JP2000504079A - 燃料レールを設置するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射器２６を、一体型燃料レール１８を有する成形複合材吸気マニホールド１０に設置する固定装置および方法は、燃料レール部分内の位置調整された噴射器ポケット・ボア２２と、吸気マニホールド・ランナー内の噴射器シート・ボア２４を提供する。シート・ボア２４は過大寸法なので、噴射器２６をある角度に傾けて先端２８をシート・ボア２４に押し込むことができ、その後噴射器の１つの端部３０を回転させてポケット・ボア２２の正しい位置に配置し中に挿入することができる。シール３４は噴射器先端２８の上で噴射器シート・ボア２４の中に取り付けられるよう構成された一体型管状部分４０を有する。マニホールド１０がシリンダ・ヘッド４２に組み合わされる場合、シール３４は圧迫されて噴射器先端２８を把握し、噴射器シート・ボア２４の中で密閉される。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料レールを設置するための方法および装置 発明の背景 本発明は、内燃機関への燃料噴射器の設置に関する。 最新の自動車エンジンは、各燃焼サイクル毎に各エンジン・シリンダへの霧化 された供給燃料の噴射を精密に制御する燃料噴射器を利用している。燃料噴射器 は細長い、一般に円筒形の装置で、各々が燃料レールに沿って形成される一連の ボアの対応する１つに受け入れられており、燃料レールの内部と連絡して圧力を かけられた燃料を供給される内部通路を有する。燃料は、燃料レールの内部にポ ンプで注入され、燃料レールの長さに沿って配置されたボアに設置された複数の 噴射器に供給される。 １つの固定装置では、各噴射器の先端が燃料レールのボアと整合する吸気マニ ホールド・ボア内に設置され、供給燃料を関連するエンジン・シリンダに噴霧す るよう配置される。噴射器は電気的に操作されて噴射器に含まれた弁を開き、計 量された量の燃料が燃料噴射器の先端から噴霧されるようにする。 燃料レールはかつては吸気マニホールドに取り付けられた金属製チューブによ って構成されており、吸気マニホールド自体は通常鋳造アルミニウムによって構 成されていた。 最新の設計によって、ガラス充填ナイロンといった複合プラスチックから成形 された吸気マニホールドが提供され始めた。 その結果軽量の吸気マニホールドが得られる。燃料レールが吸気マニホールド の一部分として一体的に成形されれば、必要な取付金具および組立体は少ない費 用で済ませることができる。 しかし、それぞれ燃料レールと吸気マニホールドの中に形成された軸上で向か い合うポケットとシートに噴射器を設置する必要があるため、噴射器をそれぞれ 燃料レールとマニホールド・ランナーの向かい合うボアに設置する設計は排除さ れてきた。 「独立弧状シリンダ吸気パイプを有する内燃機関用吸気パイプ装置」に関する １９９５年１１月１４日発行の米国特許第５，４６５，６９９号は、一体型燃料 レールを有する吸気マニホールドに燃料噴射器を設置する装置を説明するが、こ の装置は独立した中間フランジを必要とし、その中間フランジをマニホールドの フランジに組み合わせる必要がある。これによって設置の費用は増大するが、マ ニホールドをシリンダ・ヘッドに設置する前にマニホールドと燃料噴射器を組み 合わせることができる。 本発明の目的は、追加的な独立した部品や金具を必要とせず、一体型燃料レー ルを有する吸気マニホールドに燃料噴射器を設置する装置および方法を提供する ことである。 発明の概要 この目的は、各吸気マニホールド・ランナー内に形成された過大寸法の燃料噴 射器シート・ボアを含み、噴射器の上端を回転して関連する燃料レール・ボアの 下に整合されるまで燃料噴射器を傾けてマニホールド・シート・ボアを通じて前 に押し込めるようにする燃料噴射器固定装置および方法によって達成される。 従来のシールと同様に吸気マニホールド開口部の周囲に適合する部分を有する が、シールの設置時に過大寸法の燃料噴射器シートの中に延びるように配置され た角度を有する管状突起部を伴って形成される特殊なマニホールド・シリンダ・ ヘッド・シールが提供される。 この管状シール突起部は燃料噴射器先端の上に取り付けられ、それをシートの 中に配置する。燃料噴射器先端のショルダは突出部の端面と当接し、ポケット内 で燃料噴射器を軸上に配置・保持する。 燃料噴射器と組み合わされた燃料レール吸気マニホールドは単一の組立体とし てエンジン・シリンダ・ヘッドに設置され、シールはマニホールドがシリンダ・ ブロック設置表面にボルトで締め付けられる際に圧縮される。シールが圧縮され 、２つの面が密閉される際、管状部分は噴射器シート・ボアの中で噴射器先端に 圧迫される。 図面の説明 図１は、過大寸法のマニホールド噴射器シートに傾けて挿入される燃料噴射器 を示す、一体型吸気マニホールドと燃料レールを通じて見た切断断面図である。 図２は、燃料レールのポケットに挿入され、過大寸法の噴射器シート内でゆる く案内される燃料噴射器を示す吸気マニホールドと一体型燃料レールの切断断面 図を示す。 図３は、吸気マニホールド噴射器シールを通じて見た横断面図である。 図４は、図３に示されたシールの平面図である。 図５は、燃料噴射器とシールの設置された、一体型燃料レールを有する成形吸 気マニホールドの切断断面図である。 図６は、吸気マニホールドが組み合わされたエンジン・シリンダ・ヘッドの切 断断面図である。 詳細な説明 以下の詳細な説明では、説明を明瞭にするためある特定の用語が使用され、特 定の実施形態が米国特許法第１１２条の要求に従って説明されるが、本発明は添 付の請求項の範囲内で多くの形態や変形を取りうるものであるので、これらは制 限的ではなく、制限的であると解釈されるべきではないことを理解されたい。 図１を参照すると、内部に形成された一体型燃料レール１２を有する成形複合 材吸気マニホールド１０が図示される。吸気マニホールド１０は、各エンジン・ シリンダに１つずつの複数のランナー１４を有するが、エンジンのシリンダ・ヘ ッド（図１では図示されない）に組み合わされる設置フランジ１６を有するラン ナー１４の１つが図示される。 燃料レール１２は、周知の方法でエンジンの運転中に燃料タンクから圧力をか けられた燃料の流れを受け入れる流れ通路１８を形成する。 燃料レール１２には、対応するマニホールド・ランナー１４の方向に突出し、 開いたボア２２と共に形成される一連の突出部２０が含まれる。 吸気マニホールド・ランナー１４自体は、内部に形成される過大寸法のボア２ ４を有する突起部と共に形成されており、この過大寸法のボア２４は燃料レール ・ポケット・ボア２２と整合するが、軸上で設置される燃料噴射器２６の全長よ り実質上短い距離だけ間隔を有している。 過大寸法のボア２４は、燃料噴射器２６の下端部の直径より実質上大きい直径 であるため、噴射器２６は図示するように傾ける、または角度をつけることがで きるので、噴射器の先端２８をボア２４に挿入し、さらに前に押し込むことがで きる。従って、（あらかじめ取り付けられたＯリング３２を支持する）上端部ま たは吸気口端部３０は突出部２０に衝突せずに回転して燃料レール・ポケット・ ボア２２の正しい位置に配置される。これによって正しい位置に置かれた上端部 ３０は燃料レール・ポケットのボア２２に挿入され、Ｏリング３２は図２に示す ように圧縮されてシールを確立する。 マニホールド・ランナー・シール３４が図３および図４に示されるが、そこに はマニホールド・ランナー１４の端部の開口部を完全に一周するよう構成され、 ここで矩形として示されるように吸気マニホールド・ランナー・フランジ１６の シールくぼみ３８の周囲の外形に一致するエラストマー材料の成形リングからな る主シール部分３６が含まれる。 主シール部分３６と一体的に成形された噴射器配置・シール管状部分４０は、 シール３４の主部分３６によって形成されるリングの一般的平面に向かって傾い た軸に沿って外向きに角度をなす管状突起部として構成される。管状部分４０の 内部ボアは噴射器２６の先端２８を受け入れるよう構成されるが一方その外径は マニホールド・ランナー１４の噴射器シート・ボア２４に適合する寸法である。 従って、管状部分４０はまずボア２４に挿入され、噴射器先端２８に組み合わ されるが、管状部分４０の内径は噴射器先端２８の外径よりわずかに小さい。こ の工程では表面の適切な面取りが役に立つ。 その後主部分３６はランナー・フランジ１６のくぼみ３８に設置され、部分組 立体が完了する。複数のランナーと噴射器について対応するシールの各々の設置 が必要とされ、図５に示すような、吸気マニホールド１０、噴射器２６およびシ ール３４からなる部分組立体が完成する。 その後この部分組立体は内燃機関４１のエンジン・シリンダ・ヘッド４２に設 置され、各ランナーの開口部４３はシリンダ・ヘッド４２の吸気ポート４５と一 致し、マニホールド・フランジ１６はねじ付きボルトまたはスタッド（図示せず ）でシリンダ・ヘッド表面４４に締め付けられる。これによってわずかに突出し たシール３４が圧縮され吸気マニホールド燃料レール１０とシリンダ・ヘッドの 間 のシールが確立されると共に、噴射器先端外側とランナー突起部ボア２４の内側 の間で噴射器部分４０が圧縮される。 シリンダ・ヘッド表面４４は、噴射器先端２８の外面と同様に噴射器シート・ ボア２４の傾斜した壁に向かい合って配置される。従って、表面４４によってシ ール材料が圧縮されることにより、シール材料はボア２４の内面同様噴射器先端 の外面に対して圧迫される。これによって両方の表面に対するシールが確立され 、別個の噴射器先端Ｏリングの必要がなくなる。 突出する噴射器部分４０は、関連する噴射器２６を、図６に示すように、各噴 射器２６に形成されるショルダ４６に軸上に向かい合わせると同時に過大寸法の ボア２４の中に配置する。 従って、噴射器自体を設置するために使用される止め金等と共に、独立した燃 料レールと付属部品が除去されるため、燃料レールと噴射器の非常に単純化され た設置が可能になる。 噴射器は確実に固定され吸気マニホールド組立体からゆるんで外れることはな い。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月６日（１９９７．１２．６） 【補正内容】 請求の範囲 １． 各燃料噴射器（２６）のためのランナー（１４）と、一体的に形成され た燃料レール（１２）を有する吸気マニホールド（１０）を有する種類の内燃機 関（４１）用の燃料噴射器（２６）の固定装置であって、該固定装置が、 前記噴射器（２６）の上端部（３０）を受け入れるポケットを提供する前記吸 気マニホールドの前記燃料レール部分の内部流れ通路（１８）に延びるボア（２ ２）を含み、 吸気マニホールド・ランナー（１４）に形成された位置調整された噴射器シー ト・ボア（２４）が、前記燃料噴射器（２６）の縦寸法より小さい距離だけ軸上 で間隔を有し、前記ボア（２４）の直径が、前記燃料噴射器（２６）の先端（２ ８）の直径に対して実質上過大であることと、 前記燃料噴射器（２６）の上端部（３０）が、前記燃料レール部分の前記ポケ ット・ボア（２２）に挿入され、前記ポケット・ボア（２２）内で圧縮されて前 記ポケット・ボア（２２）内の前記燃料噴射器端部（３０）を密閉するシール（ ３２）を支持することと、 管状シール（３４）が前記噴射器シート・ボア（２４）に挿入され、前記燃料 噴射器（２６）の前記先端（２８）を受け入れ、前記シール（３４）が前記燃料 噴射器先端（２８）と前記噴射器シート・ボア（２４）の両方に密閉されること とを特徴とする固定装置。 ２． 請求項１に記載の固定装置において、前記シート・ボア（２４）が十分 に過大寸法で、前記燃料噴射器（２６）を前記ポケット・ボア（２２）およびシ ート・ボア（２４）に組み合わせるとき、前記燃料噴射器先端（２８）を十分な 角度に傾けることができる固定装置。 ３． 請求項１に記載の固定装置において、前記ランナー（１４）が、エンジ ン・シリンダ・ヘッド（４２）内の吸気ポート（４５）の上に設置される開口部 （４３）と共に形成され、前記シール（３４）が、前記開口部（４３）の周囲を 一周し前記ランナー（１４）のフランジ（１６）と前記シリンダ・ヘッド（４２ ）の設置表面（４４）の間に挟まれるリング部分（３６）を有し、前記シール・ リ ング部分（３６）が、前記噴射器シート・ボア（２４）の前記管状噴射器シール （３４）と共に一体的に形成される固定装置。 ４． 請求項３に記載の固定装置において、前記リング部分（３６）が一般に 平面を形成し、前記管状噴射器先端シール（３４）が、前記リング部分（３６） から延び前記リング部分（３６）の前記平面から外向きに傾いた円筒形スリーブ （４０）を含み、前記吸気マニホールド・ランナー（１４）をエンジン・シリン ダ・ヘッド（４２）の設置表面（４４）に設置することによる前記シール・リン グ部分（３６）の圧縮によって、前記スリーブ（４０）が前記シート・ボア（２ ４）の中で前記燃料噴射器先端（２８）の上に圧縮される固定装置。 ５． 請求項１に記載の固定装置において、前記燃料レール部分（１２）が、 内部に形成された前記燃料噴射器ポケット（２２）を有する管状突起部（２０） を含み、前記突起部（２０）が前記ランナー（１４）の前記燃料噴射器シート・ ボア（２４）の方向に延びる固定装置。 ６． 請求項５に記載の固定装置において、前記燃料噴射器先端（２８）が、 前記シール管状部分（４０）の端面に向かって位置するように形成されたショル ダ（４６）を有する固定装置。 ７． 請求項１に記載の固定装置において、前記吸気マニホールド（１０）が 成形複合材料から形成される固定装置。 ８． 細長い一般に円筒形の燃料噴射器（２６）を、各燃料噴射器（２６）用 の独立したランナー（１４）と、圧力をかけられた燃料を前記燃料噴射器（２６ ）に供給する一体型燃料レール（１２）とを有する吸気マニホールド（１０）に 組み合わせる方法であって、該方法が、 噴射器（２６）の１つの端部（３０）を密閉して受け入れるような寸法の前記 燃料レール部分（１２）に各噴射器（２６）用のポケット・ボア（２２）を形成 するステップを含み、 前記ポケット・ボア（２２）と整合するが前記燃料噴射器（２６）の長さより 小さい距離だけ間隔を有する対応するランナー部分（１４）に整合する噴射器シ ート・ボア（２４）を形成するステップであって、前記シート・ボア（２４）が 前記１つの端部（３０）に向かい合う噴射器先端（２８）端部に対して過大であ るため、内部で前記噴射器先端（２８）を傾けることができるステップと、 前記噴射器（２６）を前記シート・ボア（２４）に挿入する一方で、前記噴射 器（２６）を位置調整し、前記噴射器先端（２８）を中に押し込んで前記１つの 端部（３０）が回転して前記ポケット・ボア（２２）の正しい位置に配置される ようにするステップと、 前記１つの端部（３０）を前記ポケット・ボア（２２）に挿入するステップと 、 その後、前記噴射器先端（２８）を位置決めするために、前記噴射器先端（ ２８）と前記シート・ボア（２４）の間に適合するシール（３４）を設置するス テップとを特徴とする方法。 ９． 請求項８に記載の方法において、さらに、前記噴射器先端（２８）と前 記シート・ボア（２４）に対して前記シール（３４）を圧迫し、それらの表面に 対して前記シールを密閉するように、前記シール（３４）を圧縮するステップを 含む方法。 １０． 請求項８に記載の方法において、さらに、前記吸気マニホールド（１ ０）をシリンダ・ヘッド表面（４４）に設置するステップを含み、シール・リン グ（３６）を前記ランナー（１４）の開口部の周囲に設置するステップを含み、 前記シール・リング（３６）が前記シート・ボア（２４）の前記シール（３４） と一体である方法。 １１． 請求項１０に記載の方法において、前記シール（３４）が、前記シー ル・リング（３６）によって形成される平面から外向きに傾いた管状部分（４６ ）を含み、前記シール・ボア（２４）が、前記シリンダ・ヘッド表面（４４）に 対して対応して傾いた軸を有する方法。 １２． 請求項１１に記載の方法において、さらに、前記噴射器の１つの端部 （３０）を前記ポケット・ボア（２２）に挿入する前にＯリングを前記噴射器の １つの端部（３０）に設置するステップを含む方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 各燃料噴射器のためのランナーと、一体的に形成された燃料レールを有 する吸気マニホールドを有する種類の内燃機関用の燃料噴射器の固定装置であっ て、該固定装置が、 前記噴射器の上端部を受け入れるポケットを提供する前記吸気マニホールドの 前記燃料レール部分の内部流れ通路に延びるボアを含み、 吸気マニホールド・ランナーに形成された位置調整された噴射器シート・ボア が、前記燃料噴射器の縦寸法より小さい距離だけ軸上で間隔を有し、前記ボアの 直径が、前記燃料噴射器の先端の直径に対して実質上過大であり、 前記燃料噴射器の上端部が、前記燃料レール部分の前記ポケット・ボアに挿入 され、前記ポケット・ボア内で圧縮されて前記ポケット・ボア内の前記燃料噴射 器端部を密閉するシールを支持し、 管状シールが、前記噴射器シート・ボアに挿入され、前記燃料噴射器の前記先 端を受け入れ、前記シールが前記燃料噴射器先端と前記噴射器シート・ボアの両 方に密閉されている固定装置。 ２． 請求項１に記載の固定装置において、前記シート・ボアが十分に過大寸 法で、前記燃料噴射器を前記ポケット・ボアおよびシート・ボアに組み合わせる とき、前記燃料噴射器先端を十分な角度に傾けることができる固定装置。 ３． 請求項１に記載の固定装置において、前記ランナーが前記エンジン・シ リンダ・ヘッド内の吸気ポートの上に設置される開口部と共に形成され、前記シ ールが、前記開口部の周囲を一周し前記ランナーのフランジと前記シリンダ・ヘ ッドの設置表面の間に挟まれるリング部分を有し、前記シール・リング部分が、 前記噴射器シート・ボアの前記管状噴射器シールと共に一体的に形成される固定 装置。 ４． 請求項３に記載の固定装置において、前記リング部分が一般に平面を形 成し、前記管状噴射器先端シールが、前記リング部分から延び前記リング部分の 前記平面から外向きに傾いた円筒形スリーブを含み、前記吸気マニホールド・ラ ンナーをエンジン・シリンダ・ヘッドの設置表面に設置することによる前記シー ル・リング部分の圧縮によって、前記スリーブが前記シート・ボアの中で前記燃 料噴射器先端の上に圧縮される固定装置。 ５． 請求項１に記載の固定装置において、前記燃料レール部分が内部に形成 された前記燃料噴射器ポケットを有する管状突起部を含み、前記突起部が前記ラ ンナーの前記燃料噴射器シート・ボアの方向に延びる固定装置。 ６． 請求項５に記載の固定装置において、前記燃料噴射器先端が前記シール 管状部分の端面に向かって位置するように形成されたショルダを有する固定装置 。 ７． 請求項１に記載の固定装置において、前記吸気マニホールドが成形複合 材料から形成される固定装置。 ８． 細長い一般に円筒形の燃料噴射器を、各燃料噴射器用の独立したランナ ーと、圧力をかけられた燃料を前記燃料噴射器に供給する一体型燃料レールとを 有する吸気マニホールドに組み合わせる方法であって、該方法が、 噴射器の１つの端部を密閉して受け入れるような寸法の前記燃料レール部分に 各噴射器用のポケット・ボアを形成するステップと、 前記ポケット・ボアと整合するが、前記燃料噴射器の長さより小さい距離だけ 間隔を有する対応するランナー部分に整合する噴射器シート・ボアを形成するス テップであって、前記シート・ボアが、前記１つの端部に向かい合う噴射器先端 端部に対して過大であるため、内部で前記噴射器先端を傾けることができるステ ップと、 前記噴射器を前記シート・ボアに挿入する一方で、前記噴射器を位置調整し、 前記噴射器先端を中に押し込んで、前記１つの端部が回転して前記ポケット・ボ アの正しい位置に配置されるようにするステップと、 前記１つの端部を前記ポケット・ボアに挿入するステップと、 その後、前記噴射器先端を位置決めするために、前記噴射器先端と前記シート ・ボアの間に適合するシールを設置するステップとを含む方法。 ９．請求項８に記載の方法において、さらに、前記噴射器先端と前記シート・ ボアに対して前記シールを圧迫し、それらの表面に対して前記シールを密閉する ように前記シールを圧縮するステップを含む方法。 １０． 請求項８に記載の方法において、さらに、前記吸気マニホールドをシ リンダ・ヘッド表面に設置するステッブを含み、シール・リングを前記ランナー の開口部の周囲に設置するステップを含み、前記シール・リングが前記シート・ ボアの前記シールと一体である方法。 １１． 請求項１０に記載の方法において、前記シールが、前記シール・リン グによって形成される平面から外向きに傾いた管状部分を含み、前記シール・ボ アが前記シリンダ・ヘッド表面に対して対応して傾いた軸を有する方法。 １２． 請求項１１に記載の方法において、さらに、前記噴射器の１つの端部 を前記ポケット・ボアに挿入する前にＯリングを前記噴射器の１つの端部に設置 するステップを含む方法。 １３． シールであって、 エラストマー材料製で、互いに密閉される部材の開口部に整合してその周囲を 一周するリング部分と、 前記リング部分によって形成される平面に対して傾いた中空の円筒を形成する 、前記リング部分と一体の一般に管状の部分とを含むシール。