JP2006070800A - インジェクタ用クランプ部材及びこれを用いた組付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業者性の良いインジェクタ用クランプ部材を提供する。
【解決手段】 棒状であり一端に燃料供給口１１が設けられているインジェクタ１０をエンジン１に固定するためのクランプ部材３０であって、インジェクタ１０の側部に係合する第１のアーム部３３と、燃料供給パイプ２の先端部を燃料供給口１１へ押圧するための第２のアーム部３６とを有している。このインジェクタ用クランプ部材を用いると作業者は一度の作業でインジェクタの固定とインジェクタと燃料パイプとの接続を同時に完了できる。よって、作業効率が上がるので作業者への負荷を大幅に低減できる。
【選択図】 図１

Description

本発明はインジェクタをエンジンに組付けるときに使用するクランプ部材に関する。より詳細には、一端側（燃料噴射孔とは反対側）に燃料供給口が形成されているタイプのインジェクタをエンジンに組付けるときに使用するクランプ部材に関する。

インジェクタをエンジンのシリンダヘッドに取付ける技術については、従来から多くの提案がある。例えば、特許文献１ではノズル部の上に一体に取付けられたソレノイド部を有するインジェクタの取付け構造を提案している。この取付け構造はノズル部の外周面に段部を形成しておき、この段部にクランプ部材の先端に設けた二股状（松葉形状とも称される）の爪部を押し当てインジェクタをシリンダヘッドに固定している。このように松葉形状の爪部を備えたクランプ部材でインジェクタを固定することはよく知られた技術であって、特許文献１の取付け構造では締付ボルトの先端のネジ部にクランプ部材を引っ掛けて保持するようにしている。このようにすると締付ボルトの先端部にクランプ部材を引っ掛けて所定位置まで移動させることができ、ソレノイド部を避けながら締付ボルトの締付けを行うことができる。

特開平９−１４４６１８号公報

特許文献１で提案するインジェクタ取付け構造にあっては、クランプ部材がインジェクタをエンジンに固定するためだけに使用されている。しかし、インジェクタは気筒内に燃料を噴射するための装置であり噴射燃料を補給しなければならない。よって、インジェクタには燃料供給口（インレット部）が形成されている。インジェクタをエンジンに組付けるときにはクランプ部材を用いてインジェクタを固定するだけでなく、燃料供給パイプをインジェクタの燃料供給口に確実に接続することが重要である。そこで、作業者はインジェクタをエンジンに固定する工程において、クランプ部材の締付け作業と共に燃料供給パイプをインジェクタに接続する締付け作業を行っている。一般にエンジンは複数の気筒を備えているので、作業者は上記作業を複数回繰り返すことになり作業負荷が問題となる。

さらに、特許文献１でも示すように、従来の一般的なインジェクタは棒状であり、一端がノズル部で他端にはソレノイド等のアクチュエータが配置されている。そのために燃料供給口がインジェクタの側部に位置しており、燃料供給パイプを燃料供給口に接続する作業が極めて困難であった。特に、ディーゼルエンジンの場合には燃料の圧力が極めて高いので燃料供給パイプをインジェクタに強く締め付けることが必要であり作業者への負荷がさらに増大している。

なお、近年ではガソリンエンジンでもインジェクタを用いて気筒内に燃料を直接噴射するものが提供されており、ディーゼルエンジンの場合と同様に作業者への負担が問題となる。

したがって、本発明の目的は作業性の良いインジェクタ用クランプ部材を提供すること、及びこれを用いたインジェクタの組付け構造を提供することである。

上記目的は、棒状であり一端に燃料供給口が設けられているインジェクタをエンジンに固定するためのクランプ部材であって、前記インジェクタの側部に係合する第１のアーム部と、燃料供給パイプの先端部を前記燃料供給口へ押圧するための第２のアーム部とを有しているインジェクタ用クランプ部材によって達成できる。

本発明によると、第１のアーム部によってインジェクタをエンジンに固定できる共に、第２のアーム部により燃料供給パイプをインジェクタの燃料供給口に接続できる。よって、作業者は一度の作業でインジェクタの固定とインジェクタと燃料パイプとの接続を同時に完了できる。このように本インジェクタ用クランプ部材を用いると作業性が向上するので、作業者への負荷を大幅に低減できる。

そして、前記燃料供給口と前記第２のアーム部との間に弾性部材を配置してもよい。さらに、前記弾性部材と前記燃料供給パイプの先端部との間にさらに押圧部材を配置してもよい。

また、上記目的は、棒状であり一端に燃料供給口が設けられている複数のインジェクタをエンジンに固定するためのクランプ部材であって、前記インジェクタそれぞれの側部に係合する第１の共通アーム部と、内部に燃料供給通路を備え該燃料供給通路を前記燃料供給口へ押圧するための第２の共通アーム部とを有しているインジェクタ用クランプ部材によっても達成できる。

本発明によると、１つのクランプ部材をエンジンに固定するだけで複数のインジェクタの固定と各インジェクタへの燃料供給通路への接続とを一度に行うことができる。よって、インジェクタ組付け時における作業者の負荷を大幅に軽減できる。そして、前記燃料供給通路をコモンレールとして使用するようにしてもよい。前記インジェクタ用クランプ部材を用いて、前記インジェクタをエンジンに固定したインジェクタの組付け構造は、作業性の良い構造となるので作業者への負荷を軽減できると共にコスト低減を図ることができる。

本発明によると、クランプ部材をエンジンに固定するだけでインジェクタをエンジンに組付けできると共に、インジェクタの燃料供給口と燃料供給パイプ或いは燃料通路とが接続される。本発明のインジェクタ用クランプ部材を採用すれば作業性が向上するので、作業者への負荷を軽減でき、また、コスト低減を図ることもできる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るインジェクタ用クランプ部材（以下、単にクランプ部材と称する）について説明する。

図１は、実施例１に係るクランプ部材を用いてインジェクタをエンジンに組付けた状態を示す斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視での断面図である。ここで組付けが行われているインジェクタ１０は外形が棒状であり、軸方向（図１、図２では上下方向）の一端側に燃料供給口１１が設けられている。燃料供給口１１の端面１１ａは後述する燃料供給パイプ２との接続のため円錐状に形成されている。インジェクタ１０の他端側はノズル部になっており先端に噴射孔１２を備えている。この噴射孔１２側がエンジンのシリンダヘッド１に形成したインジェクタ受部２に挿入されるので、インジェクタ１０は燃料供給口１１を上にした姿勢で設置される。燃料供給口１１には燃料ＦＥを供給する燃料供給パイプ２が接続される。なお、インジェクタ１０は側部に外部からの配線と接続するためのコネクタ１５を有している。図２では図示を省略しているが、インジェクタ１０は内部にニードル弁及びこのニードル弁を駆動するアクチュエータ（例えばソレノイド、ピエゾアクチュエータなど）を備えている。コネクタ１５を介してアクチュエータへ給電される。

インジェクタ１０をシリンダヘッド１に固定するクランプ部材３０について説明する。クランプ部材３０は本体部３０ａの２箇所から側方へ突出させたアーム部分を有しており、略コ字型の形状を有している。本体部３０ａの内部には貫通穴３１が形成され、この貫通穴３１内には締付けボルト４０が挿入されている。この締付けボルト４０先端のネジ部４１は、シリンダヘッド１に形成してあるネジ穴３と螺合する。よって、締付けボルト４０の頭部４２を回すことにより、クランプ部材３０がシリンダヘッド１上面に締結固定される。なお、クランプ部材３０は下面に突起３２を備えている。シリンダヘッド１の上面には、この突起３２に対応する凹部４が所定位置に形成されている。よって、シリンダヘッド１上面の所定位置にクランプ部材３０を設置できる。

クランプ部材３０の本体部３０ａから側方へ突出させたアーム部分について説明する。下側（シリンダヘッド１側）の第１のアーム部３３はインジェクタ１０をクランプするために形成され、上側の第２のアーム部３６は燃料パイプ２の先端部をインジェクタ１０に向けて押圧するために形成されている。第１のアーム部３３と第２のアーム部３６とは本体部３０ａの側部から同じ向きに突出している。

図２で示すようにインジェクタ１０には側部の一部に細く形成した絞り部１３が形成されており、その下端が段部１４となっている。第１のアーム部３３は爪部３３ａ、３３ｂを備えた松葉形状に形成されている。この爪部３３ａ、３３ｂは絞り部１３を両側から挟むように係合すると共に、下面側で段部１４上に当接するように設計されている。

他方の第２のアーム部３６は、前記第１のアーム部３３の上方に間隔を置いて設定されている。すなわち、第１のアーム部３３と第２のアーム部３６とは、インジェクタ１０の軸方向で重なるようして配置されている。第２のアーム部３６は、インジェクタ１０の燃料供給口１１に燃料供給パイプ２を押圧するために設定されている。この第２のアーム部３６も、第１のアーム部３３と同様に松葉形状に形成されている。第２のアーム部３６は中央の凹部３７内で燃料供給パイプ２を収納し、両側の爪部３６ａ、３６ｂで燃料供給パイプ２を押圧するように形成されている。

上記燃料供給パイプ２の先端部２ａは、傘状に成型されており前面が円錐状となっている。一方、インジェクタ１０の燃料供給口１１の端面１１ａも燃料供給パイプ２の先端部２ａに対応して円錐状に形成されている。よって、燃料供給パイプ２の先端部２ａと燃料供給口１１とを一定圧以上で押圧することにより、燃料が周部に漏れないように両者を密着させることができる。なお、燃料供給パイプ２の先端部２ａと燃料供給口１１の端面１１ａとの円錐状面は図示の場合に限らず、これとは逆に端面１１ａ側を傘状に成型してもよい。

また、実施例１では第２のアーム部３６と燃料供給口１１との間に燃料供給パイプ２の先端部２ａを上から押えるリテーナ６（押圧部材）と、このリテーナ６を押し下げるように作用するバネ７（弾性部材）が配置されている。実施例１では、バネ７及びリテーナ６を第２のアーム部３６と燃料供給口１１との間に介挿することにより、燃料供給パイプ２の先端部２ａを燃料供給口１１に確実に押圧できるように構成してある。

また、実施例１の構造ではインジェクタ１０をシリンダヘッド１に向けて押圧する第１のアーム部３３の押圧力（必要軸力）の方を、燃料供給パイプ２の先端部２ａを燃料供給口１１に向けて押圧する第２のアーム部３６の押圧力より大きく設定している。この構造では、押圧力の小さい第２のアーム部３６側に弾性体を挿入することで各部位の軸力を適正化できると共に加工のばらつきを吸収することができる。

上記クランプ部材３０を用いてインジェクタ１０の組付けるときには、シリンダヘッド１のインジェクタ受部２にインジェクタ１０を挿入する。そして、クランプ部材３０をインジェクタ１０の横方向から装着して、締付けボルト４０をシリンダヘッド１のネジ穴３に挿入する。その後は締付けボルト４０の頭部４２を回して、シリンダヘッド１に捩じ込むとインジェクタ１０がシリンダヘッド１の上面にクランプされる。これに伴って、第１のアーム部３３の爪部３３ａ、３３ｂがインジェクタ１０の段部１４を下方に押し下げるように作用するので、インジェクタ１０をシリンダヘッド１に固定できる。さらに、第２のアーム部３６及びバネ７により燃料供給パイプ２の先端部２ａがインジェクタ１０の燃料供給口１１に向けて押圧されるので、燃料供給パイプ２とインジェクタ１０との接続も同時に完了する。

更に実施例１で示した構造では、締付けボルト４０の頭部４２がクランプ部材３０の上部に設定されているため、周部に十分な空間が確保されている。よって、作業者はインパクトレンチなどを用いて頭部４２を回す作業を容易に行うことができる。この点でも作業者への負荷を軽減できる。図３は、４気筒のエンジンのシリンダヘッド１に実施例１のクランプ部材３０を使用してインジェクタ１０を組付けした構造例を示している斜視図である。この図３では燃料を所定圧として供給する燃料噴射ポンプ８を示している。この燃料噴射ポンプ８から、４本のインジェクタ１０それぞれに燃料供給パイプ２が接続されている。作業者はインパクトレンチ等を用いて４個の締付けボルト４０の頭部４２を締め付けるだけで、シリンダヘッド１上へのインジェクタ１０の固定と、インジェクタ１０への燃料供給パイプ２の接続とを同時に完了できる。よって、従来と比較して作業者への負荷を大幅に軽減できる。このようにクランプ部材３０を用いるインジェクタの組付け構造では、効率良く組付け作業を行えるのでコストを低減できる。

また、実施例１で示すクランプ部材３０は、第２のアーム部３６と燃料供給パイプ２の先端部２ａとの間に配置するバネ７の強さを変更することにより、燃料供給パイプ２の先端部２ａを燃料供給口１１に押圧する力を調整できる。使用するバネ７に関しては特に限定はなく皿バネ、板バネ、コイルバネ等を採用できる。バネ７を配置する空間に応じて採用するバネの形状を適宜に選択すればよい。また、実施例１の構造はより好ましい形態として、バネ７と燃料供給パイプ２の先端部２ａとの間にリテーナ６を配置しているが、リテーナ６を省略した構造としてもよい。なお、リテーナ６は燃料供給パイプ２の先端部２ａの上部を押えるように作用すると共に、スペーサとしても機能する。よって、リテーナ６の厚みを変更することでバネ７の押圧力を調整してもよい。

クランプ部材３０をシリンダヘッド１に固定した状態では第２のアーム部３６が本体部３０ａから突出した片持ち梁の状態となる。よって、クランプ部材３０を適度な弾性を有する材料で作製した場合、第２のアーム部３６の撓みに基づいて燃料供給パイプ２の先端部２ａを燃料供給口１１へ押圧する力を発生させることができる。第２のアーム部３６の撓みに基づく押圧力のみを用いて燃料供給パイプ２の先端部２ａを押圧するように構成を変更してもよい。この場合には、図２で示した構造からリテーナ６及びバネ７を除き、第２のアーム部３６の爪部３６ａ、３６ｂで直接、燃料供給パイプ２の先端部２ａを押圧するようにすればよい。なお、図２で示している構造で第２のアーム部３６が撓む場合には、バネ７の弾性力と第２のアーム部３６の反力（応力）との合力が、燃料供給パイプ２の先端部２ａを燃料供給口１１へ押圧する力となる。

図４は、実施例２に係るクランプ部材を用いてインジェクタをエンジンに組付けた状態を示す斜視図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ矢視での断面図である。前述した実施例１は１つのインジェクタ１０を固定する個別型のクランプ部材３０を例示している。実施例２では、複数のインジェクタを同時に固定する一体型のクランプ部材５０について説明する。なお、本実施例２においても、実施例１と同じタイプのインジェクタ１０を組付ける場合について説明する。また、実施例１で示した部位と対応する部分には同一の符号を付すことで重複する説明を省略する。

クランプ部材５０は、実施例１のクランプ部材３０を複数（図示の例では４個）、並列に連続させたような外観である。クランプ部材５０は４本のインジェクタ１０の側部に同時に係合する第１の共通アーム部５６を下側に備えている。第１の共通アーム部５６は、図１で示した第１のアーム部３３を４個並列に配置した形態となっている。なお、図４では最も手前に位置する第１のアーム部３３の片側の爪部３３ａが図示されている。

また、クランプ部材５０は、上側に第１の共通アーム部５６と対応する第２の共通アーム部５７を有している。この第２の共通アーム部５７は、実施例１の第２のアーム部３６に相当する部分である。ただし、第２の共通アーム部５７は実施例１の第２のアーム部３６とは異なる構成を含んでいる。この点について説明する。

第２の共通アーム部５７の内部には燃料供給通路５１が穿設されている。この燃料供給通路５１の一端側には開口が形成され、この開口に燃料噴射ポンプ８から延びる燃料供給パイプ２が接続されている。

図５で示すように燃料供給通路５１の所定位置（４箇所）には、インジェクタ１０へ燃料を供給するための小孔５２が形成されている。さらに、この小孔５２の下にはインジェクタ１０の上部が差し込まれる円柱状の凹部５４が形成されている。一方、インジェクタ１０の上部外周にはリング状のシール部材５３が嵌めこまれており、シール部材５３より上部の気密性が確保されている。このように第２の共通アーム部５７は、各インジェクタ１０への燃料供給を行うための構造を含んでいる。

そして、第２の共通アーム部５７は、実施例１の第２のアーム部３６の場合と同様にインジェクタ１０の頭部に燃料供給通路５１の小孔５２を押圧して燃料供給路を接続するという機能も果している、

上記実施例２のクランプ部材５０を用いて組付け行う場合も、実施例１の場合と同様に作業者はインパクトレンチなどを用いて締付けボルトの頭部４２を回す作業を行うだけで、シリンダヘッド１上へのインジェクタ１０の固定と、インジェクタ１０への燃料供給通路５１の接続とを同時に完了できる。特にこのクランプ部材５０を用いた場合には、４本（複数）のインジェクタを同時にエンジンに組付けできるため作業者への負荷が大幅に軽減する。また、このクランプ部材５０を用いた締付け構造は、組付けの作業性が良くなるのでコストを低減できる。

図４で例示するクランプ部材５０は、インジェクタ１０の個数と同数４本の締付けボルト４０でエンジンに固定するようになっている。しかし、締付けボルト４０の数は、インジェクタ１０の数と同数にする必要はなく適宜に増減すればよい。また、図４では、締付けボルト４０が実施例１の場合と同様にインジェクタ１０に対向配置されているが、これに限らず千鳥状としてもよい。ガソリンエンジン用のインジェクタの組付けに本実施例２のクランプ部材５０を適用する場合には、燃料圧が比較的低いので締付けボルト４０の数を抑えることが可能である。この場合には作業者への負荷をさらに軽減できることになる。

また、上記のようにクランプ部材５０は内部に燃料供給通路５１を含んでいる。この燃料供給通路５１をコモンレールとして活用するようにしもよい。燃料供給通路５１をコモンレールとする場合には、所定容積を確保して昇圧した燃料が貯留される。クランプ部材５０内にコモンレールを含むと、燃料噴射ポンプとインジェクタとの間に配置するコモンレールを廃止できるので周部の構成を簡素化できる。さらにインジェクタ１０へ安定した燃料供給が可能となり、また、インジェクタ１０の開閉動作によって生じる燃料の圧力脈動を抑制できる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１に係るクランプ部材を用いてインジェクタをエンジンに組付けた状態を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視での断面図である。 ４気筒のエンジンのシリンダヘッドに実施例１のクランプ部材を使用してインジェクタを組付けした構造例を示している斜視図である。 実施例２に係るクランプ部材を用いてインジェクタをエンジンに組付けた状態を示す斜視図である。 図４におけるＢ−Ｂ矢視での断面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッド
２ 燃料供給パイプ
２ａ 先端部
６ リテーナ（押圧部材）
７ バネ（弾性部材）
１０ インジェクタ
１１ 燃料供給口
１１ａ 端面
３０ クランプ部材
３３ 第１のアーム部
３６ 第２のアーム部
３６ａ、３６ｂ 爪部
４０ 締付けボルト
５０ クランプ部材
５１ 燃料供給通路
５２ 小孔
５６ 第１の共通アーム部
５７ 第２の共通アーム部
ＦＥ 燃料

Claims (6)

1. 棒状であり一端に燃料供給口が設けられているインジェクタをエンジンに固定するためのクランプ部材であって、
   前記インジェクタの側部に係合する第１のアーム部と、燃料供給パイプの先端部を前記燃料供給口へ押圧するための第２のアーム部とを有していることを特徴とするインジェクタ用クランプ部材。
2. 前記燃料供給口と前記第２のアーム部との間に弾性部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載のインジェクタ用クランプ部材。
3. 前記弾性部材と前記燃料供給パイプの先端部との間にさらに押圧部材を配置したことを特徴とする請求項２に記載のインジェクタ用クランプ部材。
4. 棒状であり一端に燃料供給口が設けられている複数のインジェクタをエンジンに固定するためのクランプ部材であって、
   前記インジェクタそれぞれの側部に係合する第１の共通アーム部と、内部に燃料供給通路を備え該燃料供給通路を前記燃料供給口へ押圧するための第２の共通アーム部とを有していることを特徴とするインジェクタ用クランプ部材。
5. 前記燃料供給通路がコモンレールとなっていることを特徴とする請求項４に記載のインジェクタ用クランプ部材。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインジェクタ用クランプ部材を用いて、前記インジェクタをエンジンに固定したことを特徴とするインジェクタの組付け構造。
   

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