JPWO2016178384A1 - 燃料噴射装置及び燃料噴射弁 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、燃料噴射弁受部に対する燃料噴射弁の取付作業を簡素化できる取付構造を提供することにある。燃料レールと燃料噴射弁とを備える燃料噴射装置において、燃料噴射弁受部103に対する燃料噴射弁200の中心軸線方向移動を規制する第1ロック機構109,209aと、燃料噴射弁200の中心軸線周りの回転移動を規制する第2ロック機構110,207とを備え、第2ロック機構は、燃料噴射弁受部103と燃料噴射弁200とのうち、一方に半径方向に突出した突状部207を、他方に突状部207が嵌合する嵌合溝110bを有し、燃料噴射弁200を中心軸線周りに回転させた場合に、第1ロック機構の係合部109,209aが係合すると共に、第2ロック機構の突状部207が嵌合溝110bに嵌合して、ロック状態となる。
Description
本発明は、内燃機関に用いられる燃料レールと燃料噴射弁との取付構造に関する。
本技術分野に関する従来技術として、米国特許出願公開第2012/0031996号公報(特許文献1)には、燃料噴射弁の燃料入口側端部と燃料出口側端部との間に、径方向外方に向かって延設されたタブを有するプレートを取り付け、このプレートを用いて燃料カップに燃料噴射弁を取り付ける構造が開示されている。この取付構造では、燃料カップの空洞部の中間部に径方向内方に向かって延設された出っ張りが設けられており、プレートを燃料カップの空洞部に挿入した後、燃料噴射弁とプレートとを燃料噴射弁の中心軸線周りにロック位置まで回転させ、プレートのタブを燃料カップの出っ張りの上に載せて、燃料噴射弁の燃料カップからの脱落を防止する。さらに、ロック位置において、燃料カップに設けられた開口から、タブの外周面に設けられた切れ込みにリテーナを挿入し、燃料カップに対する燃料噴射弁及びプレートの回転方向位置を固定している。燃料カップは、インジェクタカップ、燃料噴射弁受部材或いは燃料噴射弁受部とも呼ばれるが、以下の説明では、燃料噴射弁受部と呼ぶこととする。
特許文献1の取付構造では、燃料噴射弁受部に対する燃料噴射弁及びプレートの回転方向位置を固定するためにリテーナが必要であり、リテーナを組み付ける作業が必要であった。リテーナは小さい部品であり、燃料噴射弁受部に設けられた小さい開口に挿入して、燃料噴射弁受部に対する燃料噴射弁及びプレートの回転方向位置を固定する作業を迅速に行うためには、相当な慣れが必要であった。
本発明の目的は、燃料噴射弁受部に対する燃料噴射弁の取付作業を簡素化できる取付構造を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、燃料レールと燃料噴射弁とを備え、前記燃料レールに前記燃料噴射弁を受ける燃料噴射弁受部を有し、前記燃料噴射弁受部に前記燃料噴射弁の燃料入口側端部を挿入して固定する燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁受部に対する前記燃料噴射弁の中心軸線方向移動を規制する第1ロック機構と、前記燃料噴射弁の中心軸線周りの回転移動を規制する第2ロック機構とを備え、前記第1ロック機構は、前記燃料噴射弁受部と前記燃料噴射弁とにそれぞれ設けられた係合部を有し、前記第2ロック機構は、前記燃料噴射弁受部と前記燃料噴射弁とのうち、一方に半径方向に突出した突状部を、他方に前記突状部が嵌合する嵌合溝を有し、前記燃料噴射弁を中心軸線周りに回転させた場合に、前記第1ロック機構の前記係合部が係合すると共に、前記第2ロック機構の前記突状部が前記嵌合溝に嵌合してロック状態となる。
本発明によれば、燃料噴射弁受部に対する燃料噴射弁の取付作業を簡素化でき、作業効率を高めることができる。これにより、燃料レール及び燃料噴射弁からなる燃料噴射装置の生産性を向上することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係る燃料噴射弁200の取付構造の一実施例を、一部を断面で示す構成図である。本発明に係る燃料噴射弁の取付構造は、燃料レール100と燃料噴射弁200とを備えた燃料噴射装置に適用される。すなわち、本発明に係る燃料噴射弁の取付構造は、燃料レール100及び燃料噴射弁200によって実現される。
なお、以下の説明において、上下方向或いは上下方向に係る位置は、図1に基づいて定義される。この上下方向は、車両に実装された状態における上下方向を意味するものではない。
燃料レール100は、蓄圧室を構成する燃料レール本体101と燃料噴射弁200を受ける燃料噴射弁受部103とを有する。燃料レール本体101は中心軸線100A方向を長手方向とする部材である。燃料レール本体101は中心軸線100Aに沿って中心孔102を有する円筒状の部材である。中心孔102は燃料を溜める蓄圧室を構成する。燃料噴射弁受部103は、通常、中心軸線100Aに沿って、複数個が設けられる。燃料噴射弁受部103は、気筒数及び各気筒に配置される燃料噴射弁の個数に応じた個数が設けられる。
燃料レール本体101には、中心孔102と燃料レール本体101の外部とを連通する貫通孔104が設けられている。一方、燃料噴射弁受部103には、燃料レール本体101に連結された側とは反対側の端面(下端面)105から燃料レール本体101側に向かって窪んだ凹部(空間)106が形成され、凹部106の底に凹部106と燃料噴射弁受部103の外部とを連通する貫通孔107が形成されている。燃料噴射弁受部103は、貫通孔107と貫通孔104とが連通するように、燃料レール本体101の外周面に連結されている。燃料噴射弁受部103は燃料レール本体101と一体に成形されてもよい。
凹部106の内周面には、下端面105寄りに、内部空間を拡径する溝部(拡径空間部)108が形成されている。
本実施例では、燃料噴射弁200として、弁体を電磁力により駆動する電磁式燃料噴射弁を用いた例を説明する。燃料噴射弁200としては、圧電駆動式やその他の駆動方式を採用したものであっても構わない。
燃料噴射弁200は、中心軸線200Aに沿う方向に縦長の形状を成している。燃料噴射弁200の上端部には、燃料パイプ204によって構成される燃料入口が開口している。このため、燃料噴射弁200の上端部を、燃料入口側端部200Iと呼ぶ。また、燃料噴射弁200の下端部には、燃料出口が設けられている。このため、燃料噴射弁200の下端部を、燃料出口側端部200Dと呼ぶ。なお、燃料入口側端部200Iを燃料噴射弁200の基端部と呼び、燃料出口側端部200Dを燃料噴射弁200の先端部と呼ぶ場合もある。
燃料噴射弁200は、燃料入口側端部200Iと燃料出口側端部200Dとの中間部に、電磁駆動部201を有する。燃料入口側端部200Iの近傍には、環状のシール部材202と、環状シール部材202をバックアップするバックアップリング203A,203Bとが設けられている。環状シール部材202は弾性を有するゴムでできており、燃料漏れを防止する部材である。
電磁駆動部201の上端201aとバックアップリング203Bの下端面との間には、燃料パイプ204の外周面を被覆する樹脂部205が設けられている。樹脂部205には、外部回路との電気的接続を行うためのコネクタ206が設けられている。コネクタ206は燃料パイプ204の外周面を被覆する樹脂部205とともにモールド成形される。
樹脂部205には、半径方向外方に突出する突状部207が形成されている。また、突状部207も、コネクタ206と同様に、樹脂部205とともにモールド成形される。樹脂部205には、突状部207が形成された一部を除いて、溝部208が形成されている。溝部208には、環状部材の一部に切れ込みを有してC字環状を成す部材(プレート)209が嵌装されている。プレート209は、実装時に、燃料噴射弁受部103の溝部108に位置づけられる。
電磁駆動部201よりも燃料出口側端部200D側には、径が最も小さくなるノズル部210が設けられている。ノズル部210は、エンジンへの実装時に、シリンダヘッド1000に形成された燃料噴射弁挿入孔1000aに挿入される。このとき、燃料出口側端部200Dは燃焼室1000b内に臨んでいる。ノズル部210の中間部には、2つのチップシール211A,211Bが設けられている。チップシール211A,211Bはノズル部210と燃料噴射弁挿入孔1000aの内周面とに挟まれて圧縮力を受ける。チップシール211A,211Bは、燃料と空気との混合気或いは燃焼後の燃焼ガスが燃料噴射弁挿入孔1000aを通じて燃焼室1000a外に漏れるのを防止する。
燃料噴射装置の組立方法には、種々の方法が考えられる。一般的には、燃料レール100に燃料噴射弁200を組み付けた組品(燃料噴射装置)を完成させ、燃料レール100及び燃料噴射弁200を一体でエンジンに組み付ける。本実施例では、燃料噴射弁挿入孔1000aをシリンダヘッド1000に設ける例を説明したが、シリンダヘッド1000以外の燃焼室構成部品或いは吸気管等に燃料噴射弁挿入孔1000aを設けてもよい。
ここで、本実施例の電磁式燃料噴射弁200の電磁駆動部201について、説明を補足する。
電磁駆動部201は、固定コア及びコイルで構成される電磁石を有しており、コイルに通電することにより固定コアに発生する電磁力で可動コアを吸引する構成である。電磁駆動部201は、固定コア、コイル及び可動コアを収容しており、他の部分に対して大径部を成している。
可動コアには弁体が連結されており、可動コアが固定コアに吸引されることにより、弁体が弁座から離れて開弁する。コイルに通電されていない状態では、弁体は付勢ばねの力を受けて弁座に当接することにより閉弁する。弁体と弁座とは燃料のシート部を構成する。弁体、弁座及びシート部は、燃料噴射弁200の内側で、かつ燃料出口側端部200Dの近傍に設けられている。燃料出口側端部200Dには内部の燃料通路と外部とを連通する燃料噴射孔が形成されており、開弁することによりシート部を通過した燃料は、燃料噴射孔を通じて外部に噴射される。
次に、燃料噴射弁200の取付構造について説明する。
図2は、図1のIIで示す部分を拡大した断面図である。
燃料噴射弁受部103の下端面105には、燃料噴射弁200の燃料入口側端部200Iが挿入される凹部106の入口開口106aが開口している。入口開口106aには、半径方向内方に向かって突出する突出部109が、周方向に間隔を置いて、複数個(本実施例では、5個)設けられている。
突出部109の奥側には、溝部108が円環状に形成されている。溝部108の奥側には、溝部108に対して縮径した円筒面部106bが中心軸線200Aに沿う方向に形成されている。燃料噴射弁200は、プレート209が溝部108に位置づけられるように、凹部106に挿入される。すなわち、プレート209は突出部109よりも奥側に挿入される。このために、溝部108の内径はプレート209の最外径よりも大きく、プレート209の最外径は円筒面部106bの開口面の内径よりも大きい。
円筒面部106bの内周面には、燃料噴射弁200の環状シール部材202が当接し、環状シール部材202よりも奥側の凹部106に溜まった燃料が外部に漏れるのを防止している。このために、環状シール部材202の外径は、円筒面部106bの内径に対して大きい。図2では、環状シール部材202の外周部が円筒面部106bの内周面に食い込むように描いている。これは、環状シール部材202の外径と円筒面部106bの内径との関係を分かり易く描いたものであり、実際には、環状シール部材202が円筒面部106bと燃料パイプ204との間に挟まれ変形する。
円筒面部106bの奥側には、円筒面部106bの内径から奥側に向かって次第に縮径する円錐面部106cが形成されている。円錐面部106cは、最奥部で貫通孔107に接続されている。
燃料噴射弁200は、樹脂部205の外周面に、半径方向外方に突き出した突状部(self locking tap)207が形成されている。突状部207は、凹部106の深さ方向において、突出部109が形成された位置に対応づけられて形成されている。これは、凹部106の深さ方向において、突出部109が形成された位置と同じ位置に、突状部207をロック位置(lock position)に保持するロック溝(locking groove)110が形成されているためである。
突状部207は、コネクタ206の付け根部から燃料入口側端部200Iに向かって形成されている。突状部207は、コネクタ206を基準にして、中心軸線200A周りに0,90,180又は270度の角度位置に設けることが好ましい。これにより、突状部207を、コネクタ206と共に、樹脂部205に容易にモールド成形することができる。
図3Aは、図1のIII−III矢視断面図であり、燃料噴射弁200が燃料レール100の燃料噴射弁受部103に挿入された状態で、ロックされていない状態(非ロック状態)を示す図である。一方、図3Bは、燃料噴射弁200が燃料レール100の燃料噴射弁受部103にロックされた状態(ロック状態)を示す図である。なお、図1及び図2は、図3Aの状態を示しており、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部103にロックされていない状態を示している。燃料噴射弁200は、中心軸線200A周りに回転され、図3Bに示すロック状態になる。以下、詳細に説明する。
燃料噴射弁受部103の下端部には、複数の突出部109と、隣接する突出部109間に形成されたスロット111と、突状部207の挿入位置に形成されたロック溝110とが形成されている。突出部109は、溝部108を形成する内周面108aから半径方向内方に突出している。突出部109は、周方向に間隔を置いて、60度間隔で5つ形成されている。スロット111は、突出部109の先端部から半径方向外方に窪んだ凹部を構成している。スロット111は、周方向に間隔を置いて、60度間隔で5つ形成されている。
一方、燃料噴射弁200に嵌装されたプレート209の外周には、凸部(タブ)209aが形成されている。凸部209aは、半径方向外方に突出するようにして、周方向に間隔を置いて、60度間隔で5つ形成されている。プレート209はC字環状を成す部材である。一方、樹脂部205の溝部208は、溝深さが次第に浅くなるように傾斜した傾斜底面部208aを有する。プレート209は、傾斜底面部208aにより、燃料噴射弁200に対する周方向の位置ずれが防止される。
周方向において両端部に位置する2つのスロット111の間には、120度の間隔が設けられており、この間隔部分にロック溝110が形成されている。ロック溝110は、非ロック時に突状部207が位置する第1の溝部(非ロック時嵌合溝)110aと、ロック時に突状部207が位置する第2の溝部(ロック時嵌合溝)110bと、第1の溝部110aと第2の溝部110bとの間に形成された傾斜部110cとで構成されている。
第1の溝部110aと第2の溝部110bとは、突状部207が遊びのある状態で嵌められる大きさを有する。傾斜部110cは、第1の溝部110aから第2の溝部110bに向かって周方向に対して緩やかに傾斜している。傾斜部110cは、第1の溝部110aから第2の溝部110bに向かって、燃料噴射弁受部103の中心O103に近づくように傾斜している。すなわち、傾斜部110cは第2の溝部110a側の端部が第2の溝部110b側の端部よりも半径方向内方に位置するように傾斜している。そして、傾斜部110cの第1の溝部110a側とは反対側の端部に、周方向に対して急角度で半径方向外方に向かって傾斜した傾斜面110dを有する第2の溝部110bが接続されている。
上述したように、突出部109、スロット111及び凸部209aは60度間隔で設けられている。図3Aにおいて、スロット111及び凸部209aの中央部を通る一点鎖線は、60度間隔で描かれている。図3Aに示すように、凸部209aがスロット111に嵌ることにより、プレート209の凸部209aと突出部109とが干渉することなく、プレート209は燃料噴射弁受部103の溝部108に挿入される。このとき、突状部207は第1の溝部110aに嵌り、プレート209を溝部108に挿入する障害とはならない。
本実施例では、燃料噴射弁受部に設けられた突出部109とプレート209に設けられた凸部209aとが第1ロック機構を構成している。第1ロック機構の突出部109と凸部209aとは、燃料噴射弁200を中心軸線200A周りに回転させた場合に、突出部209と凸部209aとが相互に中心軸線方向に重なって、燃料噴射弁受部103に対する燃料噴射弁200の中心軸線方向移動を規制する係合部を構成する。
また、突状部207とロック溝110とは、第2ロック機構を構成する。第2ロック機構の突状部207とロック溝110とは、燃料噴射弁200を中心軸線周りに回転させた場合に、突状部207とロック溝110の嵌合溝110bとが嵌合し、燃料噴射弁の中心軸線周りの回転移動を規制する。
本実施例では、第1ロック機構と第2ロック機構とは、燃料噴射弁200の中心軸線200A方向において、同じ高さ位置に配置されている
本実施例では、燃料噴射弁200は3ステップの動作で燃料レール100に固定される。第1ステップでは、燃料入口側端部200Iを燃料噴射弁受部103の凹部106に挿入する。このステップでは、環状シール部材202を凹部106の入口開口部106aに挿入し、円筒面部106bまでは挿入しない。第2ステップでは、環状シール部材202を円筒面部106bに挿入する。第2ステップを終了した状態が、図2及び図3Aに示す状態である。第3ステップでは、燃料噴射弁200を中心軸線200A周りに回転させ、突状部207を第1の溝部110aから第2の溝部110bに移動させる。
本実施例では、燃料噴射弁200は3ステップの動作で燃料レール100に固定される。第1ステップでは、燃料入口側端部200Iを燃料噴射弁受部103の凹部106に挿入する。このステップでは、環状シール部材202を凹部106の入口開口部106aに挿入し、円筒面部106bまでは挿入しない。第2ステップでは、環状シール部材202を円筒面部106bに挿入する。第2ステップを終了した状態が、図2及び図3Aに示す状態である。第3ステップでは、燃料噴射弁200を中心軸線200A周りに回転させ、突状部207を第1の溝部110aから第2の溝部110bに移動させる。
突状部207が第1の溝部110aから第2の溝部110bに移動する際、突状部207の先端部がロック溝110は傾斜部110cに当接する。突状部207が傾斜部110cに当接することにより、燃料噴射弁200には、中心軸線200Aを燃料噴射弁受部103の中心O103からずらす外力が作用する。環状シール部材202は弾性部材であり、この外力により変形可能である。また、燃料出口側端部200Dは固定されていないため、燃料噴射弁200はその中心軸線200Aを傾けることができる。環状シール部材202の変形と燃料噴射弁200の中心軸線200Aの傾きとに助けられ、突状部207はロック溝110の傾斜部110cを乗り越え、第2の溝部110bに移動することができる。このように、傾斜部110cは、突状部207が第1の溝部110aから第2の溝部110bへの移動を案内する案内部を構成する。
本実施例では、突状部207は樹脂であり、ロック溝110は金属である。このため、少しではあるが突状部207が弾性変形することにより、突状部207がロック溝110の傾斜部110cを乗り越えるのを容易にする。
ロック溝110の傾斜部110cは周方向に対して緩やかに傾斜している。そして、突状部207が傾斜部110cに当接し始めてから傾斜部110cを乗り越えるまで、燃料噴射弁に作用する外力が徐々に増加する。このため、突状部207を非ロック位置(unlock position)からロック位置(lock position)に移すのに大きな力を必要としない。
突状部207が第2の溝部110bに移動すると、図3Bに示すロック状態になる。この状態では、凸部209aが突出部109に乗り上げ、燃料噴射弁200の燃料噴射弁受部103からの抜け落ちが防止される。また、突状部207が周方向に回転しても、急な傾斜面110dに当接して、第2の溝部110bから出ることはできない。これにより、燃料噴射弁200の燃料噴射弁受部103に対する回転位置も固定される。
燃料噴射弁200には、環状シール部材202とチップシール211A,211Bとが設けられている。環状シール部材202は凹部106の円筒面部106bに当接している。また、チップシール211A,211Bは燃料噴射弁挿入孔1000aの内周面と当接している。従って、燃料噴射弁200が中心軸線200A周りに回転しようとすると、環状シール部材202と円筒面部106bとの間及びチップシール211A,211Bと燃料噴射弁挿入孔1000aの内周面との間に抵抗力が働く。この抵抗力の存在により、突状部207と第2の溝部110bとによる回転方向の固定力は、小さくてもよい。
本実施例では、燃料噴射弁200を中心軸線200A周りに約30度回転させることにより、燃料噴射弁200の抜け止めと、回転方向位置の固定とを実行できる。このために、突出部109、スロット111及び凸部209aを、それぞれ60度間隔で5つ設け、ロック溝110と突状部207とをそれぞれ1つずつ設けている。
図3Bに示すように、突状部207は第2の溝部110bに遊びを有する状態で嵌められ、凸部209aの外周部と溝部108の内周面(底面)108aとの間には隙間δ1が設けられている。また、突状部207は、周方向においても、第2の溝部110bに対して遊びを有する状態で嵌合されている。すなわち、突状部207は、ロック時に、第2の溝部110bに対して遊嵌状態で嵌合されている。このため、ロック状態において、燃料噴射弁200は燃料噴射弁受部103に剛に固定されておらず、燃料噴射弁受部103に対して中心軸線200Aと直交する方向に僅かではあるが相対変位できる。このため、燃料レール100の燃料噴射弁受部103と燃料噴射弁挿入孔1000aとの位置ずれに起因する曲げ力が燃料噴射弁20に作用するのを防ぐことができる。
また、本実施例では、回り止め機構を含むロック機構の全体が燃料噴射弁受部103の内側に構成され、燃料噴射弁200の燃料入口側端部200Iが燃料噴射弁受部103に対して遊嵌状態で嵌合されるため、燃料噴射弁200に対して外力が作用し難い取付構造を実現している。これにより、取付後に燃料噴射弁200が中心軸線200A周りに位置ずれを起こし難い。これにより、燃料の噴射方向のずれが防止或いは抑制される。
従来は、燃料噴射弁受部の外側にクリップを嵌めて燃料噴射弁200の回り止めを行っていた。本実施例では、回り止めのためにクリップを設ける必要が無く、部品点数と、組付けのための作業時間を削減することができる。
図2においては、プレート209の下面209bと突出部109の上面109aとの間に隙間が存在している。この隙間は、燃料噴射弁200に燃料圧力が作用することにより、無くなる。すなわち、燃料噴射弁は、燃料圧力を受けて下方に押され、プレート209の下面209bと突出部109の上面109aとが当接する。
本実施例では、突状部207を樹脂部205にモールド成形により形成したが、プレート209に設けることも可能である。プレート209は、通常、金属で作られるため、突状部207も金属で作られることになる。
プレート209に設ける凸部209aの個数は、5つに限定される訳ではない。ロック状態にするための回転角度(ロック角度)は30度に限定される訳ではないし、ロック角度を30度とする場合であっても、突出部109、スロット111及び凸部209aの大きさと配置とを調整することにより、他の個数にすることは可能である。例えば、プレート209に設ける凸部209aの個数を多くすると、ロック角度を比較的小さい角度に設定することできる。ロック角度が小さくなれば、ロック角度が制限された(組み付け空間が狭く要求された)場合であっても本実施例はこれを有利に解決できる。
燃料噴射弁受部103に設けたロック溝110を燃料噴射弁200の樹脂部205或いはプレート209に設け、燃料噴射弁200に設けた突状部207を燃料噴射弁受部103に設けてもよい。突状部207を燃料噴射弁受部103に設ける場合、突状部207は燃料噴射弁受部103の内周面から半径方向内方に向かって突出するように形成される。
また、図1に示される実施形態は、燃料噴射弁200のノズル部210がシリンダヘッド1000に形成された燃料噴射弁挿入孔1000aに挿入された形態を示している。そしてこの形態は、燃料噴射弁のノズル部210の外周が挿入孔1000aの内周面に支承されている。 詳しくは、チップシール211A,211Bがノズル部210と燃料噴射弁挿入孔1000aの内周面とに挟まれて圧縮状態で、ノズル部210を軸受している。このチップシール211A、211Bにより、プレート209のロック状態が非ロック状態へ解除される方向(突状部207が第2溝部110Bを乗り越えて傾斜部110Cへ移動する方向)への抵抗力を生成し、ロック状態から非ロック状態への戻りを抑制している。
以上に説明した燃料噴射弁200の取付構造を用いて、インジェクタカップである燃料噴射弁受部103への取付方法について図を用いて説明する。
図4Aは本実施例の燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部103に取り付けられた状態の外観図を示す。また図4Bはプレート209が燃料噴射弁200に取り付けられた位置における水平方向の断面図を示す。同様の符号についてはその他の図面で説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に図5を用いて燃料噴射弁200の燃料噴射弁受部103への取付方法について説明する。まず第1ステップに示すように、プレート209が取り付けられた燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に挿入する。この第1ステップでは上記したように、環状シール部材202を凹部106の入口開口部106aに挿入し、円筒面部106bまでは挿入しない。
その後、第2ステップに示すように、プレート209が取り付けられた燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に押し込むようにする。このとき、プレート209の凸部209aに対応する位置に燃料噴射受部103にはスロット111が形成されているので、燃料噴射弁200のプレート209は軸方向上向きに移動することが可能である。このとき、プレート209の凸部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109よりも上側まで押込まれる。
次に第3ステップにおいて燃料噴射弁200を回転させることにより、プレート209も同様に回転する。上記したようにプレート209の凸部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109よりも上側まで押込まれた状態であるため、ここでは凸部209a及び突出部109はプレート209の回転を妨げない。但し、本実施例では第3ステップの右図に示すように、プレート209が回転することで、燃料噴射弁200の突状部207が燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に形成されたロック溝110に接触することになる。これにより燃料噴射弁200の回転が妨げられる。本実施例では、第1溝部110aとつながって内周側に傾斜する傾斜部110cが形成されるので、少し力を入れれば燃料噴射弁200の突状部207が傾斜部110cを乗り越えて第2溝部110bに移動させることが可能である。
燃料噴射弁200の突状部207が傾斜部110cを乗り越えて第2溝部110bへの移動を完了した状態を、図5のLock Position(COMPLETED)に示す。この状態では、燃料噴射弁200の突状部207が第2溝部110bに位置し、傾斜面110dは傾斜部110cよりも急であり、燃料噴射弁200の突状部207が逆に乗り越えることが無いように設計される(図3B参照)。
これにより燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に対して燃料噴射弁200が回転してしまうのを抑制し、回転方向において固定することが可能となる。
さらに、この状態では、燃料噴射弁200に取り付けられたプレート209の凸部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109よりも上側に位置し、かつ重なる位置となる。これにより、燃料噴射弁200を押し込む動作を止めれば、燃料噴射弁200に取り付けられたプレート209の凸部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109により軸方向に支持される。したがって、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に対して燃料噴射弁200が軸方向に移動するのを抑制し、軸方向において固定することが可能となる。
以上に説明したように本実施例の燃料噴射弁受部103に取り付けられる燃料噴射弁200は、燃料噴射弁受部に案内される被ガイド部(突状部207、凸部209a)と、燃料噴射弁受部103により支持される被支持部(突状部207、凸部209a)と、を備えている。そして、燃料噴射弁受部103は、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部内103に押し込まれることにより被ガイド部(凸部209a)を押し込み方向に案内する第1のガイド部(スリット111)が形成される。
また燃料噴射弁受部103は、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部103の内部に押込まれた状態で回転した場合に被ガイド部(突状部207)を回転方向に案内する第2のガイド部(傾斜部110c、傾斜面110d)と、燃料噴射弁200が第2のガイド部(傾斜部110c、傾斜面110d)により案内された後に被支持部(突状部207、凸部209a)を反押し込み方向、及び反回転方向への移動を規制する規制部(突出部109、第2溝部110b、傾斜面110d)と、が形成される。
本実施例では、反押し込み方向への移動を規制する規制部(突出部109)と、反回転方向への移動を規制する規制部(第2溝部110b、傾斜面110d)と、は燃料噴射弁受部103においてそれぞれ別の位置に設けたものである。なお、実施例3に示すように、これらの規制部は同じ箇所においてそれぞれの方向の動きを規制するようにしても良い。
また規制部(突出部109、第2溝部110b、傾斜面110d)に対応して本実施例では、 反押し込み方向への移動を規制される被支持部(凸部209a)と、反回転方向への移動を規制する被支持部(突状部207)と、は燃料噴射弁200のそれぞれ別の位置に設けられるものである。なお、これらの被支持部(凸部209a、突状部207)についても実施例に示すように、同じ箇所においてそれぞれの方向の動きが規制されるようにしても良い。
そして、燃料噴射弁受部103は、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部内103の所定の位置まで押込まれた状態で回転した場合に、燃料噴射弁200の被ガイド部の回転方向の動きを規制する回転方向規制部(突出部109)が形成される。つまり、被ガイド部(凸部209a)が突出部109より奥まで押込まれていない状態で燃料噴射弁200を回転すると、被ガイド部(凸部209a)が回転方向規制部(突出部109)にぶつかることになり回転方向への移動が規制される。
なお、本実施例では被支持部(凸部209a)が形成される固定部材(プレート207)が取り付けられており、固定部材(プレート207)が取り付けられた状態において、燃料噴射弁200は、燃料噴射弁受部103に押し込まれ、回転した後に、反押し込み方向、及び反回転方向への移動を規制される。
以上に説明したように本実施例の取付方法によれば、燃料噴射弁200にプレート209を取り付けたうえで、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に押し込んで回転させるという非常に簡単な動作のみで、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に対して回転方向、及び軸方向に動かない様に固定することが可能となる。
なお、本実施例の他の形態として、例えば燃料噴射弁200に設けた突状部207を周方向外側に向かって弾性力を与えるような弾性部材で構成することが望ましい。より具体的には、燃料噴射弁200の回転方向と反対側に向かって突出し、燃料噴射弁200の外周と沿うように形成され、この突出した部位により周方向外側に向かって弾性力を与える弾性部材で、突状部207が構成されることが望ましい。これにより、ロック時の嵌合溝(第2の溝部)への嵌合力を高めて燃料噴射弁200に設けた突状部207と第2の溝部とのロック状態を確実にすることができる。
また、突状部207と燃料噴射弁200との間にばねを介在させることにより、突状部207をラッチ構造にすることができる。これにより、突状部207が傾斜部110Cを乗り越えたときに、突状部207がばねの復帰力によって嵌合溝(第2の溝部)に係合するようにしても良い。
以下、図6を用いて本発明の実施例2について説明する。図6は本実施例の燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)と燃料噴射弁200に取り付けられたプレート209との断面図を示す。燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)は、3箇所の突出部109が形成される。なお、燃料噴射弁200に突状部207が形成される点は実施例1と同様である。図6の左図はUnlock Positionを示し、右図はLock Positionを示している。
燃料噴射弁200に取り付けられるプレート209には3箇所の被支持部209aが形成される。実施例1と同様に、作業者は第1ステップ及び第2ステップにて、プレート209が取り付けられた燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に挿入し、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に向かって押し込む。
このとき、プレート209の被支持部209aに対応する位置に燃料噴射受部103には開口部111aが形成されているので、燃料噴射弁200のプレート209は軸方向上向きに移動することが可能である。このとき、プレート209の被支持部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109よりも上側まで押込まれる。
次に第3ステップにおいて燃料噴射弁200を回転させることにより、プレート209も同様に回転する。上記したようにプレート209の被支持部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109よりも上側まで押込まれた状態であるため、ここでは被支持部209a及び突出部109はプレート209の回転を妨げない。
本実施例においても、プレート209が回転することで、燃料噴射弁200の突状部207が燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に形成されたロック溝110に接触する。さらに回転方向に、少し力を入れれば燃料噴射弁200の突状部207が傾斜部110cを乗り越えて第2溝部110bに移動させることが可能である。
燃料噴射弁200の突状部207が傾斜部110cを乗り越えて第2溝部110bへの移動を完了した状態を、図6のLock Positionに示す。これにより、実施例1と同様に簡単な動作により、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に対して燃料噴射弁200を回転方向、及び軸方向において固定することが可能である。
なお、本実施例においては、プレート209に3箇所、形成された被支持部209aのうちの1つが燃料噴射弁200の突状部207と軸方向において重なるように形成される。そして、プレート209のそれぞれの被支持部209aは周方向において、ほぼ等間隔になるように形成される。また同様にプレート209のそれぞれの被支持部209aを支持する燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の突出部109も対応してほぼ等間隔になるように形成される。
これにより燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の複数の突出部109がプレート209のそれぞれの被支持部209aを支持する際の負荷を均等とすることが可能となり、より強固に燃料噴射弁200を固定することが可能となる。
以下、図7を用いて本発明の実施例3について説明する。図7は本実施例の燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に設けられる燃料噴射弁200に取り付けられたプレート209のロック機構を示す。この燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)のロック機構は図示していないが、プレート209に形成される凸部209aの数に対応して設けられる。
本実施例における燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)のロック機構は、燃料噴射弁200を押し込んだ際にプレート209の凸部209aが軸方向上側に移動するための開口部111が形成される。開口部111は第1の反回転方向側壁面110eと第1の回転方向側壁面110fとの間に形成され、第1の回転方向側壁面110fよりも第1の反回転方向側壁面110eの方が軸方向上側に高くなるように形成される。これにより一方の方向のみの回転を許容するものである。
第1の回転方向側壁面110fの上端部110gから回転方向側に向かって除々に高くなるようなテーパ面110hが形成される。そしてテーパ面110hの上端部110iから軸方向下側に向かって第2の反回転方向側壁面110jが形成される。またこれと対向して第2の回転方向側壁面110kが形成されることでプレート209の凸部209aをロックするロック溝110lが形成される。
したがって、作業者は第1ステップ及び第2ステップにて、プレート209が取り付けられた燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に挿入し、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に向かって押し込む。
このとき、プレート209の凸部209aに対応する位置に燃料噴射受部103には開口部111が形成されているので、燃料噴射弁200のプレート209は軸方向上向きに移動することが可能である。そして、プレート209の凸部209aが燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)の第1の回転方向側壁面110fよりも上側まで押込まれる。
次に第3ステップにおいて燃料噴射弁200を回転させることにより、プレート209も同様に回転する。このとき、プレート209が回転することで、プレート209の凸部209aは燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に形成されたテーパ面110h上を移動し、その上端部110iを乗り越えるように動作する。
その後、燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に向かって押し込むことを止めれば、燃料噴射弁200に取り付けられたプレート209の凸部209aがロック溝110lに嵌ることになる。この状態においては、プレート209の凸部209aはロック溝110lの底面部110mにより軸方向下側に移動しないように固定される。また、対向する第2の反回転方向側壁面110j及び第2の回転方向側壁面110kにより回転方向においても固定される。
以上の通り、本実施例では、燃料噴射弁受部103に取り付けられる燃料噴射弁200において、被支持部となる凸部209aが形成される固定部材(プレート209)が取り付けられる。そして燃料噴射弁受部103には、燃料噴射弁200を燃料噴射弁受部103に押し込んだ際に被支持部(凸部209a)に軸方向に対応する位置に開口部111が形成され、被支持部(凸部209a)が開口部111に挿入された後、回転するように構成される。その後、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部103と反対側(軸方向下側)に移動することにより、被支持部(凸部209a)が回転方向及び軸方向において支持されて固定される。
すなわち、燃料噴射弁200は、燃料噴射弁受部103に案内される被ガイド部(凸部209a)と、燃料噴射弁受部103により支持される被支持部(凸部209a)と、を備えている。そして、燃料噴射弁受部103は、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部内103に押し込まれることにより被ガイド部(凸部209a)を押し込み方向に案内する第1のガイド部(開口部111)が形成される。
また燃料噴射弁受部103は、燃料噴射弁200が燃料噴射弁受部103の内部に押込まれた状態で回転した場合に被ガイド部(凸部209a)を回転方向に案内する第2のガイド部(テーパ面110h、第2の反回転方向側壁面110j)と、燃料噴射弁200が第2のガイド部(テーパ面110h、第2の反回転方向側壁面110j)により案内された後に被支持部(凸部209a)を反押し込み方向、及び反回転方向への移動を規制する規制部(第2の反回転方向側壁面110j、第2の回転方向側壁面110k、ロック溝110l、底面部110m)と、が形成される。
したがって、燃料噴射弁受部103(インジェクタカップ)に対して燃料噴射弁200を挿入し、押し込み、回転させるという非常に簡単な動作により、回転方向、及び軸方向において固定することが可能である。
本発明の他の実施の形態として、例えばプレート209の凸部209aをプレート209の放射方向に弾性力を与えるような弾性的な舌片状に構成し、ロック時の嵌合溝(第2の溝部)への嵌合力を高めてプレート209と第2の溝部とのロック状態を確実にすることができる。
また、プレート209の突出部109をインジェクタ200との間にばねを介在させることにより、突出部109をラッチ構造にし、突出部209が傾斜部110Cを乗り越えたときに、突起部209がばねの復帰力によってロック時嵌合溝(110b)に係合するようにしても良い。
なお、本実施例の他の形態として、例えばプレート209の凸部209aを反押し込み方向に向かって弾性力を与えるような弾性部材で構成することが望ましい。より具体的には、プレート209の反押し込み方向の側に向かって突出し、第1の反回転方向側壁面110e、又は第1の回転方向側壁面110fと沿うように形成され、この突出した部位により反押し込み方向に向かって弾性力を与える弾性部材で、凸部209aが構成されることが望ましい。これにより、ロック時のロック溝110lへの嵌合力を高めてプレート209の凸部209aとロック溝110lとのロック状態を確実にすることができる。
また、プレート209の凸部209aとこれと対向する燃料噴射弁受部103の上面との間にばねを介在させることにより、凸部209aをラッチ構造にすることができる。これにより、凸部209aがテーパ面110hを乗り越えたときに、凸部209aがばねの復帰力によってロック溝110lに係合するようにしても良い。
100…燃料レール、101…燃料レール本体、103…燃料噴射弁受部、109…突出部、111…スロット、207…突状部、110…ロック溝、200…燃料噴射弁、209…プレート、209a…凸部(タブ)、205…樹脂部、110a…第1の溝部(非ロック時嵌合溝)、110b…第2の溝部(ロック時嵌合溝)、110c…傾斜部、200D…燃料出口側端部、200I…燃料入口側端部、110d…傾斜面、202…環状シール部材、211A,211B…チップシール、106…燃料噴射弁受部の凹部、106b…凹部106の円筒面部。
Claims (13)
- 燃料レールと燃料噴射弁とを備え、前記燃料レールに前記燃料噴射弁を受ける燃料噴射弁受部を有し、前記燃料噴射弁受部に前記燃料噴射弁の燃料入口側端部を挿入して固定する燃料噴射装置において、
前記燃料噴射弁受部に対する前記燃料噴射弁の中心軸線方向移動を規制する第1ロック機構と、前記燃料噴射弁の中心軸線周りの回転移動を規制する第2ロック機構とを備え、
前記第1ロック機構は、前記燃料噴射弁受部と前記燃料噴射弁とにそれぞれ設けられた係合部を有し、
前記第2ロック機構は、前記燃料噴射弁受部と前記燃料噴射弁とのうち、一方に半径方向に突出した突状部を、他方に前記突状部が嵌合する嵌合溝を有し、
前記燃料噴射弁を中心軸線周りに回転させた場合に、前記第1ロック機構の前記係合部が係合すると共に、前記第2ロック機構の前記突状部が前記嵌合溝に嵌合してロック状態となることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記第1ロック機構と前記第2ロック機構とは、前記燃料噴射弁の中心軸線方向において、同じ位置に配置されていることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項2に記載の燃料噴射装置において、
前記第1ロック機構と前記第2ロック機構とは、前記燃料噴射弁受部及び前記燃料噴射弁の周方向において、異なる位置に配置されていることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項3に記載の燃料噴射装置において、
前記第1ロック機構の前記係合部は、前記燃料噴射弁受部の内周面側に設けられ周方向に間隔を置いて半径方向内方に突出した複数の突出部と、前記燃料噴射弁に嵌装されたプレートの外周面に設けられ周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出した複数の凸部とで構成され、
前記第2ロック機構の前記突状部は前記燃料噴射弁の外周面に設けられ、前記第2ロック機構の前記嵌合溝は前記燃料噴射弁受部の内周面に設けられていることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項4に記載の燃料噴射装置において、
前記第2ロック機構の前記突状部はコネクタと一体に成形された樹脂部に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項5に記載の燃料噴射装置において、
前記第2ロック機構の前記突状部は、前記コネクタを基準にして、中心軸線周りに0,90,180又は270度の角度位置に設けられたことを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項6に記載の燃料噴射装置において、
前記第2ロック機構は、非ロック時に前記突状部が嵌合される第1の溝部と、前記嵌合溝を構成する第2の溝部と、前記第1の溝部と前記第2の溝部との間を接続する傾斜部とで構成されるロック溝を有し、
前記傾斜部は前記第2の溝部側の端部が前記第2の溝部側の端部よりも半径方向内方に位置するように傾斜していることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項7に記載の燃料噴射装置において、
前記突状部は、ロック時に、前記第2の溝部に対して遊嵌状態で嵌合されていることを特徴とする燃料噴射装置。 - 燃料噴射弁受部に取り付けられる燃料噴射弁において、
前記燃料噴射弁受部に案内される被ガイド部と、
前記燃料噴射弁受部により支持される被支持部と、を備え、
前記燃料噴射弁受部は、前記燃料噴射弁が前記燃料噴射弁受部内に押し込まれることにより前記被ガイド部を押し込み方向に案内する第1のガイド部と、前記燃料噴射弁が前記燃料噴射弁受部内に押込まれた状態で回転した場合に前記被ガイド部を回転方向に案内する第2のガイド部と、前記燃料噴射弁が前記第2のガイド部により案内された後に前記被支持部を反押し込み方向、及び反回転方向への移動を規制する規制部と、が形成されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項9に記載の燃料噴射弁において、
前記反押し込み方向への移動を規制する前記規制部と、前記反回転方向への移動を規制する前記規制部と、は前記燃料噴射弁受部においてそれぞれ別の位置に設けられることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項9に記載の燃料噴射弁において、
前記反押し込み方向への移動を規制される前記被支持部と、前記反回転方向への移動を規制する前記被支持部と、は前記燃料噴射弁のそれぞれ別の位置に設けられることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項9に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴射弁受部は、前記燃料噴射弁が前記燃料噴射弁受部内の所定の位置まで押込まれた状態で回転した場合に、前記燃料噴射弁の前記被ガイド部の回転方向の動きを規制する回転方向規制部が形成されることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項9に記載の燃料噴射弁において、
前記被支持部が形成される固定部材が取り付けられており、
前記固定部材が取り付けられた状態において前記燃料噴射弁受部に押し込まれ、回転した後に、反押し込み方向、及び反回転方向への移動を規制されることを特徴とする燃料噴射弁。
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