JP3854266B2 - In-cylinder fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は,機関本体の燃焼室に直接燃料を噴射すべく燃料噴孔を開口する燃料噴射弁と,この燃料噴射弁に燃料を分配する燃料分配管とを備える,内燃機関の筒内燃料噴射装置の改良に関する。 The present invention relates to an in-cylinder fuel injection for an internal combustion engine comprising a fuel injection valve that opens a fuel injection hole to inject fuel directly into a combustion chamber of an engine body, and a fuel distribution pipe that distributes fuel to the fuel injection valve. It relates to the improvement of the apparatus.
かゝる内燃機関の筒内燃料噴射装置は,例えば下記特許文献1に開示されているように,既に知られている。
ところで,従来のかゝる内燃機関の筒内燃料噴射装置では,燃料噴射弁を機関本体に保持するために,機関本体に設けられた取り付け孔に燃料噴射弁を嵌装し,この燃料噴射弁の上端部外周に嵌合した筒状のキャップを,機関本体にボルト結合されるホルダにより燃料噴射弁に対して押圧保持し,前記キャップの上端に燃料分配管を接続しているので,燃料噴射弁,キャップ,ホルダ及び燃料分配管を機関本体に順次取り付けてなければならず,内燃機関の組立工程でこのような作業を行うことは甚だ面倒であり,組立作業の能率向上を図る上で障害となる。 By the way, in the conventional in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine, in order to hold the fuel injection valve in the engine body, the fuel injection valve is fitted into a mounting hole provided in the engine body. The cylindrical cap fitted to the outer periphery of the upper end is pressed against the fuel injection valve by a holder bolted to the engine body, and a fuel distribution pipe is connected to the upper end of the cap. , Caps, holders, and fuel distribution pipes must be attached to the engine body in sequence, and it is extremely troublesome to perform such operations in the assembly process of the internal combustion engine, which is an obstacle to improving the efficiency of the assembly operation. Become.
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,機関本体に簡単に組み付けることができるようにした,前記内燃機関の筒内燃料噴射装置を提供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 provide an in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine which can be easily assembled to an engine body.
上記目的を達成するために,本発明は,機関本体の燃焼室に直接燃料を噴射すべく燃料噴孔を開口する電磁式燃料噴射弁と,この燃料噴射弁に燃料を分配する燃料分配管とを備える,内燃機関の筒内燃料噴射装置において,機関本体に嵌装される噴射弁保護筒に燃料噴射弁を収容して固着し,この燃料噴射弁の燃料入口に一端を接続して他端を噴射弁保護筒外に突出させる燃料導入管を噴射弁保護筒に固着し,この燃料導入管を,機関本体に固着される燃料分配管の分岐管に連結することにより,噴射弁保護筒を燃料分配管に吊持したことを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electromagnetic fuel injection valve that opens a fuel injection hole to inject fuel directly into a combustion chamber of an engine body, and a fuel distribution pipe that distributes fuel to the fuel injection valve. In a cylinder fuel injection device for an internal combustion engine, the fuel injection valve is accommodated and fixed in an injection valve protection cylinder fitted to the engine body, and one end is connected to the fuel inlet of the fuel injection valve. The fuel introduction pipe that protrudes outside the injection valve protection cylinder is fixed to the injection valve protection cylinder, and this fuel introduction pipe is connected to the branch pipe of the fuel distribution pipe that is fixed to the engine body. The first feature is that the fuel pipe is suspended.
尚,前記機関本体は,後述する本発明の実施例中のシリンダヘッド1に対応する。
The engine body corresponds to a
また本発明は,第1の特徴に加えて,燃料噴射弁及び燃料導入管を噴射弁保護筒に溶接により固着したことを第2の特徴とする。 In addition to the first feature, the present invention has a second feature that the fuel injection valve and the fuel introduction pipe are fixed to the injection valve protection cylinder by welding.
さらに本発明は,第1又は第2の特徴に加えて,燃料導入管及び分岐管に,相互にボルトで接合される一対の連結フランジをそれぞれ固設すると共に,これら連結フランジに燃料導入管及び分岐管にそれぞれ連なる燃料通路を形成し,これら連結フランジの接合面の一方には,両連結フランジの燃料通路間を連通する連通凹部を形成すると共に,この連通凹部に両連結フランジに密接する環状のシール部材を装着したことを第3の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first or the second feature, the present invention fixes a pair of connecting flanges, which are joined to each other by bolts, to the fuel introduction pipe and the branch pipe, respectively. A fuel passage that is connected to each branch pipe is formed. A communication recess is formed on one of the connecting surfaces of the connection flanges so that the fuel passages of both connection flanges communicate with each other. The third feature is that the seal member is attached.
さらにまた本発明は,第1又は第2の特徴に加えて,燃料導入管の外端面に連結ボルトの一端を植え込み,この連結ボルトの外周に嵌装されて燃料導入管の外端面に環状の第1シール部材を介して密接する環状のジョイント部材を燃料分配管の分岐管に固設し,このジョイント部材の外端面に環状の第2シール部材を介して密接するナットを連結ボルトの他端部に螺合して,ジョイント部材を燃料導入管に締結し,ジョイント部材及び連結ボルトには,第1及び第2シール部材の内周側で分岐管及び燃料導入管を相互に連通する燃料通路を設けたことを第4の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first or second feature, the present invention implants one end of a connection bolt on the outer end surface of the fuel introduction pipe, and is fitted on the outer periphery of the connection bolt so as to have an annular shape on the outer end surface of the fuel introduction pipe. An annular joint member that is in close contact with the first seal member is fixed to the branch pipe of the fuel distribution pipe, and a nut that is in close contact with the outer end surface of the joint member through the annular second seal member is connected to the other end of the connecting bolt. The joint member is fastened to the fuel introduction pipe and the joint member and the connecting bolt are connected to each other on the inner peripheral side of the first and second seal members. The fourth feature is that the above is provided.
本発明の第1の特徴によれば,燃料分配管に,燃料噴射弁を保持した噴射弁保護筒を吊持したことで,燃料噴射弁を噴射弁保護筒を介してエンジンに装着することができ,組み付け性の向上を大いに図ることができる。しかも各噴射弁保護筒の吊持には,燃料導入管や燃料分配管の分岐管等の燃料通路形成部材が利用されるので,その吊持構造は極めて簡単である。 According to the first feature of the present invention, the fuel injection valve can be attached to the engine via the injection valve protection cylinder by suspending the injection valve protection cylinder holding the fuel injection valve in the fuel distribution pipe. Can be greatly improved. Moreover, since the fuel passage forming members such as the fuel introduction pipe and the branch pipe of the fuel distribution pipe are used for suspending each injection valve protection cylinder, the suspension structure is extremely simple.
また本発明の第2の特徴によれば,燃料噴射弁及び燃料導入管と噴射弁保護筒との各固着部周囲に張り出し部を存在させずに済み,機関本体の狭小な部分への噴射弁保護筒の嵌装を容易に行うことができる。 Further, according to the second feature of the present invention, there is no need to have an overhanging portion around each adhering portion of the fuel injection valve and the fuel introduction pipe and the injection valve protection cylinder, and the injection valve to a narrow portion of the engine body. The protective cylinder can be easily fitted.
さらに本発明の第3の特徴によれば,燃料導入管及び分岐管間を両連結フランジの結合により簡単に連結することができ,しかも両連結フランジは相互にボルト結合されるので,その結合時,両連結フランジ間に介装されるシール部材は捩られることがなく,常に良好なシール機能を発揮することができる。 Further, according to the third feature of the present invention, the fuel introduction pipe and the branch pipe can be easily connected by the coupling of both coupling flanges, and the coupling flanges are bolted to each other. The seal member interposed between the connecting flanges is not twisted and can always exhibit a good sealing function.
さらにまた本発明の第4の特徴によれば,燃料導入管及び分岐管間を,環状のジョイント部材,連結ボルト及びナットにより簡単に連結することができ,しかもジョイント部材周りに張り出し部が存在しないから,連結部の小径化を図ることができる。 Furthermore, according to the fourth feature of the present invention, the fuel introduction pipe and the branch pipe can be easily connected by the annular joint member, the connecting bolt and the nut, and there is no projecting portion around the joint member. Therefore, the diameter of the connecting portion can be reduced.
本発明の実施の形態を,添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below on the basis of preferred embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1は本発明の第1実施例に係る内燃機関の筒内燃料噴射装置の側面図,図2は図1の2矢視図,図3は図1の3−3線断面図,図4は図3の4−4線断面図,図5は図4の5部拡大図,図6は図4の6部拡大図,図7は図4の7部拡大図,図8は図5の8−8線断面図,図9は図6中の燃料噴射弁の9矢視図,図10は図9の10−10線断面図,図11は図5中のガスケットの斜視図,図12は図6中のバックアップリングの斜視図,図13は図7中のシール環の縦断面図,図14は図7の導線保護部材の斜視図,図15は本発明の第2実施例を示す,図4との対応図,図16は図15の16部拡大図である。
1 is a side view of an in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of
先ず,図1〜図14に示す本発明の第1実施例の説明より始める。 First, the description starts with the description of the first embodiment of the present invention shown in FIGS.
図1及び図2において,本発明の筒内燃料噴射装置は,電気点火式多気筒内燃機関Eのシリンダヘッド1外面に取り付けられる燃料分配管Dと,この燃料分配管Dの複数の分岐管6,6…に燃料導入管2,2…を介して吊持される複数の噴射弁保護筒3,3…と,これら噴射弁保護筒3,3…に収容,保持される電磁式燃料噴射弁I,I…とを備え,噴射弁保護筒3,3…は内燃機関Eのシリンダヘッド1に各気筒に対応して装着される。
1 and 2, the in-cylinder fuel injection device of the present invention includes a fuel distribution pipe D attached to the outer surface of a
燃料分配管Dは,円筒状の分配管本体5と,この分配管本体5から延出した,噴射弁保護筒3と同数の分岐管6,6…とからなっており,分配管本体5は,各分岐管6より充分に大なる内容積を有する。分配管本体5には複数のブラケット7,7…が設けられ,これらがシリンダヘッド1の外面に形成される複数の取り付け部8,8…にボルト9,9…をもって固着される。
The fuel distribution pipe D includes a cylindrical
分岐管6及び燃料導入管2は,それらに形成された上部連結フランジ100及び下部連結フランジ101をボルト結合することにより連結されると共に,内部を相互に連通されるもので,その連結構造については後で詳述する。
The
分配管本体5の一端には図示しない燃料ポンプの吐出ポートに連なる燃料供給管10が接続される。また分配管本体5の一側にはリリーフ弁11が取り付けられ,このリリーフ弁11の一端には,余剰燃料を図示しない燃料タンクに還流させる燃料戻し管12が接続される。
A
図3及び図4において,内燃機関Eのシリンダヘッド1には,各気筒に対応した燃焼室15の天井中心部から動弁室16の上方に亙るガイド部17が設けられる。このガイド部17は,先端を燃焼室15に臨ませてシリンダヘッド1に螺着されるガイドキャップ18と,このガイドキャップ18の挿入を可能にするようにシリンダヘッド1に形成されたガイド孔19と,このガイド孔19の内周面に連続する内周面を有してシリンダヘッド1に圧入され,動弁室16の上方まで延びるガイド筒20とからなっている。ガイドキャップ18は,その上端に皿状フランジ18aを有しており,この皿状フランジの外周部下面シリンダヘッド1に当接することで,ガイドキャップ18のシリンダヘッド1への螺合深さが規制される。またガイドキャップ18は,燃焼室15に開口する下端部に半径方向内向きの鍔18bを有する。こうして構成されるガイド部17に前記噴射弁保護筒3が嵌装される。
3 and 4, the
次に,図4〜図6ににより,噴射弁保護筒3に収容,保持される電磁式燃料噴射弁Iの構成について説明する。
Next, the configuration of the electromagnetic fuel injection valve I housed and held in the injection
電磁式燃料噴射弁Iの弁ハウジング21は,円筒状の弁座部材22と,この弁座部材22の上端部に形成されたフランジ22a外周に圧入結合されて全周レーザ溶接W1される連結筒部24aを有する環状の下部ヨーク24と,この下部ヨーク24の上端に全周に亙り液密にレーザ溶接される非磁性カラー25と,この非磁性カラー25の上端に全周に亙り液密にレーザ溶接される固定コア26とから構成され,弁座部材22及び下部ヨーク24間にストッパプレート27が挟持される。
The
弁座部材22は,その下端面に開口する燃料噴孔23と,この燃料噴孔23の内端に連なる円錐状の弁座28と,この弁座28の大径部に連なる円筒状の弁ガイド孔29とを備えており,その弁ガイド孔29の下部にはスワールカラー30が圧入される。このスワールカラー30の外周面と下端面とには軸方向の通溝31と,半径線に対して一定方向に傾斜したスワール溝32とがそれぞれ設けられている。このスワール溝32は,通過する燃料に一定方向のスワールを付与する。
The
弁座部材22内には,弁座28と協働するニードル弁33が収容される。このニードル弁33は,ストッパプレート27及びスワールカラー30を上下に貫通するように延びていて弁座28に着座するニードル34と,このニードル34の外周に形成されてガイド孔19の内周面を摺動し得る一対のジャーナル35,35と,ストッパプレート27の下面に対向するストッパフランジ36とからなっており,そのストッパフランジ36がストッパプレート27の下面に当接することにより,弁座28からのニードル弁33の開弁ストロークが規制される。各ジャーナル35,35は,ガイド孔19内での燃料の流通を許容する複数の平面部を外周に有する。
A needle valve 33 that cooperates with the
ニードル34の上端部には,下部ヨーク24及び非磁性カラー25の内側で固定コア26の下端面に対向する可動コア37が一体的に連結される。この可動コア37は,下部ヨーク24及び非磁性カラー25内を,それらの内周面に接触せずに昇降することができる。
A
ニードル34及び可動コア37の連結構造を詳しく説明すると,可動コア37には,その下端面に開口する袋状の連結孔38が設けられ,この連結孔38に,ニードル34の上端部の連結軸部34aが圧入される。その連結軸部34aの上端外周には,連結軸部34aの連結孔38への圧入を案内する面取り39が形成される。また袋状の連結孔38の内端面と連結軸部34aの先端面との間には,上記圧入時に発生する切粉を受容する切粉溜め40が画成される。
The connecting structure of the
さらに袋状の連結孔38の深さは,この連結孔38への連結軸部34aの圧入深さを加減することにより,ストッパフランジ36の上面から可動コア37の上端面までの距離L1を調整するに充分な寸法に設定される。上記距離L1は,当該ニードル弁33及び可動コア37と組み合わせられる固定コア26の下端面からストッパプレート27の下面までの距離L2から,ニードル弁33の開弁時に両コア26,37の対向面間に設けるべき微小間隙に対応する長さΔLを差し引いた値,即ちL1=L2−ΔLに調整される。したがってストッパフランジ36がストッパプレート27の下面に当接したニードル弁33の開弁時には,両コア26,37の対向面間に所定の微小間隙ΔLを確保することができる。
Further, the depth of the bag-like connecting
可動コア37の下面には,上記連結孔38に内周面を連続させる薄肉円筒部37aが一体に突設されており,この薄肉円筒部37aの下端部が上記連結軸部34aに全周に亙りレーザ溶接される。その際,レーザの照射点を,連結軸部34a及び薄肉円筒部37aの境界から,比較的低硬度の薄肉円筒部37aにオフセットして,薄肉円筒部37aへの入熱を多くしながら両者34a,37aをレーザ溶接し,比較的高硬度のニードル弁33の過熱による亀裂を回避する。また薄肉円筒部37aへの入熱は薄肉円筒部37aに留まり,可動コア37本体側までは波及しない。こうして可動コア37の磁性特性の低下を回避しながら,ニードル弁33及び可動コア37は互いに強固に結合される。
On the lower surface of the
固定コア26は中心部を貫く縦孔41を有しており,その縦孔41に嵌合されたパイプ状のリテーナ42が固定コア26に,その外周からのカシメにより固定され,このリテーナ42と可動コア37との間に,可動コア37をニードル弁33の閉弁方向に付勢するコイル状の弁ばね43が縮設される。その際,弁ばね43のセット荷重は,リテーナ42の縦孔41への嵌合深さを加減することにより調整される。また可動コア37の上端面には,弁ばね43の下端部を受容する位置決め凹部44が設けられる。
The fixed
固定コア26は,リテーナ42より上方に延びる燃料入口筒45を一体に備えており,その燃料入口筒45の入口に燃料フィルタ46が装着される。燃料入口筒45の内部は,リテーナ42の中空部,縦孔41,可動コア37外周面の複数の切欠き溝47及びにストッパプレート27の貫通孔48を介して弁座部材22の内部と連通される。
The fixed
ストッパプレート27の貫通孔48は,図8に示すように,ストッパプレート27の中心部に位置する,前記ストッパフランジ36の外径より小さい小径孔48aと,この小径孔48aの一側にダルマ状に接続した,ストッパフランジ36及びジャーナル35,35の外径より大きい大径孔48bとからなっていて,ストッパプレート27を弁ハウジング21に組み込む前に,ニードル弁33のジャーナル35,35及びストッパフランジ36を大径孔48bに挿入した後,ニードル34を小径孔48a側にずらすことにより,ストッパフランジ36をストッパプレート27の下面に対向させるようになっている。
As shown in FIG. 8, the through
弁ハウジング21の外周には,固定コア26及び可動コア37と協働するコイル組立体50が配設される。このコイル組立体50は,非磁性カラー25及び固定コア26の外周には嵌合するボビン51と,これに巻装されるコイル52とからなっており,このコイル組立体28を囲繞する磁性体のコイルハウジング53が下部ヨーク24にレーザ溶接され,このコイルハウジング53の上端に,固定コア26の外周に嵌合してレーザ溶接される環状の上部ヨーク54が重ねられる。
A
ボビン51の上端には,コイル52の両端末に連なる一対の端子55,55を保持する端子保持部51aが一体に形成されており,この端子保持部51aは,コイルハウジング53及び上部ヨーク54の一側部の連続した切欠き57,58に配置される。
A
弁ハウジング21の外周には,下部ヨーク24から燃料入口筒45の中間部に亙り合成樹脂製の円筒状被覆体59が射出成形により形成される。その際,前記切欠き57,58と,コイルハウジング53の他側部の切欠き57′とを通して合成樹脂がコイルハウジング53内に充填されてコイル組立体50を被覆する。
A
尚,図6中,被覆体59に設けられた孔59bは,燃料入口筒45の外周をカシメてリテーナ42を固定する際に使用されるカシメ用工具の挿入孔である。
In FIG. 6, a
図5,図9及び図10に示すように,前記一対の端子55,55は,被覆体59の中間に形成された上向きの段部59aから露出しており,これら端子55,55に,カプラ66から延出した二本の導線61,61が一対のコネクタ60を介して接続される。具体的には,各コネクタ60は,最初にその一端部が対応する導線61の端末にカシメ結合され,その他端に対応する端子55,55が電着される。コネクタ60と端子55,55及び導線61,61の接続部を覆う接続部カバー62が被覆体59の一側部に嵌合され,この接続部カバー62内に絶縁樹脂63がポッティングされ,この絶縁樹脂63により上記接続部が埋封されると共に,接続部カバー62が被覆体59に接着される。
As shown in FIGS. 5, 9 and 10, the pair of
上記接続部カバー62の外側面には,燃料噴射弁Iの識別番号もしくは記号64が表示され,その識別番号もしくは記号64は,それに対応して噴射弁保護筒3の一側壁に設けられた下部覗き孔65から認識し得るようになっている。
An identification number or
燃料噴射弁Iの先端部,即ち下端部には,噴射弁保護筒3を結合する取り付けキャップ70が取り付けられる。この取り付けキャップ70は,弁座部材22の先端部外周面に嵌合する小径筒部70aと,連結筒部24aの外周面に嵌合すると共に下部ヨーク24の下端面に当接する大径筒部70bとを備える。弁座部材22の先端部外周には環状溝71が形成されており,これに,上記小径筒部70aの内周面に密接する耐熱性のシール部材72が装着される。
A mounting
前記連結筒部24aの外周面の上部には,その下部より僅かに大径の圧入部73が形成され,この圧入部73が上記大径筒部70bの上部内周面に圧入される。その際,大径筒部70bの上端面には,その内周面に近接して環状の応力逃がし溝74が形成されており,上記圧入時の過大荷重による大径筒部70b内周面の拡径変形を応力逃がし溝74で許容するようになっている。大径部70bの上面において,応力逃がし溝74の内周側の面より,外周側の面の方が広くなっており,その広い面が下部ヨーク24の下端面に当接することにより,圧入部73と大径筒部70bとの圧入限界が規制されるようになっている。
A press-
下部ヨーク24は,その下端部外周にコイルハウジング53を被覆する被覆体59より若干大径の小フランジ75を備え,また大径筒部70bは,その上端部外周に上記小フランジ75より大径の大フランジ76を一体に備えており,この大フランジ76の上面に小フランジ75が全周に亙りレーザ溶接W2により結合され,一体化される。その際の溶接熱は,小フランジ75に吸収され,下部ヨーク24全体への波及は極めて少ないので,下部ヨーク24の磁気特性の低下を防ぐことができる。
The lower yoke 24 includes a
前記噴射弁保護筒3は,前記被覆体59を収容しながら小フランジ75の外周面に嵌合されると共に,大フランジ76の上面に下端面を当接させるもので,これら噴射弁保護筒3及び大フランジ76の当接部外周は全周に亙りレーザ溶接W3により結合される。こうして燃料噴射弁Iは,取り付けキャップ70を介して噴射弁保護筒3に保持される。
The injection
図5及び図11に示すように,取り付けキャップ70の小径筒部70a外周には,薄肉のばね鋼板製のガスケット77が取り付けられる。このガスケット77は,小径筒部70aの端面に弾性的に当接する環状の弾性シール部77aと,このシール部77aの外周から軸方向に屈曲して延びる複数の脚片77bとを備えており,各脚片77bの先端に形成された爪部77cを小径筒部70aの外周溝78に弾性的に係合することにより,ガスケット77は小径筒部70aに取り付けられる。
As shown in FIGS. 5 and 11, a
再び図5において,上記噴射弁保護筒3は,取り付けキャップ70を先頭にしてガイド部17に挿入される。そして取り付けキャップ70の小径筒部70aがガスケット77と共にガイド部17のガイドキャップ18内に,また噴射弁保護筒3がガイド部17のガイド筒20内にそれぞれ嵌合される。その際,ガスケット77のシール部77aは,取り付けキャップ70の小径筒部70aの端面とガイドキャップ18の内向き鍔18bとの間で挟圧され,その間の気密を図る。
In FIG. 5 again, the injection
また取り付けキャップ70の大径部70b下面と,ガイドキャップ18の皿状フランジ18a内の底面との間にも金属製のガスケット80が介装され,このガスケット80と前記ガスケット77とにより,取り付けキャップ70及びガイドキャップ18間に筒状の断熱空間79が画成される。
A
図6に示すように,前記燃料入口筒45の上端部外周の環状のシールハウジング82には,シール部材83と,その下面を支承するバックアップリング84とが装着され,そのシール部材83に密接するようにして前記燃料導入管2の下端部が燃料入口筒45の上端部外周に嵌合される。バックアップリング84には,図12に示すように,その軸線に対して傾斜した合口84aと,下方に向かって大径となるテーパ状の内周面84bとが設けられており,その内周面84bに対向するテーパ状のガイド面82aがシールハウジング82の下部に設けられている。
As shown in FIG. 6, a
而して,バックアップリング84は,燃料導入管2からの高圧燃料によりシール部材83と共に下方に押圧されたとき,テーパ状のガイド面82a及び内周面84bの相互作用により拡径して燃料導入管2の内周面に密着しながらシール部材83を支承し,このシール部材83の適正なシール機能を確保する。
Thus, when the
噴射弁保護筒3には,上記シールハウジング82の両側部に位置する一対の上部覗き孔85が設けられ,燃料導入管2を燃料入口筒45に嵌合する際に,上記シールハウジング82へのシール部材83及びバックアップリング84の適正な装着状態を,これら上部覗き孔85から確認し得るようになっている。
The injection
図7に示すように,前記燃料導入管2は噴射弁保護筒3の上方まで延びており,その中間部の外周面に閉塞環87が圧入され,そして燃料導入管2の外周肩部2aに全周レーザ溶接W4して固定される。この閉塞環87は,その下端部外周を噴射弁保護筒3の内周面にも圧入して,燃料導入管2及び噴射弁保護筒3を同心状に保持する。それと同時に閉塞環87は,その外周に張り出したフランジ87aを噴射弁保護筒3の上端面に付き当てゝレーザ溶接W5され,一体化される。
As shown in FIG. 7, the
さらに閉塞環87の外周には,フランジ87aの上方で,閉塞環87及び前記ガイド筒20間をシールするゴム等の弾性材製のシール環88が嵌合される。このシール環88は,その内周の環状の位置決め突起89を閉塞環87外周の環状の位置決め溝90に嵌合することで,閉塞環87上での軸方向位置が固定される。
Further, a sealing
また図13に明示するように,シール環88の,位置決め突起89内周面に環状の内周シールリップ88aが一体に形成され,またシール環88の外周面に環状の外周シールリップ88bが一体に形成されており,内周シールリップ88aが位置決め溝90の底面に密接すると共に,外周シールリップ88bがガイド筒20の内周面に密接することで,閉塞環87及びガイド筒20間がシールされる。
As clearly shown in FIG. 13, an annular inner
図3,図7及び図14に示すように,前記二本の導線61,61は,噴射弁保護筒3の上端部一側と,閉塞環87のフランジ87aの一側とに設けられた一連の切欠き91,92を通過し,さらにシール環88の一側壁に設けられた通孔93,93を通して外部に引き出されるようになっている。シール環88の通孔93,93の内周面には,各導線61,61の絶縁被覆の外周面に密接する複数条のシールリップ88c,88c…が一体に形成されている。
As shown in FIGS. 3, 7, and 14, the two conducting
前記切欠き91,92には,導線61,61の切欠き91,92からの食み出しを防ぐ導線保護部材96が装着される。この導線保護部材96は合成樹脂製で,開放面を互いに対向させた保持溝96b,96bを先端部に有する一対の保持片96a,96aの基端を相互に連結してなるもので,両保持片96a,96a間を開いて,それらの保持溝96b,96bに二本の導線61,61を係合させてから,両保持片96a,96aを切欠き91,92に嵌合すると,両保持片96a,96aは,互いに近接状態に保持され,導線61,61の保持溝96b,96bからの離脱を防ぐようになっている。
A
またシール環88には,ガイド筒20内部の呼吸を可能にするブリーザチューブ97が接続され,このブリーザチューブ97の開放端は,雨水や洗浄水等のかかり難い場所に配置される。
The
再び図1〜図4において,前記分岐管6及び燃料導入管2の接続構造について説明する。分岐管6及び燃料導入管2には,互いに対向する楕円状の上部連結フランジ100及び下部連結フランジ101がそれぞれ形成される。上部連結フランジ100には,その側面及び下面に開口する屈曲路102が設けられ,この屈曲路102の側方開口部に分岐管6の下流端部が嵌合されてロー付けされる。一方,下部連結フランジ101には,その中心部を貫く通路105が設けられ,また下部連結フランジ101の上面には,通路105を前記屈曲路102の下方開口部に連通させる円形の連通凹部が,その下面には円形の連結凹部104がそれぞれ設けられ,連結凹部104には燃料導入管2の上端部が圧入される。その圧入の際,切粉の発生を防ぐべく,燃料導入管2の上端部外周には面取り2bが設けられる。そして燃料導入管2は,その外周面を下部連結フランジ101の下面に全周レーザ溶接W5して一体化される。
1 to 4 again, the connection structure of the
連通凹部103には,その内周面に嵌合するバックアップリング107と,バックアップリング107の内周面に接するシール部材108が装着される。上部及び下部連結フランジ100,101は,互いに重ねられて一対の複数の連結ボルト109,109により締結される。その結果,分岐管6及び燃料導入管2は,屈曲路102,連通凹部103及び通路105を介して相互に連通され,連通凹部103では,シール部材108が両連結フランジ100,101に密接して,それらの接合部をシールする。
A
燃料導入管2の,閉塞環87上方に露出する外周面には,直径方向で対向する一対の平面部110,110が形成され,これら平面部110,110を組立基準にして,燃料導入管2と閉塞環87との嵌合固定位置,並びに燃料導入管2と下部連結フランジ101との嵌合固定位置が決定される。
On the outer peripheral surface of the
次に,この第1実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
各燃料噴射弁Iにおいて,コイル52の消磁状態では,弁ばね43の付勢力でニードル弁33は下方に押圧されて弁座28に着座させている。したがって,図示しない燃料ポンプから燃料分配管Dに供給された高圧の燃料は,各分岐管6から燃料導入管2を介して燃料入口筒45に送られ,更にパイプ状のリテーナ42内部,固定コア26の縦孔41,可動コア37の切欠き溝47及び弁座部材22内部に送られ,待機させられる。
In each fuel injection valve I, when the
コイル52を通電により励磁すると,それにより生ずる磁束がコイルハウジング53,上部ヨーク54,固定コア5,可動コア12,下部ヨーク24,コイルハウジング53へと順次走り,それに伴ない発生する磁力により可動コア37が弁ばね43のセット荷重に抗して固定コア26に吸引され,ニードル弁33が弁座28から離座するので,弁座部材22内の高圧燃料が燃料噴孔23から内燃機関Eの対応する燃焼室15に直接噴射される。
When the
このとき,ニードル弁33の開弁ストロークは,ストッパフランジ36がストッパプレート27の下面に当接することで一定に規制されると共に,可動コア37及び固定コア26間には,それらの接触を防ぐ一定の微小間隙が保持される。したがって,次いでコイル52を消磁したとき,両コア26,37間の残留磁気を直ちに解消して,弁ばね43によるニードル弁33の閉弁応答性を高めることができる。
At this time, the valve opening stroke of the needle valve 33 is constantly regulated by the
ところで,上記微小間隙の確保するために,前述のように,ストッパフランジ36上面から可動コア37の上面までの距離L1が,L1=L2−ΔLとなるように,ニードル弁33の連結軸部34aの,可動コア37の連結孔38への圧入深さを加減することにより調整されるので,上記微小間隙を簡単且つ正確に得ることができる。
Incidentally, in order to secure the minute gap, as described above, the connecting
しかも可動コア37の連結孔38は袋状になっていて,その内端面と連結軸部34aとの間には切粉溜め40が画成されるので,上記圧入時に発生する切粉を切粉溜め40に封じ込めて,その切粉の燃料通路への侵入を防ぐことができる。
In addition, the connecting
内燃機関Eのシリンダヘッド1に螺着されたガイドキャップ18と,燃料噴射弁Iの弁ハウジング21を保持する取り付けキャップ70との間には,断熱空間79を挟んで上下に並ぶガスケット77,80が介装されるので,これらガスケット77,80により燃料室15の高圧ガスのガイド部17へのリークを阻止し,また断熱空間79によりシリンダヘッド1から取り付けキャップ70への高熱の伝達を抑えて燃料噴射弁I,特に弁座部材22及びニードル弁33を熱害から保護することができる。
雨水や洗浄水等がガイド筒20の上方の開放側に降りかかった場合でも,燃料導入管2の外周に嵌合され,且つ液密にレーザ溶接W4された閉塞環87の外周にシール環88が液密に装着されると共に,このシール環88がガイド筒20の上端部内周面に液密に嵌合されているから,このシール環88によりガイド筒20内への水の浸入を防ぐことができる。
Even when rain water, washing water or the like falls on the open side above the
また燃料噴射弁Iの導線61,61を通した,シール環88の通孔93,93の内周面には,導線61,61の絶縁被覆の外周面に密接する複数条のシールリップ88c,88c…が形成されているから,これらシールリップ88c,88c…により,通孔93,93からガイド筒20内への水の浸入を防ぐことができる。
In addition, a plurality of
しかもガイド筒20の内部は,ブリーザチューブ97を介して大気に開放されているから,周囲の温度変化に応じて呼吸をすることができ,ガイド筒20の内部での結露の防止が図られる。
Moreover, since the inside of the
このような筒内燃料噴射装置の組み立てに当たっては,先ず,燃料噴射弁Iの弁座部材22を取り付けキャップ70の小径筒部70aに挿入しながら,下部ヨーク24の連結筒部24aの圧入部73を取り付けキャップ70の大径筒部70bの内周面に圧入し,該大径筒部70bの,応力逃がし溝74より外周側の上面を下部ヨーク24の下面に当接させて,その圧入限界を規制する。このような圧入により,取り付けキャップ70及び弁ハウジング21相互の同心性を確保することができる。またこのとき,圧入部に過大の圧入荷重が加えられると,大径筒部70b内周面が応力逃がし溝74側に適度に拡径変形することで,過大応力による連結筒部24aの歪み,延いてはストッパプレート27及び弁座部材22の歪みを防ぎ,燃料噴射弁Iの特性の安定化を図ることができる。また大径筒部70bの内周面の拡径変形は,応力逃がし溝74の外周側には及ばないから,圧入部73及び大径筒部70bの圧入深さの限界を正確に規制して,両者相互の寸法精度を高めることができる。
In assembling such an in-cylinder fuel injection device, first, the
その上で,取り付けキャップ70の大フランジ76に下部ヨーク24の小フランジ75を全周に亙りレーザにより隅肉溶接W2して一体化する。この隅肉溶接W2によれば,比較的少ない入熱により大フランジ76及び小フランジ75を溶接することが可能であり,しかもその溶接熱は小フランジ75に留まり,下部ヨーク24の磁路までは及ばない。
After that, the
このように,下部ヨーク24の取り付けキャップ70との圧入部及び溶接部W2が,下部ヨーク24の磁路の外側部分となり,したがって圧入荷重や溶接熱による下部ヨーク24の磁気特性の変化を回避することができ,燃料噴射弁Iの燃料噴射特性の安定化に寄与し得る。
In this way, the press-fitted portion of the lower yoke 24 with the mounting
次に,上記小フランジ75の外周面に噴射弁保護筒3を嵌合すると共に,この噴射弁保護筒3の下端を取り付けキャップ70の大フランジ76の上面に突き当てゝ,それらの突き当て部外周を全周に亙りレーザ溶接W3する。このように,下部ヨーク24,取り付けキャップ70及び噴射弁保護筒3の三者はレーザ溶接W2,W3により一体化されるので,それらの周囲に張り出し部を存在させずに済み,比較的小径なガイド筒20及びガイド孔19への嵌装が可能となる。
Next, the injection
この段階で上部覗き孔85から燃料入口筒45の上端部のシールハウジング82にシール部材83及びバックアップリング84が適正に装着されている否かを目視確認する。また下部覗き孔65からは,接続部カバー62外面に表示された,該燃料噴射弁Iの識別番号又は記号64を目視確認して,誤組立を防ぐ。
At this stage, it is visually confirmed whether or not the
一方,燃料導入管2には,その外周の平面部110,110を基準にして,所定位置に閉塞環87及び下部連結フランジ101を圧入及びレーザ溶接W4,W5により取り付け,さらに閉塞環87の外周の定位置にシール環88を装着しておく。
On the other hand, the
その後,燃料噴射弁Iの導線61,61をシール環88の通孔93,93に通して外部に引き出し,またシール環88の下方で導線61,61を保持する導線保護部材96の上部を閉塞環87の切欠き92に係合する。
Thereafter, the
次いで,燃料導入管2を噴射弁保護筒3内に挿入して,燃料導入管2の下端部を,その内周面にシール部材83を密接させるように燃料入口筒45の上端部外周に嵌合し,同時に閉塞環87を噴射弁保護筒3の上端部に嵌合すると共に,導線保護部材96の下部を噴射弁保護筒3の切欠き91に係合させる。即ちこの導線保護部材96を介して閉塞環87及び噴射弁保護筒3の軸線周りの相対位置を決定してから,噴射弁保護筒3内での導線61,61の弛みを取るように,導線61,61を上方に引き出し,そして噴射弁保護筒3及び閉塞環87をレーザ溶接W5する。このように閉塞環87及び噴射弁保護筒3はレーザ溶接W5により一体化されるので,それらの周囲に張り出し部を存在させずに済み,比較的小径なガイド筒20への嵌装が可能となる。
Next, the
次いで,燃料導入管2上端の下部連結フランジ101の連通凹部103にバックアップリング107及びシール部材108を装着した後,この下部連結フランジ101に燃料分配管Dの分岐管6の上部連結フランジ100を重ねて,両連結フランジ100,101を連結ボルト109,109で締結する。
Next, after attaching the
かくして,燃料分配管Dには,燃料噴射弁I,I…を保持した複数の噴射弁保護筒3,3…が複数の分岐管6,6…を介して吊持されるので,その後は,内燃機関E側の各気筒に対応して設けられた,ガイドキャップ18及びガイド筒20を含む複数のガイド部17,17…に複数の噴射弁保護筒3,3…を挿入し,各ガイドキャップ18及び取り付けキャップ70間でガスケット77,80を挟圧すると共に,各シール環88の外周シールリップ88bをガイド筒20の内周面に密接させる。最後に,分配管本体5の複数のブラケット7,7…をシリンダヘッド1の複数の取り付け部8,8…にボルト9,9…をもって固着する。
Thus, in the fuel distribution pipe D, a plurality of injection
このように,内燃機関Eの外部で,燃料噴射弁I,噴射弁保護筒3及び燃料導入管2の組立体を予め構成し,その組立体を燃料分配管Dの複数の各分岐管6に吊持したことで,複数の上記組立体を一斉にシリンダヘッド1に装着することができ,組み付け性の向上を大いに図ることができる。しかも上記各組立体の吊持には,燃料導入管2や燃料分配管Dの分岐管6等の燃料通路構成部材が利用されるので,その吊持構造は簡単なものとなる。
In this way, an assembly of the fuel injection valve I, the injection
またこのとき,各分岐管6には,各ガイドキャップ18及び取り付けキャップ70間でガスケット77,80を挟圧するための応力が付与され,これによって噴射弁保護筒3の振動を抑えると共に,燃料噴射弁I及びガイド筒20の同心性を確保して燃料噴射弁Iの燃料噴射方向を一定にすることができる。したがって噴射弁保護筒3をガイド筒20に直接固定する必要がなく,組み付け性の向上を更に図ることができる。
At this time, each
しかも燃料噴射弁Iは,弁座部材22が取り付けキャップ70に収容,保持されると共に,取り付けキャップ70の結合される噴射弁保護筒3に収容され,即ち下端部のみを取り付けキャップ70に支持されるので,前記組立体のシリンダヘッド1への装着時,取り付けキャップ70及び噴射弁保護筒3に取り付け荷重が加えられても,その荷重が燃料噴射弁Iに作用することを取り付けキャップ70及び噴射弁保護筒3により防ぐことができ,したがって燃料噴射弁Iでは無用な応力を発生することもないから,常に安定した燃料噴射特性を発揮することができる。
In addition, the fuel injection valve I is accommodated and held in the mounting
一方,ブラケット7,7…を取り付け部8,8…から外して,燃料分配管Dを引き上げれば,燃料分配管Dと共に複数の噴射弁保護筒3,3…を,ガイド筒20,20…を含むガイド部17,17…から一斉に引き出すことができるので,メンテナンス性も良好である。
On the other hand, when the
次に,図15及び図16に示す本発明の第2実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention shown in FIGS. 15 and 16 will be described.
この第2実施例では,燃料噴射弁Iを収容,保持する噴射弁保護筒203は,その上端を燃料噴射弁Iの燃料入口筒45の中間部の高さ位置で終わらせており,その上端に,外径を噴射弁保護筒203と同じくした燃料導入管202の下端部が印籠嵌合して突き合わされ,その突き合わせ部の全周レーザ溶接により噴射弁保護筒203及び燃料導入管202が一体化される。
In this second embodiment, the upper end of the injection
燃料導入管202には,導線61,61を通過させる通溝121が設けられ,その導線61,61の上部を保持するシール環88は燃料導入管202の外周に直接嵌装される。したがって第2実施例では,燃料導入管202が前実施例中の閉塞環87を兼ねることになる。
The
また燃料導入管202の上端面には,その中心から起立する連結ボルト112の下端部が植え込まれると共に,この連結ボルト112を囲繞する環状溝113が形成され,この環状溝113に第1シール部材114が装着される。
Further, a lower end portion of the connecting
一方,燃料分配管Dの分岐管6の先端には環状のジョイント部材115が固設される。このジョイント部材115の上端面には環状溝116が形成されており,この環状溝116に第2シール部材117が装着される。このジョイント部材115は,連結ボルト112の外周に嵌合されると共に,その下端面が第1シール部材114に密接するように配置される。ジョイント部材115から上方に突出した連結ボルト112の上端部には,袋状のロックナット118が螺合緊締され,このロックナット118の下面に第2シール部材117が密接する。こうして,ジョイント部材115及び燃料導入管202は連結ボルト112を介して連結される。環状のジョイント部材115の内周面には,分岐管6に連通する環状通路119が設けられ,この環状通路119を燃料導入管202内に連通するT字状通路120が連結ボルト112に設けられている。したがって,分岐管6及び燃料導入管202は,ジョイント部材115が燃料導入管202に連結されると同時に,相互に連通されることになり,ジョイント部材115の上下面からの燃料漏れを第1及び第2シール部材114,117により阻止することができる。
On the other hand, an annular
その他の構成は前実施例と同様であるので,図15及び図16中,前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して,その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the previous embodiment, portions corresponding to those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals in FIGS. 15 and 16 and description thereof is omitted.
この第2実施例によれば,燃料導入管202及び分岐管6間を,環状のジョイント部材115,連結ボルト112及びロックナット118により簡単に連結することができ,しかもジョイント部材115周りに張り出し部が存在しないから,連結部の小径化をもたらすことができる。
According to the second embodiment, the
本発明は上記実施例に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention.
D・・・・・・燃料分配管
E・・・・・・内燃機関
I・・・・・・燃料噴射弁
1・・・・・・機関本体(シリンダヘッド)
2,202・・燃料導入管
3,203・・噴射弁保護筒
6・・・・・・分岐管
15・・・・・燃焼室
23・・・・・燃料噴孔
100・・・・上部連結フランジ
101・・・・下部連結フランジ
102・・・・燃料通路
103・・・・連通凹部
105・・・・燃料通路
108・・・・シール部材
109・・・・ボルト
112・・・・ボルト
114・・・・第1シール部材
115・・・・ジョイント部材
117・・・・第2シール部材
118・・・・ナット
119・・・・燃料通路
120・・・・燃料通路
D ... Fuel distribution pipe E ... Internal combustion engine I ...
2,202 ...
Claims (4)
機関本体(1)に嵌装される噴射弁保護筒(3,203)に燃料噴射弁(I)を収容して固着し,この燃料噴射弁(I)の燃料入口に一端を接続して他端を噴射弁保護筒(3,203)外に突出させる燃料導入管(2,202)を噴射弁保護筒(3,203)に固着し,この燃料導入管(2,202)を,機関本体(1)に固着される燃料分配管(D)の分岐管(6)に連結することにより,噴射弁保護筒(3,203)を燃料分配管(D)に吊持したことを特徴とする,内燃機関の筒内燃料噴射装置。 An electromagnetic fuel injection valve (I) that opens a fuel injection hole (23) to inject fuel directly into the combustion chamber (15) of the engine body (1), and a fuel that distributes fuel to the fuel injection valve (I) In-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine, comprising a distribution pipe (D),
The fuel injection valve (I) is accommodated and fixed to the injection valve protection cylinder (3, 203) fitted to the engine body (1), and one end is connected to the fuel inlet of the fuel injection valve (I). A fuel introduction pipe (2, 202) whose end protrudes outside the injection valve protection cylinder (3, 203) is fixed to the injection valve protection cylinder (3, 203), and this fuel introduction pipe (2, 202) is connected to the engine body. The injection valve protection cylinder (3, 203) is suspended from the fuel distribution pipe (D) by being connected to the branch pipe (6) of the fuel distribution pipe (D) fixed to (1). , In-cylinder fuel injection device for internal combustion engine.
燃料噴射弁(I)及び燃料導入管(2,202)を噴射弁保護筒(3,203)に溶接(W5)により固着したことを特徴とする,内燃機関の筒内燃料噴射装置。 The in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1,
An in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection valve (I) and the fuel introduction pipe (2, 202) are fixed to the injection valve protection cylinder (3, 203) by welding (W5).
燃料導入管(2)及び分岐管(6)に,相互にボルト(109)で接合される一対の連結フランジ(100,101)をそれぞれ固設すると共に,これら連結フランジ(100,101)に燃料導入管(2)及び分岐管(6)にそれぞれ連なる燃料通路(102,105)を形成し,これら連結フランジ(100,101)の接合面の一方には,両連結フランジ(100,101)の燃料通路(102,105)間を連通する連通凹部(103)を形成すると共に,この連通凹部(103)に両連結フランジ(100,101)に密接する環状のシール部材(108)を装着したことを特徴とする,内燃機関の筒内燃料噴射装置。 The in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
A pair of connecting flanges (100, 101) joined to each other by bolts (109) are fixed to the fuel introduction pipe (2) and the branch pipe (6), respectively, and the fuel is attached to these connecting flanges (100, 101). Fuel passages (102, 105) respectively connected to the introduction pipe (2) and the branch pipe (6) are formed, and one of the joint surfaces of these connection flanges (100, 101) is provided with both connection flanges (100, 101). A communication recess (103) that communicates between the fuel passages (102, 105) is formed, and an annular seal member (108) that is in close contact with both the connecting flanges (100, 101) is attached to the communication recess (103). An in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine.
燃料導入管(202)の外端面に連結ボルト(112)の一端を植え込み,この連結ボルト(112)の外周に嵌装されて燃料導入管(202)の外端面に環状の第1シール部材(114)を介して密接する環状のジョイント部材(115)を燃料分配管(D)の分岐管(6)に固設し,このジョイント部材(115)の外端面に環状の第2シール部材(117)を介して密接するナット(118)を連結ボルト(112)の他端部に螺合して,ジョイント部材(115)を燃料導入管(202)に締結し,ジョイント部材(115)及び連結ボルト(112)には,第1及び第2シール部材(114,117)の内周側で分岐管(6)及び燃料導入管(202)を相互に連通する燃料通路(119,120)を設けたことを特徴とする,内燃機関の筒内燃料噴射装置。
The in-cylinder fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
One end of the connection bolt (112) is implanted in the outer end surface of the fuel introduction pipe (202), and is fitted on the outer periphery of the connection bolt (112) to form an annular first seal member (on the outer end face of the fuel introduction pipe (202)). 114) is fixed to the branch pipe (6) of the fuel distribution pipe (D), and the annular second seal member (117) is fixed to the outer end surface of the joint member (115). ) Is screwed into the other end of the connecting bolt (112) to fasten the joint member (115) to the fuel introduction pipe (202), and the joint member (115) and the connecting bolt (112) is provided with fuel passages (119, 120) communicating with the branch pipe (6) and the fuel introduction pipe (202) on the inner peripheral side of the first and second seal members (114, 117). Characterized by Cylinder fuel injection system of the engine.
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