JP6793661B2 - インジェクタ、燃料レール及び燃料レールアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、インジェクタ、燃料レール及び燃料レールアッセンブリに関する。

内燃機関、特にガソリンを用いた自動車用筒内噴射システムは、年々厳しくなる排気ガスや燃費に対する規制や要求を満足するため、燃料をより高圧化することで、燃料レールに取り付けられる噴射弁(インジェクタ)からの噴霧の微粒化を更に改善し、燃焼の改善を図る傾向になってきている。燃料の圧力は現在、15MPa、20MPaになってきているが更に高圧化が予想される。

これに対し、従来の燃料レールとインジェクタでは、インジェクタを取り付ける燃料レールのカップの中にＯリングを介してインジェクタが取り付けられ、燃料をシールしている（例えば、特許文献１参照）。

一方、高圧化に対応するため、従来ディーゼルエンジンでは、シール形状を持たせた先端とそれを締付けるナットを両端に持った高圧パイプを設け、レール本体のシール部をインジェクタ側のシール部に締め付けることで金属シールする方式が取られている（例えば、特許文献２参照）。

特開第2004-360586号公報 特開第2008-163813号公報

特許文献１に開示されるような技術では、燃料圧力が３０ＭＰａ前後までは、O-リングでのシールが可能であるが、３０ＭＰａを超える圧力になるとＯリングのはみ出しが発生して、シールが不可能になってくる。

特許文献２に開示されるような技術では、燃料レール本体とインジェクタの間に、先端にシール部と押付け部からなる太い部分を両端に持った高圧パイプを持ち、さらに両側の締付部材（ナット）で燃料レール本体側のテーパ部及び、インジェクタ側のテーパ部に締め付けてシールしている。そのため、この高圧パイプ分のコストがかかり、更にレール本体、インジェクタの両方にシール部のテーパ形状と締め付け用のねじ加工が必要となり、コストが高くなる。

また、インジェクタはその先端位置を、エンジンの燃焼室に対し所定の位置に固定するために、レール本体の固定とは別にインジェクタの固定用の別部材が必要となる。

本発明の目的は、高い燃料圧力下においてシール性能を保持しつつ、製造コストを抑制することができるインジェクタ、燃料レール及び燃料レールアッセンブリを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、燃料レールの取付部に取り付けられるインジェクタにおいて、前記取付部の取付孔に挿入され、シール部材によりシールされる挿入部を備え、前記挿入部は前記シール部材と反対側でハウジングに固定され、前記挿入部は、前記挿入部の端から前記シール部材によるシール位置までの距離に対し、前記シール位置から前記ハウジングとの固定位置までの距離が長くなるように構成される。

本発明によれば、高い燃料圧力下においてシール性能を保持しつつ、製造コストを抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態による燃料レールアッセンブリを示す断面図である。 図１に示す燃料レールアッセンブリのアッセンブリ前の状態を示す図である。 図１に示す燃料レールアッセンブリのシール部分の拡大図である。 図１に示す燃料レールアッセンブリをエンジンヘッドに取り付けた状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態による燃料レールアッセンブリを示す断面図である。 図５に示す燃料レールアッセンブリのアッセンブリ前の状態を示す図である。 燃料入口パイプと締付ナットの構成の一例を示す図である。 燃料入口パイプと締付ナットの構成の別の例を示す図である。 図５に示す燃料レールアッセンブリをエンジンヘッドに取り付けた状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態による燃料レールアッセンブリを示す断面図である。 図１０に示す燃料レールアッセンブリのアッセンブリ前の状態を示す図である。 インジェクタ取付け部と締付ナットの構成の一例を示す図である。 インジェクタ取付け部と締付ナットの構成の別の例を示す図である。 図１０に示す燃料レールアッセンブリをエンジンヘッドに取り付けた状態を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１〜第３の実施形態による燃料レールアッセンブリの構成及び作用効果について説明する。なお、以降の図は説明のため寸法を誇張して描いており、実際の縮尺とは異なる。

（第１の実施形態）
最初に、図１〜図４を用いて本発明の第１の実施形態による燃料レールアッセンブリの全体構成について説明する。図１は燃料レールアッセンブリを示し、図２はそのアッセンブリ前の状態を示す。

燃料レール本体１の端部又は途中には、高圧ポンプ（不図示）から高圧パイプ（不図示）を通してレール内部の中心孔２に高圧燃料を供給する入口となるインレット(不図示)が取り付けられる。燃料レール本体１の反対側の端部、又は燃料レール本体１の途中には、中心孔２内の燃料圧力を測定する圧力センサ（不図示）が取り付くセンサボス（不図示）が取り付けられる。これらは、それぞれ燃料レール本体１に一体に形成され、或いは、ねじ込み、ろう付け、溶接等でシールして形成され、固定される。

燃料レール本体１にはエンジンの気筒分に相当するインジェクタ取付け部３が燃料レール本体１と一体に形成されている。インジェクタ取付け部３は、パイプ挿入部３１、ストッパ部４、内周面６、取付ねじ部３２（締付ねじ部）を持つ。燃料通路３３は、パイプ挿入部３１と中心孔２の間を連通している。また、燃料レール本体１には、ブラケット１１が溶接等で一体化される。その取付面３５とインジェクタ取付け部３のストッパ部４の間にインジェクタ１０の軸方向の所定長さが確保される。ブラケット１１は、レールアッセンブリをエンジンに取り付けるためのボルト穴３４を持つ。

図２に示すように、インジェクタ１０は、燃料をインジェクタ１０内部に供給するインジェクタ挿入部５を持つ。この入口側には、平面部を持つ挿入部端１２が形成される。挿入部端１２からインジェクタ先端２４までの距離は所定の寸法になる。また、インジェクタ挿入部５は概ねストレートに形成される。詳細には、インジェクタ挿入部５は、インジェクタ１０の内部部品と一体であるハウジング固定部１５の位置までストレートに形成され、或いは途中で溶接等で接合されてストレートとなっている。このインジェクタ挿入部５の板厚ｔは、インジェクタ挿入部５の外径Ｄの1/4以下の厚みとなっている。

上記燃料レール本体１とインジェクタ１０のインジェクタ挿入部５の外径部には、シール部材７、押付部材８、及び締付部材９が別体で設けられている。ここで、シール部材７は、先端に先端シール部３６を持つ。押付部材８は、図３に示すように、シール部材７をインジェクタ挿入部５とレール側の内周面６の隙間に押付ける。締付部材９は、図２に示すように、シール部材７と押付部材８を、取付ねじ部３２を介して押付ける。これらは、インジェクタ１０も含めてエンジンの気筒数分準備される。

インジェクタ１０の挿入部端１２（燃料入口端）を燃料レール本体１のインジェクタ取付け部３のストッパ部４に突き当てた状態で、インジェクタ挿入部５の外周に挿入したシール部材７、押付部材８に押付け荷重を加えるべく締付部材９を所定トルクで締め付ける。シール部材７の先端シール部３６はインジェクタ挿入部５外周とインジェクタ取付け部３の内周面６の隙間に挿入され、押し当てられ、所定面圧を加えられる。

換言すれば、図１に示すように、インジェクタ取付け部３（取付部）のパイプ挿入部３１（取付孔）の内周側はインジェクタ取付け部３の軸方向位置を決定するストッパ部４を有し、インジェクタ挿入部５（挿入部）の挿入部端１２（先端）がストッパ部４に突き当てられることで位置決めされる。

ストッパ部４により、インジェクタ先端２４までの距離があらかじめ設定された距離に収まるため、ブラケット１１の取付面３５からストッパ部４までのインジェクタ軸方向の寸法と合わせて、取付面３５からインジェクタ先端２４の位置までの距離が一定に保たれ、燃焼室２５へ均一の燃料噴霧を送ることが出来、燃焼が安定し、所定の燃焼ガス性能が得られる。

シール部材７は締付部材９が締めつけられる際に締付部材９とシール部材７との間に配置される押付部材８により締め付け方向に付勢され、押付部材８はシール部材７及び締付部材９とは別体に構成される。

これにより、押付部材８でシール部材７の求心性を高めつつ、シールすることができる。

締付部材９で燃料レール本体１にシール固定されたインジェクタ１０のインジェクタ挿入部５の挿入部端１２からシール部材７でシールされたシール位置までの距離Ｄ１と、シール位置からハウジング固定部１５までの距離Ｄ２の関係は、距離Ｄ１よりも距離Ｄ２の方が長い設定である。なお、距離Ｄ２は、シール位置から板厚がインジェクタ挿入部５の外径の1/4以下となっている部分に設けられたつば状部５ａまでの距離ということもできる。

このように、本実施形態では、図１に示すように、燃料レール本体１（燃料レール）のインジェクタ取付け部３（取付部）に取り付けられるインジェクタ１０は、インジェクタ取付け部３のパイプ挿入部３１（取付孔）に挿入され、シール部材７によりシールされるインジェクタ挿入部５（挿入部）を備える。

インジェクタ挿入部５はシール部材７と反対側でハウジング１４に固定される。インジェクタ挿入部５は、インジェクタ挿入部５の端（挿入部端１２）からシール部材７によるシール位置Ｐ１までの距離Ｄ１に対し、シール位置Ｐ１からハウジング１４との固定位置であるハウジング固定位置Ｐ２までの距離Ｄ２が長くなるように構成される。詳細には、図２に示すように、インジェクタ挿入部５（挿入部）の厚みはインジェクタ挿入部５の径に対し４分の１以下となる。

シール位置よりもインジェクタ側のパイプ状の部分が長く、ｔ＜（D/４）を満足することにより、シールを損なうことなくインジェクタ側のパイプの変形が可能で、レール本体、エンジン側のボルト取付け部、及びインジェクタ挿入部の寸法ばらつきから来るインジェクタへの芯ズレを吸収することができる。

また、インジェクタ挿入部５の先端は、パイプ挿入部３１（取付孔）の底面に突き当てられる。

これにより、ストッパ部４からインジェクタ先端２４までの距離があらかじめ設定された距離に収まるため、ブラケット１１の取付面３５からストッパ部４までのインジェクタ軸方向の寸法と合わせて、取付面３５からインジェクタ先端２４の位置までの距離が一定に保たれ、燃焼室２５へ均一の燃料噴霧を送ることが出来、燃焼が安定、所定の燃焼ガス性能が得られる。

アッセンブリ後、インジェクタ挿入部５は、パイプ挿入部３１の入口側端面１６よりも燃料レール本体１（燃料レール）の側の全域において、入口側端面１６の内周側に位置する。すなわち、入口側端面１６は円環状になるが、インジェクタ挿入部５はその内側に位置する。

これにより、インジェクタ挿入部５をインジェクタ取付け部３内部に挿入でき、シール、挿入端の位置出しが可能となる。

インジェクタ挿入部５（挿入部）は、円筒状に形成される金属パイプである。インジェクタ挿入部５をパイプ状とすることにより、取付け時の芯ズレが吸収されやすくなる。

燃料レールアッセンブリは、図４に示すように、燃料レール本体１に溶接等で固定されたブラケット１１を介して、ボルト２１でエンジンに固定される。ブラケット１１の取付面３５からインジェクタ取付け部３のストッパ部４までの距離、及びインジェクタ１０の挿入部端１２からインジェクタ先端２４までの距離は、それぞれ所定の寸法になる。燃料レールアッセンブリは、このように設定された寸法でエンジンヘッドへ取り付けられる。

換言すれば、インジェクタ１０と燃料レール本体１（燃料レール）を備えた燃料レールアッセンブリにおいて、燃料レール本体１に取り付けられたブラケット１１の取付面３５（端面）をエンジンヘッド取り付け端面に固定し、インジェクタ１０の先端位置を内燃機関の燃焼室２５に対し所定の位置に固定する。

これにより、燃料レールアッセンブリをエンジンヘッドに取付けることができ、インジェクタ先端位置の距離が一定に保たれ、燃焼室２５へ均一の燃料噴霧を送ることが出来る。その結果、燃焼が安定し、所定の燃焼ガス性能が得られる。

高圧ポンプ、高圧パイプから供給された燃料は、高圧の燃料圧力を維持しながら、インレットを介して燃料レール本体１の中心孔２内に供給され、燃料通路３３及びインジェクタ挿入部５内部を通して、インジェクタ１０内部へ供給され、インジェクタ１０の開弁に合わせてエンジンへ供給される。

第１の実施形態では、図１、２に示すように、燃料レール本体１、インジェクタ１０、シール部材７、押付部材８、締付部材９は別体に形成され、燃料レール本体１のインジェクタ取付け部３のパイプ挿入部３１にインジェクタ挿入部５が挿入され、挿入部端１２はインジェクタ取付け部３のストッパ部４、に押付けられた状態で取り付けられる。このときに一緒にシール部材７、そのシール部材７の先端シール部３６を前記インジェクタ挿入部５と内周面６の隙間へ所定の面圧で押付けるべく締付部材９で締め付け、燃料のシールを可能とする。

すなわち、図３に示すように、締付部材９が締めつけられる際に締め付け方向に付勢され、かつインジェクタ挿入部５（挿入部）の外周面とパイプ挿入部３１（取付孔）の内周面６との間に形成される隙間に挿入され、この隙間をシールするシール部材７によりインジェクタ挿入部５の外周面とパイプ挿入部３１の内周面６とがシールされる。

これにより、インジェクタ挿入部５とインジェクタ取付け部３の内周面６の隙間がシール部材７でシールされる。

詳細には、シール部材７の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成され、締付部材９が締めつけられる際に締め付け方向に付勢されることで、シール部材７の先端シール部３６（先端部）がインジェクタ挿入部５（挿入部）の外周面とパイプ挿入部３１（取付孔）の内周面６との間に形成される隙間に挿入され、該隙間を埋める。

換言すれば、シール部材７の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成されるとともに、インジェクタ取付け部３（取付部）のパイプ挿入部３１（取付孔）の内周面６は締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成される。締付部材９が締めつけられる際に締め付け方向に付勢されることで、シール部材７の外周面がパイプ挿入部３１の内周面６と接触するように構成される。

内周面６がテーパとなっていることにより、シール部材７が隙間を埋め易くなり、シールが容易になる。

燃料は中心孔２、燃料通路３３を通過し、インジェクタ１０のインジェクタ挿入部５内部へ流入する。シール部材７の先端シール部３６を所定の面圧で押付けるため、インジェクタ挿入部５の外周と内周面６間の隙間を通って外部へもれる通路が形成されず、外部への燃料漏れを防ぐことが出来る。ここで、押付部材８は締付部材９のねじによる不均一荷重を均一にシール部材７へ伝えるために使われる。押付部材８を使わずに、シール部材７のみの場合も全体の面圧を大きくすればシールは可能である。

インジェクタ１０は、インジェクタ挿入部５の挿入部端１２をインジェクタ取付け部３のストッパ部４に押付けた状態で前記のシール部材７を押付け固定する。そのため、あらかじめ設定された、ブラケット１１の取付面３５からストッパ部４までのインジェクタ軸方向の寸法、及び、インジェクタ１０の挿入部端１２からインジェクタ先端２４までの寸法により、取付面３５からインジェクタ先端２４の位置までの距離が一定に保たれる。

以上説明したように、本実施形態によれば、高い燃料圧力下においてシール性能を保持しつつ、製造コストを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、インジェクタ１０のインジェクタ挿入部５、インジェクタ挿入部５とは別体のシール部材７、押付部材８及び締付部材９を用いることで、燃料シール、インジェクタ先端２４の位置出しをすることができ、簡単な構造で、安価なレールアセンブリを実現できる。

（第２の実施形態）
次に、図５〜図９を用いて本発明の第２の実施形態による燃料レールアッセンブリの全体構成について説明する。

図５は燃料レールアッセンブリを示し、図６はそのアッセンブリ前の状態を示す。図７、８は燃料入口パイプ２１０と締付ナット２０７の構成及び、一体化状況を示す。図９はレールアッセンブリのエンジンへの取り付け状態を示す。

燃料レール本体２０１の端部又は途中には、高圧ポンプ（不図示）から高圧パイプ（不図示）を通してレール内部の中心孔２０２に高圧燃料を供給する入口となるインレット(不図示)が取り付けられる。燃料レール本体１の反対側の端部、又は燃料レール本体２０１の途中に中心孔２０２内の燃料圧力を測定する圧力センサ（不図示）が取り付くセンサボス（不図示）が取り付けられる。これらは、それぞれ燃料レール本体２０１に一体に形成され、或いは、ねじ込み、ろう付け、溶接等でシールして形成され、固定される。

燃料レール本体２０１にはエンジンの気筒分に相当するインジェクタ取付け部２０３が燃料レール本体２０１と一体に形成されている。インジェクタ取付け部２０３は、シールテーパ面２０６、取付ねじ２０４を持つ。燃料通路２０５は、シールテーパ面２０６と中心孔２０２の間を連通している。また、燃料レール本体２０１には、ブラケット２３５が溶接等で一体化される。その取付面２１５とインジェクタ取付け部２０３のシールテーパ面２０６の間にインジェクタ２１３の軸方向の所定長さが確保される。ブラケット２３５は、レールアッセンブリをエンジンに取り付けるためのボルト穴２１４を持つ。

図６に示すように、インジェクタ２１３は、燃料をインジェクタ２１３内部に供給する燃料入口パイプ２１０を持つ。この入口側には、前記シールテーパ面２０６とシート部を構成する燃料パイプシート面２０９、２２４が形成される。燃料入口パイプ２１０の端部（上端）からインジェクタ先端２２５までの距離は、所定の寸法になる。また、燃料入口パイプ２１０はインジェクタ２１３側に組みつけられる締付ナット２０７、その締付ナット２０７で押付けるパイプ肩部２１２、２２３、前記シールテーパ面２０６に押し当てられる燃料パイプシート面２０９、２２４を持つ。

締付ナット２０７は、燃料入口パイプ２１０と一緒にインジェクタ２１３側に溶接等で燃料レール本体２０１にアッセンブリする前に接合される（図７参照）、或いは締付ナット２０７をインジェクタの燃料入口パイプ２１０に組み込んだ後に燃料パイプシート面２２４、パイプ肩部２２３を成形する（図８参照）。これらは、インジェクタ２１３も含めてエンジンの気筒数分準備される。

インジェクタ２１３の燃料パイプシート面２０９を燃料レール本体２０１のインジェクタ取付け部２０３のシールテーパ面２０６に押し当てた状態で、燃料入口パイプ２１０の外周に設けた締付ナット２０７を所定トルクで締め付ける。これにより、所定面圧が加えられシールされる。

このように、インジェクタ２１３は、インジェクタ取付け部２０３（取付部）に対して締付ナット２０７（締付部材）が直接、締め付けられることによりインジェクタ取付け部２０３に固定される。

これにより、燃料レール本体２０１にインジェクタ２１３が締付ナット２０７（締付部材）のみで固定される。

燃料レールアッセンブリは、図９に示すように、燃料レール本体２０１に溶接等で固定されたブラケット２３５を介して、ボルト２２６等でエンジンに固定される。ブラケット２３５の取付面２１５からインジェクタ取付け部２０３のシールテーパ面２０６までの距離、及びインジェクタ２１３の燃料パイプシート面２０９の端（上端）からインジェクタ先端２２５までの距離は、それぞれ所定の寸法になる。燃料レールアッセンブリは、このように設定された寸法でエンジンヘッドへ取り付けられる。

高圧ポンプ、高圧パイプから供給された燃料は、高圧の燃料圧力を維持しながら、インレットを介して燃料レール本体２０１の中心孔２０２内に供給され、燃料通路２０５及び燃料入口パイプ２１０内部を通して、インジェクタ２１３内部へ供給され、インジェクタ２１３の開弁に合わせてエンジンへ供給される。

第２の実施形態では、図５、６に示すように、締付ナット２０７がインジェクタ２１３に組みつけられ、燃料レール本体２０１とは別体に構成される。燃料入口パイプ２１０は入口側にパイプ肩部２１２と燃料パイプシート面２０９をもつ。パイプ肩部２１２と燃料パイプシート面２０９で形成される拡径部は、締付ナット２０７の内部に納まる。締付ナット２０７が燃料レール本体２０１のインジェクタ取付け部２０３の取付ねじ２０４に締付けられると、締付肩部２１１がパイプ肩部２１２を押し、燃料パイプシート面２０９がシールテーパ面２０６に押付けられる。

締付ナット２０７を所定トルクで締め付けると、シールテーパ面２０６と燃料パイプシート面２０９の間に所定の面圧が確保され、燃料のシールを行うことができる。燃料は中心孔２０２、燃料通路２０５を通過し、インジェクタ２１３の燃料入口パイプ２１０内部へ流入するが、シールテーパ面２０６と燃料パイプシート面２０９の間の所定の面圧で、外部への燃料漏れを防ぐことが出来る。

インジェクタ２１３は、燃料入口パイプ２１０を一体化している。燃料パイプシート面２０９をインジェクタ取付け部２０３のシールテーパ面２０６に押し付け固定するため、あらかじめ設定された、ブラケット２３５の取付面２１５からシールテーパ面２０６までのインジェクタ軸方向の寸法、及び、インジェクタ２１３の燃料パイプシート面２０９の端（上端）からインジェクタ先端２２５までの寸法により、取付面２１５からインジェクタ先端２２５の位置までの距離が一定に保たれる。

燃料入口パイプ２１０にはパイプ肩部２１２と燃料パイプシート面２０９により拡径部が形成されるため、図７に示すように、締付ナット２０７と燃料入口パイプ２１０を組付けた上でインジェクタ２１３側に溶接部２２１に示すように溶接等で固定する。

或いは、図８に示すように、インジェクタ側の燃料入口パイプ２１０をストレート形状で作っておき、締付ナット２０７を組付けた後にパイプ肩部２２３、燃料パイプシート面２２４を塑性加工で成形することで製作できる。

本実施形態によれば、インジェクタ２１３を締付ナット２０７のみで燃料レール本体２０１にシール固定でき、取付面２１５に対するインジェクタ先端２２５の位置出しをすることができ、燃焼室２２８に対する所定の位置に設定できるため、簡単な構造で、安価なレールアセンブリを実現できる。

（第３の実施形態）
次に、図１０〜図１４を用いて本発明の第３の実施形態による燃料レールアッセンブリの全体構成について説明する。本実施形態では、第２の実施形態と比較して、シールテーパ面と締付ナットの取り付けを逆にしている。

図１０は燃料レールアッセンブリを示し、図１１はそのアッセンブリ前の状態を示す。図１２、１３はインジェクタ取付け部１０３と締付ナット１０７の構成及び、一体化状況を示す。図１４はレールアッセンブリのエンジンへの取り付け状態を示す。

燃料レール本体１０１の端部又は途中には、高圧ポンプ（不図示）から高圧パイプ（不図示）を通してレール内部の中心孔１０２に高圧燃料を供給する入口となるインレット(不図示)が取り付けられる。燃料レール本体１０１の反対側の端部、又は燃料レール本体１０１の途中に中心孔１０２内の燃料圧力を測定する圧力センサ（不図示）が取り付くセンサボス（不図示）が取り付けられる。これらは、それぞれ燃料レール本体１０１に一体に形成され、或いは、ねじ込み、ろう付け、溶接等でシールして形成され、固定される。

燃料レール本体１０１にはエンジンの気筒分に相当するインジェクタ取付け部１０３が燃料レール本体１０１と一体に形成されている。インジェクタ取付け部１０３には、取付けシート面１１９、１３１が形成される。ブラケットの取付面１１５からインジェクタ取付け部１０３の先端までの距離は所定の寸法になる。また、インジェクタ取付け部１０３は、インジェクタ１１３側に締め付ける締付ナット１０７、その締付ナット１０７で押付ける取付肩部１１２、１３０、インジェクタ側のシールテーパ面１０９に押し当てられる取付けシート面１１９、１３１を持つ。

締付ナット１０７は、インジェクタ取付け部１０３と一緒に燃料レール本体１０１側に溶接等でレールアッセンブリする前に接合される（図１２参照）、或いは締付ナット１０７を燃料レール本体１０１のインジェクタ取付け部１０３に組み込んだ後に取付けシート面１３１、取付肩部１３０を成形する（図１３参照）。これらは、インジェクタ１１３も含めてエンジンの気筒数分準備される。

燃料通路１０５は、取付けシート面１１９と中心孔１０２の間を連通している。また、燃料レール本体１０１には、ブラケット１３５が溶接等で一体化される。その取付面１１５とインジェクタ取付け部１０３の取付けシート面１１９の間にインジェクタ１１３の軸方向の所定長さが確保される。ブラケット１３５は、レールアッセンブリをエンジンに取り付けるためのボルト穴１３６を持つ。

インジェクタ１１３は、燃料をインジェクタ１１３内部に供給する燃料入口パイプ１１０を持つ。この入口側には、前記取付けシート面１１９とシート部を構成するシールテーパ面１０９が形成される。燃料入口パイプ１１０の端（上端）からインジェクタ先端１２５までの距離は、所定の寸法になる。燃料入口パイプ１１０には、締付ナット１０７が締めこまれる締付けねじ１３７が設けられる。

インジェクタ１１３のシールテーパ面１０９を燃料レール本体１０１のインジェクタ取付け部１０３の取付けシート面１１９に押し当てた状態で、インジェクタ取付け部１０３の外周に設けた締付ナット１０７を所定トルクで締め付ける。これにより、所定面圧が加えられシールされる。

燃料レールアッセンブリは、図１４に示すように、燃料レール本体１０１に溶接等で固定されたブラケット１３５を介して、ボルト１２６等でエンジンに固定される。ブラケット１３５の取付面１１５からインジェクタ取付け部１０３の取付けシート面１１９の端（下端）までの距離、及びインジェクタ１１３のシールテーパ面１０９の端（上端）からインジェクタ先端１２５までの距離は、それぞれ所定の寸法になる。燃料レールアッセンブリは、このように設定された寸法でエンジンヘッドへ取り付けられる。

高圧ポンプ、高圧パイプから供給された燃料は、高圧の燃料圧力を維持しながら、インレットを介して燃料レール本体１０１の中心孔１０２内に供給され、燃料通路１０５及び燃料入口パイプ１１０内部を通して、インジェクタ１１３内部へ供給され、インジェクタ１１３の開弁に合わせてエンジンへ供給される。

第３の実施形態では、シールテーパ面１０９、締付けねじ１３７をインジェクタ１１３側に設け、燃料レール本体１側に締付ナット１０７、取付肩部１１２を持たせたもので、第２の実施形態と同じ効果を得ることが出来るものである。

締付ナット１０７が燃料レール本体１０１側に組みつけられ、インジェクタ１１３とは別体に構成される。インジェクタ取付け部１０３は先端側に取付肩部１１２と取付けシート面１１９を持つ。取付肩部１１２と取付けシート面１１９で形成される拡径部は、締付ナット１０７の内部に納まる。締付ナット１０７が燃料入口パイプ１１０の締付けねじ１３７に締付けられると、締付肩部１１１が取付肩部１１２を押し、取付けシート面１１９がシールテーパ面１０９に押付けられる。

締付ナット１０７を所定トルクで締め付けると、シールテーパ面１０９と取付けシート面１１９の間に所定の面圧が確保され、燃料のシールを行うことができる。燃料は中心孔１０２、燃料通路１０５を通過し、インジェクタ１１３の燃料入口パイプ１１０内部へ流入するが、シールテーパ面１０９と取付けシート面１１９の間の所定の面圧で、外部への燃料漏れを防ぐことが出来る。

燃料レール本体１０１は、インジェクタ取付け部１０３を一体化している。取付けシート面１１９をインジェクタのシールテーパ面１０９に押し付け固定するため、あらかじめ設定された、ブラケット１３５の取付面１１５から取付けシート面１１９の端（下端）までのインジェクタ軸方向の寸法、及び、インジェクタ１１３のシールテーパ面１０９の端（上端）からインジェクタ先端１２５までの寸法により、取付面１１５からインジェクタ先端１２５の位置までの距離が一定に保たれる。

インジェクタ取付け部１０３には取付肩部１１２と取付けシート面１１９により拡径部が形成されるため、図１２に示すように、締付ナット１０７とインジェクタ取付け部１０３を組付けた上で燃料レール本体１０１側に溶接等で固定する。

或いは、図１３に示すように、インジェクタ取付け部１０３をストレート形状で作っておき、締付ナット１０７を組付けた後に取付肩部１３０、取付けシート面１３１を塑性加工で成形することで製作できる。

本実施形態によれば、インジェクタ１１３を締付ナット１０７のみで燃料レール本体１０１にシール固定でき、取付面１１５に対するインジェクタ先端１２５の位置出しをすることができ、燃焼室１２８に対する所定の位置に設定できるため、簡単な構造で、安価なレールアセンブリを実現できる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…燃料レール本体
２…中心孔
３…インジェクタ取付け部
４…ストッパ部
５…インジェクタ挿入部
６…内周面
７…シール部材
８…押付部材
９…締付部材
１０…インジェクタ
１１…ブラケット
１２…挿入部端
１４…ハウジング
１５…ハウジング固定部
１６…入口側端面
２１…ボルト
２２…ヘッド取付け端面
２３…エンジンヘッド
２４…インジェクタ先端
２５…燃焼室
３１…パイプ挿入部
３２…取付ねじ部
３３…燃料通路
３４…ボルト穴
３５…取付面
３６…先端シール部
２０１…燃料レール本体
２０２…中心孔
２０３…インジェクタ取付け部
２０４…取付ねじ
２０５…燃料通路
２０６…シールテーパ面
２０７…締付ナット
２０８…締付け部ねじ
２０９…燃料パイプシート面
２１０…燃料入口パイプ
２１１…締付肩部
２１２…パイプ肩部
２１３…インジェクタ
２１４…ボルト穴
２１５…取付面
２２１…溶接部
２２３…パイプ肩部
２２４…燃料パイプシート面
２２５…インジェクタ先端
２２６…ボルト
２２７…エンジンヘッド
２２８…燃焼室
２３４…ボルト穴
２３５…ブラケット
１０１…燃料レール本体
１０２…中心孔
１０３…インジェクタ取付け部
１０５…燃料通路
１０７…締付ナット
１０９…シールテーパ面
１１０…燃料入口パイプ
１１１…締付肩部
１１２…取付肩部
１１３…インジェクタ
１１５…取付面
１１９…取付けシート面
１２５…インジェクタ先端
１２６…ボルト
１２７…エンジンヘッド
１２８…燃焼室
１３５…ブラケット
１３６…ボルト穴

Claims (18)

1. 燃料レールの取付部に取り付けられるインジェクタにおいて、
   前記取付部の取付孔に挿入され、シール部材によりシールされる挿入部を備え、
   前記挿入部は前記シール部材と反対側でハウジングに固定され、
   前記挿入部は、前記挿入部の端から前記シール部材によるシール位置までの距離に対し、前記シール位置から前記ハウジングとの固定位置までの距離が長くなるように構成され、
   前記挿入部はストレートな円筒状のパイプであり、前記取付孔はテーパとなっている内周面を有し、前記シール部材の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、前記パイプの端部を前記取付孔のストッパ部へ突き当てた状態で、前記シール部材の外周面が前記取付孔の内周面と接触し、
   前記シール部材は締付部材が締めつけられる際に前記締付部材と前記シール部材との間に配置される押付部材により締め付け方向に付勢され、
   前記押付部材の外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、締付部材が締めつけられる際に、前記押付部材の外周面が前記シール部材の内周面と接触し、前記押付部材の傾斜した外周面の前記シール部材と反対側の端部に位置する端面が前記締付部材と当接し、前記締付部材と前記押付部材の当接面は締め付け方向に垂直な面で構成されることを特徴とするインジェクタ。
2. 燃料レールの取付部に取り付けられるインジェクタにおいて、
   前記取付部の取付孔に挿入され、シール部材によりシールされる挿入部を備え、
   前記挿入部の厚みは前記挿入部の径に対し４分の１以下となるように構成され、
   前記挿入部はストレートな円筒状のパイプであり、前記取付孔はテーパとなっている内周面を有し、前記シール部材の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、前記パイプの端部を前記取付孔のストッパ部へ突き当てた状態で、前記シール部材の外周面が前記取付孔の内周面と接触し、
   前記シール部材は締付部材が締めつけられる際に前記締付部材と前記シール部材との間に配置される押付部材により締め付け方向に付勢され、
   前記押付部材の外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、締付部材が締めつけられる際に、前記押付部材の外周面が前記シール部材の内周面と接触し、前記押付部材の傾斜した外周面の前記シール部材と反対側の端部に位置する端面が前記締付部材と当接し、前記締付部材と前記押付部材の当接面は締め付け方向に垂直な面で構成されることを特徴とするインジェクタ。
3. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記挿入部の先端は、前記取付孔の底面に突き当てられるように構成されることを特徴とするインジェクタ。
4. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記挿入部は、前記取付孔の入口側端面よりも前記燃料レールの側の全域において、前記入口側端面の内周側に位置するように構成されることを特徴とするインジェクタ。
5. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記インジェクタは、前記取付部に対して締付部材が直接、締め付けられることにより前記取付部に固定されることを特徴とするインジェクタ。
6. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   締付部材が締めつけられる際に締め付け方向に付勢され、かつ前記挿入部の外周面と前記取付孔の内周面との間に形成される隙間に挿入され、この隙間をシールするシール部材により前記挿入部の外周面と前記取付孔の内周面とがシールされることを特徴とするインジェクタ。
7. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記挿入部は、円筒状に形成される金属パイプであることを特徴とするインジェクタ。
8. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記シール部材の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成され、締付部材が締めつけられる際に締め付け方向に付勢されることで、前記シール部材の先端部が前記挿入部の外周面と前記取付孔の内周面との間に形成される隙間に挿入され、該隙間を埋めることを特徴とするインジェクタ。
9. 請求項１又は２に記載のインジェクタにおいて、
   前記シール部材の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成されるとともに、前記取付部の前記取付孔の内周面は前記締め付け方向に向かって内周側に傾斜するように形成され、
   締付部材が締めつけられる際に締め付け方向に付勢されることで、前記シール部材の外周面が前記取付孔の内周面と接触するように構成されることを特徴とするインジェクタ。
10. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
    前記取付部の前記取付孔の内周側は前記挿入部の軸方向位置を決定するストッパ部を有し、前記挿入部の先端が前記ストッパ部に突き当てられることで位置決めされることを特徴とするインジェクタ。
11. 請求項１に記載のインジェクタにおいて、
    前記押付部材は前記シール部材及び前記締付部材とは別体に構成されることを特徴とするインジェクタ。
12. インジェクタが取り付けられる取付部を備えた燃料レールにおいて、
    前記インジェクタはシール部材によりシールされる挿入部を備え、
    前記取付部の取付孔の底面に前記挿入部の先端が突き当てられるように構成され、
    前記挿入部はストレートな円筒状のパイプであり、前記取付孔はテーパとなっている内周面を有し、前記シール部材の内周面及び外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、前記パイプの端部を前記取付孔の底面へ突き当てた状態で、前記シール部材の外周面が前記取付孔の内周面と接触し、
    前記シール部材は締付部材が締めつけられる際に前記締付部材と前記シール部材との間に配置される押付部材により締め付け方向に付勢され、
    前記押付部材の外周面が締め付け方向に向かって傾斜し、締付部材が締めつけられる際に、前記押付部材の外周面が前記シール部材の内周面と接触し、前記押付部材の傾斜した外周面の前記シール部材と反対側の端部に位置する端面が前記締付部材と当接し、前記締付部材と前記押付部材の当接面は締め付け方向に垂直な面で構成されることを特徴とする燃料レール。
13. 請求項１２に記載の燃料レールにおいて、
    前記挿入部は、前記取付孔の入口側端面よりも前記燃料レールの側の全域において、前記入口側端面よりも内周側に位置するように構成されることを特徴とする燃料レール。
14. 請求項１２に記載の燃料レールにおいて、
    前記インジェクタは、前記取付部に対して締付部材が直接、締め付けられることにより前記取付部に固定されることを特徴とする燃料レール。
15. 請求項１４に記載の燃料レールにおいて、
    前記締付部材が締めつけられる際に締め付け方向に付勢され、かつ前記挿入部の外周面と前記取付孔の内周面との間に形成される隙間に挿入され、この隙間をシールするシール部材により前記挿入部の外周面と前記取付孔の内周面とがシールされることを特徴とする燃料レール。
16. 請求項１２に記載の燃料レールにおいて、
    前記取付部の前記取付孔の内周側は前記挿入部の軸方向位置を決定するストッパ部を有し、前記挿入部の先端が前記ストッパ部に突き当てられることで位置決めされることを特徴とする燃料レール。
17. 請求項１〜１１の何れかに記載のインジェクタと、前記燃料レールとを備えたことを特徴とする燃料レールアッセンブリ。
18. 請求項１７に記載の燃料レールアッセンブリにおいて、
    前記燃料レールに取り付けられたブラケットの端面をエンジンヘッド取り付け端面に固定し、前記インジェクタの先端位置を内燃機関の燃焼室に対し所定の位置に固定することを特徴とする燃料レールアッセンブリ。

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