JP2013177854A - 直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの部品点数を減らして製造コストを低下させるとともに燃料漏れを生じにくくする。
【解決手段】直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、内部に燃料通路ｆａを有した筒状のメインパイプ１１と、メインパイプ１１の外周に長手方向に沿って嵌合固着された筒状の本体部１３にソケット部２０と取付ボス部３０が一体的に形成された複数の複合ブロック１２とを備え、メインパイプ１１には複合ブロック１２のソケット部２０が設けられた位置に燃料通路ｆａをソケット部２０に連通させる貫通孔１１ａが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴エンジンに使用する高圧燃料デリバリパイプアセンブリに関する。

従来のこの種の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリとしては特許文献１（米国特許出願公開第２００９／０１４５５０４号明細書）に開示された直接噴射フューエルレールアセンブリがある。この直接噴射フューエルレールアセンブリの燃料分配管は、細長い円筒状の導管の一側にそれぞれ複数の第１及び第２の円弧面状凹部が形成されており、この第１及び第２の各円弧面状凹部にはそれぞれ円筒状の噴射弁ソケット及び取付ボスの外周面が密着されてろう付け固着されている。

また、特許文献２（実用新案登録第２５４４３３１号公報）には、燃料噴射式自動車エンジンの燃料ポンプから供給された燃料をエンジンの吸気経路あるいは気筒に燃料インジェクタを介して供給するためのフューエルデリバリパイプが開示されている。このフューエルデリバリパイプは、直線状に延びる燃料通路を内部に有する連通管と、この連通管の長手方向に沿って所定の間隔で穿設された燃料供給孔と、各燃料供給孔を覆うように位置決めされた燃料噴射弁取付用の筒状ソケットとを備えている。筒状ソケットは、燃料噴射弁を受け入れる筒状延伸部と連通管の周りに巻回されるバンド部とからなり、連通管の外周に合成樹脂材またはアルミニウム材で一体にモールド成形されている。また、連通管にはフューエルデリバリパイプをエンジンに取り付けるためのブラケットが溶接により固着されている。

米国特許出願公開第２００９／０１４５５０４号明細書（ＦＩＧ.１〜ＦＩＧ.４） 実用新案登録第２５４４３３１号公報（実施例、図１〜図７）

この特許文献１の技術では、円筒状の導管の一側に複数組の第１及び第２の各円弧面状凹部を形成し、これらの各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとをろう付け固着しているので、部品点数と加工工数が多くて製造コストが高くなる問題がある。また、円筒状の導管の各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとを位置の精度を高く固着しなければならないので、製造管理を厳重に行う必要があり、これによっても製造コストが高くなる問題がある。さらに、円筒状の導管の一側に各円弧面状凹部を形成する際および、導管の一側の各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとをろう付けする際に導管が曲がって変形するおそれがあるので、噴射弁ソケットと取付ボスの位置の精度が低下するおそれがある。また、導管に形成した第１及び第２の各円弧面状凹部には、導管内に連通する開口が形成されているので、導管と噴射用ソケットまたは取付ボスとの間のろう付け部分に僅かな欠陥でもあると、各円弧面状凹部と噴射弁ソケットまたは取付ボスとの接合面のろう付け部から高圧燃料の漏れを生じるおそれがある。これを防ぐには、ろう付けの品質管理を厳重に行う必要があるので、製造コストがさらに増大するという問題がある。

また、特許文献２の技術では、連通管にモールド成形した筒状ソケットはバンド部を連通管の周りに巻回させているので、各筒状ソケット相互間の間隔の精度を上げることができる。しかし、筒状ソケットは連通管にモールド成形したものであるので、筒状ソケットのバンド部は連通管に対する接合面は押圧されているだけで連通管に固着されていないので、高圧の燃料を供給すると、燃料がこの接合面から滲み出て漏れるおそれがある。また、ブラケットと筒状ソケットは別々に連通管に固着されているので、ブラケットと筒状ソケットとの位置の精度を高くすることができなかった。さらに、本願のようなエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射するデリバリパイプアセンブリは、燃料噴射弁を燃料噴射させたときのソケット部に生じる反力によるソケット部の撓みを少なくするために、エンジンに取り付けるための取付部をソケット部の近くに設ける必要がある。しかし、特許文献２のフューエルデリバリパイプは、連通管にブラケットを溶接により固着させた後に、連通管に筒状ソケットをモールドにより成形したものであるので、ブラケットを筒状ソケット部の近傍に設けることができず、本願のような直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプに使用することができなかった。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。

このために、本発明の請求項１に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリは、高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される燃料通路と、この燃料通路に連通されてコントロールユニットにより開閉制御される燃料噴射弁が連結される複数のソケット部と、エンジンに取り付けるための取付孔を有する筒状をした複数の取付ボス部とを備えた直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、デリバリパイプアセンブリは、内部に燃料通路が形成された細長い筒状のメインパイプと、メインパイプの外周に長手方向に沿って一体的に嵌合固着された筒状の本体部に複数のソケット部のうちの少なくとも１つと複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックとを備え、メインパイプには複合ブロックのソケット部が設けられた位置に燃料通路をソケット部内に連通させる貫通孔を形成したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリは、請求項２に記載のように、貫通孔は燃圧脈動を吸収するように細径のオリフィスとしてもよい。

請求項１に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの発明によれば、デリバリパイプアセンブリは、内部に燃料通路が形成された細長い筒状のメインパイプと、メインパイプの外周に長手方向に沿って一体的に嵌合固着された筒状の本体部に複数のソケット部のうちの少なくとも１つと複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックとを備え、メインパイプには複合ブロックのソケット部が設けられた位置に燃料通路をソケット部内に連通させる貫通孔を形成したので、メインパイプとこれに一体的に嵌合固着された各複合ブロックの筒状の本体部との間から燃料漏れが生じることはない。また、各ソケット部及び取付ボス部は各複合ブロックの本体部に一体的に形成され、それらの間には接合部分がないのでメインパイプの燃料通路から燃料漏れが生じることはない。また、複数の複合ブロックは、１本のメインパイプの外周に長手方向に沿って一体的に固着されているので、デリバリパイプアセンブリの真直度が向上した。また、複合ブロックの本体部にソケット部と取付ボス部とを一体的に形成したことにより、部品点数を少なくすること及びソケットと取付ボスとを一体的に固着するのに要する加工工数を減らすことができて、製造コストを低く抑えることができる。また、複合ブロックの本体部にソケット部と取付ボス部とを一体的に形成したので、デリバリパイプにソケットと取付ボスとをろう付け固着したものと比べて強度を高くすることができ、また、各ソケット部と取付ボス部の間の精度を高くすることができる。

貫通孔は燃圧脈動を吸収するように細径のオリフィスとした請求項２に記載の発明によれば、別途ダンパ部材を設けることなくメインパイプの燃圧脈動を吸収することができ、製品のコストを抑えることができる。

本発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの一実施形態の全体構造を示す側面図である。 図１の底面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 他の実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの全体構造を示す側面図である。 他の実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの全体構造を示す側面図である。 他の実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの全体構造を示す側面図である。 他の実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの全体構造を示す側面図である。

本発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの実施形態を図面を用いて説明する。図１〜図４に示す本発明の実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、直列４気筒の直噴型エンジンに用いられるものであり、内部に燃料通路ｆａが形成された細長い円筒状のメインパイプ１１と、このメインパイプ１１の外周に長手方向に沿って間をおいて嵌合固着された円筒状の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）に１つのソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と１つの取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）を一体的に形成した４つの複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）と、燃料供給管（図示省略）が接続される供給側ブロック１４とを備えている。

図３及び図４に示すように、メインパイプ１１には各複合ブロック１２のソケット部２０が設けられた位置に燃料通路ｆａをソケット部２０に連通させる４つの貫通孔１１ａが穿設されている。これら貫通孔１１ａは、燃料通路ｆａの燃料の供給を妨げることなく燃料噴射弁Ｉの燃料噴射による燃圧脈動を吸収するような細径のオリフィスとなっている。

各複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）は、メインパイプ１１の外周に嵌合固着された円筒状の各本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）にそれぞれ１つのソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と１つの取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とが一体的に形成された型鍛造による鉄の鍛造品あるいはロストワックス法によるステンレス鋼の鋳造品である。最も左側のものを除く３つの複合ブロック１２Ａ〜１２Ｃの本体部１３Ａ〜１３Ｃには長手方向に沿って貫通してメインパイプ１１を嵌合させる内孔１３ａが形成されており、最も左側の複合ブロック１２Ｄの本体部１３Ｄには、複合ブロック１２Ｃ側から軸線方向の中間までメインパイプ１１が嵌合される円筒状の凹部１３ｂが形成されている。各本体部１３Ａ〜１３Ｄは、ソケット部２０Ａ〜２０Ｃがメインパイプ１１の貫通孔１１ａと対向する位置にてメインパイプ１１が嵌合されており、メインパイプ１１の外周にティグ溶接等により仮止めされてからろう付けまたは溶接することにより一体的に液密に固着されている。

ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は有底略円筒形をしており、その軸線方向を円筒形の本体部１３の軸線方向と直交する方向にして本体部１３の長手方向の中心線より図３において下側となる側方に少しオフセットさせた位置に一体的に形成されている。図３及び図４に示すように、ソケット部２０の内部はメインパイプ１１の貫通孔１１ａにより燃料通路ｆａに連通している。このソケット部２０の内周面には燃料噴射弁ＩがＯリングを介して液密にシールされて連結される。

取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）は、デリバリパイプアセンブリ１０をエンジンに固定するボルトを挿通するための円形の取付孔３１（３１Ａ〜３１Ｄ）が形成された略円筒形をしている。取付ボス部３０はその軸線方向をソケット部２０の軸線方向と平行にし、本体部１３の長手方向の中心線から図３において下側となる側方に離すことにより、取付ボス部３０の取付孔３１が各本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）の内孔１３ａまたは凹部１３ｂに連通しないようにしている。

また、図１〜図３に示すように、メインパイプ１１の各図に示す右端部には、図示しない燃料供給管に接続される供給側ブロック１４が同軸的に連結されている。供給側ブロック１４は右端部を除く大部分に燃料通路ｆｂが同軸的に形成された細長い円筒形状の本体部１５に、図示しない燃料供給管に接続されるジョイント部４１と、燃料の圧力を検出するための図示しない圧力センサを取り付けるためのセンサ取付部４２と、デリバリパイプアセンブリ１０をエンジンに取り付けるための取付ボス部４３とが一体的に形成された型鍛造による鉄の鍛造品あるいはロストワックス法によるステンレスの鋳造品である。供給側ブロック１４の本体部１５には最も右側に配置された複合ブロック１２Ａ側にメインパイプ１１を嵌合させる円筒状の凹部１５ａが形成されている。この凹部１５ａにはメインパイプ１１の右端部が嵌合されてろう付けまたは溶接により一体的に液密に固着されている。

ジョイント部４１は外周にねじが形成された円筒形状をしており、本体部１５の右端部からその長手方向と交差する水平方向に延出するように一体的に形成されている。ジョイント部４１には同軸的に燃料通路ｆｃが形成されており、この燃料通路ｆｃは本体部１５の燃料通路ｆｂに連通している。ジョイント部４１には高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される図示しない燃料供給管がジョイントナットにより接続される。

センサ取付部４２は有底円筒形をしており、その軸線方向を円筒形をした本体部１５の軸線方向と直行する方向にして本体部１５の斜め上側に一体的に形成されている。センサ取付部４２には本体部１５の燃料通路ｆｂに連通する細い検出通路４２ａが形成されている。センサ取付部４２には図示しない圧力センサがメタルテーパシールまたはガスケットシールにより液密に取り付けられる。

取付ボス部４３はデリバリパイプアセンブリ１０をエンジンに固定するボルトを挿通するための円形の取付孔４４を有する略円筒形をしている。取付ボス部４３は、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の各取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）と平行に形成され、本体部１５の長手方向の中心線から図３において下側となる側方に離すことにより、取付ボス部４３の取付孔４４が本体部１５の燃料通路ｆｂに連通しないようにしている。

上記のように構成したデリバリパイプアセンブリ１０においては、メインパイプ１１の燃料通路ｆａは４つの貫通孔１１ａにより各複合ブロック１２Ａ〜１２Ｄの本体部１３Ａ〜１２Ｄに一体的に形成したソケット部２０Ａ〜２０Ｄに連通している。燃料供給管からジョイント部４１の燃料通路ｆｃ及び供給側ブロック１４の本体部１５の燃料通路ｆｂを通ってメインパイプ１１の燃料通路ｆａに流入した高圧燃料は、各貫通孔１１ａから各ソケット部２０Ａ〜２０Ｄに送られ、各ソケット部２０Ａ〜２０Ｄに連結された各燃料噴射弁Ｉからエンジンの各燃焼室内に噴射される。

上記のように構成した本実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、内部に燃料通路ｆａが形成された円筒状のメインパイプ１１と、メインパイプ１１の外周に長手方向に沿って一体的に液密に嵌合固着された円筒状の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）に１つのソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と１つの取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とが一体的に形成された４つの複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）とを備え、メインパイプ１１には４つの複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の各ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）が設けられた位置に燃料通路ｆａを各ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）に連通させる４つの貫通孔１１ａが形成されている。

これにより、メインパイプ１１とこれに一体的に液密に嵌合固着された各複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の円筒状の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）との間から燃料漏れが生じにくい。また、各ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）及び取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）は各複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）と一体的に形成され、それらの間にはろう付け等による接合部分がないのでメインパイプ１１の燃料通路ｆａから燃料漏れが生じることはない。また、４つの複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）は、１本のメインパイプ１１の外周に長手方向に沿って一体的に固着されているので、デリバリパイプアセンブリ１０の真直度が向上した。また、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）にソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とを一体的に形成したことにより、部品点数を少なくすること及びソケットと取付ボスとをろう付けするのに要する加工工数を減らすことができて、製造コストを低く抑えることができる。また、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）にソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とを一体的に形成したので、従来技術で説明した細長い円筒状の導管にソケットと取付ボスとをろう付け固着したものと比べて強度を高くすることができ、また、ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）の間の精度を高くすることができる。また、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）を例えば短いパイプ材により連結したときには、各複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）とパイプ材との接合部分に燃料の脈動によって生じる応力により負荷がかかるおそれがあるが、本実施形態のデリバリパイプアセンブリ１０は長いメインパイプ１１に各複合ブロック１２Ａ〜１２Ｄを嵌合固着させたので、メインパイプ１１と各複合ブロック１２Ａ〜１２Ｄとの固着部分に燃圧脈動による応力が生じにくくなる。

また、上記実施形態では、メインパイプ１１の４つの貫通孔１１ａは燃圧脈動を吸収するように細径のオリフィスとしたので、別途ダンパ部材を設けることなく燃圧脈動を吸収することができ、製品のコストを抑えることができる。

また、上記の実施形態においては、１つの複合ブロック１２の本体部１３に１つのソケット部２０と１つの取付ボス部３０とを一体的に形成した例について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、図５〜図７に示すように、１つの複合ブロック１２の本体部１３に１つ以上のソケット部２０または１つ以上の取付ボス部３０とを一体的に形成したものでも同様の作用効果を得ることができる。

また、上記の各実施形態においては、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）に形成したソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は図２〜図４に示すように複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の長手方向の中心軸から側方にオフセットさせたものについて説明したが、本発明はこのような実施形態に限られるものでなく、図８に示すように、複合ブロック１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の本体部１３（１３Ａ〜１３Ｄ）の長手方向の中心軸上に配置したものでも同様の作用効果を得ることができる。

上述した本実施形態においては、直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、直列４気筒の直噴型エンジンに用いる例について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、一つの本体部に設けるソケット部の数及び一組のデリバリパイプアセンブリに使用する複合ブロックの数を変えることで、例えば直列３気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒またはＶ型１２気筒エンジン等の他の形式の直噴型エンジンに用いることもできる。このようなＶ型エンジンに用いる場合には、上述のようにメインパイプ１１に複数の複合ブロック１２を嵌合固着したものを複数組用意したり、Ｕ字形に屈曲させたメインパイプ１１に複数の複合ブロック１２を嵌合固着してもよい。

１０…直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ、１１…メインパイプ、１２（１２Ａ〜１２Ｄ）…複合ブロック、１３（１３Ａ〜１３Ｄ）…本体部、２０（２０Ａ〜２０Ｄ）…ソケット部、３０（３０Ａ〜３０Ｄ）…取付ボス部、３１（３１Ａ〜３１Ｄ）…取付孔、ｆａ…燃料通路。

Claims (2)

1. 高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される燃料通路と、この燃料通路に連通されてコントロールユニットにより開閉制御される燃料噴射弁が連結される複数のソケット部と、エンジンに取り付けるための取付孔を有する筒状をした複数の取付ボス部とを備えた直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、
   前記デリバリパイプアセンブリは、内部に前記燃料通路が形成された細長い筒状のメインパイプと、前記メインパイプの外周に長手方向に沿って一体的に嵌合固着された筒状の本体部に前記複数のソケット部のうちの少なくとも１つと前記複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックとを備え、
   前記メインパイプには前記複合ブロックのソケット部が設けられた位置に前記燃料通路を前記ソケット部内に連通させる貫通孔を形成したことを特徴とする直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ。
2. 請求項１に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、
   前記貫通孔は燃圧脈動を吸収するように細径のオリフィスとしたことを特徴とする直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ。

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