JP4061593B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の燃料供給装置に関する。

エンジンの複数の気筒に対応して設置されているインジェクタに燃料を供給する燃料供給装置が公知である。燃料供給装置は、主に燃料ポンプから供給された燃料をインジェクタに分配する管部材と、管部材を支持してエンジンに取り付けるためのブラケットとを備えている（特許文献１参照）。
このような燃料供給装置の場合、ブラケットは管部材の軸方向の中心から対称な位置に設置される。管部材に設置されるブラケットは、共通化によりコストの低減を図るため、同一の形状のものが適用される。

実公平７−５２３７３号公報

しかしながら、管部材の中心から対称な位置に同一形状のブラケットを設置すると、各ブラケットの剛性はほぼ同一となる。そのため、各ブラケットの固有振動数は概ね同一となる。燃料供給装置の管部材は、ブラケットを用いてエンジンに搭載される。そのため、燃料供給装置にはエンジンの振動が伝達される。管部材に設置される各ブラケットの固有振動数がほぼ同一である場合、エンジンの振動数がある値に達すると、各ブラケットの間で共振現象が生じる。その結果、燃料供給装置の振動が増大し、共振現象発生時における燃料供給装置の振動加速度は増大する。振動加速度が増大すると、ブラケットの損傷などを招くおそれがあり、ブラケットの強度を高める必要がある。一方、ブラケットの強度を高めると、燃料供給装置の重量の増大を招くという問題がある。

そこで、本発明の目的は、共振現象の発生を低減し、振動を低減する燃料供給装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、管部材を中心から二つの領域に分割したとき、領域ごとに固有振動数は異なっている。固有振動数が異なる場合、共振現象の発生は低減される。これにより、ブラケットおよび管部材の振動加速度は低減され、ブラケットの損傷が防止される。また、ブラケットの損傷を防止するために、ブラケットの強度を高める必要はない。したがって、固有振動数が異なることにより、共振現象の発生が低減され、振動を低減することができる。

請求項１記載の発明では、管部材を中心から二つの領域に分割したとき、領域ごとに剛性が異なっている。剛性が異なることにより、各領域の固有振動数は異なり、共振現象の発生は低減される。そのため、ブラケットおよび管部材の振動加速度は低減され、ブラケットの損傷が防止される。また、ブラケットの損傷を防止するために、ブラケットの強度を高める必要はない。したがって、共振現象の発生が低減され、振動を低減することができる。

請求項１記載の発明では、第一ブラケットは一部がくり抜かれたくり抜き部を有している。そのため、第一ブラケットの重量は第二ブラケットに比較して小さくなる。これにより、第一ブラケットと第二ブラケットとは剛性が異なり、固有振動数も異なる。したがって、共振現象の発生が低減され、振動を低減することができる。
請求項２記載の発明では、第一ブラケットと第二ブラケットとは板厚が異なる。そのため、第一ブラケットと第二ブラケットとは重量が異なる。これにより、第一ブラケットと第二ブラケットとは剛性が異なり、固有振動数も異なる。したがって、共振現象の発生が低減され、振動を低減することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料供給装置を図１に示す。燃料供給装置１０は、図示しないエンジンのシリンダヘッドあるいはヘッドカバーに搭載されている。燃料供給装置１０は、図示しない燃料ポンプから供給された燃料をインジェクタ１１に分配する。

燃料供給装置１０は、管部材としてのレール２０と、ブラケット２１およびブラケット２２とを備えている。レール２０は、例えば金属により中空の筒状に形成され、軸方向の両端部が封止されている。レール２０は、軸方向に概ね等間隔に取付部２３を有している。取付部２３には、インジェクタ１１が取り付けられる。インジェクタ１１は、例えば図示しない電磁駆動部、ならびに電磁駆動部により駆動される図示しない弁部材を有している。電磁駆動部は、図示しない制御装置から出力された指令にしたがって弁部材を駆動する。これにより、インジェクタ１１は燃料の噴射を断続する。

ブラケット２１およびブラケット２２は、例えば溶接などによりレール２０に固定されている。ブラケット２１およびブラケット２２は、レール２０と同様に金属により板状に形成されている。ブラケット２１およびブラケット２２は、レール２０の軸方向の中心ｇから両端側へ等距離の位置に一つずつ設置されている。すなわち、燃料供給装置１０は、中心ｇから対称な位置に合計二つのブラケット２１およびブラケット２２を有している。ブラケット２１およびブラケット２２は、例えば図示しないボルトなどの固定部材により反レール側の端部がエンジンのシリンダヘッドまたはヘッドカバーに固定される。これにより、ブラケット２１およびブラケット２２はレール２０をエンジンに支持する。上述のように、レール２０の軸方向の中心からブラケット２１の中心部までの距離は、レール２０の中心からブラケット２２の中心部までの距離と等しく設定されている。

第１実施形態の場合、レール２０の軸方向におけるブラケット２１の長さとブラケット２２の長さとは異なっている。すなわち、ブラケット２１は、ブラケット２２よりもレール２０の軸方向の長さが大きい。そのため、ブラケット２１およびブラケット２２を同一の材料により形成すると、ブラケット２１とブラケット２２とは重量が異なる。
レール２０の軸方向の中心から燃料供給装置１０を分割し、中心よりブラケット２１側を第一領域とし、中心からブラケット２２側を第二領域とする。ブラケット２１とブラケット２２とは重量が異なっているため、燃料供給装置１０は第一領域と第二領域とで剛性が異なる。これにより、燃料供給装置１０は、第一領域と第二領域とで固有振動数が異なる。

一般に、燃料供給装置１０は、燃料供給装置１０が搭載されるエンジンの設計によってブラケット２１およびブラケット２２の取り付け位置が制限される。通常、ブラケット２１およびブラケット２２はレール２０の中心ｇから対称な位置に設置される。
例えば、レールの軸方向の中心ｇから対称な位置に二つのブラケットを設置する場合、二つのブラケットの形状および重量が近似すると、第一領域と第二領域とで剛性がほぼ等しくなり、第一領域および第二領域における固有振動数は近似する。固有振動数が近似すると、第一領域と第二領域との間で共振を招き、図２に示すようにエンジンとともに振動する燃料供給装置のレールとブラケットとの接合部における振動加速度は増大する。

一方、第１実施形態のように、ブラケット２１とブラケット２２との重量が異なり、第一領域と第二領域とで剛性および固有振動数が異なると、第一領域と第二領域との共振が低減する。その結果、図３に示すようにエンジンとともに振動する燃料供給装置１０のレール２０とブラケット２１およびブラケット２２との接合部における振動加速度は抑制される。すなわち、ブラケット２１とブラケット２２との間では合成および固有振動数が異なるため、エンジンの振動にともなって振動が極大となる振動周波数が異なる。そのため、ブラケット２１とブラケット２２との間における共振は発生しにくくなる。

以上、説明したように、第１実施形態では、ブラケット２１とブラケット２２との重量が異なる。そのため、レール２０に取り付けられるブラケット２１とブラケット２２とは動きやすさが異なり、燃料供給装置１０の第一領域と第二領域との間では剛性および固有振動数が異なる。その結果、燃料供給装置１０の第一領域におけるレール２０とブラケット２１との接合部と、第二領域におけるレール２０とブラケット２２との接合部との間では、共振による振動加速度が抑制される。これにより、レール２０の中心ｇから対称な位置にブラケット２１およびブラケット２２を設置する場合でも、ブラケット２１およびブラケット２２の共振は低減される。したがって、ブラケット２１およびブラケット２２の強度を高める必要がなく、重量の増加を抑制することができる。

また、第１実施形態では、ブラケット２１とブラケット２２とのレール２０の軸方向の長さを変更するだけである。そのため、ブラケット２１およびブラケット２２に複雑な加工は不要である。したがって、加工工数の増加を招くことなく、簡単な構造で共振が低減され、重量の増加を抑制することができる。

（第２、第３、第４、第５実施形態）
本発明の第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態および第５実施形態による燃料供給装置をそれぞれ図４、図５、図６または図７に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、図４に示すようにレール３０にはブラケット３１およびブラケット３２が設置されている。一方のブラケット３１は、ブラケット３１の周縁が折り曲げられ突出しているリブ３３を有している。ブラケット３１にリブ３３を形成することにより、ブラケット３１はブラケット３２に比較して剛性が高くなる。これにより、ブラケット３１が設置されている燃料供給装置１０の第一領域とブラケット３２が設置されている第二領域との間では剛性が異なる。

第３実施形態では、図５に示すようにレール４０にはブラケット４１およびブラケット４２が設置されている。ブラケット４１とブラケット４２とは、レール４０の軸に垂直な方向の長さすなわち奥行きが異なっている。これにより、ブラケット４１とブラケット４２とは剛性が異なり、ブラケット４１が設置されている燃料供給装置１０の第一領域とブラケット４２が設置されている第二領域との間では剛性が異なる。

第４実施形態では、図６に示すようにレール５０にはブラケット５１およびブラケット５２が設置されている。一方のブラケット５１は、内側がくり抜かれたくり抜き部５３を有している。くり抜き部５３は、例えばプレスなどによりブラケット５１の一部を板厚方向へ打ち抜くことにより形成されている。ブラケット５１にくり抜き部５３を形成することにより、ブラケット５１とブラケット５２とは剛性が異なり、ブラケット５１が設置されている燃料供給装置１０の第一領域とブラケット５２が設置されている第二領域との間では剛性が異なる。

第５実施形態では、図７に示すようにレール６０にはブラケット６１およびブラケット６２が設置されている。ブラケット６１とブラケット６２とは、板厚が異なっている。これにより、ブラケット６１とブラケット６２とは剛性が異なり、ブラケット６１が設置されている燃料供給装置１０の第一領域とブラケット６２が設置されている第二領域Ｂとの間では剛性が異なる。

したがって、上述した第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態または第５実施形態では、第一領域と第二領域との間で剛性および固有振動数が異なり、共振にともなう振動加速度が抑制される。したがって、各ブラケットの強度を高める必要がなく、重量の増加を抑制することができる。

以上、説明した複数の実施形態では、レールの中心から対称な位置にそれぞれ一つずつ合計二つのブラケットを設置する例について説明した。しかし、例えばレールの中心と、中心から対称な位置にそれぞれ一つずつ合計三つのブラケットを設置する燃料供給装置に本発明を適用してもよい。また、レールの中心から対称な位置にそれぞれ二つ以上ブラケットを設置する燃料供給装置に本発明を適用してもよい。
また、複数の実施形態では、本発明を四気筒のエンジンに適用する例について説明した。しかし、気筒数に限らず、エンジンの形態に関わらず本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態による燃料供給装置を示す概略図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｃ方向から見た図である。 共振周波数と振動加速度との関係を示した図であって、比較のためレールの中心から対称な位置に概ね同一形状のブラケットを設置したときの関係を示す模式図である。 共振周波数と振動加速度との関係を示した図であって、本発明の第１実施形態による燃料供給装置の関係を示す模式図である。 本発明の第２実施形態による燃料供給装置を示す概略図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｃ方向から見た図である。 本発明の第３実施形態による燃料供給装置を示す概略図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｃ方向から見た図である。 本発明の第４実施形態による燃料供給装置を示す概略図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｃ方向から見た図である。 本発明の第５実施形態による燃料供給装置を示す概略図であって、（Ａ）は（Ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の矢印Ｃ方向から見た図である。

符号の説明

１０ 燃料供給装置、１１ インジェクタ、２０、３０、４０、５０、６０ レール（筒部材）、２１、３１、４１、５１、６１ ブラケット（第一ブラケット）、２２、３２、４２、５２、６２ ブラケット（第二ブラケット）、３３ リブ、５３ くり抜き部

Claims (2)

1. インジェクタに燃料を分配する管部材と、
   前記管部材の軸方向の長さの中心からほぼ対称な位置にそれぞれ配置され、前記管部材を支持する第一ブラケットおよび第二ブラケットとを備え、
   前記第一ブラケットおよび第二ブラケットが配置されている前記管部材を軸方向の中心から対称に二つの領域に分割したとき、各領域ごとに固有振動数及び剛性が異なり、
   前記第一ブラケットは前記管部材の中心から分割された二つの領域の一方に設置され、一部がくり抜かれたくり抜き部を有し、前記第二ブラケットは領域の他方に設置されることを特徴とする燃料供給装置。
2. インジェクタに燃料を分配する管部材と、
   前記管部材の軸方向の長さの中心からほぼ対称な位置にそれぞれ配置され、前記管部材を支持する第一ブラケットおよび第二ブラケットとを備え、
   前記第一ブラケットおよび第二ブラケットが配置されている前記管部材を軸方向の中心から対称に二つの領域に分割したとき、各領域ごとに固有振動数及び剛性が異なり、
   前記第一ブラケットは前記管部材の中心から分割された二つの領域の一方に設置され、前記第二ブラケットは領域の他方に設置され、
   前記第一ブラケットと前記第二ブラケットとは、板厚が異なることを特徴とする燃料供給装置。

Images