JP2007187099A - 燃料配管の防振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振動や騒音の低減が十分に図られる燃料配管の防振構造を提供する。
【解決手段】燃料配管の防振構造は、車両に搭載されたエンジン２５に燃料を供給する燃料ホース１２と、燃料ホース１２の経路上の所定位置に配設され、燃料の脈動を抑えるパルセーションダンパ１３とを備える。燃料ホース１２は、その所定位置でサイドメンバ３２に固定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的には、燃料配管の防振構造に関し、より特定的には、管路上にパルセーションダンパが設けられた燃料配管の防振構造に関する。

従来の燃料配管の防振構造に関連して、たとえば、実開平３−１４３８８号公報には、予め表面処理が施されたパイプであっても、その表面処理を損なうことなく、高い位置決め精度で支持体に固定することを目的としたパイプが開示されている（特許文献１）。特許文献１では、金属製のパイプの長手方向の適所に、パイプを車体パネルに固定するための取り付け部材が固着されている。取り付け部材は、パイプを取り囲むように設けられ、樹脂成形により形成された本体部と、車体パネルに締結されるステー部とを備える。

また、実開昭６３−１７１７７９号公報には、燃料配管等の各種配管を一括して保持し、車両に固定する燃料配管用クランプが開示されている（特許文献２）。また、特開２０００−１０４６３６号公報には、燃料デリバリパイプの構造の簡易化および小型化を図り、部品点数を削減し、燃料漏れの発生を防止することを目的とした燃料供給装置が開示されている（特許文献３）。
実開平３−１４３８８号公報 実開昭６３−１７１７７９号公報 特開２０００−１０４６３６号公報

ガソリンエンジン等の内燃機関に燃料を供給する燃料配管内では、燃料ポンプもしくはインジェクタの噴射に起因して、燃料が脈動する。これに対して、上述の特許文献に開示された燃料配管の構造では、燃料の脈動によって発生した振動が燃料配管から車両本体側に伝達し、車両室内で「コトコト」と聞こえる騒音が生じるおそれがある。この場合、車両のＮＶ（noise and vibration）性能が悪化する。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、振動や騒音の低減が十分に図られる燃料配管の防振構造を提供することである。

この発明に従った燃料配管の防振構造は、車両に搭載された内燃機関に燃料を供給する燃料配管と、燃料配管の経路上の所定位置に配設され、燃料の脈動を抑えるパルセーションダンパとを備える。燃料配管は、その所定位置で車両本体に固定されている。

このように構成された燃料配管の防振構造によれば、燃料の脈動によって発生した振動が燃料配管から車両本体に伝わる経路上に、パルセーションダンパが配設されている。このため、振動が燃料配管から車両本体に伝わることを確実に抑制し、車両のＮＶ性能を向上させることができる。

また、燃料配管は、所定位置を含む複数箇所で車両本体に固定されている。好ましくは、所定位置で燃料配管が固定された車両本体の部分は、他の箇所で燃料配管が固定された車両本体の部分よりも大きい剛性を有する。このように構成された燃料配管の防振構造によれば、振動減衰能が低い（振動が減衰しにくい）高剛性の部位にパルセーションダンパを設けることによって、上述の効果を効果的に得ることができる。

また好ましくは、所定位置は、燃料の圧力振動の定在波の腹部に一致するように決定されている。なお、定在波の腹部とは、定在波において振幅が最大になる位置を指す。このように構成された燃料配管の防振構造によれば、燃料の脈動がより大きく低減される部位にパルセーションダンパを設けることによって、上述の効果を効果的に得ることができる。

以上説明したように、この発明に従えば、振動や騒音の低減が十分に図られる燃料配管の防振構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態における燃料配管の防振構造が適用された車両のエンジンルーム内を示す平面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った車両の断面図である。

図１および図２を参照して、車両のエンジンルーム２０には、エンジン２５が搭載されている。エンジンルーム２０は、フロントバンパ２２とカウルボード２１との間に形成されている。カウルボード２１は、エンジンルーム２０と車両室内３０との間を区画している。エンジンルーム２０にはサイドメンバ３２が配設されている。サイドメンバ３２は、車体フレームを構成する。サイドメンバ３２は、車両幅方向において車両端部に設けられ、車両進行方向に延びている。

本実施の形態では、エンジン２５は、横置きのＶ型６気筒エンジンである。エンジン２５は、これに限定されず、たとえば縦置きであっても良いし、６気筒以外のＶ型エンジンや直列エンジン、Ｗ型エンジン、水平対向型エンジン等であっても良い。エンジン２５は、ガソリンエンジンであっても良いし、アルコールエンジンであっても良い。エンジン２５は、内燃機関と充放電可能な２次電池から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に、内燃機関として搭載されても良い。

車両には、エンジン２５に供給する燃料を蓄える燃料タンク４１が搭載されている。燃料タンク４１を設置する位置は、特に限定されず、たとえば車両後方のラゲージルームやリヤシートの下であっても良いし、フロントシート下であっても良い。燃料タンク４１内には、燃料を燃料タンク４１からエンジン２５に向けて圧送する図示しない燃料ポンプが設けられている。

エンジン２５のシリンダヘッドには、デリバリパイプ２６が設けられている。デリバリパイプ２６は、エンジン２５のインテークマニホールドに設けられても良い。デリバリパイプ２６は、エンジン２５の左バンクに配置されたデリバリパイプ２６ｍと、エンジン２５の右バンクに配置されたデリバリパイプ２６ｎとを含む。デリバリパイプ２６は、樹脂から形成されても良いし、金属から形成されても良い。デリバリパイプ２６は、燃料タンク４１から供給された燃料を、エンジン２５の各気筒に設けられたインジェクタ２８に分配する。

デリバリパイプ２６と燃料タンク４１との間は、燃料ホース１２によって接続されている。燃料タンク４１からエンジン２５に圧送される燃料は、燃料ホース１２を通過する。燃料ホース１２は、デリバリパイプ２６から近い順に、サイドメンバ３２、カウルボード２１およびフロアパネル３４に沿って配設されている。フロアパネル３４は、車両室内の下方で車両底部を構成している。燃料ホース１２は、樹脂材料から形成されている。燃料ホース１２に替えて、たとえば鋼管が設けられても良い。

燃料ホース１２は、クランプ部材１５によって車両本体に固定されている。クランプ部材１５は、鉄等の金属から形成されている。クランプ部材１５は、樹脂材料やゴム部材から形成されても良い。クランプ部材１５は、金属に防振ゴムを加硫接着したものであっても良い。燃料ホース１２は、デリバリパイプ２６と燃料タンク４１との間の複数箇所で車両本体に固定されている。燃料ホース１２は、エンジンルーム２０内でサイドメンバ３２に固定されている。燃料ホース１２は、さらに、カウルボード２１およびフロアパネル３４に固定されている。サイドメンバ３２は、カウルボード２１およびフロアパネル３４よりも大きい剛性を有する車両ボディである。

デリバリパイプ２６と燃料タンク４１との間で延びる燃料ホース１２の経路上には、パルセーションダンパ１３が配設されている。パルセーションダンパ１３は、燃料ポンプもしくはインジェクタ２８の噴射により発生した燃料ホース１２内の燃料の脈動を低減するために設けられている。パルセーションダンパ１３は、ダイヤフラムと、弾性体としてのコイルバネとを含んで構成されている。パルセーションダンパ１３は、これに限定されず、他の構成を備えても良い。

パルセーションダンパ１３は、燃料ホース１２がサイドメンバ３２に固定された位置に設けられている。言い換えれば、パルセーションダンパ１３は、燃料ホース１２が固定される車両本体側の部位の中で最も高い剛性を備えた部位、すなわちサイドメンバ３２に近接するように設けられている。パルセーションダンパ１３は、クランプ部材１５と隣接して設けられている。

さらに、パルセーションダンパ１３は、脈動によって発生する燃料の圧力振動の定在波の腹部に一致するように設けられている。腹部の位置は、たとえば、圧力センサにより燃料ホース１２内の燃圧の振動特性を測定し、その測定結果に基づいて決定される。

パルセーションダンパ１３は、デリバリパイプ２６にさらに設けられている。なお、本実施の形態では、燃料ホース１２がサイドメンバ３２に固定された位置とデリバリパイプ２６とにパルセーションダンパ１３を設けたが、これに限定されず、さらに他の箇所にパルセーションダンパ１３を設けても良いし、燃料ホース１２がサイドメンバ３２に固定された位置にのみパルセーションダンパ１３を設けても良い。また、燃料ホース１２は、必ずしも複数箇所で車両本体側に固定される必要はなく、たとえばサイドメンバ３２でのみ車両本体に固定されても良い。

また、本実施の形態では、燃料ホース１２がエンジンルーム２０内のサイドメンバ３２に固定された位置にパルセーションダンパ１３を設けたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、燃料ホース１２が車両後方でサイドメンバ３２に固定されている場合には、その位置にパルセーションダンパ１３を設けても良い。また、燃料ホース１２が、サイドメンバ間で車両幅方向に延びるクロスメンバに固定されている場合には、その位置にパルセーションダンパ１３を設けても良い。

燃料の脈動によって生じる振動が、燃料ホース１２からクランプ部材１５を介して車両本体側に伝わる。この振動の伝播は、高剛性を有するサイドメンバ３２で特に顕著となる。この場合、車両本体側の固有振動数と燃料の脈動の振動数とが一致すると、両者が共振し、たとえばアイドリング時に車両室内３０で「コトコト」と聞こえる騒音が発生することがある。このため、車両のＮＶ性能が悪化するおそれが生じる。

このようなＮＶ性能の悪化を防止する対策として、一般的には、インジェクタ２８の近傍にパルセーションダンパやチャンバを設けたり、クランプ部材を形成する材料を柔らかいゴム材料に変更したりする方法が採られる。

しかしながら、パルセーションダンパが単にインジェクタ２８の近傍に設けられているだけでは、車両本体側への振動伝達の低減の観点から設置位置が決定されておらず、車両本体に伝わる振動を十分に低減させることはできない。また、チャンバの場合には、脈動を低減できる周波数範囲が極めて狭いという問題があり、クランプ部材をゴム材料から形成した場合には、ゴムが極低温で硬化し、振動減衰性が著しく低下するという問題がある。このため、これらの場合であっても、車両本体に伝わる振動を十分に低減させることができない。

これに対して、本実施の形態では、燃料ホース１２からサイドメンバ３２に振動が伝わる経路上に、パルセーションダンパ１３が配設されている。また、パルセーションダンパ１３が配設される位置が、燃料の圧力振動の定在波の腹部に一致するように決定されている。このため、サイドメンバ３２の近傍で燃料の脈動を効果的に抑え、燃料ホース１２から車両本体側に振動が伝わることを抑制できる。

この発明の実施の形態における燃料配管の防振構造は、車両に搭載された内燃機関としてのエンジン２５に燃料を供給する燃料配管としての燃料ホース１２と、燃料ホース１２の経路上の所定位置に配設され、燃料の脈動を抑えるパルセーションダンパ１３とを備える。燃料ホース１２は、その所定位置で車両本体としてのサイドメンバ３２に固定されている。

このように構成された、この発明の実施の形態における燃料配管の防振構造によれば、燃料の脈動音が車両本体側に伝わることを抑制し、車両のＮＶ性能を向上させることができる。

続いて、本発明によって得られる効果を確認するために図１中の配管構造を用いて行なった実施例について説明を行なう。図３は、実施例において、パルセーションダンパおよび圧力センサが設けられた位置を示す図である。図４は、実施例において、燃料の圧力変動と周波数との関係を示すグラフである。

図３および図４を参照して、本実施例では、デリバリパイプ２６および燃料ホース１２の経路上の適当な位置に、パルセーションダンパ１３を設けた。パルセーションダンパ１３の近傍に圧力センサ５７を設けた。圧力センサ５７により測定された燃圧を周波数解析することによって、各周波数における燃料の圧力変動を求めた。また比較のため、パルセーションダンパ１３を設けなかった場合についても、燃料の圧力変動を求めた。車両本体側の固有振動数は、３００Ｈｚであった。

図４中において、曲線１１０は、パルセーションダンパ１３が設けられていない場合、曲線１２０は、デリバリパイプ２６ｎにパルセーションダンパ１３が設けられた場合の結果である。曲線１３０は、サイドメンバ３２の近傍およびデリバリパイプ２６ｎの双方にパルセーションダンパ１３が設けられた場合、曲線１４０は、サイドメンバ３２の近傍にパルセーションダンパ１３が設けられた場合の結果である。

図４から分かるように、サイドメンバ３２の近傍にパルセーションダンパ１３を設けることによって、周波数３００Ｈｚの近傍において、燃料の圧力変動をサイドメンバ３２の近傍にパルセーションダンパ１３を設けなかった場合の値から大幅に減少させることができた。

さらに、本発明によって得られる効果を確認するために図１中の配管構造を用いて行なった比較例について説明を行なう。図５は、比較例において、パルセーションダンパおよび圧力センサが設けられた位置を示す図である。図６は、比較例において、燃料の圧力変動と周波数との関係を示すグラフである。

図５および図６を参照して、本比較例では、デリバリパイプ２６ｎにのみパルセーションダンパ１３を設けた。パルセーションダンパ１３の近傍に圧力センサ５７を設け、図５中に示すデリバリパイプ２６の複数箇所に圧力センサ５１から５６を設けた。図６中において、曲線２１０から２７０は、それぞれ、圧力センサ５１から５７が設けられた位置で測定された燃料の圧力変動の値である。比較のため、図４中のサイドメンバ３２の近傍にパルセーションダンパ１３が設けられた場合の曲線１４０を図６中に示した。

図６から分かるように、本比較例では、先の実施例のサイドメンバ３２の近傍にパルセーションダンパ１３が設けられた場合と比較して、周波数３００Ｈｚ付近において燃料の圧力変動が高い値となった。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態における燃料配管の防振構造が適用された車両のエンジンルーム内を示す平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った車両の断面図である。 実施例において、パルセーションダンパおよび圧力センサが設けられた位置を示す図である。 実施例において、燃料の圧力変動と周波数との関係を示すグラフである。 比較例において、パルセーションダンパおよび圧力センサが設けられた位置を示す図である。 比較例において、燃料の圧力変動と周波数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１２ 燃料ホース、１３ パルセーションダンパ、２１ カウルボード、２５ エンジン、３２ サイドメンバ、３４ フロアパネル。

Claims (3)

1. 車両に搭載された内燃機関に燃料を供給する燃料配管と、
   前記燃料配管の経路上の所定位置に配設され、燃料の脈動を抑えるパルセーションダンパとを備え、
   前記燃料配管は、前記所定位置で車両本体に固定されている、燃料配管の防振構造。
2. 前記燃料配管は、前記所定位置を含む複数箇所で車両本体に固定されており、
   前記所定位置で前記燃料配管が固定された車両本体の部分は、他の箇所で前記燃料配管が固定された車両本体の部分よりも大きい剛性を有する、請求項１に記載の燃料配管の防振構造。
3. 前記所定位置は、燃料の圧力振動の定在波の腹部に一致するように決定されている、請求項１または２に記載の燃料配管の防振構造。

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