(57)【要約】【課題】ノズルボディの形状、寸法を変更することなしにノズルボディの耐圧性を確保できるようにした燃料噴射弁を提供すること。【解決手段】第１の燃料通路１３が形成されたインジェクタボディ２の先端部に第２の燃料通路１４が形成されたノズルボディ３がリテーニングナット９により固定されており、外部から供給される高圧燃料が第１及び第２の燃料通路１３、１４を通ってノズルボディ３内の燃料溜まり室１５に送られるようになっている燃料噴射弁１において、ノズルボディ３の外側表面のうち燃料溜まり室１５に対応する部分にショットピーニング加工処理により残留圧縮応力付与面３１を形成した。残留圧縮応力付与面３１により、燃料噴射動作中に燃料溜まり室１５付近に発生する引張応力が軽減又は相殺される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の燃料通路が形成されたインジェクタボディの先端部に第２の燃料通路が形成されたノズルボディがリテーニングナットにより固定されており、外部から供給される高圧燃料が前記第１及び第２の燃料通路を通って前記ノズルボディ内の燃料溜まり室に送られるようになっている燃料噴射弁において、
前記ノズルボディの外側表面のうち前記燃料溜まり室に対応する部分にショットピーニング加工処理により残留圧縮応力付与面が形成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するための燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コモンレール式の燃料噴射システムの場合、コモンレールから供給される高圧燃料を内燃機関の気筒に固定された燃料噴射弁に送り、この燃料噴射弁から気筒内に高圧燃料を噴射するように構成されている。この種の従来の燃料噴射弁は、特許文献１に開示されているように、ノズルホルダー（インジェクタボディ）の先端部にノズルボディをリテーニングナットにより取り付けて成り、コモンレールからの高圧燃料は、ノズルホルダーとノズルボディとにまたがって形成される燃料通路を通ってノズルボティ内に形成されている燃料溜まり室に送られる構成となっている。
【０００３】
そして、インジェクタボディとノズルボディとの間には、高圧シール面が形成されており、リテーニングナットの締め付けにより、該高圧シール面によるシール作用でインジェクタボディとノズルボディとの間から高圧燃料が外に漏れるのが抑えられている。
【０００４】
ところで、燃料噴射弁の噴孔から燃料が噴射される際にはノズルボディ内の燃料溜まり室内の高圧燃料の圧力変動が生じ、これによりノズルボディのこの部分に引張応力が発生する上に、近年、高出力化等の要請により内燃機関へ供給する燃料の高圧化が図られており、ノズルボディ内の燃料溜まりに送られてくる燃料圧が高くなる傾向となっているので、燃料噴射弁のノズルボディの耐圧性を向上させる要求が生じている。特許文献２には、ノズルボディ内の燃料溜まり室近くの部位に過大応力が生じにくい構成の燃料噴射装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２４３０４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２において提案されている構成によると、構造が複雑となり、コストが高くならざるを得ないという問題点を有している。また、ノズルボディの形状を変更する等してその肉厚を厚くし、これにより耐圧性を向上させることが考えられるが、この方法によるとノズルボディの寸法が変更されるので、仕様変更によるコストアップの問題が生じる上に、従来品との互換性がなくなるので好ましい方法とは言えない。
【０００６】
本発明の目的は、ノズルボディの形状、寸法を変更することなしに、ノズルボディの耐圧性を確保できるようにした燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の特徴は、第１の燃料通路が形成されたインジェクタボディの先端部に第２の燃料通路が形成されたノズルボディがリテーニングナットにより固定されており、外部から供給される高圧燃料が前記第１及び第２の燃料通路を通って前記ノズルボディ内の燃料溜まり室に送られるようになっている燃料噴射弁において、前記ノズルボディの外側表面のうち前記燃料溜まり室に対応する部分にショットピーニング加工処理により残留圧縮応力付与面が形成されている点にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ショットピーニング加工処理による残留圧縮応力付与面により、燃料噴射動作中に燃料溜まり室付近に発生する引張応力が軽減又は相殺され、これによりノズルボディの耐圧性を形状、寸法の変更なしに改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例につき詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明による燃料噴射弁の一実施形態を示す図で、その要部が断面して示されている。燃料噴射弁１は、インジェクタボディ２と、ノズルボディ３と、ノズルニードル４と、背圧制御部５とを有する。インジェクタボディ２に２個以上の第１の位置決め穴６を、ノズルボディ３に同数の第２の位置決め穴７をそれぞれ形成し、第１の位置決め穴６及び第２の位置決め穴７に挿入した位置決めピン８により互いの位置を合わせて、インジェクタボディ２の先端部にノズルボディ３をリテーニングナット９により、後述の如くして取り付けると共に、その上方部に背圧制御部５を設けている。
【００１１】
燃料タンク１０からの燃料は燃料ポンプ１１により加圧されてコモンレール１２に高圧燃料として蓄えられ、燃料噴射弁１にこの高圧燃料が供給される。インジェクタボディ２には第１の燃料通路１３が形成されている。ノズルボディ３には第２の燃料通路１４が形成されると共にノズルニードル４の受圧部４Ａに対向して燃料溜まり室１５が形成されている。
【００１２】
コモンレール１２からの高圧燃料は、第１の燃料通路１３及び第２の燃料通路１４を通って燃料溜まり室１５に常時供給可能となっている。第１の燃料通路１３の一部は図中上方に延びて、背圧制御部５の部分から燃料還流路１６を形成し、燃料タンク１０に燃料を還流可能としている。燃料還流路１６は、後述するスプリング室１９などとともに燃料のリーク通路を形成している。
【００１３】
ノズルボディ３の先端部には燃料を噴射するための噴孔１７が任意の数だけ形成されている。噴孔１７につながるシート部１８にノズルニードル４の先端部がシートすると噴孔１７が閉鎖される。ノズルニードル４がシート部１８からリフトすることにより噴孔１７が解放されると、燃料が噴射可能となる。
【００１４】
ノズルニードル４の上方部におけるインジェクタボディ２の中心部に形成されたスプリング室１９には、スプリングシート２０と、ノズルニードル４をシート部１８のシート方向に付勢するノズルスプリング２１と、スプリングシート２０に上方から当接するバルブピストン２２とが設けられている。バルブピストン２２が背圧制御部５により制御されて、すなわち、ノズルニードル４の背圧が制御されることにより、スプリングシート２０を介してノズルニードル４のシート及びリフトが制御される。ノズルニードル４の上部は、ノズルボディ３のクリアランスシール孔２３内を摺動可能となっている。なお、スプリング室１９は、低圧側の燃料還流路１６に連通し、ノズルボディ３はそのクリアランスシール孔２３において高圧側（燃料溜まり室１５）と低圧側（スプリング室１９）とを分離している。
【００１５】
インジェクタボディ２は、その底面においてその長さ方向に直交する第１のシール面２４を有し、第１のシール面２４には第一の燃料通路１３が開口している。一方、ノズルボディ３は、その上面においてその長さ方向に直交する第２のシール面２５を有し、第２のシール面２５には第２の燃料通路１４が開口している。
【００１６】
リテーニングナット９の後端開口部９１付近の内周面にはねじ溝部９１Ａが形成されており、インジェクタボディ２の外周面にはねじ溝部９１Ａに相応したねじ溝部２Ａが形成されている。そして、ねじ溝部９１Ａとねじ溝部２Ａとを螺合させてリテーニングナット９を所定のシート締付力で締め付けることにより、第１の燃料通路１３及び第２の燃料通路１４の各開口が対向した状態で第１のシール面２４及び第２のシール面２５が所定の面圧を確保し、高圧シール部２６が形成され、これにより、高圧燃料が通過する第１の燃料通路１３と第２の燃料通路１４との接続部から燃料が外に漏れないようにする、高圧シール構造が構成されている。
【００１７】
リテーニングナット９の内側であって高圧シール部２６に対向する部分には環状溝９２が形成されており、これにより、インジェクタボディ２とノズルボディ３とリテーニングナット９とが図１に示すように組み立てられた場合に、高圧シール部２６から漏れ出た高圧燃料を一旦集めるための環状空間２７が、インジェクタボディ２とノズルボディ３とリテーニングナット９とを含んで形成される構成となっている。そして、環状空間２７に一旦集められた高圧燃料を燃料低圧側に逃すための連通路２８が設けられている。
【００１８】
燃料噴射弁１の燃料噴射動作により、燃料溜まり室１５内の高圧燃料圧力が変動し、これによりノズルボディ３の燃料溜まり室１５付近において引張応力が作用することになる。図示の例では、燃料溜まり室１５は、ノズルボディ３の肩部３Ａ付近に形成されており、したがって、この引張応力は肩部３Ａ付近に発生することになる。
【００１９】
このようにして、ノズルボディ３に引張応力が繰り返し発生するとノズルボディ３の寿命が短くなる等の不具合を生じることになる。このような不具合を生じさせないようにするため、ノズルボディ３の外表面には、引張応力による影響を軽減又は相殺するための残留圧縮応力を付与するため、ショットピーニング加工が施されている。図１において符号３１で示されるのは、ショットピーニング加工が施され、これによりノズルボディ３の表面に形成された残留圧縮応力付与面である。
【００２０】
次に、図２を参照して残留圧縮応力付与面３１について説明する。図２は、図１のノズルボディ３の部分を拡大して示す断面図である。上述した不具合を生じさせるような引張応力は、ノズルボディ３の燃料溜まり室１５の近傍に発生するので、図１に示す実施の形態にあっては、燃料溜まり室１５に対応する部分にのみショットピーニング加工が施されている。すなわち、ノズルボディ３の外表面のうち肩部３Ａ及びその付近にショットピーニング加工が施され、これにより残留圧縮応力付与面３１が形成されている。図２では、残留圧縮応力付与面３１は太線で強調して示してあるが、ショットピーニング加工は加工面の寸法、形状等を実質的に変化させることがないので、実際には、加工の前後でノズルボディ３の外表面の寸法、形状は略同一である。
【００２１】
ノズルボディ３には上述の如く残留圧縮応力付与面３１形成されているので、ノズルボディ３には初期状態から残留圧縮応力付与面３１による残留圧縮応力が付与されている。このため、燃料溜まり室１５内で高圧燃料の圧力が変動し、これによりノズルボディ３に引張応力が生じても、この引張応力は残留圧縮応力付与面３１により付与されている圧縮応力により軽減又は相殺される。この結果、ノズルボディ３は、燃料圧力による引っ張り応力耐性が向上し、長寿命化、破損の危険性の低減を図ることができる。なお、応力の均一化により、場所による残留応力はばらつきを狭めることができ、これにより、最大燃料圧力より高く設定することが可能となる。
【００２２】
さらに、ノズルボディ３の肩部３Ａに残留圧縮応力付与面３１が形成されていると、この部分の表面の平滑化が図られるので、リテーニングナット９とノズルボディ３との間の摩擦係数が小さくなり、組立時に、リテーニングナット９によるインジェクタボディ２とノズルボディ３との着圧結合のための締付工程の作業性を改善し、それと共に、より少ない締付トルクで高い軸力が得られるようにし、これにより高圧シール面２６による信頼性の高い高圧シール機能を実現させることができる。
【００２３】
図３は、ノズルボディ３に残留圧縮応力付与面３１を設けた場合に得られる、ショットピーニング加工による残留圧縮応力値のバラツキ低減効果を説明するための図である。図３において、Ｘは残留圧縮応力付与面３１を設けない場合のバラツキ値を示すもので、Ｙは残留圧縮応力付与面３１を設けた場合のバラツキ値を示す。図３から残留圧縮応力付与面３１により残留圧縮応力値のバラツキが著しく低減していることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による燃料噴射弁の一実施形態を示す図。
【図２】図１のノズルボディの部分を拡大して示す断面図。
【図３】ショットピーニング加工による残留圧縮応力値のバラツキ低減効果を説明するための図。
【符号の説明】
【００２５】
１      燃料噴射弁
２      インジェクタボディ
３      ノズルボディ
３Ａ    肩部
４      ノズルニードル
９      リテーニングナット                                                      １３    第１の燃料通路
１４    第２の燃料通路
１５    燃料溜まり室  
１７    噴孔
２４    第１のシール面
２５    第２のシール面
２６    高圧シール部
３１    残留圧縮応力付与面
【図１】
2008082180.tif 000003
【図２】
2008082180.tif 000004
【図３】
2008082180.tif 000005