JP2005098248A - 放吸熱機能を有する自動車用フューエルパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】 放吸熱機能を有するフューエルパイプを得て、燃料への優れた冷却効果を得る事を可能とする。更に、曲げ半径を小くして、狭い空間等への設置が可能なレイアウト性能に優れたフューエルパイプを廉価に得る。
【解決手段】 押し出し成形にて形成したアルミ製又はアルミ基合金製の管本体２と、この管本体２の外周面に一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管外フィン３と、管本体２の内周面に一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管内フィン４とから構成する。管本体２の外径ｄを６〜１０mmとし、管外フィン３の外径をＤとした場合のＤ／ｄを１．１〜１．６とし、この管外フィン３の枚数Ｎを１２〜１８枚とし、管内フィン４の枚数ｎを４〜６枚とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用フューエルパイプに係るもので、フューエルパイプの放吸熱特性を高める事で燃料の冷却を可能とするとともに、曲げ加工等を行い易くして、車輌等への設置のレイアウト性も向上させる事を目的とするものである。

従来、自動車のエンジンにガソリン等の燃料を供給するフューエルパイプでは、エンジンの熱により燃料が高温化する事で燃料が気化し、環境に影響を及ぼす等の不具合を生じる事があった。このような不具合を防止するため、下記特許文献１〜３に示す如く、フューエルパイプにフューエルクーラーを連結し、高温化した燃料を水冷又は空冷等により冷却する発明が存在した。また、特許文献４〜６に記載の如く、フューエルパイプの外周に螺旋状、放射状等の放熱用フィンを突設し、フューエルパイプ自身の放熱特性を高め、フィンを介して燃料と外気との熱交換を行う発明も存在した。また、特許文献７に記載の発明では、フューエルパイプを設置するカバーに、外気の流動方向に直交して複数のフィンを突設し、フューエルパイプの外周を流動する外気を乱流化させる事で、フューエルパイプ内を流動する燃料の冷却を行っていた。
特開２００１−２００７６５号公報 特開２００３−３５２１９号公報 特開２００３−３５２２０号公報 特開２００３−９７３６６号公報 特開平７−１５８５３０号公報 特開２００２−３６４４７６号公報 特開２００３−１２０４４２号公報

しかしながら、特許文献１〜３のフューエルクーラーを用いた冷却手段では、タンク等が嵩張るため、特にディーゼルエンジン等の場合は、狭い床下への設置が困難であり、別途設置場所を考慮する等の必要があるとともに重量的にも重く、設置可能な車種が限定される等の問題があった。また、このようなタンクを用いずに、外周にフィンを突設してフューエルパイプ自身に放熱特性を持たせる事で、よりコンパクトとした空冷タイプの特許文献４〜６の発明の如き手段が多く使用されている。また、特許文献７でも、フューエルパイプの外周にフィンを突設して放熱特性を高めようとしたものが存在する。しかし、特許文献４〜６の発明の如きフィンを外周に突設したフューエルパイプでは、曲げ加工時の曲げ半径が大きくなり、狭い床下等への設置がやはり困難であったり、無理に曲げようとするとフィンが破損されたり管が潰れる等の不具合を生じる事があり、実用化が困難であった。また、特許文献７の如く、フューエルパイプのカバーに突設したフィンのみでは、高い冷却効果を得られない可能性があった。

本発明は上述の如き問題を解決するため、フューエルパイプに放吸熱機能を持たせて、内部を流動する燃料の冷却や保温等を可能とするとともに、フィンの破損や管の押し潰し等を生じる事なく、かつ小さな曲げ半径での曲げ加工を容易に行う事が可能で、床下等の狭い空間への設置が可能なレイアウト性に優れるフューエルパイプを得ようとするものである。また、飛び石等への耐衝撃性及び泥はねや内部を流動する燃料等に対する耐食性にも優れる製品を得るものである。そして、この放吸熱機能に優れ、レイアウト性能に優れるフューエルパイプを簡易な製造技術で廉価に形成する事を目的とするものである。

本発明は、上述の如き課題を解決するため、押し出し成形にて形成したアルミ製又はアルミ基合金製の管本体と、この管本体の外周面に、押し出し成形時に管本体と一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管外フィンと、管本体の内周面に、押し出し成形時に管本体と一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管内フィンとから成り、前記管本体の外径ｄを６〜１０mmとし、管外フィンの外径をＤとした場合のＤ／ｄを１．１〜１．６とし、この管外フィンの枚数Ｎを１２〜１８枚とし、管内フィンの枚数ｎを４〜６枚として成るものである。

また、管内フィンは、形成高さを１mmとしても良い。

また、管外フィンは、管軸に直角な断面形状を略台形状とし、この略台形断面の管本体側の基端部の形成幅を１mmとし、先端側の形成幅を０．８mmとするとともに、先端側の２つの角部をシャープエッジとしても良い。

また、管外フィンの枚数Ｎは、１４〜１６枚としても良い。

本発明は上述の如く構成したもので、自動車の床下等に配設するフューエルパイプに、管外フィンと管内フィンとを突設する事により、フューエルパイプの外周伝熱面積及び内周伝熱面積が増大する。従って、フューエルパイプの内外の放吸熱特性が向上し、フューエルパイプを介した燃料と外気との熱交換を効率的に行って、フューエルパイプ内を流動する燃料への優れた冷却効果が得られるものとなる。また、外周フィンにより飛び石等を防ぐ事が可能となり、管本体の破損を防止して耐衝撃性が向上し、更にアルミ又はアルミ基合金製である事から、耐食性にも優れた製品となる。また、曲げ加工実験の結果、形成高さがあまり高くない管外フィンに加えて管内フィンを設けるとともにこれらの寸法や枚数等を数値限定する事により、曲げ加工時にフィンの破損や管本体の押し潰しによる楕円化等を生じる事の少ない、高い剛性が得られる。そして、この剛性を保持しつつ、従来に比べてＪＡＳＯに規定される最小曲げ半径に、より近い値で容易に曲げ加工する事が可能となった。その結果、本発明のフューエルパイプは、フィンのないフューエルパイプに近い曲げ半径で容易に曲げ加工する事が可能となる。

従って、本発明のフューエルパイプを、従来のフィンのない既存のフューエルパイプと置き換える事ができ、部品としての汎用性に優れ、且つ燃料の冷却効果を備える製品を得る事ができる。しかも、アルミ又はアルミ基合金で形成しているので、軽量な製品を得る事ができ、車種、その他の設置の制限も少なく、床下等の狭い空間でも設置が可能なレイアウト性に優れたフューエルパイプを得る事ができる。また、アルミ又はアルミ基合金を押し出し成形するだけで、管外フィンと管内フィンを管本体に一体に突設する事ができ、熱交換性能とレイアウト性に優れるフューエルパイプを、簡易な製造技術で廉価に形成する事ができる。そして、上記放吸熱機能を持たせたフューエルパイプを、自動車のフューエルクーラーとして使用する事により、燃料冷却用のタンク等を別個に設ける必要がなく、自動車用フューエルクーラーの軽量化、コンパクト化、低コスト化が可能となるととに、耐食性、耐久性をも高める事ができる。

本発明の放吸熱機能を有するフューエルパイプでは、管外フィンと管内フィンとを除いた管本体のみの外径ｄを６〜１０mmとし、管外フィンを含んだ全体の外径をＤとした場合のＤ／ｄを１．１〜１．６とし、この管外フィンの枚数Ｎを１２〜１８枚とし、管内フィンの枚数ｎを４〜６枚とする。このような寸法と構成で形成する事により、フューエルパイプが嵩張らず、曲げ半径をＪＡＳＯに規定される最小曲げ半径の１．３３倍の最小曲げ半径で容易に屈曲する事ができ、自動車の床下等の狭い空間への配設も可能となる。また、アルミ又はアルミ基合金製であるから燃料や泥はね等への耐食性に優れ、管外フィンにより飛び石等への耐衝撃性が向上する。また、管外フィン及び管内フィンにより放吸熱特性が向上して、燃料への冷却効果を高める事が可能となる。

前記、管本体の外径ｄが６mmより小径であると、燃料の流通路が狭くなり過ぎて燃料への流動抵抗が大きくなる。また、管本体の外径ｄが１０mmより大径であると、管内フィンを合計したフューエルパイプの外径が大きくなり過ぎて、床下等への狭い空間への設置が困難となる。また、Ｄ／ｄが１．１より小さいと、曲げ性には優れるが、外表面積が増えず、熱交換性能の向上が望めないし、管外フィンで飛び石等を防ぐ事ができず、管本体に飛び石等が直に衝突してこれを破損する虞がある。逆に、Ｄ／ｄが１．６より大きいと、曲げ性が悪く曲げ半径が大きくなって、床下等への配設が困難となる等、レイアウト性が低下する。

また、管外フィンの枚数Ｎが１２枚より少ないと、フューエルパイプの外表面の伝熱面積の大きな増大が望めず、外表面を介した放熱効率が低下する。また、管外フィンの枚数Ｎが１８枚より多いと、管外フィン同志が近接し過ぎて、外気の通りも悪くなり、熱交換性能が低下するとともにフューエルパイプの重量も増大する問題がある。また、管内フィンの数ｎが４枚より少ないと、曲げ加工時の応力バランスが悪化し、この曲げ部分に於いて管本体が押し潰されて偏平化し易くなる。また、管内フィンの数ｎが６枚より多いと、曲げ加工を安定して行う事ができるが、燃料の流通路の断面積が狭くなって、燃料への流動抵抗が増大し、燃料の円滑な流動が困難となる。

また、管外フィンの枚数Ｎは、１４〜１６枚とすれば、熱交換性能に優れる伝熱面積が確保でき、かつ最小曲げ半径に近い曲げ半径で曲げ加工でき、曲げバランスも良好な、最良のフューエルパイプを得る事ができる。

また、管内フィンは、形成高さを１mmとすれば、形成幅は０．８mm程度で良く、フューエルパイプの曲げ時の応力バランスが良好で、偏平化等を生じる事がなく、また燃料の流通路も確保でき、燃料への流動抵抗が大きくならず、燃料の円滑な流動が可能となる。また、フューエルパイプの内表面の伝熱面積も増大して、燃料とフューエルパイプとの効率的な熱交換が可能となる。

また、管外フィンは、管軸に直角な断面形状を略台形状とし、この略台形断面の管本体側の基端部の形成幅を１mmとし、先端側の形成幅を０．８mmとするとともに、先端側の２つの角部をシャープエッジとすれば、フューエルパイプの外表面の伝熱面積を増大させる事が可能となるとともに、シャープエッジ部により、外気の乱流化を促進して、フューエルパイプの外表面に生じ易い境界層を剥離し、熱交換性能を更に高める事が可能となる。

本発明の一実施例１を図面に於て詳細に説明すれば、(１)はアルミ製又はアルミ基合金製のフューエルパイプで、押し出し成形により形成される管本体(２)と、この管本体(２)の外周面に、管本体(２)と一体に複数突設された管外フィン(３)と、管本体(２)の内周面に、管本体(２)と一体に複数突設された管内フィン(４)とから構成される。これら管外フィン(３)及び管内フィン(４)は、ともに管軸方向に長尺で連続的に形成されており、管本体(２)の押し出し成形時に一体に突設されるものである。そして、実施例１では、管外フィン(３)の形成枚数Ｎを１６枚とするとともに、管内フィン(４)の形成枚数ｎを６枚とし、各々管本体(２)の外周又は内周に等間隔で突設している。

また、本実施例では、管本体(２)の肉厚を１．２mmとし、図１に示す管本体(２)の外径ｄを８mmとしている。そして、管外フィン(３)の外径Ｄを１３mmとする事で、管本体(２)の外径ｄに対する管外フィン(３)の寸法比Ｄ／ｄを約１．６としている。また、管外フィン(３)は、管本体(２)側の基端部の形成幅を１mm、先端側(先端辺)の形成幅を０．８mmとし、この基端部と先端辺とを一対の斜辺で連結するとともに、この斜辺と先端辺とで構成される２つの角部をなるべくシャープエッジに形成し、管外フィン(３)の管軸に直角な断面形状を略台形状としている。一方、管内フィン(４)は、形成高さを１mmとするとともに、基端部から先端側まで０．８mmの形成幅で突設し、更に先端側の角部を丸めて円弧状に形成し、断面形状を半長円形としている。

上述の如く形成した本実施例のフューエルパイプ(１)では、管外フィン(３)の突設により、外表面の伝熱面積が増大し、フューエルパイプ(１)の外周を流動する外気へのフューエルパイプ(１)の外表面からの放熱特性が向上する。また、管内フィン(４)の突設により、流通路(５)内を流動する燃料からフューエルパイプ(１)の内表面への吸熱特性も向上するとともに、形成高さを１mmとし、形成幅を０．８mmとするとともに枚数ｎを６枚とした管内フィン(４)では、流通路(５)が必要以上に狭められる事がなく、燃料への流動抵抗の増大を防いで、流通路(５)内を燃料が円滑に流動可能となる。

また、形成高さのあまり高くない管外フィン(３)と管内フィン(４)の突設により、曲げ加工を行っても管本体(２)の偏平化や管外フィン(３)及び管内フィン(４)の破損を生じにくい高い剛性を得る事ができ、この剛性を保ちつつ容易な曲げ加工を行う事が可能となる。そして、図２に示す如き従来の何等フィンを突設してない外径ｄが６．３５mmのアルミ製のフューエルパイプ(７)では、最小曲げ半径ｒは、１．５ｄであったのに対して、本実施例のフューエルパイプ(１)の最小曲げ半径Ｒは、２．０ｄであった。従って、実施例１のフューエルパイプ(１)は、従来の円形の金属管から成るフューエルパイプ(７)に対して約１．３３倍(Ｒ／ｒ＝１．３３)の最小曲げ半径で容易に曲げ加工する事が可能となり、本発明のフューエルパイプ(１)を従来のフューエルパイプ(７)に置き換えての使用が可能となる。

図２に、本発明のフューエルパイプ(１)を自動車の床下パネル(図示せず)に配設し、自動車用フューエルクーラーとして使用した例を示す。この例では、床下パネルに固定したインシュレータークリップ(６)に、従来の円形の金属管から成るフューエルパイプ(７)を２本接続固定し、これらの間に並列に本発明のフューエルパイプ(１)を接続固定するとともに、従来の円形の２本のフューエルパイプ(７)及び本発明のフューエルパイプ(１)を、略直角方向に屈曲して床下パネルに配設している。本発明のフューエルパイプ(１)は、前述の如く従来のフューエルパイプ(７)に近い曲げ半径で容易に曲げ加工する事が可能となるので、図２に示す如く、従来のフューエルパイプ(７)と並列に配設する事が可能となるとともに、アルミ製又はアルミ基合金製であるから軽量であり、車種等を選ばず狭い空間への配設も可能なレイアウト性に優れた製品となる。また、アルミ又はアルミ基合金は泥水や風雨、又は内部を流動する燃料への耐食性にも優れるとともに、管外フィン(３)により管本体(２)への飛び石等の衝突も防止する事ができ、フューエルパイプ(１)の耐久性を向上させる事が可能となる。

更に、本発明のフューエルパイプ(１)では、管外フィン(３)と管内フィン(４)とを複数突設する事によりフューエルパイプ(１)の内外表面の伝熱面積を増大させる事ができる。そして、フューエルパイプ(１)の流通路(５)内を流動する燃料の熱を、管内フィン(４)を突設した内表面で効率的に吸熱し、この熱を広い外表面を介して外気に効率的に放熱する事が可能となる。更に、前述の如く、管外フィン(３)の先端のエッジ部により、外気の乱流化を促進して境界層を剥離する事により、フューエルパイプ(１)から外気への放熱が更に促進されるものとなり、燃料への優れた冷却効果を得る事ができ、フューエルクーラーとしての機能を有するものとなる。従って、燃料冷却用のタンク等を別個に設ける必要がなく、自動車用フューエルクーラー、ひいては自動車等の軽量化、低コスト化等をも可能とする事ができる。

本発明の実施例１のフューエルパイプの斜視図。 本発明のフューエルパイプ及び従来のフューエルパイプとを配設した自動車用フューエルクーラーの概略図。

符号の説明

２ 管本体
３ 管外フィン
４ 管内フィン

Claims (4)

1. 押し出し成形にて形成したアルミ製又はアルミ基合金製の管本体と、この管本体の外周面に、押し出し成形時に管本体と一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管外フィンと、管本体の内周面に、押し出し成形時に管本体と一体に複数突設し管軸方向に長尺な連続した管内フィンとから成り、前記管本体の外径ｄを６〜１０mmとし、管外フィンの外径をＤとした場合のＤ／ｄを１．１〜１．６とし、この管外フィンの枚数Ｎを１２〜１８枚とし、管内フィンの枚数ｎを４〜６枚とした事を特徴とする放吸熱機能を有する自動車用フューエルパイプ。
2. 管内フィンは、形成高さを１mmとした事を特徴とする請求項１の放吸熱機能を有する自動車用フューエルパイプ。
3. 管外フィンは、管軸に直角な断面形状を略台形状とし、この略台形断面の管本体側の基端部の形成幅を１mmとし、先端側の形成幅を０．８mmとするとともに、先端側の２つの角部をシャープエッジとした事を特徴とする請求項１の放吸熱機能を有する自動車用フューエルパイプ。
4. 管外フィンの枚数Ｎは、１４〜１６枚とした事を特徴とする請求項１又は３の放吸熱機能を有する自動車用フューエルパイプ。
   

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