JP2009228562A - 燃料供給装置及びその組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料レールに１気筒について２個のインジェクタを同時に固定し組付け容易な燃料供給装置を提供する。
【解決手段】燃料レール１０の燃料カップ１３、７３にインジェクタ２０、３０の燃料流入口を挿入する。続いて、インジェクタ２０の反コネクタ側からクリップ４０を水平方向に挿入して取付ける。底板４２の切欠き案内溝５０に案内部材１８の案内部１８０を、第１嵌合穴４７に第１のインジェクタ２０の胴部２３を、第２嵌合穴４８に第２のインジェクタ２０の胴部２３を、同時に案内して両インジェクタ２０の肩部を底板４２で脱落方向に係止する。クリップ４０は、案内部１８０と切欠き案内溝５０とを２個のインジェクタ２０、３０の中間位置の燃料レール１０横断面に沿って案内するため、その両側の嵌合穴４７、４８へのインジェクタ２０の係止および回止めを２個同時に、容易に行うことができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の各気筒に燃料を噴射する燃料供給装置に関する。

従来、多気筒エンジンの各気筒に燃料を供給する燃料供給装置として、共通の燃料分配管に１気筒につき２個のインジェクタを備えた燃料供給装置が知られている。このものでは、燃料分配管の各気筒につき２個のインジェクタを備えるため、燃料分配管に各気筒に対応する２個の分配口が設けられている。

各分配口には１個ずつインジェクタが挿入され、それぞれのインジェクタに対しては固定用クリップが１個ずつ設けられている。この固定用クリップは、燃料分配管に設けられる分配口とインジェクタとを結合し、分配口からインジェクタが脱落することを防ぐ役割を担っている（例えば、特許文献１参照）。

従来、燃料分配管に１気筒当たり２個のインジェクタを固定するときには、１個の分配口に１個のインジェクタと１個の固定用クリップを使用していた。このため、１気筒について２個のインジェクタに２個の固定用クリップを使用するので、多気筒エンジンの場合、気筒数が増えると部品点数および組付け工数が増加することが課題となる。

また、分配管に取付けるための隣接する２個のインジェクタ間の距離が短いと、隣接する固定用クリップが干渉してインジェクタの固定が困難になるという問題が生じる。
さらに、従来の固定用クリップは、インジェクタの回止め機構を備えていないため、固定クリップを使用する場合は回止め機構を別に設けることが必要となり、部品点数の増加や組付け工程の複雑化によるコスト高を招くおそれがある。
特開２００２−３５７１７０号公報

本発明は、エンジンの燃料レールに２個のインジェクタを同時に固定し組付け容易な燃料供給装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、１気筒につき２個の互いに同種または異種のインジェクタを搭載するための簡単な組付け方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、各気筒に対して燃料分配管内の燃料を噴射するインジェクタが２個、それぞれの燃料流入口を燃料分配管の各分配口に挿入して組付けられている。この２個のインジェクタは、互いに同種または異種である電気駆動式の第１のインジェクタおよび第２のインジェクタである。

さらに、第１の結合部材および第２の結合部材が設けられている。燃料分配管の外壁には、第１の結合部材が固定されている。第２の結合部材には、第１の結合部材を案内し係止する案内溝が形成されている。第１のインジェクタの胴部を係止する第１嵌合穴、および、第２のインジェクタの胴部を係止する第２嵌合穴を有している。

このため、第２の結合部材を１個用いることで、隣接する２個のインジェクタを燃料分配管に固定することができる。同種または異種の第１および第２のインジェクタの胴部を、第１および第２の嵌合穴に嵌合させることで、インジェクタの胴部より重力方向上側の構成、例えば径外方向へ突出した肩部等を脱落方向に係止すると同時に、各インジェクタの各嵌合穴に対する軸線回りの回転を係止できる。さらに、第２の結合部材の案内溝に燃料分配管から突出する第１の結合部材を案内することによって、２個の嵌合穴に２個のインジェクタを同時に係止する際の位置決め効果が得られる。

したがって、１個の固定クリップをインジェクタ毎に独立で設ける従来の構成では固定クリップがインジェクタとともに軸線回りに回転するのに対し、本発明によれば、回止め機能を備えた１個の部品で２個のインジェクタを同時に燃料分配管に固定することができる。したがって、部品点数および組付け工数を削減して、１気筒につき２個の互いに同種または異種のインジェクタを搭載する組付けが容易であり、噴き分け等の制御自由度を向上させてエンジン性能を向上させる燃料供給装置を提供できる。

請求項２に記載の発明によると、第２の結合部材の底板は矩形状であり、その短辺の両方の縁から立ち上がる側板、および、長辺の縁から立ち上がる背板が、底板と一体で形成されている。このように、第２の結合部材は従来の固定クリップ同様、簡単な構成であるため製造が容易である。また、例えば、２個のインジェクタを両側から両側板で挟むように係止するといった補助的効果も得られ、より安定して燃料分配管に固定することができる。したがって、回止め機能を備えて製造容易な１個の部品で２個のインジェクタを同時に固定し、組付け容易な燃料供給装置を提供することができる。

請求項３に記載の発明によると、第１嵌合穴、第２嵌合穴、および両嵌合穴の中間の位置で第１の結合部材を案内して係止する案内溝は、第２の結合部材の底板に形成される。したがって、第２の結合部材の底板に両嵌合穴および案内溝を形成する位置は、燃料分配管に設けられている第１および第２のインジェクタを挿入する分配口の位置、および、第１の結合部材の位置に対応させればよく、設計容易である。また、第２の結合部材は両嵌合穴の中間の位置に切欠案内溝を有しているため、第１の結合部材を案内して係止するとともに、その両側で２個のインジェクタを偏りなく同時に燃料分配管に係止することができる。したがって、多気筒エンジンの各気筒につき１個の部品で２個のインジェクタを同時に回止めして固定し、組付け容易な燃料供給装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によると、分配口の開口端は径外方向に鍔部を突き出した形状であり、第２の結合部材の側板には長溝が形成されている。組付けの際、分配口の鍔部に第２の結合部材の長溝が適当なクリアランスを有して嵌合することで、第１および第２のインジェクタの燃料分配管への固定が行われる。したがって、第２の結合部材は、インジェクタを係止すると同時に分配口の鍔部にも係止されて、インジェクタと分配口とを結合している。第１の結合部材と第２の結合部材を備えることで、組付け時に、隣接する分配口を２個まとめて両側板で押圧して挟持するとともに、鍔部を長溝にスナップフィットさせることで安定した構造で取付けることができる。したがって、燃料分配管とインジェクタとの結合強度を確保して、多気筒エンジンの燃料分配管に回止め機能を備えた１個の部品で２個のインジェクタを同時に固定し、組付け容易な燃料供給装置を提供することができる。

請求項５記載の発明によると、上述した燃料供給装置の組付けは以下の手順によって行う。まず、燃料分配管の各分配口に第１および第２のインジェクタの燃料流入口をそれぞれ挿入する。続いて、第１および第２のインジェクタの胴部を第１嵌合穴および第２嵌合穴に挿入するとともに、第１の結合部材を案内溝に挿入する。以上により、各分配口に予め挿入された２個のインジェクタは、第１の結合部材に案内される第２の結合部材によって、回止めされ同時に固定される。

したがって、１気筒につき２個の互いに同種または異種のインジェクタを搭載するための簡単な組付け方法を提供することができる。また、多気筒エンジンの１気筒につき２個のインジェクタを搭載する燃料供給装置が従来に比べ製造容易となり、噴き分け等の制御自由度を向上させてエンジン性能の向上を図ることができる。

請求項６記載の発明によると、第１の結合部材は、第２の結合部材に一体で形成され第１嵌合穴と第２嵌合穴との中間位置から突出している。また、第１の結合部材を案内して係止する案内溝は、燃料分配管側に案内溝部として設けられている。なお、請求項６記載の発明における案内溝部としては、燃料分配管に凹溝を形成してもよく、２つの溝壁を形成する案内部材を別途固定してもよい。これにより、燃料分配管に対して２個のインジェクタを同時に、第１の結合部材を案内溝部に重力方向下側から挿入するとともに容易に分配口に位置決めして挿入することができる。したがって、多気筒エンジンの各気筒につき１個の部品で２個のインジェクタを同時に回止めして固定し、組付け容易な燃料供給装置を提供することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の燃料供給装置を４気筒エンジンに適用した第１実施形態を図１から図９に基づいて説明する。
本実施形態の燃料供給装置は、図１、２に示すように、１気筒について２個のインジェクタが各気筒♯１、♯２、♯３、♯４に設けられ、特許請求の範囲に記載する燃料分配管に相当する燃料レールに合計８個のインジェクタが直列に配されている。この燃料供給装置は、共通の燃料レール１０に１気筒について第１インジェクタ２０および第２インジェクタ３０が第１結合部材としての案内部材１８と第２結合部材としてのクリップ４０とで固定されている。

燃料レール１０は、レール本体１２の一端に燃料を供給する流入口１０１を有し、流入口１０１のある一端から他端までの間に直列に並ぶように、４気筒エンジンの各気筒に燃料を分配する８個の分配口としての燃料カップ１３、７３を有している。図２に示すように、レール本体１２は、重力方向下側の外壁１２０から延びる供給口１１を８本有している。各燃料カップ１３、７３は、各供給口１１に結合しインジェクタ２０を取付け可能に重力方向下側に開口している。燃料カップ１３、７３は、各気筒♯１、♯２、♯３、♯４につき２個のインジェクタ２０、３０に燃料を分配するように、隣接して配置されている。また、レール本体１２は、隣接する２個の燃料カップ１３、７３間に配置される第１結合部材としての案内部材１８を有している。この案内部材１８と第２結合部材としてのクリップ４０とでインジェクタ２０、３０が燃料カップ１３、７３に固定されている。
以上説明した構成は、各気筒♯１〜♯４間で実質的に同一である。以下、１気筒分の構成について気筒♯４に対応する２個のインジェクタの燃料レールへの組付け構造を図３〜５を用いて説明する。

図３に示すように、燃料カップ１３は、釣り鐘形状であって、供給口１１から連続する筒状の取付口本体１５、および取付口本体１５のインジェクタ２０側の開口端部で径方向外側に延びる鍔部としての環状突起１６を有している。図４に示すように、レール本体１２、供給口１１、および燃料カップ１３は金属製であり、溶接によって一体に結合している。燃料カップ１３の内壁によって形成される空間は、供給口１１の内部を通じてレール本体１２内部の燃料室１４と連通している。また、燃料レール１０の外壁１２０には、インジェクタ２０の軸に平行に重力方向下側に延びる案内部材１８が溶接により固定されている。案内部材１８は、図５に示すように隣接した２個のインジェクタ２０間を仕切る板状に形成された案内部１８０を有し、図２、図３に示すように、案内部１８０の下端にクリップ４０を重力方向下側で係止可能な係止部１８１を有している。

図４に示すように、インジェクタ２０の燃料流入口２１は燃料カップ１３内に挿入され、取付口１５と燃料流入口２１との間をＯリング２２がシールしている。インジェクタ２０の胴部２３は、図４、図５に示すように周方向の一部を切欠かれた円筒状を呈しており、この胴部２３の軸方向上側は径方向外側に突出した環状の肩部２４となっている。この胴部２３、肩部２４、およびＯリング２２は、円筒状の燃料通路筒部２５の外壁の周囲に形成されている。各インジェクタ２０、３０の胴部２３には、電磁コイル部６１に電力を供給する端子２８を保護するコネクタ２７が設けられている。燃料通路筒部２５は、燃料流入口２１からインジェクタ２０の軸方向に延び、その内壁によって燃料通路を形成して燃料室１４内の燃料をノズル２６方向へ通している。ノズル２６は図示しないエンジンの気筒♯４に通じる吸気通路に挿入され、図示しないシール部材でシールされている。具体的には、弁ボディ６４の内部に往復摺動可能に挿入される弁部材６５が電磁コイル部６１への通電によりスプリング６２の付勢力に抗して弁座６７から離座すると、燃料室１４の燃料は燃料カップ１３の内部、燃料通路筒部２５、固定パイプ６０、弁部材６５の周囲を通じて噴孔６６から噴射される。

図６に示すように、クリップ４０は、ばね鋼製で、第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８が形成された底板４２、底板４２から短辺の縁で立ち上がる側板４３、４４、および、底板４２から長辺の縁で立ち上がる背板４５を有し、一体成形されている。底板４２の第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８には、第１および第２のインジェクタとしての２個のインジェクタ２０、３０のそれぞれの胴部２３を背板４５に対向する方向で挿入されて係止される。クリップ４０を取付けた状態では、このコネクタ２７は底板４２と干渉しない位置に、反背板４５側、すなわち第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８の開口方向に突出するよう配置される。

図５に示すように、クリップ４０の第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８は、底板４２を切り欠いて、インジェクタ２０の胴部２３と略同一の形状に微小隙間を有して形成され、反背板４５方向へ開口している。したがって、２個のインジェクタ２０の胴部２３を水平方向に図６の矢印４９方向に第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８に挿入可能であり、かつ、肩部２４の重力方向下側面を底板４２によって係止可能である。本実施形態においてインジェクタ２０、３０は同種のもので同一の形状のものとする。このため、本実施形態によると、第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８は形状が同一で、クリップ４０の形状は左右対称である。

図７に示すように、底板４２に形成される第１嵌合穴４７と第２嵌合穴４８との中間位置には、側板４３、４４と略平行に底板４２を切欠いて、案内溝としての切欠き案内溝５０が形成されている。この切欠き案内溝５０は、長溝状で、案内部１８０を案内して係止している。図２に示すように、案内部材１８の頭状の係止部１８１は、切欠き案内溝５０の重力方向下側においてクリップ４０の短辺方向へ突出し、クリップ４０を脱落方向に係止可能となっている。

図８に示すように、第１嵌合穴４７側の側板４３および側板４４は、上端で長手方向外側へ広がるように折曲がって突出している開口端部５１および開口端部５２を有する。背板４５には、底板４２から立ち上がる付け根の位置に溝４６１、４６２が形成され、組付時のインジェクタ２０の肩部２４と背板４５との干渉を防止している。また、図９に示すように、側板４３および側板４４は、それぞれ第１係止溝５３および第２係止溝５４を底板４２と平行な長溝状に有している。図３に示すように、クリップ４０の第１嵌合穴４７にインジェクタ２０の胴部２３が嵌合した状態で、燃料カップ１３の環状突起１６が第１係止溝５３に嵌合するように形成されている。同様に、クリップ４０の第２嵌合穴４８にインジェクタ３０の胴部２３が嵌合した状態で、燃料カップ７３の環状突起１６が第２係止溝５４に嵌合するように形成されている。

このため、インジェクタ２０、３０を燃料カップ１３、７３に組付け、クリップ４０によって結合させるとき、環状突起１６と側板４３および側板４４とは干渉することなく組付けられる。さらに、組付後の状態は、両側板４３、４４によって両側から２個の燃料カップ１３を押圧して挟込み、それぞれの環状突起１６を第１係止溝５３と第２係止溝５４とにクリアランスを有して係止しているため、結合が外れにくく、安定している。なお、以上のように、第１嵌合穴４７および第２嵌合穴４８をインジェクタ２０に、案内部材１８を切欠き案内溝５０に、ならびに環状突起１６を第１係止溝５３および第２係止溝５４に挿入および係止しやすいように、本実施形態においてクリップ４０はバネ鋼製であり、弾性を有している。

次に、インジェクタ２０、３０と燃料レール１０との組付けについて説明する。まず、燃料レール１０から延びる燃料カップ１３、７３にインジェクタ２０、３０の燃料流入口２１を挿入する。その際、インジェクタ２０、３０は、軸回りの方向を位置決めしたい方向に合わせて挿入する。挿入された状態では、取付口本体１５と燃料流入口２１との間がＯリング２２によってシールされて結合している。

続いて、クリップ４０を、インジェクタ２０、３０の背側、すなわち反コネクタ２７側から水平方向に挿入して取付ける。このとき、底板４２の切欠き案内溝５０に案内部材１８の案内部１８０を、第１嵌合穴４７に第１のインジェクタ２０の胴部２３を、第２嵌合穴４８に第２のインジェクタ３０の胴部２３を、同時に案内して係止する。クリップ４０は、案内部１８０と切欠き案内溝５０とを同一の仮想平面上、すなわち２個のインジェクタ２０、３０の中間位置の対称面に沿ってスライドさせるように案内するため、両側の嵌合穴４７、４８へのインジェクタ２０、３０の挿入も回止めを兼ねて２個同時に、容易に行うことができる。

また、クリップ４０の取付け時において、開口端部５１、５２を嵌合穴４７、４８の開口方向へ広げるよう引張りながら、インジェクタ２０、３０の胴部２３、２３の適切な位置を嵌合穴４７、４８に嵌合すると、両側板４３、４４に燃料カップ１３、７３の環状突起１６の両側を挟みこむように圧入して、第１係止溝５３および第２係止溝５４に燃料カップ１３、７３の環状突起１６の両側を節度感をもって係止することができる。したがって、クリップ４０によって、同時に２個のインジェクタ２０、３０と燃料カップ１３、７３とを、回止めを兼ねて安定した結合状態に固定することができる。

なお、上述した結合状態のずれを修正したい場合、および、インジェクタ２０、３０を燃料レール１０から外したい場合には、クリップ４０の開口端部５１、５２を嵌合穴４７、４８の開口方向へ広げるよう引張り、案内部材１８から案内溝部５０を後退させるようにして、クリップ４０を外すことができる。

（第２実施形態）
本発明の燃料供給装置の変形例である第２実施形態について、第１実施形態の気筒♯４に対応する図１０を用いて説明する。第１実施形態と実質的に同一の構成および機能については、同一符号を付して説明を省略する。
第２実施形態において、第２の結合部材としてのクリップ４０１は、第１の結合部材としての案内突起８０を第１嵌合穴４７と第２嵌合穴４８との中間位置に有している。案内突起８０は、クリップ４０１の底板４２から両側板４３、４４と略平行に突出する板状に形成され、例えば、溶接により底板４２と固定されて一体となっている。また、燃料レール１０の外壁１２０には、溶接によって固定されている２個の案内部材８１の溝壁８２に挟まれて、レール本体１２を横断する溝状の案内溝部８３が設けられている。２つの溝壁８２間の距離は、案内突起８０の厚さに微小隙間を加えたものとなっており、案内溝部８３に案内突起８０を案内および係止可能となっている。

第２実施形態における組付け方法は、まず、インジェクタ２０、３０の胴部２３をクリップ４０１の第１嵌合穴４７と第２嵌合穴４８とに嵌合させ、続いて、案内突起８０を燃料レール１０の案内溝部８３に案内するよう、外壁１２０に対向させて重力方向下側から取付ける。その際、開口端部５１、５２をクリップ４０の底板の長手方向に開くようにして、２個のインジェクタ２０、３０の燃料流入口２１を燃料カップ１３、７３内に同時に挿入し、側板４３、４４に形成された第１係止溝５３および第２係止溝５４を燃料カップ１３、７３の環状突起１６に係止する。これにより、インジェクタ２０、３０を２個同時にクリップ４０に係止して回止めした状態で、案内突起８０と案内溝部８３との位置合わせにより容易に燃料レール１０に固定することができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、本発明を４気筒エンジンに適用し、８個のインジェクタを４個のクリップにより燃料レールに固定している例を説明したが、本発明では、４気筒型以外の多気筒エンジンに適用するものであってもよい。
また、第１のインジェクタと第２のインジェクタとが同種のインジェクタの実施形態について説明したが、本発明では、第１のインジェクタと第２のインジェクタとが異種の機能を果たすものであってもよい。
なお、２個の第１のインジェクタと第２のインジェクタとが互いに異なる形状であれば、クリップの底板に形成する第１嵌合穴と第２嵌合穴とは各インジェクタに対応するように異なる形状に形成してもよい。

本発明の第１実施形態による燃料供給装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による燃料供給装置をインジェクタのコネクタ側から見た平面図である。 図２の矢印III方向の平面図である。 図２の燃料分配管、燃料カップ、およびインジェクタのIV−IV線断面を示す模式図である。 図２のクリップ底板の底面に沿ったＶ−Ｖ線断面を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による固定クリップを示す斜視図である。 図６の矢印VII方向の平面図である。 図６の矢印VIII方向の平面図である。 図６の矢印IX方向の平面図である。 本発明の第２実施形態による燃料供給装置のインジェクタ２個の取付構造をコネクタ側から見た部分平面図である。

符号の説明

１０：燃料レール（燃料分配管）、１０１：流入口、１１：供給口、１２：レール本体、１２０：外壁、１３、７３：燃料カップ、１４：燃料室、１５：取付口本体、１６：環状突起、１８：案内部材（第１の結合部材）、１８０：案内部、１８１：係止部、２０、３０：インジェクタ、２１：燃料流入口、２２：Ｏリング、２３：胴部、２４：肩部、２５：燃料通路筒部、２６：ノズル、２７：コネクタ、２８：端子、４０、４０１：クリップ（第２の結合部材）、４２：底板、４３：側板、４４、４５：背板、４６１、４６２：溝、４７：第１嵌合穴、４８：第２嵌合穴、５０：切欠き案内溝、５１、５２：開口端部、５３：第１係止溝（長溝）、５４：第２係止溝（長溝）、８０：案内突起、８１、案内部材、８２：溝壁、８３：案内溝部

Claims (6)

1. 内燃機関の各気筒に燃料を分配する複数の分配口を有する燃料分配管と、
   前記分配口に燃料流入口を挿入して組付けられ、前記燃料分配管内の燃料を各気筒に噴射する互いに同種または異種の電気駆動式の第１のインジェクタおよび第２のインジェクタと、
   前記燃料分配管の外壁に固定される第１の結合部材と、
   前記第１の結合部材を案内し係止する案内溝、前記第１のインジェクタの胴部を係止する第１嵌合穴、および、前記第２のインジェクタの胴部を係止する第２嵌合穴、を有する第２の結合部材と、
   を備えることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記第２の結合部材は、矩形状の底板と、前記底板の短辺の縁から立ち上がる両側板と、前記底板の長辺の縁から立ち上がる背板とを有し、一体に形成されることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記底板は、前記第１のインジェクタの胴部を係止する第１嵌合穴と、前記第２のインジェクタの胴部を係止する第２嵌合穴と、前記第１嵌合穴と前記第２嵌合穴の中間の位置で前記第１の結合部材を案内し係止する案内溝とを有する請求項２記載の燃料供給装置。
4. 前記分配口は、開口端に径外方向に突き出す鍔部を有し、
   前記側板は、長溝を有し、
   組付け時に、前記鍔部が前記長溝に節度感をもって嵌合することで、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタが前記燃料分配管に固定されることを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。
5. 請求項１〜４に記載の燃料供給装置の組付け方法であって、
   前記燃料分配管の分配口に前記燃料流入口を挿入し、
   次いで、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタの胴部を前記第１嵌合穴および第２嵌合穴に挿入するとともに、前記第１の結合部材を前記案内溝に挿入することを特徴とする燃料供給装置の組付け方法。
6. 内燃機関の各気筒に燃料を分配する複数の分配口を有する燃料分配管と、
   前記分配口に燃料流入口を挿入して組付けられ、前記燃料分配管内の燃料を各気筒に噴射する互いに同種または異種の電気駆動式の第１のインジェクタおよび第２のインジェクタと、
   第１の結合部材と、
   前記第１のインジェクタの胴部を係止する第１嵌合穴、および、前記第２のインジェクタの胴部を係止する第２嵌合穴、を有する第２の結合部材と、を備え、
   前記第１の結合部材は、前記第１嵌合穴と前記第２嵌合穴との中間の位置から突出し前記第２の結合部材と一体に形成され、
   前記燃料分配管の外壁は、前記第１の結合部材を案内し係止する案内溝部を有することを特徴とする燃料供給装置。

Images