JPH1030528A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付け作業を容易に行う燃料噴射装置を提供
する。 【解決手段】 ストッパ４０は環状に形成され、径方向
外側に突出する凸部４１を有している。位置決め溝３ａ
はインジェクタ１０の取付方向と平行に延びている。こ
の位置決め溝３ａ内に凸部４１を挿入することにより、
インジェクタ１０の両回転方向で凸部４１は位置決め溝
３ａに係止される。したがって、インジェクタ１０の取
付け作業および燃料配管５０の接続作業時においてイン
ジェクタ１０の回転が規定されるので作業が容易にな
る。また、燃料配管５０接続時のねじり力が磁気回路構
成部材および噴射量調量部材に働かないので、インジェ
クタ１０の噴射特性を保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの気筒内に直接燃料
噴射を行う筒内直噴エンジンでは、燃料噴射方向が所定
方向になるように電磁制御式のインジェクタの回転方向
の位置決めをすることが一般的である。しかしながら、
エンジンヘッドに直接インジェクタをねじ締めする構造
では、インジェクタの所望の回転位置においてエンジン
ヘッドへのインジェクタの締付力を最適にすることは困
難である。

【０００３】これに対し、例えばインジェクタの外周に
軸方向に移動自在なリテーニングナットを嵌挿し、工具
等でインジェクタを掴んだ状態でエンジンヘッドにリテ
ーニングナットをねじ締めして軸方向にインジェクタの
径方向に突出するフランジ部を付勢することにより、イ
ンジェクタを回転させることなくエンジンヘッドにイン
ジェクタを取付ける構造が知られている。この構造で
は、インジェクタの回転位置を保持したままエンジンヘ
ッドへのインジェクタの締付力を最適にすることができ
る。（山海堂より昭和６３年６月１５日発行の「ディー
ゼル燃料噴射」において、Ｐ．１５９の図４．１０８
(C) に開示されている。） このようにインジェクタを回転させることなくエンジン
ヘッドにインジェクタを取付ける燃料噴射装置では、噴
孔と反対側の軸方向端部に燃料配管を接続する所謂トッ
プフィード型のインジェクタをリテーニングナットを用
いてエンジンヘッドに取付けた後、継手に取付けた燃料
配管をリテーニングナット等によりインジェクタに直接
ねじ締めして接続する場合、インジェクタの回転方向へ
の動きを規制するとともに、インジェクタの磁気回路を
構成する部材や噴射量調量部材にねじり力が働かないよ
うに配管接続部近傍を工具等で掴んでインジェクタに燃
料配管を接続しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなインジェクタを回転させずにエンジンヘッドに
取付ける構造では、エンジンヘッドとリテーニングナッ
トとでフランジ部を挟んでインジェクタを取付けたり、
特にエンジンヘッドに取付けたインジェクタに燃料配管
をリテーニングナット等により取付ける場合、大きな回
転力がインジェクタに加わるので、インジェクタの回転
位置を保持するために工具等でインジェクタを強固に掴
んで回転位置を保持しながら作業を行う必要があり、作
業が煩雑である。

【０００５】また、燃料配管のインジェクタへの接続は
リテーニングナットとインジェクタとが直接ねじ結合す
るためにインジェクタに大きな回転力が加わるので、工
具でインジェクタを掴んでいてもインジェクタの回転位
置がずれやすい。さらに、リテーニングナットを締付け
る際にインジェクタが回転すると、インジェクタがエン
ジンヘッドに押圧されている部分とリテーニングナット
とのねじ結合部分との間にねじり力が働き、ねじり力が
働く間に収容されているインジェクタの磁気回路を構成
する部材や噴射量調量部材が変形したりする。その結
果、固定コアと可動コアとの間のエアギャップが変化
したり、可動部材の摺動性が悪化したり、部材同士
の固定強度が低下したりするという問題が発生し、イン
ジェクタの噴射特性が変化してしまう。

【０００６】本発明の目的は、燃料噴射装置の組付作業
を容易にすることにある。本発明の他の目的は、燃料配
管接続時にインジェクタにねじり力が加わってもインジ
ェクタの噴射特性を変化させない燃料噴射装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
２記載の燃料噴射装置によると、エンジンヘッドへのイ
ンジェクタの取付けや、インジェクタに燃料配管を接続
するとき、エンジンヘッドに回転規制部材を係止させる
ことによりインジェクタの少なくとも一方向への回転が
規制されるので、燃料噴射装置の組付作業を容易に行う
ことができる。さらに、インジェクタの回転位置が保持
されるので、インジェクタの燃料噴射方向を所定方向に
設定可能である。

【０００８】本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によ
ると、燃料配管を接続する際の接続部材のねじ締め力が
回転規制部材よりもインジェクタの反接続部材側に伝わ
らない。したがって、前記反接続部材側のインジェクタ
を構成する部材が接続部材の締付け力により変形するこ
とを防止できる。本発明の請求項４記載の燃料噴射装置
によると、燃料配管を接続する際に接続部材とのねじ結
合部と回転規制部材との間にしかねじり力が働かない。
したがって、インジェクタの磁気回路を構成する部材や
噴射量調量部材が変形しないので、インジェクタの噴射
特性が変化しない。

【０００９】本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によ
ると、筒状部材がエンジンヘッドとねじ結合することに
より、インジェクタを回転させることなくエンジンヘッ
ドにインジェクタを取付けることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例について説明する。本発明の一実施例による燃料
噴射装置を図１および図２に示す。図１に示す燃料噴射
装置のインジェクタ１０は、ノズルボディ２０の先端に
形成した噴孔９０から噴射する燃料の噴射時期および燃
料噴射量を制御する電磁制御式のインジェクタである。
インジェクタ１０は、電磁駆動部としてのコイル７０を
収容し、このコイル７０に発生する磁力により弁部材と
してのニードル弁８０を往復駆動している。

【００１１】インジェクタ１０のハウジング１１とノズ
ルボディ２０とはリテーニングナット２１により下記の
如く結合されている。ノズルボディ２０はリテーニング
ナット２１内およびハウジング１１内で自由に回転でき
るように挿入されており、ノズルボディ２０の軸方向端
面２０ａは、リテーニングナット２１の端面２１ａと当
接している。一方、リテーニングナット２１はハウジン
グ１１とねじ結合している。

【００１２】ニードル弁８０はノズルボディ２０に往復
移動可能に収容されている。ニードル弁８０がノズルボ
ディ２０の内壁に形成された弁座から離座することによ
り、ノズルボディ２０の先端に形成された噴孔９０から
燃料が噴射される。噴孔９０はインジェクタ１０の軸に
対して所定角度をもって形成されている。インジェクタ
１０の軸に対して所定角度をもって噴孔９０を形成した
のは、エンジンの気筒内に燃料を直接噴射する本実施例
のような筒内直噴エンジンにおいて、混合気の濃度分布
を図示しない点火プラグの周囲は濃く、その他の部分は
薄くなるように燃料噴射させる、いわゆる成層燃焼させ
るためである。この成層燃焼を成立させるためには気筒
内の混合濃度分布を最適に制御することが必要なため、
前述したようにインジェクタ１０の軸に対して所定角を
もって噴孔９０を形成し、この噴孔９０から噴射される
燃料噴霧が気筒内の所定方向に噴射されるようにインジ
ェクタ１０の回転方向の位置決めをする必要がある。

【００１３】図２に示すように、回転規制部材としての
ストッパ４０は環状に形成され、固定コア３０と溶接、
ろう付け等で固定されている。ストッパ４０は固定コア
３０と一体に成形することも可能である。ストッパ４０
の周方向の所定位置には凹部としての位置決め溝３ａに
挿入される凸部４１が形成されている。また、ストッパ
４０の凸部の突出方向と直交する径方向の両端に切欠４
０ａが形成されており、この切欠４０ａを挟持すること
によりインジェクタ１０を掴みやすくなっている。

【００１４】エンジンヘッド１の一部には、取付穴２が
形成される部分より一段高くなった凸部３が形成されて
おり、この凸部３の側壁に位置決め溝３ａが形成されて
いる。位置決め溝３ａはインジェクタ１０の取付方向と
平行に延びている。この位置決め溝３ａ内に凸部４１を
挿入することにより、インジェクタ１０の両回転方向で
凸部４１は位置決め溝３ａに係止され、インジェクタ１
０の回転方向の位置決めがなされる。したがって、イン
ジェクタ１０の燃料噴射方向が規定される。

【００１５】コネクタ４２はハウジング１１および固定
コア３０に樹脂モールドされており、コネクタ４２に取
付けられた受電ピン４３はコイル７０と電気的に接続
し、コイル７０に電力を供給している。図１に示す燃料
配管５０は配管継手５１に固定され、接続部材としての
リテーニングナット５２がインジェクタ１０とねじ結合
することにより噴孔９０と反対側の軸方向端部で固定コ
ア３０の燃料吸入側開口部に配管継手５１が押圧されて
いる。この燃料配管５０からインジェクタ１０内に導入
された燃料が、噴孔９０から噴射される。

【００１６】取付手段としてのシリンダスクリュウ６０
は円筒状に形成されており、ハウジング１１とリテーニ
ングナット２１との間に軸方向に僅かにクリアランスを
形成してインジェクタ１０の外周に回転自在に嵌挿され
ている。シリンダスクリュウ６０は外周壁に形成された
雄ねじ部６０ａが取付穴２の内壁に形成された雌ねじ部
２ａとねじ結合する。

【００１７】シリンダスクリュウ６０は、エンジンヘッ
ド１とねじ結合することにより図１の下方にリテーニン
グナット２１を付勢してエンジンヘッド１にインジェク
タ１０を取付け、エンジンヘッド１とのねじ結合をゆる
めることにより図１の上方にハウジング１１を付勢して
エンジンヘッド１からインジェクタ１０を取外す。つま
り、シリンダスクリュウ６０は、インジェクタ１０の軸
方向の反対方向でリテーニングナット２１およびハウジ
ング１１とそれぞれ当接可能である。

【００１８】ワッシャ１２は取付穴２の段部２ｂに載置
されており、エンジンヘッド１にシリンダスクリュウ６
０をねじ結合すると、シリンダスクリュウ６０の締付力
によりリテーニングナット２１がワッシャ１２に押し付
けられる。次に、インジェクタ１０および燃料配管５０
の取付け、取外しについて説明する。

【００１９】１．インジェクタ１０の取付け (1) エンジンヘッド１の取付穴２の段部２ｂにワッシャ
１２を載置し、インジェクタ１０にシリンダスクリュウ
６０を嵌挿した状態で、位置決め溝３ａにストッパ４０
の凸部４１を案内させながら取付穴２にインジェクタ１
０を挿入する。エンジンヘッド１にシリンダスクリュウ
６０をねじ締めしていない状態では、リテーニングナッ
ト２１はワッシャ１２に当接していない。

【００２０】シリンダスクリュウ６０をねじ締めする
際、工具等でストッパ４０の切欠４０ａを掴んでインジ
ェクタ１０の傾きを防止してもよい。この場合、凸部４
１が凹部３ａに係止され、インジェクタ１０の締付け側
への回転が規制されるので、インジェクタ１０が傾かな
い程度に工具等でインジェクタ１０を掴んでいればよ
く、作業が容易になる。

【００２１】(2) シリンダスクリュウ６０をエンジンヘ
ッド１とのねじ結合方向に回転することにより、シリン
ダスクリュウ６０とともにインジェクタ１０が取付穴２
に向けて挿入されていき、やがてリテーニングナット２
１がワッシャ１２に当接する。 (3) さらにシリンダスクリュウ６０をねじ締めすると、
シリンダスクリュウ６０の噴孔側端部がリテーニングナ
ット２１に当接する。これ以後、シリンダスクリュウ６
０をねじ締めすることによりインジェクタ１０がエンジ
ンヘッド１に押圧され、エンジンヘッド１に強固に取付
けられる。シリンダスクリュウ６０をねじ締めしている
際、凸部４１は位置決め溝３ａに回転方向で係止されて
いる。

【００２２】シリンダスクリュウ６０とエンジンヘッド
１とがねじ結合し、インジェクタ１０はその締付力によ
りシリンダスクリュウ６０からエンジンヘッド１に押圧
されているので、シリンダスクリュウ６０の回転方向へ
の締付力は直接インジェクタ１０に働かない。また、シ
リンダスクリュウ６０とリテーニングナット２１との当
接部には滑り材として環状の薄板が挿入されているの
で、リテーニングナット２１と当接した状態でシリンダ
スクリュウ６０をねじ締めしても、シリンダスクリュウ
６０がこの薄板上を滑ることによりシリンダスクリュウ
６０の回転力が直接リテーニングナット２１、つまりイ
ンジェクタ１０に伝達されないようにしている。

【００２３】このように、シリンダスクリュウ６０でイ
ンジェクタ１０をエンジンヘッド１に取付ける際、シリ
ンダスクリュウ６０とリテーニングナット２１との当接
部と、凸部４１と位置決め溝３ａとの当接部との間にシ
リンダスクリュウ６０とエンジンヘッド１との回転方向
のねじ結合力が直接働かないので、この両当接部の間に
収容される磁気回路を形成する部材、および弁部材を付
勢するスプリングの付勢力を調整する噴射量調整部材と
してのアジャスティングパイプ等に働くねじり力が低減
される。したがって、エアギャップまたは弁部材の付勢
力の変化、可動部材の摺動性の悪化、インジェクタ１０
の各部材同士の固定部の強度劣化等によるインジェクタ
１０の噴射時期および噴射量、つまりインジェクタ１０
の噴射特性が変更されることなく保持できる。

【００２４】２．燃料配管５０の取付け エンジンヘッド１にインジェクタ１０を取付けた後、イ
ンジェクタ１０に燃料配管５０を接続する。燃料配管５
０の先端には配管継手５１が固定され、リテーニングナ
ット５２とインジェクタ１０とがねじ結合することによ
り配管継手５１とインジェクタ１０とを接続する。リテ
ーニングナット５２とインジェクタ１０とは直接ねじ結
合するので、ねじ結合後半のリテーニングナット５２の
回転方向への締付力は直接インジェクタ１０に働く。

【００２５】しかしながら、凸部４１が位置決め溝３ａ
に回転方向で係止されているので、リテーニングナット
５２の回転方向への締付力はストッパ４０よりも噴孔側
のインジェクタ１０には働かない。したがって、ストッ
パ４０よりも噴孔側のインジェクタ１０に収容される磁
気回路を形成する部材、アジャスティングパイプ等にね
じり力が働かない。したがって、エアギャップまたは弁
部材の付勢力の変化、可動部材の摺動性の悪化、インジ
ェクタ１０の各部材同士の固定部の強度劣化等によるイ
ンジェクタ１０の噴射時期および噴射量、つまりインジ
ェクタ１０の噴射特性が変更されることなく保持でき
る。

【００２６】３．燃料配管５０およびインジェクタ１０
の取外し インジェクタ１０から燃料配管５０を取外す際にも、エ
ンジンヘッド１からインジェクタ１０を取外す際にも、
インジェクタ１０の取付け時および燃料配管５０の接続
時とは反対の回転側で凸部４１が凹部３ａに係止され、
インジェクタ１０の回転が規制される。したがって、取
付け時と同様に取外し作業を容易に行うことができる。

【００２７】さらに、インジェクタ１０の取付け時およ
び燃料配管５０の接続時と同様に、インジェクタ１０に
収容される磁気回路を形成する部材、アジャスティング
パイプ等にねじり力が働かない。したがって、エアギャ
ップまたは弁部材の付勢力の変化、可動部材の摺動性の
悪化、インジェクタ１０の各部材同士の固定部の強度劣
化等によるインジェクタ１０の噴射時期および噴射量、
つまりインジェクタ１０の噴射特性が変更されることな
く保持できる。したがって、取り外したインジェクタ１
０を再利用できる。

【００２８】以上説明した本発明の実施例では、インジ
ェクタ１０の両回転方向で凸部４１が位置決め溝３ａに
係止されたが、スクリュウナット６０およびリテーニン
グナット５２の締付け側だけで凸部４１が位置決め溝３
ａに係止される構成にすることも可能である。また本実
施例では、インジェクタ側に凸部、エンジンヘッド側に
凹部を形成してインジェクタの回転を規制したが、イン
ジェクタ側に凹部、エンジンヘッド側に凸部を形成して
も良い。

【００２９】また本実施例では、スクリュウナット６０
とエンジンヘッド１とのねじ結合をゆるめることにより
スクリュウナット６０がハウジング１１を付勢し、エン
ジンヘッド１からインジェクタ１０を取外したが、スク
リュウナット６０とエンジンヘッド１とのねじ結合をゆ
るめるとエンジンヘッド１からスクリュウナット６０だ
けが抜け出る構成にしてもよい。この場合、工具等でイ
ンジェクタ１０を掴むことによりインジェクタ１０をエ
ンジンヘッド１から取外す。

【００３０】また本実施例では、シリンダスクリュウ６
０とエンジンヘッド１とがねじ結合するときの締付力で
エンジンヘッド１にインジェクタ１０を取付けたが、イ
ンジェクタ１０に嵌挿した筒状部材をインジェクタ１０
に係止させ、この筒状部材を他の手段でエンジンヘッド
１への取付け方向に付勢し、エンジンヘッド１にインジ
ェクタ１０を取付けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による燃料噴射装置を示す縦
断面図である。

【図２】本実施例のストッパを含む横断面図である。

【符号の説明】

１ エンジンヘッド １０ インジェクタ １１ ハウジング ２１ リテーニングナット ４０ ストッパ（回転規制部材） ５０ 燃料配管 ５２ リテーニングナット（接続部材） ６０ シリンダスクリュウ（取付手段、筒状
部材）

フロントページの続き (72)発明者 高山 千城 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンヘッドに電磁制御式のインジェ
   クタを取付け、燃料配管から導入された燃料を前記イン
   ジェクタの噴孔からエンジンに噴射する燃料噴射装置で
   あって、 前記インジェクタを回転させることなく前記エンジンヘ
   ッドに前記インジェクタを取付け可能な取付手段を備
   え、 前記エンジンヘッドに係止されることにより前記インジ
   ェクタの少なくとも一方向への回転を規制する回転規制
   部材を前記インジェクタに設けることを特徴とする燃料
   噴射装置。
2. 【請求項２】 前記回転規制部材は凸部を有し、前記エ
   ンジンヘッドに設けられた凹部に前記凸部が係止される
   ことにより前記インジェクタの少なくとも一方向への回
   転を規制することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射
   装置。
3. 【請求項３】 前記噴孔と反対側の軸方向端部で前記イ
   ンジェクタとねじ結合することにより前記インジェクタ
   に前記燃料配管を接続する接続部材を備え、前記回転規
   制部材は、前記接続部材のねじ締め方向への前記インジ
   ェクタの回転を規制することを特徴とする請求項１また
   は２記載の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記回転規制部材は、前記接続部材との
   ねじ結合部と、前記インジェクタの磁気回路を構成する
   部材または噴射量調量部材との間に位置していることを
   特徴とする請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記取付手段は前記インジェクタに嵌挿
   され前記エンジンヘッドとねじ結合可能な筒状部材を有
   し、前記筒状部材が前記エンジンヘッドとねじ結合する
   ことにより前記エンジンヘッドに前記インジェクタを付
   勢し、前記インジェクタが前記エンジンヘッドに取付け
   られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記
   載の燃料噴射装置。