专利名称：燃料喷射阀的密封构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料喷射阀的密封构造，特别是定时(既定的正时)喷射来自蓄压器(缓压器)等的高压燃料的燃料喷射阀的密封构造。
背景技术：
参照
图16以及图17对传统的燃料喷射阀进行说明。
图16，是燃料喷射阀1的断面图，燃料喷射阀1具有喷嘴支座2、喷嘴本体3、喷嘴针形阀4、阀塞5、阀体6、背压控制部7、连接件(连杆)8。
在喷嘴支座2上，利用喷嘴螺帽9在其前端安装喷嘴本体3，同时，在其上方部安装连接件8。
来自燃料箱10的燃料利用燃料泵11形成高压储存在缓压器(コモンレ一ル)12(蓄压器)内，从连接件8向燃料喷射阀1提供高压燃料。
即，从连接件8到喷嘴支座2以及喷嘴本体3形成燃料通道13，与喷嘴针形阀4的受压部4A相向地形成燃料贮留室14。并且，将燃料通道13的一部分从连接件8处延伸到图16中的上方，并形成从背压控制部7部分引出的燃料回流通道15，使燃料可回流到燃料箱10。
在喷嘴本体3上，其前端部形成任意数量的喷孔16，喷嘴针形阀4的前端部下降到与喷孔16连接的阀座部17上，则将喷孔16封闭；喷嘴针形阀4脱离阀座部17上升，则打开喷孔16，可喷射燃料。
在喷嘴针形阀4的上方部，设计喷嘴弹簧18对喷嘴针形阀4在向阀座部17下降的方向施以作用力，在喷嘴针形阀4上设计一体的阀塞5并向上方延伸，将该阀塞5可滑动地插入喷嘴支座2的滑动孔2A以及阀体6的滑动孔6A。
图17，是阀体6以及背压控制部7的主要部分放大断面图，阀体6，在其上方中心处形成控压室19，并使阀塞5的前端部从下方侧靠近该控压室19。
控压室19，连通阀体6上形成的导入侧孔20。导入侧孔20通过阀体6与喷嘴支座2之间形成的压力导入室21与燃料通道13连通，将来自缓压器12的导入压力提供给控压室19。
在压力导入室21的下端部，设计由树脂材料、橡胶材料或者除铜材以外的其他软质材料制成的密封件22，阻断压力导入室21的高压侧与喷嘴支座2和阀体6之间的低压侧(间隙28，后面有述)。
控压室19，也与开闭用孔23连通，开闭用孔23可受开闭背压控制部7的阀球24控制开闭。
另外，控压室19上的阀塞5的顶部5A的受压面积设计得比喷嘴针形阀4的受压部4A(图16)的受压面积大。
如图16所示那样，背压控制部7具有磁铁25、阀簧26、衔铁27、与该衔铁27一体的阀球24以及上述的控压室19。
通过向磁铁25提供驱动信号，磁铁25反抗阀簧26的作用力吸引衔铁27，使阀球24离开开闭用孔23上升，可使控压室19的压力释放到燃料回流通道15侧。
因此，利用阀球24的动作控制控压室19的压力，通过阀塞5控制喷嘴针形阀4的背压，操纵喷嘴针形阀4的下降和上升。
在这样构成的燃料喷射阀1上，来自缓压器12的高压燃料，从连接件8通过燃料通道13提供给燃料贮留室14上的喷嘴针形阀4的受压部4A，同时，通过压力导入室21以及导入侧孔20提供给控压室19上的阀塞5的顶部5A。
因此，喷嘴针形阀4通过阀塞5受到控压室19的背压作用，加上喷嘴弹簧18的作用力，使其下降到喷嘴本体3的阀座部17上，将喷孔16封闭。
当通过定时(正时)向磁铁25提供驱动信号，吸引衔铁27，阀球24打开开闭用孔23时，控压室19的高压通过开闭用孔23传到燃料回流通道15，回流到燃料箱10，因此，作用在控压室19上的阀塞5的顶部5A上的高压被释放，喷嘴针形阀4利用受压部4A的高压反抗喷嘴弹簧18的作用力脱离阀座部17上升，打开喷孔16喷射燃料。
如果通过使磁铁25消磁，阀球24封闭开闭用孔23，则控压室19内的压力通过阀塞5使喷嘴针形阀4下降到其阀座位置(阀座部17)，封闭喷孔16，结束燃料喷射。
但是，因为压力导入室21中的燃料压力，存在于通往控制来自喷孔16的燃料喷射量以及喷射压力的控压室19的入口部，所以，与喷射压力相同，使密封件22上受到与喷射压力同样的高压作用。
然而，如图17所示那样，阀塞5与阀体6之间，必须存在容许与喷嘴针形阀4一体运动的阀塞5沿轴向滑动的间隔。如果采用将阀体6压入喷嘴支座2内的构造，则存在阀体6在内侧有点变形而妨碍阀塞5滑动的危险，所以，在喷嘴支座2与阀体6之间也要设计一点间隔(间隙28，图17)。
因此，密封件22，由于压力导入室21中的高压力，存在其一部分可能从喷嘴支座2与阈体6之间的间隙28(低压侧)压出的问题。
并且，如果加上构件精度和偏心等或者组装时的不良条件，可能存在密封件22在间隙28方向压出，不能保持其密封性能的问题。
由于这样的密封性能的下降，存在背压控制部7上的喷射定时误差乃至反应性下降，甚至燃料喷射阀1的寿命也随之缩短的问题。
另外，关于这种燃料喷射阀，在特开平7-293387号等有述。
发明内容
本发明是针对上述的诸问题提出的，目的在于提供能提高燃料喷射阀的压力导入室中的密封性能的燃料喷射阀的密封构造。
又，本发明，目的在于提供可望提高密封件的耐久性乃至寿命的燃料喷射阀的密封构造。
又，本发明，目的在于提供可望提高燃料喷射阀的耐久性乃至寿命的燃料喷射阀的密封构造。
又，本发明，目的在于提供不要求过高的构件精度，因此可廉价制造的燃料喷射阀的密封构造。
又，本发明，目的在于提供可使密封性能稳定的燃料喷射阀的密封构造。
即，本发明，重点是在密封件的下侧(低压侧)设计支撑环，第一方案，是在喷嘴支座与可滑动地插入阀塞的阀体之间的高压的压力导入室中设计密封件，密封该压力导入室与低压侧之间的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于在上述密封件的低压侧设计支撑环。
第二方案，是在喷嘴支座与可滑动地插入阀塞的阀体之间的高压的压力导入室中设计密封件，密封该压力导入室与低压侧之间的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于在上述密封件的低压侧设计支撑环，同时，使有可能从上述压力导入室通过上述密封件稍微漏出的燃料可以通过该支撑环流出到上述低压侧。
上述支撑环，可以具有沿着上述压力导入室中的上述阀体的外周面的棱部、和在上述压力导入室中与该棱部成直角向径向延伸并沿着上述喷嘴支座的内壁阶梯部的凸缘部。
上述支撑环，在上述低压侧的其底部形成径向槽，同时，可形成能与该径向槽连通的弧形的厚度方向切口部。
上述支撑环，在上述低压侧的其底部形成径向槽，同时，可形成能与该径向槽连通的厚度方向贯通孔。
在上述喷嘴支座与上述阀体之间形成的上述压力导入室，通过用于导入高压燃料的导入侧孔连通控压室，利用电磁阀等背压控制部控制该控压室的压力，控制喷嘴针形阀的背压，可以起到利用喷嘴针形阀开闭燃料喷射用喷射孔的作用。
在本发明的燃料喷射阀的密封构造中，因为在密封件的下侧(低压侧)设计了支撑它的支撑环，所以，可防止压力导入室内的高压使密封件变形，提高其密封性能，可延长密封件以及燃料喷射阀的寿命。
因此，可将喷嘴支座与阀体之间间隙的间隔控制设计为比过去粗糙的公差，构件精度也不必如过去那样严格，因此，可廉价地提供燃料喷射阀。
特别是在第二方案中，设计使可能从压力导入室通过密封件稍微漏出的燃料可通过该支撑环流出到低压侧，所以，可防止可能从压力导入室通过密封件稍微漏出的该燃料滞留在密封件与支撑环之间。
因此，可消除由于该漏出的燃料使密封件与支撑环分离，而引起支撑环破损并咬入滑动部，进而使密封件堵塞连通压力导入室与控压室的导入侧孔的问题。
如果采用以上的本发明，因为在密封件的低压侧设计支撑环，并且在该支撑环上形成例如径向槽和厚度方向切口部等使燃料可流出到低压侧，因此，可保证密封件的密封性能，提高其耐久性以及寿命。
图面的简单说明图1 本发明(特别是第一方案)的第1实施形式的燃料喷射阀的密封构造30的与图17同样的阀体6以及背压控制部7的主要部分放大断面图。
图2 同一构成，支撑环31的立体图。
图3 同一构成，图1的III部分的放大断面图。
图4 本发明(特别是第一方案)的第2实施形式的燃料喷射阀的密封构造35的主要部分放大断面图。
图5 燃料喷射阀的密封构造30(图1至图3)的组装正常进行时的密封件22以及支撑环31部分的主要部分放大断面图。
图6 燃料喷射阀的密封构造30(图1至图3)的组装不正常进行时(异常时)的密封件22以及支撑环31部分的主要部分放大断面图。
图7 本发明(特别是第二方案)的第3实施形式的燃料喷射阀的密封构造40的正常时的主要部分放大断面图。
图8 同一构成，异常时的主要部分放大断面图。
图9 同一构成，从支撑环41的底面侧(低压侧)所视的立体图。
图10 同一构成的仰视图。
图11 同一构成的平面图。
图12 同一构成的纵断面图。
图13 图12的XIII部的放大断面图。
图14 同一构成，显示第1变形例的支撑环45的主要部分放大断面图。
图15 同一构成，显示第2变形例的支撑环47的主要部分放大断面图。
图16 燃料喷射阀1的断面图。
图17 同一构成，阀体6以及背压控制部7的主要部分放大断面图。
符号说明1 燃料喷射阀(图16)2 喷嘴支座2A 喷嘴支座2的滑动孔2B 喷嘴支座2的内壁阶梯部(图3)2C 喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面(图4)
3 喷嘴本体4 喷嘴针形阀4A 喷嘴针形阀4的受压部(图16)5 阀塞5A 阀塞5的顶部(图16、图17)6 阀体6A 阀体6的滑动孔6B 阀体6的外周面(图3)7 背压控制部8 连接件9 喷嘴螺帽10 燃料箱11 燃料泵12 缓压器(蓄压器)13 燃料通道14 燃料贮留室15 燃料回流通道16 喷孔17 阀座部18 喷嘴弹簧19 控压室19 导入侧孔21 压力导入室22 密封件23 开闭用孔24 阀球25 磁铁26 阀簧27 衔铁28 间隙(低压侧，间隔)30 燃料喷射阀的密封构造(第1实施形式，图1)31 支撑环(图2)
32 支撑环31的棱部33 支撑环31的凸缘部34 支撑环31的曲面部35 燃料喷射阀的密封构造(第2实施形式，图4)36 支撑环37 空隙部(图5(3))38 燃料贮留部(图6(2))40 燃料喷射阀的密封构造(第3实施形式，图7)41 支撑环42 径向槽43 弧形的厚度方向切口部44 平面相接部(图13)45 支撑环(第1变形例，图14)46 厚度方向贯通孔47 支撑环(第2变形例，图15)H1 径向槽42的深度(图12)H2 厚度方向切口部43的径向上的切口长度(图10，图12)发明的实施形式下面参照图1至图3对本发明(第一方案)的第1实施形式的燃料喷射阀的密封构造30进行说明。但是，与图16以及图17同样的部分采用同一符号，不再对其详细说明。
图1，是与图17相同的阀体6以及背压控制部7的主要部分放大断面图，显示燃料喷射阀的密封构造30。
该密封构造30，在配置在上述压力导入室21的底部上的上述密封件22的下部侧(低压部侧)，面对上述间隙28设计支撑环31。
图2是支撑环31的立体图，图3是图1的III部放大断面图。支撑环31，由以下部分构成在压力导入室21中沿着阀体6的外周面6B的棱部32、与该棱部32成直角向径向延伸的沿着喷嘴支座2的内壁阶梯部2B的凸缘部33、连接棱部32和凸缘部33的曲面部34。
即，棱部32与阀体6的外周面6B相接，凸缘部33与压力导入室21中的喷嘴支座2的内周面(内壁阶梯部2B)相接，以加强密封性能，同时，可保持密封件22不从间隙28侧压出。
支撑环31，最好用铁以外的金属材料构成，可采用具有用以防止密封件22向间隙28方向压出的刚性的任何材料。
在这样构成的燃料喷射阀的密封构造30上，支撑环31支撑在密封件22的低压侧部(间隙28侧)，具有阻止密封件22向间隙28方向压出的限制功能，可长久保持密封件22的密封性能，提高耐久性以及寿命。
因此，可将喷嘴支座2与阀体6之间的间隙28的公差设计得比过去大，同时，密封件22、支撑环31、喷嘴支座2以及阀体6等的构件精度以及组装精度不必很严格，可以比过去更廉价地制造。
另外，支撑环31，因为从凸缘部33到棱部32形成曲面部34，所以，被压力导入室21的高压压迫而通过支撑环31产生弹性变形的密封件22，产生弹力使支撑环31的棱部32受到朝向阀体6的外周面6B的方向的作用力，可进一步提高密封性能。
又，因为采用上述那样的密封构造30，所以，由于可增大喷嘴支座2与阀体6之间的间隙28的间隔，因此即使由于外力而使喷嘴支座2多少发生变形，其变形的影响也难以作用到阀体6上，可以保持阀体6与阀塞5之间的间隔如设计的那样，不会有妨碍阀塞5的滑动的危险。
图4是本发明(第一方案)的第2实施形式的燃料喷射阀的密封构造35的主要部分放大断面图，在该密封构造35中，在密封件22的低压侧配置支撑环36代替支撑环31(图2)。
支撑环36，也是在外周侧(喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C)设计支撑环31的棱部32，将其设计为在密封件22的径向上可均衡支撑密封件22的形状。
在这样构成的燃料喷射阀的密封构造35上，也如图1至图3的燃料喷射阀的密封构造30一样，可利用支撑环36的支撑防止密封件22变形而提高密封性能，同时，利用更均衡的支撑性能可进一步强化防止变形的功能。
又，因为在支撑环36的内周侧以及外周侧分别形成棱部32，所以，由于受压力导入室21的高压压迫通过支撑环36产生弹性变形的密封件22，产生弹力使支撑环36的两侧的棱部32分别受到朝向阀体6的外周面6B的方向以及朝向喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C的作用力，可进一步提高密封性能。
下面，图5，是燃料喷射阀的密封构造30(图1至图3)组装正常时的密封件22以及支撑环31部分的主要部分放大断面图，如图5(1)所示那样，在喷嘴支座2的内壁阶梯部2B上设置支撑环31，并将密封件22设在其上侧，在该状态下，从中心上方插入阀体6。
如图5(2)所示那样，通过阀体6的插入，利用阀体6与密封件22以及支撑环31之间的摩擦作用，支撑环31产生塑性变形，使其凸缘部33的圆周侧部分从内壁阶梯部2B上翘起。
如图5(3)所示那样，在正常的燃料喷射阀1的运转状态下，压力导入室21内充满高压燃料，利用其压力，将密封件22以及支撑环31压向阀体6的外周面6B侧、和喷嘴支座2的内壁阶梯部2B以及压力导入室侧内壁面2C，保持在能发挥其密封性能的设置状态。
在该设置状态下，支撑环31的棱部32与阀体6的外周面6B相接，凸缘部33与喷嘴支座2的内壁阶梯部2B相接，同时，在喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C与凸缘部33的端部之间留有一点空隙部37，不会妨碍燃料喷射阀1的正常运行。
另一方面，图6是燃料喷射阀的密封构造30(图1至图3)组装不正常时(异常时)的密封件22以及支撑环31部分的主要部分放大断面图，当支撑环31如图5(2)所示那样产生塑性变形之后，如图6(1)所示那样，在压力导入室21内的高压使密封件22以及支撑环31变形时，有时会最终变形使支撑环31的直径增大。
在该直径延长的状态下(即图5(3)所示那样，在喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C与凸缘部33的端部之间，连空隙部37也没留下的状态)运行燃料喷射阀1时，如图6(2)所示那样，支撑环31严密地正好嵌入阀体6的外周面6B与喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C之间，在棱部32以及凸缘部33的两处，使支撑环31自身具有密封性能。
因此，从压力导入室21越过密封件22向低压侧方向稍微漏出的燃料有时滞留在密封件22与支撑环31之间，在其间形成燃料贮留部38。
并且，越过密封件22漏出的燃料由于泵的作用使燃料贮留部38增大，结果如图6(2)所示那样，存在这样的问题，即，使密封件22脱离支撑环31上升，最糟的情况是堵住导入侧孔20(图1)使背压控制部7，即燃料喷射阀1的运行停止。
当然，支撑环31自身受到过度的压力(应力)的作用，也可能由于金属疲劳而损坏，其破损碎片有可能进入滑动部引起二次的不良情况。
另外，如图5(3)所示那样，在喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C与支撑环31的凸缘部33的端部之间形成一点空隙部37的正常状态下，支撑环31自身不是如上述异常时那样具有密封性能，燃料可从该空隙部37越过支撑环31慢慢漏到低压侧(间隙28侧)，因此，不形成图6(2)中的上述燃料贮留部38，不影响燃料喷射阀1的正常运转。
因此，本发明(第二方案)，为了完全消除这样的问题，设计不形成燃料贮留部38，即，使可能从压力导入室21通过密封件22稍微漏出的燃料可流到低压侧(间隙28)，可使燃料压力向低压侧释放的支撑环。
即，图7是本发明(第二方案)的第3实施形式的燃料喷射阀的密封构造40的正常时的主要部分放大断面图，图8是同一结构在异常时的主要部分放大断面图，将燃料喷射阀的密封构造40的支撑环41，设计成可使漏出的燃料慢慢地流到低压侧的形状。
图9是从支撑环41的底面侧(低压侧)所视的立体图，图10是同一结构的仰视图，图11是同一结构的平面图，图12是同一结构的纵断面图，图13是图12中的XIII处的放大断面图。支撑环41具有与支撑环31(图2)同样的棱部32、凸缘部33以及曲面部34，同时，从凸缘部33到曲面部34，在任意的地方(在图示中以90度的间隔在4处)形成径向槽42，并且，在位于该径向槽42的外缘侧端部形成弧形的厚度方向切口部43。
特别是如图13中放大所示的那样，从凸缘部33的底面到曲面部34的底面形成径向槽42，在棱部32的上端部保留与阀体6的外周面6B相接的平面相接部44。
径向槽42，设计为当将支撑环41设置在压力导入室21内时朝向低压侧的间隙28，具有燃料只可能流向间隙28方向的最小限度的深度H1，例如0.5mm以下。
厚度方向切口部43，是使越过密封件22漏到低压侧的燃料通过该厚度方向切口部43流到径向槽42的部位，其在径向上的切口长度H2也设计为必要的最小限度。
平面相接部44，是为了不使燃料从支撑环41与阀体6的接触部漏出、使支撑环41自身具有密封性能的部分，因此要确保必要的轴向长度。
在这样构成的燃料喷射阀的密封构造40上，如图7所示那样，高压侧的压力导入室21与低压侧的间隙28，利用密封件22以及支撑环41相互密封，但不可能完全防止压力导入室21的燃料越过密封件22稍微向支撑环41侧漏出。
但是，从压力导入室21漏出的燃料，可通过空隙部37、厚度方向切口部43以及径向槽42流出到间隙28侧，不会在密封件22与支撑环41之间形成上述燃料贮留部38(图6(2))。
例如，如图8所示那样，支撑环41即使与图6(2)同样地处于向径向延伸地变形的异常的组装状态，但越过密封件22渗漏到支撑环41侧的燃料，可利用厚度方向切口部43以及径向槽42流出到间隙28侧，不会在密封件22与支撑环41之间形成上述燃料贮留部38。
因此，利用密封件22以及支撑环41，可密封使来自压力导入室21的燃料基本上不漏到低压侧的间隙28，但由于该密封性能不可能很完善，所以，在本发明中，通过在支撑环41上形成厚度方向切口部43以及径向槽42，构成使支撑环41具有排泄功能，可主动将所有漏出的燃料慢慢导向低压侧，所以，可稳定并长久地发挥密封件22的密封性能以及支撑环41的支撑功能。
另外，在支撑环41上形成的槽或切口，不局限于图示的例子，可以是任意的形状。
例如图14是显示第1变形例的支撑环45的主要部分放大断面图，形成连通径向槽42的厚度方向贯通孔46。该厚度方向贯通孔46的径向尺寸也设计为必要的最小限度。
图15是显示第2变形例的支撑环47的主要部分放大断面图，分别在内周侧以及外周侧形成棱部32，同时，形成连通径向槽42的厚度方向贯通孔46。
在这些支撑环45、47上，从喷嘴支座2的压力导入室侧内壁面2C与密封件22的外周侧端部之间向内周侧渗漏的燃料可从厚度方向贯通孔46流出到径向槽42侧。
权利要求
1.一种燃料喷射阀的密封构造，是在喷嘴支座与可滑动地插入阀塞的阀体之间的高压的压力导入室中设置密封件以密封该压力导入室与低压侧之间的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于在上述密封件的低压侧设置支撑环。
2.一种燃料喷射阀的密封构造，是在喷嘴支座与可滑动地插入阀塞的阀体之间的高压的压力导入室中设置密封件以密封该压力导入室与低压侧之间的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于在上述密封件的低压侧设置支撑环，并且，使有可能从上述压力导入室通过上述密封件稍微漏出的燃料可以通过该支撑环流出到上述低压侧。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于上述支撑环，具有沿着上述压力导入室中的上述阀体的外周面的棱部、在上述压力导入室中与该棱部成直角向直径方向延伸并沿着上述喷嘴支座的内壁阶梯部的凸缘部。
4.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于上述支撑环，在上述低压侧的其底部形成径向槽，并且，形成可与该径向槽连通的厚度方向切口部。
5.如权利要求1或2所述的燃料喷射阀的密封构造，其特征在于上述支撑环，在上述低压侧的其底部形成径向槽，并且，形成可与该径向槽连通的厚度方向贯通孔。
全文摘要
目的在于提供可提高燃料喷射阀的压力导入室(21)中的密封性能，并可望提高密封件(22)以及燃料喷射阀的耐久性乃至寿命，同时，使密封性能稳定，且构件精度不必要求过高而可廉价制造的燃料喷射阀的密封构造。该燃料喷射阀的密封构造，重点在密封件(22)的下侧(低压侧)设计支撑环(31)，在喷嘴支座(2)与可滑动地插入阀塞(5)的阀体(6)之间的高压的压力导入室(21)中设计密封件(22)，密封压力导入室(21)与低压侧(间隙28)之间。其特征在于在密封件(22)的低压侧(28)设计支撑环(31)。
文档编号F02M61/04GK1397727SQ0212614
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月16日 优先权日2001年7月16日
发明者鹈木健, 久保贤一, 星川荣二 申请人:株式会社博世汽车系统