JP5822272B2 - 燃料噴射弁の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁の前端部のノズル部をエンジンの噴射弁装着孔に嵌装し、燃料噴射弁の後端部の燃料導入部に、エンジンに支持される燃料分配管の燃料供給キャップを嵌装し、燃料噴射弁及び燃料供給キャップ間に、燃料噴射弁を前記噴射弁装着孔に向かって付勢する支持部材を介装してなる、燃料噴射弁の支持構造の改良に関する。

かゝる燃料噴射弁の支持構造は、下記特許文献１に開示されるように既に知られている。

特開２００４−２４５１６８号公報

従来のかゝる燃料噴射弁の支持構造では、支持部材としてＵ字状に形成した板ばねを燃料噴射弁及び燃料供給キャップ間に介装している。こうしたものでは、Ｕ字状板ばねの特に屈曲部に応力が集中するため、長期のうちに、その屈曲部に塑性変形を生じ、板ばねのセット荷重を低下させ、燃料噴射弁の支持を不安定にさせることがある。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、支持部材のセット荷重を長期間安定させ、燃料噴射弁の安定した支持を可能にする燃料噴射弁の支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、燃料噴射弁の前端部のノズル部をエンジンの噴射弁装着孔に嵌装し、燃料噴射弁の後端部の燃料導入部に、エンジンに支持される燃料分配管の燃料供給キャップを嵌装し、燃料噴射弁及び燃料供給キャップ間に、燃料噴射弁を前記噴射弁装着孔に向かって付勢する支持部材を介装してなる、燃料噴射弁の支持構造において、燃料噴射弁の中間部に、燃料噴射弁の中心軸線に直交して前記燃料供給キャップに対向する当接面を形成し、前記支持部材には、前記当接面に設置される平坦なベース板と、このベース板の一端から他端へ延出する弾性片とを設け、この弾性片を、ベース板の一端から上方へＵ字状に屈曲する第１弾性部と、この第１弾性部から上方へ湾曲しつゝ他端に向かって延び、その頂部を前記燃料供給キャップの前端面に圧接させると共に、前記ベース板から離れる方向へ反らせた先端部を平坦な前記ベース板上面に摺動可能に当接させる第２弾性部とで構成し、その第２弾性部の曲率半径を、第１弾性部の曲率半径より大きく設定したことを第１の特徴とする。尚、前記当接面は、後述する本発明の実施形態中の第１当接面５に対応する。

さらに本発明は、第１の特徴に加えて、前記ベース板には、燃料噴射弁を受け入れるＵ字状の切欠きを設けると共に、前記弾性片を、燃料噴射弁を受け入れる間隔を置いて並ぶ一対となしたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、支持部材のセット時に各弾性片に生じる応力を第１及び第２弾性部に分散させることができ、特に曲率半径が小さい第１弾性部に生じ易い集中応力を緩和させることができる。したがって、弾性片の所定のセット荷重を長期間維持し、燃料噴射弁の支持を安定させることができる。

しかも、万一、曲率半径が小さい第１弾性部に塑性変形を来たすことがあっても、両持ち支持状態の第２弾性部の弾性力によって、弾性片の燃料供給キャップに対する付勢機能を維持することができ、燃料噴射弁の支持に支障を来すこともない。

また第２弾性部の曲率半径を、第１弾性部の曲率半径より大とすることにより、各弾性片の高さを極力低く抑えて、燃料噴射弁の当接面及び燃料供給キャップ間の狭いスペースへの支持部材の装着を容易に行うことができる。

また更に、燃料噴射弁及び燃料供給キャップ間へのセット時、弾性片の第１及び第２弾性部の撓みに伴ない、第２弾性部の、ベース板から離れる方向へ反った先端部は、ベース板上をスムーズに摺動し得るので、第１及び第２弾性部に無理な応力は発生せず、したがって第１及び第２弾性部は、常に所定のセット荷重を適正に発揮し、燃料噴射弁の安定支持に寄与することができる。

本発明の第２の特徴によれば、ベース板は、その中央部のＵ字状の切欠きに燃料噴射弁を受け入れて、その当接面に設置されるので、ベース板の当接面に対する設置面積を広く確保できる上、ベース板の一端から延出した一対の弾性片が、それらの間に燃料噴射弁を受け入れながら燃料供給キャップの前端面に弾性的に圧接することで、一対の弾性片の燃料供給キャップに対する押圧反力を燃料噴射弁に対して、その中心軸線に沿って作用させることができ、燃料噴射弁を傾かせることなく、その支持を安定させることができる。

本発明の実施形態に係る多気筒エンジンにおける燃料噴射弁の支持構造を示す一部縦断正面図。 図１の２−２線拡大断面図。 図２の３−３線断面図。 各図中の支持部材の単体斜視図。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、図１及び図２において、多気筒エンジンＥのシリンダヘッドＥｈには、複数のシリンダの燃焼室Ｅｃ、Ｅｃに燃料を噴射し得る複数の燃料噴射弁Ｉ、Ｉと、これら燃料噴射弁Ｉ、Ｉに燃料を分配する燃料分配管Ｄとが取り付けられる。そして各燃料噴射弁Ｉが軸方向にも、その中心軸線Ａ周りにも変位しないようにするため、各燃料噴射弁Ｉ及び燃料分配管Ｄ間に支持部材Ｓが介装される。その構造を以下に詳述する。

各燃料噴射弁Ｉは、その前端から後端に向けてそれぞれ円筒状のノズル部２、電磁コイル部３及び燃料導入部４を同軸上に連ねて構成され、電磁コイル部３に通電したとき、ノズル部２内の弁を開いて、燃料導入部４が燃料分配管Ｄから導入した燃料を対応する燃焼室Ｅｃに噴射するようになっている。

この燃料噴射弁Ｉでは、ノズル部２、燃料導入部４及び電磁コイル部３の順で外径が大となっており、したがって電磁コイル部３が最大外径となっており、その一側面には、給電用のカプラ１４が一体に突設される。ノズル部２の外周には、電磁コイル部３の前端面に密接する環状のシール兼クッション部材８が装着され、燃料導入部４の外周のシール溝４ａにはＯリング９が装着される。

また電磁コイル部３及び燃料導入部４間の境界部には、燃料導入部４側を向いた環状で平坦な第１当接面５が形成され、また電磁コイル部３の外周面には、燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａと、カプラ１４の中心線Ｂとを含む平面Ｃを挟んで互いに対向する一対の平坦な第２当接面６、６が切欠き状に形成される。

一方、シリンダヘッドＥｈには、各燃焼室Ｅｃの天井面に内端を開口する噴射弁装着孔１０と、その外方開口端を囲繞する環状の凹部１１とが設けられ、噴射弁装着孔１０に燃料噴射弁Ｉのノズル部２が嵌装され、凹部１１にシール兼クッション部材８が収められるようになっている。

また燃料分配管Ｄは、エンジンＥの複数のシリンダの配列方向に沿って配置され、その一端側から図示しない燃料ポンプより燃料が圧送されるようになっている。この燃料分配管Ｄの一側面には、前記複数の噴射弁装着孔１０に嵌装される複数の燃料噴射弁Ｉと同軸上に並ぶ複数の燃料供給キャップＤａが突設され、これら燃料供給キャップＤａは、それぞれ対応する燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４の外周に嵌装される。その際、前記Ｏリング９は、燃料供給キャップＤａの内周面に密接する。各燃料供給キャップＤａの外側面には、燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａと平行する平坦な第３当接面７が形成される。各燃料供給キャップＤａの基部にはブラケットＤｂが固設されており、このブラケットＤｂはシリンダヘッドＥｈの上面に立設される支柱１２にボルト１３で固着される。

図２〜図４に示すように、前記支持部材Ｓは、鋼板をプレス加工してなるもので、平坦なベース板１５、一対の弾性片１６，１６、一対の回り止め片１７，１７及び位置決め片１８より構成される。

ベース板１５は、前記第１当接面５に重ねて設置されるもので、その中央部には、燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４を受け入れ得るＵ字状の切欠き１９が設けられる。このベース板１５の、Ｕ字状の切欠き１９とは反対側の一端に、燃料供給キャップＤａの前端面に弾性的に圧接し得る一対の弾性片１６，１６が一体に連結するように成形される。この両弾性片１６，１６は、その間に燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４を受け入れ得る間隔を存して配置される。

各弾性片１６は、ベース板１５の一端から上方へ横向きのＵ字状に屈曲した第１弾性部１６ａと、この第１弾性部１６ａから上方へ湾曲しつゝ他端に向かって延び、その先端部１６ｂａをベース板１５の上面に当接する第２弾性部１６ｂとよりなっており、第２弾性部１６ｂの曲率半径Ｒ２は、第１弾性部１６ａの曲率半径Ｒ１より充分大きく設定される（図４参照）。

そして、弾性片１６の自由状態では、第２弾性部１６ｂの頂点からベース板１５の下面までの距離Ｌ１（図４参照）が前記第１当接面５から燃料供給キャップＤａの前端面までの距離Ｌ２（図２参照）より大きく設定される。したがって、ベース板１５及び弾性片１６を第１当接面５及び燃料供給キャップＤａ間に挿入すると、弾性片１６は、第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂを撓ませながら、第２弾性部１６ｂの頂部を前記燃料供給キャップＤａの前端面に弾性的に圧接することになる。こうして第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂには、前記燃料供給キャップＤａの前端面を押圧する所定のセット荷重が付与される。

第２弾性部１６ｂの先端部１６ｂａは、第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂの撓み時、ベース板１５の上面を摺動し得るもので、その摺動をスムーズにすべく、ベース板１５から離れる方向、即ち上方へ反った形に形成される。したがって、支持部材Ｓのセット時、第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂには無理な応力は発生せず、したがって第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂは、常に所定のセット荷重を適正に発揮することができる。

ベース板１５の両外側面には一対の回り止め片１７，１７が一体に連結される。各回り止め片１７は、ベース板１５の外側面より下方へ屈曲して延びる垂直部１７ａと、この垂直部１７ａの下端からＵ字状の切欠き１９に沿って延びる水平部１７ｂとで逆Ｔ字状に構成される。一対の回り止め片１７，１７は、それらの水平部１７ｂを前記第２当接面６，６に当接させて電磁コイル部３を挟持し得るもので、その挟持を弾性的に行わせるべく、垂直部１７ａの根元に、水平部１７ｂを内方へ付勢する弾性が付与される。また水平部１７ｂの両端部１７ｂａ，１７ｂａは外側へ反るように形成される。

さらにベース板１５の一端には、一対の弾性片１６，１６の間から上方へ垂直に起立する位置決め片１８が一体に連結され、この位置決め片１８は、前記燃料供給キャップＤａの第３当接面７に当接可能となっている。

次に、この実施形態の作用について説明する。

燃料噴射弁ＩをエンジンＥに取り付けに当たっては、先ず、燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４に燃料分配管Ｄの燃料供給キャップＤａを嵌装する。次いで、ベース板１５のＵ字状の切欠き１９の開口部を先頭にして支持部材Ｓを、カプラ１４とは反対側の燃料噴射弁Ｉの外側方から、燃料噴射弁Ｉの第１当接面５と燃料供給キャップＤａとの間に挿入して、燃料分配管Ｄ、燃料噴射弁Ｉ及び支持部材Ｓの組立体を構成する。

その後、上記組立体の燃料噴射弁Ｉのノズル部２をシリンダヘッドＥｈの噴射弁装着孔１０に挿入し、電磁コイル部３の前端面に密接したシール兼クッション部材８を凹部１１に収める。そして、支持部材Ｓに圧縮荷重を加えながら、ブラケットＤｂをシリンダヘッドＥｈの支柱１２にボルト１３で固着する。

而して、上記支持部材Ｓにおいて、ベース板１５は、Ｕ字状の切欠き１９に燃料噴射弁Ｉの燃料導入部４を受け入れながら第１当接面５上に設置され、同時に一対の弾性片１６，１６は、それらの間に燃料導入部４を受け入れながら第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂを撓ませて第２弾性部１６ｂの頂点を燃料供給キャップＤａの前端面に弾性的に圧接することになり、その圧接反力は、ベース板１５を第１当接面５に対して押圧するため、燃料噴射弁Ｉは、シリンダヘッドＥｈと燃料供給キャップＤａとの間で支持部材Ｓ及びシール兼クッション部材８を介して弾性的に挟持されることになる。

しかも、ベース板１５は、その中央部のＵ字状の切欠き１９に燃料導入部４を受け入れて第１当接面５に設置されるので、ベース板１５の第１当接面５に対する設置面積を広く確保できる上、ベース板１５の一端から延出した一対の弾性片１６，１６が、それらの間に燃料導入部４を受け入れながら燃料供給キャップＤａの前端面に弾性的に圧接することで、弾性片１６，１６の燃料供給キャップＤａに対する押圧反力を燃料噴射弁Ｉに対して、その中心軸線Ａに沿って作用させることができ、燃料噴射弁Ｉを傾かせることなく、その支持を安定させることができる。

支持部材Ｓの第１当接面５及び燃料供給キャップＤａ間への挿入は、Ｕ字状の切欠き１９の内端に燃料導入部４が当接するまで行われ、その間に、支持部材Ｓの一対の回り止め片１７，１７の水平部１７ｂが電磁コイル部３両側の第２当接面６，６上を滑りながら、それらを挟むように弾性的に当接する。その際、各回り止め片１７の両端部１７ｂａ，１７ｂａは外方に反った形状をなしているので、その両端部１７ｂａ，１７ｂａの外方反り面が、第２当接面６，６を水平部１７ｂの中央部へと誘導する誘導機能を発揮し、水平部１７ｂの中央部を第２当接面６，６の所定位置にスムーズにセットすることができる。しかも水平部１７ｂの第２当接面６，６に対する摺動面は滑らかになり、第２当接面６，６を損傷させることもない。また支持部材Ｓを燃料噴射弁Ｉから取り外す際にも、水平部１７ｂの両端部１７ｂａ，１７ｂａが第２当接面６、６を損傷させることはない。さらに水平部１７ｂが垂直部１７ａの弾性により第２当接面６，６に圧接することで、燃料噴射弁Ｉの回転振動を抑えることができる。

また一対の回り止め片１７，１７は、燃料噴射弁Ｉ中、最大外径の電磁コイル部３外周に形成される一対の第２当接面６，６に当接することで、比較的小さい当接力をもって燃料噴射弁Ｉの回転を防ぐことができ、これによりノズル部２からの噴射燃料の向きを安定させることができる。

Ｕ字状の切欠き１９の内端に燃料導入部４が当接するとき、それと略同時に支持部材Ｓの位置決め片１８が燃料供給キャップＤａの第３当接面７に当接することになる。この当接と、前記回り止め片１７，１７の第２当接面６，６への当接とによって燃料供給キャップＤａに対する燃料噴射弁Ｉの中心軸線Ａ周りの位置が規定され、その位置で燃料噴射弁Ｉは安定する。

また各弾性片１６は、ベース板１５の一端部に連結する、曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａと、この第１弾性部１６ａから延出してベース板１５の他端部上面に先端部１６ｂａを摺動可能に当接させる、曲率半径Ｒ２が大きい第２弾性部１６ｂとで構成されるので、第２弾性部１６ｂは、ベース板１５から離れる方向へ反らせたその先端部１６ｂａと第１弾性部１６ａを介して、平坦なベース板１５に両持ち支持させることになる。したがって、支持部材Ｓのセット時に各弾性弁１６に生じる応力は第１及び第２弾性部１６ａ，１６ｂに分散することで、特に曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａに生じ易い集中応力を緩和させることができる。したがって、弾性片１６の所定のセット荷重を長期間維持し、燃料噴射弁Ｉの支持を安定させることができる。

しかも、万一、曲率半径Ｒ１が小さい第１弾性部１６ａに塑性変形を来たすことがあっても、両持ち支持の第２弾性部１６ｂの弾性力によって、各弾性片１６の燃料供給キャップＤａに対する付勢機能を維持することができ、燃料噴射弁Ｉの支持に支障を来すこともない。

また第２弾性部１６ｂの曲率半径Ｒ２を、第１弾性部１６ａの曲率半径Ｒ１より大とすることにより、各弾性片１６の高さを極力低く抑えて、第１当接面５及び燃料供給キャップＤａ間の狭いスペースへの支持部材Ｓの装着を容易に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はそれに限定されることなく、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。例えば、本発明は、燃料噴射弁Ｉをエンジンの吸気系に取り付ける構造にも適用可能である。

Ａ・・・・・燃料噴射弁の中心軸線
Ｄ・・・・・燃料分配管
Ｄａ・・・・燃料供給キャップ
Ｅ・・・・・エンジン
Ｉ・・・・・電磁式燃料噴射弁
Ｓ・・・・・支持部材
５・・・・・当接面（第１当接面）
１０・・・・噴射弁装着孔
１６・・・・弾性片
１６ａ・・・第１弾性部
１６ｂ・・・第２弾性部
１６ｂａ・・第２弾性部の先端部
１９・・・・切欠き

Claims (2)

1. 燃料噴射弁（Ｉ）の前端部のノズル部（２）をエンジン（Ｅ）の噴射弁装着孔（１０）に嵌装し、燃料噴射弁（Ｉ）の後端部の燃料導入部（４）に、エンジン（Ｅ）に支持される燃料分配管（Ｄ）の燃料供給キャップ（Ｄａ）を嵌装し、前記燃料噴射弁（Ｉ）及び燃料供給キャップ（Ｄａ）間に、燃料噴射弁（Ｉ）を前記噴射弁装着孔（１０）に向かって付勢する支持部材（Ｓ）を介装してなる、燃料噴射弁の支持構造において、
   前記燃料噴射弁（Ｉ）の中間部に、燃料噴射弁（Ｉ）の中心軸線（Ａ）に直交して前記燃料供給キャップ（Ｄａ）に対向する当接面（５）を形成し、
   前記支持部材（Ｓ）には、前記当接面（５）に設置される平坦なベース板（１５）と、このベース板（１５）の一端から他端側へ延出する弾性片（１６）とを設け、
   この弾性片（１６）を、ベース板（１５）の一端から上方へＵ字状に屈曲する第１弾性部（１６ａ）と、この第１弾性部（１６ａ）から上方へ湾曲しつゝ他端に向かって延び、その頂部を前記燃料供給キャップ（Ｄａ）の前端面に圧接させると共に、前記ベース板（１５）から離れる方向へ反らせた先端部（１６ｂａ）を平坦な前記ベース板（１５）上面に摺動可能に当接させる第２弾性部（１６ｂ）とで構成し、
   その第２弾性部（１６ｂ）の曲率半径（Ｒ２）を、第１弾性部（１６ａ）の曲率半径（Ｒ１）より大きく設定したことを特徴とする、燃料噴射弁の支持構造。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁の支持構造において、
   前記ベース板（１５）には、燃料噴射弁（Ｉ）を受け入れるＵ字状の切欠き（１９）を設けると共に、前記弾性片（１６）を、燃料噴射弁（Ｉ）を受け入れる間隔を置いて並ぶ一対となしたことを特徴とする、燃料噴射弁の支持構造。

Images