JPH1037829A

JPH1037829A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH1037829A
Application number: JP19053796A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Niwa; 豊丹羽; Masanori Sugiyama; 雅則杉山; Chishiro Takayama; 千城高山
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】取付けによるインジェクタの歪みを低減し、
インジェクタの噴射特性を保持する燃料噴射装置を提供
する。【解決手段】インジェクタボディ１１とノズルボディ
２０とはスペーサ２１を挟持してリテーニングナット２
２により結合されている。リテーニングナット２２のフ
ランジ部２２ｃは、インジェクタボディ１１とリテーニ
ングナット２２とのねじ結合部におけるインジェクタ取
付方向側端部、つまりねじ結合部におけるインジェクタ
取付方向と反対の端部よりもインジェクタ取付方向側で
シリンダスクリュウ６０と当接する。シリンダスクリュ
ウ６０の締付力の加わる軸長が短いので、インジェクタ
１０を構成する部材の歪量が低減し、燃料噴射特性の変
動を抑制できる。

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、電磁制御式のインジェクタの
先端部のケーシングを、ノズルボディおよびハウジング
の二部材で構成したものが知られている。リテーニング
ナットは、ノズルボディを係止し、ハウジングとねじ結
合することによりノズルボディとハウジングとを連結し
ている。

【０００３】ノズルボディの先端には燃料を噴射する噴
孔が設けられており、噴孔上流側のノズルボディ内壁に
形成された弁座にニードル弁が着座することにより噴孔
が閉塞される。ハウジングにはニードル弁とともに往復
移動する可動コアが収容されており、電磁コイルに通電
することにより、可動コアが固定コアに吸引されてニー
ドル弁が弁座から離座し、噴孔から燃料が噴射される。

【０００４】一方、油圧で機械的にニードル弁を開閉さ
せるインジェクタをエンジンヘッドに取付ける方法とし
て、シリンダスクリュウを用いることが知られている。
シリンダスクリュウはインジェクタの外周に嵌挿され、
シリンダスクリュウがエンジンヘッドとねじ結合するこ
とによりシリンダスクリュウがインジェクタの取付方向
にリテーニングナットを付勢し、エンジンヘッドにリテ
ーニングナットが押圧されることによりエンジンヘッド
にリテーニングナットと結合したインジェクタが取付け
られる。このような取付構造は、山海堂から昭和６３年
６月１５日に発行された「ディーゼル燃料噴射」のＰ．
１５９に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなエンジンヘッドへのインジェクタの取付構造に
おいて、エンジンヘッドとねじ結合することによりシリ
ンダスクリュウがリテーニングナットと当接しエンジン
ヘッドにインジェクタを付勢する位置は、ハウジングと
リテーニングナットとのねじ結合部におけるインジェク
タ取付方向と反対側の端部である。このような取付構造
では、リテーニングナットがエンジンヘッドに係止され
る位置と、リテーニングナットがシリンダスクリュウに
付勢される位置との距離が長く、シリンダスクリュウの
締付け力によるリテーニングナットの歪量が大きくな
る。リテーニングナットの歪量が大きくなると、インジ
ェクタを構成する部材の歪量も大きくなる。特に、リテ
ーニングナットの軸方向長に含まれる部材の歪量が大き
くなるので、このような取付構造を電磁制御式のインジ
ェクタに適用しようとすると、可動コアと固定コアとの
間に形成されるエアギャップが縮んだり、可動部の摺動
クリアランスが減少する。また、部材同士の固定部の強
度が劣化することも考えられる。

【０００６】このようにインジェクタに歪みが発生する
と、インジェクタの噴射量および噴射時期が変化し、所
定の噴射特性が得られないという問題が生じる。本発明
の目的は、取付けによるインジェクタの歪みを低減し、
インジェクタの噴射特性を保持する燃料噴射装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料噴射装置によると、連結部材とハウジングとの結合
部におけるインジェクタ取付方向と反対側の端部よりも
インジェクタ取付方向側で連結部材と取付部材とが当接
し、付勢手段が取付部材を付勢することによりエンジン
ヘッドにインジェクタを取付けている。したがって、エ
ンジンヘッドと取付部材との間で挟持されるインジェク
タの軸長が短くなるので、エンジンヘッドへの取付け時
におけるインジェクタの構成部材の歪量が低減される。
これにより、可動コアと固定コアのエアギャップの縮み
や可動部の摺動クリアランスの減少を抑制できるので、
インジェクタの噴射特性を保持できる。

【０００８】本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によ
ると、シリンダスクリュウがエンジヘッドとねじ結合す
ることによりシリンダスクリュウがエンジンヘッドにイ
ンジェクタを付勢するので、少ない部材でエンジンヘッ
ドにインジェクタを取付けることができる。本発明の請
求項３記載の燃料噴射装置によると、インジェクタの先
端形状に合わせて加工されたエンジンヘッドの取付穴に
ねじ部を形成する必要がないので、エンジンヘッドの加
工が容易になる。

【０００９】本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によ
ると、簡単な構成で取付けにおけるインジェクタの構成
部材の歪量を低減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例について説明する。（第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射装置
を図１に示す。図１に示す燃料噴射装置のインジェクタ
１０は、エンジンヘッド１に取付けられ、エンジン各気
筒の燃焼室に直接燃料噴射するものである。インジェク
タ１０はストッパ４０により回転方向の位置決めがなさ
れている。また、取付部材としてのシリンダスクリュウ
６０がエンジンヘッド１にねじ結合することにより、イ
ンジェクタ１０はエンジンヘッド１の取付穴２に嵌合し
て取付けられている。

【００１１】インジェクタ１０のハウジング１１とノズ
ルボディ２０とはスペーサ２１を挟持して連結部材とし
てのリテーニングナット２２により結合されている。リ
テーニングナット２２の噴孔側端部には縮径した小径部
２２ａが形成されている。この小径部２２ａをノズルボ
ディ２０に係止させ、リテーニングナット２２の雌ねじ
部２２ｂとハウジング１１の雄ねじ部１１ａとがねじ結
合することによりハウジング１１とノズルボディ２０と
が結合される。小径部２２ａと雌ねじ２２ｂとの間のリ
テーニングナット２２の外周に径方向外側に突出する環
状のフランジ部２２ｃが形成されている。これにより、
フランジ部２２ｃは、ハウジング１１とリテーニングナ
ット２２とのねじ結合部におけるインジェクタ取付方向
側端部、つまりねじ結合部におけるインジェクタ取付方
向と反対の端部２２ｄよりもインジェクタ取付方向側の
取付端６０ｂでシリンダスクリュウ６０と当接する。こ
の位置は、後述する可動コア３０と固定コア３１とが形
成するエアギャップ３６よりもインジェクタ取付方向側
である。

【００１２】ハウジング１１にはシリンダスクリュウ６
０と当接するテーパ面１１ｂが形成されている。テーパ
面１１ｂは、図１の下方、つまり噴孔側にいくにしたが
いハウジング１１の外径が小さくなるように形成されて
いる。弁部材としてのニードル弁２３はノズルボディ２
０に往復移動可能に収容されている。ニードル弁２３が
ノズルボディ２０の内壁に形成された弁座２０ａ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２４から燃料が噴射される。噴孔２４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。

【００１３】インジェクタ１０の軸に対して所定角度を
もって噴孔２４を形成したのは、エンジンの気筒内に燃
料を直接噴射する第１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２４を形成し、
この噴孔２４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。

【００１４】可動コア３０はニードル弁２３の反噴孔側
端部とレーザ溶接等で固定されている。固定コア３１
は、可動コア３０と軸方向で対向するようにハウジング
１１の内周に配設され、可動コア３０との間にエアギャ
プ３６を形成している。固定コア３１はハウジング１１
の反噴孔側端部とレーザ溶接等で固定されている。スプ
リング３２は可動コア３０を噴孔閉塞方向に付勢してお
り、インジェクタ１０の組付け時にアジャスティングパ
イプ３３の軸方向位置を調整することによりスプリング
３２の付勢力が設定される。コイル３４はスプール３５
に巻回され、ハウジング１１と固定コア３１との径方向
の間に配設されている。

【００１５】コイル３４への通電オフ時、スプリング３
２の付勢力によりニードル弁２３は弁座２０ａに着座し
噴孔を閉塞するので、噴孔２４からの燃料噴射は行われ
ない。コイル３４への通電をオンすると、コイル３４に
発生する磁力によりエアギャップ３６に吸引力が働きス
プリング３２の付勢力に抗して固定コア３１側に可動コ
ア３０が吸引される。このとき、可動コア３０とともに
ニードル弁２３がリフトしニードル弁２３が弁座２０ａ
から離座するので、噴孔２４から燃料が噴射される。

【００１６】コネクタ４１はハウジング１１および固定
コア３１に樹脂モールドされており、コネクタ４１に取
付けられた受電ピン４２はコイル３４と電気的に接続
し、コイル３４に電力を供給している。配管５０を固定
した配管継手５１はリテーニングナット５２により固定
コア３１の燃料吸入側開口部に押圧されており、配管５
０から流入した燃料はフィルタ４３で燃料中の異物を除
去されインジェクタ１０内に導入される。

【００１７】ストッパ４０は環状に形成され、固定コア
３１と溶接、ろう付け等で固定されている。ストッパ４
０は固定コア３１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後述する位置決め
溝３ａに挿入される凸部４０ａが形成されている。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。この位置決
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４０ａを挿入するこ
とにより、インジェクタ１０の回転方向の位置決めがな
され、燃料噴射方向が規定される。

【００１８】シリンダスクリュウ６０は円筒状に形成さ
れており、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。雄
ねじ部６０ａおよび雌ねじ部２ａは付勢手段を構成す
る。シリンダスクリュウ６０の反噴孔側端部には図１の
上方、つまり反噴孔側にいくにしたがい内径の大きくな
るテーパ面６０ｂが形成されている。インジェクタ１０
の外周にシリンダスクリュウ６０を嵌挿し、エンジンヘ
ッド１にインジェクタ１０を取付ける前の状態では、テ
ーパ面１１ｂとフランジ部２２ｃとの間でシリンダスク
リュウ６０は軸方向に移動自在に組付けられている。

【００１９】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エンジンヘッド１にイン
ジェクタ１０を取付ける方向にフランジ部２２ｃを付勢
する。また、シリンダスクリュウ６０は、エンジンヘッ
ド１とのねじ結合をゆるめることによりインジェクタ１
０の取付方向と反対方向にテーパ面６０ｂがテーパ面１
１ｂを付勢する。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フランジ部２２
ｃおよびテーパ面６０ｂとそれぞれ当接する。

【００２０】ワッシャ６１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２２のフランジ部２２ｃがワ
ッシャ６１に押し付けられる。次に、エンジンヘッド１
へのインジェクタ１０の取付け時の作動について説明す
る。

【００２１】(1) エンジンヘッド１の取付穴２の段部２
ｂにワッシャ６１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４０ａを案内させながら取付穴２に
インジェクタ１０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２２のフランジ部２２ｃはワッシャ６
１に当接していない。

【００２２】(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、やがてフランジ部２２ｃがワ
ッシャ６１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
側端部がフランジ部２２ｃに当接する。これ以後、シリ
ンダスクリュウ６０をねじ締めすることによりワッシャ
６１に向けてフランジ部２２ｃが押圧され、インジェク
タ１０がエンジンヘッド１に強固に取付けられる。

【００２３】シリンダスクリュ６０の締付力によりイン
ジェクタ１０が歪む量は、締付力の加わる軸長が長いほ
ど大きくなる。例えばリテーニングナットの外径がイン
ジェクタ取付方向と反対の端部までほぼ同一で、シリン
ダスクリュウ６０がインジェクタ取付方向と反対のリテ
ーニングナット２２の端部と当接する取付構造（比較
例、軸長１６mm）では、締付力の加わる軸長は第１実施
例（軸長４mm）と比較して遙に大きく、図２に示すよう
にフランジ部２２ｃの厚みが歪む量も大きくなる。なお
図２は、締付軸力を１５００kgとし、フランジ部の厚み
Ｘを変化させたときのフランジ部の歪量の変化を表した
ものである。インジェクタの歪量が大きくなると、イン
ジェクタ内の磁気回路を構成する部材、例えば固定コ
ア、可動コアが変形してエアギャップが縮むことがあ
る。また、部材の変形にともない可動コアを付勢するス
プリングの付勢力が変化することも考えられる。また、
可動コアやニードル弁の摺動クリアランスが減少するこ
とにより、インジェクタの可動部の摺動性が悪化すると
いう事態も発生する。さらには、部材同士の固定部の強
度が劣化することもある。

【００２４】このような取付時におけるインジェクタを
構成する部材の歪みにより、インジェクタの燃料噴射量
および燃料噴射時期、つまりインジェクタの燃料噴射特
性がが変動すると、製造時に期待されていた性能を得る
ことができなくなる。これに対して第１実施例では、シ
リンダスクリュウ６０の締付力の加わる軸長が短いの
で、図２に示すようにインジェクタ１０を構成する部材
の歪量が低減し、燃料噴射特性の変動を抑制できる。さ
らに、シリンダスクリュ６０の締付力の加わる位置がエ
アギャップ３６よりもインジェクタ取付方向側であるた
め、エアギャップ３６の縮みを極力抑えることができ
る。

【００２５】（第２実施例）本発明の第２実施例による
燃料噴射装置を図３に示す。第１実施例と実質的に同一
構成部分には同一符号を付す。第１実施例と異なり、第
２実施例のシリンダスクリュウ７１の外周壁、取付穴２
の内周壁にはねじ部を形成していない。シリンダスクリ
ュウ７１を嵌挿したインジェクタ７０を取付穴２に挿入
した状態では、エンジンヘッド１に係止されることなく
シリンダスクリュウ７１は往復移動自在である。シリン
ダスクリュウ７１は、第１実施例と同様に、ハウジング
１１とリテーニングナット２２とのねじ結合部における
インジェクタ取付方向と反対の端部２２ｄよりもインジ
ェクタ取付方向側の取付端７１ｂでリテーニングナット
２２のフランジ部２２ｃに当接し、ワッシャ６１に向け
てフランジ部２２ｃを付勢する。

【００２６】当接部材８０は二本の腕８１をもち、この
二本の腕８１がシリンダスクリュウ７１の端面７１ａに
当接している。当接部材８０および後述するボルト８３
は付勢手段を構成している。ハウジング１１の外周壁に
は径方向両側に切欠が形成されており、腕８１が両側か
らこの切欠に当接することにより、インジェクタ７０の
回転位置が規制される。腕８１の結合部には、凸部８２
が形成されており、この凸部８２はエンジンヘッド１の
表面に形成された窪み４に嵌合する。

【００２７】シリンダスクリュウ７１を嵌挿したインジ
ェクタ７０を取付穴２に挿入し、当接部材８０の腕８１
でインジェゥタ７０の回転位置を規制しながら凸部８２
を窪み４に嵌合させる。そして、ボルト８３をエンジン
ヘッド１にねじ結合することにより、凸部８２を支点と
して腕８１がシリンダスクリュウ７１をインジェクタ取
付方向に付勢し、インジェクタ７０がエンジンヘッド１
に取付けられる。

【００２８】ボルト８３をゆるめて当接部材８０をイン
ジェクタ７０から取外せば、エンジンヘッド１からイン
ジェクタ０を取外すことができる。第２実施例では、イ
ンジェクタ７０の先端部の形状に合わせて加工する取付
穴２にねじ部を形成する必要がないので、エンジンヘッ
ド１の加工が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
縦断面図である。

【図２】第１実施例と比較例とによる歪量の違いを示す
特性図である。

【図３】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
側面図である。

【符号の説明】

１エンジンヘッド２取付穴２ａ雌ねじ部（付勢手段）１０インジェクタ１１ハウジング２２リテーニングナット２２ｃフランジ部２４噴孔４０ストッパ６０シリンダスクリュウ（取付部材）６０ａ雄ねじ部（付勢手段）７０インジェクタ７１シリンダスクリュウ（取付部材）８０当接部材（付勢手段）８３ボルト（付勢手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【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、前記インジェクタの噴孔からエンジンに
燃料を噴射する燃料噴射装置であって、前記インジェクタは、前記エンジンヘッドに前記インジ
ェクタを取付ける方向の先端に噴孔を形成したノズルボ
ディと、前記ノズルボディの反噴孔側に配設されたハウ
ジングとを有し、前記ノズルボディと前記ハウジングとを連結する連結部
材と、前記連結部材と前記ハウジングとの結合部における前記
インジェクタ取付方向と反対側の端部よりも前記インジ
ェクタ取付方向側で前記連結部材と当接する取付部材
と、前記インジェクタ取付方向に前記取付部材を付勢するこ
とにより前記エンジンヘッドに前記インジェクタを取付
ける付勢手段とを備えることを特徴とする燃料噴射装
置。
【請求項２】前記付勢手段は、前記取付部材と前記エ
ンジンヘッドとのねじ結合であることを特徴とする請求
項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】前記付勢手段は、前記取付部材と前記エ
ンジンヘッドの外側で当接する当接部材を有し、前記イ
ンジェクタ取付方向に前記当接部材を付勢することによ
り前記エンジンヘッドに前記インジェクタを取付けるこ
とを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項４】前記連結部材は径方向に張り出すフラン
ジ部を前記結合部の前記噴孔側に備え、前記フランジ部
の反噴孔側に前記取付部材と当接する当接面が形成され
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴
射装置。