JP3964691B2

JP3964691B2 - フユーエルデリバリパイプ

Info

Publication number: JP3964691B2
Application number: JP2002039029A
Authority: JP
Inventors: 正佳臼井; 由之芹澤
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003239824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子燃料噴射式自動車用エンジンの燃料加圧ポンプから送給された燃料をエンジンの各吸気通路あるいは気筒内に直接噴射する燃料インジェクタ（噴射ノズル）を介して供給するためのフユーエルデリバリパイプの改良に関し、特に燃料が通過していく流路の断面構造と外部構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
フユーエルデリバリパイプは、ガソリンエンジンの電子燃料噴射システムに広く使用されており、燃料通路を有する連通管から複数個の円筒状ソケットを介して燃料インジェクタに燃料を送った後、燃料タンク側へと戻るための戻り通路を有するタイプと、戻り通路を持たないタイプ（リターンレス）とがある。最近は高温の戻り燃料による蒸散ガス低減対策やコストダウンのため戻り通路を持たないタイプが増加してきたが、それに伴い、インジェクタから噴射させるために弁を開閉させるスプールの往復運動に起因する反射波（衝撃波）や脈動圧による燃料噴射脈動によって、フユーエルデリバリパイプや関連部品が振動し耳ざわりな異音を発するという問題が発生していた。加えて、インジェクタのスプールの着座に伴う衝撃による異音も発生していた。
燃料を直接燃焼室内に噴射するいわゆる直噴型のエンジンでは、高圧のサプライポンプが設けられるため、その大きな脈動を吸収するためにパルセーションダンパが設けられており、通常の燃料噴射型（ＭＰＩ）エンジンの場合においても一部で採用されているが、スペースの制約とコスト高から採用するのは容易でない。
【０００３】
そこで本発明者等は、特開２０００−３２９０３１号「フユーエルデリバリパイプ」に記載したように、連通管の壁面の一部を可撓性のアブゾーブ面にして振動を吸収させる方法として、連通管の断面を偏平形状にすることを提案した。しかしながら、連通管全体を偏平形状にすると、エンジンの周囲にある配管部品等に干渉したり接触したりするおそれがあり、さらに工具を挿入したり回転させたりするスペースが確保できないため、充分な偏平形状を採用しにくいという傾向があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、燃料インジェクタの開閉に伴って発生する衝撃波や脈動圧を低減させるために充分な偏平形状を採用しながら、他部品との干渉を防止し、工具のスペースを確保することを可能にする新規なフユーエルデリバリパイプの構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、燃料の安定供給を可能とするため、フユーエルデリバリパイプに一定量の燃料を保持できるリザーバ部分を保有させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を達成するため、本発明によるフユーエルデリバリパイプは、燃料流路を内部に有する複数のミニケースと、これら複数のミニケースを相互に接続する該ミニケースとは別体の金属製又は樹脂製の細長い連結管と、前記ミニケースの少なくとも１つの端部又は側部に固定された燃料導入管と、前記各ミニケースに少なくとも１個ずつ備えられ一部が前記燃料流路に連通しかつ開放端部が燃料噴射ノズル先端を受け入れる複数のソケットとを備え、これらが相互に連結されて固定されている。
さらに、各ミニケースの断面が略偏平形状に形成され、かつ各ミニケースの外壁部が少なくとも１つの平坦状又は円弧状で可撓性のアブゾーブ面を包含しており、ソケットに流入する燃料の脈動圧と衝撃波を、燃料が通過していく流路の断面積変化とアブゾーブ面の撓みとで低減させるようになっている。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、フユーエルデリバリパイプの本体部分が複数のミニケースと連結管とで構成されることになり、ミニケース相互間に、固定用ブラケットの取付用ボルトやナットの挿入スペース及び、工具や配線などを挿入するスペースが確保されることになり、充分な偏平形状を採用することが可能になる。この構造では、燃料は細長い管路と平坦なケース内部を交互に通過していくから、流路の断面積が次々と変化することになる。これにより、ソケットに流入する燃料の脈動圧と衝撃波を、燃料が通過していく流路の断面積変化とアブゾーブ面の撓みとで低減させることができる。
また、ミニケースの部分が一定量の燃料を常に保持するリザーバとして作用することになるから、燃料の安定供給が可能になるという利点が得られる。
【０００７】
アブゾーブ面による脈動吸収の理論的な根拠としては、燃料インジェクタの開閉時に発生する衝撃波が、ソケットの燃料流入口へと流入あるいは瞬間的な逆流によって流出する際に、可撓性のアブゾーブ面の撓みによって衝撃や脈動が吸収されることと、バネ定数の比較的小さい薄肉の部材が撓んで変形することにより容積が変化し燃料の圧力変動を吸収するものと理解される。
【０００８】
本発明における各ミニケースは、連結管とは別体の直方体、又は円形あるいは楕円形のドラム状に形成し、連結管と相互に連結して固定することができる。フユーエルデリバリパイプを内燃機関に取り付けるための穴付ブラケットは従来フユーエルデリバリパイプの側部に突出して設けられていたが、本発明の構造ではミニケースの間に配置することが可能になるから、従来の突起物を削除してフユーエルデリバリパイプ全体をコンパクトに構成することができ、他部品との干渉をより一層回避できるようになる。各ミニケースに穴付ブラケットを装備すれば、内燃機関の振動に対する強度が高められた構造となる。
【０００９】
各ミニケースはそれぞれ１個のソケットを有するのが好ましいが、２個のソケットを有するミニケースと１個のソケットを有するミニケースとを組み合わせたり、２個のソケットを有するミニケースを複数連結することも可能である。
各ミニケースに形成されたソケット用の穴位置や連結管の接続位置は各ミニケースの中心位置からそれぞれ所望の方向にオフセットさせて位置決めすることができ、このようにオフセットさせることにより、流路の流れ方向が左右に変化して振動吸収・衝撃吸収効果が高められる。
【００１０】
ソケットは従来のようにミニケースの底面に突出させて固定することもできるが、ミニケースの底面に凹所を一体に形成し、この凹所でソケットを提供させることもできる。このようにソケットをミニケースに一体形成すれば、部品点数が減少し加工工程が簡略化されると共に、高さが低くなり他部品との干渉をより一層回避できるという利点がある。
隣接するミニケースは同一軸線上に整列させて配置することもできるし、周囲の部品との干渉をさけるためにミニケースのオフセットの向きやアブゾーブ面の傾斜角度が相互に異なるように位置決めすることもできる。さらに、隣接するミニケースの形状や大きさを変化させることもできる。
【００１１】
本発明において、ミニケースの外形やアブゾーブ面の板厚・縦横の比率・ソケットの燃料流入口と対向する面との隙間などは、特にエンジンのアイドリング時において振動や脈動が最も小さい値になるように実験や解析によって定めることができる。
本発明は基本的に燃料流路の断面構造と外部構造に係るものであるから、ブラケットの取り付け寸法を維持することにより、従来のフユーエルデリバリパイプに対して互換性を維持することができる。本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照した以下の記載により明らかとなろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の態様によるフユーエルデリバリパイプ１０を表しており、図１Ａは全体の斜視図、図１Ｂはソケット部分の縦断面図、図１Ｃはソケット部分の水平断面図、図１Ｄは変形例の斜視図を表している。本発明に基づき、クランク軸方向に沿って３個のミニケース２１，２２，２３が配列され、それら相互間は細長い金属製の連結管１４，１５で連結されている。各ミニケース内部には燃料通路１２が形成され、その底面には、噴射ノズルの先端を受け入れるためのソケット３が、例えば３気筒エンジンであれば３個が所定の間隔と角度で取り付けられている。各ミニケース２１，２２，２３には、フユーエルデリバリパイプ１０をエンジン本体に取り付けるための厚肉で堅固な穴付ブラケット２４，２５，２６が長手方向に架け渡されている。図１Ｃに示すように各ミニケースの長手方向端部はエンドキャップ２７で気密に封止されている。
【００１３】
中央のミニケース２２の側端部にはコネクタ（図示せず）を介して燃料導入管２がろう付けや溶接で固定されている。ミニケースのいずれかの端部には燃料タンクに戻るための戻り管を設けることができるが、リターンレスタイプのフユーエルデリバリパイプでは、戻り管は設けられていない。燃料は中央のミニケース２２から左右のミニケース２１，２３へと矢印の方向に沿って流れ、ソケット３から燃料インジェクタ（図示せず）を介して各吸気通路あるいは気筒内へ直接噴射される。
【００１４】
図１Ｂ，Ｃに示すように、この例では各ミニケース２１，２２，２３は円形断面の低炭素鋼もしくはステンレス鋼パイプをつぶして形成した偏平楕円形断面に作られており、偏平部分の内側下面がソケット３の燃料流入口１３（図１Ｂ）に対向している。各ミニケースの断面寸法は、例えば板厚１．２ｍｍの平板で、高さＨを６．４ｍｍ、幅Ｗを３２ｍｍに設定することができる。
図１Ｄは連結管１４，１５を一体化して構成し、その側面にミニケース２２の内部と連通させるための穴２０を設けた変形例を表している。
本発明に従い、偏平楕円形断面のミニケースの外壁部のほぼ全体が可撓性のアブゾーブ面を提供し、特に燃料流入口１３に対向する平坦部分２１ａ，２２ａ，２３ａはそのスパンの長さから主アブゾーブ面として作用する。
【００１５】
かくして、ソケットに流入する燃料の脈動圧と衝撃波を、燃料が通過していく流路の断面積変化とアブゾーブ面の撓みとで低減させるようになっている。
穴付ブラケット４は従来フユーエルデリバリパイプの側部に突出して設けられていたが、図１の構造ではミニケース２１，２２，２３相互間のスペースに配置することが可能になるから、従来の突起物が削除されてフユーエルデリバリパイプ全体がスリムでコンパクトに構成され、他部品との干渉がより一層回避できるようになる。
【００１６】
図２Ａ，Ｂは、図１の例に各種の改良を施した第２実施例のフユーエルデリバリパイプ３０を表している。
（ａ）連結管２８，２９は金属製でなく樹脂製で構成した
（ｂ）ソケット３の穴中心をミニケース２１，２２，２３の中心部分からオフセットさせた
（ｃ）連結管２８，２９の接続位置をミニケース２１，２２，２３の中心部分からそれぞれ反対方向に交互にオフセットさせた
（ｄ）穴付ブラケット２５，２６の固定位置をミニケース２２，２３の中心部分からそれぞれ反対方向にオフセットさせた
（ｅ）端部にあった穴付ブラケット２４の位置を側部に変更した
（ｆ）燃料導入管２の位置を側部から端部に変更した。
このように各種の修正や変形を加えることにより、燃料が流路を流れる際にその圧力・断面積・流れ方向が変化することになり、衝撃や脈動を吸収する効果が一層高められることになる。
【００１７】
図３は、図１の例におけるミニケース２２，２３を一体化してラージサイズのミニケース３３を形成することにより、大きさの異なるミニケース２１，３３で本体部分を構成したフユーエルデリバリパイプ３４を表している。この場合、連結管は１個、穴付ブラケットは２個となり、構成が大幅に簡略化される。
【００１８】
図４は、図２の例におけるミニケース２１，２２を一体化すると共に、ミニケース２３を２個連結して、それぞれラージサイズのミニケース３６，３７で本体部分を構成し、４気筒エンジン用に使えるようにしたフユーエルデリバリパイプ３８を表している。４気筒エンジン用にミニケースを４個連結する場合と比べて、連結管と穴付ブラケットが削減され、構成が大幅に簡略化される。
【００１９】
図５Ａ，Ｂは本発明の第５の態様によるフユーエルデリバリパイプ４０を表しており、ミニケース４１，４２，４３を円形のドラム状に形成した点に特徴がある。図１の例と同様に、ミニケース４１，４２，４３の相互間は細長い金属製の連結管１４，１５で連結されている。各ミニケース内部には燃料通路１２が形成され、その底面にはソケット３が取り付けられている。各ミニケース４１，４２，４３には、フユーエルデリバリパイプ４０をエンジン本体に取り付けるための厚肉で堅固な穴付ブラケット２４，２５，２６が長手方向に架け渡されている。
【００２０】
本発明に従い、円形ドラム状の各ミニケースの外壁部のほぼ全体が可撓性のアブゾーブ面を提供し、特に燃料流入口１３に対向して湾曲状周縁を有する平坦部分４１ａ，４２ａ，４３ａはその径の大きさから主アブゾーブ面として作用する。
このように、ミニケースを円形ドラム状に形成することにより、アブゾーブ面の自由な撓みが拡大されると共に、燃料流路の断面積がさらに拡大されて衝撃吸収効果が高められることになる。
【００２１】
図６は、図５と類似の円形ドラム状のミニケース４５を上側ケース４６と下側ケース４７とに分割した構造とし、下側ケース４７の下面に深絞り加工による凹所を形成してソケット４８の機能を持たせた実施例を表している。上側ケース４６の湾曲状周縁を有する平坦面４５ａが主アブゾーブ面を提供する。この実施例によれば、ソケットを別部品として製造する必要がなくなり、溶接やろう付けの加工工程が省略されて大幅なコストダウンが可能になると共に、高さが低くなり他部品との干渉をより一層回避でき、フユーエルデリバリパイプ設置の自由度がさらに向上する。
【００２２】
図７は、上下２つ割りのドラム状ミニケース５１，５２，５３の各下側ケース５７，５８，５９の下面に、ソケット３・連結管６０及び燃料導入管２を取り付けて、ミニケースの周囲のスペースを確保した実施例を表している。上側ケース５４，５５，５６の平坦面５１ａ，５２ａ，５３ａが主アブゾーブ面を提供する。穴付ブラケットは図示を省略している。
図５の例と同様に、ミニケースを円形ドラム状に形成することにより、アブゾーブ面の自由な撓みが拡大されると共に、燃料流路の断面積がさらに拡大されて衝撃吸収効果が高められることになる。
【００２３】
図８Ａ，Ｂは、図６の例に類似した２つ割りのドラム状ミニケース６２の上側ケース６３を、その断面が波形のダイヤフラム状になるようにプレス成形した点に特徴を有する実施例を表している。このように波形に形成することにより、主アブゾーブ面６２ａの撓みをより大きく確保することが可能になる。
【００２４】
図９は、各ミニケース７１，７２，７３を楕円形のドラム状に形成し、その上面を主アブゾーブ面７１ａ，７２ａ，７３ａに形成し、かつ連結管７４，７５をじゃばら状のフレキシブルチューブで構成した実施例を表している。フレキシブルチューブを用いることにより、取付寸法に許容範囲が確保され、かつ周囲の部品との干渉を避けられるという利点がある。また、フレキシブルチューブはフユーエルデリバリパイプ全体の振動や衝撃を吸収する効果がある。
【００２５】
図１０Ａ，Ｂは、各ミニケース８１，８２，８３を屈曲した山形状に形成し、その表面全体でアブゾーブ面８１ａ，８２ａ，８３ａを提供するようにした実施例である。ミニケース８１，８２，８３は相互に向きや角度をオフセットさせて取り付けることにより、周囲の部品との干渉を避けることが可能になる。図１０Ｂは連結管１５の位置での断面形状を表している。
【００２６】
図１１は４気筒エンジン用のフユーエルデリバリパイプ９０を表している。各ミニケース９１，９２，９３，９４は円形のドラム状に形成され、その上面が主アブゾーブ面９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａを提供している。各ミニケース間の連結管９５，９６，９７は振動を吸収するように屈曲した形状に作られている。ソケット３は各ミニケースにおいて中心からオフセットした位置に配置されているが、全てのソケット３はエンジン側に対応して同一線状に整列している。なお穴付ブラケットは図示を省略している。
周囲の部品との干渉を避けるために、このような特殊な形状を採用することも可能であり、屈曲した連結管はフユーエルデリバリパイプ全体の振動や衝撃を吸収する効果がある。周囲の部品の形状や配置との関連で、本発明によるフユーエルデリバリパイプはさらに異なる様々な形状に構成することができ、かくして振動低減効果と干渉防止効果の両面を達成できることになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如く、本発明によれば、燃料インジェクタの開閉時に発生するスプールの着座に伴う衝撃波・ソケットの燃料流入口へと流入あるいは瞬間的な逆流によって流出する際に発生する脈動圧などが、偏平形状のミニケースのアブゾーブ面の撓みによって低減させられると共に、ミニケース相互間のスペースの存在により他部品との干渉を回避することができ、工具のスペースが確保され、さらにミニケースの部分が一定量の燃料を常に保持するリザーバとして作用し燃料の安定供給が可能になる等、その技術的効果には極めて顕著なものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図とソケット部分の縦断面図及び水平断面図、変形例の斜視図である。
【図２】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図とソケット部分の縦断面図である。
【図３】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図である。
【図４】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図である。
【図５】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図とソケット部分の縦断面図である。
【図６】ミニケースにソケットを一体形成した実施例を表す縦断面図である。
【図７】燃料導入管と連結管を下側に配置した実施例を表す縦断面図である。
【図８】ミニケースの上面を波形に形成した実施例を表す縦断面図と平面図である。
【図９】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の平面図である。
【図１０】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の斜視図と連結管の部分での縦断面図である。
【図１１】他の実施例によるフユーエルデリバリパイプ全体の平面図である。
【符号の説明】
２燃料導入管
３ソケット
４固定用ブラケット
１０，３０，３４，３８，４０フユーエルデリバリパイプ
１３燃料流入口
１４，１５，２８，２９連結管
２１，２２，２３，３３，３６，３７ミニケース
２１ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａアブゾーブ面

Claims

燃料流路を内部に有する複数のミニケースと、これら複数のミニケースを相互に接続する該ミニケースとは別体の金属製又は樹脂製の細長い連結管と、前記ミニケースの少なくとも１つの端部又は側部に固定された燃料導入管と、前記各ミニケースに少なくとも１個ずつ備えられ一部が前記燃料流路に連通しかつ開放端部が燃料噴射ノズル先端を受け入れる複数のソケットとを備え、これらが相互に連結されて固定されている内燃機関用のフユーエルデリバリパイプであって、
前記各ミニケースの断面が略偏平形状に形成され、かつ各ミニケースの外壁部が少なくとも１つの平坦状又は円弧状で可撓性のアブゾーブ面を包含しており、
ソケットに流入する燃料の脈動圧と衝撃波を、燃料が通過していく流路の断面積変化とアブゾーブ面の撓みとで低減させるようになっていることを特徴とするフユーエルデリバリパイプ。
前記各ミニケースは前記連結管とは別体の直方体、又は円形あるいは楕円形のドラム状に形成され、前記連結管と相互に連結されて固定されている請求項１記載のフユーエルデリバリパイプ。
前記各ミニケースに形成されたソケット用の穴位置が各ミニケースの中心位置からオフセットして位置決めされている請求項１又は２記載のフユーエルデリバリパイプ。
前記各ミニケースに接続された該ミニケースとは別体の連結管の接続位置が各ミニケースの中心位置から一方もしくは交互にオフセットして位置決めされている請求項１乃至３のいずれかに記載のフユーエルデリバリパイプ。
隣接するミニケースのオフセットの向きが相互に異なって位置決めされている請求項１乃至４のいずれかに記載のフユーエルデリバリパイプ。
隣接するミニケースの前記アブゾーブ面の傾斜角度が相互に異なって位置決めされている請求項１乃至５のいずれかに記載のフユーエルデリバリパイプ。