JP5774127B2 - 改良された高圧接続部を備える燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インジェクタとレールとの間の改良された高圧接続部を備える燃料噴射装置に関する。

燃料噴射装置は、従来技術によりさまざまな実施形態のものが知られている。高圧噴射システムでは、ＨＣエミッションを低減するために、レール（燃料備蓄器）とインジェクタとの間で金属−金属結合がＯリング封止に代えて採用されることが増えている。しかしこのような金属−金属結合は、十分な密閉性を保証するために各面が相互に押圧されなければならない、比較的高い力を必要とする。そのために必要となる力は、ねじによって締め付けられるユニオンナットによって金属シール面に印加されることが多い。しかし、公知の解決法では多数の個別コンポーネントが必要であり、特に、複数のリングセグメントが力の伝達のために用いられる。このことは、一方ではコンポーネントが多いことに基づく高い製造費を生じさせ、他方では組立コストの増大を生じさせる。したがって、インジェクタとレールとの間で簡単に組立可能な確実な結合を、高圧用途の場合にも行うことが望まれる。

それに対して、請求項１の構成要件を備える本発明の燃料噴射装置は、レールの圧力が高いときでも非密閉性を許さない金属−金属封止が可能であるという利点を有している。さらに本発明では、レールとインジェクタの間に角度オフセットが存在している場合でも、これを本発明の接続片によって補償することができる。さらに本発明では、インジェクタをレールに取り付けるためにフランジ部材が設けられており、フランジ部材は一体的な接続片のアンダーカットに作用して、接続片をレールに向かって押圧し、それにより確実な金属−金属封止を可能にする。このとき本発明によって部品数を減らすことができ、さらに、組立をいっそう簡単に行うことができる。

従属請求項は、本発明の好ましい発展例を示している。

金属−金属封止部は、金属のボール−テーパ封止部であるのが好ましく、ボール領域が接続片に設けられるとともに、テーパがレールに設けられるのが好ましい。

フランジ部材は、第１および第２の部分を備えるように２部分で構成されているのがさらに好ましい。それにより、接続片へのフランジ領域の特別に簡単な組付けが可能となる。

このときフランジ部材の第１の部分は、フランジ部材の第２の部分と同じように構成されているのが特別に好ましい。それにより、特別に低コストの製造可能性がもたらされる。さらに、組付けのときに各部分を取り違える危険性もなくなる。

２部分からなるフランジ部材は、接続片が挿通される中央開口部のところで分かれるのが好ましい。それにより、接続片にフランジ部材を横から組み付けることが可能となる。

本発明の別案の好ましい実施形態では、フランジ部材は一体的に構成される。それにより、フランジ部材の組付けやすさをいっそう向上させることができる。

一体的なフランジ部材は、連続する接続スリットを介して中央開口部と接続している組付け開口部を含んでいるのが特別に好ましい。それにより、接続片をフランジ部材の組付け開口部へ少なくとも部分的に挿通してから、連続する接続スリットを介して中央開口部へ配置することが可能となる。このことは、たとえばフランジ部材を傾けることによって行うことができる。このとき組付け開口部は、中央開口部に対して約４５°の角度で配置されるのが特別に好ましい。

本発明の別の代替的な実施形態では、フランジ部材は一体的に構成されており、フランジ部材と接続片の間ではバヨネットロック式の結合が意図される。それにより、たとえばフランジ部材を挿入し、引き続いて回すことによって、簡単な組付けを行うことができる。

接続片のアンダーカットは部分球面形を有しており、フランジ部材には、アンダーカットの半径と同一または非常に近い半径をもつ１つまたは複数の部分球面領域が形成されているのが特別に好ましい。それにより特別に簡単な仕方で、レールとインジェクタとの間の非常に良好な角度補正が可能となる。

フランジ部材には、接続片のほうを向く面取りがフランジ部材の中央開口部に設けられているのがさらに好ましい。それにより、フランジ部材と接続片の間の接触面が広くなる。

本発明は、高圧噴射システムで適用されるのが好ましい。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。図面には次のものが示されている：

本発明の第１の実施例に基づく燃料噴射装置を示す模式的な断面図である。 図１のフランジ部材を組み立てられた状態で示す模式的な斜視図である。 フランジ部材の個別部品を示す模式的な斜視図である。 レールとインジェクタとの間の接続片を示す模式的な斜視図である。 本発明の第２の実施例に基づくフランジ部材を備えた燃料噴射装置を示す模式的な斜視図である。 図５のフランジ部材を別の視点から示す模式的な斜視図である。 図５のフランジ部材を組み付けられた状態で示す模式的な斜視図である。 本発明の第３の実施例に基づくフランジ部材を備えた燃料噴射装置を示す模式的な斜視図である。 図８のフランジ部材を示す模式的な断面図である。 図８のフランジ部材の組付けプロセスを示す模式的な斜視図である。 組み付けられた図１０のフランジ部材を示す模式的な斜視図である。

次に、図１から図４を参照して、本発明の好ましい第１の実施例に基づく燃料噴射装置１について詳細に説明する。

図１を見ると明らかなように、燃料噴射装置１は、多数の流出開口部２１が分岐していく中央の備蓄穴２０を備えるレール２を含んでおり、図１では図面を見やすくするために、インジェクタに通じる１つの流出開口部２１だけが図示されている。さらに燃料噴射装置１は、中央の貫通孔４０を備える接続片４が配置されたインジェクタ３を含んでいる。接続片４は、レールとインジェクタ３との間の接続を提供する。接続片４は、レール２のほうを向く端部に球面４１を有しており、ならびにアンダーカット４２を有している。レール２には、流出開口部２１にテーパ面２２が構成されている。

さらに本発明による燃料噴射装置１は、図２と図３に詳細が示されたフランジ部材５を含んでいる。このフランジ部材５は２部分で構成されており、第１のフランジ部分５７と第２のフランジ部分５８とを含んでいる。両方のフランジ部分５７，５８はここでは同一に構成されており、相互に差し込まれてフランジ部材５を形成する。フランジ部材５には、第１および第２のフランジ部分５７，５８の部分開口部によってそれぞれ構成された、第１の取付開口部５１および第２の取付開口部５２が設けられている。特に図３に示すように、第１のフランジ部分５７には、ねじ山のない第１の部分開口部５３と、ねじ山のある第２の部分開口部５４とが設けられている。これと同様の仕方で第２のフランジ部分５７は、ねじ山のない第１の部分開口部５５と、ねじ山のある第２の部分開口部５６とを有するように設けられている。したがって、フランジ部材が組み合わされた状態にあるとき、取付開口部５１，５２の部分領域がそれぞれねじ山を備えている。

図１を見るとわかるように、フランジ部材５を組み付けるために、レール２に設けられた貫通孔２３，２４に差し通されてフランジ部材５にねじ込まれる、模式的に図示する取付部材６，７がねじの形態でさらに用いられる。それにより、接続片４に対する軸方向の初期応力がもたらされる。それによって球面４１がテーパ面４２に向かって押圧され、それにより、レール２と接続片４との間で金属−金属封止９が成立する。このとき必要な圧着力は、取付部材６，７、フランジ部材５、および接続片４のアンダーカット４２を介して印加される。

このように２部分からなるフランジ部材５によって、確実な金属−金属封止９がレール２とインジェクタ３との間で可能となる。フランジ部分５の２部分からなる構成により、フランジ部材５を接続片４のアンダーカット４２の下方で横から簡単に取り付けて、接続片４が、フランジ部材５の中央開口部５０を通って延びるようにすることができる。そして両方の取付部材６，７をねじ込むことで、フランジ部材５はレール２に向かう方向へ引き寄せられ、そのようにして、封止のために必要な初期応力を接続片４に及ぼす。

このように本発明では、プラグ（図示せず）の最後の被覆成形を含めてインジェクタを完成させることができ、最終組立のときに初めて、２部分からなるフランジ部材５がインジェクタに組み付けられ、厳密に言えば、インジェクタ３に固定的に取り付けられた接続片４に組み付けられる。このとき部品数が削減されるほか、フランジ部材５を非常に簡単かつ迅速に取り付けることができる。さらに別の利点は、アンダーカット４２の下での組付けにより、球面４１とテーパ面４２の損傷の危険が明らかに低減されることにある。このことは、組付けを横から行うことができるので、従来技術と比較したときの重要な利点となる。球表面やテーパ面にごくわずかな損傷があるだけで、２０ＭＰａを超える極端に高い圧力に基づき、非密閉性が生じる可能性がある。

付言しておくと、レール２のほうを向いている中央開口部５０の側には、接続片４とフランジ部材５との間のいっそう広い載置面のために、図示しない面取りが設けられていてもよい。

図５から図７には、本発明の第２の実施例に基づく燃料噴射装置が示されており、同じ部品ないし機能的に同じ部品には、第１の実施例のときと同じ符号が付されている。第１の実施例とは異なり、第２の実施例ではフランジ部材５は一体的に構成されている。さらに第２の実施例のフランジ部材５は、中央開口部５０に加えて、同じくフランジ部材５を通る連続する開口部として構成された組立開口部６０を有している。組立開口部６０は、同じく連続するように構成された接続スリット６１を介して、中央開口部５０とつながっている。このとき組立開口部６０の軸は、中央開口部５０の軸に対して約４５°の角度で配置されている。それにより、フランジ部材５を第１のステップで組立開口部６０を介して、インジェクタ３から突き出す接続片４に嵌めることが可能であり、その様子は図５と図６に示されている。このとき接続片４は、比較的長いネック区域４３を有している。そして図５と図６に示す位置から、フランジ部材５を矢印Ａの方向へ約４５°だけ旋回させ、それにより、接続片４が図７に示すように中央開口部５の中に配置されるようにする。次いで、レール２にインジェクタ３を組み付けるために、第１の実施例と同じくフランジ部材５を第１および第２の取付開口部５１，５２を介して、図示しない取付部材によってレール３に固定し、その際には比較的幅の広いテーパ状の面取り６２が、同じくテーパ状に構成されたアンダーカット４２に向かって押圧され、そのようにして、同じく球面４１が、レール２の図示しないテーパ面２２に向かって押圧される。図７には、符号８でプラグが図示されている。

付言しておくと、フランジ部材５が傾いて元に戻ったり、フランジ部材５が望ましくない回転をしたりすることは、たとえばプラスチッククリップによって防止することができる。

このように第２の実施例は、中央開口部５０と、中央開口部５０に対して角度をなして配置された別個の組立開口部６０とを備える、一体的なフランジ部材５を有している。このとき簡単な旋回プロセスにより、フランジ部材５をレール２に組み付けるための組付け位置にすることができる。

図８から図１１には、本発明の第３の実施例に基づく燃料噴射装置が詳細に示されており、ここでも同一の部品ないし機能的に同じ部品には第１の実施例と同じ符号が付されている。第２の実施例とは異なり、第３の実施例の燃料噴射装置では、バヨネットロック式の結合部７０が接続片４とフランジ部材５との間に設けられている。そのために接続片４には、第１の平坦面７２と第２の平坦面７３とを備えるバヨネット部材７１が設けられている。さらにバヨネット部材７１には、第３の実施例では球面形状を有するアンダーカット４２も設けられている。特に図８を見ると明らかなように、フランジ部材５の中央開口部５０は、バヨネット部材７１に対応する輪郭を有するように構成されており、それによりバヨネット部材７１は、アライメントされた方向でのみ、中央開口部５０へ挿入することができる。図８は、挿入プロセスを下方から示しており、図１０は、挿入プロセスを上方から示しており、図１０では接続片４がすでにフランジ部材５にほぼ挿通されている。図９と図１１に示す位置でフランジ部材５を接続片４に対して回転させることができれば、フランジ部材５を９０°だけ回転させ、それにより、アンダーカット４２が第１および第２の載置面７４，７５と接触する。そして、以前の各実施例と同じように２つの取付部材６，７を、両方ともねじ山を備えている取付開口部５１，５２へねじ込むことができ、それにより、フランジ部材５がアンダーカット４２に対して押圧され、それによって接続片４がレールの図示しないテーパ面に押し付けられる。それにより、同じく確実な金属−金属結合を具体化することができる。

このように、説明した３つの実施例はレール２とインジェクタ３との間の非常に低コストで確実な結合を示している。このときフランジ部材５は、第１の実施例のように２部分で、または第２および第３の実施例のように一体的に構成されていてよい。特に、レール２にインジェクタ３を組み付けるための部品数を有意に減らすことができる。

２ レール
３ インジェクタ
４ 接続片
５ フランジ部材
９ 金属−金属封止部
２１ 流出開口部
４１ 球面
４２ アンダーカット
５０ 中央開口部
５７ 第１のフランジ部分
５８ 第２のフランジ部分
６０ 組立開口部
６１ 接続スリット
６２ 面取り
７１ バヨネット部材
７２ 第１の平坦面
７３ 第２の平坦面
７４ 第１の載置面
７５ 第２の載置面

Claims (5)

1. 燃料噴射装置において、
   少なくとも１つの流出開口部（２１）を備えるレール（２）と、
   前記レール（２）に配置された少なくとも１つのインジェクタ（３）と、
   前記インジェクタ（３）に配置された接続片（４）と、
   前記レール（２）に前記インジェクタ（３）を取り付けるためのフランジ部材（５）とを有しており、
   前記フランジ部材（５）は前記接続片（４）が挿通される中央開口部（５０）を有しており、
   前記接続片（４）と前記レール（２）との間には金属−金属封止部（９）が設けられており、
   前記接続片（４）はアンダーカット（４２）を備えるように一体的に構成されており、
   前記フランジ部材（５）は前記接続片（４）の前記アンダーカット（４２）に作用して、前記レール（２）に向かって前記接続片（４）を封止をする仕方で押圧し、
   前記フランジ部材（５）は一体的に構成されていて、
   前記フランジ部材（５）は連続する接続スリット（６１）を介して前記中央開口部（５０）とつながった組立開口部（６０）を有していることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記接続片（４）と前記レール（２）との間の前記金属−金属封止部（９）はボール−テーパ形状によって具体化されていることを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記接続片（４）には球面（４１）が形成されており、前記レール（２）にはテーパ面（２２）が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の燃料噴射装置。
4. 前記組立開口部（６０）は前記中央開口部（５０）に対して約４５°の角度で配置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１項に記載の燃料噴射装置。
5. 前記フランジ部材（５）に面取り（６２）を有していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
   

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