JP2007032442A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射装置に関し、例えば内燃機関の各気筒に取付けられ、気筒内に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a fuel injection device, and is suitably applied to, for example, a fuel injection device that is attached to each cylinder of an internal combustion engine and injects fuel into the cylinder.
燃料噴射装置としては、例えばディーゼル機関用燃料噴射装置において、内燃機関の各気筒に設けられ、燃料をその気筒の燃焼室に噴射供給する燃料噴射弁が知られている(特許文献1参照)。この種の燃料噴射弁は、この噴孔を開閉するノズルニードルを移動可能に収容するノズルボデーと、ノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーと、ノズルボデーとノズルホルダーとを締結するリテーニングナットを備えており、高圧燃料通路と低圧燃料通路とを有するノズルボデーとノズルホルダーとの高圧シール性を、リテーニングナットの締付軸力により確保している。 As a fuel injection device, for example, in a fuel injection device for a diesel engine, a fuel injection valve that is provided in each cylinder of an internal combustion engine and injects fuel into a combustion chamber of the cylinder is known (see Patent Document 1). This type of fuel injection valve includes a nozzle body that movably accommodates a nozzle needle that opens and closes the nozzle hole, a nozzle holder that movably accommodates a control piston for driving the nozzle needle, and a nozzle body and a nozzle holder. A retaining nut for fastening is provided, and a high-pressure sealability between the nozzle body having the high-pressure fuel passage and the low-pressure fuel passage and the nozzle holder is secured by the tightening axial force of the retaining nut.
特許文献1の開示する技術では、ノズルボデーとノズルホルダーとの合わせ面を、リテーニングナットの締付軸力によりメタルシールしている。 In the technique disclosed in Patent Document 1, the mating surfaces of the nozzle body and the nozzle holder are metal-sealed by the tightening axial force of the retaining nut.
一般に、リテーニングナットは、略筒状に形成されており、ノズルボデーの合わせ面側の肩部を受ける円環状の受け部と、この受け部の外周端より円管状のスリーブ部とを備えている。そして、ノズルホルダーの合わせ面側の端部に設けられたおねじ部と、スリーブ部の内壁に設けられためねじ部が螺合することにより、合わせ面同士が締結される。
近年、環境改善等の排気ガス規制が年々強化されており、これに伴なって燃料噴射装置の噴射燃料の高圧化は重要な性能改善手段となっている。そのため、より高い高圧シール性を確保するためには、必要な締付軸力が確保されるように、リテーニングナットの締付トルクを高める必要がある。 In recent years, exhaust gas regulations such as environmental improvements have been strengthened year by year, and accordingly, increasing the pressure of fuel injected by a fuel injection device has become an important means for improving performance. Therefore, in order to ensure a higher high-pressure sealability, it is necessary to increase the tightening torque of the retaining nut so as to ensure the necessary tightening axial force.
しかしながら、従来技術では、締付トルクが高くなると被締付け部材であるノズルボデー側に、高い締付けトルクによる過度のねじれモーメントが加わるおそれがある。過度のねじれモーメントが加わってしまうと、ノズルボデーおよびノズルニードルの摺動部構造を大きく変形させ、その結果、摺動部に偏磨耗等の悪影響を及ぼす可能性がある。このため、燃料噴射弁を設計する場合、リテーニングナットの締付トルク上限値を規定する必要があるなど、締付けトルクを高める場合の制約がある。 However, in the prior art, when the tightening torque is increased, an excessive torsional moment due to the high tightening torque may be applied to the nozzle body side that is the member to be tightened. If an excessive torsional moment is applied, the sliding structure of the nozzle body and the nozzle needle may be greatly deformed, and as a result, the sliding part may be adversely affected such as uneven wear. For this reason, when designing the fuel injection valve, there is a limitation in increasing the tightening torque, for example, it is necessary to define the upper limit value of the tightening torque of the retaining nut.
さらに、従来技術では、リテーニングナット自体が、リテーニングナットの締付による力点から作用点つまり受け部からめねじ部までの距離が離れており、ねじれに対する剛性が比較的低く、締付時にねじれモーメントの影響を受け易い。そのため、所定の締付けトルクでリテーニングナットを締付けたとしても、ねじれモーメントの影響により実際の締付けトルクにばらつきが生じるおそれがある。その結果、必要な締付軸力に対する締付軸力の余裕度が低下するおそれがある。 Furthermore, in the prior art, the retaining nut itself is separated from the point of action by tightening the retaining nut from the point of application, that is, the distance from the receiving part to the female thread part, and the rigidity against torsion is relatively low, and the torsional moment during tightening Susceptible to. For this reason, even if the retaining nut is tightened with a predetermined tightening torque, the actual tightening torque may vary due to the influence of the torsional moment. As a result, the margin of the tightening axial force with respect to the required tightening axial force may be reduced.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつきを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce variations in tightening torque due to a torsional moment generated during tightening.
また、別の目的は、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつきを低減するとともに、必要な締付軸力に対する締付軸力の余裕度の向上が図れる燃料噴射装置を提供することにある。 Another object is to provide a fuel injection device that can reduce variations in tightening torque due to torsional moments generated during tightening and can improve the margin of the tightening axial force relative to the required tightening axial force. is there.
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.
即ち、請求項1乃至5に記載の発明では、噴孔を開閉するノズルニードルを移動可能に収容するノズルボデーと、ノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーと、ノズルボデーとノズルホルダーを締結する締付け部材を備え、
締付け部材を略筒状に形成し、ノズルボデーおよびノズルホルダーを締付け部材内に収容してノズルホルダーと締付け部材を螺合することにより、締付け部材の締付軸力によりノズルボデーとノズルホルダーとをメタルシールする燃料噴射装置において、
ノズルホルダーのノズルボデー側の端部に、端部を凹形状とする凹部を設け、
ノズルボデーが凹部内に嵌め込まれるように構成されていることを特徴とする。
That is, according to the first to fifth aspects of the invention, a nozzle body that movably accommodates a nozzle needle that opens and closes the nozzle hole, a nozzle holder that movably accommodates a control piston for driving the nozzle needle, a nozzle body, It has a tightening member that fastens the nozzle holder,
The tightening member is formed in a substantially cylindrical shape, and the nozzle body and nozzle holder are accommodated in the tightening member and the nozzle holder and the tightening member are screwed together, so that the nozzle body and the nozzle holder are metal sealed by the tightening axial force of the tightening member. In the fuel injection device
At the end on the nozzle body side of the nozzle holder, a recess having a concave shape at the end is provided,
The nozzle body is configured to be fitted in the recess.
これによると、ノズルホルダーのノズルボデー側の端部に、これを凹形状とする凹部を設け、ノズルボデーが凹部内に嵌め込まれるようにするので、リテーニングナットの締付による力点から作用点までの距離を短くすることが可能であり、締付時にねじれモーメントの影響を受けにくくすることができる。したがって、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつき低減が図れる。 According to this, the concave part which makes this a concave shape is provided in the end part on the nozzle body side of the nozzle holder so that the nozzle body is fitted in the concave part, so the distance from the force point by tightening the retaining nut to the point of action Can be shortened, and can be made less susceptible to torsional moments during tightening. Therefore, variation in tightening torque due to torsional moment generated during tightening can be reduced.
特に、請求項2に記載の発明では、ノズルホルダーと締付け部材を螺合する螺合部は、ノズルホルダー側に形成されるおねじ部が、凹部の外周に設けられていることを特徴とする。
In particular, the invention according to
これにより、リテーニングナットの締付による力点から作用点までの距離を確実に短くすることができ、締付時にねじれモーメントの影響を受けにくい構造とすることができる。したがって、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつきが低減ができる。 As a result, the distance from the force point to the action point due to the tightening of the retaining nut can be reliably shortened, and a structure that is not easily affected by the torsional moment during tightening can be achieved. Therefore, variation in tightening torque due to torsional moment generated during tightening can be reduced.
また、請求項3に記載の発明では、おねじ部を有する凹部の環状壁は、内外をノズルボデーと締付け部材で挟み込まれていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the annular wall of the concave portion having the male screw portion is sandwiched between the nozzle body and the tightening member.
一般に、リテーニングナット等の締付け部材は、ねじれに対する剛性が比較的低く、締付時にねじれモーメントの影響を受け易い。締付け部材自体のねじれに対する剛性を高める方法としては、略筒状の締付け部材の環状壁の厚さを厚くすることが考えられるが、燃料噴射弁の体格を大幅に大型化するおそれがある。 Generally, a fastening member such as a retaining nut has a relatively low rigidity against torsion, and is easily affected by a torsional moment during fastening. Although it is conceivable to increase the thickness of the annular wall of the substantially cylindrical tightening member as a method for increasing the rigidity against the torsion of the tightening member itself, there is a risk that the size of the fuel injection valve will be greatly increased.
これに対して請求項3に記載の発明では、おねじ部を有する凹部の環状壁を、ノズルボデーと締付け部材で内外に挟み込む構成とするので、ノズルホルダー側の凹部の環状壁を比較的薄くすることが可能であり、ねじれに対する剛性を小さくできる。その結果、締付け部材のねじれに対する剛性の低い状態が相対的に緩和される。 On the other hand, in the invention described in claim 3, since the annular wall of the recess having the external thread portion is sandwiched between the inside and outside of the nozzle body and the fastening member, the annular wall of the recess on the nozzle holder side is made relatively thin. It is possible to reduce the rigidity against torsion. As a result, the state of low rigidity against twisting of the tightening member is relatively relaxed.
したがって、燃料噴射弁の体格の大型化抑制を図るとともに、締付時にねじれモーメントの影響を受けにくい構造とすることができる。 Therefore, it is possible to suppress the increase in the size of the fuel injection valve and to make the structure less susceptible to the torsional moment during tightening.
また、請求項4に記載の発明では、ノズルボデーは、締付け部材の締付軸力を受ける肩部を備え、肩部は、凹部に挟み込まれ、かつ凹部より僅かに突出していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the nozzle body includes a shoulder portion that receives the tightening axial force of the tightening member, and the shoulder portion is sandwiched between the recessed portions and slightly protrudes from the recessed portion. .
これによると、ノズルボデーは、締付け部材の締付軸力を受ける肩部を備え、肩部は、凹部に挟み込まれ、かつ凹部より僅かに突出していることが好ましい。これにより、リテーニングナットの締付による力点から作用点までの距離を極小にすることができる。 According to this, it is preferable that a nozzle body is provided with the shoulder part which receives the clamping axial force of a clamping member, and the shoulder part is inserted | pinched by the recessed part and protrudes slightly from a recessed part. Thereby, the distance from the force point by the fastening of a retaining nut to an action point can be minimized.
また、請求項5に記載の発明では、締付け部材は、ノズルボデーの肩部を受ける受け部と、受け部の外縁よりノズルホルダーの延在方向に延び、ノズルホルダーの端部に螺合可能な円管状部とを備えていることを特徴する。 Further, in the invention according to claim 5, the tightening member includes a receiving portion for receiving the shoulder portion of the nozzle body, a circle extending from the outer edge of the receiving portion in the extending direction of the nozzle holder, and capable of being screwed to the end portion of the nozzle holder. And a tubular portion.
これによると、締付け部材自体の構造を変えることなく、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつき低減が図れる。 According to this, variation in the tightening torque due to the torsional moment generated during tightening can be reduced without changing the structure of the tightening member itself.
以下、本発明の燃料噴射装置を、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態の燃料噴射装置を示す断面図である。図2は、図1中の燃料噴射弁の一部を示す部分断面図である。図3は、図1中の燃料噴射弁のノズルボデーとノズルホルダーをリテーニングナットで締付ける締結状態を説明する部分断面図である。 Hereinafter, embodiments in which the fuel injection device of the present invention is applied to a fuel injection valve used in an accumulator fuel injection device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the fuel injection device of the present embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a part of the fuel injection valve in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a fastening state in which the nozzle body and the nozzle holder of the fuel injection valve in FIG. 1 are tightened with a retaining nut.
図1に示すように、蓄圧式燃料噴射装置1に使用される燃料噴射弁2は、例えば自動車等の車両に搭載された図示しない多気筒(例えば、4気筒)のディーゼルエンジン(以下、エンジンと呼ぶ)の各気筒ごとに設けられ、高圧燃料供給ポンプ(以下、サプライポンプ)3から圧送された高圧燃料を蓄圧器(以下、コモンレール)4内に蓄圧し、このコモンレール4に蓄圧した高圧燃料を燃焼室内に直接噴射供給するいわゆるインジェクタである。
As shown in FIG. 1, a
この燃料噴射弁2は、ノズルニードル20を軸方向に移動可能に収容するノズルボデー12と、ノズルニードル20を閉弁側に付勢する付勢部材としてのスプリング35を収容するノズルホルダー11と、ノズルボデー12とノズルホルダー11とを所定の締付軸力により締結する締付け部材としてのリテーニングナット14とを含んで構成されている。ノズルボデー12、ノズルホルダー11、およびリテーニングナット14は、ノズルボデー12とノズルホルダー11とをリテーニングナット14で締結することで燃料噴射弁の本体を構成している。
The
ノズルボデー12は、略筒状体に形成され、先端部(図1中の下方側の端部)側に、高圧燃料を燃焼室に噴射するための噴孔12bを1個または複数個備えた略筒状部材である。
The
このノズルボデー12の内部には、中実円柱状のノズルニードル20を軸方向移動可能に保持するための収容孔(以下、第1ニードル収容孔)12eが形成されている。この第1ニードル収容孔12eの図中の中間部位には、その孔径が拡げられた燃料溜り室12cが設けられている。具体的には、ノズルボデー12の内周は、燃料流れの下流に向かって、第1ニードル収容孔12e、燃料溜り室12c、弁座12aの順に形成されており、弁座12aの下流側にノズルボデー12の内外を貫通する噴孔12bが設けられている。
Inside the
弁座12aは、図1に示すように、円錐台面を有しており、円錐台面の大径側が第1ニードル収容孔12eに連続し、小径側が噴孔12bに向かって延びている。この弁座12aにノズルニードル20が着座および離座可能に配置され、着座および離間することでノズルニードル20が閉弁および開弁する。
As shown in FIG. 1, the
ノズルボデー12は、図1および図2に示すように、ノズルホルダー11の図示下端側の後述の凹部11e内に嵌め込まれるように配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、ノズルボデー12には、このノズルボデー12の図示上端側の合わせ面(以下、第1合わせ面)12mから燃料溜り室12cへ延びる燃料送出路12dが設けられている。この燃料送出路12dは、ノズルホルダー11の後述の燃料供給路11bと連通することで、コモンレール4内で蓄圧された高圧燃料を燃料溜り室12cを経由し弁座12a側へ送り込む。燃料送出路12dと燃料供給路11bとは、噴孔12bから噴射される燃料が供給される高圧燃料通路を構成する。
Further, the
ノズルホルダー11は、図1および図2に示すように、略筒状体に形成されており、ノズルボデー12側の端部には、凹状の凹部11eが設けられている。この凹部11eには、ノズルボデー12の外周部(詳しくは、肩部12n)を保持する収容孔(以下、ノズルボデー収容孔)12ehと、このノズルボデー収容孔12ehと後述の第2ニードル収容孔11dとの境界部に形成され、段差を形成している第2合わせ面11mとが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
具体的には、ノズルボデー収容孔12ehは、ノズルボデー12を嵌め込むように保持可能である。そして、ノズルホルダー11には、燃料流れの上流側に向かって、ノズルボデー収容孔12eh、第2ニードル収容孔11dの順で形成されており、第2ニードル収容孔11dは、内部に、スプリング35、およびノズルニードル20を駆動するための制御ピストン30を軸方向に移動可能に収容する。
Specifically, the nozzle body accommodation hole 12eh can be held so that the
この第2ニードル収容孔11dの図示下端側の合わせ面(以下、第2合わせ面)11mには、中間の内周11d1よりは大きく拡げられた内周11d2が形成されている。
An inner periphery 11d2 that is wider than the intermediate inner periphery 11d1 is formed on the lower end side of the second
具体的には、この内周11d2は、スプリング35、および環状部材31、および制御ピストン30のニードル部30cを収容するいわゆるスプリング室が形成されている。環状部材31は、スプリング35とノズルニードル20との間に挟み込まれて配置されており、スプリング35をノズルニードル20の閉弁方向に付勢するスプリング受け部を構成する。ニードル部30cは、ノズルニードル20に、環状部材31を介して間接的に、もしくは直接的に当接可能に構成されている。
Specifically, a so-called spring chamber that houses the
ノズルホルダー11の第2合わせ面11mには、ノズルホルダー11とノズルボデー12の組付けの際の位置決めおよび回転を防止するノックピン(図示せず)が嵌まり込む嵌合孔(図示せず)が形成されている。なお、ノズルボデー12の第1合わせ面12mには、上記ノックピンが嵌まり込む嵌合孔(図示せず)が形成されている。
The
このような構成により、第2合わせ面11mと第1合わせ面12mとは、リテーニングナット14の締付軸力により締結されることで、密着するように構成されている。そして、第2合わせ面11mおよび第1合わせ面12mは、上記ノックピンにより燃料供給路11bと燃料送出路12dが連通するように合わされている。
With such a configuration, the
ノズルホルダー11の外周には、図1に示すように、リテーニングナット14のめねじ部14rと締結されるおねじ部11rが設けられている。なお、このおねじ部11rは、図1に示す図示下端側に設けられるものに限らず、ノズルホルダー11の図中の中間部位に設けるものであってもよい。
As shown in FIG. 1, a
なお、本実施形態では、凹部11eの外周に、リテーニングナット14のめねじ部14rと締結されるおねじ部11rが設けられていることが好ましい。
In the present embodiment, it is preferable that a
さらに、ノズルホルダー11には、コモンレール4の分岐管に接続される高圧配管(図示せず)が気密に連結する継手部(以下、インレット部)11fが設けられている。このインレット部11fは、コモンレール4から供給された高圧燃料を、内部に装着されたバーフィルタ13を介して燃料供給路11bへ導く燃料導入部である。ノズルホルダー11のインレット部の内部、およびスプリング室11d2の周囲には、燃料供給路11bが設けられている。
Further, the
また、ノズルホルダー11には、スプリング室11d2に導かれた燃料を、図示しない燃料タンク等の低圧配管系内に戻すための燃料逃がし通路(リーク回収用通路とも呼ぶ)11cが設けられている。そして、ノズルホルダー11の図示下端側の外周には、リテーニングナット14のめねじ部14rと締結されるおねじ部11rが設けられている。燃料逃がし通路11c、スプリング室11d2は、噴孔12bより噴射するための燃料のうちの余剰燃料を外部へ流出する低圧燃料通路を構成する。
Further, the
リテーニングナット14は、図1および図2に示すように、略筒状の締結け部材であり、ノズルボデー12の図示上端側の合わせ面12mとノズルホルダー11の図示下端側の合わせ面11m(詳しくは突き当て部11s)とを所定の締結軸力で密着させるものである。このリテーニングナット14の内周には、ノズルホルダー11の図示下端(詳しくは、凹部11e)側のおねじ部11rと締結されるめねじ部14rが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the retaining
具体的には、リテーニングナット14は、ノズルボデー12の肩部11nを受ける受け部14aと、受け部14aの外縁よりノズルホルダー11の延在方向に延びる円管状部(以下、スリーブ部)14bとを含んで構成されている。受け部14aの外周には、図3に示すように、締付け冶具のための六角部14cが形成されている。スリーブ部14bの内周には、ノズルホルダー11の図示下端(詳しくは、凹部11e)と螺合可能なめねじ部が形成されている。
Specifically, the retaining
なお、図1に示すように、制御ピストン30の他端部側には、電磁弁等の電磁駆動装置50により油圧が給排され油圧制御室16cが設けられている。この油圧制御室16cの油圧を増減することで、ノズルニードル20を閉弁および開弁する。具体的には、油圧制御室16cから油圧が抜かれ、減少すると、ノズルニードル20および制御ピストン30がスプリング35の付勢力に抗して図1中の軸方向上方に移動し、ノズルニードル20が開弁する。一方、油圧制御室16cに油圧が導入され、増加すると、ノズルニードル20および制御ピストン30がスプリング35の付勢力によって図1中の軸方向下方に移動し、ノズルニードル20が閉弁する。
As shown in FIG. 1, a hydraulic
なお、電磁駆動装置50は、外部からの電力供給により電磁力を発生するコイル50a、可動コア(以下、アーマチャ)50b、電磁力の作用によりアーマチャ50bを磁気吸引する固定コア(以下、ステータ)50cとを有する電磁弁であって、油圧制御室16cの油圧を増減する。
The
具体的には、電磁駆動装置50と制御ピストン30との間には、オリフィスプレート16が設けらており、オリフィスプレート16と制御ピストン30と第2ニードル収容孔11dにより油圧制御室16cを区画している。このオリフィスプレート16のアーマチャ側端面には、アーマチャ50bを着座および離座可能にする弁座16dが平面状に形成されている。なお、オリフィスプレート16とアーマチャ50bの間には、アーマチャ50bを移動可能に保持するハウジングプレート17が設けられており、弁座16d側の弁室をオリフィスプレート16とともに形成する。
Specifically, an
オリフィスプレート16には、入口オリフィス16aと出口オリフィス16bが形成されている。入口オリフィス16aは、弁座16dと油圧制御室16cを連通するように配置され、アーマチャ50bの閉弁および開弁により閉塞および流通する。出口オリフィス16bは、油圧制御室16cと燃料供給路11bを連通するように配置されている。
In the
なお、ここで、ノズルボデー12は、高圧燃料通路と低圧燃料通路を有する筒状部材(以下、第1筒状部材)を構成する。ノズルホルダー11は、高圧燃料通路と低圧燃料通路を有する筒状部材(以下、第2筒状部材)を構成する。リテーニングナット14は、第1筒状部材12と第2筒状部材を締付軸力により締結する締付け部材を構成する。
Here, the
上述の構成を有する燃料噴射弁2の作用について以下説明する。高圧源であるコモンレール4から高圧配管、燃料供給路11b、燃料送出路12dを介して燃料溜り室12cに高圧燃料が供給されている。そして、電磁駆動装置50の開弁動作により油圧制御室16cより燃料が抜かれ、油圧制御室16c内の燃料圧力が減少する。
The operation of the
高圧燃料が供給されている燃料溜り室12c側の油圧力(ノズルニードル20を開弁方向に作用する作用力)と油圧制御室16cの油圧力との油圧力差が、スプリング35の付勢力よりも大きくなると、制御ピストン30およびノズルニードル20が噴孔12bを開く方向へ移動する。ノズルボデー12の弁座12aからノズルニードル20が離座することで、高圧燃料がノズルボデー12の先端部に設けられた噴孔12bよりエンジンの燃焼室内へ噴射される。
The oil pressure difference between the oil pressure on the
また、燃料溜り室12c、燃料供給路11b、および燃料送出路12dよりノズルホルダー11のスプリング室11d2に漏れ出した燃料(以下、リーク燃料)は、燃料逃がし通路11cへ導かれ、燃料タンク等の低圧配管系内へ戻される。
Further, the fuel leaked from the
なお、ここで、上記リーク燃料、および電磁駆動装置の開弁により油圧制御室16cより抜かれる燃料は、余剰燃料を構成する。
Here, the leaked fuel and the fuel withdrawn from the
次に、リテーニングナット14の締付けによるノズルホルダー11とノズルボデー12の締結を、図3に従って説明する。ノズルボデー12をノズルホルダー11の凹部11e内に嵌め込むように、ノズルボデー12とノズルホルダー11をリテーニングナット14に収容する。このとき、ノズルホルダー11の合わせ面11mとノズルボデー12の合わせ面12mは、ノックピンにより燃料供給路11bと燃料送出路12dが連通するように、位置決めおよび回転防止がされる。
Next, fastening of the
締付時、リテーニングナット14の六角部を締付け冶具により締付け、リテーニングナット14のめねじ部14rとノズルホルダー11のおねじ部11rに締付けトルクTを加える。
At the time of tightening, the hexagonal portion of the retaining
この締付けトルクTに応じて、ノズルボデー12とノズルホルダー11の両合わせ面11m、12mには、おねじ部11rとめねじ部14rの螺合により生じた軸力(以下、締付軸力)が加わり、両あわせ面11m、12mで連通する燃料供給路11bと燃料送出路12dの高圧シールのためのメタルシールが行なわれる。リテーニングナット14の締付時の所定の締付軸力により、ノズルボデー12とノズルホルダー11の両合わせ面11m、12mが高圧シールされ、燃料噴射弁2からの燃料漏れが防止される。
In accordance with the tightening torque T, axial force (hereinafter referred to as tightening axial force) generated by the screwing of the
なお、ここで、一般に、おねじ部11rとめねじ部14rの螺合により締付軸力が発生するとともに、リテーニングナット14のめねじ部14rの先端14rp側に、発生する締付軸力に応じた作用力F2が発生し、リテーニングナット14の受け部14aの奥端面14asと、ノズルボデー12の肩部12nの先端面12ntには、作用力F1とは反対成分の反力F1が発生する。以下、本実施形態では、めねじ部14rの先端14rpは、リテーニングナット14における作用点、受け部14a(詳しくは、奥端面14as)と肩部12n(詳しくは、先端面12nt)の接触部は、支点として反作用が作用する力点と呼ぶ。なお、めねじ部14rの先端14rpとは、おねじ部11rと螺合しているねじ部の先端である。
Here, generally, a tightening axial force is generated by screwing of the
具体的には、受け部14aと肩部12nの接触部、めねじ部11rとおめじ部14rの接触部には、ねじ回転方向に摩擦によってトルクが発生する。特に、受け部14aと肩部12nの接触部に発生するトルク(以下、ねじりトルク)は、ノズルボデー12を変形させ、歪を与えるため、ノズルボデー12とノズルニードル20との間の微小隙間δを変形さえる要因となる。
Specifically, torque is generated by friction in the screw rotation direction at the contact portion between the receiving
このねじりトルクが過大となる場合には、微小隙間δの変形量も過大となるため、ノズルボデー12内を軸方向移動するノズルニードル20にとって、ノズルニードル20の摺動を妨げる要因となる。場合によってはその変形量が大きいと、ノズルボデー12の内周12eもしくはノズルニードル20eに偏磨耗等の悪影響を与えるおそれがある。
When the torsional torque is excessive, the amount of deformation of the minute gap δ is excessive, which becomes a factor that hinders the sliding of the
このような偏磨耗等の異常磨耗は、燃料噴射弁2の噴射性能に悪影響を及ぼすため、燃料噴射弁2つまり燃料噴射装置1の設計においては、異常な磨耗を生じさせないように、リテーニングナット14の締付けトルクの管理方法として、その締付けトルクの管理幅に上限を設定する必要がある。
Such abnormal wear, such as uneven wear, adversely affects the injection performance of the
また、一般に、おねじ部11rとめねじ部14rの螺合により発生する上記締付けトルクは、下記理由によりばらつきが生じる。この締付けトルクのばらつき要因には、おねじ部11rおよびめねじ部14rのねじ加工精度や接触摩擦係数、受け部14aと肩部12nの接触面14as、12ntの加工精度や接触摩擦係数、およびリテーニングナット14自体のねじれによる変形などが考えられる。
In general, the tightening torque generated by screwing the
これに対して、本実施形態では、ノズルホルダー11のノズルボデー12側の端部に、凹状の凹部11eを設け、この凹部11e内にノズルボデー12の肩部12nを嵌め込むようにしている。これにより、受け部14aと肩部12nの接触部14as、12ntと、ねじ接触部11r、14rの先端14rpの距離L(図3参照)を短く、つまり力点と作用点の距離Lを短くすることが可能である。これにより、リテーニングナット14のねじれ剛性を従来技術に比べて高めることができ、従って締付時にねじりトルクの影響を受けにくくすることができる。
On the other hand, in this embodiment, the
したがって、締付時に発生するねじりトルクによる締付けトルクのばらつき低減が図れる。 Therefore, variation in tightening torque due to torsion torque generated during tightening can be reduced.
さらに、このように構成することにより、リテーニングナット14の締付時に、実際に発生する締付けトルクのばらつきを小さくすることができるので、必要な締付軸力に対する締付軸力の余裕度の向上が図れる。
Further, with this configuration, it is possible to reduce the variation in the tightening torque that is actually generated when the retaining
特に、ノズルホルダー11側に設けられているおねじ部11rが、凹部11eの外周に設けられているので、図3に示すように、力点と作用点の距離Lを確実に短くすることができる。
In particular, since the
また、ノズルホルダー11側のおねじ部11rを有する凹部11eは、ノズルボデー12の肩部12nを嵌め込むように収容しているため、凹部11eの環状壁の厚みを比較的薄く設定することができる。リテーニングナット14のねじれ剛性に対して、相対的にノズルホルダー11の凹部11eのねじれ剛性を小さくすることも可能であり、ねじれ剛性の調整が行なえる。これにより、リテーニングナット14のねじれに対する剛性の低い状態を緩和することができる。
Moreover, since the recessed
さらに、このように構成することにより、リテーニングナット14のねじれ剛性とノズルホルダー11の凹部11eのねじれ剛性を調整することができるので、過度なねじりモーメントに対して、リテーニングナット14のねじれ剛性とノズルホルダー11の凹部11eのねじれ剛性で吸収することが可能であり、締付時にノズルボデー12に過度なねじりモーメントが加わるのを緩和することができる。
Further, with this configuration, the torsional rigidity of the retaining
また、図3に示すように、ノズルボデー12の肩部12nは、凹部11eに挟み込まれ、かつ凹部11eの先端部11etより、僅かに突出するように構成されている。これにより、力点と作用点の距離Lを極小にすることができる。
As shown in FIG. 3, the
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、本実施形態では、ノズルホルダー11のノズルボデー12側の端部に、これを凹形状とする凹部11eを設け、ノズルボデー12の肩部12nが凹部11e内に嵌め込まれるようにしている。これにより、リテーニングナット14側の受け部14aとノズルボデー12側の肩部12nの接触部14as、12ntと、ねじ接触部11r、14rの先端14rpの距離Lを短く、つまり力点と作用点の距離Lを短くすることが可能である。これにより、リテーニングナット14のねじれ剛性を従来技術に比べて高めることができ、従って締付時にねじりトルクの影響を受けにくくすることができる。
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. In the present embodiment, a
したがって、締付時に発生するねじりトルクによる締付けトルクのばらつき低減が図れる。 Therefore, variation in tightening torque due to torsion torque generated during tightening can be reduced.
また、本実施形態では、ノズルホルダー11とリテーニングナット14を螺合する螺合部11r、14rにおいて、ノズルホルダー11側のおねじ部11rを、凹部11eの外周に設けるようにすることが好ましい。これにより、リテーニングナット14の締付時に生じる力点と作用点の距離Lを確実に短くすることができる。したがって、締付時に発生するねじりトルクによる締付けトルクのばらつきが低減できる。
Further, in the present embodiment, it is preferable to provide the
なお、ここで、一般に、リテーニングナット14は、ねじれに対する剛性が比較的低く、締付時にねじれモーメントの影響を受け易い。リテーニングナット14自体のねじれに対する剛性を高める方法としては、略筒状のリテーニングナット14の環状壁の厚さを厚くすることが考えられるが、燃料噴射弁2の体格を大幅に大型化するおそれがある。
In general, the retaining
これに対して本実施形態では、おねじ部11rを有する凹部11eの環状壁を、ノズルボデー12とリテーニングナット14で内外に挟み込む構成とするので、ノズルホルダー11側の凹部11eの環状壁を比較的薄くすることが可能であり、凹部11eのねじれに対する剛性を小さくできる。その結果、リテーニングナット14のねじれに対する剛性の低い状態が相対的に緩和される。
On the other hand, in the present embodiment, the annular wall of the
したがって、燃料噴射弁2の体格の大型化抑制を図るとともに、締付時にねじれモーメントの影響を受けにくい構造とすることができる。
Accordingly, it is possible to suppress the increase in the size of the
また、リテーニングナット14は、ノズルボデー12の肩部12nを受ける受け部14aと、受け部14aの外縁よりノズルホルダー11の延在方向に延び、ノズルホルダー11の端部に螺合可能なスリーブ部14bとを有するように構成されている。これによると、リテーニングナット14自体の構造を変えることなく、締付時に発生するねじれモーメントによる締付けトルクのばらつき低減が図れる。
The retaining
(その他の実施形態)
以上説明した本実施形態において、燃料噴射弁2を、コモンレール4に蓄圧された高圧燃料が供給され、電磁駆動装置50により油圧制御室16cの油圧を減少および増加させることで、高圧燃料を噴射および噴射停止させるものとした。燃料噴射弁は、このようなものに限らず、電磁駆動装置を装備することなく、燃料溜り室側の油圧力がスプリングの付勢力よりも大きくなると、ノズルニードルが噴孔を開く方向へ移動するものであってもよい。
(Other embodiments)
In the present embodiment described above, the high pressure fuel accumulated in the common rail 4 is supplied to the
1 燃料噴射装置
2 燃料噴射弁(インジェクタ)
11 ノズルホルダー(第2筒状部材)
11b 燃料供給路(高圧燃料通路)
11c 燃料逃がし通路(リーク回収用通路)
11d 第2ニードル収容孔(収容孔)
11d2 内周(スプリング室)
11e 凹部
11eh ノズルボデー収容孔(収容孔)
11et 先端部
11m 合わせ面
11r おねじ部
12 ノズルボデー(第1筒状部材)
12a 弁座
12b 噴孔
12c 燃料溜り室
12d 燃料送出路(高圧燃料通路)
12e 第1ニードル収容孔(収容孔)
12m 合わせ面
12n 肩部
12nt 先端面
14 リテーニングナット(締付け部材)
14a 受け部
14as 奥端面
14b スリーブ部(円管状部)
14r めねじ部
14rp 先端
16 オリフィスプレート
16c 油圧制御室
20 ノズルニードル
30 制御ピストン
30c ニードル部
31 環状部材
35 スプリング(付勢部材)
50 電磁駆動装置(電磁弁)
1
11 Nozzle holder (second cylindrical member)
11b Fuel supply passage (high pressure fuel passage)
11c Fuel escape passage (leak recovery passage)
11d 2nd needle accommodation hole (accommodation hole)
11d2 Inner circumference (spring chamber)
11e Concave part 11eh Nozzle body accommodation hole (accommodation hole)
12e 1st needle accommodation hole (accommodation hole)
14a Receiving part 14as
14r female thread
50 Electromagnetic drive device (solenoid valve)
Claims (5)
前記ノズルニードルを駆動するための制御ピストンを移動可能に収容するノズルホルダーと、
前記ノズルボデーと前記ノズルホルダーを締結する締付け部材を備え、
前記締付け部材を略筒状に形成し、前記ノズルボデーおよび前記ノズルホルダーを前記締付け部材内に収容して前記ノズルホルダーと前記締付け部材を螺合することにより、前記締付け部材の締付軸力により前記ノズルボデーと前記ノズルホルダーとをメタルシールする燃料噴射装置において、
前記ノズルホルダーの前記ノズルボデー側の端部に、前記端部を凹形状とする凹部を設け、
前記ノズルボデーが前記凹部内に嵌め込まれるように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 A nozzle body that movably houses a nozzle needle that opens and closes the nozzle hole;
A nozzle holder that movably accommodates a control piston for driving the nozzle needle;
A tightening member for fastening the nozzle body and the nozzle holder;
The tightening member is formed in a substantially cylindrical shape, the nozzle body and the nozzle holder are accommodated in the tightening member, and the nozzle holder and the tightening member are screwed together, whereby the tightening axial force of the tightening member In the fuel injection device that metal seals the nozzle body and the nozzle holder,
In the end of the nozzle holder on the nozzle body side, a recess having a concave shape at the end is provided,
A fuel injection device, wherein the nozzle body is configured to be fitted into the recess.
前記肩部は、前記凹部に挟み込まれ、かつ前記凹部より僅かに突出していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。 The nozzle body includes a shoulder that receives a tightening axial force of the tightening member;
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shoulder is sandwiched between the recesses and slightly protrudes from the recesses.
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