JP2002515563A - 内燃機関用燃料分配システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、燃料分配装置に関し、特に比較的高い圧力の下に燃料供給されるエンジン用燃料分配装置に係わる。本発明は、燃料分配ポンプが中空ボディ（１２）から成るという点を特徴とする。中空ボディ（１２）において、通路（１４）が配置され、ほぼ球形の空洞（１７）部（１８）が設置され、そして、施栓装置（３０）が中空ボディ内にねじ止めされる。施栓装置は、ポンプ噴射口に取り付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、内燃機関のシリンダに燃料供給するための燃料分配システムに関す
る。特に、本発明は燃料噴射エンジンに関する。また、特に比較的高い圧力で燃
料供給されるエンジンに関する。

【０００２】 本発明は、特に、製造及び取付が容易であり、且つ低コストの上記種類のシス
テムを製作する新規な方法に関する。

【０００３】 燃料噴射内燃機関において、燃料分配装置は、従来は細長く、一般に管状のボ
ディを含んでいた。この細長い管状のボディは、一軸端により、燃料ポンプの吐
出口に接続されて、その長さに沿って突出するボスの形で複数の吐出口を有する
。吐出口は、多様な噴射器に接続している。圧力及び・又は温度センサ、ダンパ
ー又は調整器に接続される、他の接続を設けてもよい。細長い管状のボディは、
作成するのが困難である。これは、仕上げ加工を行なうことを必要とする、重い
一体の構成要素を必要とするからである。

【０００４】 上記の種類の細長い管状のボディは、また、エンジン・ブロックにそれを固定
するための、複数のサポート又は装着ラグを内蔵している。実際問題として、上
記種類の分配装置のまさにその形により、及び多くの位置でそれを固定する必要
により、各エンジン形式毎に、個別の設計が必要となる。

【０００５】 欧州特許出願番号第０４２７９７７号に、圧力及び・又は温度センサ内蔵のベ
ース上に搭載される短く細長い空洞を含む分配装置が記載されている。ポンプに
接続している吸入口及び噴射器に接続している吐出口を含む空洞のポートは、ボ
ディの一端でまとめられる。これらのポートは、穴を介し空洞上部と連通してい
る。穴のほとんどは傾斜しており、空洞上部内に開口している。上記の種類の分
配装置は、作成困難であり、コスト高である。ボディの壁は比較的厚く、構成要
素は重い。

【０００６】 本発明は、新型の燃料分配システムを提供する。そして、それは比較的単位価
格が低く、大量生産が容易である。

【０００７】 本発明の一つの目的は、特に高圧に対して高い抵抗性を有する小さくて軽い分
配装置を提供することである。

【０００８】 本発明の別の目的は、上記の種類の分配装置を提供することである。この場合
、分配装置は、エンジンの多様なシリンダ及びセンサへの接続のため、多数のポ
ートを有することができ、そして、前記ボディ上の多数の場所に配置することが
できる。

【０００９】 本発明の別の目的は、空洞が、特にその容積が小さく、それにもかかわらず、
他の全ての条件が同じなら、高圧で比較的大排気量のエンジンに燃料を供給する
ことができる分配装置を提供することである。

【００１０】 本発明は、特に内燃機関のシリンダに燃料供給するための分配システムに関す
る。このエンジンは、ポートが形成される壁において、中空ボディを含んでいる
形態のものである。ポートは、特に、加圧状態での燃料供給に、そして、前記シ
リンダに燃料供給するための複数の噴射器に接続されるよう構成されている。こ
の分配システムは、以下のように特徴づけられる。すなわち、前記中空ボディは
、少なくともほぼ球形か又は長円形の外形を有する空洞の一部、そして前記ボデ
ィの前記空洞部と開口部の間でほぼ放射状に伸びているショルダ付き穴を含む。
前記穴は、ショルダによって分離され、前記空洞部と連通する内側第１部、そし
て、ねじ切りされた外部第２部を含む。更に、分配システムは、以下のように特
徴づけられる。すなわち、前記穴を施栓する装置は、前記第１部に係合され、前
記空洞の内面の一部を構成する内側部分と、前記第２部にねじ止めされるねじ切
り部を有する。

【００１１】 空洞は球形又は、ほぼ球形か、或いはやや長円形の外形を有するよう形成でき
る。

【００１２】 施栓装置の内側部分には、前記空洞を完成させる凹部を形成できる。シールは
、施栓装置と前記穴の間に配置することができる。

【００１３】 空洞を球形、又はほぼ球形として形成することは有利である。これは、少なく
とも、内側の端部がほぼ放射状である穴を介して、全てのポートが、空洞と連通
することができるからである。これは、ポートが、球形又はほぼ球形の空洞全周
において、ボディ上の如何なる位置にも配置可能であることを意味する。

【００１４】 さらに重要なことには、中空ボディ及び施栓装置のねじ止めアセンブリにより
、圧力に対する驚くほど高い抵抗を得るための製造コストが大幅に削減される。

【００１５】 本発明の多様な実施例において、施栓装置の内側部分は、ねじ切り部と分離さ
れる。該内側部分は、穴のショルダと協同する第１ショルダを含む。この場合、
前記ねじ切り部がシール上にねじ止めされる時、前記ボディと前記内側部分の間
のシールは傷むことがない。以下、このショルダを、「第１ショルダ」と称する
。

【００１６】 シールは、前記内側部分の円筒部に形成される環状の溝に収容できる。このシ
ールは、また、２つのショルダの間で圧縮できる。１つは、前記穴のショルダで
ある。穴のショルダは、適当な形のシールを収容するのに適する環状スペースを
形成するために面取りをすることができる。

【００１７】 少なくとも比較的平らなシールを、前記穴のショルダと前記内側部分の前記第
１ショルダ間に配置することもできる。前記のように、前記ショルダ付き穴のシ
ョルダは、前記内側部分の前記第１ショルダで拡大環状の形を画成するために面
取りされることができる。この場合、前記比較的平らなシールは、その内側縁近
くに増加した環状厚みを含む。この内側縁は、拡大された環状のスペースを占め
るよう形成される。

【００１８】 場合により、施栓装置及びねじ切り部の内側部分は、一体とすることができる
。

【００１９】 最後に、本発明の他の有利な特徴によれば、空洞容積は、燃料供給されるエン
ジンのシリンダ容量と比較して、比較的小さくすることができる。例えば、１５
００バール程度の圧力での直接噴射式６気筒２．５リットルのエンジンでは、空
洞容積を３０ｃｍ^３とすることができる。

【００２０】 本発明、そして本発明の他の効果は、添付の図面を参照し、本発明の燃料分配
システムの多様な実施例の以下の説明に照らしてより明らかになる。

【００２１】 図１〜３は、燃料分配システム１１を示す。この燃料分配システム１１は、比
較的高い圧力で、直接燃料噴射内燃機関、例えばディーゼル又はガソリン・エン
ジンのシリンダに燃料供給を行うためのシステムである。

【００２２】 この種のエンジン（図示せず）において、燃料は、ポンプによりシステムに高
圧供給され、ソレノイド弁によって制御される噴射器に分配される。燃料供給用
圧力は、ガソリン・エンジンの場合１００〜１５０バール、及びディーゼル・エ
ンジンの場合１４００〜２０００バール程度である。分配システムは、本質的に
中空ボディ１２より成る。中空ボディ１２の壁において、ポート１４が、特に、
加圧状態での燃料源（ポンプ）に、そして、エンジンの各シリンダに燃料供給す
る複数の噴射器に接続されるよう形成される。図示の実施例において、多様なポ
ートの区別化は行われない。これらのポートは、一体リング（solid ring）１６
上に、前記中空ボディと一体に形成される。つまり、ポートは、鋳造又は鍛造、
あるいは中空ボディと一体形成される。

【００２３】 他の同様のポートを使い、制御手段、例えば調整器及び・又はダンパー及び・
又は圧力接続部を接続することができる。中空ボディは、ほぼ球形の空洞１７の
一部１８を含む。ここで、中空ボディ内の前記空洞部は、大体半球より大きい。
概して、空洞部は、少なくとも空洞の半分を構成し、正確に球形の空洞の場合、
少なくとも半球形を構成する必要がある。前記ポートが形成される一体リング１
６は、球形空洞１７の赤道面と一致する中央平面を有する。空洞が、正確に球形
ではなく、例えば僅かに長円形の外形である一般形状である場合、大きいリング
は、前記空洞を対称に横断する面と一致する中央平面を有することが有利である
。しかし、必要であるならば、他のポートを、前記中空ボディ全周において、他
の場所に配置することもできる。各ポート１４は、狭くほぼ放射状の穴１９、及
びより大きい直径のねじ切り穴２０を含む。ここで、ねじ切り穴２０は、外部に
、そしてリング１６上に開口し、細い穴に接続される。

【００２４】 各細い穴１９は、リング外部面１６ａに垂直であることが好ましい。即ち、球
形である場合、空洞１７に対して放射状であることが好ましい。

【００２５】 中空ボディは、また、ショルダ付き穴２２を含む。この穴２２は、中空ボディ
の前記空洞部１６と開口部２４の間で、ほぼ放射状に伸びている。この穴は、シ
ョルダ２６によって切り離され、前記ボディにおいて画成される前記空洞部１と
連通する内側第１部２８、ねじ切り第２部２９を含む。本システムは、ショルダ
付き穴２２をふさぐための装置３０によって完成される。この施栓装置は、前記
第１部と係合する内側部分３２と、前記第２部２９内ねじ止めのねじ切り部３６
とを含む。ここで、内側部分３２の端面が、凹部３４を含み、前記空洞を完成す
る、即ち前記ボディにおいて定義される空洞部１６に接続される。少なくとも一
つのシール４０が、前記施栓装置３０と穴２２間に配置される。

【００２６】 図１〜３に示される例において、施栓装置３０の前記内側部分と前記ねじ切り
部は、一体に形成される。ここで、シール４０は、前記穴のショルダ２６と、前
記内側部分３２と前記ねじ切り部３６の間で定義される部分のショルダ４２の間
に配置される比較的平らなシールである。ショルダ４２は、「第１のショルダ」
と称する。

【００２７】 図４の変形例において、ボディにおいて形成される前記ショルダ付き穴２２の
ショルダの内側縁は、面取りされ（面取り部４５）、前記内側部分３２及び前記
ねじ切り部３６からなる一つの構成要素で、環状のスペースが定義される。一方
、少なくとも比較的平らなシールは、拡大環状スペースを占めるよう形成された
その内側縁近くに、環状の増厚部を有する。

【００２８】 図４から明らかなように、シールは５つの連続的表面で得られる。

【００２９】 以下記載する他の全ての実施例において、内側部分３２は、ねじ切り部３６と
分離される。しかし、上記した平ら、又は比較的平らなシールが、図５〜９の実
施例について使用可能であることは明白である。以下に記載する他の全てのシー
ルも、図１〜３の実施例において使用可能である。

【００３０】 図５及び６は、内側部分３２が、穴のショルダ（ショルダ２６）と協同する第
１のショルダ４２を含む。Ｏリング４８は、前記内側部分の円筒部にある環状溝
４９に収容される。

【００３１】 図７において、同様の環状溝４９ａが、前記シール４８を接合している押出し
防止リング５０を収容する。

【００３２】 図８及び９に示す本実施例において、ショルダ穴の前記第１部（即ち、非ねじ
切り部）は、前記内側部分３２の第２ショルダ５４と協同する別のショルダ５２
を含む。少なくとも一つのシール４８が、前記第１ショルダ４２と前記別のショ
ルダ５２間でクランプされる。

【００３３】 図示の例において、そして、図９に詳細に示すように、押出し防止リング５０
は、シール４８に対して当接され、その組合せは２つのショルダ間でクランプさ
れる。

【００３４】 図１０及び１１に示す実施例において、内側部分３２は、ここでもねじ切り部
３６と分離され、そして、ショルダ穴のショルダ内側縁は、拡大スペースを定義
するために面取りされる（面取り部４５ａ）。ここで、拡大スペースは、前記内
側部分３２と円錐台形である。特に、そのショルダ４２（前記第１ショルダ）及
び適当な形を有するシール５６（三角断面環状シール）と円錐台形であり、この
円錐台形環状スペースを占める。

【００３５】 これまで記載した全実施例において、第２部の外表面は、ねじ切りツールを受
ける凹設部（imprint）５８を含む。

【００３６】 記載の実施例において、凹設部は六角形穴の形である。また、他の同様の形で
もよい。

【００３７】 前記ボディ及び施栓装置間の第２のねじの切られたアセンブリが、この種のシ
ステムの単位価格の点で有利であるとわかった点に留意する必要がある。驚くべ
きことに、内圧に対するこの種の装置の抵抗が、例外的に高いとわかった。また
、テストでは、上記種類のシステムが、最大圧力の２倍を超える内圧に耐えるこ
とができることが示されている。ここで、最大圧力は、高圧で直接噴射ディーゼ
ル・エンジンに燃料を供給するために必要とされるものである。

【００３８】 更に、このシステムを開発する過程で、従来の吸入装置の細長い管状の形状に
より通常用いられ、かつ必要とされる容積と比べ、空洞容積を更に減少できるこ
とが明らかにされた。小さい空洞容積（施栓装置の良好なシールを助長する）は
、通常の値と比較して、分配を阻害することなく大幅に減少することができるこ
とが示されている。

【００３９】 最後に、図１２は実際的な効果を有する適用を示す。

【００４０】 図１２の変形例において、施栓装置３０（少なくともそのねじ切り部３６）は
、噴射ポンプ６０の吐出口５９と組み合わせられる。

【００４１】 この場合、ねじ切り部３６は、シール６４を収容するその底面上の溝６３と、
フランジを形成するベース６２を含む。従って、燃料は吐出口５９を延長してい
る非常に小径のパイプ６１を介し、放射状に噴射される。ベース６２は、ネジ６
５によってポンプ端に固定される。

【００４２】 その他に、ねじ切り部３６を、ポンプ自体の吐出口５９全周に形成し、中空ボ
ディ１２を、ポンプにねじ止めし、それらの間にシール４０を配置することも可
能である。ポンプの吐出口５９の端部は、次に凹部３４を取り入れるように形づ
くられ、従って、分配装置（施栓装置）の一部を形成するようになっている。こ
れにより、分配装置構成要素のねじ止めアセンブリの別の重要な効果が得られる
。もちろん、上記した全ての実施例は、ポンプ吐出口に取り付けることができる
。

【００４３】 次の実施例において、前記実施例の構造部材と同様の構造部材は、接尾辞ａを
有する同じ符号によって識別される。

【００４４】 図１３は、空洞１７ａが僅かに異なる形状を有する別の実施例を示す。球形の
代わりに、その形状は、ほぼ楕円であるか又は僅かに長円形の外形を有する。一
方、その形状は、前記ショルダ付き穴２２ａの軸でもある対称軸ｙ−ｙを有する
。より正確には、本実施例において、中空ボディ１２ａにおいて定義される空洞
の一部は、ほぼ球形の端部７０を含む。この端部７０は、ポート１４ａがその内
部に放出する円筒部７１（例えば、１２〜２０ｍｍ長）によって延長させられる
。この円筒部分は、それ自体、横断面が外部の方へ次第に減少するネック７２に
よって延長される。このネックは、前記ショルダ付き穴によって延長される。シ
ョルダ付き穴の内側部分は、ショルダの方へ広がる円筒部分７３及び円錐台形座
面７４を含む。円錐台形座面７４は、ショルダ２６ａの平面で終端となる。

【００４５】 図５、８及び９に示される実施例と同様の方法で、施栓装置３０ａは、２つの
別々の部分を有する。空洞は、第１部に係合される内側部分３２ａによって閉じ
る。これで、空洞１７ａの内面の一部が構成される。この内側部分は、前記第２
部２９ａ内にねじ止めされるねじ切り部３６ａによって適切な位置に保持される
。該部３６ａは、この目的のためにねじ切りされている。

【００４６】 本実施例において、施栓装置の内側部分は、一般に比較的厚いディスクの形で
ある。ディスクは、上記定義の円錐台形座面７４に対して押圧される円錐台形周
辺部７９を有する。内側部分３２ａは、一種の円錐台形座面プラグを形成する。

【００４７】 シールは、円錐台形面７４及び７９との密接な接触によって保証される。一方
、比較的圧縮可能な追加のシール（図示せず）を、ボディ１２ａのショルダ２６
ａとねじ切り部端面の間に配置することもできる。

【００４８】 ポート１４ａは、前記ボディを確実に拡張することでそれぞれ定義される。こ
の拡張により、接続ピース８０が形成される。各ポートは、空洞のほぼ赤道平面
（軸ｙ−ｙに対して垂直）において放出する細い穴１９ａを含む。各ポートは、
円錐開口８１を介し外部に開口され、そして、端ピース８０は、その端に外部ス
レッド８４を有する。

【００４９】 図１３は、圧力センサ８２を備える端ピースのうちの１つを示す。外部スレッ
ドは、有利である。

【００５０】 パイプ・コネクタを締めるときに、小さい金属粒子が引きはがされる場合、分
配装置が作動するときに、それらの粒子は吸入系の方へ取り込まれることがない
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の燃料分配システムを示す分解斜視図である。

【図２】 組立て状態の前記装置の図であり、空洞の直径断面を示す。

【図３】 図２の詳細IIIを拡大して示す図である。

【図４】 図３と同様の詳細図であり、図１及び図２の装置のシールの変形
例を示す。

【図５】 図２同様の図であり、その変形例を示す。

【図６】 図５の詳細VIを拡大して示す図である。

【図７】 図６同様の図であり、その変形例を示す。

【図８】 図５同様の図であり、別の変形例を示す。

【図９】 図６の詳細IXを拡大して示す図である。

【図１０】 図５同様の図であり、別の変形例を示す。

【図１１】 図１０の詳細XIを拡大して示す図である。

【図１２】 ポンプ上に直接搭載を可能にする別の変形例を示す図である。

【図１３】 本発明のシステムの変形例を示す断面図である。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダに燃料供給する燃料分配システムであり
   、前記内燃機関が、中空ボディ(１２)を含む形態であり、前記中空ボディの壁に
   おいて、特に、加圧状態での燃料供給に、そして、前記シリンダに燃料供給する
   ための複数の噴射器に接続されるポート（１４）が形成され、 前記中空ボディ(１２)が、少なくともほぼ球形であるか又は長円形の外形を有
   する空洞（１７）の一部（１８）、前記空洞部と前記ボディ開口部の間でほぼ放
   射状に伸びるショルダ付き穴（２２）を含み、そして、前記穴が、ショルダによ
   り分離される、前記空洞部と連通する内側第１部（２８）とねじ切り外部第２部
   （２９）を含み、更に前記穴に施栓する装置（３０）が、前記空洞内面の一部を
   構成する前記第１部に係合される内側部分と、前記第２部内にねじ止めされるね
   じ切り部（３６）を有することを特徴とする。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムであり、前記内側部分の１面が、
   前記空洞を完成させる凹部を含むことを特徴とする。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシステムであり、シール（４０）が
   、前記施栓装置と前記穴間に配置されることを特徴とする。
4. 【請求項４】 前記請求項の何れかに記載のシステムであり、前記内側部分
   が、前記ねじ切り部（図５）と分離されることを特徴とする。
5. 【請求項５】 前記請求項の何れかに記載のシステムであり、前記内側部分
   が、前記穴と協同する第１ショルダ（４２）を含むことを特徴とする。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載のシステムであり、シール（４８）が
   、前記内側部分の円筒部に形成される環状溝に収容されることを特徴とする。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のシステムであり、前記環状溝は、また、前
   記シールを接合している押出し防止リング（５０）も収容することを特徴とする
   。
8. 【請求項８】 請求項５に記載のシステムであり、前記ショルダ付き穴の前
   記第１部が、前記内側部分の第２ショルダ（５４）と協同する別のショルダ（５
   ２）を含み、前記第２ショルダと前記他のショルダ間でシールがクランプされる
   ことを特徴とする。
9. 【請求項９】 請求項４又は５に記載のシステムであり、前記別の穴のショ
   ルダ内側端が面取りされ、前記内側部分の前記第１ショルダと共に拡大環状スペ
   ースを定義し、更に前記シールが、前記拡大環状部を占める形を有することを特
   徴とする。
10. 【請求項１０】 請求項４又は５に記載のシステムであり、前記シールが、
    前記穴のショルダと前記内側部分の前記第１ショルダ間に配置される少なくとも
    比較的平らなシール（４０）であることを特徴とする。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のシステムであり、前記ショルダ付き穴
    のショルダ内側縁が面取りされ（４５）、前記内側部分の前記第１ショルダと共
    に拡大環状スペースを画成し、更に前記少なくとも比較的平らなシールが、前記
    拡大環状スペースを占めるよう形成されるその内側縁の近くに、環状の増加厚み
    を有することを特徴とする。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載のシステムであり、前記内側部分と前記ね
    じ切り部が、一体に形成されることを特徴とする。
13. 【請求項１３】 前記請求項の何れかに記載のシステムであり、前記第２部
    の外面が、ねじ切りツールを受ける凹設部（５８）、例えば六角形穴の形の凹設
    部、を含むことを特徴とする。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１２の何れかに記載のシステムであり、前記シ
    ステムがポンプと組み合わされ、前記ねじ切り部（３６）に、前記ポンプ端に固
    定されるフランジを形成し、ポンプ吐出口（５９）を延長しているパイプ（６１
    ）を含むベース（６２）が備えられることを特徴とする。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１２の何れかに記載のシステムであり、前記シ
    ステムがポンプ（６０）と組み合わされ、前記中空ボディ（１２）が、この種類
    のポンプ用吐出口に直接ねじ止めされることを特徴とする。
16. 【請求項１６】 請求項１に記載のシステムであり、前記ショルダ付き穴の
    前記内側が、ショルダの方へ広がる円錐台形座面（７４）を含み、更に前記施栓
    装置の前記内側部分が、前記円錐台形座面上に押圧される円錐台形部（７９）を
    含むことを特徴とする。
17. 【請求項１７】 請求項１又は１６に記載のシステムであり、前記ボディが
    接続端ピース（８０）を含み、各端ピースが、その端部に外部スレッド（８４）
    を有することを特徴とする。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載のシステムであり、各接続端ピース（８
    ０）が、細い穴（１９a）を内蔵することを特徴とする。