JP2001500225A - 内燃機関シリンダへの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、実質的に球状の空所（１７）を備えた中空体を有する軽量かつ小型の分配装置に関し、２つの結合された要素（１５、１６）の組立体からなり、また、通路（１４）を有し、この通路は、それぞれ、小断面孔（３８）と、先細孔（４１）を介してこの小断面孔に連結されたねじ溝付き孔（４０）とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関シリンダへの燃料供給装置 本発明は、内燃機関、特に比較的高圧の燃料噴射を行う内燃機関シリンダへの 燃料供給装置に関するものである。 本発明は、特に、高圧噴射に対する耐久性が良好でありながら、低コストで製 造が簡単であり、かつ設置が容易な上記種類の装置の新規な構造に関するもので ある。 燃料噴射内燃機関において、燃料供給装置は、従来、軸方向の一端で燃料ポン プの出口に連結され、かつその長さに沿って突出ボス内に複数の出口を有する略 円筒状のボディを含み、これらの出口は種々のシリンダに連結され、また、レギ ュレータ、ダンパなどのような他の装置にも連結できる。 種々の出口における内部開口部にはバリおよび削りくずがあってはならない。 実際、このために燃料供給装置の内壁に対しては特に注意深い仕上げ削りが必要 となる。突出ボスは、焼きばめ輪によって外部に取り付けられる。この焼きばめ 輪はコストのかかる技術である。そうでなければ、高コストの一体型の部品を作 らなければならない。 上記種類の円筒状ボディは、また、内燃機関に沿って取り付けるための複数の サポートすなわち取り付け突起を有している。上記種類の燃料供給装置にいろい ろな形があることと多数の箇所で取り付ける必要があることは、実際問題として 、内燃機関の各タイプに対して特定のモデルを設計する必要があることを意味し ている。 また、円筒状部分の軸方向端部は、圧力に対して抵抗力の弱いねじ溝付き栓で 密封されている。 本発明は、上記すべての欠点を除去するものである。 より正確には、本発明は、特に加圧燃料の供給源およびそれぞれシリンダに供 給する複数のインジェクタに連通するように壁部に形成されたポートを備えた中 空体を有する形式の、燃料噴射内燃機関のシリンダに燃料を供給するための燃料 供給装置に関し、前記中空体はそれらの間に実質的に球状の空所を形成する少な くとも２つの溶接された構成要素を有し、また、各ポートは実質的に放射状に向 けられた小 断面孔と、外部に開口し前記小断面孔に連結されたより大きな径のねじ溝付き孔 とを有することを特徴とする。 「ポート」は、機関のシリンダに連通する燃料入口または出口であれ、レギュ レータまたはダンパへの連結であれ、燃料供給装置とのいずれの連結部をも意味 している。 前記２つの構成要素は、ロウ付けもしくは溶接することができる。これらは実 質的に球状の空所を形成する。これらの構成要素は要求される運転条件に適した 鋼鉄あるいは他のいずれの金属でも製作可能である。 一実施形態において、ポート（あるいはほとんどのポート）は一方の構成要素 の外面に取り付けられたリング上に形成することができる。 他の実施形態においては、前述のポートの少なくとも一つは、前述の２つの構 成要素の一方あるいは他方の外側に取り付けられるか、そうでなければ溶接され た端板に形成され、端板は、前記ポートが前記構成要素の壁部に形成された対応 する孔と連通するように取り付けられる。 一実施形態においては、第１の前記構成要素の内壁は、組立前に開いている円 筒状スリーブが延設された第１の球状ドームを形成する。第２の前記構成要素は 組立後に前記スリーブに係合される栓を形成し、前記第１の構成要素に対して相 補的な第２の球状ドームを形成する杯状体を有する円筒状部分を含む。第２の構 成要素は機関の上に取付ベースを形成し、また該取付ベースは他方の構成要素に 係合した円筒状栓に対して外方に突出する環状フランジを有する。このフランジ は、スリーブ開口の周囲における第１の構成要素に対応する平らな環状領域に溶 接あるいはロウ付けされる。 また、環状の空所が溶接領域近傍の２つの構成要素間に形成され、溶接作業の 結果生じた物質の粒子を取り込み、それによって、物質が内部球状空所内に侵入 するのを防止する。 ポートは構成要素の一方に、この場合は第１の構成要素にすべて設けることが できる。 空所の内部に向けて開く小断面孔の内側開口部は、溶接の前に簡単にバリを取 って磨くことができ、前記第１の空所の内壁には円筒状スリーブを介して機械加 工用 ツールが到達できる。 本発明は、限定的なものでない添付図を参照し、例としてのみ与えられる本発 明による燃料供給装置のいくつかの実施例についての下記説明を読むことによっ て、より理解され、かつ本発明の他の利点がより明瞭となるであろう。 図１は、本発明による燃料供給装置の主要部品の分解斜視図である。 図２は、図１の装置の正面断面図であり、組み立てられた主要部品を示してい る。 図３は、本発明による燃料供給装置の他の実施例を示す正面断面図である。 図４は、図５の断面線ＩＶ−ＩＶに沿った、本発明による燃料供給装置の他の 実施例を示す正面断面図である。 図５は、図４の平面図である。 図６は、図７の断面線ＶＩ−ＶＩに沿った、本発明による燃料供給装置の他の 実施例を示す正面断面図である。 図７は、図６の装置の平面図である。 図８は、燃料供給装置のポートの一つにおける連結部材の取り付けを示す詳細 断面図である。 図９は、図１０の線ＩＸ−ＩＸに沿った他の変形例を示す、図６に類似した断 面図である。 図１０は、図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。 図１１は、図１０の矢印ＸＩの方向における部分図である。 図１２は、他の変形例を示す、図４に類似した図である。 図１および図２は、内燃機関、特に燃料噴射機関のシリンダに燃料を供給する ための燃料供給装置１１を示している。 このタイプの機関において、図示されていないが、燃料は、ガソリン機関の場 合１２０バールオーダーの比較的高圧でポンプによって燃料供給装置１１に供給 され、ソレノイド弁によって制御されたインジェクタに供給される。 本発明の燃料供給装置では、燃料はいつでも加圧されており、インジェクタに 連動するソレノイド弁は機関の運転サイクルにおける所定回数の開弁、および噴 射燃料の量を決定する可変期間を制御する。 このために、燃料供給装置は、本質的に中空体１２を有し、それはここでは球 状 の内面を有し、かつ、特に、加圧燃料供給源、すなわちポンプ、および、機関の 各シリンダに燃料を供給する複数のインジェクタに連結されるいくつかのポート １４を備えている。 他のポート１４は、例えばレギュレータおよび／またはダンパおよび／または 圧力取り出し管のような制御手段に連結するために確保しておくことができる。 従って、図示の実施例においては８つのポートを有し、それらの１つはポンプの 出口に連結され、他の６つは６シリンダガソリン機関の各インジェクタに連結さ れ、残りの１つは例えばレギュレータに連結されるようになっている。 本実施例においては、すべてのポート１４は同一構造である。 中空体１２は２つの部品１５、１６が溶接され、かつその間に球状の空所１７ を画成する組立体である。第１の構成要素１５の内壁は組立前（図１）には開い ている円筒状スリーブ２３が延設された第１の球状ドーム２２を形成する。第２ の構成要素１６は、スリーブ２３の内径に応じた外径を有する円筒状栓体２１を 含んでいる。円筒状栓体21は組立後にスリーブと係合し、かつその内端部に杯状 体を有している。杯状体は、２つの部品１５、１６が組み立てられ溶接された後 に、燃料供給装置の内側に形成された空所が球形を形成するように、第１の球状 ドーム２２に対して相補的な第２の球状ドーム２８を形成する。この球形は圧力 に対する耐力が大きい。このため、他の条件は同じとすると、２つの部品の壁部 は比較的薄い。空所の内容積は機関の容量に対して必要な値に調整することがで きる。燃料供給装置の外部体積は機関の容量に対してほとんど変化しない。第２ の構成要素１６は、燃料供給装置を機関またはポンプに対して一点で固定するこ とができる取付ベース３６を含んでいる。この取付ベース３６は、例えば燃料供 給装置を固定するための穴を含むことのできる環状フランジを形成している。こ こで、２つの部品１５、１６は鋼鉄でできている。これらはロウ付けするのが好 ましい。また、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成することもできる 。 一実施形態において、ポート１４は少なくとも２つの構成要素の一方、ここで は第１の構成要素１５の外側に溶接あるいはロウ付けされる。 各ポートは空所の内部に連通した実質的に放射状に向いた小断面孔３８と、外 部に開口し、かつ前記小断面孔に連結された大径のねじ溝付き孔４０とを有して いる。 本実施例において、ポート１４（またはそれらのうち少なくとも２つ）は一方 の構成要素の外面に取り付けられたリング４５上に形成される。本実施例におい て、リングは前記第１の構成要素１５の外面にロウ付けされるか、もしくは溶接 される。各ポートにおいて、ねじ溝付き孔４０と小断面孔３８とは互いに同軸に かつ直線状とされており、円錐状座面４１によって結合されている。円錐状座面 ４１は平坦な座面と置き換えてもよい。 前記ポートはリング４５の内面にある環状溝４８内に開口する。この溝は前記 第１の構成要素１５を貫通する孔５０に連通する。 直径方向に対向する２つの長孔５０がある。前記リングが前記第１の構成要素 に溶接されたとき、その中央の平面は空所の赤道面と実質的に一致する。環状溝 ４８は第１の構成要素１５の外面とともに、種々のポートの小断面管３８と第１ の構成要素の壁部の２つの長孔５０との間を連通する環状分配管を形成する。 一方、図３の変形例では、各ポート１４ａは前述の２つの構成要素の一方ある いは他方の外側に溶接された端板に形成されている。一変形例ではいくつかのポ ートだけがこの種類となっている。上記の種類の端板は、これが溶接される構成 要素１５の壁部内の対応する孔５６と前記ポートが放射状に連通するように、取 り付けられる。前記端板はロウ付けによって固定されるのが好ましい。 各ポートの小断面孔３８は、構成要素１５に溶接された端板５５の端部におけ る凹部５８に通じている。 図４および図５には、内燃機関、例えば高圧燃料噴射ディーゼル機関あるいは ガソリン機関のシリンダに燃料を供給するための他の燃料供給装置が示されてい る。このタイプの機関（図示せず）において、燃料はポンプによって高圧（ディ ーゼル機関の場合、１４００バールから２０００バールのオーダー、ガソリン機 関の場合、１００バールから１５０バールのオーダー）で燃料供給装置１１１に 移送され、ソレノイド弁によって制御されるインジェクタに供給される。 この燃料供給装置は本質的に壁部内に中空体１１２を有し、この壁部には加圧 された燃料供給源（ポンプ）および特に機関の各シリンダに燃料を供給するため の複数のインジェクタに連結されたポート１１４がある。他のポート１１４は、 例えばレギュレータおよび／またはダンパおよび／または圧力取り出し管のよう な制御手 段に連結するために確保しておくことができる。 図４と図５の実施例においては、９つのポートを有し、１つはポンプの出口に 連結され、他の６つは６シリンダのディーゼル機関の各インジェクタに連結され 、他の２つはそれぞれレギュレータおよびダンパに連結されている。本実施例の 場合、すべてのポート１１４は同一構造である。 中空体１１２は溶接された少なくとも２つの構成要素１１５、１１６の組立体 であり、その間には空所１１７が形成される。この空所は少なくとも実質的に球 形であることが有利であり、また球形であることが好ましい。さらには、ここに 示すように、各ポートは、空所１１７の内部に通じる放射状に向いた小断面孔１ １８と、大径ねじ溝付き孔１１９とを含み、前記大径ねじ溝付き孔１１９は外部 に通じかつ前記小断面孔、ここでは円錐形座面１２０によって軸方向に一列に並 んでいる。 本実施例において、すべてのポート１１４は放射状のポートである。より正確 には、第１の構成要素１１５の内壁は組立前には開いている円筒状スリーブ１２ ３が延設された第１の球状ドームを形成している。第２の構成要素１１６はスリ ーブ１２３の内径に応じた外径を有する円筒状栓体１２１を含む。円筒状栓体１ ２１は前記スリーブ組立体と係合しかつその最内端部に杯状体を有している。こ の杯状体は、上述したように２つの構成要素１１５、１１６が組立てられ溶接さ れた後に、燃料供給装置の内側に形成された空所が球状となるように、第１の球 状ドーム１２２に対して相補的な第２の球状ドーム１２８を形成する。 ２つの構成要素１１５、１１６は鋼鉄で作製できるが、アルミニウムあるいは アルミニウム合金で作製するのが好ましく、他の条件を同じとすると、非常に軽 量の燃料供給装置を得ることができ、また、耐腐食処理の必要がなくなる。空所 が球形であると耐圧力が大きくなる。空所の内容積は機関の容量に合わせて必要 な値に調整することができる。また、燃料供給装置の外部体積は機関の容量に対 してほとんど変化しない。 図８に示すように、雄ねじを有する連結部材１３０がこのねじにより対応する ポートのねじ溝孔１１９に固定される。また、前記連結部材１３０は、前記小断 面孔１１８と同径で、空所に連通する軸方向通路１３２を有している。さらに、 前記ねじ溝孔１１９と前記小断面孔１１８との間に形成された円錐状座面１２０ に対して 押圧され密封する円錐状端部を有している。従って軸方向通路１３２および小断 面孔１１８は直列に並んでいる。ポートが小断面孔（実際上、直径３ｍｍ未満） を介して空所の内部に連通していることによって、装置は耐圧力が非常に強くな る。孔を適当な形削り具、例えば球面ツールで研磨することによって、必要であ れば各孔の端部を硬化処理することによって、性能はさらに改善される。 さらに、ここに示すように、第２の構成要素１１４は、燃料供給装置のモータ あるいはポンプの一点への固定を可能とする取付ベース１３６を含んでいる。 図示の本実施例において、この取付ベースは円筒状部材１３８が軸方向に延設 された円形状ベース１３７を含み、円形状ベースは燃料供給装置を単一のねじ１ ４０によって固定するためのクランプ溝１３９を有している。 円形状ベース１３７は、円筒状栓体に対して外方に突出し、かつスリーブ１２ ３の開口の全周に形成された、第１の構成要素の対応する平らな環状領域に溶接 された環状フランジを形成している。溶接は、例えば摩擦あるいは電気接触溶接 あるいは電子ビーム溶接によって溶加材で行われる。溶接領域１４４は図に示さ れている。環状凹部１４６が溶接領域に近接して２つの構成要素の間に形成され る。この凹部１４６は溶接処理後の過剰物質を受容しかつ保持するための受容部 を構成しており、過剰物質が球状の空所１１７に到達するのを防止している。 本実施例において、環状凹部１４６は、ベースのフランジ近傍における前記第 ２の構成要素１１６の円筒状栓体１２６内にある環状溝によって形成される。 前記２つの構成要素は、アルミニウム製かアルミニウム合金製であれば半加工 品を型打ち抜きすることによって、もしくは、鋼鉄製であれば鍛造あるいは押し 出しによって形成される。 各ケースにおいて、第１の構成要素の内部は機械加工が簡単であり、空所の容 積を正確に決定することができ、機関の容量に適合できる。また、小径孔の開口 部におけるバリは溶接前に容易に除去できる。このようにして、前記２つの部品 １１５、１１６は、内部が完全に清浄であり、溶接によって組み立てる前の削り くずはない。 多数のポートを有する図４および図５の例において、ポートは第１の構成要素 １１５の少なくとも大部分に分配されるのが有利である。すべてのポートは放射 状ポートであって第１球状ドーム１２２内部に連通している。またそれらのポー トは、 図５からわかるように、実質的に等距離である。 図６および図７（ここで類似構造の部材には図４および図５と同一の参照番号 が付されている。）に示される実施例は、例えば４シリンダ機関のような、限ら れた数のポートのみを必要とする機関にとりわけ好適である。この場合、ポート １１４は前記第１の構成要素におけるアーチ形の肉厚部分１５０に沿って実質的 に規則的に配設される。 本実施例において、肉厚部分１５０の中央面はベース１３７に対して直交して いる。またその面は、球状の空所１１７の中心を含んでいる。 肉厚とされる厚みは、適当な長さのねじ溝を有するポート１１４を得るのに必 要な壁厚に応じて計算される。換言すると、他のいずれの部分も、前記第１の構 成要素１１５ａの壁厚は、装置を軽量とするために小さい。各放射状に向いたポ ート１１４は小断面孔１１８およびこれと整列したねじ溝付き孔１１９を有して いる。必要であれば、ポートは、このタイプの２つ以上の円弧に沿って配設する こともできる。 図９ないし図１１には他の変形例が示され、ここで上記実施例のように、前記 第１の構成要素１１５ｂはポートが形成された円弧状の肉厚部分１５０を有して いる。前述のように、いくつかのポート１１４は完全に放射状である。他方で、 他のポート１１４ｂはそれぞれ放射状に向いた小断面孔１１８ｂと、これに直交 しかつ前記肉厚部分１５０の平らな環状側面１５２に連通するねじ溝付き孔１１ ９ｂとを有し、円錐状座面１２０がねじ溝付き孔１１９ｂから延長している。他 の条件が等しいとすれば、これによりリング上のポートの数を増すことができる 。 さらには、所望する機関の取付に応じて、ポート１１４または１１４ｂはより 簡単な連結とすることができる。この変形例にて第２の構成要素の取付ベース１ ３６ｂは円形状のベース１３７ｂを含み、その直径は栓体１２６を覆う第１の構 成要素の円筒状部分の外径より大きい。円弧状細孔１５５が、設計上の制約に従 って容易に向きを合わせられるように、燃料供給装置を機関に固定するためのベ ースの外側フランジに形成されている。前述のように、円弧状の肉厚部分１５０ の中央平面はベース１３７ｂに対して直交しており、かつ重心を含んでいる。 図１２の実施例において、前記第１の構成要素１１５ｃもポートが形成された 肉 厚部分１５０ｃを含んでいる。しかしながら、この肉厚部分は完全なリングを形 成している。このリングの中央平面は取付ベースのベース１３７ｃに対して平行 である。いくつかのポート１１４はこのリング内にて完全に放射状である。他の ポート１１４ｃはそれぞれ放射状に向いた小断面孔１１８ｃとこれに直交し、か つリング状肉厚部分１５０ｃの平らな環状側面１５２ｃに連通するねじ溝付き孔 １１９ｃとを有している。ねじ溝付き孔１１９ｃには切頭円錐状座面が延設され ている。 この変形例の燃料供給装置は高さが低い。ベース１３７ｂは栓体１２６を覆う 第１の構成要素１１５ｃの円筒状部分と同じ径を有している。固定は機関あるい はポンプにある対応する径の単一の孔によってなされる。平面部分１５６が組立 体の側部に形成されている。従って燃料供給装置は単一のねじ１５７によって機 関あるいはポンプの単一孔に固定できる。 もちろん、上述したいずれの固定配置も、どの実施例の燃料供給装置にも適用 することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 55/02 ３４０ Ｆ０２Ｍ 55/02 ３４０Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に加圧燃料の供給源およびそれぞれのシリンダに供給する複数のインジェ クタに連通するように壁部に形成されたポート（１４、１１４）を備えた中空体 を有する形式であり、前記中空体がそれらの間に空所（１７、１１７）を形成す るように組み立てられた少なくとも２つの構成要素（１５、１６−１１５、１１ ６）を有する、燃料噴射内燃機関のシリンダに燃料を供給するための燃料供給装 置であって、前記中空体は少なくとも実質的に球状であり、各ポートは実質的に 放射状に向けられた小断面孔（３８、１１８）と、外部に開口し前記小断面孔に 接続されたより大径のねじ溝付き孔（４０、１１９）とを有することを特徴とす る燃料供給装置。 ２．前記ポートは前記２つの構成要素の少なくとも１つの外部に溶接され、各ポ ートは前記空所の内部に連通する１つの前記小断面孔（３８）を含むことを特徴 とする請求の範囲第１項の装置。 ３．少なくとも一部のポートは、一方の前記構成要素の外面に取り付けられたリ ング（４５）に形成されることを特徴とする請求の範囲第２項の装置。 ４．前記ポートは前記リングの内面にある環状溝（４８）に開口し、その環状溝 は、前記リングがその構成要素の前記外面に固定された後に取り付けられている 構成要素を介して孔（５０）に連通していることを特徴とする請求の範囲第３項 の装置。 ５．少なくとも一つのポートが、前記２つの構成要素の一方あるいは他方の端部 に溶接された端板（５５）に形成され、前記端板は前記ポートが前記構成要素の 壁にある対応する孔に連通するように取り付けられることを特徴とする請求の範 囲第２項の装置。 ６．前記構成要素はそれらの間にほぼ球状の空所を画成することを特徴とする、 先行するいずれかの請求の範囲による装置。 ７．少なくとも１つの前記ポートについて、前記ねじ溝付き穴及び対応する小断 面孔は整列され、平坦な又は円錐状の座面によって接続されていることを特徴と する、先行するいずれかの請求の範囲による装置。 ８．前記構成要素（１５、１６）はロウ付けされているか、あるいは溶接されて いることを特徴とする、先行するいずれかの請求の範囲による装置。 ９．前記リング（４５）はロウ付けされているか、あるいは溶接されていること を特徴とする請求の範囲第２項の装置。 １０．各端板（５５）はロウ付けされているか、あるいは溶接されていることを 特徴とする請求の範囲第４項の装置。 １１．第１の前記構成要素（１５，１１５）の内面が、組立前に開口している円 筒状スリーブ（２３，１２３）が延在する第１の球状ドーム（２２，１２２）を 形成し、第２の前記構成要素が組立後に前記スリーブと係合し、前記第１のドー ムを補う第２の球状ドーム（２８，１２８）を形成する内端部にある杯状体を有 する円筒状栓を備えていることを特徴とする、先行するいずれかの請求の範囲に よる装置。 １２．前記第２の構成要素は取付けベース（３６，１３６）を備えている、先行 するいずれかの請求の範囲による装置。 １３．前記ベース（３６，１３６）は前記円筒状栓に対して外方に突出する環状 フランジを備え、そのフランジは前記スリーブの開口部を取り囲む第１の構成要 素の対応する環状領域に溶接されることを特徴とする請求の範囲第１２項の装置 。 １４．２つの構成要素の間にある溶接領域近傍に環状の凹所（１４６）を備えて いることを特徴とする請求の範囲第１項の装置。 １５．前記環状凹所は前記フランジ近傍の円筒状栓にある環状溝によって画成さ れていることを特徴とする請求の範囲第１４項とともに請求の範囲第１３項によ る装置。 １６．前記ポート（１１４）は前記第１の構成要素（１１５）の少なくとも大部 分にわたって配置され、実質的に互いに等距離にあることを特徴とする請求の範 囲第１１項の装置。 １７． 前記ポート（１１４）は前記第１の構成要素の弧状の肉厚部（１５０） に沿って配置されていることを特徴とする請求の範囲第１１項の装置。 １８． 前記ポート（１１４，１１４ｃ）は前記第１の構成要素（１１５ｃ）の リング状の肉厚部（１５０ｃ）に沿って配置されていることを特徴とする請求の 範囲第１１項の装置。 １９．少なくとも１つの放射状ポート（１１４）を有し、前記小断面孔とねじ溝 付き孔とが整列していることを特徴とする請求の範囲第１７項又は第１８項の装 置。 ２０． 前記放射状に向けられた小断面孔（１１８ｂ、１１８ｃ）を有する少な くとも１つのポートを備え、１つのねじ溝付き孔（１１９ｂ、１１９ｃ）がそれ と直交していることを特徴とする請求の範囲第１７項又は第１８項の装置。 ２１． ２つの構成要素（１１５，１１６）はアルミニウム又はアルミニウム合 金で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第２０項のいず れかに記載の装置。 ２２． 前記小断面孔（１１８）の内部孔部が磨き仕上げされていることを特徴 とする、先行する請求の範囲のいずれかに記載の装置。