JPH10221192A - 高圧流体回路のメタルシール構造 - Google Patents

高圧流体回路のメタルシール構造

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JPH10221192A
JPH10221192A JP9039892A JP3989297A JPH10221192A JP H10221192 A JPH10221192 A JP H10221192A JP 9039892 A JP9039892 A JP 9039892A JP 3989297 A JP3989297 A JP 3989297A JP H10221192 A JPH10221192 A JP H10221192A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025Common rails
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004Joints; Sealings
    • F02M55/005Joints; Sealings for high pressure conduits, e.g. connected to pump outlet or to injector inlet

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼付・かじりが生じにくいだけでなく、加工
の制約も少なく、剛性を低下させることもない高圧流体
回路のメタルシール構造を得る。 【解決手段】 金属製で凸円錐面状のオス側テーパ部3
は、金属製のブロックに形成された凹円錐面状のメス側
テーパ部24のテーパ角度と実質的に等しい第一テーパ
角度Θ1 をなしてメス側テーパ部24の途中部までと接
触する先端側の第一テーパ部4と、メス側テーパ部24
のテーパ角度より実質的に小さい第二テーパ角度Θ2 を
なしてメス側テーパ部24の途中部から次第に離れる拡
径側の第二テーパ部5との2段テーパ構造に形成され
る。第一,第二テーパ部4,5の境界部にはR面取り部
6が加工されているため、第一テーパ部4の最大径Bに
おける角部とメス側テーパ部24の凹円錐面の途中部と
の接触部位には応力集中は起こらず、焼付・かじりを防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧流体を使用す
る各種機械装置において、高圧流体回路の接続部に使用
されるメタルシール構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、自動車用ディーゼルエンジンの
燃料噴射系の途中部における、金属製のブロック40と
圧力センサ50との接続部を示している。ブロック40
には、高圧燃料(軽油)42が流動する燃料流路41が
形成されるとともに、該燃料流路41と直交する方向
に、圧力センサ50を接続するための雌ねじ穴43、凹
円錐面状のメス側テーパ部44及び連通穴45が形成さ
れている。圧力センサ50は金属製の雄ねじ部51、円
筒部52及び凸円錐面状のオス側テーパ部53を備えて
いる。雄ねじ部51を雌ねじ穴43に螺合して締付ける
と、その締付けにより発生する軸力で、金属製のオス側
テーパ部53がメス側テーパ部44に食い込んで密に接
触し、高圧燃料42の漏れを防ぐようになっている(メ
タルシール構造)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記メタル
シール構造では、メス側テーパ部44とオス側テーパ部
53とのテーパ角度が等しい(厳密には、前記ねじの締
付け時に弾性変形によって両テーパ角度が等しくなるよ
うに、オス側テーパ部の方が1〜2度小さく設定されて
いる)とともに、オス側テーパ部53が長く拡径してい
て、メス側テーパ部44の最大径Aよりオス側テーパ部
53の最大径Bの方が大きくなっているため、メス側テ
ーパ部44の最大径Aにおける角部がオス側テーパ部5
3の凸円錐面の途中部に接触することになる。このた
め、前記軸力によって、オス側テーパ部53がメス側テ
ーパ部44に食い込んだときに、前記メス側テーパ部4
4の角部とオス側テーパ部53の途中部との接触部位に
応力集中が起こり、該接触部位に焼付及び/又はかじり
55が生じ易いという問題があった。
【0004】しかも、エンジンの点検・整備の際には、
圧力センサ50もブロック40から取外して点検・整備
した後に再接続する必要があり、この取外し・再接続を
何回も繰返すと、前記接触部位の応力集中が繰返し起こ
るから、前記焼付・かじり55がさらに生じ易くなった
り悪化したりする。
【0005】このように焼付・かじり55が生じ、悪化
すると、メタルシール構造はシール不能となり、メス側
テーパ部44及び/又はオス側テーパ部53の修正や、
ブロック40及び/又は圧力センサ50の部品交換が必
要となる。
【0006】こうした焼付・かじりを防止する対策とし
て、図5に示すように、前記メス側テーパ部44の角部
にR面取り部46を加工し、前記応力を分散させること
も考えられる。しかし、R面取り部46の加工は、比較
的径の小さい雌ねじ穴43の穴底における作業となるた
め、工法上の制約を受け、容易ではない。
【0007】また、図6に示すように、オス側テーパ部
53を短く拡径させて、その最大径Bをメス側テーパ部
44の最大径Aより小さくするとともに、円筒部52と
オス側テーパ部53との境界部にR面取り部54を加工
することも考えられる。この対策によれば、オス側テー
パ部53の最大径Bにおける角部がメス側テーパ部44
の凹円錐面の途中部に接触することになるが、該角部に
はR面取り部54が加工されているため応力集中が起こ
らず、焼付・かじりを防止することができる。しかし、
オス側テーパ部53の最大径B、即ち、円筒部52の径
Bが小さいと、両部53,52の剛性が低下し、雄ねじ
部51の沈みが大きくなりすぎる等の問題がある。
【0008】上記問題は、ブロック40と圧力センサ5
0との接続部だけでなく、各種機械装置の高圧流体回路
の接続部に使用されるメタルシール構造においても生じ
る問題である。
【0009】本発明の目的は、上記課題を解決し、焼付
・かじりが生じにくいだけでなく、加工の制約も少な
く、剛性を低下させることもない高圧流体回路のメタル
シール構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高圧流体回路のメタルシール構造は、高圧
流体回路の接続部に設けられて互いに密に接触する金属
製の凹円錐面状のメス側テーパ部と金属製の凸円錐面状
のオス側テーパ部とを備え、オス側テーパ部は、メス側
テーパ部のテーパ角度と実質的に等しい第一テーパ角度
をなしてメス側テーパ部の途中部までと接触する先端側
の第一テーパ部と、メス側テーパ部のテーパ角度より実
質的に小さい第二テーパ角度をなしてメス側テーパ部の
途中部から次第に離れる拡径側の第二テーパ部との2段
テーパ構造に形成され、第一テーパ部と第二テーパ部と
の境界部にR面取り部が加工されたことを特徴としてい
る。
【0011】ここで、「実質的に等しい」とは、メス側
テーパ部のテーパ角度とオス側テーパ部の第一テーパ角
度とが接触前に略等しい場合のみならず、接触後の締付
け時に弾性変形によって略等しくなるように、接触前に
若干の角度差を設けた場合も含まれる。また、「実質的
に小さい」とは、前記第一テーパ部がメス側テーパ部に
接触して弾性変形した時でも、第二テーパ部がメス側テ
ーパ部から実質的に離れるのに必要な角度差があること
を意味する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した形態例に
ついて、図面を参照して説明する。なお、本形態例の実
施部位は、従来の形態例と同じく、自動車用ディーゼル
エンジンの燃料噴射系の途中部におけるブロックと圧力
センサとの接続部である。
【0013】図1及び図2に示す金属製のブロック20
には、高圧燃料(軽油)22が流動する燃料流路21が
形成されるとともに、該燃料流路21と直交する方向
に、圧力センサ1を接続するための雌ねじ穴23が形成
されている。雌ねじ穴23の底面から燃料流路21側に
向かっては、該底面における最大径Aから燃料流路21
側ほど縮径した凹円錐面状のメス側テーパ部24が形成
されている。メス側テーパ部24の終端には断面円型の
連通穴25が連続し、燃料流路21に連通している。
【0014】圧力センサ1は、高圧燃料22の圧力を測
定するためのもので、ブロック20の雌ねじ穴23に螺
合される金属製の雄ねじ部2と、雄ねじ部2の先端面に
連続し、先端側ほど縮径した金属製で凸円錐面状のオス
側テーパ部3とを備える。オス側テーパ部3は、メス側
テーパ部24のテーパ角度と実質的に等しい第一テーパ
角度Θ1 をなしてメス側テーパ部24の途中部までと接
触する先端側の第一テーパ部4と、メス側テーパ部24
のテーパ角度より実質的に小さい第二テーパ角度Θ2 を
なしてメス側テーパ部24の途中部から次第に離れる拡
径側の第二テーパ部5との2段テーパ構造に形成されて
いる。
【0015】ここで、「実質的に等しい」とは、メス側
テーパ部24のテーパ角度と第一テーパ角度Θ1 とが接
触前に略等しい場合のみならず、接触後の締付け時に弾
性変形によって略等しくなるように、接触前に第一テー
パ角度Θ1 の方を1〜2度小さく設定した場合も含まれ
る。また、「実質的に小さい」とは、第一テーパ部4が
メス側テーパ部24に接触して弾性変形した時でも、第
二テーパ部5がメス側テーパ部24から実質的に離れる
のに必要な角度差があることを意味する。
【0016】第一テーパ部4と第二テーパ部5との境界
部の径はBであって、該境界部にはR面取り部6が加工
されている。
【0017】ブロック20と圧力センサ1との間は、メ
ス側テーパ部24とオス側テーパ部3とによるメタルシ
ール構造によってシールされている。すなわち、雄ねじ
部2を雌ねじ穴23に螺合して締付けると、その締付け
により発生する軸力で、金属製のオス側テーパ部3の第
一テーパ部4がメス側テーパ部24に食い込んで密に接
触し、高圧燃料22の漏れを防ぐのである。
【0018】本発明のメタルシール構造によれば、第一
テーパ部4の最大径Bにおける角部がメス側テーパ部2
4の凹円錐面の途中部に接触することになるが、該角部
にはR面取り部6が加工されているため応力集中が起こ
らず、焼付・かじりを防止することができる。また、第
二テーパ部5の最小径はBと小さいが、雄ねじ部2側ほ
ど拡径して徐々に太くなっているので、オス側テーパ部
3の剛性を低下させる心配もない。さらに、オス側テー
パ部3を2段テーパ構造とする加工や、R面取り部6の
加工は、圧力センサ1の外部における作業となるため、
工法上の制約が少なく、容易である。
【0019】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次のように発明の趣旨から逸脱し
ない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 (1)上記形態例では、本発明を、燃料噴射系の途中部
におけるブロック20と圧力センサ1との接続部に具体
化しているが、噴射ノズルとシリンダヘッドとの接続部
に具体化してもよい。この場合、シリンダヘッドの内周
面にメス側テーパ部が形成され、噴射ノズルの外周面に
オス側テーパ部が形成され、噴射ノズルから噴射される
高圧燃料の漏れが防止される。。 (2)本発明は、自動車用ディーゼルエンジンの燃料噴
射系以外の高圧流体を使用する各種機械装置における高
圧流体回路の接続部に使用されてもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明の高圧流体回路のメタルシール構
造は、上記の通り構成されているので、焼付・かじりが
生じにくいだけでなく、加工の制約も少なく、剛性を低
下させることもないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る高圧流体回路のメタル
シール構造の断面図である。
【図2】同構造の要部拡大断面図である。
【図3】従来のメタルシール構造の断面図である。
【図4】同構造の要部拡大断面図である。
【図5】従来の別のメタルシール構造を示す要部拡大断
面図である。
【図6】従来の別のメタルシール構造を示す要部拡大断
面図である。
【符号の説明】
1 圧力センサ 3 オス側テーパ部 4 第一テーパ部 5 第二テーパ部 6 R面取り部 20 ブロック 21 燃料流路 24 メス側テーパ部 Θ1 第一テーパ角度 Θ2 第二テーパ角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧流体回路の接続部に設けられて互い
    に密に接触する金属製の凹円錐面状のメス側テーパ部と
    金属製の凸円錐面状のオス側テーパ部とを備えたメタル
    シール構造において、 前記オス側テーパ部は、前記メス側テーパ部のテーパ角
    度と実質的に等しい第一テーパ角度をなして前記メス側
    テーパ部の途中部までと接触する先端側の第一テーパ部
    と、前記メス側テーパ部のテーパ角度より実質的に小さ
    い第二テーパ角度をなして前記メス側テーパ部の途中部
    から次第に離れる拡径側の第二テーパ部との2段テーパ
    構造に形成され、前記第一テーパ部と第二テーパ部との
    境界部にR面取り部が加工されたことを特徴とする高圧
    流体回路のメタルシール構造。
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