JP3748892B2 - 電気的な配線が組み込まれた、プラスチックから成る燃料レール - Google Patents
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Description
本発明は、1995年3月出願の米国特許出願一連番号第08/398,196号(発明の名称:燃料レールに対するテンションおよび電気的な接続を有するコネクタ噴射器(Connector Injector with Tension and Electrical Connection to a Fuel Rail」)に関するものである。
発明の分野
本発明は、主として、エンジンのための燃料噴射系に関する。特に本発明は、外部コネクタを燃料噴射器の境界面(interface)に電気的に接続するための電気的なストリップを有する燃料レール(fuel rail)に関する。燃料噴射器境界面は、燃料レールに燃料噴射器を機械的および電気的に結合するように形成されている。
発明の背景
燃料系はしばしば金属から成る燃料レールに結合された1つまたは複数の噴射器を有している。燃料噴射器は燃料流入部で燃料レールから燃料を受容し、電気的な信号に応答してエンジンによって使用するために、この燃料を燃料流出部から供給する。燃料噴射器は、一般的に電気的な信号を受けるための外部の電気的な雄コネクタを有している。この電気的な信号は、電気的な点火制御系、または他の電気的な制御系によって形成され、外部の導体(すなわち制御配線つまり制御ワイヤリング)を横切って外部の雌コネクタに供給される。この雌コネクタは燃料噴射器の外部の雄コネクタに結合することができる。
一般的に、燃料噴射器は物理的に(つまり機械的に)金属クリップによって燃料レールに結合される。金属クリップは機械的に燃料噴射器の燃料流入部を燃料レールの噴射器カップに対して固定し、燃料が加圧されるときに燃料噴射器が噴射器カップ内に保持されるのを保証する。燃料噴射器は一般的に、外部コネクタと、機械的な境界面とは別個の導体とを介して電気的な点火制御系に電気的に接続されている。制御配線(つまり電気的な外部導体)は一般的に、制御配線がエンジン操作を妨げるのを防止し、かつ電気的な接続の完全な状態を保証するために、燃料レールまたは他のエンジン構成部材における特別な位置に対して固定されるかまたはハーネス結線(harness)されなければならない。
従来、燃料噴射系は、制御配線に燃料噴射器を電気的に接続するための、電気的な外部導体と電気的な外部コネクタとを有する電気的な接続系を要求してきた。このような系は、電気的なコネクタと燃料レールとが別個の組立段階において燃料噴射器に結合されなければならないので不都合である。外部のコネクタと導体とを使用する電気的な接続系は、安定した電気的な接続を提供するために、しばしば付加的な緊締具と嵩高な電気的なコネクタとを要求する。さらに、外部のコネクタと導体とは概して高価である。
したがって、燃料噴射器が機械的に噴射器カップに係合させられると同時に、電気的な点火制御系にも電気的に接続されることを可能にするような、燃料噴射系のための一体的に組み込まれた配線系が必要とされる。さらに、燃料噴射器に結合される外部の電気的なコネクタと導体とに対する必要性を取り除く、燃料レールに組み込まれた導電性のストリップが必要とされる。
発明の概要
本発明は、燃料噴射器を有する燃料供給系に関する。この燃料供給系は、内面と外面とを備えた燃料レールと、燃料レールに結合された噴射器アタッチメントまたは燃料噴射器境界面と、燃料レールの外面に配置された電気的なコネクタと、コネクタフィンガを有する電気的なコネクタストリップとを有している。噴射器アタッチメントは機械的に燃料噴射器を受容している。電気的なコネクタストリップは燃料レールの内面に隣接しており、前記電気的なコネクタに電気的に接続されている。コネクタフィンガは、燃料噴射器に電気的に接続するために燃料噴射アタッチメント内に配置されている。
さらに、本発明はエンジンにおいて使用するための燃料噴射器系に関する。この燃料噴射器系は制御信号に応答してエンジンに燃料を供給するための燃料噴射器手段と、燃料を供給するための燃料レール手段と、機械的に燃料噴射器を受容し、燃料を燃料レールから燃料噴射器に供給するための噴射器アタッチメント手段と、制御信号を受けるための入力手段と、燃料噴射器手段の電気的な内部コネクタに入力手段を電気的に接続するための電気的なストリップ手段とを有している。電気的なストリップ手段は入力手段に結合されており、少なくとも部分的に燃料噴射器手段内に配置されている。電気的なストリップ手段は入力手段から燃料噴射器手段に制御信号を供給するようになっており、少なくとも部分的に燃料レール手段内に配置されている。
さらに本発明は、電気的なストリップが一体的に組み込まれた燃料レールを製造する方法に関する。燃料レールは、燃料噴射器と、燃料噴射器境界面と、燃料レールに配置された電気的な外部コネクタと、コネクタフィンガを有する、初めはほぼ扁平な電気的なストリップとを有する燃料噴射系において使用するためのものである。燃料噴射器境界面は、燃料噴射器に結合されるように適合されている。この方法は、燃料レール内に電気的なストリップを挿入する段階と、電気的な外部コネクタに電気的なストリップを電気的に接続する段階と、燃料噴射器境界面内部に位置するようにコネクタフィンガを配置する段階とを有している。燃料噴射器は電気的なストリップを介して外部コネクタに電気的に接続される。
本発明の1構成においては、プラスチックから成る燃料レールは、噴射器カップに機械的に結合された燃料噴射器と、燃料レールに設けられた電気的な外部コネクタとを接続するための、一体的に組み込まれた電気的なストリップを有している。電気的なストリップは有利には、上面および底面に少なくとも1つの導線を有する、ほぼ扁平な非導電性のプラスチック部材から成っている。電気的なストリップは概してフレキシブルなので、燃料レール内に簡単に組み込むことができる。
本発明の別の構成においては、電気的なストリップに設けられたコネクタフィンガは、燃料噴射器に設けられたクリップ状の電気的な内部コネクタを受容するために、噴射器カップ内に配置されている。クリップ状の電気的なコネクタはコネクタフィンガを摘む。燃料噴射器は、燃料噴射器境界面で半径方向のフランジとスナップとが係合することにより、燃料レールに対して機械的に保持される。
本発明は有利には、プラスチックから成る燃料レール内に組み込まれる。燃料レールはエンジン制御配線、つまり、電気的な外部コネクタと個々の燃料噴射器との間の電気的な接続部を有するマニホルド内に位置していてよい。燃料噴射器は、上方に向けられた唯1回の機械的な動作によって、燃料レールに機械的に結合され、電気的な噴射制御系に電気的に接続されてよい。
【図面の簡単な説明】
以下に本発明を図面を参照しながら説明する。なお同じ符号は同じ部材を示す。
第1図は、本発明の1実施例に基づき、燃料噴射器に機械的かつ電気的に係合した燃料レールを有する燃料供給系を概略的に示す側方断面図である。
第2図は、燃料噴射器境界面と電気的な外部コネクタとを有する、第1図に示された燃料レールを上方から見た概略図である。
第3図は、第2図を3−3線で断面した燃料レールの横断面図である。
第4図は、本発明の1実施例に基づいた第2図の燃料レール内で使用するための電気的なストリップを上方から見た状態で示す概略図である。
有利な実施例の詳細な説明
第1図の概略的な横断面図に示されているように、エンジンは、燃料供給系10を収納するマニホルド8を有している。この燃料供給系10は主として燃料レール12と燃料噴射器14とを有している。燃料レール12はプラスチックから製造されてよく、電気的なストリップ20を有している。このストリップは、組み込まれたワイヤリング(配線)として使用される。この配線は、燃料噴射器14のクリップ状の電気的なコネクタ22に接続されている。電気的なストリップ20は外部コネクタ26(第2図)に接続されている。このコネクタは電気的な点火制御系(図示せず)に接続されている。
燃料レール12は有利には、燃料供給系10の全体的な取り付けを単純化するために、マニホルド8の成形時にマニホルドに埋め込まれる。燃料レール12は、完全にマニホルド8内に埋め込まれていてよい。この場合、燃料導管アタッチメントに接続するための燃料流入部35および電気的な外部コネクタ26のような外部の境界面つまりインタフェイスが要求されるだけである。外部コネクタ26および燃料流入部35は、マニホルド8に対してシールされていると有利である。マニホルド8内の燃料供給系10のこのような位置決めは、主として、燃料通路の周りの二重壁をもたらす。これにより、各壁を薄くすることができる。燃料レール12はプラスチックのような適宜の材料から成っていると有利である。
電気的なストリップ20は、台形の端子24を有するコネクタフィンガ30を有している(第4図参照)。電気的なストリップ20は、電気的な外部コネクタ26(第2図)とコネクタフィンガ30とに結合されている。コネクタフィンガ30は噴射器カップ31内に配置されている。この噴射器カップは噴射器アタッチメント56内に配置されている(第2図)。燃料レール12は燃料噴射器14を噴射器カップ31で機械的に受容している。燃料レール12は別の燃料源(図示せず)の燃料導管から燃料流入部35で燃料を受容し、この燃料を噴射器カップ31で燃料噴射器14に供給する。
燃料噴射器14は有利にはマニホルド8の空気流41内に突入しており、燃料レール12の噴射器カップ31から燃料を受容する燃料流入部29を有している。燃料噴射器14は燃料流入部29から、コネクタ22で受信された1つまたは複数の電気的な信号に応答して、マニホルド8によって使用するためのノズルまたは燃料流出部32に、燃料を供給する。燃料噴射器14は燃料流入部29で噴射器アタッチメント56にスライド可能に取り付けられている。これにより、燃料レール12に対する噴射器14の挿入、取り外し、交換が可能になる。
さらに燃料噴射器14は半径方向のフランジ38を有している。このフランジは機械的に、噴射器アタッチメント56のスナップ境界面21に挿入してこれに係合させるように形成されている。スナップ境界面21は燃料噴射器14を燃料レール12に対してロックし、噴射器カップ31に対してシールされた機械的な結合を保証する。噴射器カップ31は、燃料が噴射器14と燃料レール12との境界面で漏れるのを防止するためのOリング37を有していると有利である。
燃料供給系10は、燃料噴射器14と係合した燃料レール12によって形成されている。このような実施例によれば、燃料噴射器14は機械的に、半径方向のフランジ38とスナップ境界面21とを結合する、上方に向けられた物理的な動作により、燃料レール12に結合される。スナップ境界面21および半径方向のフランジ38は、燃料レール12内の加圧された燃料に基づき下方に作用する力に抵抗する。マニホルド8は、適当な誤差を維持するためにロストコア成形法で製造されて、マニホルド8がスナップ境界面21をシールすることができるようになっていると有利である。選択的に、別個のスリーブ(図示せず)がスナップ境界面21をカバーするために使用されてもよい。
電気的なコネクタ22は、燃料レール12に燃料噴射器14を機械的に結合するのと同じ動作によって同時に、電気的なストリップ20のコネクタフィンガ30に結合または接続される。コネクタフィンガ30がコネクタ22に係合(つまり接続)されると、燃料噴射器14は電気的な点火制御系(図示せず)から外部コネクタ26と電気的なストリップ20とを介して1つまたは複数の電気的な信号を受ける。コネクタ22は有利には、コネクタフィンガ30の台形の端子24に沿って上方に向かってスライドする。コネクタ22は有利には、コネクタフィンガ30を圧縮する、コネクタ22のクリップ状の構造に基づく機械的な力によってその位置に保持される。したがって、燃料レール12および燃料噴射器14の位置決めによって、燃料レール12は、スナップ境界面21が半径方向のフランジ38に係合すると同時に、電気的かつ機械的に燃料噴射器14に係合することが可能になるので有利である。
第2図に示したように、燃料レール12は有利には、プラスチック成形された個別のレベル部分50,52から形成されている。これらのレール部分50,52は有利には、Oリングシール部材(図示せず)を有する結合部53で結合されている。さらに燃料レール12は外部コネクタ26を有している。この外部コネクタ26は、電気的なストリップ20を介して各噴射器アタッチメント56に一体的に電気的に接続されている。
各噴射器または噴射器アタッチメント56はその固有の噴射器カップ31を有している(第1図)。外部コネクタ26は有利には、燃料レール12の外面62に一体的に形成されたコネクタである。このコネクタは、電気的な点火制御系(図示せず)に結合された雄コネクタに接続するために形成されている。外部コネクタ26は、雄コネクタ(図示せず)にアクセスするために燃料レール12の外面62に位置している。
有利には、外部コネクタ26は5つのピン81(すなわち燃料噴射器14の数よりも1つ多い数のピン)を有している。さらに、燃料レール12は燃料流入部35に結合されている。この燃料流入部35は、エンジンの燃料導管(図示せず)を受容するために形成されている。
第3図に示した燃料レール12の横断面図において、燃料レール12は外部コネクタ26と電気的なストリップ20とを有している。電気的なストリップ20は燃料レール12内に、内面68に隣接して配置されているので、燃料レール12内の燃料流はさほど大きな影響を受けることはない。ストリップ20は、ピン81のヘッド92が開口90を貫通することによって燃料レール12に固定されている。ワッシャ98とOリングシール部材95とを貫通して配置されたピン81はヘッド92を介してストリップ20に電気的に接続されている。選択的に、ピン81はストリップ20にろう接されてよい。開口90は有利には、燃料レール12の開口99と整合している。
第4図にストリップ20を上方から見た状態で示したように、このストリップは、ほぼ方形の、初めは扁平なプラスチック部材である。このプラスチック部材は、上面102に導体パターンを有している。この導体パターンは導線104,106,108,110を有している。これらの導線はそれぞれ別個に、コネクタフィンガ30の1つから開口90の1つに延びている。さらにストリップ20は背面(図示せず)に導線を有している。この導線は開口90の中央の孔から各コネクタフィンガ30に延びている。導線104,106,108,110は燃料供給系10内の各燃料噴射器14のための個々の制御信号を供給する。各導線は、開口90のうちの1つにおいて各ピン81にヘッド92を介して結合されている。
電気的なストリップ20の背面に設けられた導線も開口90のうちの中央の開口に結合されており、各コネクタフィンガ30に基準信号を供給する。クリップ状のコネクタ22は導線104,106,108,110と、ストリップ20の背面の導線とに、ストリップ20と燃料噴射器14との間に確実な電気的な接続をもたらすために係合している。台形の端子24は、コネクタフィンガ30に係合してコネクタフィンガ30が噴射器カップ31から押し出されるのを防止するために、クリップ状のコネクタ22のための大きな面積の領域を提供する。
電気的なストリップ20が組み込まれた燃料レール12の製造について、第1図〜第4図を参照して、以下のように説明する。燃料レール12はレール部分50,52に分割される。電気的なストリップ20は巻かれてつまり丸められてレール部分50内に挿入され、ストリップ20の開口90が、電気的なコネクタ26のすぐ近くで、燃料レール12に同様に形成された開口92に整合するように操作される。ピン81が各開口90,99を通してリベット結合される。ストリップは燃料レール12の内面68に対して、ピン81のヘッド92とワッシャ93とによって保持される。選択的にピン81はストリップ20に対してろう接されてもよい。
電気的なストリップ20がレール部分50内に挿入されたあと、ストリップ20は、コネクタフィンガ30が噴射器アタッチメント56の噴射器カップ31内に延びるように、巻きを伸ばされて操作される。次いで、ストリップ20は巻かれて、レール部分52内に挿入される。電気的なストリップは次いで、コネクタフィンガ30がレール部分52の噴射器アタッチメント56の噴射器カップ31内に延びるように、巻きを伸ばされて操作される。両レール部分50,52は結合点53で結合され、燃料が燃料流入部35から、両レール部分50,52の噴射器カップ31および噴射器アタッチメント56への燃料流として、漏れることがないようにシールされる。台形の端子24は、コネクタフィンガ30が巻きを伸ばされて噴射器カップ31内に突入すると、このコネクタフィンガ30が噴射器カップ31の内方に押し戻されるのを防止する。
別の噴射器14、燃料レール12およびストリップ20が特別な使用要件に応じて、燃料供給系10において使用されてもよい。例えば、8気筒型エンジンのための燃料レール12は8つの別個の燃料噴射器14と8つの別個の噴射器カップ31とを有していてよい。選択的に燃料ストリップ20は燃料レール12における使用に適した種々の材料から製造されてよい。さらに、燃料レール12および燃料噴射器14は、燃料供給系10において安定した接続機構または結合機構を提供するための取付け具、切欠き、キー、キー溝、または通路を有していてよい。
以上のような詳細な説明および図面は本発明の特別な実施例を示しているのであって、これが一例を示したものにすぎないことは勿論である。本発明はここに述べた詳細および条件に限定されるものではない。例えばクリップ状の電気的なコネクタ22が燃料噴射器14上に形成され、電気的な雌コネクタが燃料レール12に形成され、燃料噴射器14と燃料レール12との間の別の形式の電気的な境界面が使用されてもよい。さらに、燃料レール12とストリップ20とがプラスチックから成っていると有利ではあるが、燃料供給系10内で使用するのに他の材料が適していることもある。以下の請求の範囲によって規定された本発明の思想を逸脱せずに、開示された詳細に多様な変更を加えることができる。
Claims (15)
- 複数の燃料噴射器(14)で使用するための燃料供給系であって、
(イ) 内面(68)と外面(62)とを備えた燃料レール(12)が設けられており、
(ロ) 燃料レール(12)の外面(62)に配置された電気的なコネクタ(26,90)が設けられており、
(ハ) 燃料レール(12)の内面(68)に、電気的なコネクタストリップ(20)が配置されており、該コネクタストリップが、前記電気的なコネクタ(26,90)に接続されていて、電気的なコネクタ(26,90)から前記電気的なコネクタストリップ(20)を介して供給される、燃料噴射器(14)を作動させるための電気的な信号を伝達するために配置されている形式のものにおいて、
燃料供給系が複数の噴射器アタッチメント(56)を有しており、該噴射器アタッチメントが、前記燃料レール(12)に一体的に形成されており、前記コネクタストリップ(20)が複数のコネクタフィンガ(30)を備えており、該コネクタフィンガ(30)が前記噴射器アタッチメント(56)内に配置されて、操作中には前記噴射器アタッチメント(56)が前記燃料噴射器と機械的に相互に係合するために用いられる一方、前記コネクタフィンガ(30)は前記電気的な信号を前記燃料噴射器(14)に伝達するために用いられることを特徴とする、複数の燃料噴射器で使用するための燃料供給系。 - コネクタストリップ(20)が、導電性の表面を有するほぼ扁平な非導電性のストリップから成っている、請求項1記載の燃料供給系。
- 前記コネクタストリップ(20)が第1の側と、第2の側と、第1の側に配置された第1の導線と、第2の側に配置された第2の導線とを有している、請求項1または2記載の燃料供給系。
- 前記第2の導線(104,106,108,110)が各燃料噴射器(14)に電気的に接続されている、請求項3記載の燃料供給系。
- 前記第2の導線(104,106,108,110)が複数の別個の制御線路(104,106,108,110)を有しており、該複数の別個の制御線路のそれぞれが前記燃料噴射器(14)の1つに接続されている、請求項4記載の燃料供給系。
- 前記電気的なコネクタストリップ(20)がほぼ扁平であり、フレキシブルな材料から製造されていて、これにより前記電気的なコネクタストリップ(20)を、前記燃料レール(12)の内面(68)に適合するように変形可能に曲げることができる、請求項1から5までのいずれか1項記載の燃料供給系。
- 前記燃料レール(12)が、該燃料レール(12)内への電気的なコネクタストリップ(20)の組み込みを容易にする、互いに結合可能な2つの部分から成っている、請求項1から6までのいずれか1項記載の燃料供給系。
- 燃料噴射器(14)が噴射器の内部コネクタ(22)を有しており、該内部コネクタが、前記コネクタフィンガ(30)に電気的に接続されるために配置されており、前記内部コネクタが、クリップ(22)として形成された複数の導電性の端子から成っている、請求項1から7までのいずれか1項の燃料供給系。
- 各噴射器アタッチメント手段が保持スナップ(21)を有しており、各前記燃料噴射器(14)が頂部フランジ(38)を有しており、前記燃料噴射器(14)が前記噴射器アタッチメント(56)に、前記頂部フランジ(38)と前記保持スナップ(21)との係合を介して機械的に結合されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の燃料噴射系。
- 電気的なコネクタストリップが、Oリング(37)を通して配置されたリベットを介して、前記電気的なコネクタ(26,90)に結合されており、このOリング(37)が燃料レール(12)の内面(68)と外面(62)との間に配置されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の燃料供給系。
- 前記燃料レール(12)がエンジン制御配線を有するマニホルド(8)内に配置されており、前記電気的なコネクタ(26,90)が前記マニホルド(8)から突出するように配置されている、請求項1から10までのいずれか1項記載の燃料供給系。
- 複数の燃料噴射器(14)と、燃料レール(12)に結合された複数の噴射器アタッチメント(56)と、燃料レール(12)に配置された電気的な外部コネクタ(26,90)と、コネクタフィンガ(30)を有する、初めはほぼ扁平な電気的なストリップ(20)とが設けられていて、前記噴射器アタッチメント(56)が燃料噴射器(14)に結合されるようにかつ燃料レール(12)から燃料噴射器(14)に燃料を供給するように適合されているような燃料噴射器系において使用するための、電気的なストリップ(20)が組み込まれた燃料レール(12)を製造する方法において、
該方法が
(イ) 電気的なストリップ(20)を燃料レール(12)内部に挿入する段階と、
(ロ) この電気的なストリップを電気的な外部コネクタ(26)に電気的に接続する段階と、
(ハ) コネクタフィンガ(30)を噴射器アタッチメント(56)内に配置し、これにより燃料噴射器(14)を、電気的なストリップ(20)を介して外部コネクタ(26)に電気的に接続する段階と
から成っていることを特徴とする、燃料レールを製造する方法。 - 電気的なストリップ(20)の挿入を可能にするために燃料レール(12)を複数のレール部分で形成し、該レール部分を互いに結合して燃料レール(12)を形成する、請求項12記載の方法。
- 複数のレール部分を結合する段階において、該複数のレール部分相互間にOリングを設ける、請求項13記載の方法。
- 電気的に接続する段階において、燃料レール(12)の開口と電気的なストリップ(20)の開口とを整合させ、これらの開口を通して導電性のリベットを打ち込む、請求項12から14までのいずれか1項記載の方法。
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