(57)【要約】【課題】  燃料供給管とシリンダヘッドとの間に燃料噴射弁を挟持する固定構造において、寸法誤差により燃料噴射弁が傾斜したときのシール性を確保する。【解決手段】  燃料噴射弁３１の傾斜は、鍔部３８と燃料供給管の開口端部２４とで構成される球面軸受部での相対変位により許容される。前記相対変位は当該球面軸受部を構成する曲面部３９の曲率中心Ｃを中心とする回転変位である。この状態での前記曲率中心ＣはＯリング４２を嵌装した部位の付近となる。このためＯリングに対して径方向に偏った荷重が作用することが無く、良好なシール性能を維持させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル部よりも背後に該ノズル部よりも大径の環状の肩部を備えると共に、前記ノズル部と同軸上に燃料供給管と接続する燃料供給口を後端部に備えた燃料噴射弁の固定構造であって、
シリンダヘッドに開口した挿入孔の周囲に前記燃料噴射弁の肩部が弾性体を介して着座する環状の着座面を形成し、前記燃料噴射弁を前記着座面にて支持した状態でその背後から前記燃料供給口に嵌合した前記燃料供給管との間に前記燃料噴射弁を挟持し、
前記燃料供給管と燃料供給口との嵌合部にはＯリングを介装すると共に、
前記燃料噴射弁には、前記燃料供給管の開口端部が当接する環状の鍔部を設け、この鍔部は前記燃料供給管の開口端部との当接面を該燃料供給管に対向する凹形状に形成したことを特徴とする燃料噴射弁の固定構造。
【請求項２】
前記鍔部の凹形状は、前記Ｏリングの取付位置付近に曲率中心を有する曲面で形成した請求項１に記載の燃料噴射弁の固定構造。
【請求項３】
前記鍔部は、前記燃料噴射弁とは別部材で形成されている請求項１に記載の燃料噴射弁の固定構造。
【請求項４】
前記燃料供給管の開口端部は、前記鍔部との接触部分が球面加工してある請求項１に記載の燃料噴射弁の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴式エンジンに適した燃料噴射弁の固定構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
直噴式エンジンの燃料噴射弁固定構造として、加圧燃料を供給するコモンレールと呼ばれる燃料供給管とシリンダヘッドとの間に電磁式の燃料噴射弁を介装した構造のものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
燃料噴射弁は燃料供給管との間に介装されたバネによりシリンダヘッド側に押しつけられており、燃料噴射弁はその先端ノズル部とノズル挿入孔との嵌合部分、および噴射弁胴部とこれを支持するシリンダヘッド側の着座面とで位置決めされる。燃料噴射弁の背後には燃料供給管と嵌合する燃料供給口が設けられており、これら燃料供給管と燃料供給口との嵌合部にはシールとしてＯリングが介装されている。
【０００４】
燃料噴射弁は、前記バネと燃料圧力とによってシリンダヘッド側に押しつけられるが、仮に燃料圧力が低い状態であっても燃焼時にノズル先端部に受けるガス圧力に対してバネの付勢力で対抗することにより挿入孔から浮き上がらないように設定されている。一方、燃料噴射弁はバネを介して固定されているので、弾性体を適用しない剛性の高い固定方式に比較して燃料噴射弁に過大な荷重が作用するおそれが少ない。
【特許文献１】特開２０００−１８１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の燃料噴射弁の固定構造によると、取付状態で燃料噴射弁が傾いていた場合またはノズル挿入孔と燃料供給管の軸心がずれていた場合に、前述したシール用のＯリングが偏心状態となり、適度な圧縮率を保てなくなるためシール性が低下するおそれを生じる。
【０００６】
この問題を精度面から解決するにはシリンダヘッド、燃料供給管、燃料噴射弁の寸法公差を厳しく管理する必要がありコスト面で不利となると共に、個々の部品精度を高めても組付上の誤差は避けられないという問題が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ノズル部よりも背後に該ノズル部よりも大径の環状の肩部を備えると共に、前記ノズル部と同軸上に燃料供給管と接続する燃料供給口を後端部に備えた燃料噴射弁の固定構造である。
【０００８】
前記シリンダヘッドに開口した挿入孔の周囲に前記燃料噴射弁の肩部が弾性体を介して着座する環状の着座面を形成し、前記燃料噴射弁を前記着座面にて支持した状態でその背後から前記燃料供給口に嵌合した前記燃料供給管との間に前記燃料噴射弁を挟持する。
【０００９】
前記燃料供給管と燃料供給口との嵌合部にはＯリングを介装すると共に、前記燃料噴射弁には、前記燃料供給管の開口端部が当接する環状の鍔部を設け、この鍔部は前記燃料供給管の開口端部との当接面を該燃料供給管に対向する凹形状に形成する。
【発明の効果】
【００１０】
前記鍔部の凹形状と燃料供給管の開口端部とは弾性体の付勢力により互いに常時接触して球面軸受とし作用する。したがってシリンダヘッドへの組み付け時に燃料噴射弁がノズル挿入孔に対して傾斜していたとき、またはノズル挿入孔と燃料供給管とが偏心していたときには、燃料噴射弁は前記球面軸受部分を中心として傾斜した状態で取り付けられる。このとき、球面軸受部の回転中心は燃料噴射弁背後の燃料供給口と燃料供給管との嵌合部付近つまりＯリングが介装される位置の付近にある。このため、前述したような燃料噴射弁の傾斜にかかわらず、前記嵌合部でのＯリングの圧縮率に偏りを生じにくく、高いシール性能が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１または図２（図２−１，図２−２）において、１１は直噴式エンジンのシリンダヘッド、２１は燃料供給管、３１は燃料噴射弁を示している。
【００１２】
シリンダヘッド１１には燃料噴射弁３１を挿入するノズル挿入孔１２が燃焼室１３に面して開口するように形成してある。１４は燃料供給管２１をボルト１５により締め付けるためのボス部を表している。
【００１３】
燃料供給管２１はコモンレールと呼ばれるもので、図示しない燃料加圧ポンプからの加圧燃料を複数のシリンダ宛てに分配供給するための共通の主通路部２２と、該主通路部２２から各シリンダの燃料噴射弁３１に接続する分岐通路部２３とからなっている。
【００１４】
燃料噴射弁３１は、前記シリンダヘッド１１のノズル挿入孔１２に挿入される比較的細径のノズル部３２とその背後側の比較的太径の胴部３３とを備えており、前記ノズル部３２に収装された針弁を胴部３３に収装された励磁コイル（共に図示せず）を介して開閉駆動する電磁式の噴射弁を構成する。図２―２において、３０は前記励磁コイルに通電用の配線を接続するためのコネクタ部である。
【００１５】
前記挿入孔１２には、燃料噴射弁胴部３３の先端肩部３４と対向するように段付状の着座面１６を形成してあり、これら肩部３４と着座面１６との間には弾性体として環状の皿バネ４１を介装してある。３５は前記挿入孔１２とノズル部３２との間の嵌合部にてガスシールを行うためのシールリングを表している。
【００１６】
燃料噴射弁胴部３３の背後側には、ノズル部３２と同軸的に燃料供給口３６が備えられている。この燃料供給口３６には組み付け状態で前記燃料供給管２１の分岐通路部２３が外側から嵌合する構造となっており、該嵌合部にはＯリング４２を介装してある。前記Ｏリング４２は、燃料供給口３６の外周部に形成した環状溝部３７に薄板状のバックアップリング４３と共に嵌装してあり、分岐通路部２３を嵌合した状態で燃料シールとして機能する。
【００１７】
前記噴射弁胴部３３には前記分岐通路部２３の開口端部２４と対向するように環状の鍔部３８を一体形成してある。前記鍔部３８には前記開口端部２４と対向する凹面からなる曲面部３９を形成してある。この場合、前記曲面部３９はその曲率中心Ｃが前記Ｏリング４２の軸方向上の取付位置に一致するように形成してある。
【００１８】
図は燃料噴射弁３１をシリンダヘッド１１と燃料供給管２１との間に組み付けた状態を示しており、図示したようにこの状態では、燃料噴射弁３１はその肩部３３と挿入孔着座面１６との間に介装した皿バネ４１の弾力により燃料供給管２１の側に付勢され、この付勢力に基づき、背後側にて燃料供給管２１の分岐通路部２３（開口端部）に鍔部３８を当接させている。
【００１９】
前記分岐通路部２３と鍔部３８とは相互に弾力的に当接しつつ鍔部曲面部３９に沿って相対移動変位可能な球面軸受を構成している。この実施形態では、図３にも示したように、前記曲面部３９と当接する分岐通路部の開口端部２４を球面加工して、球面軸受としてより円滑に作動しうるように図っている。
【００２０】
図４は、前述の固定構造において、燃料噴射弁３１が傾斜して取り付けられた状態を示している。この図に基づいて本実施形態による作用効果につき説明する。図示したように、シリンダヘッド１１のノズル挿入孔１２と分岐通路部２３の中心が偏心量ｅだけずれているため、その偏心方向に応じて燃料噴射弁３１が傾斜して取り付けられた状態となっている。
【００２１】
前記傾斜は、燃料噴射弁３１の鍔部３８と分岐通路部の開口端部２４とで構成される球面軸受部での相対変位により許容され、この相対変位は既述したとおり当該球面軸受部を構成する曲面部３９の曲率中心Ｃを中心とする回転変位である。この状態での前記曲率中心Ｃは前記曲面部３９が分岐通路部２３に対向して凹の曲面として形成してあることから、Ｏリング４２を嵌装した部位の付近となる。このためＯリング４２の部分での燃料供給口３６と分岐通路部２３とのあいだの偏心が抑制され、Ｏリングに適切な圧縮率を保たせることができる。特にこの実施形態では前記曲率中心ＣとＯリング４２の位置とを一致させてあるので、前記偏心量を最小とすることができ、これにより燃料噴射弁３１の傾斜にかかわらず良好なシール性能を維持させることができる。したがってまた、シリンダヘッド１１、ノズル挿入孔１２、燃料供給管２１など固定構造を構成する各部品の寸法公差を緩く設定することが可能となる。
【００２２】
図５（図５−１〜図５−３）は本発明の他の実施形態を示している。これは図示したように鍔部３８を燃料噴射弁３１の胴部３３とは別部材で形成した実施形態である。鍔部３８は燃料噴射弁３１の燃料供給口３６に嵌合する内径を有する環状に形成し、噴射弁胴部３３の背後側に形成した段部５０にて係止するように図る。ただし鍔部３８には、組み付け時にコネクタ部３０との干渉を避けるための溝部３８Ａを設けてある。鍔部３８には、第１の実施形態と同様に燃料供給管２１（図１参照）と対向する凹形状の曲面部３９を形成し、前述のようにして噴射弁胴部３３に組み付けた状態で、該燃料供給管２１の分岐通路部２３との間に球面軸受を形成するものとする。
【００２３】
噴射弁胴部３３は、励磁コイルと共に磁気回路を形成するために、例えば磁性を有するステンレス合金で形成される。このため鍔部３８を一体的に形成した場合にはその曲面部３９の加工性および材料コスト等の面で不利になるが、この実施形態によれば鍔部３８を噴射弁胴部３３とは別部材で形成するようにしたことから、曲面部３９を容易に形成できると共に材料コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の主要部縦断面図。
【図２−１】図１の燃料噴射弁の一部を切り欠いて示した側面図。
【図２−２】図２−１のＡ−Ａ部断面図。
【図３】図１のＡ矢示部の詳細図。
【図４】前記実施形態の燃料噴射弁固定状態での作用を説明するための主要部縦断面図。
【図５−１】本発明の第２の実施形態に係る燃料噴射弁の側面図。
【図５−２】前記第２の実施形態に係る燃料噴射弁の平面図。
【図５−３】前記第２の実施形態に係る燃料噴射弁の鍔部の平面図。
【符号の説明】
【００２５】
１１    シリンダヘッド
１２    挿入孔
１６    着座面
２１    燃料供給管
２２    主通路部
２３    分岐通路部
２４    燃料供給管（分岐通路部）の開口端部
３１    燃料噴射弁
３２    ノズル部
３３    胴部
３４    肩部
３６    燃料供給口
３８    鍔部
３９    曲面部
４１    皿バネ
４２    Ｏリング
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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