JP2007092529A

JP2007092529A - フューエルデリバリパイプ

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Publication number: JP2007092529A
Application number: JP2005279159A
Authority: JP
Inventors: Eiji Watanabe; 栄司渡辺
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP4456052B2

Abstract

【課題】幅方向の中央にく字型の折曲部を長さ方向に形成したフューエルデリバリパイプに於いても、インジェクタホルダーと外部壁との接続部に生じる応力の発生を小さくし、大きな応力の発生によって生じる破損の可能性を除去する。
【解決手段】内部に燃料通路2を有するパイプタイプで壁面に可撓性のアブソーブ面3を備えるパイプ本体1を、幅広の外部壁5と内部壁6、この外部壁5と内部壁6とを一体的に接続する幅狭の両側壁7,8とにより形成する。この幅広の内部壁6の幅方向中央付近に断面く字型の内部壁中央折曲部10を内方に突出して長さ方向に形成し、該内部壁中央折曲部10に対応する位置の外部壁5に断面く字型の外部壁中央折曲部11を外方に突出して長さ方向に形成するとともに、少なくとも一方の両側壁7,8の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部14,15を長さ方向に形成し、この外方折曲部14,15の両側を両側平坦部16,17とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子燃料噴射式自動車用エンジン等の燃料タンク内の燃料加圧ポンプから送給された燃料を、エンジンの各吸気通路又は各気筒内に直接インジェクタを介して供給するための脈動低減フューエルデリバリパイプに係るもので、この脈動低減フューエルデリバリパイプのパイプ本体に配置するインジェクタホルダーとの接続部に発生する応力の発生を減少し、応力の発生によって生じる接続部の破損を防止しようとするものである。

従来、複数のインジェクタを設けてエンジンの複数の気筒にガソリン等の燃料を供給するフューエルデリバリパイプが知られている。このフューエルデリバリパイプは、床下配管を介して燃料タンクから供給された燃料を、複数のインジェクタから順次、エンジンの複数の吸気管又は気筒内に噴射し、この燃料を空気と混合し、この混合気を燃焼させる事によってエンジンの出力を発生させている。

そして、このフューエルデリバリパイプは、燃料タンクから燃料が余分に供給された場合、その余分の燃料を圧力レギュレーターにより燃料タンクに戻す回路を有する方式であるリターンタイプと、余分の燃料を燃料タンクに戻す回路を持たないリターンレスタイプとが存在する。そして最近は、コストの低減や燃料タンクのガソリン温度の上昇を防止する等の目的で、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプが多く用いられている。

このリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプは、余分な燃料を燃料タンクに戻す配管がないため、エンジンの吸気管又は気筒へのインジェクタからの燃料噴射によってフューエルデリバリパイプの内部が減圧されると、この急激な減圧と、燃料噴射の停止によって生じる圧力波が、フューエルデリバリパイプの内部に圧力脈動を生じさせるものとなる。この圧力脈動は、車内に騒音として伝播され、この騒音が運転者や乗車者に不快感を与えるものとなるため、圧力脈動を低減させる目的で、特許文献１に示す如く、フューエルデリバリパイプに圧力脈動を吸収し得る、脈動吸収機能を備えたものが提案されている。これらの圧力脈動吸収機能を有するフューエルデリバリパイプは、フューエルデリバリパイプの外壁に可撓性のアブゾーブ面を形成し、燃料噴射に伴って発生する圧力を受けてアブゾーブ面が撓み変形する事によって、圧力脈動を吸収低減し、フューエルデリバリパイプ、その他の部品の振動による異音の発生を防止可能とするものである。

この圧力脈動吸収低減タイプのフューエルデリバリパイプには車体への取付に際しエンジン周辺にある部品を回避する為、幅方向の中央長さ方向にく字型の折曲部を形成したものが存在する。このく字型の折曲部は、特許文献２に示すものや、図１２、図１３に示す如く、幅広の内部壁(５２)の中央部長さ方向に断面く字型の内部壁中央折曲部(５３)を内方に突出して形成し、対応する位置の外部壁(５４)に断面く字型の外部壁中央折曲部(５５)を長さ方向外方に突出して形成するものである。そしてこの外部壁(５４)の外面に、中央折曲部(５５)とは接触しないようにインジェクタホルダー(５６)を設置しているものが存在する。
特開２０００−３２９０３１号公報特開２００３−２３９８２４号公報

しかしながら、上記のように、中央長さ方向にく字型の内部壁中央折曲部(５３)及び外部壁中央折曲部(５５)を形成したフューエルデリバリパイプ(５１)は、く字型の内部壁中央折曲部(５３)及び外部壁中央折曲部(５５)を形成しないものと比較するとアブゾーブ面の可撓性が大きくなる為、内圧による変形によって、インジェクタホルダー(５６)と外部壁(５４)との接続部(５７)に生じる応力が大きなものとなり、この接続部(５７)において破損が生じる可能性がある。

そこで本発明は、車体への取付に際しエンジン周辺にある部品を回避する為、幅方向の中央長さ方向にく字型の折曲部を形成したフューエルデリバリパイプに於いても、インジェクタホルダーと外部壁との接続部に生じる応力の発生を小さくし、大きな応力の発生によって生じる破損の可能性を除去しようとするものである。

本発明は上述の如き課題を解決するため、第１の発明は、内部に燃料通路を有する一体構造のパイプタイプで壁面に可撓性のアブソーブ面を備えるパイプ本体を、幅広の外部壁と内部壁、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより形成し、この幅広の内部壁の幅方向中央付近に断面く字型の内部壁中央折曲部を内方に突出して長さ方向に形成し、該内部壁中央折曲部に対応する位置の外部壁に断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成するとともに、少なくとも一方の両側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成するとともに、この外方折曲部の両側を両側平坦部とするものである。

また、第２の発明は、内部に燃料通路を有する一体構造のパイプタイプで壁面に可撓性のアブソーブ面を備えるパイプ本体を、幅広の外部壁と内部壁、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより形成し、この幅広の内部壁の幅方向中央付近に一定幅の中央平坦部を長さ方向に形成し、この中央平坦部の両側を外方に折曲して両側折曲部を長さ方向に形成し、該両側折曲部に対応する位置の外部壁に断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成し、少なくとも一方の両側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成するとともに、この外方折曲部の両側を両側平坦部とするものである。

また、外部壁は、外面に外部壁中央折曲部とは接触しないようにインジェクタホルダーを設置したものであっても良い。

また、内部壁は、外面に内部壁中央折曲部とは接触しないようにインジェクタホルダーを設置したものであっても良い。

また、外方折曲部は、外角を８°〜２３°の角度で形成したものであっても良い。

本発明は上述の如く構成したものであり、アブゾーブ面として幅方向中央付近にく字型の折曲部を長さ方向に形成した脈動低減フューエルデリバリパイプのアブゾーブ面の変形能を低下させることなくインジェクタホルダーと外部壁との接続部に生じる応力を減少し、この接続部の破損を防止する事を可能とする。また、この応力の減少を簡易な構成によって可能にする事ができる。また、インジェクタホルダーと外部壁との接続部に生じる応力を低減する事により、フューエルデリバリパイプの素材の強度を低くし肉薄のもので形成する事が可能となり、脈動低減効果を高めることができるとともに、廉価な製品を得ることが可能となる。

以下、本願の第１発明であるフューエルデリバリパイプの実施例１を、図１〜３に於いて詳細に説明すれば、図１に示す如く、(１)はパイプ本体で、内部に燃料通路(２)を設けたフラップ片のない一体構造のパイプタイプの素管を外面から押圧などによって平坦状の可撓性を有するアブソーブ面(３)を形成している。また、このアブソーブ面(３)は一体構造のパイプタイプの素管の製造時に予め形成したものを連通管(４)として採用する。また、本実施例では一体構造のパイプタイプの素管を用いてパイプ本体(１)を形成しているが、他の異なる実施例においては、２つの断面コ字型又は断面Ｌ字型の部材をプレス成形して端面を突き合わせ、レーザー溶接、蝋付け等により、パイプ本体(１)を一体構造に形成したものであっても良い。

そして、パイプ本体(１)は、幅広の外部壁(５)と、この外部壁(５)と対向し同一幅の内部壁(６)と、外部壁(５)と内部壁(６)とを一体的に接続する幅狭の両側壁(７)(８)とにより形成している。そして、幅広の内部壁(６)の幅方向中央付近に断面く字型の内部壁中央折曲部(１０)を内方に突出して長さ方向に形成し、対応する位置の外部壁(５)に断面く字型の外部壁中央折曲部(１１)を、幅方向中央付近に外方に突出して長さ方向に形成する。また、外部壁(５)には図２に示す如く、インジェクタ(図示せず)と燃料通路を連通する連通口(１２)を形成し、この連通口(１２)の外周位置にインジェクタを接続する為のインジェクタホルダー(１３)をレーザー溶接、蝋付け等の方法により外部壁中央折曲部(１１)とは接触しないように固定している。

また、両側壁(７)(８)には、幅方向中央付近に外方向への外方折曲部(１４)(１５)をそれぞれ長さ方向に形成し、各外方折曲部(１４)(１５)の外角を１５．５°としている。また、この外方折曲部(１４)(１５)の両側を、外部壁(５)及び内部壁(６)と接続する位置まで、平坦な両側平坦部(１６)(１７)を形成している。尚、外方折曲部(１４)(１５)は両側壁(７)(８)の少なくとも一方に設けるが、両側壁(７)(８)の双方に設けるのが好ましい。そして、上記の如く両側壁(７)(８)の幅方向中央付近に外方折曲部(１４)(１５)を長さ方向に形成する事によってインジェクタホルダー(１３)と外部壁(５)との接続部(１８)に発生する応力を、脈動低減能力を損なうことなく低減することができることを発明者は実験的に確認した。

そして、両側壁(７)(８)の幅方向中央付近に外方折曲部(１４)(１５)を長さ方向に形成することにより、インジェクタホルダー(１３)と外部壁(５)との接続部(１８)に発生する応力を低減することが出来る理論的根拠は必ずしも明確ではないが、両側壁(７)(８)の幅方向中央付近に外方折曲部(１４)(１５)を長さ方向に形成することによって、内部壁(６)の変形に伴う外部壁(５)の変形と、インジェクタホルダー(１３)の外部壁(５)への接続部(１８)に対する引っ張りを、両側壁(７)(８)の外方折曲部(１４)(１５)が伸縮することにより緩衝しているものと推定される。

また、本実施例１及び以下の実施例では、外方折曲部(１４)(１５)の外角を８°〜２３°としているが、８°よりも外角が小さいと両側壁(７)(８)の伸縮性が低下して応力の低減効果が少ないものと推定される。また、外方折曲部(１４)(１５)の外角が２３°よりも大きいと伸縮性が向上して脈動低減効果は向上するものの、外方折曲部(１４)(１５)がより外方に突出するため搭載性を低下させるものとなり好ましくないものとなる。

以下、本実施例１と図１１〜１３に示す従来例とを比較する。この比較はＦＥＭ(有限要素法：Finit Element Method)の内圧変形解析結果である応力値(最大主応力)により、従来例及び実施例の性能(強度)を表すものである。また、ＦＥＭ解析に使用するために、パイプ本体の断面形状を除く所定箇所の形状を本実施例１と比較例とで共通のものとし、その条件は以下の通りとする。まず、図３、図１１(長手方向のみ１／２にカットして表示)に示す如く、パイプ本体(１)(５８)の両端に厚さ２ｍｍのキャップ(２０)(６０)を固定し、中央折曲部を形成したパイプ本体(１)(５８)の形成幅を３７ｍｍ、形成長さを２１０ｍｍとするとともに、パイプ本体(１)(５８)の板厚を１．２ｍｍとしている。

また、上記パイプ本体(１)(５８)の長さ方向の中心部及びこの中心部より両端方向へ８５ｍｍの位置に各々直径１３ｍｍの連通口(１２)(５０)を合計３個形成している。また、パイプ本体(１)(５８)の長さ方向の中心部より６２．５ｍｍの位置に、幅１１ｍｍ、長さ２３．５ｍｍの長方形状の組み付け面にて、フューエルデリバリパイプをエンジンに固定する係止具(２１)を組み付けるための係止具組み付け位置(２２)を、図１１の一点鎖線で示す如く形成している。

そして、ＦＥＭ解析において、上記の如く形成した実施例１及び比較例のフューエルデリバリパイプの内部を加圧したところ、実施例１については図２の二点鎖線に示す如く、内部壁(６)、外部壁(５)及び側壁(７)が部分的に若干変形した。また、比較例においても図１３の二点差線に示す如く、同様の変形が見られた。

また、従来例の接続部(５７)における応力値は、図１２に示す如く、１６１ＭＰａであるのに対し、実施例１では図１示す如く、インジェクタホルダー(１３)と外部壁(５)との接続部(１８)における応力値は１３６ＭＰａであった。この結果から、上記の如くパイプ本体(１)の両側壁(７)(８)に外方折曲部(１４)(１５)を設けるという簡易な構成により、接続部(１８)に生じる応力を低減できることが明らかとなった。従って、このように接続部(１８)に生じる応力を低減することにより、この接続部(１８)における破損が生じにくくなるため、フューエルデリバリパイプの素材の強度を低くし肉薄のもので形成することが可能となり、脈動低減効果を高めることができるとともに、廉価な製品を得ることが可能となる。

また、前記実施例１では外方折曲部(１４)(１５)の外角を１５．５°としているが、本願の第１発明である実施例２では、図４に示す如く外方折曲部(１４)(１５)の外角を８°としている。そして、このフューエルデリバリパイプについてＦＥＭ解析を行った結果、接続部(１８)における応力値は１３７ＭＰａであり、本実施例２でも比較例よりも接続部(１８)における応力値が低く、この結果から、外方折曲部(１４)(１５)の角度を８°とした場合でも、接続部(１８)に生じる応力が従来例のものより減少することが明らかとなった。

また、上記実施例１及び２では、外方折曲部(１４)(１５)の外角をそれぞれ１５．５°及び８°としているが、本願の第１発明である実施例３では、図５に示す如く外方折曲部(１４)(１５)の外角を２３°としている。そして、このフューエルデリバリパイプについてＦＥＭ解析を行った結果、接続部(１８)における応力値は１２７ＭＰａであり、本実施例３においても接続部(１８)における応力値が比較例のものより低く、この結果から、外方折曲部(１４)(１５)の角度を２３°とした場合でも、接続部(１８)に生じる応力が従来例のものより減少することが明らかとなった。

また、上記実施例１〜３では、外方折曲部(１４)(１５)を両側壁(７)(８)のインジェクタホルダー(１３)側にのみ折曲して形成しているが、本願の第１発明である実施例４では、図６に示す如く、外方折曲部(１４)(１５)を、インジェクタホルダー(１３)側及びインジェクタホルダー(１３)側とは反対側をそれぞれ折曲することにより形成している。そのため、外方折曲部(１４)(１５)の両側に外角が形成されるものとなり、この外角の角度を、それぞれ２３°としている。そして、このように形成した本実施例４のフューエルデリバリパイプについてＦＥＭ解析を行ったところ、接続部(１８)における応力値は１４０ＭＰａであり、本実施例４においても接続部(１８)に生じる応力値が比較例よりも低い結果となり、本実施例４の接続部(１８)に生じる応力が従来例のものより減少することが明らかとなった。

また、上記実施例１〜４では、外方折曲部(１４)(１５)を、両側壁(７)(８)のインジェクタホルダー(１３)側のみ、又は、両側壁(７)(８)のインジェクタホルダー(１３)側及びインジェクタホルダー(１３)側とは反対側をそれぞれ折曲して形成しているが、本願の第１発明である実施例５では図７に示す如く、外方折曲部(１４)(１５)を、両側壁(７)(８)のインジェクタホルダー(１３)側とは反対側のみを折曲することにより形成している。そして、本実施例５の場合も上記実施例１〜６と同様に接続部(１８)に生じる応力を低減することができる。

また、上記実施例１〜５では、両側壁(７)(８)にそれぞれ外方折曲部(１４)(１５)を形成しているが、本願の第１発明である実施例６では、図８に示す如く、一方の側壁(７)に外方折曲部(１４)を形成するとともに、他方の側壁(８)には外方折曲部(１５)を形成せず、平坦な形状としている。このように、一方の側壁(７)にのみ外方折曲部(１４)を形成した場合でも、上記実施例１〜５と同様に、接続部(１８)に生じる応力を低減することができる。

また、本願の第１発明である上記実施例１〜６では、内部壁(６)の中央部に断面く字型の内部壁中央折曲部(１０)を内方に突出して長さ方向に形成しているが、本願の第２発明である実施例７では、図９に示す如く、内部壁(６)に単独の中央折曲部を形成せずに、内部壁(６)の中央部に、９ｍｍ幅の中央平坦部(２３)を長さ方向に形成するとともに、この中央平坦部の両側を外方に折曲して両側折曲部(２４)を長さ方向に形成している。そして、このように中央平坦部(２３)及び両側折曲部(２４)を形成した本実施例７のフューエルデリバリパイプにおいてＦＥＭ解析を行った結果、外部壁(５)とインジェクタホルダー(１３)との接続部(１８)における応力値は１１９ＭＰａであり、上記実施例１〜４の接続部(１８)における応力値よりも低い値となった。この結果から、内部壁(６)に中央平坦部(２３)を形成することにより、接続部(１８)に生じる応力を更に低減することができることが明らかとなった。

また、前記実施例７では、内部壁(６)に形成した中央平坦部(２３)の形成幅を９ｍｍとしているが、本願の第２発明である実施例６では、図１０に示す如く、中央平坦部(２３)の形成幅を４ｍｍとしている。そして、本実施例８のフューエルデリバリパイプにおいてＦＥＭ解析を行った結果、外部壁(５)とインジェクタホルダー(１３)との接続部(１８)における応力値は１１７ＭＰａであり、前記実施例５とほぼ同様の良好な結果を得ることができた。

本願の第１発明における実施例１のフューエルデリバリパイプの断面図。実施例１を示すフューエルデリバリパイプの加圧時の断面図。実施例１のフューエルデリバリパイプの斜視図。本願の第１発明における実施例２のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第１発明における実施例３のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第１発明における実施例４のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第１発明における実施例５のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第１発明における実施例６のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第２発明における実施例７のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第２発明における実施例８のフューエルデリバリパイプの断面図。従来例を示す正面図及び断面図。従来例のフューエルデリバリパイプの断面図。従来例のフューエルデリバリパイプの加圧時の断面図。

符号の説明

１パイプ本体
２燃料通路
３アブゾーブ面
５外部壁
６内部壁
７、８側壁
１０内部壁中央折曲部
１１外部壁中央折曲部
１３インジェクタホルダー
１４、１５外方折曲部
１６、１７両側平坦部
２３中央平坦部
２４両側折曲部

Claims

内部に燃料通路を有する一体構造のパイプタイプで壁面に可撓性のアブソーブ面を備えるパイプ本体を、幅広の外部壁と内部壁、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより形成し、この幅広の内部壁の幅方向中央付近に断面く字型の内部壁中央折曲部を内方に突出して長さ方向に形成し、該内部壁中央折曲部に対応する位置の外部壁に断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成するとともに、少なくとも一方の両側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成するとともに、この外方折曲部の両側を両側平坦部としたことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
内部に燃料通路を有する一体構造のパイプタイプで壁面に可撓性のアブソーブ面を備えるパイプ本体を、幅広の外部壁と内部壁、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより形成し、この幅広の内部壁の幅方向中央付近に一定幅の中央平坦部を長さ方向に形成し、この中央平坦部の両側を外方に折曲して両側折曲部を長さ方向に形成し、該両側折曲部に対応する位置の外部壁に断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成し、少なくとも一方の両側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成するとともに、この外方折曲部の両側を両側平坦部としたことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
外部壁は、外面に外部壁中央折曲部とは接触しないようにインジェクタホルダーを設置したことを特徴とする請求項１または２のフューエルデリバリパイプ。
内部壁は、外面に内部壁中央折曲部とは接触しないようにインジェクタホルダーを設置したことを特徴とする請求項１または２のフューエルデリバリパイプ。
外方折曲部は、外角を８°〜２３°の角度で形成した事を特徴とする請求項１または２のフューエルデリバリパイプ。