JP2014009680A

JP2014009680A - 燃料デリバリパイプ

Info

Publication number: JP2014009680A
Application number: JP2012149394A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Niwa; 建介丹羽
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-20
Also published as: US20140007960A1; CN103527372A; DE102013011051A1

Abstract

【課題】溶着により取り付けられる閉塞キャップ部材によりメイン管路閉塞側を閉塞する燃料デリバリパイプにおいて、この溶着される接着強度を高く維持する。
【解決手段】溶着部分４１とキャップ体５１との間には、連接支持部６５が設けられている。連接支持部６５は、溶着部分４１からメイン管路２０の延在方向に沿って延在される範囲を含む。連接支持部６５の剛性は、キャップ体５１に設定される剛性に比して低く設定されている。このため、連接支持部６５は、キャップ体５１に比して多くの変形許容量を有する。このようにして、キャップ体５１よりも連接支持部６５が変形することにより、溶着部分４１に作用するキャップ体５１が受ける圧力荷重の応力は、連接支持部６５によって低減させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の各気筒に燃料を分配する樹脂製の燃料デリバリパイプに関し、詳しくは、溶着により取り付けられる閉塞キャップ部材によりメイン管路閉塞側を閉塞する燃料デリバリパイプに関する。

自動車には、動力源となる内燃機関が配設されている。この内燃機関には、燃料タンクから燃料が供給される。この内燃機関は、例えば４気筒となる複数の気筒を備える。燃料タンクからの燃料は、これら複数の気筒ごとに分配されるようにして供給される。この内燃機関には、これら複数の気筒のそれぞれに燃料を分配するための燃料デリバリパイプが装備されている。燃料デリバリパイプは、燃料タンクから燃料が送られてくるメイン管路と、このメイン管路から各気筒に向けて燃料を分配する複数の分配管路とを備える（例えば、特許文献１参照）。
上記したメイン管路は、樹脂の射出成形により内部が中空直線状に延びるように成形される。このように成形されたメイン管路は、一端側が燃料タンクに通じるように開口されており、他端側が閉塞キャップ部材により閉塞されている。具体的には、メイン管路をなすパイプ本体の他端側開口部に、溶着させることにより閉塞キャップ部材が取り付けられる。

特開２０００−１６１１７９号公報

ところで、閉塞キャップ部材にて閉塞構造をなすメイン管路の内周面には、メイン管路の内部に存する供給燃料の圧力荷重がかかる。このため、メイン管路をなすパイプ本体と閉塞キャップ部材との部材強度は、このような圧力荷重に耐えれる強度とする必要がある。ここで、閉塞キャップ部材の部材強度を単純に高めると、閉塞キャップ部材をパイプ本体に溶着させている部分に、閉塞キャップ部材が受ける圧力荷重が応力として作用することとなる。そうすると、この溶着部分の接着を剥がしてしまったりするきらいが生ずることになりかねない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、溶着により取り付けられる閉塞キャップ部材によりメイン管路閉塞側を閉塞する燃料デリバリパイプにおいて、この溶着される接着強度を高く維持することにある。

上記した課題を解決するにあたり本発明に係る燃料デリバリパイプは次の手段をとる。
すなわち、本発明の第１の発明に係る燃料デリバリパイプは、燃料貯留側から燃料が送られるメイン管路と該メイン管路からの燃料を各気筒に分配する複数の分配管路とを具備して、内燃機関の各気筒に燃料を分配する樹脂製の燃料デリバリパイプであって、燃料が送られる供給側開口部とは反対側の前記メイン管路の閉塞側開口部は、該閉塞側開口部の開口形状に対して閉塞キャップ部材を溶着により取り付けられることにより該メイン管路の該開口形状を閉塞させる構成となっており、前記閉塞キャップ部材は、前記メイン管路に溶着させる溶着部分と、前記閉塞側開口部の開口形状を閉塞するキャップ体と、前記溶着部分と前記キャップ体との間で設定される連接支持部と、を有し、前記連接支持部の剛性は、前記キャップ体に設定される剛性に比して低く設定されていることを特徴とする。
この第１の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、溶着部分とキャップ体との間に連接支持部が設けられているので、キャップ体が受ける圧力荷重の応力は、連接支持部を介して溶着部分に作用する。ここで、連接支持部の剛性は、キャップ体に設定される剛性に比して低く設定されている。これによって、連接支持部は、キャップ体に比して、より多くの変形許容量を有することとなる。なお、この変形許容量とは、この閉塞キャップ部材の機能を損なうことなく許容される変形量を意味する。
つまり、キャップ体が受ける圧力荷重の応力を連接支持部を介して溶着部分に作用させるにあたり、この連接支持部を変形させながら作用させることができる。したがって、連接支持部の変形により、溶着部分に作用する圧力荷重の応力を低減させることができる。これによって、この溶着部分の接着を剥がしてしまったりするようなきらいをより確実に抑えることができ、溶着される接着強度を高く維持することができる。

第２の発明に係る燃料デリバリパイプは、前記第１の発明に係る燃料デリバリパイプにおいて、前記連接支持部は、前記溶着部分から、前記メイン管路の延在方向に沿って延在される範囲を含むことを特徴とする。この第２の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、連接支持部は、溶着部分からメイン管路の延在方向に沿って延在される範囲を含むので、連接支持部を成形するにあたってシンプルな形状を選択することができる。これによって、閉塞キャップ部材の成形の簡単化を図ることができる。
第３の発明に係る燃料デリバリパイプは、前記第１または前記第２の発明に係る燃料デリバリパイプにおいて、前記連接支持部は、前記メイン管路の前記開口形状の開口周縁部分に亘る範囲を含むことを特徴とする。この第３の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、連接支持部は、メイン管路の開口形状の開口周縁部分に亘る範囲を含むので、キャップ体が受ける圧力荷重の応力を連接支持部を介して溶着部分に作用させるにあたり、メイン管路の開口形状の開口周縁部分に亘る範囲を変形させながら作用させることができる。これによって、連接支持部の変形方向をキャップ体が受ける圧力荷重の方向と同一の方向に設定できる。したがって、連接支持部をより変形させ易くして、より高く圧力荷重の応力を低減させることができる。

第１の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、溶着部分の接着強度を高く維持することができる。
第２の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、閉塞キャップ部材の成形の簡単化を図ることができる。
第３の発明に係る燃料デリバリパイプによれば、連接支持部をより変形させ易くして、より高く圧力荷重の応力を低減させることができる。

燃料デリバリパイプを図示規定の右側から見た側面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面矢視を示す閉塞キャップ部材の配設断面図である。図２における変形例を示す閉塞キャップ部材の配設断面図である。図２におけるキャップ体をリブ構造により剛性を高めた配設断面図である。図３におけるキャップ体をリブ構造により剛性を高めた配設断面図である。図４のＶＩ−ＶＩ断面矢視とするリブ構造のバリエーションを示す断面図である。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視とするリブ構造のバリエーションを示す断面図である。

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照しながら本発明に係る燃料デリバリパイプを実施するための形態について説明する。なお、以下では、説明を分かり易くするために、図１および図２の図示上下前後左右の記載に基づいて、燃料デリバリパイプ１０に関する上下前後左右の方向を規定して説明する。すなわち、図１は、燃料デリバリパイプ１０を図示規定の右側から見た側面図である。図１に示す燃料デリバリパイプ１０は、不図示の４気筒の内燃機関に対応する構造である。すなわち、燃料デリバリパイプ１０は、長尺に延びるメイン管路２０と、このメイン管路２０の延び方向に交差して延びる４つの分配管路３０とを備える。メイン管路２０は、燃料が貯留される不図示の燃料タンクから燃料が送られる管路である。各分配管路３０は、このメイン管路２０から各気筒に燃料が送られる管路である。分配管路３０のそれぞれには、各気筒に装備される不図示のインジェクタが取り付けられる。この燃料デリバリパイプ１０は、メイン管路２０と分配管路３０とを一体で配管する樹脂の成形品となっている。
燃料デリバリパイプ１０は、メイン管路２０を構成するパイプ本体２１と、分配管路３０を構成する分配パイプ部３１とを、一体成形することにより形成される。メイン管路２０を形成するパイプ本体２１は、図１に示すように、後側に供給側開口部２８を有する略筒状に延びて形成される。このパイプ本体２１には、この供給側開口部２８を通じて不図示の燃料タンクから燃料が送られるようになっている。

パイプ本体２１の前側には、次に説明する閉塞キャップ部材４０が取り付けられて閉塞される。つまり、このパイプ本体２１の前側には、メイン管路２０の閉塞側開口部２２として形成される。また、分配管路３０を形成する分配パイプ部３１は、メイン管路２０を形成するパイプ本体２１に対して、下側に突き出すように設けられている。分配パイプ部３１は、パイプ本体２１に対して等間隔で４つ設けられている。分配パイプ部３１の下側端には、不図示のインジェクタが取り付けられる構造が形成されている。なお、パイプ本体２１には、不図示の内燃機関に取り付けるための取付け支持孔１９が外部に突出するように設けられている。
上記した閉塞側開口部２２は、閉塞側開口部２２の開口形状に対して閉塞キャップ部材４０が溶着により取り付けられる。このように閉塞側開口部２２に閉塞キャップ部材４０が取り付けられると、パイプ本体２１の成形時の開口形状が閉塞される構成となる。この閉塞側開口部２２は、パイプ本体２１の内部と外部とを通じるように開口されている。すなわち、閉塞側開口部２２は、パイプ本体２１（メイン管路２０）を成形するメイン管路用中子（不図示）を、外部から支持可能に外部に突き出させるために成形される部分となっている。なお、このメイン管路用中子は、外部の支持機構（不図示）により支持されて、パイプ本体２１（メイン管路２０）の成形に供する。
閉塞側開口部２２の端縁には、溶着用フランジ部２３が形成されている。この溶着用フランジ部２３は、次に説明する閉塞キャップ部材４０を溶着させるための外フランジとして、パイプ本体２１（メイン管路２０）の径方向の外側に張り出して形成されている。

次に、第１の実施の形態としての閉塞キャップ部材４０の配設構造について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面矢視を示す閉塞キャップ部材４０の配設断面図である。
図２に示すように、この溶着用フランジ部２３の前側端面は、熱せられて溶着する溶着部２４として設定されている。この溶着部２４は、閉塞キャップ部材４０の溶着部４４と溶着する。このパイプ本体２１の溶着部２４は、溶着部本体２４１と、外形保持部２４２と、間隙部２４３とを備える。溶着部本体２４１は、熱で溶かされて閉塞キャップ部材４０の溶着部本体４４１と溶着する。外形保持部２４２は、このように溶着する溶着部２４の外側形状を保持する。間隙部２４３は、溶着部本体２４１，４４１同士の溶着により生じる溶着の食み出し（バリ）を収容する隙間となっている。
これに対して、閉塞キャップ部材４０は、溶着部分４１と、キャップ体５１と、連接支持部６５とが一体となるように形成されている。溶着部分４１は、上記したパイプ本体２１（メイン管路２０）の溶着用フランジ部２３と略同様に設けられる。すなわち、溶着部分４１は、パイプ本体２１の溶着用フランジ部２３と対面する溶着用フランジ部４３を備える。この溶着用フランジ部４３も、通常の外フランジと同様、閉塞キャップ部材４０の径方向の外側に張り出して形成されている。溶着用フランジ部４３の後側端面も、熱せられて溶着する溶着部４４として設定されている。この溶着部４４は、パイプ本体２１の溶着部２４と溶着する。この閉塞キャップ部材４０の溶着部４４も、上記したパイプ本体２１の溶着部２４と同様、溶着部本体４４１と、外形保持部４４２と、間隙部４４３とを備える。すなわち、溶着部本体４４１は、熱で溶かされてパイプ本体２１の溶着部２４と溶着する。外形保持部４４２は、このように溶着する溶着部４４の外側形状を保持する。間隙部４４３は、溶着部本体２４１，４４１同士の溶着により生じる溶着の食み出し（バリ）を収容する隙間となっている。

キャップ体５１は、メイン管路２０の開口形状を閉塞するように機能する部分であり、この閉塞キャップ部材４０のうち最も前側に配置されている。このため、キャップ体５１が延在される範囲は、上記したパイプ本体２１の閉塞側開口部２２の開口範囲に応じて形成される。詳しく言えば、このキャップ体５１が延在される範囲は、閉塞側開口部２２の開口範囲の少なくとも一部、もしくは、閉塞側開口部２２の開口範囲の全部を閉塞するように形成される。図２に示すように、キャップ体５１は、剛性が高くなるようにパイプ本体２１の肉厚に比して厚く設定された肉厚にて形成されている。
連接支持部６５は、上記した溶着部分４１とキャップ体５１との間で設定される。この図２に示す連接支持部６５は、溶着部分４１から、メイン管路２０の延在方向に沿った図示前後方向にて延在される範囲（図示符号６１の範囲）に設定されている。つまり、この連接支持部６５は、キャップ体５１の肉厚に比して薄く設定された肉厚にて形成されている。このため、この連接支持部６５の剛性は、キャップ体５１に設定される剛性に比して低く設定されている。

この第１の実施の形態の燃料デリバリパイプ１０によれば、溶着部分４１とキャップ体５１との間に連接支持部６５が設けられているので、キャップ体５１が受ける圧力荷重の応力は、連接支持部６５を介して溶着部分４１に作用する。ここで、連接支持部６５の剛性は、キャップ体５１に設定される剛性に比して低く設定されている。これによって、連接支持部６５は、キャップ体５１に比して、より多くの変形許容量を有することとなる。なお、この変形許容量は、この閉塞キャップ部材４０の機能を損なうことなく許容される変形量を意味する。つまり、キャップ体５１が受ける圧力荷重の応力を連接支持部６５を介して溶着部分４１に作用させるにあたり、この連接支持部６５を変形させながら作用させることができる。したがって、連接支持部６５の変形により、溶着部分４１に作用する圧力荷重の応力を低減させることができる。これによって、この溶着部分４１の接着を剥がしてしまったりするようなきらいをより確実に抑えることができ、溶着される接着強度を高く維持することができる。また、この第１の実施の形態の燃料デリバリパイプ１０によれば、連接支持部６５は、溶着部分４１からメイン管路２０の延在方向に沿って延在される範囲を含むので、連接支持部６５を成形するにあたってシンプルな形状を選択することができる。これによって、閉塞キャップ部材４０の成形の簡単化を図ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図３を参照しながら、第２の実施の形態としての閉塞キャップ部材４０Ａの配設構造について説明する。図３は図２における変形例を示す閉塞キャップ部材４０Ａの配設断面図である。なお、この第２の実施の形態としての閉塞キャップ部材４０Ａの配設構造は、上記した第１の実施の形態の閉塞キャップ部材４０の配設構造と比較して、キャップ体５１と連接支持部６５の構造が相違するものとなっている。つまり、この第２の実施の形態にあっては、閉塞キャップ部材４０以外のパイプ本体２１等の構成、および閉塞キャップ部材４０の溶着部分４１の構成については、上記した第１の実施の形態の閉塞キャップ部材４０の配設構造と同様に構成される。このため、以下では、上記した第１の実施の形態と同様に構成される個所については同一符号を付して説明を省略する。
すなわち、第２の実施の形態の閉塞キャップ部材４０Ａのキャップ体５２は、上記した第１の実施の形態の閉塞キャップ部材４０のキャップ体５１と比較して、閉塞する範囲が狭められている。具体的には、キャップ体５２が延在される範囲は、閉塞側開口部２２の開口範囲のうち、開口周縁部分２２１を除く範囲を閉塞するように形成される。なお、この開口周縁部分２２１は、閉塞側開口部２２の開口範囲内であり、この閉塞側開口部２２の周縁近くに設定される。このキャップ体５２にあっても、剛性が高くなるようにパイプ本体２１の肉厚に比して厚く設定された肉厚にて形成されている。このため、第２の実施の形態の連接支持部６６は、メイン管路２０の開口形状の開口周縁部分２２１に亘る範囲（図示符号６２の範囲）を含むように設定されている。なお、この第２の実施の形態の連接支持部６６は、溶着部分４１からすぐに、メイン管路２０の延在方向とは直交する方向に曲げられるようにして形成されている。このため、連接支持部６６は、メイン管路２０の延在方向に沿って図示前後方向に延在する長さが、殆ど無いに等しいほど短い長さに設定されている。この連接支持部６６も、キャップ体５１の肉厚に比して薄く設定された肉厚にて形成され、その剛性はキャップ体５１に設定される剛性に比して低く設定されている。
この第２の実施の形態の燃料デリバリパイプ１０によれば、連接支持部６６は、メイン管路２０の開口形状の開口周縁部分２２１に亘る範囲を含むので、キャップ体５２が受ける圧力荷重の応力を連接支持部６６を介して溶着部分４１に作用させるにあたり、メイン管路２０の開口形状の開口周縁部分２２１に亘る範囲を変形させながら作用させることができる。これによって、連接支持部６６の変形方向をキャップ体５２が受ける圧力荷重の方向と同一の方向に設定できる。したがって、連接支持部６６をより変形させ易くして、より高く圧力荷重の応力を低減させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、図４および図５を参照しながら、第３の実施の形態としての閉塞キャップ部材４０Ｂ，４０Ｃの配設構造について説明する。図４は、図２におけるキャップ体５１をリブ構造７３により剛性を高めた配設断面図である。図５は、図３におけるキャップ体５２をリブ構造７４により剛性を高めた配設断面図である。なお、この第３の実施の形態としての閉塞キャップ部材４０Ｂ，４０Ｃの配設構造のそれぞれは、上記した第１および第２の実施の形態の閉塞キャップ部材４０，４０Ａの配設構造のそれぞれの変形例である。このため、以下では、上記した第１および第２の実施の形態と同様に構成される個所については同一符号を付して説明を省略する。
第３の実施の形態の閉塞キャップ部材４０Ｂ，４０Ｃでは、上記した第１および第２の実施の形態とキャップ体５１，５２の形状について相違する。すなわち、第１および第２の実施の形態のキャップ体５１，５２については、パイプ本体２１の肉厚に比して肉厚を厚く設定して剛性を高めるようになっていた。ここで、第３の実施の形態のキャップ体５３，５４については、適宜の交差するリブ構造７３，７４が設けられることにより剛性を高めるようになっている。なお、第３の実施の形態のキャップ体５３は、第１の実施の形態のキャップ体５１の肉厚の厚さに代えて、リブ構造７３を設けることにより剛性を高めている。また、第４の実施の形態のキャップ体５４も、第２の実施の形態のキャップ体５２の肉厚の厚さに代えて、リブ構造７４を設けることにより剛性を高めている。
また、この第３の実施の形態にて説明したリブ構造７３，７４としては、次のようなバリエーションの構造を採用することができる。なお、図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面矢視とするリブ構造７３のバリエーションを示す断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面矢視とするリブ構造７４のバリエーションを示す断面図である。
上記したリブ構造７３としては、図６（ａ）に示すように放射状に延びるようにするリブ構造７３１や、図６（ｂ）に示すように中間円を設けるようにするリブ構造７３２や、図６（ｃ）に示すように格子状に設けるようにするリブ構造７３３等の、バリエーションがある。また、上記したリブ構造７４としては、図７（ａ）に示すように十字型にするリブ構造７４１や、図７（ｂ）に示すように米字形にするリブ構造７４２や、図７（ｃ）に示すように格子状に設けるようにするリブ構造７４３等の、バリエーションがある。
この第３の実施の形態のように、リブ構造７３，７４を設けることによりキャップ体５２の剛性を高めた場合であっても、上記した第１および第２の実施の形態と差のない上記した作用効果を奏することができることとなる。

なお、本発明に係る燃料デリバリパイプにあっては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、次のように適宜箇所を変更して構成するようにしてもよい。
すなわち、上記した第１の実施の形態の連接支持部６５は、溶着部分４１からメイン管路２０の延在方向に沿って延在される範囲を含むように設定されており、第２の実施の形態の連接支持部６６は、メイン管路２０の開口形状の開口周縁部分２２１に亘る範囲を含むように設定されていた。しかしながら、本発明に係る連接支持部としては、溶着部分からメイン管路の延在方向に沿って延在される範囲（図示符号６１の範囲）と、メイン管路の開口形状の開口周縁部分に亘る範囲（図示符号６２の範囲）との、両者の範囲を含むように設定してもよい。つまり、本発明に係る連接支持部としては、上記した第１の実施の形態にて設定した連接支持部６５と、上記した第２の実施の形態にて設定した連接支持部６６との、両者の連接支持部６５，６６が含まれる設定されるものであってもよい。
また、上記した実施の形態にあっては、溶着用フランジ部２３の溶着部２４と、閉塞キャップ部材４０の溶着部４４とは、熱せられて溶着するものとなっていた。しかしながら、本発明に係る溶着としては、このような熱溶着に限定されることなく、適宜の溶着手法を用いて溶着させることができる。すなわち、溶着部２４，４４を溶着させる溶着手法としては、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、スピン溶着、レーザ溶着、等を選択することも可能であり、また、このほかの溶着手法を選択することも可能である。
また、上記した実施の形態にて説明した燃料デリバリパイプ１０は、４気筒の内燃機関に対応する構造であった。しかしながら、本発明に係る燃料デリバリパイプは、これに限定されることなく、複数の気筒の内燃機関に対応して構成することができる。

１０燃料デリバリパイプ
１９取付け支持孔
２０メイン管路
２１パイプ本体
２２閉塞側開口部
２２１開口周縁部分
２３溶着用フランジ部
２４溶着部
２４１溶着部本体
２４２外形保持部
２４３間隙部
２８供給側開口部
３０分配管路
３１分配パイプ部
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ閉塞キャップ部材
４１溶着部分
４３溶着用フランジ部
４４溶着部
４４１溶着部本体
４４２外形保持部
４４３間隙部
５１，５２，５３，５４キャップ体
６１溶着部分からメイン管路の延在方向に沿って延在される範囲
６２メイン管路の開口形状の開口周縁部分に亘る範囲
６５，６６連接支持部
７３（７３１，７３２，７３３）リブ構造
７４（７４１，７４２，７４３）リブ構造

Claims

燃料貯留側から燃料が送られるメイン管路と該メイン管路からの燃料を各気筒に分配する複数の分配管路とを具備して、内燃機関の各気筒に燃料を分配する樹脂製の燃料デリバリパイプであって、
燃料が送られる供給側開口部とは反対側の前記メイン管路の閉塞側開口部は、該閉塞側開口部の開口形状に対して閉塞キャップ部材を溶着により取り付けられることにより該メイン管路の該開口形状を閉塞させる構成となっており、
前記閉塞キャップ部材は、前記メイン管路に溶着させる溶着部分と、前記閉塞側開口部の開口形状を閉塞するキャップ体と、前記溶着部分と前記キャップ体との間で設定される連接支持部と、を有し、
前記連接支持部の剛性は、前記キャップ体に設定される剛性に比して低く設定されていることを特徴とする燃料デリバリパイプ。
請求項１に記載の燃料デリバリパイプにおいて、
前記連接支持部は、前記溶着部分から、前記メイン管路の延在方向に沿って延在される範囲を含むことを特徴とする燃料デリバリパイプ。
請求項１または請求項２に記載の燃料デリバリパイプにおいて、
前記連接支持部は、前記メイン管路の前記開口形状の開口周縁部分に亘る範囲を含むことを特徴とする燃料デリバリパイプ。