KR20040051562A

KR20040051562A - 접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관

Info

Publication number: KR20040051562A
Application number: KR1020030090287A
Authority: KR
Inventors: 후루겐무네카츠
Original assignee: 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2004-06-18
Also published as: FR2848614A1; DE10358373A1; CN1325788C; FR2848614B1; JP2004190580A; CN1510269A; KR100591576B1; US20040135368A1; DE10358373B4; US6935377B2; JP4007590B2

Abstract

본 발명에 따르면, 접속 와셔(예컨대, 와셔 또는 슬리브 와셔)의 소성 변형을 방지함으로써 접속 헤드부의 밀봉 성능을 향상시킨 고압 연료 분사관이 제공된다.

이 고압 연료 분사관은, 비교적 직경이 작은 두꺼운 강관의 접속 단부에 접속 헤드부가 마련되어 있고, 이 접속 헤드부는 맞물림 안착부에 맞게 형성된 외주부를 구비하며, 헤드부의 형상에 따라 접속 헤드부의 내측면에 형성된 환형 홈이 얕고 완만하게 이루어져 있고, 접속 와셔가 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 끼워 맞춰져 있도록 구성된다. 상기 분사관은 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 경사면이 없는 2개 이상의 계단부가 마련되는 것을 특징으로 하고, 상기 접속 와셔에는 상기 접속 헤드부의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 것을 특징으로 한다.

Description

접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관{HIGH-PRESSURE FUEL INJECTION PIPE HAVING CONNECTING HEAD}

본 발명은 접속 헤드부를 구비하는 고압 연료 분사관에 관한 것으로, 이 분사관은 주로 디젤 엔진에서 연료 공급 통로로서 사용되며, 예컨대 직경이 4 내지 20 mm 정도로 비교적 작고 두께가 약 1 내지 8 mm인 두꺼운 강관으로 제조되는 접속 헤드부를 구비한다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같은, 종래의 접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관에서는, 두꺼운 강관(11) 단부의 외주부로 형성된 안착면(13)을 구비하는 절두체형 접속 헤드부(12)가, 펀치 부재를 이용하여 외측으로부터 관의 축선 방향으로 관을 압박하는 버클링 가공에 의해 형성될 때, 상기 헤드부의 내주부에는 상기 압박 작용에 의한 버클링 가공에 수반되는 바깥쪽으로의 확장에 의하여 깊고 크며 예리한 환형 주름부 또는 포켓(17)이 형성된다. 반면에, 접속 헤드부(12)의 하측 목부분에는 와셔(즉, 접속 와셔)(14) 또는 슬리브 와셔(즉, 접속 와셔)(15)가, 접속 헤드부(12)를 맞물림 밀봉면에 장착하는 데 효과적인 축선방향 힘을 인가하기위하여 필요한 부품으로서, 또는 진동이 발생되는 경우에는 보강부로서 끼워 맞춰져 있다.

그러나, 접속 헤드부를 구비한 종래의 고압 연료 분사관은, 이 분사관이 사용을 위해 설치되는 경우에, 상기 헤드부에 형성된 상기 깊고 크며 예리한 환형 주름부 또는 포켓(17)이 고압 유체로 인한 피로 파괴가 시작되는 지점을 형성한다는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 도 14에 도시된 바와 같이 접속 헤드부(12)의 하측 목부분의 외주부(또는 후면)을 덮는 접속 와셔의 측면에 평탄한 경사의 모따기부(16a)가 마련된 접촉식 접속 와셔(16)를 사용하는 고압 연료 분사관을 제안하였다.

이러한 고압 연료 분사관의 경우에는, 접속 헤드부(12)의 하측 목부분의 외주부를 덮는 모따기부(16a)를 구비한 접속 와셔(16)의 작용을 통하여, 상기 버클링 가공에 의해 상기 헤드부의 내측면에 쉽게 형성되는 상기 예리한 주름부 또는 포켓이, 얕고 완만한 부분을 갖는 환형의 홈(18)으로 형성될 수 있다. 그 결과, 헤드부에서의 응력 집중에 기인하여 피로 파괴가 일어날 가능성을 감소시키는 효과가 얻어진다.

그러나, 도 14에 도시된 고압 연료 분사관의 경우에서는, 분사 압력이 상승하여 밀봉 용도에 필요한 축선방향 힘이 증대될 때, 와셔 또는 슬리브 와셔가 상기 축선방향 힘에 의해 쉽게 변형되고, 그로 인해 충분한 밀봉면 압력이 얻어질 수 없다는 문제가 제기된다. 보다 구체적으로 말하면, 도 14에 도시된 평탄한 경사의 모따기부(16a)를 구비한 접속 와셔(16)에서, 와셔 또는 슬리브 와셔에 작용하는 원주방향 응력이 상기 모따기부(16a)의 쐐기 효과에 의해 커진다. 따라서, 와셔 또는 슬리브 와셔는 보다 큰 외경으로 소성 변형되어, 박스 너트의 내주부와 간섭하게 된다. 그 결과, 밀봉면 압력이 저하되어 밀봉 성능이 낮아진다.

본 발명은 도 14에 도시된 고압 유체 분사관의 전술한 문제를 해결하기 위하여 착안되었으며, 본 발명의 목적은 와셔 또는 슬리브 와셔의 소성 변형을 방지함으로써 접속 헤드부의 밀봉 성능이 향상되는 고압 연료 분사관을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부와 와셔가 조립된 상태의 한 가지 실시예를 보여주는 횡단면도.

도 2는 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부와 와셔가 조립된 상태의 다른 실시예를 보여주는 횡단면도.

도 3은 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부와 와셔가 조립된 상태의 또 다른 실시예를 보여주는 횡단면의 절반을 확대한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부와 와셔가 조립된 상태의 또 다른 실시예를 보여주는 횡단면의 절반을 확대한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 고압 연료 분사관에 있어서 후면의 경사각을 보여주는 도해적인 도면.

도 6은 본 발명에 따른 단면 형상이 상이한 일체형 와셔의 한 가지 예를 보여주는 횡단면도.

도 7은 본 발명에 따른 분할형 와셔의 한 가지 예를 확대하여 보여주는 횡단면도.

도 8은 본 발명에 따른 슬리브 와셔를 확대하여 보여주는 횡단면도.

도 9는 도 1에 도시된 고압 연료 분사관의 헤드부를 성형하는 방법에 따라 작업하는 공정을 보여주는 도해적인 횡단면도.

도 10은 동일한 고압 연료 분사관의 헤드부를 성형하는 다른 방법에 따라 작업하는 공정을 보여주는 도해적인 횡단면도.

도 11은 와셔를 구비하지 않는 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부와 고정 너트가 조립된 상태의 한 가지 실시예를 보여주는 횡단면도.

도 12는 종래 기술에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부의 한 가지 예를 보여주는 횡단면도.

도 13은 종래 기술에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부의 다른 예를 보여주는 횡단면도.

도 14는 종래 기술에 따른 고압 연료 분사관의 접속 헤드부의 또 다른 예를 보여주는 횡단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 두꺼운 강관

2-1, 2-2 : 접속 헤드부

2-1a, 2-2a : 안착면

2-2a' : 곡선 홈

2-1b, 3-1, 3a-1, 3b-5, 3c-1, 7a-1 : 계단부

3, 3a, 3b : 와셔

3c : 슬리브 와셔

4 : 환형 홈

5, 15 : 척

6 : 펀치 부재

7, 7a : 고정 너트

8, 8a : 간극

본 발명에 따르면, 전술한 목적을 이루기 위하여, 접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관이 제공되며, 이 고압 연료 분사관은,

비교적 직경이 작고 접속 단부에는 접속 헤드부가 마련되며, 이 접속 헤드부의 외주부는 맞물림 안착부에 맞는 절두체 형상 또는 구형 선단부가 마련된 절두체 형상의 안착면으로 형성되어, 헤드부의 형상에 따라 접속 헤드부의 내측면에 형성된 환형 홈이 얕고 완만하게 이루어지는 두꺼운 강관과;

상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 끼워 맞춰지는 접속 와셔를 포함한다. 상기 분사관은 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 경사면이 없는 2개 이상의 계단부가 마련되는 것을 특징으로 하고, 상기 접속 와셔에는 상기 접속 헤드부의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 것을 특징으로 한다.

또한, 고압 연료 분사관은 접속 헤드부의 후면에 형성되는 계단부가 2개 내지 5개의 계단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 고압 연료 분사관은 상기 접속 와셔가 일체형이거나, 상이한 직경을 갖는 복수 개의 얇은 슬리브를 포함하는 분할형인 것을 특징으로 한다. 또한, 고압 연료 분사관은, 상기 접속 와셔가 배제되지만 접속 와셔부가 고정 너트에 통합되어 있는 것을 특징으로 하고, 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 경사면이 없는 2개 이상의 계단부가 마련되는 것을 특징으로 하며, 상기 고정 너트의 접속 와셔부에는 상기 접속 헤드부의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 것을 특징으로 한다.

반면에, 본 발명의 고압 연료 분사관은, 접속 헤드부의 후면에 형성된 계단부가 관의 축선에 대하여 20 내지 50°의 경사각 θ를 이루고 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 말하면, 본 발명에서는 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부를 덮는 접속 와셔에 계단부가 마련되어 있고, 상기 접속 헤드부의 후면에는 상기 접속 와셔의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어 있어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 구조가 제공된다. 그 결과, 경사면에 기인하는 쐐기 효과를 배제시켜, 접속 와셔가 방사상으로 확장하는 방향으로 소성 변형하지 못하게 할 수 있으며, 이로 인해 와셔와 박스 너트의 내주면 사이의 간섭, 그리고 밀봉면 압력의 저하가 방지되어 밀봉 성능이 향상될 수 있다. 또한, 버클링 작업에 의해 상기 헤드부의 내측면에 형성되는 환형 홈(또는 포켓)도 얕고 완만하게 이루어진다. 따라서, 고압 부하 시간에 포켓에서 발생되는 응력의 값이 낮아져서, 내부압 피로 강도가 향상된다.

본 발명에서, 상기 접속 헤드부의 후면 상에 있는 계단부는 관의 축선에 대하여 20 내지 50°의 경사각 θ를 이루고 있다. 그 이유를 다음에서 설명한다. 20°미만의 각도에서는 상기 포켓에 얕고 완만한 부분이 마련될 수 있는 효과가 있지만, 와셔 또는 고정 너트가 길어져 장착성이 저하되고 중량이 증대된다. 반면에, 50°를 초과하는 각도에서는 종래 기술과 마찬가지로 상기 포켓이 깊고 완만하지도 않아서, 나쁜 결과를 초래한다.

본 발명에 따른 연료 분사관에서는, 접속 헤드부의 후면에 경사면이 없는 계단부가 형성되어 있고, 접속 헤드부의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 상기 접촉식 접속 와셔 또는 고정 너트에 형성되어 상기 접속 헤드부의 후면을 덮는 구조가 제공된다. 따라서, 경사면으로 인한 쐐기 효과를 배제시켜, 접속 와셔(예컨대, 와셔 또는 슬리브 와셔) 또는 고정 너트의 소성 변형을 방지할 수 있으며, 이로 인해 슬리브 와셔와 박스 너트의 내주면 사이의 간섭, 그리고 밀봉면 압력의 저하가 방지되어 밀봉 성능이 향상될 수 있다. 또한, 버클링 작업에 의해 상기 헤드부의 내측면에 형성되는 환형 홈(또는 포켓)도 얕고 완만하게 이루어져, 유압으로 인해 헤드부의 내측면에 야기될 수도 있는 캐비테이션 침식에 대한 우려가 배제된다. 다른 탁월한 효과로는 피로 파괴가 매우 강하게 시작될 수 있는 가능성을 감소시키는 것이 있다. 본 출원인의 FEM(유한 요소법) 결과에 따르면, 본 발명에 따른 고압 연료 분사관은 포켓에 잔류하는 응력이 감소하고, 내측면에서의 응력이 종래의 고압 연료 분사관의 내측면에 비해 감소하는 효과가 있는 것으로 확인되었다.

두꺼운 강관(1)은 비교적 작은 직경의 두꺼운 관으로 형성되고, 이 두꺼운 관은 고압 연료 분사관용으로 예정된 크기에 맞추어 미리 절단되어 있는 탄소강 재료 또는 스테인레스강 재료로 제조되며, 직경이 약 4 내지 20 mm이고 두께가 약 1 내지 8 mm이다.

도 1에 도시된 고압 연료 분사관은, 두꺼운 강관(1)의 접속 단부에 접속 헤드부(2-1)가 마련되어 있고, 이 접속 헤드부는 맞물림 안착부에 맞는 절두체형 안착면(2-1a)으로 형성되는 외주부를 구비하며, 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에는 경사면이 없는 계단부(2-1b)가 형성되어 있고, 접촉식 일체형 와셔(3)는 상기 계단부(2-1b)를 덮는 개방 단부에 상기 계단부(2-1b)와 맞물리는 경사면이 없는 계단부(3-1b)가 마련되어 있으며, 이 와셔는 접속 헤드부(2-1)와 맞닿아 있는 구조로 제공된다. 환형 홈(4)의 윤곽은 상기 헤드부의 내측면에 얕고 완만한 부분이 마련되도록 형성된다.

도 2에 도시된 고압 연료 분사관은, 접속 헤드부(2-2)의 절두체형 안착면 부분에 얕은 환형의 곡선 홈(2-2a')이 형성되어 환형 홈(4)이 보다 얕아지고 완만해진다는 점을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 동일한 구조로 제공된다. 이러한 구조에서, 접속식 일체형 와셔(3)는 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부를 덮는 개방 단부에 상기 경사면이 없는 계단부(3-1)가 마련되어 있고, 이 와셔(3)는 와셔(3)의 계단부(3-1)와 맞물리도록 형성된 계단부(2-1b)를 구비하는 접속헤드부(2-2)와 맞닿는다.

도 3에 도시된 고압 연료 분사관은, 상기 계단부의 기단부(2-1c)에만 맞닿지 않도록 형성된 계단부(3-1)를 구비하는 일체형 와셔(3)가 상기 접속 헤드부(2-1)의 후면에 형성된 계단부(2-1b)와 맞닿는 구조로 제공된다. 예컨대, 계단부(3-1)를 구비한 접촉식 일체형 와셔(3)가 두꺼운 강관(1) 둘레에 미리 끼워 맞춰져 있는 구조에 사용되는 조립 과정에서는, 계단부(2-1b)를 구비한 접속 헤드부(2-1)를 두꺼운 강관(1)에 형성한 후, 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)와 일체형 와셔(3)를 맞닿게 한다.

또한, 도 4에 도시된 고압 연료 분사관은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 구조적으로 유사하다. 이러한 경우에, 계단부(3-1)를 구비한 접촉식 일체형 와셔(3)는, 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)와 맞닿도록 제조되어, 계단부(3-1)를 구비하지 않는 일체형 와셔(3)의 내주부와 두꺼운 강관(1)의 외주부 사이에 간극(8)이 형성될 수 있는 구조로 제공된다. 예컨대, 도 3의 실시예에서와 마찬가지로 계단부(3-1)를 구비한 접촉식 일체형 와셔(3)가 두꺼운 강관(1) 둘레에 미리 끼워 맞춰져 있는 구조에 사용되는 조립 과정에서는, 계단부(2-1b)를 구비한 접속 헤드부(2-1)를 두꺼운 강관(1)에 형성한 후, 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)와 일체형 와셔(3)를 맞닿게 한다.

본 발명에 따른 접속 헤드부(2-1)의 후면에 형성된 계단부(2-1b)는 도 5에 도시된 바와 같이 관의 축선에 대하여 20 내지 50°, 바람직하게는 25 내지 40°의 경사각 θ를 이루고 있다. 한편, 상기 계단부(2-1b)는 상기 관의 축선에 대한 상기 경사각이 선형 방식을 비롯한 여러 방식으로 변경될 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 와셔(3)의 경우, 도 1 내지 도 4에 도시된 것 이외에도 접속 헤드부(2-2)의 후면과 맞닿는 개방 단부에 경사면이 없는 2개의 계단부(3a-1)가 마련되어 있는 일체형 와셔(3a)를 사용할 수도 있다. 이러한 와셔(3a)의 경우에, 접속 헤드부의 하측 목부분의 후면에는 적어도 와셔의 2개의 계단부(3a-1)에 상응하는 2개의 계단부(도시 생략)가 마련되어 있음은 물론이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 모든 와셔(3, 3a)는 일체형이지만, 본 발명은 일체형 와셔를 사용할 수도 있고 분할형 와셔를 사용할 수도 있다. 도 7에 도시된 와셔(3b)는 직경과 길이가 상이한 복수 개의 슬리브로 구성된 계단부를 구비하는 분할형 와셔를 예시한다. 이러한 분할형 와셔(3b)에서는, 직경이 상이한 복수 개의 얇은 슬리브(3b-1, 3b-2, 3b-3, 3b-4)를 하나 위에 다른 하나를 중첩시키고 통합시킴으로써 계단부(3b-5)가 형성된다. 본원에는 4개의 슬리브로 구성된 분할형 와셔가 도시되어 있다. 그러나, 분할형 와셔는 예컨대 2개나 3개의 슬리브로 구성될 수도 있고, 1단 이상의 슬리브를 결합함으로써 구성될 수도 있다.

한편, 도 8에 도시된 슬리브 와셔(3c)는 접속 헤드부의 하측 목부분의 후면을 덮는 개방 단부에 3개의 계단부(3c-1)가 마련되어 있는 일체형 슬리브 와셔를 예시한다. 이러한 슬리브 와셔(3c)의 경우에, 접속 헤드부(2-1)의 후면도 마찬가지로 경사면이 없는 3개의 계단(도시 생략)으로 구성된다.

본원에서, 본 발명에 따른 와셔(3, 3a, 3b)의 축선방향 길이는 특별히 제한되지 않으며, 파이프 직경의 약 0.4 내지 1.5배 정도인 것이 적절하다. 또한, 와셔(3, 3a, 3b) 및 슬리브 와셔(3c)의 계단부의 계단 개수는 와셔의 축선방향 길이 또는 크기에 따라 적절하게 결정될 수 있고, 성능을 위해 5개 이상일 수 있으며, 실제로는 2개 또는 3개면 충분하다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본원에는 본 발명에 따른 고압 연료 분사관의 헤드부를 성형하는 방법이 기술되어 있다. 이는 도 1에 도시된 고압 연료 분사관의 경우를 설명한다.

도 9에 도시된 헤드부 성형 방법에서는, 와셔(3)를 두꺼운 강관(1)의 접속 헤드부 부근에 헤드부 가공 여유를 갖는 상태로 미리 끼워 맞춘다. 상기 와셔(3)는 거의 원통형인 부분을 구비하고 헤드부 형성 측면의 내주면에 계단부(3-1)를 구비한다. 척(5)에 유지되는 두꺼운 강관(1)과 와셔(3)를 이용하는 경우에는, 성형 구멍(6a)을 구비한 펀치 부재에 의해 강관(1)의 선단부를 축선방향으로 압박한다. 그 후, 두꺼운 강관(1)의 헤드부 가공 여유 부분은, 두꺼운 강관(1)에 미리 끼워 맞춰진 와셔(3)의 계단부(3-1) 안을 향해 소성적으로 유동하여, 접속 헤드부(2-1)를 형성한다. 이와 동시에, 두꺼운 강관(1)은 와셔(3)의 계단부(3-1) 내주부와 밀접하게 맞닿게 되고, 접속 헤드부(2-1)의 하측 목부분의 외주부는 계단부(3-1)를 구비한 와셔(3)로 덮여서, 와셔(3)의 계단부(3-1)와 맞물리는 계단부(2-1b)를 형성한다. 이와 동시에, 예컨대 맞물림 안착부(도시 생략)에 맞도록 구형으로 제조된 절두체형 안착면(2-1a)을 구비하는 접속 헤드부(2-1)가, 두꺼운 강관(1)의 선단부에 형성된다.

한편, 도 10에 도시된 헤드부 성형 방법은 와셔를 사용하지 않고 단지 척만을 사용하여 계단부를 구비한 접속 헤드부를 성형하는 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 이러한 성형 방법에서는 접속 헤드부(2-1)의 후면에 계단부(2-1b)를 형성하기 위한 계단부(15-1)를 구비하는 척(15)이 사용되며, 강관(1)의 선단부는 성형 구멍(6a)을 구비한 펀치 부재(6)에 의해 축선방향으로 압박된다. 이 때, 두꺼운 강관(1)의 헤드부 가공 여유 부분은 척(15)의 계단부(15-1) 안을 향해 소성적으로 유동하여, 접속 헤드부(2-1)를 형성한다. 이와 동시에, 두꺼운 강관(1)은 척(15)의 계단부(15-1)의 내주부와 밀접하게 맞닿게 되고, 계단부(15-1)는 접속 헤드부(2-1)의 하측 목부분의 외주부를 덮어서, 계단부(15-1)와 맞물리는 계단부(2-1b)를 형성한다. 이와 동시에, 맞물림 안착부(도시 생략)에 맞는 절두체형 안착면(2-1a)을 구비하는 접속 헤드부(2-1)가, 두꺼운 강관(1)의 선단부에 형성된다.

도 9 및 도 10에 도시된 헤드부 성형 방법에서, 와셔(3)의 경사면이 없는 계단부(3-1, 15-1)와 척(15)은 성형되는 부분의 외경을 제한하며, 그 결과 펀치 부재(6)의 압박을 통한 버클링 가공에 수반되는 둘레벽의 바깥쪽으로의 확장에 의하여, 헤드부의 내주부에 형성되는 환형 홈(4)의 윤곽은 얕고 완만한 부분을 갖도록 형성된다.

도 2에 도시된 고압 연료 분사관의 경우에는, 얕은 환형의 곡선 홈(2-2a')을 구비하는 접속 헤드부(2-2)를 안착면 부분에 형성하기 위하여, 접속 헤드부는 상기 곡선 홈(2-2a')을 형성하기 위한 볼록부가 마련된 펀치 부재(6)를 사용한다는 점을 제외하고는 전술한 것과 유사한 방법에 의해 성형된다. 따라서, 고압 연료 분사관의 경우에는, 안착면(2-1a 또는 2-2a)이나 곡선 홈(2-2a')이 펀치 부재(6)의 압박에 의한 버클링 가공에서 형성되고, 이와 동시에 상기 바깥쪽으로의 확장에 의하여 헤드부의 내주부에 환형 홈(4)이 형성되며, 이 환형 홈의 윤곽은 얕고 완만한 부분을 갖도록 형성된다.

또한, 관 접속시에 고정 너트(7)를 고정시킬 때, 예컨대 와셔(3, 3a 또는 3b)나 슬리브 와셔(3c) 등의 접속 고정구는 축선방향 힘을 받고, 상기 고정 너트와 작업면 사이의 마찰 계수에 따라 토크를 받는다. 이와 같이 받게 되는 토크에 의해, 상기 접속 고정구는 이 접속 고정구의 내주부에 접촉하는 분사관과 함께 비틀림 에너지를 흡수하도록 비틀어진다. 분사 압력이 높아짐에 따라 높아지는 토크에 의해 분사관이 과도하게 고정되는 경우, 과도한 고정 토크에 의해 발생되는 축선방향 힘은 접속 헤드부(2-1 또는 2-2)의 계단부(2-1b)와 와셔 또는 슬리브 와셔의 계단부(3-1, 3a-1, 3b-5 또는 3c-1)의 단부면 사이에서 흡수되어, 와셔 또는 슬리브 와셔의 확장이 억제된다. 따라서, 와셔 또는 슬리브 와셔가 소성 변형되어 그 직경이 확대되고 그로 인해 박스 너트의 내주부와 간섭하게 되는 일이 방지된다.

도 1 내지 도 9에 도시된 모든 고압 연료 분사관에는 와셔 또는 슬리브 와셔가 마련되어 있지만, 본 발명은 와셔를 구비하지 않는 고압 연료 분사관에도 적용될 수 있다.

도 11은 이러한 용례의 한 가지 예를 보여준다. 이 고압 연료 분사관은, 접속 헤드부의 후면에 형성된 계단부(2-1b)에 상응하는 계단부(7a-1)가 고정 너트(7a)의 내주부 상에 마련되어 있고, 이 고정 너트는 와셔 부분이 일체로 형성되어 두껍게 형성되며, 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)에 맞닿도록 제조되어, 각 계단부의 축선방향 단에 간극(8a)이 형성되는 구조로 제공된다. 도 10에 도시된 것과 유사한 구조의 조립 공정에서는, 예컨대 계단부(2-1b)를 구비한 접속 헤드(2-1)가 두꺼운 강관(1)에 성형된다. 그 후, 계단부(7a-1)를 구비한 고정 너트(7a)와 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)를 맞닿게 한다.

이 예에서, 상기 와셔가 없는 고압 연료 분사관의 각 계단부의 축선방향 단에 간극(8a)을 형성하는 이유는, 고정 너트(7a)의 고정 토크를 감소시키기 위한 것이다.

와셔가 없는 고압 연료 분사관의 경우에서는, 관 접속시에 고정 너트(7a)를 고정시킬 때, 축선방향 힘이 접속 헤드부(2-1)에 직접 작용한다. 분사 압력이 높아짐에 따라 높아지는 토크에 의해 분사관이 과도하게 고정되는 경우, 과도한 고정 토크에 의해 발생되는 축선방향 힘은 접속 헤드부(2-1)의 계단부(2-1b)와 고정 너트(7a)의 계단부(7a-1) 사이에서 흡수되어, 고정 너트(7a)의 확장이 억제된다. 따라서, 고정 너트(7a)가 소성 변형되어 그 직경이 확대되는 일이 방지된다.

본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고압 연료 분사관에서는, 접속 헤드부의 후면에 경사면이 없는 계단부가 형성되어 있고, 접속 헤드부의 계단부에 완전히 또는 부분적으로 상응하는 계단부가 상기 접촉식 접속 와셔 또는 고정 너트에 형성되어 상기 접속 헤드부의 후면을 덮는 구조가 제공된다. 따라서, 경사면으로 인한 쐐기 효과를 배제하여, 접속 와셔(예컨대, 와셔 또는 슬리브 와셔) 또는 고정 너트의 소성 변형을 방지할 수 있으며, 이로 인해 밀봉면 압력의 저하가 방지되어 밀봉 성능이 향상될 수 있다. 또한, 버클링 작업에 의해 상기 헤드부의 내측면에 형성되는 환형 홈(또는 포켓)도 얕고 완만하게 이루어져, 유압으로 인해 헤드부의 내측면에 야기될 수도 있는 캐비테이션 침식에 대한 우려가 배제된다. 다른 탁월한 효과로는 피로 파괴가 매우 강하게 시작될 수 있는 가능성을 감소시키는 것이 있다. 따라서, 주로 디젤 엔진에서 연료 공급 통로로서 사용되며, 예컨대 직경이 4 내지 20 mm 정도로 비교적 작고 두께가 약 1 내지 8 mm인 두꺼운 강관으로 제조되는 접속 헤드부를 구비하는 고압 연료 분사관을 제공할 수 있다.

Claims

접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관으로서,

비교적 직경이 작고, 접속 단부에 접속 헤드부가 마련되어 있는 두꺼운 강관으로서, 상기 접속 헤드부의 외주부는 맞물림 안착부에 맞는 절두체 형상 또는 구형 선단부가 마련된 절두체 형상의 안착면으로 형성되어, 상기 접속 헤드부의 형상에 따라 접속 헤드부의 내측면에 형성된 환형 홈이 얕고 완만하게 이루어지는 것인 두꺼운 강관과;

상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 끼워 맞춰지는 접속 와셔

를 포함하며, 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 2개 이상의 계단부가 마련되어 있고, 상기 접속 와셔에는 상기 접속 헤드부의 계단부에 적어도 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 것인 고압 연료 분사관.
제1항에 있어서, 상기 접속 헤드부의 후면에 형성된 계단부는 관의 축선에 대하여 20 내지 50°의 경사각 θ를 이루고 있는 것인 고압 연료 분사관.
제1항에 있어서, 상기 접속 헤드부의 후면에 형성된 계단부는 2개 내지 5개의 계단을 구비하는 것인 고압 연료 분사관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접속 와셔는 일체형이거나, 상이한 직경을 갖는 복수 개의 얇은 슬리브를 포함하는 분할형인 것인 고압 연료 분사관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두꺼운 강관은 고압 연료 분사관용 탄소강 재료 또는 스테인레스강 재료로 제조되는 것인 고압 연료 분사관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두꺼운 강관은 직경이 4 내지 20 mm이고 두께가 1 내지 8 mm인 것인 고압 연료 분사관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접속 와셔의 축선방향 길이는 상기 관 직경의 약 0.4 내지 1.5배인 것인 고압 연료 분사관.
접속 헤드부를 구비한 고압 연료 분사관으로서,

비교적 직경이 작고, 접속 단부에 접속 헤드부가 마련되어 있는 두꺼운 강관으로서, 상기 접속 헤드부의 외주부는 맞물림 안착부에 맞는 절두체 형상 또는 구형 선단부가 마련된 절두체 형상의 안착면으로 형성되어, 상기 접속 헤드부의 형상에 따라 접속 헤드부의 내측면에 형성된 환형 홈이 얕고 완만하게 이루어지는 두꺼운 강관과;

상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 끼워 맞춰지는 접속 와셔

를 포함하며, 상기 접속 와셔는 배제되지만 접속 와셔부가 고정 너트에 통합되어 있고, 상기 접속 헤드부의 하측 목부분의 외주부에 2개 이상의 계단부가 마련되며, 상기 고정 너트의 접속 와셔부에는 상기 접속 헤드부의 계단부에 적어도 부분적으로 상응하는 계단부가 마련되어, 이들 계단부가 서로 맞닿는 것인 고압 연료 분사관.
제8항에 있어서, 상기 접속 헤드부의 후면에 형성된 계단부는 관의 축선에 대하여 20 내지 50°의 경사각 θ를 이루고 있는 것인 고압 연료 분사관.
제8항에 있어서, 상기 두꺼운 강관은 고압 연료 분사관용 탄소강 재료 또는 스테인레스강 재료로 제조되는 것인 고압 연료 분사관.
제8항에 있어서, 상기 두꺼운 강관은 직경이 4 내지 20 mm이고 두께가 1 내지 8 mm인 것인 고압 연료 분사관.