JP2001227407A - 内燃機関のコモンレール取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンレール１９の振動やこれに起因する各
部の騒音振動を低減する。 【解決手段】 シリンダヘッドｌｌのインテークマニホ
ールド１２に接する側面１５に機関前後方向に沿って溝
部１６が形成され、これに対向するインテークマニホー
ルド１２側の面１７に同様の溝部１８が形成される。こ
れらの溝部１６，１８は、それぞれ略半円形の断面形状
をなし、互いに合致した状態では、略円形の空間が生じ
る。これらの溝部１６，１８内に、円柱状のコモンレー
ル１９が配置され、スタッドボルト１３とナット１４と
により発生する軸力によって互いに締め付けられるシリ
ンダヘッド１１とインテークマニホールド１２との間に
挟まれて堅固に固定されている。コモンレール１９がそ
の略全長に亘って堅固に固定保持されるため、振動が抑
制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直噴ディーゼル
機関等の内燃機関におけるコモンレール式燃料噴射装置
のコモンレール取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】直噴ディーゼル機関等において、サプラ
イポンプで加圧された燃料をコモンレールに貯溜し、内
燃機関の運転状態に応じて、このコモンレール内の燃料
を高圧配管を経由してインジェクタからシリンダ内に噴
射する燃料噴射システム、いわゆるコモンレール式燃料
噴射装置が知られている（例えば特開平１１−２２９９
９１号公報参照）。

【０００３】この従来のコモンレール式燃料噴射装置に
おいては、中空管状をなすコモンレールは、例えば舌片
状に突出した複数個の取付ボス部を有し、この取付ボス
部をシリンダへッド等のエンジン本体部品にボルトによ
り締結することによって、エンジン本体の外側に固定さ
れるのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内燃機関の運転時に、
コモンレールには、内部の燃料の圧力変動、高圧配管を
通じて伝達されるインジェクタ作動時の衝撃力、エンジ
ン本体の振動など、多種多様な振動および衝撃入力が作
用する。コモンレールは、一般に中空管状の形状である
ので、曲げなどの固有振動モードを有しており、従っ
て、これらの振動入力や衝撃入力によってコモンレール
が振動する。

【０００５】そして、このコモンレール振動が周囲の空
気を振動させることによって、あるいはコモンレール振
動が燃料配管やコモンレール取付ボスなどを通じてエン
ジン本体に伝達されることによって、あるいはコモンレ
ールと燃料配管やシリンダヘッドなど他の部品と連成し
て振動系を形成することによって、機関運転時の騒音・
振動が悪化するという問題点がある。

【０００６】ここで、コモンレールのエンジン本体部品
に対する結合剛性が充分に高ければ、剛性の高いシリン
ダヘッド等のエンジン本体部品によってコモンレールの
振動を抑制することができるのであるが、従来の取付構
造では、コモンレールが取付ボス部により数カ所で部分
的に結合されているため、上記のようなコモンレールの
振動による問題が生じやすい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る内燃機関のコモンレール取付構造
は、複数のエンジン部品の互いに対向する部分に略平面
の取付面をそれぞれ形成し、この取付面同士を直接ある
いはシール部材を介して当接させた状態で、互いに締結
してなる内燃機関の部品組立部において、互いに当接す
る取付面の少なくとも一方に、コモンレールを収容する
溝部を形成し、エンジン部品同士の締結により、この溝
部内にコモンレールを挟持固定したことを特徴としてい
る。

【０００８】例えば、請求項２の発明では、上記エンジ
ン部品が、シリンダヘッドおよびインテークマニホール
ドであり、両者の接合部にコモンレールが挟持されてい
る。すなわち機関前後方向に比較的長い寸法を有するシ
リンダーヘッドとインテークマニホールドとで挟むこと
によってコモンレールが略全長にわたって拘束される。

【０００９】また請求項３の発明では、上記エンジン部
品が、インテークマニホールドを構成する２つの部品で
あり、両者の接合部にコモンレールが挟持されている。
すなわち、機関前後方向に比較的長い寸法を有するイン
テークマニホールドを構成する２部品で挟むことによっ
てコモンレールが略全長にわたって拘束される。

【００１０】このような請求項１〜３の発明によれば、
比較的剛性の高いシリンダヘッドやインテークマニホー
ルドのようなエンジン部品でコモンレールを挟んで固定
するので、コモンレールの取付剛性が向上し、コモンレ
ールの振動が抑制される。

【００１１】また請求項４の発明においては、粘性ある
いは弾性を有する振動減衰材料を介してコモンレールが
溝部内に保持されている。これにより、コモンレールに
発生した振動が減衰し、あるいはコモンレールに発生し
た振動の他のエンジン部品への伝達が抑制される。従来
のコモンレール取付構造を踏襲して粘性・弾性部材を介
してコモンレールを取り付ける場合、限られた取付部位
に弾性部材を配置することになるので取付剛性が更に低
下し、コモンレールの振動変位が過大になってコモンレ
ール取付部などが疲労しやすいが、本発明の構造ではコ
モンレールを他のエンジン部品によって広い範囲にわた
って拘束することが可能になるから、粘性・弾性部材を
介しながらも振動変位が過大にならないようにコモンレ
ールを取り付けることが可能になる。

【００１２】次に、請求項５の発明に係る内燃機関のコ
モンレール取付構造は、溶融材料の型成形により形成さ
れるインテークマニホールドの成形時に、型内に予めコ
モンレールを配置しておくことにより、インテークマニ
ホールドとコモンレールとを一体に形成したことを特徴
としている。

【００１３】さらに請求項６の発明は、請求項１〜５の
コモンレール取付構造において、コモンレールの少なく
とも一方の端部付近が固定されていることを特徴として
いる。これにより、コモンレールの端部が固定されない
片持ち梁状にはならず、コモンレール端部の曲げ振動を
抑制することができる。そのためエンジン騒音の悪化を
抑制することができ、コモンレールの特に端部近傍に連
結された燃料配管の耐久性の悪化を効果的に防止するこ
とが出来る。

【００１４】また請求項７の発明は、コモンレールの少
なくとも一端に、非固定状態の突出部を有し、この突出
部の軸方向の長さが、該コモンレールの太さ以下である
ことを特徴としている。すなわち、何らかの理由によっ
てコモンレールの最端部を固定することが不可能であっ
た場合に、端部の固定されない部分の長さがコモンレー
ルの太さ以下であれば、片端固定の片持ち梁に類似した
振動モードの励起を事実上問題ないレベルまで抑制する
ことが可能である。

【００１５】

【発明の効果】この発明に係る内燃機関のコモンレール
取付構造によれば、コモンレールがインテークマニホー
ルド等のエンジン部品によって堅固に固定支持され、そ
の振動が抑制される。従って、このコモンレールの振動
に起因した内燃機関の振動・騒音の悪化を抑制できると
ともに、コモンレールに連結された燃料配管の耐久性の
悪化を防止することができる。

【００１６】特に請求項１の発明によれば、従来はコモ
ンレールの固定の為に専用のボルトを用いていたのに対
し、従来から存在する２部品を締結するための手段を共
用してコモンレールを固定することが可能になり、部品
点数の削減、製造コストの低減が可能になる。

【００１７】また請求項２の発明によれば、コモンレー
ルを略全長にわたって拘束することが可能になるので、
コモンレール振動を一層確実に抑制できる。そして、組
み立てられた状態ではコモンレールとシリンダヘッド側
面が一体になった構造になるため、シリンダヘッド側壁
が補強され、ヘッド側壁の振動によるエンジン騒音の悪
化が抑制できる。そして、従来から存在するシリンダヘ
ッドとインテークマニホールドとを用いてコモンレール
を固定する構造であるから、コモンレールを固定するた
めに新たにボスやボルトなどを設ける必要が無く、部品
点数の削減および部品配置の自由度増大などの効果が得
られる。

【００１８】また請求項３の発明によれば、請求項２と
同様にコモンレールを略全長にわたって拘束することが
可能になるので、コモンレール振動を一層確実に抑制で
きる。また、シリンダヘッド周辺は多くの部品を配置し
なければならずレイアウトが困難であることが多いが、
本発明では従来から存在するインテークマニホールドと
コモンレール取付部材を共用することにより部品点数が
少なくなるので、部品類の配置に関する自由度が高くな
るという利点が有る。

【００１９】さらに請求項４の発明によれば、粘性ある
いは弾性を有する振動減衰材料によって、コモンレール
に発生した振動自体が減衰され、あるいはコモンレール
に発生した振動の他のエンジン部品への伝達が抑制され
る。

【００２０】請求項５の発明によれば、請求項１記載の
発明と同様にコモンレールを堅固に固定支持できるとと
もに、本来ともにシリンダヘッド周辺に配置しなければ
ならないインテークマニホールドとコモンレールを一体
のモジュールにすることができ、内燃機関の製造コスト
の低下、整備性の向上等の効果が得られる。

【００２１】また請求項６の発明によれば、コモンレー
ル端部の曲げ振動による騒音の悪化を抑制でき、コモン
レールの特に端部近傍に連結された燃料配管の耐久性の
悪化を効果的に防止することが出来る。

【００２２】また請求項７の発明によれば、やむを得ぬ
理由によってコモンレールの最端部を固定することが不
可能な場合でも、片持ち梁状の振動モードの励起を事実
上問題ないレベルまで抑制でき、端部の振動によるエン
ジン騒音の悪化や該端部近傍に連結された燃料配管の耐
久性の悪化を効果的に防止することが出来る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２４】図１は、例えば直列４気筒ディーゼル機関
に適用したこの発明の第１実施例を示している。図示せ
ぬシリンダブロックの上面に固定されて内燃機関の本体
部分を構成するシリンダヘッドｌ１は、例えば鋳鉄ある
いはアルミニウム合金等によって一体に鋳造されている
ものであって、その一方の側面１５に、同様にアルミニ
ウム合金等の鋳造品からなるインテークマニホールド１
２がスタッドボルト１３およびナット１４によって取り
付けられている。シリンダヘッドｌｌのインテークマニ
ホールド１２に接する側面１５には機関前後方向に沿っ
て溝部１６が形成されており、これに対向するインテー
クマニホールド１２側のシリンダヘッド１１に接する面
１７にも機関前後方向に沿って溝部１８が形成されてい
る。これらの溝部１６，１８は、それぞれ略半円形の断
面形状をなし、互いに合致した状態では、略円形の空間
が生じるようになっている。そして、これらの溝部１
６，１８内に、円柱状のコモンレール１９が配置されて
おり、スタッドボルト１３とナット１４とにより発生す
る軸力によって互いに締め付けられるシリンダヘッド１
１とインテークマニホールド１２との間に挟まれて堅固
に固定されている。シリンダヘッドｌ１とインテークマ
ニホールド１２との間には若干の弾性を有するガスケッ
ト２０が介在しており、このガスケット２０の締め代に
より溝部１６，１８の内径とコモンレール１９の外径と
の寸法誤差を吸収している。

【００２５】シリンダヘッド１１およびインテークマニ
ホールド１２は、上述したようにアルミニウムなどの金
属の鋳造によって製造されている大型部品であるため、
比較的剛性が高い。本実施例では、溝部１６，１８に挟
まれることにより、コモンレール１９が剛性の高い一対
の部品によって外周面を略全周にわたって拘束されてお
り、従来のコモンレール取付構造に比べて取付剛性が向
上する。

【００２６】従って、コモンレール１９の振動を抑制で
きる。コモンレール１９の振動抑制により、エンジン運
転時の騒音・振動を低減することが可能になると同時
に、コモンレール１９に連結された燃料配管２３，２４
の耐久性の悪化を予防することが可能になる。また、従
来からエンジンに存在していたインテークマニホールド
取付手段つまりスタッドボルト１３およびナット１４を
用いてコモンレール１９を固定するので、コモンレール
１９取付の為の専用のボルト類を廃止することが可能に
なり、部品点数の削減、製造コストの低減が図れる。

【００２７】図２は、上記第１実施例におけるシリンダ
ヘッド１１の側面１５側の側面図であり、インテークマ
ニホールド１２を取り外した状態を示している。上述し
たように、コモンレール１９は、ヘッド側面１５とイン
テークマニホールド１２とで挟持されるが、図２に明ら
かなように、その長手方向（図２の左右方向）の略全長
にわたって溝部１６，１８間に固定保持されている。イ
ンテークマニホールド１２とシリンダヘッド１１とを固
定するスタッドボルト１３は、コモンレール１９の上下
ならびに吸気ポート２１の周辺に位置する複数のネジ部
２２に配置されており、インテークマニホールド１２を
保持するという本来の機能に加えコモンレール１９を保
持する機能を同時に果たしている。なお、インテークマ
ニホールド１２側の面１７を構成する取付フランジは、
各気筒の燃料配管２４に対応する位置で部分的に切り欠
かれており、図２に示されたシリンダヘッド１１側の取
付面にほぼ対応した形状をなしている。

【００２８】この図２に示した実施例では、コモンレー
ル１９の両端部１９ａ，１９ｂが、左右のインテークマ
ニホールド取付部１５ａ，１５ｂによってインテークマ
ニホールド１２との間で拘束されている。このようにコ
モンレール１９両端部１９ａ，１９ｂを固定したことに
より、コモンレール１９の端部が片持ち梁状にならなく
なるために、これらの端部１９ａ，１９ｂが片端固定の
片持ち梁に類似した様態で振動することを抑制すること
ができる。そのため、振動騒音をさらに抑制できるとと
もに、コモンレール１９端部１９ｂに接続された燃料配
管２３が振動することによって発生する耐久性の悪化を
効果的に防止することが可能になる。

【００２９】なお、コモンレール１９の図２左側の端部
１９ａでは、僅かに小径となった突出部１９ｃを有し、
この突出部１９ｃはインテークマニホールド１２とシリ
ンダヘッド１１とによって拘束されていない。しかしな
がら、拘束されずに突き出した長さＬがコモンレール１
９の太さ（直径）の略１倍以下となっており、そのた
め、コモンレール１９端部が片持ち梁状に振動すること
は事実上問題ないレベルまで抑制される。

【００３０】次に、図３は、本発明の第２実施例を示し
ている。基本構成は図１，２の第１実施例の場合と同様
であるが、この実施例では、インテークマニホールド１
２が少なくとも２つの部品３１，３２で構成されてお
り、両インテークマニホールド部品３１，３２の接合面
３３，３４に、断面略半円形の溝部３７および溝部３８
がそれぞれ形成され、該溝部３７，３８間にコモンレー
ル１９が挟持固定されている。両部品３１，３２は、複
数のボルト３５ならびにスタッドボルト，ナット３６に
よって締め付け固定されており、前述した第１実施例と
同じく、その軸力により両部品３１，３２間にコモンレ
ール１９が堅固に固定されている。

【００３１】インテークマニホールド１２は一般にエン
ジン前後方向にコモンレール１９長さに匹敵する程度の
寸法を有しているので、インテークマニホールド１２を
構成する２部品で挟んでコモンレール１９をその略全長
で固定することが可能になる。従って、コモンレール１
９の取付剛性が向上し、その振動を抑制することによっ
てエンジンの振動・騒音を低減することが可能になる。
また、従来から存在するインテークマニホールド１２の
組付手段をコモンレール取付用部材として共用すること
が可能になるから、部品点数が少なくなり、部品の配置
に関する自由度が高くなるという利点が有る。この利点
は、特に狭いバンク間に吸気系部品をはじめ多数の部品
を配置しなければならないＶ型エンジンにおいて顕著で
ある。

【００３２】図４は、本発明の請求項４に対応する第３
実施例を示している。この実施例は、基本的構成は図１
記載の第１実施例と同様であり、シリンダヘッド１１と
インテークマニホールド１２との間にコモンレール１９
が配置されているが、特に、コモンレール１９がゴム層
４１を介して溝部１６，１８内に保持されている。上記
ゴム層４１は、コモンレール１９の全周に亘って設けら
れており、例えば別に成形したものをコモンレール１９
外周に被せるようにしてもよく、あるいはコモンレール
１９の外周面もしくは溝部１６，１８内周面に加硫接着
等により予め付着させておくようにしてもよい。なお、
このゴム層４１は、シリンダヘッド１１とインテークマ
ニホールド１２とが締め付けられた状態では、適宜に圧
縮された状態となる。

【００３３】このようにゴム層４１を介してコモンレー
ル１９を拘束するようにした構成では、ゴム層４１によ
って、コモンレール１９に発生した振動自体を減衰させ
る効果と、この振動が他のエンジンに伝達することを抑
制する効果と、が得られる。また、コモンレール１９を
略全長にわたって挟んでいるために、ゴム層４１が介在
しているにもかかわらず、コモンレール取付剛性を必要
充分な程度に確保することが可能になる。

【００３４】なお、図４はインテークマニホールド１２
とシリンダヘッド１１との間にコモンレール１９を配置
した実施例を示しているが、図３のように複数のインテ
ークマニホールド部品の間にコモンレール１９を配置し
た構造においても、同様にゴム層４１を介したコモンレ
ール１９の保持が可能である。

【００３５】次に図５は、本発明の第４実施例を示して
いる。この実施例においては、インテークマニホールド
１２は合成樹脂によって一体成形されており、その成形
時にコモンレール１９を型内部に保持した状態で樹脂を
注型することにより、コモンレール１９が内部に一体に
インサート成形されている。つまり、コモンレール１９
が、インテークマニホールド１２内部に堅固に一体に保
持されている。

【００３６】この実施例においても、前述した他の実施
例と同様に、コモンレール１９がその略全長にわたって
剛性の高いインテークマニホールド１２に保持され、取
付剛性が向上するので、コモンレール１９の振動による
エンジン振動・騒音の悪化が抑制されるとともに、振動
による耐久性の悪化を効果的に防止できるという効果が
得られる。また、一般にシリンダーヘッド１１の周辺に
配置されることが多いインテークマニホールド１２とコ
モンレール１９とを一体のモジュールにすることによっ
て、組立時及び分解整備時の工数を低減することが可能
になるという効果が得られ、製造コストの低減などが図
れる。

【００３７】なお、本実施例は樹脂材料でインテークマ
ニホールド１２を形成した例であるが、同様に金属材料
の鋳造で製造されるインテークマニホールドにおいても
同様の構成が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すシリンダヘッドお
よびインテークマニホールドの断面図。

【図２】この第１実施例のシリンダヘッドの側面図。

【図３】第２実施例を示すシリンダヘッドおよびインテ
ークマニホールドの断面図。

【図４】第３実施例を示すシリンダヘッドおよびインテ
ークマニホールドの要部断面図。

【図５】第４実施例を示すシリンダヘッドおよびインテ
ークマニホールドの断面図。

【符号の説明】

１１…シリンダヘッド １２…インテークマニホールド １６，１８…溝部 １９…コモンレール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のエンジン部品の互いに対向する部
   分に略平面の取付面をそれぞれ形成し、この取付面同士
   を直接あるいはシール部材を介して当接させた状態で、
   互いに締結してなる内燃機関の部品組立部において、 互いに当接する取付面の少なくとも一方に、コモンレー
   ルを収容する溝部を形成し、エンジン部品同士の締結に
   より、この溝部内にコモンレールを挟持固定したことを
   特徴とする内燃機関のコモンレール取付構造。
2. 【請求項２】 上記エンジン部品が、シリンダヘッドお
   よびインテークマニホールドであり、両者の接合部にコ
   モンレールが挟持されていることを特徴とする請求項１
   記載の内燃機関のコモンレール取付構造。
3. 【請求項３】 上記エンジン部品が、インテークマニホ
   ールドを構成する２つの部品であり、両者の接合部にコ
   モンレールが挟持されていることを特徴とする請求項１
   記載の内燃機関のコモンレール取付構造。
4. 【請求項４】 粘性あるいは弾性を有する振動減衰材料
   を介してコモンレールが溝部内に保持されていることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の
   コモンレール取付構造。
5. 【請求項５】 溶融材料の型成形により形成されるイン
   テークマニホールドの成形時に、型内に予めコモンレー
   ルを配置しておくことにより、インテークマニホールド
   とコモンレールとを一体に形成したことを特徴とする内
   燃機関のコモンレール取付構造。
6. 【請求項６】 コモンレールの少なくとも一方の端部付
   近が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれかに記載の内燃機関のコモンレール取付構造。
7. 【請求項７】 コモンレールの少なくとも一端に、非固
   定状態の突出部を有し、この突出部の軸方向の長さが、
   該コモンレールの太さ以下であることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のコモンレール取
   付構造。