燃機関の各シリンダには、それぞれのシリンダに燃料を供給するために少なくとも１つの燃料噴射ノズルが配設されており、各燃料噴射ノズルはそれぞれのシリンダのノズル支持体に芯出しされかつ固定されている。いわゆるノズル支持体は、それぞれのシリンダのシリンダヘッドに、すなわちシリンダヘッドに対して、規定の相対的位置で取り付けられている。燃料噴射ノズルはノズル支持体に、すなわち同様に、ノズル支持体ひいてはシリンダヘッドに対して、規定の相対的位置で芯出しされかつ固定されている。

実践から知られる内燃機関においては、燃料噴射ノズルを対応するノズル支持体に、いわゆる位置合わせピンを用いて芯出しし、当該位置合わせピンは、一方ではノズル支持体の位置合わせピン孔に係合し、他方では燃料噴射ノズルの位置合わせピン孔に係合する。位置合わせピンを用いて、燃料噴射ノズルをノズル支持体に芯出しすることには、位置合わせピン孔は公差を有し、それによって位置合わせピンの取り付け性能が阻害されるという欠点がある。さらに、位置合わせピンは、取り付けおよび取り外しの際に、機械的な過負荷で破断もしくは剪断しかねず、それで破壊されかねない。この場合には、費用のかかる修理が必要である。

燃料噴射ノズルをノズル支持体に芯出しするための位置合わせピンのさらなる欠点は、当該位置合わせピンがその中に突き出ている位置合わせピン孔が、燃料噴射ノズルとノズル支持体との間のシール面に設けられているということと、それに応じて位置合わせピンは、当該ピンがノズルホルダに取り付けられた後に当該ノズルホルダのシール面に対して突出するということにある。ノズル支持体のシール面を処理するために、その後位置合わせピンを、再び費用をかけてノズル支持体から外さなくてはならない。これもまた欠点である。

以上により、本発明の課題は、上述の欠点を回避できる、燃料噴射ノズルのための新式の芯出し装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の芯出し装置によって解決される。本発明に係る芯出し装置はスリーブ状基体を備え、当該スリーブ状基体は、第１の側から燃料噴射ノズルの部分が挿入可能でかつ向かい合う第２の側からノズル支持体の部分が挿入可能な凹部を備えており、スリーブ状基体の凹部は当該スリーブ状基体の内側輪郭によって規定されており、当該内側輪郭が、少なくとも規定の相対的位置で、燃料噴射ノズルをノズル支持体に芯出しさせる。

本願発明は、内燃機関のシリンダのノズル支持体に、内燃機関のシリンダの燃料噴射ノズルを芯出しするための、まったく新しい可能性を提案する。本発明に係る芯出し装置はスリーブ状基体を備え、燃料噴射ノズルの部分も、ノズル支持体の部分も、スリーブ状基体の凹部に挿入可能、すなわち異なる側から挿入可能である。

スリーブ状基体の凹部の内側輪郭は、噴射ノズルとノズル支持体とが、もっぱら規定の相対的位置でスリーブ状基体の凹部に挿入可能なように形成されており、それによって、芯出し装置が、少なくとも規定の相対的位置で、燃料噴射ノズルをノズル支持体に芯出しさせる。

スリーブ状基体を有するこのような芯出し装置を用いることによって、実践にしたがって芯出しするために用いられる位置合わせピンの欠点が回避される。ノズル支持体にも、燃料噴射ノズルにも、すなわちこれらのシール面に位置合わせピン孔を設ける必要がない。さらにその結果として、部材がシール面から突出せず、シール面を処理するために当該部材を外す必要がない。

さらに、スリーブ状基体を有する本発明に係る芯出し装置は、機械的負荷に対して明らかにより耐性があり、その結果取り付けと取り外しの際に、芯出し装置の破損の危険性がより小さくなる。それでもなお、取り付けあるいは取り外しの際に、本発明に係る芯出し装置に機械的な過負荷が起これば、当該芯出し装置は単に、それほど費用をかけることなく、かつさらなる工具なしに、交換することができる。

その上、既述の部材を実施することによって、ノズル締め付けナットのはるかに大きな締結トルクの伝達が可能となるが、これは、常に上昇する噴射圧力を考慮すると、充分な密閉度を達成するために、ますます必要である。

好適には、内側輪郭は多角形状に形成されている。本発明に係る芯出し装置のスリーブ状基体の内側輪郭が多角形状に形成されていれば、当該芯出し装置は特に好ましく製造可能である。

さらに本発明は、燃料噴射ノズルと、ノズル支持体と、芯出し装置と少なくとも燃料噴射ノズルと場合によってはノズル支持体とから成る構造体とに関する。

本発明の好ましいさらなる形態は、従属請求項と以下の記述とからもたらされる。本発明の実施例は図に基づいて詳述されるが、これに限定されるものではない。図に示されるのは以下である。

芯出し装置と燃料噴射ノズルとノズル支持体とから成る構造体の分解図である。 芯出し装置を表わす。 芯出し装置を表わす。 芯出し装置を表わす。 芯出し装置のさらなる実施例を表わす。 芯出し装置のさらなる実施例を表わす。

本願発明は、内燃機関好ましくは船舶用ディーゼル内燃機関の燃料噴射ノズルを、内燃機関のシリンダのノズル支持体に対して芯出しするための芯出し装置に関する。

さらに本発明は、そのような内燃機関の燃料噴射ノズルと、そのような内燃機関のノズル支持体と、芯出し装置と燃料噴射ノズルとから成る構造体と、芯出し装置と燃料噴射ノズルとノズル支持体とから成る構造体とに関する。

図１は、燃料噴射ノズル１とノズル支持体２と芯出し装置３とから成る構造体の分解斜視図を示している。当該図面では、ノズル支持体２のうち、取り付けられた状態で燃料噴射ノズル１のシール面５と協働するシール面４が形成されている下端部のみが示されている。さらに、図１においては燃料噴射ノズル１とノズル支持体２の領域に孔が見られる。すなわち、一方では、燃料供給に使われる孔６もしくは孔７と、他方では、図示されていないノズルニードルもしくはバルブニードルを収容及び案内するために使われる孔８もしくは孔９である。

ノズル支持体２は、内燃機関のシリンダの図示されていないシリンダヘッドに、一義的な相対的位置で取り付けられている。さらに燃料噴射ノズル１は、ノズル支持体２に、一義的な相対的位置で取り付けられていなくてはならず、図１において示された本発明に係る芯出し装置３を用いて、燃料噴射ノズル１がノズル支持体２に芯出しされる。

本発明に係る芯出し装置３ａ、３ｂは、スリーブ状基体１０を有する。スリーブ状基体１０は、第１の側から燃料噴射ノズル１の部分１２が挿入可能でかつ向かい合う第２の側からノズル支持体２の部分１３が挿入可能な凹部１１を有する。芯出し装置３ａ、３ｂのスリーブ状基体１０の凹部１１は内側輪郭１４によって規定されており、当該内側輪郭１４は、芯出し装置３ａの場合にはもっぱら唯一の相対的位置で、芯出し装置３ｂの場合には少なくとも規定の相対的位置で、燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に対して芯出しさせる。芯出し装置３ａ、３ｂのスリーブ状基体１０の凹部１１に挿入可能な燃料噴射ノズル１の部分１２は、スリーブ状基体１０の内側輪郭１４に適合する外側輪郭１５を有する。また、向かい合う側から芯出し装置３ｂのスリーブ状基体１０の凹部１１に挿入可能なノズル支持体２の部分１３も同様に、スリーブ状基体１０の凹部１１の内側輪郭１４に適合する外側輪郭１６を有する。

好適には、内側輪郭１４は多角形状に形成されている。

すでに示唆されかつ図３ａ及び図３ｂで示されているように、さらなる有利な実施形態に従えば、多角形状の内側輪郭１４は、軸対称に実施され得る。

この場合凹部１１の内側輪郭１４は、ノズル支持体２の部分１３が、燃料噴射ノズル１の部分１２と同様に、少なくとも規定の相対的位置で凹部１１に挿入可能なように形成されている。

図３ａ、もしくは図３ａの断面Ｓ１−Ｓ１の図３ｂに記載の芯出し装置３ｂを形成する場合には、凹部１１の直径を変更可能とされる。凹部１１の軸方向に延在している第１領域２１は、噴射ノズル１の部分１２を受容するために備えられており、第２領域２２は、ノズル支持体２の部分１３を受容するために備えられている。その際、凹部１１の領域２１の直径が、凹部１１の領域２２の直径よりも小さく形成されている。このような実施形態には、空間関係を考慮して、燃料噴射ノズル１及びノズル支持体２の部材の寸法を決定することができるという利点がある。本明細書では、内側輪郭１４は軸対称の六角形の形状に従っている。

それゆえ芯出し装置３ａ、３ｂは、３ａの場合（図２ａ、図２ｂ、図２ｃ）には、もっぱら唯一の規定の相対的位置において、燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に対して芯出しするか、あるいは芯出し装置３ｂの場合（図３ａ、図３ｂ）には、好適には２つの規定の相対的位置において、燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に対して芯出することができる。

好ましい実施例においては、本発明に係る芯出し装置３ａ、３ｂのスリーブ状基体１０の凹部１１の内側輪郭１４は、燃料噴射ノズル１の部分１２およびノズル支持体２の部分１３それぞれが遊隙を有しており、スリーブ状基体１０にすなわち当該スリーブ状基体１０の凹部１１に挿入可能なように形成されている。この場合、もっぱら芯出し装置３ａ、３ｂは、燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に芯出しもしくは位置合わせするために使われる。燃料噴射ノズル１のノズル支持体２に対する実際の固定ひいては取付は、好適には、一方では芯出し装置３ａ、３ｂを用いて、他方では燃料噴射ノズル１とノズル支持体２の部分１７と部分１８とを囲んでいる、図示しない別のユニオンナットを用いて行われる。燃料噴射ノズル１の部分１７とノズル支持体２の部分１８とは、芯出し装置３ａ、３ｂの内側輪郭１４に適合する外側輪郭を備える部分１２，１３が、燃料噴射ノズル１とノズル支持体２との間の芯出し装置３ａ、３ｂの軸方向の位置を規定するストッパを形成するように、当該部分１２，１３に隣接すると共にこれらの部分１２，１３に対して半径方向に突出する部分である。

好適には、ノズル支持体２の部分１８に、図示しない雄ねじが設けられており、当該雄ねじは、芯出し装置３を用いてノズル支持体２に対して位置合わせされた燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に取り付けるために、同様に図示しないユニオンナットの雌ねじと協働する。

これとは異なって、燃料噴射ノズル１とノズル支持体２の部分１２，１３とがそれぞれ、隙間嵌めあるいは中間嵌めあるいは締まり嵌めによって、芯出し装置３ａ、３ｂのスリーブ状基体１０の凹部１１の内側輪郭１４を凹部１１に密接に係合するように実施可能でもある。

本願発明は、スリーブ状の芯出し装置を用いた芯出しであって、燃料噴射ノズル１のノズル支持体２に対する新規かつ容易な芯出しを提案する。それによって、実践に従えば必要な位置合わせピンがなくてもよい。これによって、芯出しに必要な部材の数が減るだけでなく、むしろ本発明に係る芯出し装置３ａ、３ｂでは、機械的負荷に対する耐性も向上する。それでもなお、スリーブ状の芯出し装置が結果として破壊される機械的な過負荷が生じたなら、当該芯出し装置はわずかな費用で、かつ工具なしに交換可能である。

スリーブ状の芯出し装置３ａの内側輪郭１４は、好適には、特に軸対称に実施されている多角形プロフィールで準備される。そのような多角形プロフィールは、非円形回転あるいは非円形研削によって製造可能である。燃料噴射ノズル１とノズル支持体２の外面は、熱処理に続いていずれにせよ仕上げがされなくてはならないので、燃料噴射ノズル１とノズル支持体２の部分１２，１３に多角形プロフィールを設けることによって、製造技術上の余計な費用は生じないかあるいはほんのわずかしか生じない。内燃機関のシリンダのノズル支持体に燃料噴射ノズルを芯出しするのは、好適な多角形状のシャフト・ハブ接続の方針で行われる。

好ましい実施例においては、芯出し装置３ａのスリーブ状基体１０の凹部１１の内側輪郭１４は、図２ｂから最もよく分かるように、三角形状の多角形プロフィールとして実施されており、輪郭もしくは半径は、芯出し装置３ａを介して燃料噴射ノズル１をノズル支持体２に一義的に芯出しできるようにするために、三角形状の多角形プロフィールの少なくとも１つの角状の部分と適合している。すでに説明されたように、凹部１１に突き出ている、ノズル支持体２と燃料噴射ノズル１の部分１２，１３は、それに対応して構成されている。

１ 燃料噴射ノズル
２ ノズル支持体
３ａ 芯出し装置
３ｂ 芯出し装置
４ シール面
５ シール面
６ 燃料孔
７ 燃料孔
８ ノズルニードル用孔
９ ノズルニードル用孔
１０ 基体
１１ 凹部
１２ 部分
１３ 部分
１４ 内側輪郭
１５ 外側輪郭
１６ 外側輪郭
１７ 部分
１８ 部分
２１ 第１領域
２２ 第２領域

Claims (11)

1. 燃料噴射ノズルのための、すなわち燃料噴射ノズルを内燃機関のシリンダのノズル支持体に芯出しするための芯出し装置であって、スリーブ状基体（１０）を有し、該スリーブ状基体（１０）は、第１の側から燃料噴射ノズル（１）の部分（１２）が挿入可能でかつ向かい合う第２の側からノズル支持体（２）の部分（１３）が挿入可能な凹部（１１）を備えており、前記スリーブ状基体（１０）の前記凹部（１１）は該スリーブ状基体（１０）の内側輪郭（１４）によって規定されており、該内側輪郭（１４）が、少なくとも規定の相対的位置で、前記燃料噴射ノズル（１）を前記ノズル支持体（２）に芯出しさせ、
   前記内側輪郭（１４）は、前記燃料噴射ノズル（１）の前記部分（１２）と前記ノズル支持体（２）の前記部分（１３）とが遊隙を有して前記スリーブ状基体（１０）に挿入可能なように形成されており、雌ねじが前記ノズル支持体（２）の雄ねじと協働するナットが、アセンブリの固定に使われることを特徴とする芯出し装置。
2. 前記スリーブ状基体（１０）の前記凹部（１１）に挿入可能な、前記燃料噴射ノズル（１）の前記部分（１２）は、前記スリーブ状基体（１０）の前記内側輪郭（１４）に適合する外側輪郭（１５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の芯出し装置。
3. 前記スリーブ状基体（１０）の前記凹部（１１）に挿入可能な、前記ノズル支持体（２）の前記部分（１３）は、前記スリーブ状基体（１０）の前記内側輪郭（１４）に適合する外側輪郭（１６）を備えることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の芯出し装置。
4. 前記内側輪郭（１４）は多角形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の芯出し装置。
5. 前記内側輪郭（１４）は、軸対称に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の芯出し装置。
6. 前記凹部（１１）の軸方向に広がる第１領域（２１）が、前記噴射ノズル（１）の前記部分（１２）を受容するために備えられており、第２領域（２２）が前記ノズル支持体（２）の前記部分（１３）を受容するために備えられているように、前記凹部（１１）の直径は変えられ、該凹部（１１）の前記領域（２１）はその際、直径が前記凹部（１１）の前記領域（２２）よりも小さく実施されていることを特徴とする請求項５に記載の芯出し装置。
7. 前記凹部（１１）の前記内側輪郭（１４）は、軸対称の六角形の形状に従っていることを特徴とする請求項６に記載の芯出し装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の芯出し装置を介してシリンダのノズル支持体に芯出し可能な、内燃機関のシリンダの燃料噴射ノズルであって、該燃料噴射ノズル（１）の部分（１２）は、前記芯出し装置（３ａ、３ｂ）のスリーブ状基体（１０）の内側輪郭に適合する外側輪郭（１５）を備えることを特徴とする燃料噴射ノズル。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の芯出し装置を介してシリンダの燃料噴射ノズルが芯出し可能な、内燃機関のシリンダのノズル支持体であって、該ノズル支持体（２）の部分（１３）は、前記芯出し装置（３）のスリーブ状基体（１０）の内側輪郭（１４）に適合する外側輪郭（１６）を備えることを特徴とするノズル支持体。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載の芯出し装置（３ａ、３ｂ）と、請求項８に記載の燃料噴射ノズル（１）とから成る構造体。
11. 請求項１から７のいずれか一項に記載の芯出し装置（３ａ、３ｂ）と、請求項８に記載の燃料噴射ノズル（１）と、請求項９に記載のノズル支持体（２）とから成る構造体。

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