JP3694228B2

JP3694228B2 - デリバリパイプ

Info

Publication number: JP3694228B2
Application number: JP2000282085A
Authority: JP
Inventors: 常光中島; 孝博岡田; 英二磯貝
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP2002089403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関において燃料を複数のインジェクタに分配するためのデリバリパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の気筒を有する内燃機関では、１本の燃料供給管から圧送されてくる燃料を、各気筒毎に個別に設けたインジェクタに分配する手段として、図６に示すようなデリバリパイプ１が用いられている。このデリバリパイプ１は、燃料供給管（図示せず）に接続される直線状の主管孔２と、この主管孔２から分岐するとともに主管孔２に沿って並列配置された孔状をなす複数のインジェクタ取付部３と、ボルト（図示せず）を貫通させるための貫通孔状をなし主管孔２に沿って並列配置された複数のヘッド取付部４とを有している。ヘッド取付部４に通したボルトをエンジンヘッド（図示せず）に螺合すると、デリバリパイプ１がエンジンヘッドに固定される。
【０００３】
かかるデリバリパイプ１では、インジェクタ取付部３の並列方向線（主管孔２と平行な線であって、複数のインジェクタ取付部３が並ぶ方向に沿った仮想線）とヘッド取付部４の並列方向線とがずれていると、インジェクタ取付部２内の圧力上昇時にヘッド取付部４を支点とするモーメントが生じる。そのため、インジェクタ取付部３の並列方向線とヘッド取付部４の並列方向線が合致、又は接近するように配置することによってモーメントを低減することが考えられている。この場合、主管孔２に対して大きくオフセット配置されているヘッド取付部４に合わせて、インジェクタ取付部３も主管孔２から大きくオフセットされるため、インジェクタ取付部３と主管孔２とを連通させるための小径の連通孔５が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の主管孔２は真円形状をなしているが、かかる形状の場合、デリバリパイプ１内に燃料供給圧力が加わったときに、主管孔２の内壁における連通孔５との連通部分に高い応力が集中して発生する、ということが強度計算により明らかになった。このように高い応力が集中することは、破壊強度や疲労強度の低下を来す原因となるため、その解決が望まれる。
特に、燃料供給圧力が５ＭＰａ程度の値であった従来型エンジンに比べて燃料供給圧力が２０ＭＰａ以上という高い値となる直噴射エンジンに用いられるデリバリパイプ１では、応力低減の対策が強く要望されている。
【０００５】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、主管孔とインジェクタ取付部とを連通孔で連通させたデリバリパイプにおいて、主管孔の内壁における連通孔との連通部分における応力の低減を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、燃料供給路に接続される主管孔と、この主管孔から分岐されるとともにこの主管孔に沿って並列配置された複数のインジェクタ取付部と、前記主管孔と前記インジェクタ取付部とを連通させる連通孔とを備えたデリバリパイプにおいて、前記主管孔の横断面形状を、長径軸と短径軸とが略直交する略楕円形とし、前記連通孔の連通方向を前記主管孔の長径軸に対して斜め方向とし、前記主管孔の内壁における前記連通孔との連通位置を、前記略楕円形における長径軸との交点間を結ぶ弧状領域のほぼ中間位置とした構成とした。
【０００７】
尚、ここで略楕円形とは、一般的な楕円形に限らず、卵形、長円形（２つの半円を２本の直線で結んだ形状）等のように、長径軸と短径軸が想定できて、その両軸が概ね直交するような形状全般を含んでいる。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
主管孔を略楕円形としたことにより、主管孔の内壁の長径方向への延び変形が抑制され、連通孔との連通部分における応力が低減される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１を参照して説明する。
【００１０】
本実施形態のデリバリパイプ１０は、アルミニウム合金の引抜き材、アルミニウム合金の押出材、またはアルミニウム合金の熱間鍛造材のいずれかからなり、全体として左右方向（紙面に対して直交する方向）に細長い単一部品である。かかるデリバリパイプ１０はエンジンヘッド２０の上面に取り付けられる。
エンジンヘッド２０の上面には、インジェクタ２５の下端部の燃料吐出ノズル２６をガタ付きなく嵌入させるための孔状をなす複数のインジェクタ固定部２１が、各インジェクタ取付部１２と対応する配置で凹成されている。同じくエンジンヘッド２０の上面から立ち上がるヘッド固定部２２には、各ヘッド取付部１３の下端の開口と整合する配置で複数の雌ネジ孔２３が形成されている。
【００１１】
尚、本実施形態において、上下方向については図１を基準とし、前後方向については、図１における右側を前側ということにする。
デリバリパイプ１０には、燃料供給路（図示せず）に接続される主管孔１１と、この主管孔１１から分岐される複数のインジェクタ取付部１２（図１には１つインジェクタ取付部１２のみをあらわす）と、デリバリパイプ１０をエンジンヘッド２０に固定するための複数のヘッド取付部１３（図１には１つヘッド取付部１３のみをあらわす）とが形成されている。このデリバリパイプ１０内には、２０ＭＰａという大きな値の燃料供給圧力が作用するようになっている。
【００１２】
主管孔１１は、デリバリパイプ１０のほぼ全長に亘って軸線１１ａ（紙面と直交する方向である）を一直線状として形成され、その横断面形状は楕円形をなしている（詳しくは、後述する）。尚、デリバリパイプ１０の左右いずれか一方の端部上面には、図示は省略するが、燃料供給管を接続するためのポートが主管孔１１に連通させて設けられている。
ヘッド取付部１３は、デリバリパイプ１０の上下両端面間を穿孔することで円形断面状に形成され、その一直線状の軸線１３ａは上下方向を向いている。ヘッド取付部１３には、ボルト１９が上から回転可能に差し込まれるようになっている。かかる複数のヘッド取付部１３は、主管孔１１よりも後方側（図１における左側）において主管孔１１の長さ方向と平行に並列して配されている。即ち、これら複数のヘッド取付部１３の軸線１３ａは主管孔１１の軸線１１ａに対して後方へオフセットしていることになる。
【００１３】
インジェクタ取付部１２は、デリバリパイプ１０の下端面側から穿孔することで円形断面状に形成され、その一直線状の軸線１２ａは上下方向（主管孔１１の軸線に対して直角の方向であって、ヘッド取付部１３の軸線１３ａと平行な方向）を向いている。かかる複数のインジェクタ取付部１２は、主管孔１１よりも後方側において主管孔１１の長さ方向と平行に並列して配されている。即ち、これら複数のインジェクタ取付部１２の軸線１２ａは主管孔１１の軸線１１ａに対して後方へオフセットした位置に配置されている。尚、インジェクタ取付部１２の主管孔１１からのオフセット寸法と、ヘッド取付部１３の主管孔１１からのオフセット寸法とは、互いに同じ寸法となっている。
【００１４】
このインジェクタ取付部１２の主管孔１１からのオフセット量は、主管孔１１の前後方向の径寸法（短径寸法）とインジェクタ取付部１２の半径寸法とを加えた寸法よりも大きな寸法に設定されている。したがって、主管孔１１の内部空間とインジェクタ取付部１２の内部空間とが直接重なることはない。
【００１５】
そこで、本実施形態では、後述するように主管孔１１とインジェクタ取付部１２を連通させるための手段として、連通孔１８が設けられている。即ち、主管孔１１と複数のインジェクタ取付部１２との間には、その双方間に介在する隔壁１７を貫通する形態で連通孔１８が形成され、この連通孔１８によって各インジェクタ取付部１２毎に個別に主管孔１１と連通され、主管孔１１内に供給された燃料が連通孔１８を介して各インジェクタ取付部１２内に分配されるようになっている。
【００１６】
連通孔１８は、この連通孔１８とほぼ同じ外径寸法の細長い穿孔用加工具（図示せず）により、インジェクタ取付部１２側から主管孔１１側へ向けて斜め上方に穿孔することで円形断面状に形成されている。この連通孔１８の穿孔方向（軸線方向）、内径寸法及び穿孔位置については、デリバリパイプ１０の外部下方からインジェクタ取付部１２の開口部１４を通して主管孔１１内を見通せる形態とされている。また、連通孔１８の内径は、主管孔１１及びインジェクタ取付部１２のいずれの内径と比べても十分に細い径とされており、かかる連通孔１８はオリフィス状となっている。
【００１７】
デリバリパイプ１０をエンジンヘッド２０に取り付ける際には、まずインジェクタ２５をインジェクタ固定部２１に嵌入しておき、その状態で、インジェクタ取付部１２とヘッド取付部１３を夫々インジェクタ固定部２１と雌ネジ孔２３に位置決めするようにデリバリパイプ１０を上からエンジンヘッド２０に接近させ、この際に、インジェクタ２５の上端部をインジェクタ取付部１２内に嵌入させる。次に、各ヘッド取付部１３にボルト１９を差し込んで雌ネジ孔２３に螺合すると、デリバリパイプ１０がエンジンヘッド２０に固定される。固定した状態では、インジェクタ取付部１２内の内周面とインジェクタの外周面との間はシールリング２４によってシールされ、燃料の漏出防止が図られる。
【００１８】
次に、主管孔１１の断面形状、連通孔１８の形態、及び主管孔１１と連通孔１８との連通形態等について説明する。主管孔１１の長さ方向と直交する横断面の形状は楕円形とされており、その長径軸１１Ｌを上下方向（インジェクタ取付部１２の軸線１２ａと平行な方向）に向けるとともに、短径軸１１Ｓを前後方向（長径軸１１Ｌに対して直交する方向）に向けている。また、連通孔１８の穿孔方向基端は、インジェクタ取付部１２の上端（穿孔方向奥端）の円錐面１２ｂ上にほぼ円形に開口されている。さらに、連通孔１８の穿孔方向先端は、主管孔１１の楕円形の内壁面のうちほぼ中央高さの後側面上に楕円形に開口されている。換言すると、この主管孔１１の内壁における連通孔１８の開口位置は、略楕円形における長径軸１１Ｌとの交点１１Ｐ，１１Ｐ間を結ぶ弧状領域１１Ｋのほぼ中間位置となっている。
【００１９】
さて、主管孔が真円形状をなしている従来のデリバリパイプに内圧を加えた場合には、その主管孔の内壁における連通孔との連通部分に高い応力が集中して発生するのであるが、本実施形態においては、主管孔１１を楕円形としたので、主管孔１１の内壁の長径方向への延び変形が抑制され、しかも、主管孔１１の内壁における連通孔１８の開口位置が、主管孔１１の高さ方向におけるほぼ中間位置（即ち、楕円形における長径軸１１Ｌとの交点１１Ｐ，１１Ｐ間を結ぶ弧状領域１１Ｋのほぼ中間位置であって、内圧作用時の延びが最も小さい位置）に設定されているから、主管孔１１の内壁と連通孔１８との連通部分における応力は、主管孔の断面形状が円形である従来のものに比べて低減されている。
【００２０】
［参考例］
次に、本発明の参考例２を図２を参照して説明する。
本参考例のデリバリパイプ３０は、上記実施形態１において主管孔３１の姿勢を傾けた構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本参考例の主管孔３１は、実施形態１と同じく楕円形断面とされているが、その長径軸３１Ｌを斜め方向であって連通孔１８の軸線１８ａと直交する方向とされているとともに、短径軸３１Ｓを連通孔１８の軸線１８ａと合致する方向とされている。また、連通孔１８の穿孔方向先端は、主管孔３１の楕円形の内壁面のうち、その略楕円形における長径軸３１Ｌとの交点３１Ｐ，３１Ｐ間を結ぶ弧状領域３１Ｋのほぼ中間位置で略円形に開口している。
【００２１】
［実施形態２］
次に、本発明を具体化した実施形態２を図３を参照して説明する。
本実施形態２のデリバリパイプ３２は、上記実施形態１において主管孔３３の姿勢をその軸線３３ａを中心として９０°傾けた構成としたものである。即ち、主管孔３３は、実施形態１と同じく楕円形断面とされているが、その長径軸３３Ｌを前後方向に向けているとともに、短径軸３３Ｓを上下方向（インジェクタ取付部１２の軸線１２ａと平行であって、長径軸３３Ｌに対して直交する方向）に向けている。また、連通孔１８の穿孔方向先端は、主管孔３３の内壁のうち、略楕円形における長径軸３３Ｌとの交点３３Ｐ，３３Ｐ間を結ぶ弧状領域３３Ｋのほぼ中間位置で略楕円形に開口している。
【００２２】
［実施形態３］
次に、本発明を具体化した実施形態３を図４を参照して説明する。
本実施形態３のデリバリパイプ３４は、主管孔３５の断面形状を卵形としたものである。即ち、主管孔３５の断面形状における略上半部分は半円形をなし、略下半部分は楕円の一部を構成する曲線となっている。この卵形の断面形状は、上下方向の長径軸３５Ｌに関して対称な形状である。また、短径軸３５Ｓは、長径軸３５Ｌと直交する方向の内径のうち最大となる位置を通る軸として設定され、この短径軸３５Ｓは、長径軸３５Ｌに対して直交方向となっている。また、連通孔１８の穿孔方向先端は、主管孔３５の内壁のうち、卵形における長径軸３５Ｌとの交点３５Ｐ，３５Ｐ間を結ぶ弧状領域３５Ｋのほぼ中間位置で略楕円形に開口している。
【００２３】
［実施形態４］
次に、本発明を具体化した実施形態４を図５を参照して説明する。
本実施形態４のデリバリパイプ３６は、主管孔３７の断面形状を長円形、即ち、上端部と下端部を半円形とするとともに双方の半円形同士を上下方向の直線で結んだ形状としたものである。この長円形の断面形状は、上下方向の長径軸３７Ｌに関して対称な形状であると同時に、前後方向の短径軸３７Ｓに関しても対称な形状である。また、連通孔１８の穿孔方向先端は、主管孔３７の内壁のうち、長円形における長径軸３７Ｌとの交点３７Ｐ，３７Ｐ間を結ぶ直線領域３７Ｋのほぼ中間位置で略楕円形に開口している。
【００２４】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記参考例では短径軸が連通孔の軸線と合致する姿勢に主管孔を傾けたが、本発明によれば、短径軸が連通孔の軸線に対して斜めになる姿勢に主管孔を傾けてもよい。
【００２５】
（２）上記実施形態３では主管孔を下向きに尖った卵形断面としたが、本発明によれば、上向きに尖った卵形断面としてもよい。
（３）上記実施形態３及び４では主管孔の断面形状が長径軸を上下方向に向けた形状とされているが、本発明によれば、長径軸を水平方向に向けた形態としてもよく、長径軸を斜めに向けた形態としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の断面図
【図２】参考例の断面図
【図３】実施形態２の断面図
【図４】実施形態３の断面図
【図５】実施形態４の断面図
【図６】従来例の断面図

Claims

燃料供給路に接続される主管孔と、
この主管孔から分岐されるとともにこの主管孔に沿って並列配置された複数のインジェクタ取付部と、
前記主管孔と前記インジェクタ取付部とを連通させる連通孔とを備えたデリバリパイプにおいて、
前記主管孔の横断面形状を、長径軸と短径軸とが略直交する略楕円形とし、
前記連通孔の連通方向を前記主管孔の長径軸に対して斜め方向とし、
前記主管孔の内壁における前記連通孔との連通位置を、前記略楕円形における長径軸との交点間を結ぶ弧状領域のほぼ中間位置としたことを特徴とするデリバリパイプ。