JP2004324515A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取扱性を向上させることができる燃料噴射装置を提供すること。
【解決手段】コモンレールおよび燃料噴射ノズル４０を燃料噴射配管５０で接続し、燃料噴射配管５０の途中に継手５１が設けられている。継手５１は、燃料噴射配管５０のうち、吸気マニホールド４の分岐管６の間を通る部分よりも燃料噴射ノズル４０に近い側に配置されている。継手５１は、ニップルと支持部とを一体的に備え、ニップルの両側に燃料ポンプ配管５２と燃料噴射ノズル配管５３とがそれぞれ螺合されている。燃料噴射配管５０が継手５１の部分で分割可能なので、燃料噴射ノズル４０を取り外して点検する際などに、燃料噴射ノズル配管５３のみを取り外せばよく、取扱性を向上させることができる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンへ燃料を噴射する燃料噴射装置に関し、より詳しくは、燃料噴射装置の取付構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置は、燃料タンクに蓄積された燃料を圧送する燃料ポンプと、高圧となった燃料をエンジン内に噴射する燃料噴射ノズルとを備えている。例えばディーゼルエンジンの場合では、複数設けられたエンジンのシリンダにそれぞれ燃料噴射ノズルが取り付けられ、燃料ポンプから圧送された燃料が燃料噴射ノズルから直接各シリンダ内に噴射される。
また、燃料ポンプと燃料噴射ノズルとの間にコモンレールが設けられ、燃料ポンプから圧送された燃料を一度コモンレールに蓄積し、コモンレールから各シリンダの燃料噴射ノズルに燃料を分配する場合もある。
【０００３】
このような燃料噴射装置では、燃料噴射ノズルは、エンジン本体のシリンダヘッドに取り付けられ、また燃料ポンプはエンジン本体の側面に配置されているので、複数の燃料噴射ノズルと燃料ポンプとの間は、それぞれ燃料噴射配管で接続されている（例えば特許文献１）。これらの燃料噴射配管は、吸気マニホールドに形成されるとともに各シリンダへ接続される複数の分岐管の間を通って配置されている。このように、燃料噴射配管を分岐管の間に配置すれば、吸気マニホールドの外側を大きく迂回して配置する必要がないので、燃料噴射配管を短くすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８３９８号公報 （第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射ノズルは、その噴射性能が燃料の燃焼性能、つまりエンジン性能に大きく関わるため、燃料噴射ノズルに閉塞や劣化がないか定期的に点検したり、燃料噴射ノズルを交換する必要がある。
しかしながら、燃料噴射ノズルの点検や交換のために、燃料噴射ノズルを取り外す場合、燃料噴射ノズルと燃料噴射ポンプとの間の燃料噴射配管を全部外さなければならず、取扱性が悪い。特に、前述のように燃料噴射配管が吸気マニホールドの分岐管の間を通って配置されている場合には、燃料噴射配管を分岐管の間から抜かなければならない。また、燃料噴射配管を取り付ける際にも、分岐管の間の隙間に通さなければならず、特にエンジンが組み立てられた状態では取り外し作業や、組立作業が繁雑で困難になり、作業時間もかかってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、取扱性を向上できる燃料噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用効果】
本発明の請求項１に記載の燃料噴射装置は、燃料をエンジン内へ噴射する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料ポンプと、この燃料ポンプおよび燃料噴射ノズルを接続する燃料噴射配管とを備え、燃料噴射配管には、当該燃料噴射配管を、燃料ポンプ側の燃料ポンプ配管と、燃料噴射ノズル側の燃料噴射ノズル配管とに分割可能な継手が設けられていることを特徴とする。
この構成の本発明では、燃料噴射配管の途中に継手が設けられているので、この継手部分で燃料噴射配管が燃料噴射ノズル配管と燃料ポンプ配管とに分割される。したがって、燃料噴射ノズルを点検、交換したい場合には、燃料噴射ノズルから継手までの燃料噴射配管、つまり燃料噴射ノズル配管のみを取り外せばいいので、取り外し作業や、組立作業が簡単になり、取扱性が向上する。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の燃料噴射装置は、請求項１に記載の燃料噴射装置において、エンジンには、吸気マニホールドが接続され、燃料噴射配管は、吸気マニホールドに形成された複数の分岐管の間を通って配置され、継手は、燃料噴射配管のうち、分岐管の間を通る部分よりも、燃料噴射ノズルに近い側に設けられていることを特徴とする。
この構成の本発明では、燃料噴射配管が、吸気マニホールドの分岐管の間を通って配置されているので、燃料噴射配管が短くなる。そしてこの場合でも燃料配管が継手部分で分割可能となっているので、取り外し、取付作業が容易となる。
また、継手が吸気マニホールドの分岐管の間を通る部分と燃料噴射ノズルとの間に設けられているので、燃料噴射ノズルを取り外す際に作業がより一層簡便となる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の燃料噴射装置は、請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置において、継手は、ニップルと、ニップルにインサート成形により形成される支持部とを備えたことを特徴とする。
この構成の本発明では、継手がニップルを備えているので、両側の燃料ポンプ配管および燃料噴射ノズル配管の継手への接続が容易となり、燃料噴射装置の取扱性がより一層向上する。また、継手が支持部を備えているので、この支持部をエンジンや燃料ポンプなど、適切な場所へ取り付ければよいから、継手の取付、固定が容易となる。
そして、この時、ニップルおよび支持部がインサート成形により形成されているので、大量生産に適し、支持部の形状を自由に設計可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジン（エンジン）１および燃料噴射装置１０の全体を示す正面図が、また図２にはディーゼルエンジン１および燃料噴射装置１０の全体を示す側面図が示されている。
これらの図１および図２において、ディーゼルエンジン１は、複数（本実施形態では六個）のシリンダ２を有するエンジン本体３と、各シリンダ２に吸気を行うための吸気マニホールド４と、各シリンダ２の排気を行うための図示しない排気マニホールドとを備えている。
【００１１】
各シリンダ２のピストンは、当該ピストンの往復運動によって駆動力を得るクランクシャフト５に接続されている。
吸気マニホールド４は、シリンダ２と同数の分岐管６を備え、これらの分岐管６は各シリンダ２に接続されている。シリンダ２において、吸気マニホールド４に接続される吸気側には、図示しない吸気弁が、また、排気マニホールドが接続される排気側には、図示しない排気弁が設けられている。これらの吸気弁および排気弁は、クランクシャフト５からの動力を得て、シリンダ２内の吸気および排気のために適切なタイミングで開閉するようになっている。
【００１２】
燃料噴射装置１０は、図示しない燃料タンクから燃料を圧送する燃料ポンプ２０と、圧送された燃料を蓄積するコモンレール３０と、このコモンレール３０からの燃料をエンジン本体３のシリンダ２内に噴射する燃料噴射ノズル４０と、コモンレール３０および燃料噴射ノズル４０とを連通する燃料噴射配管５０とを備えている。
【００１３】
燃料ポンプ２０は、エンジン本体３の側面に取り付けられており、プランジャおよびシリンダ（ともに不図示）を有する複数（本実施形態では二つ）のポンプエレメント２１を備えている。ポンプエレメント２１のプランジャは、カムシャフト２２で駆動されており、カムシャフト２２は、エンジン本体３のクランクシャフト５から駆動力を得て、回転可能となっている。カムシャフト２２の回転によって、プランジャがシリンダ内を進退すると、図示しない燃料タンクおよび燃料フィルタを介して送られた燃料が圧縮され、コモンレール３０へ送液される。なお、燃料の圧送量は、燃料ポンプ２０内に形成された電磁弁の開閉を電気的に制御することによって調整可能となっている。
【００１４】
コモンレール３０は、高圧燃料を蓄積するレール部３１と、レール部３１から各燃料噴射配管５０へ燃料を分配する分岐部３２とを備えている。分岐部３２は、エンジン本体３のシリンダ２と同数設けられ、これらの分岐部３２に取り付けられた図示しないフローダンパは、レール部３１や燃料噴射配管５０内の圧力脈動を抑制する機能を有する。また、これらのフローダンパは、過剰な燃料が通過すると燃料噴射配管５０への燃料通路を遮断する安全機能の役割を果たす。
【００１５】
燃料噴射ノズル４０は、エンジン本体３のシリンダ２と同数（本実施形態では６個）設けられ、各シリンダ２のシリンダヘッド３Ａに取り付けられている。燃料噴射ノズル４０は、内部に電磁弁を有し、この電磁弁の開閉を電気的に制御することによって、シリンダ２内への燃料噴射のタイミングや燃料噴射量がコントロールされている。
【００１６】
燃料噴射配管５０は、エンジン本体３のシリンダ２と同数（本実施形態では６本）設けられ、一端がコモンレール３０の分岐部３２に接続され、他端はエンジン本体３のシリンダヘッド３Ａ内部を通って、燃料噴射ノズル４０に螺合されて接続されている。燃料噴射配管５０は、分岐部３２からエンジン本体３の側面にほぼ沿って配置され、吸気マニホールド４の複数の分岐管６の間と、エンジン本体３（シリンダヘッド３Ａ）の側面とで囲まれた空間を通って配置されている。この際、各燃料噴射配管５０は、接続されるシリンダ２に連通する分岐管６と、その分岐管６に隣接する分岐管６との間に、それぞれ一本ずつ配置されている。
燃料噴射配管５０の途中には、図３に示されるように、吸気マニホールド４の分岐管６の間を通る部分よりも、燃料噴射ノズル４０に近い位置に、当該燃料噴射配管５０を分割可能な継手５１が設けられている。この継手５１によって、燃料噴射配管５０は、燃料ポンプ２０側の燃料ポンプ配管５２と、燃料噴射ノズル４０側の燃料噴射ノズル配管５３とに分割可能となっている。
【００１７】
継手５１は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示されるように、ニップル５４および支持部５５を備えている。ニップル５４は、管状部材で、両端にねじ部５６が形成されている。このねじ部５６に燃料ポンプ配管５２および燃料噴射ノズル配管５３がそれぞれ螺合されて接続されている。
支持部５５は、アルミなどで構成された略直方体部材で、アルミ鋳造やダイカストなどにおけるインサート成形により、ニップル５４の中央部分に一体的に形成されている。支持部５５には、ニップル５４が配置された位置から外れた部分に、ニップル５４の長手方向（管の連通方向）に直交する方向に貫通孔５７が形成されている。
このような継手５１は、エンジン本体３側面に取り付けられた断面略Ｌ字形のブラケット７に、支持部５５が貫通孔５７部分でねじ止めされることで、エンジン本体３に固定されている。
【００１８】
このような燃料噴射装置１０によれば、燃料タンクからの燃料は、燃料フィルタを介して燃料ポンプ２０に送られ、燃料ポンプ２０によってコモンレール３０に圧送される。コモンレール３０では、高圧燃料を分岐部３２で各シリンダ２用の燃料噴射配管５０へ分配する。燃料は、燃料噴射配管５０を通ってエンジン本体３のシリンダヘッド３Ａ部分へ到達し、燃料噴射ノズル４０に送られ、燃料噴射ノズル４０では、電磁弁の操作によって燃料噴射ノズル４０を開いて、シリンダ２内に燃料を噴射する。
【００１９】
燃料噴射ノズル４０を点検、交換などする場合には、継手５１と燃料噴射ノズル配管５３との螺合を外し、次に燃料噴射ノズル配管５３と燃料噴射ノズル４０との螺合を外すことによって燃料噴射ノズル配管５３を取り外す。そして、燃料噴射ノズル４０を外せばよい。
一方、コモンレール３０を点検、交換などする場合には、継手５１と燃料ポンプ配管５２との螺合を外し、次に燃料ポンプ配管５２と分岐部３２との螺合を外すことによって燃料ポンプ配管５２を取り外す。そしてコモンレール３０を外せばよい。
【００２０】
このような燃料噴射装置１０によれば、以下のような効果が得られる。
（１） 燃料噴射配管５０の途中に継手５１が設けられているので、燃料噴射配管５０を燃料ポンプ配管５２と燃料噴射ノズル配管５３とに分割することができる。したがって、燃料噴射ノズル４０を点検、交換する際には、継手５１と燃料噴射ノズル４０との間の噴射ノズル配管５３のみを取り外せばよく、またコモンレール３０を点検、交換する際には、継手５１と分岐部３２との間の燃料ポンプ配管５２のみを取り外せばよいので、取り外し作業および取付作業を簡単にできる。したがって、燃料噴射装置１０の取扱性を向上させることができ、組立作業やメンテナンスの作業時間を短縮できる。
【００２１】
（２） 継手５１が、燃料噴射配管５０において、吸気マニホールド４の分岐管６の間を通る部分よりも燃料噴射ノズル４０に近い側に配置されているので、燃料噴射ノズル配管５３を短くすることができる。したがって、燃料噴射ノズル４０を取り外す必要がある、点検や交換などの作業の際に、より簡単に燃料噴射ノズル配管５３を外すことができ、作業をより一層簡単に行える。通常、燃料噴射ノズル４０の点検、交換などのメンテナンスは、燃料ポンプ２０のメンテナンスに較べて頻繁に行う必要があるため、このように、継手５１によって燃料噴射ノズル４０側がより取り外しやすくなっていることは特に有用である。
【００２２】
（３） また、継手５１が分岐管６の間を通る部分よりも燃料噴射ノズル４０に近い側に設けられているので、継手５１をエンジン本体３のシリンダヘッド３Ａ側に取り付けることができ、継手５１に外部から簡単にアクセスできる。したがって、燃料噴射ノズル配管５３の取り外し、取付作業をエンジン本体３の上方から作業でき、作業を簡略化できる。特に、ディーゼルエンジン１が組み立てられた状態で燃料噴射ノズル配管５３を取り外す必要がある場合には、吸気マニホールド４の下方にアクセスする必要がないので、簡単に取り外し、取付作業を行うことができる。
【００２３】
（４） 継手５１がニップル５４を備えているので、燃料ポンプ配管５２および燃料噴射ノズル配管５３を螺合によって継手５１に簡単に接続できる。したがって、これによっても燃料噴射配管５０の取り外し、取付を簡単にできる。
また、支持部５５がインサート成形によってニップル５４に一体的に設けられているので、支持部５５をエンジン本体３に固定するだけで、簡単かつ確実に継手５１をエンジン本体３に固定できる。
【００２４】
（５） 燃料噴射配管５０が、吸気マニホールド４の分岐管６の間を通って配置されているので、吸気マニホールド４を大きく迂回して配置する必要がなくなり、燃料噴射配管５０の全長を短くでき、構造の簡略化、製造コストの低減を促進できる。
【００２５】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、燃料噴射装置は、コモンレールを備えており、燃料噴射配管は、コモンレールおよび燃料噴射ノズルを接続するように構成されていたが、このようなコモンレール（蓄圧）式に限らず、例えば列型噴射ポンプや、分配型噴射ポンプなどを備えたジャーク式噴射装置であってもよい。これらの場合では、燃料噴射配管は、燃料ポンプと燃料噴射ノズルとを接続するように構成されていればよい。
【００２６】
継手の設置位置は、燃料噴射配管において、吸気マニホールドの分岐管の間を通る部分より燃料噴射ノズルに近い側に設けられていなくてもよく、例えば燃料ポンプに近い側に設けられていてもよい。要するに、継手は、燃料噴射配管の途中に設けられていればよく、その位置は、エンジンの形状や燃料噴射装置のメンテナンスの手順、頻度などを勘案して適宜設定してよい。
継手は、支持部がインサート成形によりニップルと一体的に設けられているものに限らず、例えば溶接や、接着、その他の方法によってニップルに接続されていてもよい。また、支持部は必ずしも設けられていなくてもよく、例えばニップルを直接ブラケットなどで固定してもよい。さらに、継手は、必ずしもニップルとの螺合によって燃料噴射配管と接続するものでなくてもよく、例えば両端にフランジ部を有して、当該フランジ部で接続するものや、適宜な管継手など、その他の任意の接続手段を用いてよい。
【００２７】
燃料噴射配管は、必ずしも吸気マニホールドの分岐管の間を通っていなくてもよく、例えば吸気マニホールドの外側を迂回して配置されていてもよい。この場合でも、継手が燃料噴射配管の途中に設けられていれば、燃料噴射ノズルを点検する際には燃料噴射ノズル配管のみを取り外すことができるので、取り外し作業、取付作業を簡単にでき、本発明の目的を達成できる。
また、燃料噴射配管の配置は、吸気マニホールドに近い側に限らず、例えば排気マニホールド側に燃料噴射装置自体を配置しててもよい。この場合でも、燃料噴射配管の途中に継手が設けられていれば、燃料噴射装置の取扱性を向上させることができる。
【００２８】
燃料噴射装置は、ディーゼルエンジンに設けられているものに限らず、例えばガソリンエンジンに設けられていてもよい。この場合には、燃料をシリンダに導入する前に空気と混合する必要があるので、燃料噴射ノズルを吸気マニホールドの分岐管の途中に設ければよい。この場合でも、吸気マニホールドの分岐管の間に燃料噴射配管が配置されている場合に、分岐管の間を通った後に継手を設けると、より作業が簡便となる。
【００２９】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料噴射装置の全体を示す正面図。
【図２】本発明の一実施形態にかかる燃料噴射装置の全体を示す側面図。
【図３】本発明の一実施形態にかかる継手の取付構造を示す斜視図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる継手を示す図。
【符号の説明】
１…ディーゼルエンジン（エンジン）、３…エンジン本体、４…吸気マニホールド、６…分岐管、１０…燃料噴射装置、２０…燃料ポンプ、３０…コモンレール、４０…燃料噴射ノズル、５０…燃料噴射配管、５１…継手、５２…燃料ポンプ配管、５３…燃料噴射ノズル配管、５４…ニップル、５５…支持部。

Claims (3)

1. 燃料噴射装置（１０）において、
   燃料をエンジン（１）内へ噴射する燃料噴射ノズル（４０）と、
   この燃料噴射ノズル（４０）に燃料を圧送する燃料ポンプ（２０）と、
   この燃料ポンプ（２０）および前記燃料噴射ノズル（４０）を接続する燃料噴射配管（５０）とを備え、
   前記燃料噴射配管（５０）には、当該燃料噴射配管（５０）を、前記燃料ポンプ（２０）側の燃料ポンプ配管（５２）と、前記燃料噴射ノズル（５０）側の燃料噴射ノズル配管（５３）とに分割可能な継手（５１）が設けられている
   ことを特徴とする燃料噴射装置（１０）。
2. 請求項１に記載の燃料噴射装置（１０）において、
   前記エンジン（１）には、吸気マニホールド（４）が接続され、
   前記燃料噴射配管（５０）は、前記吸気マニホールド（４）に形成された複数の分岐管（６）の間を通って配置され、
   前記継手（５１）は、前記燃料噴射配管（５０）のうち、前記分岐管（６）の間を通る部分よりも、前記燃料噴射ノズル（４０）に近い側に設けられている
   ことを特徴とする燃料噴射装置（１０）。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射装置（１０）において、
   前記継手（５１）は、ニップル（５４）と、前記ニップル（５４）にインサート成形により形成される支持部（５５）とを備えた
   ことを特徴とする燃料噴射装置（１０）。

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