JP2009250115A - デリバリパイプ用の継手装置 - Google Patents

Abstract

【課題】継手装置１０において、エバポレーション漏洩を抑制または防止したうえで、デリバリパイプ５の周辺部材に干渉しにくくする。
【解決手段】継手装置１０は、デリバリパイプ５のリターン孔５ａ内に螺合挿入されるユニオンボルト１１と、その軸部２１に外嵌された状態でユニオンボルト１１の頭部２２とリターン孔５ａの開口側の端面との間に挟持されかつユニオンボルト１１の中空穴２３とリターンパイプ９とを連通させるアイユニオン１２と、軸部２１とリターン孔５ａとの嵌合部分に介装されるシールリング１３と、アイユニオン１２の環状部３１とデリバリパイプ５の開口側の端面および頭部２２との間にそれぞれ圧縮変形される状態で介在されるシールリング１４，１５と、ユニオンボルト１１の中空穴２３内に設けられてデリバリパイプ５内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときにリターンパイプ９への燃料流出を許容するリリーフバルブ１６とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁に燃料を供給するためのデリバリパイプにリターンパイプを連通連結する継手装置に関する。

燃料噴射弁を用いる内燃機関には、例えば吸気ポートに燃料を噴射させる形態と、燃焼室に燃料を直接噴射させる形態とがある。

このような内燃機関における燃料供給システムでは、燃料タンク内に貯留される燃料を高圧燃料ポンプに導入し、この高圧燃料ポンプで燃料を加圧してから、デリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料を燃料噴射弁に供給して、この燃料噴射弁から内燃機関の吸気ポートまたは燃焼室に噴射させるようになっている（例えば特許文献１参照。）。

ところで、デリバリパイプ内の燃料圧力の過上昇を防止するために、デリバリパイプには、リリーフバルブおよびリターンパイプを介して燃料タンクが接続されるようになっている。

リリーフバルブは、例えばリターンパイプの途中部分に設置される。このリリーフバルブは、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに開弁して、デリバリパイプに蓄えられた高圧燃料の一部をリターンパイプに排出するものである。

従来、前記のデリバリパイプとリターンパイプとを連通連結するための構造については、いわゆるクイックコネクタを用いるようにしたり、あるいは、いわゆるファーツリータイプのコネクタを用いるようにしたりすることが一般的である。

なお、前記のファーツリータイプのコネクタとしては、特許文献２，３に示されている。このコネクタは、コネクタ本体からファーツリー部が外向きに突出して設けられており、ファーツリー部に適宜のパイプが外嵌装着されるようになっている。
特開２００７−２３１７４２号公報 特開２００４−５２６５９号公報 特開２００４−８４６４７号公報

上記従来例で示すようなコネクタでは、そのファーツリー部が外向きに突出されていてパイプが外嵌装着されるようになっているので、当該ファーツリー部が外部に突出する分、連結部分の外形形状が大きくなってしまう。そのため、このコネクタが他の部材に干渉しやすくなることが懸念される。

しかも、仮に、上記従来例で示すようなコネクタをデリバリパイプとリターンパイプとの連通連結部分に用いる場合には、デリバリパイプ内に高圧燃料が貯留されている関係より、このデリバリパイプ内のエバポレーションが前記ファーツリー部とデリバリパイプとの嵌め合い部分から大気へ漏洩しやすくなることが懸念される。

ところで、実開平６−５８１６３号公報に示されているような管継ぎ手装置が知られている。この管継ぎ手装置は、ユニオンボルトと、アイユニオンとを用いる構成であるが、燃料噴射式内燃機関において燃料供給管路と燃料デリバリパイプの導入側との連結部分に用いられるものであって、本発明のようにデリバリパイプとリターンパイプとの連結部分に用いるものとは、発明の対象が相違している。

そもそも、前記先行技術の管継ぎ手装置の場合、前記のように「デリバリパイプ内のエバポレーションがデリバリパイプとリターンパイプとの連通連結部分から漏洩する」といったことと無関係であるので、その不具合を解決する必要もない。そのことを裏付けるように、先行技術の管継ぎ手装置では、ユニオンボルトと燃料デリバリパイプとの螺合部分に、エバポレーション漏洩を防止するためのシール部材を介入させていないし、ユニオンボルトの中空穴内にリリーフバルブを設置していない。

このように、前記先行技術の管継ぎ手装置は、ユニオンボルトとアイユニオンとを用いる構成が本発明と同じであるので、提示しただけであって、本発明の従来技術には値しないものである。

本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁に燃料を供給するためのデリバリパイプにリターンパイプを連通連結する継手装置において、前記連結部分からのエバポレーション漏洩を抑制または防止したうえで、デリバリパイプの周辺部材に干渉しにくくすることを目的としている。

本発明は、内燃機関用の燃料噴射弁に燃料を供給するためのデリバリパイプにリターンパイプを連通連結する継手装置であって、前記デリバリパイプのリターン孔内に螺合挿入されるユニオンボルトと、ユニオンボルトの軸部に外嵌された状態でユニオンボルトの頭部と前記デリバリパイプにおけるリターン孔の開口側の端面との間に挟持され、かつ前記ユニオンボルトの中空穴と前記リターンパイプとを連通させるアイユニオンと、前記ユニオンボルトの軸部の外周面において雄ねじの無い領域と前記リターン孔との嵌め合い部分に介装されるラジアルシールリングと、前記アイユニオンの環状部と前記デリバリパイプの開口側の端面との間およびアイユニオンの環状部とユニオンボルトの頭部との間にそれぞれ圧縮変形される状態で介在されるスラストシールリングと、前記ユニオンボルトの中空穴内に設けられて前記デリバリパイプ内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに前記リターンパイプ側への燃料流出を許容するリリーフバルブとを含む、ことを特徴としている。

この構成では、ユニオンボルトの軸部の外周面において雄ねじの無い領域と前記リターン孔との嵌め合い部分にラジアルシールリングを介在させるようにしているから、デリバリパイプ内のエバポレーションが前記嵌め合い部分から漏洩することを抑制または防止することが可能になっている。

仮に、デリバリパイプ内のエバポレーションが、ユニオンボルトの軸部の外周面において雄ねじの無い領域と前記リターン孔との嵌め合い部分からラジアルシールリングを通過漏洩したとしても、この漏洩したエバポレーションは、アイユニオンの内部環状通路を経てリターンパイプに導かれることになるので、圧縮変形されているスラストシールリングを通過して大気へ漏洩することが抑制または防止されるようになる。

しかも、デリバリパイプ用の継手装置は、ユニオンボルトとアイユニオンを用いて構成されていて、従来例に示されているコネクタに比べて外向きに突出する部分が可及的に小さくて済むから、デリバリパイプとリターンパイプとの連結部分の全長が短くなり、デリバリパイプの周辺部材との干渉を避けるうえで有利となる。

好ましくは、前記リターンパイプは、燃料タンクから燃料を取り出すための高圧燃料ポンプの燃料導入側に接続される、ものとすることができる。

この構成では、デリバリパイプ内に貯留される燃料圧力の過上昇時に高圧燃料を燃料タンクではなく高圧燃料ポンプに導くようにしているから、内燃機関を車両前端側に、また、燃料タンクを車両後端側にそれぞれ設置するような場合において、リターンパイプの設置長さを可及的に短くするうえで有利となる。

好ましくは、前記ラジアルシールリングは、Ｏリングとされ、前記スラストシールリングは、ガスケットとされる。

本発明では、内燃機関用の燃料噴射弁に燃料を供給するためのデリバリパイプにリターンパイプを連通連結する継手装置において、前記連結部分からのエバポレーション漏洩を抑制または防止したうえで、デリバリパイプの周辺部材に干渉しにくくすることが可能になる。

したがって、本発明によれば、燃料供給系を付設した内燃機関を車両に搭載する際の搭載性を向上することが可能になるとともに、燃料供給系からのエバポレーション排出量を可及的に削減することが可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に本発明の一実施形態を示している。まず、図４を参照して、本発明の適用対象となる内燃機関用の燃料供給システムの概要を説明する。

図示例の燃料供給システムは、主として、燃料タンク１、フィードポンプ２、プレッシャレギュレータ３、高圧燃料ポンプ４、デリバリパイプ５、燃料噴射弁６、低圧燃料パイプ７、高圧燃料パイプ８、リターンパイプ９等を含む。

フィードポンプ２は、燃料タンク１から燃料を送り出すものである。プレッシャレギュレータ３は、低圧燃料パイプ７内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに、低圧燃料パイプ７内の燃料を燃料タンク１に戻すことによって、この低圧燃料パイプ７内の燃料圧力を適正圧に維持する。

高圧燃料ポンプ４は、フィードポンプ２によって送り出された燃料を加圧してデリバリパイプ５に貯留させるものである。デリバリパイプ５は、内部に貯留される高圧燃料を燃料噴射弁６に供給するものである。

燃料噴射弁６は、デリバリパイプ５内の高圧燃料を図示していないが内燃機関の各燃焼室や吸気ポートにそれぞれ噴射供給するものである。燃料噴射弁６の数は、内燃機関の気筒数と同数とされる。

低圧燃料パイプ７は、燃料タンク１から高圧燃料ポンプ４に燃料を導くための燃料導入通路とされる。

この低圧燃料パイプ７には、高圧燃料ポンプ４の作動時における低圧燃料パイプ７内の燃圧脈動を抑制するためのパルセーションダンパ７ａが設けられている。

高圧燃料パイプ８は、高圧燃料ポンプ４からデリバリパイプ５へ燃料を供給するための燃料供給通路とされる。

リターンパイプ９は、デリバリパイプ５内の圧力が過上昇したときにデリバリパイプ５内の高圧燃料を高圧燃料ポンプ４の燃料導入側つまり低圧燃料パイプ７に戻すための燃料リターン通路とされる。

そして、図１から図３を参照して、デリバリパイプ５とリターンパイプ９とを連通連結するための継手装置１０を詳細に説明する。

継手装置１０は、主として、ユニオンボルト１１と、アイユニオン１２と、ラジアルシールリングとしてのＯリング１３と、スラストシールリングとしてのガスケット１４，１５と、リリーフバルブ１６とを含む構成になっている。

ユニオンボルト１１は、公知のように、一般的なボルトの軸部２１の中心に軸端から頭部２２手前までの領域に中空穴２３を設け、この中空穴２３の奥側の円周数ヶ所に径方向内外に貫通する径方向孔２４を設けたような構成になっている。

この軸部２１の外周面において、その長手方向途中から軸端までの領域に雄ねじが設けられており、残りの領域には雄ねじが設けられていない。この外周面において雄ねじが設けられていない領域には、周溝２５が設けられており、この周溝２５内に、Ｏリング１３が嵌入装着されている。

このＯリング１３は、適宜のゴム等の弾性体からなり、ユニオンボルト１１をデリバリパイプ５のリターン孔５ａ内に螺合装着していないとき、図２に示すように、周溝２５からはみ出る状態になっているが、ユニオンボルト１１をデリバリパイプ５のリターン孔５ａ内に螺合装着すると、図１に示すように、弾性変形されて周溝２５の溝底とリターン孔５ａの内周面とに圧接されるようになって、密封性が高められるようになっている。

アイユニオン１２は、内周面に径方向外向きに陥没する周溝３２を有する環状部３１の円周一ヶ所に、径方向に貫通する貫通孔３３を設けた構成になっている。この貫通孔３３には、リターンパイプ９の上流端が内嵌装着されており、このリターンパイプ９が前記周溝３２に連通されるようになっている。

そして、ユニオンボルト１１は、その軸部２１がデリバリパイプ５のリターン孔５ａ内に螺合挿入されるようになっており、アイユニオン１２は、ユニオンボルト１１の軸部２１に外嵌された状態でユニオンボルト１１の頭部２２とデリバリパイプ５におけるリターン孔５ａの開口側の端面との間に挟持されるようになっている。

このアイユニオン１２の環状部３１の一側面とデリバリパイプ５の開口側の端面との間、およびアイユニオン１２の環状部３１の他側面とユニオンボルト１１の頭部２２との間に、それぞれガスケット１４，１５が介在されている。

このガスケット１４，１５は、例えば銅または銅合金等の軟質金属からなり、ユニオンボルト１１の締め込み圧力（螺合時の締付軸力）に応じて圧縮変形されるようになっていて、当該ガスケット１４，１５の当接相手との当接面における密封性が高められるようになっている。

さらに、ユニオンボルト１１の中空穴２３内には、リリーフバルブ１６が設けられている。

このリリーフバルブ１６は、デリバリパイプ５内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに開弁状態となり、デリバリパイプ５に蓄えられた高圧燃料の一部を、リターンパイプ９を介して低圧燃料パイプ７に導くことにより、デリバリパイプ５内の燃料圧力の過上昇を防止するものである。

詳しくは、リリーフバルブ１６は、主として、弁体としてのボール４１と、バルブシート４２と、コイルスプリング４３と、フィルタ４４とを含んで構成されている。

バルブシート４２は、ユニオンボルト１１の中空穴２３の長手方向途中に圧入等により嵌合装着されている。

コイルスプリング４３は、ユニオンボルト１１の中空穴２３の奥壁面とバルブシート４２との間に圧縮状態で挿入されており、その弾性復元力によりボール４１がバルブシート４２の弁座面に圧接されてバルブシート４２の通孔４５を塞ぐようになっている。

フィルタ４４は、有底円筒形に形成されるケースの円周数ヶ所に設けられる窓に濾過部材が設けられた構成になっている。このフィルタ４４のケースがユニオンボルト１１の中空穴２３の開口端に圧入等により嵌合装着されている。

次に、デリバリパイプ５からリターンパイプ９への燃料戻し動作を説明する。

つまり、デリバリパイプ５内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに、この燃料圧力がコイルスプリング４３の押圧力に打ち勝ち、図３に示すように、リリーフバルブ１６のボール４１がユニオンボルト１１の中空穴２３の奥へ変位されることになって、バルブシート４２の通孔４５を開放することになる。

これにより、デリバリパイプ５内の高圧燃料が、フィルタ４４、バルブシート４２の通孔４５を経て、ユニオンボルト１１の中空穴２３の奥へと通過し、ユニオンボルト１１の径方向孔２４からアイユニオン１２の周溝３２を経てリターンパイプ９へと流出される。

このとき、ユニオンボルト１１の径方向孔２４からアイユニオン１２の周溝３２を経てリターンパイプ９へと流出する高圧燃料は、高圧側から低圧側へと流通する関係より、アイユニオン１２の周溝３２からガスケット１４，１５を通過して大気へと漏洩しにくくなる。

しかも、内燃機関の運転中は、上述した燃料戻し状態に限らず、デリバリパイプ５内のエバポレーションが、デリバリパイプ５のリターン孔５ａと、ユニオンボルト１１の軸部２１において雄ねじの無い領域との嵌め合い部分に浸入しても、Ｏリング１３の高い密封作用によって堰き止められるようになる。

仮に、前記エバポレーションがＯリング１３を僅かに通過漏洩したとしても、このエバポレーションは、ガスケット１４の内径側を通過してアイユニオン１２の周溝３２から低圧側のリターンパイプ９へと吸引されることになって、ガスケット１４から大気へと放出されずに済むようになる。

以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態では、継手装置１０をユニオンボルト１１とアイユニオン１２とを用いて構成していて、従来例に示されているコネクタに比べて外向きに突出する部分が可及的に小さくて済むから、デリバリパイプ５とリターンパイプ９との連結部分の全長が短くなり、デリバリパイプ５の周辺部材との干渉を避けるうえで有利となる。

しかも、上述したように、ユニオンボルト１１の軸部２１の外周面において雄ねじの無い領域とデリバリパイプ５のリターン孔５ａとの嵌め合い部分にラジアルシールリングとしてのＯリング１３を介在させるようにしているから、デリバリパイプ５内のエバポレーションが前記嵌め合い部分から漏洩することを抑制または防止することが可能になる。

仮に、デリバリパイプ５内のエバポレーションが、ユニオンボルト１１の軸部２１の外周面において雄ねじの無い領域とデリバリパイプ５のリターン孔５ａとの嵌め合い部分からラジアルシールリングとしてのＯリング１３を通過漏洩したとしても、この漏洩したエバポレーションは、アイユニオン１２の内部環状通路を経てリターンパイプ９に導かれることになるので、圧縮変形されているスラストシールリングとしてのガスケット１４，１５を通過して大気へ漏洩することが抑制または防止されるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。

例えば上記実施形態において、内燃機関の気筒数は任意であり、また、内燃機関はガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のいずれであってもよい。本発明を適用することが可能である。

本発明に係るデリバリパイプ用の継手装置の一実施形態で、下半分を断面にした図である。 図１の継手装置を分解して模式的に示す斜視図である。 図１の継手装置においてリリーフバルブが開弁した状態であり、全体の断面図である。 本発明に係るデリバリパイプ用の継手装置を適用した内燃機関の燃料供給システムの概要を示す構成図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
４ 高圧燃料ポンプ
５ デリバリパイプ
５ａ デリバリパイプのリターン孔
６ 燃料噴射弁
９ リターンパイプ
１０ 継手装置
１１ ユニオンボルト
１２ アイユニオン
１３ Ｏリング
１４，１５ ガスケット
１６ リリーフバルブ
２１ ユニオンボルトの軸部
２２ ユニオンボルトの頭部
２３ ユニオンボルトの中空穴
２４ ユニオンボルトの径方向孔
３１ アイユニオンの環状部
３２ アイユニオンの周溝

Claims (3)

1. 内燃機関用の燃料噴射弁に燃料を供給するためのデリバリパイプにリターンパイプを連通連結する継手装置であって、
   前記デリバリパイプのリターン孔内に螺合挿入されるユニオンボルトと、
   ユニオンボルトの軸部に外嵌された状態でユニオンボルトの頭部と前記デリバリパイプにおけるリターン孔の開口側の端面との間に挟持され、かつ前記ユニオンボルトの中空穴と前記リターンパイプとを連通させるアイユニオンと、
   前記ユニオンボルトの軸部の外周面において雄ねじの無い領域と前記リターン孔との嵌め合い部分に介装されるラジアルシールリングと、
   前記アイユニオンの環状部と前記デリバリパイプの開口側の端面との間およびアイユニオンの環状部とユニオンボルトの頭部との間にそれぞれ圧縮変形される状態で介在されるスラストシールリングと、
   前記ユニオンボルトの中空穴内に設けられて前記デリバリパイプ内の燃料圧力が所定の閾値以上になったときに前記リターンパイプ側への燃料流出を許容するリリーフバルブとを含む、ことを特徴とするデリバリパイプ用の継手装置。
2. 請求項１に記載のデリバリパイプ用の継手装置において、
   前記リターンパイプは、燃料タンクから燃料を取り出すための高圧燃料ポンプの燃料導入側に接続される、ことを特徴とするデリバリパイプ用の継手装置。
3. 請求項１または２に記載のデリバリパイプ用の継手装置において、
   前記ラジアルシールリングは、Ｏリングとされ、前記スラストシールリングは、ガスケットとされる、ことを特徴とするデリバリパイプ用の継手装置。

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