JP2012036736A

JP2012036736A - 燃料配管

Info

Publication number: JP2012036736A
Application number: JP2010174440A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kaminaga; 晃一神永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】軽量でありながらも、剛性の高い燃料配管を提供する。
【解決手段】円管状のパイプ部１を有するとともに、インジェクター穴１０の形成された取付部３と、ボルト孔９の形成されたボルトボス部２とをそれぞれ複数備える燃料配管において、インジェクター穴１０の中心軸Ｌ３とボルト孔９の中心軸Ｌ２とをパイプ部１の中心線Ｌ１を通る一平面ｆに配置するとともに、ボルト孔９に挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域をボルトボス部２の内部に形成するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、円管状のパイプ部を有するとともに、インジェクターを取り付けるためのインジェクター穴の形成された取付部と、当該燃料配管を固定するためのボルトが挿入されるボルト孔の形成されたボルトボス部とをそれぞれ複数備える燃料配管に関する。

周知のように、内燃機関の多くには、高圧燃料を貯留する燃料配管が設けられている。燃料配管には、ボルト孔の形成されたボルトボス部と、インジェクター取付用の穴の設けられた取付部とが設けられている。そしてインジェクターを取付部に取り付けるとともに、ボルトボス部のボルト孔に挿入したボルトを締め付けることで、燃料配管が内燃機関に固定されるようになっている。なお従来、こうした燃料配管としては、例えば特許文献１〜６に見られるような、様々な形状のものが提案されている。

特開２００２−１９５１２６号公報特開２００２−０７０６８９号公報特開２００１−２８９１３７号公報特開２００５−２３２９６７号公報特開平８−３１９９２１号公報特開２００４−０２８０７６号公報

ところで近年には、筒内噴射式内燃機関の登場などに応じて燃料噴射圧の高圧化が進められている。高圧で燃料噴射を行えば、インジェクターに押しつけられてその反力で燃料配管が持ち上げられるようになる。そして燃料配管が変形し、インジェクターのシール部材のシール漏れが発生するようになる。こうしたシール漏れを防止するには、燃料配管の固定用のボルトの数を増やす、燃料配管の剛性を高める、といった対策が必要となる。しかしながら、そうした対策を施せば、部品点数の増大や燃料配管の重量化は避けられず、より有効な対策が求められている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、軽量でありながらも、剛性の高い燃料配管を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、円管状のパイプ部を有するとともに、インジェクターを取り付けるためのインジェクター穴の形成された取付部と、当該燃料配管を固定するためのボルトが挿入されるボルト孔の形成されたボルトボス部とをそれぞれ複数備える燃料配管をその前提とするものとなっている。そして上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、インジェクター穴の中心軸とボルト孔の中心軸とをパイプ部の中心線を通る一平面に配置するとともに、ボルトボス部の内部に、これに挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域を形成するようにしている。

上記構成では、インジェクター穴の中心軸とボルト孔の中心軸とをパイプ部の中心軸を通る一平面に配置したことで、取付部とボルトボス部とをパイプの中心軸上に配置するようにしている。そのため、ボルト数の増大や燃料配管の厚肉化を図らずとも、燃料噴射の反力に対する燃料配管の剛性を十分に確保することができるようになる。なお、上記のような取付部、ボルトボス部の配置は、ボルトボス部の内部に、これに挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域を形成することで実現可能とされている。

なお請求項２によるように、ボルトボス部の内周にカラーを装着するようにすれば、そのカラーの外周とボルトボス部の内周との間に上記のような燃料通過領域を形成することができるようになる。

ところで内燃機関の種類によっては、インジェクターの数やインジェクター間のピッチが異なることがある。そうした場合にも、請求項３によるようにボルトボス部の一つと取付部の一つとを一体のユニットとして形成するとともに、そのユニットを円管形状のパイプ材で繋ぐことで当該燃料配管を形成するようにすれば、パイプ材の長さを変えるだけで、インジェクター間のピッチの異なる複数の内燃機関に対応させることができる。またユニット及びパイプ材の数を変えるだけで、インジェクターの数の異なる複数の内燃機関に対応させることができる。したがって、上記のようなユニットとパイプ材とによって燃料配管を形成するようにすれば、インジェクターの数やインジェクター間のピッチの異なる内燃機関への適用を容易に行うことができるようになる。

またこうした場合において、請求項４によるように、隣接するボルト孔間のピッチが大きい部分に配置されるパイプ材の外径を、同ピッチの小さい部分に配置されるパイプ材の外径よりも大きく形成するようにすれば、ボルト孔間のピッチが大きい部分にも十分な剛性を確保することができるようになる。

さらに請求項５によるように、当該燃料配管の両端において取付部よりも外側にボルトボス部を配置するようにすれば、すべてのインジェクターを両持ちで保持することができ、より高い剛性を確保することができるようになる。

なお筒内噴射を行う内燃機関では、燃料噴射圧が高く、燃料噴射の反力が大きくなっている。そのため、請求項６によるように、燃料噴射の反力に対する剛性の高い本発明の燃料配管は、燃料噴射圧の高い、筒内噴射式の内燃機関への適用が好適なものとなっている。

本発明の燃料配管の一実施形態について、（ａ）はその平面構造を示す平面図、（ｂ）はその側面構造を示す側面図、（ｃ）はその側部断面構造を示す断面図。同実施形態の燃料配管を構成するユニットの側部断面構造を示す断面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った上記ユニットの平面断面構造を示す断面図。同実施形態の燃料配管の変形例における上記ユニットの側部断面構造を示す断面図。

以下、本発明の燃料配管を具体化した一実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の燃料配管は、筒内噴射式の内燃機関に適用されるものとなっている。

図１は、本実施の形態の燃料配管の構成を示している。なお、本実施の形態の燃料配管について、図１（ａ）はその平面構造を、図１（ｂ）はその側面構造を、図１（ｃ）はその側部断面構造をそれぞれ示している。

同図に示すように、本実施の形態の燃料配管は、略中空円筒形状のパイプ部１に、燃料配管をエンジンに固定するためのボルトがそれぞれ通される４つのボルトボス部２と、インジェクターがそれぞれ取り付けられる４つの取付部３とが設けられた構成となっている。なお、本実施の形態の燃料配管では、１つのボルトボス部２と１つの取付部３とが、鍛造により形成された一体のユニット４として製造されている。そして中空円筒形状をなす３本のパイプ材５、６で４つのユニット４を繋ぐとともに、当該燃料配管の軸方向両端に端部部材７、８を固定することで、燃料配管が製造されている。

図２は、ボルトボス部２と取付部３とからなるユニット４の側部断面構造を示している。また図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったユニット４の平面断面構造を示している。これらの図に示されるように、ボルトボス部２は、その上下を貫くボルト孔９を有する略円管形状に形成されており、そのボルト孔９には、燃料配管を内燃機関に固定するためのボルトが挿入されるようになっている。また取付部３は、その下端より穿たれたインジェクター穴１０を有する略有蓋円筒形状に形成されており、そのインジェクター穴１０には、インジェクターの基端部分が固定されるようになっている。

ボルトボス部２の内側には、下端部にフランジの形成された円菅形状のカラー１１が嵌合されている。こうしたカラー１１の内周により、上記ボルト孔９が形成されている。またカラー１１の外周とボルトボス部２の内周との間には、断面円管形状の空間が形成されている。この空間は、ボルト孔９に挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域ｒとなっている。

なお、この燃料配管では、先の図１に示すように、ボルト孔９の中心軸Ｌ２及びインジェクター穴１０の中心軸Ｌ３が、パイプ部１の中心線Ｌ１を通る一平面ｆ上に配置されるようになっている。そのため、この燃料配管では、各ボルトボス部２と各取付部３とがパイプ部１の中心線Ｌ１上に一直線に並んで配置されている。

また、この燃料配管では、各ユニット４においてボルトボス部２は、より近い側のパイプ部１の端側に配置されている。そのため、この燃料配管では、その両端において取付部３よりも外側にボルトボス部２が配置されるようになっている。

さらにこの燃料配管では、図中左から２つ目と３つ目のボルト孔９間のピッチβは、図中左から１つ目と２つ目のボルト孔９間のピッチα、及び図中左から３つ目と４つ目のボルト孔９間のピッチγよりも長くなっている（β＞α＝γ）。こうした隣接するボルト孔９間のピッチが大きい部分に配置されるパイプ材６の外径ΦＤは、同ピッチの小さい部分に配置されるパイプ材５の外径Φｄよりも大きく形成されている（ΦＤ＞Φｄ）。

以上説明した本実施の形態の燃料配管によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態の燃料配管では、インジェクター穴１０の中心軸Ｌ３とボルト孔９の中心軸Ｌ２とを、パイプ部１の中心線Ｌ１を通る一平面ｆに配置するとともに、ボルトボス部２の内部に、これに挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域ｒを形成するようにしている。こうした本実施の形態では、取付部３とボルトボス部２とがパイプ部１の中心線上に配置されるようになる。そのため、ボルト数の増大や燃料配管の厚肉化を図らずとも、燃料噴射の反力に対する燃料配管の剛性を十分に確保することができるようになる。なお、上記のような取付部３、ボルトボス部２の配置は、ボルトボス部２の内部に、これに挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域ｒを形成することで実現可能となっている。

（２）本実施の形態の燃料配管では、ボルトボス部２の内周にカラー１１を装着することで、そのカラー１１の外周とボルトボス部２の内周との間に燃料通過領域ｒを形成するようにしている。そのため、ボルトボス部２に挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域ｒの形成を容易且つ的確に行うことができるようになる。

（３）本実施の形態では、ボルトボス部２の一つと取付部３の一つとを一体のユニット４として形成するとともに、そのユニット４を円管形状のパイプ材５、６で繋ぐことで燃料配管を形成するようにしている。内燃機関の種類によっては、インジェクターの数やインジェクター間のピッチが異なることがある。そうした場合にも、上記の如く形成された燃料配管では、パイプ材５、６の長さを変えるだけで、インジェクター間のピッチの異なる複数の内燃機関に対応させることができる。またユニット４及びパイプ材５、６の数を変えるだけで、インジェクターの数の異なる複数の内燃機関に対応させることができる。したがって、本実施の形態の燃料配管によれば、インジェクターの数やインジェクター間のピッチの異なる内燃機関への適用を容易に行うことができるようになる。

（４）本実施の形態では、隣接するボルト孔９間のピッチが大きい部分に配置されるパイプ材６の外径ΦＤを、同ピッチの小さい部分に配置されるパイプ材５の外径Φｄよりも大きく形成するようにしている。ボルト孔９間のピッチが大きいと、燃料噴射の反力に対する剛性は低下する傾向にあるが、本実施の形態では、パイプ材６の外径を大きくすることでそうした部位にも十分な剛性が確保されるようになっている。

（５）本実施の形態では、燃料配管の両端において取付部３よりも外側にボルトボス部２を配置するようにしている。そのため、すべてのインジェクターを両持ちで保持することができ、より高い剛性を確保することができるようになる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、中空円管形状に形成されたボルトボス部２の内周に円筒形状のカラー１１を装着することで、ボルトボス部２の内部に燃料通過領域ｒを形成するようにしていた。こうした燃料通過領域ｒは、例えば図４に示す態様でもその形成が可能である。すなわち、図４に示されるユニット４’では、ボルトボス部２’を内壁２０、外壁２１を有する二重構造に形成することで、それらの間に一端の開口した円環形状の空間を形成するようにしている。そしてその空間の開口を円環形状に形成されたワッシャー１２で塞ぐことで、中空円環形状の空間を形成し、その空間を燃料通過領域ｒとするようにしている。

・上記実施の形態では、燃料配管の両端において取付部３よりも外側にボルトボス部２を配置することで、すべての取付部３を両持ちで保持するようにしていた。もっとも、隣接する取付部３間のピッチが小さい場合などには、取付部３を両持ちで保持せずとも十分な剛性を確保できることがある。そうした場合などには、最も外側のボルトボス部２よりも外側に取付部３が配置される構成としても良い。

・上記実施の形態では、隣接するボルト孔９間のピッチが大きい部分に配置されるパイプ材６の外径ΦＤを、同ピッチの小さい部分に配置されるパイプ材５の外径Φｄよりも大きく形成するようにしていた。もっとも、隣接するボルト孔９間のピッチの違いが小さい場合や違いがない場合には、すべてのパイプ材を均一の外径とするようにしても良い。また、ピッチの大きい部位でも十分な剛性を確保できるだけの外径となっていれば、すべてのパイプ材の外径を同じとしても良い。

・上記構成では、ボルトボス部２の一つと取付部３の一つとを一体のユニット４として形成するとともに、そのユニット４を円管形状のパイプ材５、６で繋ぐことで燃料配管を形成するようにしていた。こうした燃料配管のパーツ分割態様はこれに限らず適宜に変更しても良い。例えばボルトボス部２と取付部３と別体にしたり、ボルトボス部２、取付部３、パイプ材５、６のすべてを一体物として形成したりすることも可能である。

・上記実施の形態では、４つのボルトボス部２と４つの取付部３とを備えるようにしていたが、それらの数は、適用される内燃機関の構成に応じて適宜に変更することができる。またボルトボス部２の数と取付部３の数とを異ならせるようにすることも可能である。

・上記実施の形態では、筒内噴射式の内燃機関に配設される燃料配管に本発明を適用した場合を説明したが、本発明の燃料配管は、筒内噴射式以外の内燃機関にも同様に適用することができる。

１…パイプ部（Ｌ１…中心線）、２，２’…ボルトボス部、３…取付部、４、４’…ユニット、５…パイプ材、６…パイプ材、７…端部部材、８…端部部材、９…ボルト孔（Ｌ２…中心軸）、１０…インジェクター穴（Ｌ３…中心軸）、１１…カラー、１２…ワッシャー、２０…内壁、２１…外壁、ｒ…燃料通過領域、ｆ…中心線Ｌ１を通る一平面。

Claims

円管状のパイプ部を有するとともに、インジェクターを取り付けるためのインジェクター穴の形成された取付部と、当該燃料配管を固定するためのボルトが挿入されるボルト孔の形成されたボルトボス部とをそれぞれ複数備える燃料配管において、
前記インジェクター穴の中心軸と前記ボルト孔の中心軸とが前記パイプ部の中心線を通る一平面に配置されてなり、
前記ボルトボス部の内部には、これに挿入されるボルトの周囲を通って燃料を流す燃料通過領域が形成されてなる
ことを特徴とする燃料配管。
前記ボルトボス部の内周には、カラーが装着され、このカラーの外周と前記ボルトボス部の内周との間に前記燃料通過領域が形成されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料配管。
前記ボルトボス部の一つと前記取付部の一つとを一体のユニットとして形成するとともに、そのユニットを円管形状のパイプ材で繋ぐことで当該燃料配管が形成されてなる
請求項１または２に記載の燃料配管。
隣接するボルト孔間のピッチが大きい部分に配置される前記パイプ材の外径は、同ピッチの小さい部分に配置される前記パイプ材の外径よりも大きく形成されてなる
請求項３に記載の燃料配管。
前記ボルトボス部は、当該燃料配管の両端において前記取付部よりも外側に配置されてなる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料配管。
当該燃料配管は、筒内噴射式の内燃機関に配設されてなる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料配管。