JP2012082775A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる内燃機関の燃料供給装置を提供すること。
【解決手段】燃料供給装置１において、燃料レール２は、燃料流通部２１と燃料滞留部２２とを有する。加熱部材３は、加熱面３０が燃料滞留部２２に面するように配置されている。燃料流通部２１と燃料滞留部２２との間には隔壁部２５が設けられている。燃料滞留部２２内には仕切壁部２６が設けられている。燃料滞留部２２は、加熱部材３の加熱面３０と仕切壁部２６との間に形成された接触通路２８と、仕切壁部２６と隔壁部２５との間に形成された連絡通路２７とを有する。隔壁部２５には隔壁連通部２５２が設けられ、仕切壁部２６には仕切壁連通部２６１が設けられている。接触通路２８は、燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供給通路４１の燃料吸込口４１１に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料を加熱する機能を備えた内燃機関の燃料供給装置に関する。

近年、ＣＯ₂排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、環境性に優れたアルコール（エタノール、メタノール等）やガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料が自動車等の内燃機関用燃料として注目されている。

ところが、アルコールは、ガソリンに比べて引火点が高く、気化潜熱が大きいため（気化し難いため）、アルコールを含んだアルコール燃料（アルコールやアルコール混合燃料）を使用した場合には、低温時の始動性が悪化する傾向がある。特に、アルコール濃度が高い燃料を使用した場合には、低温時の始動が困難となるおそれがある。そのため、このような場合には、アルコール燃料を予め加熱しておくことが必要となる。

この対策として、特許文献１には、燃料レールの主管と燃料噴射弁との間に加熱部材を挿入した伝熱領域（第２管）を設けた内燃エンジンの燃料加熱装置が開示されている。これによれば、伝熱領域を通過する燃料を加熱部材によって加熱し、その加熱した燃料を燃料噴射弁に供給することができる。

特表２００８−５４２６２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された構造では、燃料を加熱するための伝熱領域を構成する長尺の部材（第２管）が燃料レールの主管から突出するように取り付けられている。そのため、全体の構造が大きく、複雑となる。また、伝熱領域を構成する部材（第２管）が外部に露出した状態で取り付けられているため、外部への放熱が大きくなり、燃料を効率よく加熱することが困難である。また、燃料は、燃料レールの主管から伝熱領域となる長尺の部材（第２管）を介して燃料噴射弁に供給されることから、加熱した燃料を迅速に供給することが困難である。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成でありながら、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる内燃機関の燃料供給装置を提供しようとするものである。

本発明は、燃料噴射弁に燃料を供給するための燃料レールと、上記燃料を加熱するための加熱部材とを有する内燃機関の燃料供給装置であって、
上記燃料レールは、上記燃料を流通させる燃料流通部と、該燃料流通部の外側又は内部において該燃料流通部における燃料流通方向に対して平行な方向に形成され、上記燃料を滞留させる燃料滞留部とを有しており、
上記加熱部材は、その加熱面が上記燃料滞留部に面するように配置され、該燃料滞留部内に滞留させた上記燃料を加熱することができるよう構成されており、
上記燃料流通部と上記燃料滞留部との間には、両者を隔てるように隔壁部が設けられており、
上記燃料滞留部内には、上記加熱部材の上記加熱面との間に間隔を設けて該加熱面に沿って形成された仕切壁部が設けられており、
上記燃料滞留部は、上記加熱部材の上記加熱面に接するように該加熱面と上記仕切壁部との間に形成された接触通路と、上記仕切壁部と上記隔壁部との間に形成された連絡通路とを有しており、
上記隔壁部には、上記燃料流通部と上記燃料滞留部の上記連絡通路との間を連通する隔壁連通部が設けられており、
上記燃料滞留部の上記仕切壁部には、上記連絡通路と上記接触通路との間を連通する仕切壁連通部が設けられており、
上記燃料滞留部の上記接触通路は、該接触通路から上記燃料噴射弁に上記燃料を供給する燃料供給通路に上記燃料を吸い込むための燃料吸込口に接続されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置にある（請求項１）。

上記燃料供給装置において、上記燃料レールは、燃料を流通させる燃料流通部と、燃料を滞留させて上記加熱部材により加熱する燃料滞留部とを有する。そして、該燃料滞留部は、燃料流通部の外側又は内部において該燃料流通部における燃料流通方向に対して平行な方向に形成されている。これにより、燃料を滞留させて加熱するスペースを燃料が主に流通する燃料流通部の近くに、できるだけ簡易な構成で確保することができる。

また、上記加熱部材は、その加熱面が燃料滞留部に面するように配置されている。そのため、燃料流通部から流れ込んで燃料滞留部に滞留した燃料は、加熱部材の加熱面からの熱を確実に受け取ることができる。これにより、燃料滞留部に滞留させた燃料を加熱部材によって効率よく加熱することができる。

また、上記燃料滞留部内には、加熱部材の加熱面との間に間隔を設けて該加熱面に沿って形成された仕切壁部が設けられている。そして、加熱部材の加熱面と仕切壁部との間に接触通路が形成され、仕切壁部と隔壁部との間に連絡通路が形成される。よって、燃料流通部から燃料滞留部に流れ込んだ燃料は、該燃料滞留部の連絡通路及び接触通路を順に通り、さらに燃料吸込口から燃料供給通路を通って燃料噴射弁に供給される。

上記燃料滞留部を上述したような構成とすることにより、燃料流通部から燃料滞留部に流れ込んだ燃料は、燃料吸込口に到達するまでの間に必ず上記連絡通路及び上記接触通路を経由することになる。そのため、燃料滞留部に滞留している燃料を加熱部材によって加熱するための時間や距離を稼ぐことができる。これにより、燃料滞留部に流れ込んだ燃料は、燃料滞留部に滞留している間に加熱部材によって十分に加熱される。その結果、燃料滞留部に流れ込んだ燃料が加熱部材によって十分に加熱されない状態で燃料吸込口に吸い込まれ、燃料噴射弁に供給されることを防止することができる。

また、上記燃料滞留部において、加熱部材の加熱面に直接面しており、加熱部材によって最も加熱される領域である上記接触通路を通過した燃料が燃料吸込口に吸い込まれることになる。すなわち、上記接触通路を通過し、加熱部材の加熱面によって直接的かつ十分に加熱された燃料が燃料吸込口に吸い込まれることになる。これにより、加熱部材によって十分に加熱された燃料だけを優先的かつ確実に燃料噴射弁に供給することができる。

このように、本発明によれば、簡易な構成でありながら、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することができる。

実施例１における、燃料供給装置を示す説明図。 実施例１における、燃料供給装置の燃料流通方向の断面を示す説明図。 実施例１における、燃料供給装置の燃料流通方向に直交する断面を示す説明図。 図３における、Ａ−Ａ線矢視断面図。 図３における、Ｂ−Ｂ線矢視断面図。 実施例１における、隔壁部の隔壁連通部の別例を示す説明図。 図６における、Ｃ−Ｃ線矢視断面図。 実施例２における、燃料供給装置の燃料流通方向に直交する断面を示す説明図。 実施例３における、燃料供給装置の燃料流通方向に直交する断面を示す説明図。 実施例３における、伝熱部の別例を示す説明図。 実施例４における、燃料供給装置の燃料流通方向の断面を示す説明図。 図１１における、Ｄ−Ｄ線矢視断面図。 実施例４における、仕切壁部の別例を示す説明図。 実施例５における、燃料供給装置の燃料流通方向の断面を示す説明図。

上記燃料供給装置は、例えば、自動車等の内燃機関に燃料を供給するためのものである。具体的には、内燃機関の各気筒に燃料を噴射する上記燃料噴射弁に燃料を供給するためのものである。

また、上記燃料は、アルコールを主成分とすることが好ましい。
すなわち、エタノール、メタノール等のアルコールは、伝熱性が低いという性質がある。そのため、アルコールを含むアルコール燃料（アルコールやアルコール混合燃料）を使用する場合には、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる上記燃料供給装置を採用することが非常に有効である。これにより、従来問題となっていた内燃機関の低温時の始動性を改善することができる。

また、上記加熱部材は、正の温度係数（ＰＴＣ：positive temperature coefficient）を有する材料からなる発熱部を備えていることが好ましい。
すなわち、正の温度係数を有する材料（以下、ＰＴＣ材料という）は、十分な電力を供給すると一定の温度で平衡が保たれる性質を有するため、無制御で一定の温度を保持することができる。これにより、上記発熱部の温度を所望の温度に精度良く制御することができる。特に、沸点が低いエタノール、メタノール等のアルコールを含むアルコール燃料を使用する場合には、精度良く温度調整をしなければならないことから、ＰＴＣ材料を用いることが非常に有効な手段となる。

また、上記加熱部材の上記発熱部は、板状であることが好ましく、このような形状とすることで上記加熱部材の上記加熱面に沿って配置することができ、上記加熱部材や装置全体の小型化を図ることができる。もちろん、上記発熱部は、板状以外の形状とすることもできる。
また、上記発熱部に用いるＰＴＣ材料としては、例えば、ＢａＴｉＯ₃を主成分とするセラミック材料等が挙げられる。

また、上記燃料滞留部の上記仕切壁部は、上記加熱部材の上記加熱面との間に間隔を設けて該加熱面に沿って形成されている。上記仕切壁部は、例えば、加熱部材の加熱面との間に一定の間隔（距離）を設けて該加熱面に平行な方向に形成してもよいし、接触通路から燃料吸込口への燃料の吸い込みや接触通路における燃料の滞留等の観点から、傾斜させて形成したり、曲面を有するように形成したりすることもできる。

また、上記燃料供給通路に燃料を吸い込むための上記燃料吸込口は、上記加熱部材の上記加熱面に対向して配置されていることが好ましい。すなわち、上記燃料吸込口を上記加熱部材の上記加熱面近傍に配置することが好ましい。
この場合には、燃料滞留部の接触通路において加熱された燃料をそのまま熱を逃がすことなく迅速に燃料吸込口に吸い込ませ、燃料噴射弁に供給することができる。

また、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間の距離は、２ｍｍ以下であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、加熱部材の加熱面と燃料滞留部の仕切壁部との間に形成された接触通路の通路幅を狭くすることができる。これにより、接触通路を通過する燃料を加熱部材の加熱面によってより一層十分に加熱することができる。

一方、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間の距離が２ｍｍを超える場合には、接触通路を通過する燃料を加熱部材の加熱面によって十分に加熱することができないおそれがある。
また、上記接触通路内における燃料の流通、加熱する燃料量等の観点から、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間の距離を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

また、上記燃料滞留部の上記仕切壁部には、上記燃料吸込口が設けられていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、燃料滞留部の接触通路において加熱部材の加熱面によって直接的かつ十分に加熱された燃料を迅速に燃料吸込口に吸い込ませ、燃料噴射弁に供給することができる。

また、上記燃料滞留部の上記接触通路には、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間を熱的に接続する伝熱部が設けられていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、加熱部材の加熱面からの熱が上記伝熱部を介して燃料滞留部の仕切壁部に伝わる。そのため、該仕切壁部に接している接触通路及び連絡通路に滞留させた燃料をより一層効率よく加熱することができる。

また、上記構成において、上記燃料滞留部の上記仕切壁部は、上記燃料供給通路を形成する燃料供給部に対して熱的に接続されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、加熱部材の加熱面からの熱が上記伝熱部を介して燃料滞留部の仕切壁部に伝わり、さらにその熱が該仕切壁部から燃料供給部に伝わる。そのため、該燃料供給部内の燃料供給通路を通過する燃料を冷やすことなく、加熱されて温まった状態を維持しながら燃料噴射弁に供給することができる。

また、上記燃料レールの側壁部には、上記燃料流通部から外側に窪んだ窪み部が形成されており、上記加熱部材は、上記加熱面が上記窪み部の底面となるように配置されており、上記窪み部内には、上記燃料滞留部が形成されている構成とすることができる（請求項６）。
この場合には、燃料流通部の外側に燃料を滞留させる燃料滞留部を容易に形成することができる。

また、上記構成において、上記隔壁部における上記燃料流通部側の壁面は、上記燃料レールの上記側壁部の内壁面と同一面上に形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、燃料レールの燃料流通部を流通する燃料の流れを妨げることなく、燃料滞留部を形成することができる。また、燃料レールの側壁部を利用して、燃料流通部と燃料滞留部との間を隔てる上記隔壁部を形成することもできる。

また、上記燃料レールの側壁部には、外部に開口する開口部が形成されており、上記加熱部材は、上記開口部を閉塞するように配置されており、上記加熱部材には、上記加熱面を覆うように上記隔壁部が取り付けられている構成とすることができる（請求項８）。
すなわち、内部に燃料滞留部が形成されることになる上記隔壁部を予め加熱部材に取り付けておく。これにより、加熱部材を燃料レールの側壁部の開口部に配置することで、燃料流通部の内部に燃料を滞留させる燃料滞留部を容易に形成することができる。

また、上記隔壁部に設けられる上記隔壁連通部の位置やその形状は、任意で様々な位置、形状に変更することができる。
また、上記隔壁連通部は、仕切壁部の仕切壁連通部から距離を離した位置に設けることが好ましい。この場合には、燃料滞留部の連絡通路において燃料の流路長さ（燃料が流れる距離）を十分に確保することができ、燃料滞留部の連絡通路を通過する燃料を加熱部材によって十分に加熱することができる。

また、上記仕切壁部に設けられる上記仕切壁連通部の位置やその形状は、任意で様々な位置、形状に変更することができる。例えば、仕切壁部に貫通孔を設けてこの貫通孔を仕切壁連通部としたり、仕切壁部の外周部を切り欠いてその切り欠いた部分に仕切壁連通部を設けたりすることができる。
また、上記仕切壁連通部は、燃料吸込口から距離を離した位置に設けることが好ましい。この場合には、燃料滞留部の接触通路において燃料の流路長さを十分に確保することができ、燃料滞留部の接触通路を通過する燃料を加熱部材によって十分に加熱することができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかる燃料供給装置について、図を用いて説明する。
本例の燃料供給装置１は、図１〜図５に示すごとく、燃料噴射弁４に燃料（図中にＦと示す）を供給するための燃料レール２と、燃料を加熱するための加熱部材３とを有する。
燃料レール２は、燃料を流通させる燃料流通部２１と、燃料流通部２１の外側において燃料流通部２１における燃料流通方向Ｘに対して平行な方向に形成され、燃料を滞留させる燃料滞留部２２とを有する。
加熱部材３は、その加熱面３０が燃料滞留部２２に面するように配置され、燃料滞留部２２内に滞留させた燃料を加熱することができるよう構成されている。

燃料流通部２１と燃料滞留部２２との間には、両者を隔てるように隔壁部２５が設けられている。燃料滞留部２２内には、加熱部材３の加熱面３０との間に間隔を設けて加熱面３０に沿って形成された仕切壁部２６が設けられている。
燃料滞留部２２は、加熱部材３の加熱面３０に接するように加熱面３０と仕切壁部２６との間に形成された接触通路２８と、仕切壁部２６と隔壁部２５との間に形成された連絡通路２７とを有する。

隔壁部２５には、燃料流通部２１と燃料滞留部２２の連絡通路２７との間を連通する隔壁連通部２５２が設けられている。燃料滞留部２２の仕切壁部２６には、連絡通路２７と接触通路２８との間を連通する仕切壁連通部２６１が設けられている。
燃料滞留部２２の接触通路２８は、接触通路２８から燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供給通路４１に燃料を吸い込むための燃料吸込口４１１に接続されている。
以下、これを詳説する。

本例の燃料供給装置１は、図１に示すごとく、自動車のエンジン（内燃機関）にアルコール燃料（アルコールやアルコール混合燃料）を供給するためのものである。
燃料供給装置１は、燃料レール２から複数の燃料噴射弁４にそれぞれ燃料が供給されるように構成されている。具体的には、燃料タンク（図示略）内の燃料が燃料ポンプ（図示略）により汲み上げられ、燃料供給パイプ（図示略）を経由して燃料レール２内に送られ、その燃料レール２内の燃料が各燃料噴射弁４に供給される。そして、各燃料噴射弁４に供給された燃料は、エンジンの各気筒（図示略）に噴射される。

図２、図３に示すごとく、筒状の燃料レール２内には、燃料を流通させる燃料流通部２１が形成されている。また、燃料レール２における各燃料噴射弁４が配置されている場所には、側壁部２０から外側に突出して開口してなる円筒状の突出部２３が設けられている。突出部２３の開口部２３１には、燃料を加熱するための加熱部材３がその開口部２３１を閉塞するように配置されている。燃料レール２の開口部２３１と加熱部材３との間には、シール部材（図示略）が配設されている。

燃料レール２の側壁部２０には、燃料流通部２１から外側に窪んだ窪み部２４が形成されている。窪み部２４内には、燃料を滞留させると共にその滞留させた燃料を加熱部材３によって加熱する燃料滞留部２２が形成されている。燃料滞留部２２は、燃料流通部２１の外側において燃料流通部２１における燃料流通方向Ｘに対して平行な方向に形成されている。

加熱部材３は、その加熱面３０が窪み部２４の底面２４１となるように、また燃料滞留部２２に面するように配置されている。また、加熱部材３は、正の温度係数（ＰＴＣ）を有する材料からなる板状の発熱部３１を備えている。発熱部３１は、加熱部材３の加熱面３０に沿って配置されている。本例では、発熱部３１として、ＢａＴｉＯ₃を主成分とするセラミック材料からなる加熱素子を用いている。

図２、図３に示すごとく、燃料流通部２１と燃料滞留部２２との間には、両者を隔てるように隔壁部２５が設けられている。隔壁部２５は、燃料レール２の側壁部２０を延ばして設けられている。また、隔壁部２５における燃料流通部２１側の壁面２５１は、燃料レール２の側壁部２０の内壁面２０１と同一面上に形成されている。

燃料滞留部２２内には、加熱部材３の加熱面３０との間に間隔を設けて加熱面３０に沿って形成された仕切壁部２６が設けられている。仕切壁部２６は、加熱部材３の加熱面３０との間に一定の間隔を設けて加熱面３０に平行な方向に形成されている。加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間の距離Ｌ（図３）は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。また、燃料滞留部２２における加熱部材３の加熱面３０に直交する方向の厚みＷ（図３）は、５ｍｍ以下である。

燃料滞留部２２は、加熱部材３の加熱面３０に接するように加熱面３０と仕切壁部２６との間に形成された接触通路２８と、仕切壁部２６と隔壁部２５との間に形成された連絡通路２７とを有する。すなわち、燃料滞留部２２は、仕切壁部２６によって加熱部材３側に形成された接触通路２８と燃料流通部２１側に形成された連絡通路２７とに区画されている。

図２、図３に示すごとく、隔壁部２５には、燃料流通部２１と燃料滞留部２２の連絡通路２７との間を連通する隔壁連通部２５２が複数設けられている。また、隔壁部２５には、燃料供給通路４１を形成する円筒状の燃料供給部４２を貫通配置させるための隔壁貫通孔２５３が１つ設けられている。
本例では、図４に示すごとく、隔壁部２５の中央部に隔壁部２５を貫通してなる隔壁貫通孔２５３が設けられている。また、隔壁貫通孔２５３の周囲に隔壁部２５を貫通してなる隔壁連通部２５２が４つ設けられている。隔壁連通部２５２は、後述する仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１から距離を離した位置に設けられている。

図２、図３に示すごとく、燃料滞留部２２の仕切壁部２６には、燃料滞留部２２における連絡通路２７と接触通路２８との間を連通する仕切壁連通部２６１が設けられている。また、仕切壁部２６には、燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供給通路４１に燃料を吸い込むための燃料吸込口４１１が設けられている
本例では、図５に示すごとく、仕切壁部２６の外周部を全周にわたって切り欠いて仕切壁連通部２６１が設けられている。また、仕切壁部２５の中央部に仕切壁部２６を貫通してなる燃料吸込口４１１が設けられている。仕切壁連通部２６１は、燃料吸込口４１１から距離を離した位置に設けられている。

これにより、燃料流通部２１は、隔壁部２５の隔壁連通部２５２を介して燃料滞留部２２の連絡通路２７に連通している。また、燃料滞留部２２の連絡通路２７は、仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１を介して燃料滞留部２２の接触通路２８に連通している。また、燃料滞留部２２の接触通路２８は、仕切壁部２６の燃料吸込口４１１を介して燃料供給通路４１に接続されている。

図２、図３に示すごとく、仕切壁部２６の燃料吸込口４１１には、内部に燃料供給通路４１を形成する円筒状の燃料供給部４２が接続されている。燃料供給部４２は、燃料吸込口４１１から隔壁部２５の隔壁貫通孔２５３を貫通し、さらに燃料レール２の側壁部２０を貫通して配置され、燃料噴射弁４に接続されている。
また、燃料吸込口４１１は、加熱部材３の加熱面３０に対向して加熱面３０近傍に配置されている。

そして、上記構成の燃料供給装置１において、燃料レール２の燃料流通部２１を流通する燃料は、隔壁部２５の隔壁連通部２５２から燃料滞留部２２の連絡通路２７に流れ込む。次いで、連絡通路２７に流れ込んだ燃料は、仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１から接触通路２８に流れ込む。次いで、接触通路２８に流れ込んだ燃料は、仕切壁部２６の燃料吸込口４１１から吸い込まれ、燃料供給部４２内の燃料供給通路４１を通って燃料噴射弁４に供給される。

このとき、燃料滞留部２２の連絡通路２７及び接触通路２８に滞留している燃料は、加熱部材３の加熱面３０から熱を受けて加熱される。特に、接触通路２８に滞留している燃料は、加熱部材３の加熱面３０に接触するため、連絡通路２７に比べて効果的に加熱される。そして、このように十分に加熱された燃料が燃料吸込口４１１に吸い込まれ、燃料供給部４２内の燃料供給通路４１を通って燃料噴射弁４に供給される。

次に、本例の燃料供給装置１における作用効果について説明する。
本例の燃料供給装置１において、燃料レール２は、燃料を流通させる燃料流通部２１と、燃料を滞留させて加熱部材３により加熱する燃料滞留部２２とを有する。そして、燃料滞留部２２は、燃料流通部２１の外側において燃料流通部２１における燃料流通方向Ｘに対して平行な方向に形成されている。これにより、燃料を滞留させて加熱するスペースを燃料が主に流通する燃料流通部２１の近くに、できるだけ簡易な構成で確保することができる。

また、加熱部材３は、その加熱面３０が燃料滞留部２２に面するように配置されている。そのため、燃料流通部２１から流れ込んで燃料滞留部２２に滞留した燃料は、加熱部材３の加熱面３０からの熱を確実に受け取ることができる。これにより、燃料滞留部２２に滞留させた燃料を加熱部材３によって効率よく加熱することができる。

また、燃料滞留部２２内には、加熱部材３の加熱面３０との間に間隔を設けて加熱面３０に沿って形成された仕切壁部２６が設けられている。そして、加熱部材３の加熱面３０と仕切壁部２６との間に接触通路２８が形成され、仕切壁部２６と隔壁部２５との間に連絡通路２７が形成される。よって、燃料流通部２１から燃料滞留部２２に流れ込んだ燃料は、燃料滞留部２２の連絡通路２７及び接触通路２８を順に通り、さらに燃料吸込口４１１から燃料供給通路４１を通って燃料噴射弁４に供給される。

燃料滞留部２２を上述したような構成とすることにより、燃料流通部２１から燃料滞留部２２に流れ込んだ燃料は、燃料吸込口４１１に到達するまでの間に必ず連絡通路２７及び接触通路２８を経由することになる。そのため、燃料滞留部２２に滞留している燃料を加熱部材３によって加熱するための時間や距離を稼ぐことができる。これにより、燃料滞留部２２に流れ込んだ燃料は、燃料滞留部２２に滞留している間に加熱部材３によって十分に加熱される。その結果、燃料滞留部２２に流れ込んだ燃料が加熱部材３によって十分に加熱されない状態で燃料吸込口４１１に吸い込まれ、燃料噴射弁４に供給されることを防止することができる。

また、燃料滞留部２２において、加熱部材３の加熱面３０に直接面しており、加熱部材３によって最も加熱される領域である接触通路２８を通過した燃料が燃料吸込口４１１に吸い込まれることになる。すなわち、接触通路２８を通過し、加熱部材３の加熱面３０によって直接的かつ十分に加熱された燃料が燃料吸込口４１１に吸い込まれることになる。これにより、加熱部材３によって十分に加熱された燃料だけを優先的かつ確実に燃料噴射弁４に供給することができる。

また、本例では、自動車のエンジン（内燃機関）に供給する燃料は、アルコールを主成分とするアルコール燃料（アルコールやアルコール混合燃料）である。すなわち、エタノール、メタノール等のアルコールは、伝熱性が低いという性質がある。そのため、アルコールを含むアルコール燃料（アルコールやアルコール混合燃料）を使用する場合には、燃料を効率よく十分に加熱し、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる本例の燃料供給装置１を採用することが非常に有効である。これにより、従来問題となっていた低温時の始動性を改善することができる。

また、加熱部材３は、正の温度係数（ＰＴＣ）を有する材料からなる発熱部３１を備えている。すなわち、ＰＴＣ材料は、十分な電力を供給すると一定の温度で平衡が保たれる性質を有するため、無制御で一定の温度を保持することができる。これにより、発熱部３１の温度を所望の温度に精度良く制御することができる。特に、本例のように、沸点が低いエタノール、メタノール等のアルコールを含むアルコール燃料を使用する場合には、精度良く温度調整をしなければならないことから、ＰＴＣ材料を用いることが非常に有効な手段となる。また、発熱部３１を板状としているため、加熱部材３等の小型化を図ることもできる。

また、加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間の距離Ｌは、２ｍｍ以下である。そのため、加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間に形成された接触通路２８の通路幅を狭くすることができる。これにより、接触通路２８を通過する燃料を加熱部材３の加熱面３０によってより一層十分に加熱することができる。

また、燃料滞留部２２の仕切壁部２６には、燃料吸込口４１１が設けられている。これにより、燃料滞留部２２の接触通路２８において加熱部材３の加熱面３０によって直接的かつ十分に加熱された燃料を迅速に燃料吸込口４１１に吸い込ませ、燃料噴射弁４に供給することができる。

また、燃料供給通路４１に燃料を吸い込むための燃料吸込口４１１は、加熱部材３の加熱面３０に対向して加熱面３０近傍に配置されている。これにより、燃料滞留部２２の接触通路２８において加熱された燃料をそのまま熱を逃がすことなく迅速に燃料吸込口４１１に吸い込ませ、燃料噴射弁４に供給することができる。

また、隔壁部２５の隔壁連通部２５２は、仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１から距離を離した位置に設けられている。これにより、燃料滞留部２２の連絡通路２７において燃料の流路長さ（燃料が流れる距離）を十分に確保することができ、燃料滞留部２２の連絡通路２７を通過する燃料を加熱部材３によって十分に加熱することができる。

また、仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１は、燃料吸込口４１１から距離を離した位置に設けられている。これにより、燃料滞留部２２の接触通路２８において燃料の流路長さを十分に確保することができ、燃料滞留部２２の接触通路２８を通過する燃料を加熱部材３によって十分に加熱することができる。

また、燃料レール２の側壁部２０には、燃料流通部２１から外側に窪んだ窪み部２４が形成されており、加熱部材３は、その加熱面３０が窪み部２４の底面２４１となるように配置されており、窪み部２４内には、燃料滞留部２２が形成されている。これにより、燃料流通部２１の外側に燃料を滞留させる燃料滞留部２２を容易に形成することができる。

また、隔壁部２５における燃料流通部２１側の壁面２５１は、燃料レール２の側壁部２０の内壁面２０１と同一面上に形成されている。これにより、燃料レール２の燃料流通部２１を流通する燃料の流れを妨げることなく、燃料滞留部２２を形成することができる。また、燃料レール２の側壁部２０を利用して、燃料流通部２１と燃料滞留部２２との間を隔てる隔壁部２５を形成することもできる。

このように、本例によれば、簡易な構成でありながら、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を確実に供給することができる内燃機関の燃料供給装置１を提供することができる。

また、本例では、隔壁部２５の隔壁連通部２５２は、図４に示すごとく、隔壁貫通孔２５３の周囲に４つ設けられているが、例えば、図６、図７に示すごとく、隔壁部２５の隔壁貫通孔２５３の内径を燃料供給部４２の外径よりも大きく設定し、隔壁貫通孔２５３に貫通配置した燃料供給部４２と隔壁貫通孔２５３との間に形成された隙間に隔壁連通部２５２を設けることもできる。なお、図６では、加熱部材３の断面を示していない（以降の図も同様である）。

また、燃料滞留部２２の仕切壁部２６は、図２、図３に示すごとく、加熱部材３の加熱面３０に平行な方向に形成したが、例えば、接触通路２８から燃料吸込口４１１への燃料の吸い込みや接触通路２８における燃料の滞留等の観点から、仕切壁部２６を傾斜させて形成したり、曲面を有するように形成したりすることもできる。

（実施例２）
本例は、図８に示すごとく、燃料滞留部２２の連絡通路２７の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、燃料滞留部２２の連絡通路２７内には、仕切壁部２６との間に間隔を設けて仕切壁部２６に沿って形成された通路形成壁部２７１が設けられている。通路形成壁部２７１は、燃料供給部４２との間に隙間を設けて形成されている。また、隔壁連通部２５２は、隔壁部２５の外周部に設けられている。

これにより、燃料流通部２１から隔壁部２５の隔壁連通部２５２を介して燃料滞留部２２の連絡通路２７に流れ込んだ燃料は、連絡通路２７内の通路形成壁部２７１によって形成された通路に沿って流れ、仕切壁部２６の仕切壁連通部２６１から接触通路２８に流れ込む。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、燃料滞留部２２の連絡通路２７において燃料の流路長さを長くすることができる。これにより、燃料滞留部２２の連絡通路２７を通過する燃料を加熱部材３によってより一層十分に加熱することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、燃料滞留部２２の連絡通路２７は、通路形成壁部２７１を設ける数、位置、向き等を変更することによって燃料の流路長さを調整することができる。また、通路形成壁部２７１以外の手段を用いて燃料の流路長さを調整することもできる。

（実施例３）
本例は、図９に示すごとく、燃料滞留部２２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、燃料滞留部２２の接触通路２８には、加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間を熱的に接続するスペーサ部（伝熱部）２６２が設けられている。
また、燃料滞留部２２の仕切壁部２６は、燃料供給通路４１を形成する燃料供給部４２に対して熱的に接続されている。

具体的には、燃料滞留部２２の仕切壁部２６は、加熱部材３の加熱面３０に向かって突出するように設けられたスペーサ部２６２を有する。スペーサ部２６２は、加熱部材３の加熱面３０からの熱を仕切壁部２６に伝える役割を果たすと共に、加熱部材３の加熱面３０と仕切壁部２６との間の距離を維持する役割を果たすものである。
そして、仕切壁部２６は、隔壁部２５と仕切壁部２６との間に配設されたバネ部材２６４によって、スペーサ部２６２を加熱部材３の加熱面３０に接触させながら、加熱部材３の加熱面３０側に付勢されている。

また、仕切壁部２６には、燃料吸込口４１１から燃料供給部４２に向かって突出する筒状の吸込口突出部２６３が設けられている。吸込口突出部２６３は、その一部が燃料供給部４２内に挿入されている。すなわち、仕切壁部２６の吸込口突出部２６３は、燃料供給通路４１を形成する燃料供給部４２に接触している。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、加熱部材３の加熱面３０からの熱がスペーサ部（伝熱部）２６２を介して仕切壁部２６に伝わる。そのため、仕切壁部２６に接している接触通路２８及び連絡通路２７に滞留させた燃料をより一層効率よく加熱することができる。
また、仕切壁部２６に伝わった熱は、さらに仕切壁部２６から吸込口突出部２６３を介して燃料供給部４２に伝わる。そのため、燃料供給部４２内の燃料供給通路４１を通過する燃料を冷やすことなく、加熱されて温まった状態を維持しながら燃料噴射弁４に供給することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、本例では、図９に示すごとく、燃料滞留部２２の仕切壁部２６にスペーサ部２６２を設け、加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間を熱的に接続する構成としたが、例えば、図１０に示すごとく、燃料滞留部２２の接触通路２８に金属メッシュ部材（伝熱部）２６５を設け、加熱部材３の加熱面３０と燃料滞留部２２の仕切壁部２６との間を熱的に接続する構成としてもよい。また、このような金属メッシュ部材２６５を連絡通路２７にも設けることにより、連絡通路２７に滞留させた燃料を加熱する効果を向上させることもできる。

（実施例４）
本例は、図１１、図１２に示すごとく、燃料吸込口４１１の位置を変更した例である。
本例では、図１１に示すごとく、隔壁連通部２５２は、隔壁部２５の中央部から燃料流通方向Ｘの下流側に寄った位置に設けられている。また、隔壁貫通孔２５３は、隔壁部２５の中央部から燃料流通方向Ｘの上流側に寄った位置に設けられている。
また、図１１、図１２に示すごとく、燃料吸込口４１１は、仕切壁部２６の中央部から燃料流通方向Ｘの上流側に寄った位置に設けられている。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、燃料吸込口４１１が仕切壁部２６の中央部から離れた位置にあり、隔壁連通部２５２から燃料吸込口４１１までの間において燃料の流路長さがその燃料の流れる経路によって異なる（図１２参照）。しかしながら、このような場合でも、燃料を効率よく十分に加熱することができ、その十分に加熱された燃料を燃料噴射弁４に確実に供給することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

ただし、本例の場合には、上記効果をできる限り有効に得るために、図１２に示すごとく、隔壁連通部２５２から燃料吸込口４１１までの燃料の各経路において、仕切壁連通部２６１から燃料吸込口４１１までの燃料の流路長さが長いほど、隔壁連通部２５２から仕切壁連通部２６１までの燃料の流路長さが短くなるように、また仕切壁連通部２６１から燃料吸込口４１１までの燃料の流路長さが短いほど、隔壁連通部２５２から仕切壁連通部２６１までの燃料の流路長さが長くなるように、隔壁連通部２５２及び燃料吸込口４１１をそれぞれ配置することが好ましい。

さらに、隔壁連通部２５２から燃料吸込口４１１までの燃料の各経路において、その燃料の流路長さがほぼ一定となるように、図１３に示すごとく、仕切壁部２６を楕円形状とすることもできる。
このようにすることで、隔壁連通部２５２から燃料吸込口４１１までの燃料の各経路によって、燃料が加熱部材３によって十分に加熱されなかったり、その加熱具合にばらつきが生じたりすることを防止することができる。

（実施例５）
本例は、図１４に示すごとく、燃料供給装置１における燃料滞留部２２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、加熱部材３は、燃料レール２の側壁部２０に設けられた突出部２３の開口部２３１を閉塞すると共に突出部２３内を埋め尽くすように配置されている。加熱部材３の加熱面３０は、燃料レール２の側壁部２０の内壁面２０１と同一面上に形成されている。

また、同図に示すごとく、加熱部材３には、その加熱面３０を覆うように有底筒状の隔壁部２５が取り付けられている。隔壁部２５内には、燃料滞留部２２が形成されている。燃料滞留部２２は、燃料流通部２１の内部において燃料流通部２１における燃料流通方向Ｘに対して平行な方向に形成されている。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、燃料レール２の側壁部２０には、外部に開口する開口部２３１（突出部２３の開口部２３１）が形成されており、加熱部材３は、開口部２３１を閉塞するように配置されており、加熱部材３には、その加熱面３０を覆うように隔壁部２５が取り付けられている。すなわち、内部に燃料滞留部２２が形成されることになる隔壁部２５を予め加熱部材３に取り付けておく。これにより、加熱部材３を燃料レール２の側壁部２０の開口部２３１に配置することで、燃料流通部２１の内部に燃料を滞留させる燃料滞留部２２を容易に形成することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、本例では、図１４に示すごとく、有底筒状の隔壁部２５を加熱部材３に取り付けたが、例えば、有底筒状の隔壁部２５を燃料レール２に取り付け、隔壁部２５内に燃料滞留部２２を形成する構成とすることもできる。

１ 燃料供給装置
２ 燃料レール
２１ 燃料流通部
２２ 燃料滞留部
２５ 隔壁部
２５２ 隔壁連通部
２６ 仕切壁部
２６１ 仕切壁連通部
２７ 連絡通路
２８ 接触通路
３ 加熱部材
３０ 加熱面
４ 燃料噴射弁
４１ 燃料供給通路
４１１ 燃料吸込口

Claims (8)

1. 燃料噴射弁に燃料を供給するための燃料レールと、上記燃料を加熱するための加熱部材とを有する内燃機関の燃料供給装置であって、
   上記燃料レールは、上記燃料を流通させる燃料流通部と、該燃料流通部の外側又は内部において該燃料流通部における燃料流通方向に対して平行な方向に形成され、上記燃料を滞留させる燃料滞留部とを有しており、
   上記加熱部材は、その加熱面が上記燃料滞留部に面するように配置され、該燃料滞留部内に滞留させた上記燃料を加熱することができるよう構成されており、
   上記燃料流通部と上記燃料滞留部との間には、両者を隔てるように隔壁部が設けられており、
   上記燃料滞留部内には、上記加熱部材の上記加熱面との間に間隔を設けて該加熱面に沿って形成された仕切壁部が設けられており、
   上記燃料滞留部は、上記加熱部材の上記加熱面に接するように該加熱面と上記仕切壁部との間に形成された接触通路と、上記仕切壁部と上記隔壁部との間に形成された連絡通路とを有しており、
   上記隔壁部には、上記燃料流通部と上記燃料滞留部の上記連絡通路との間を連通する隔壁連通部が設けられており、
   上記燃料滞留部の上記仕切壁部には、上記連絡通路と上記接触通路との間を連通する仕切壁連通部が設けられており、
   上記燃料滞留部の上記接触通路は、該接触通路から上記燃料噴射弁に上記燃料を供給する燃料供給通路に上記燃料を吸い込むための燃料吸込口に接続されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 請求項１に記載の燃料供給装置において、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間の距離は、２ｍｍ以下であることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の燃料供給装置において、上記燃料滞留部の上記仕切壁部には、上記燃料吸込口が設けられていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、上記燃料滞留部の上記接触通路には、上記加熱部材の上記加熱面と上記燃料滞留部の上記仕切壁部との間を熱的に接続する伝熱部が設けられていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
5. 請求項４に記載の燃料供給装置において、上記燃料滞留部の上記仕切壁部は、上記燃料供給通路を形成する燃料供給通路形成部に対して熱的に接続されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、上記燃料レールの側壁部には、上記燃料流通部から外側に窪んだ窪み部が形成されており、上記加熱部材は、上記加熱面が上記窪み部の底面となるように配置されており、上記窪み部内には、上記燃料滞留部が形成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
7. 請求項６に記載の燃料供給装置において、上記隔壁部における上記燃料流通部側の壁面は、上記燃料レールの上記側壁部の内壁面と同一面上に形成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
8. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料供給装置において、上記燃料レールの側壁部には、外部に開口する開口部が形成されており、上記加熱部材は、上記開口部を閉塞するように配置されており、上記加熱部材には、上記加熱面を覆うように上記隔壁部が取り付けられていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。

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