JP4149365B2 - フューエルインジェクションレール - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエンジンにおいて燃料噴射装置供給部に用いられるフューエルインジェクションレールに関する。

自動車のエンジンに燃料を供給する燃料供給系では、ポンプから燃料供給管を通して燃料をフューエルインジェクションレールに送り、このフューエルインジェクションレールに取り付けられているインジェクタに燃料を分配して、各インジェクタからエンジンの吸気マニホールドに噴射している。

そこで、図６に従来のフューエルインジェクションレールを示す。この図６に示すフューエルインジェクションレールの本体部１０は、開いた箱状のアッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂの二つのケースから構成されている。インジェクタ取付用のカップ１２はロアーケース１０ｂの下面に複数個取り付けられている。本体部１０の一端部には、燃料供給管１４が接続されている。

これらアッパーケース１０ａ、ロアーケース１０ｂには、両者とも深絞りプレス加工法により成形したものが使われている。そして、ロアーケース１０ｂとアッパーケース１０ａは、両者を重ね合わせてから、重なり部分をロウ付けすることにより一体的に接合される。

このように従来のフューエルインジェクションレールは、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂとも深絞りプレス加工により成形したものを用いていたので、ロウ付け工程で次のような問題があった。

まず、深絞り成形の場合、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂを設計寸法通りに正確に仕上げることは非常に難しい。このことは、図７に示されるように、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂを嵌め合わせた状態で、アッパーケース１０ａの内周面とロアーケース１０ｂの外周面との間のクリアランスを一定に管理することが困難になることを意味する。

このクリアランスの精度は、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂのロウ付けの質の良否に大きく関与しており、クリアランスにばらつきがあると、ロウ付け不良の発生率が高くなる。

一方、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂは、深絞りプレス加工という塑性加工を経ているため、炉に入れてロウ付けをする間に、残留応力が高温下で解放され、ロウ付け後の仕上げ工程ではアッパーケース１０ａおよび／またはロアーケース１０ｂに修正不可能な変形が生じるという問題がある。

また、フューエルインジェクションレールとしては、レール内の脈動を低減するために、圧力に応じてレール本体の側面が膨らんだりへこんだり変形できることで脈動を吸収できる柔構造であることが望ましい。しかし、従来のようにアッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂとを重ねてロウ付けすると、本体１０の側面の板厚が倍になったのと同じような結果になって剛性が高くなり、脈動吸収性の点で望ましくない。

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ケースの仕上がり精度がロウ付けの質の影響することなく、また、残留応力の解放に起因する変形を抑制する構造を持ちしかも脈動低減にも適したフューエルインジェクションレールを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、燃料供給系から燃料供給管を通して本体部内に圧送される燃料をインジェクタに分配供給するフューエルインジェクションレールにおいて、前記フューエルインジェクションレールの本体部を、プレス加工により成形された有底のケース部と、前記本体部の一側面をなす平板部とから構成し、かしめることで前記平板部の外縁部を保持するかしめ部を前記ケース部の解放側端縁部の長手方向のみに設け、前記かしめ部をかしめて前記ケース部と平板部とを接合するとともにその接合部をロウ付けしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、燃料供給系から燃料供給管を通して本体部内に圧送される燃料をインジェクタに分配供給するフューエルインジェクションレールにおいて、前記フューエルインジェクションレールの本体部を、プレス加工により成形された有底ケースからなる第１のケースと、前記第１ケースと組み合わせて前記本体部を構成しプレス加工により成形された有底ケースからなる第２のケースとから構成し、前記第１ケースまたは第２ケースとの長手方向のみの外縁部をかしめることで当該第１ケースと第２ケースとを接合するとともに、その接合部をロウ付けしたことを特徴とするものである。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ケースの仕上がり精度がロウ付けの品位に影響することなく、また、残留応力の解放に起因する変形を抑制することができる。

以下、本発明によるフューエルインジェクションレールの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるフューエルインジェクションレースを示す。このフューエルインジェクションレールの本体部２０は細長い箱状の容器からなっている。また、本体部２０の底面には、燃料供給口（図示せず）が供給気筒の数分だけ形成され、これらの燃料供給口には、インジェクタを取り付けるためにインジェクタカップ２２が固着されている。このインジェクタカップ２２は、本体部２０の長さ方向に所定の間隔で配列して取り付けられており、それぞれインジェクタカップ２２には、インジェクタを圧入することにより装着することができる。燃料供給管２４は、この実施形態では、本体部２０の一端部に接続されている。なお、参照番号２３は、本体部２０の底面に固着される取付用のブラケットである。

次に、図２は、フューエルインジェクションレールの本体部２０の横断面を示す図である。本体部２０は、全体として矩形の断面形状をもち、ケース部２５と、平板部２６とから構成されている。この場合、平板部２６は、本体部２０の上面部を形成している。

ケース部２５は、板金を深絞りプレス加工もしくはロール成形法により成形された断面コ字状の有底ケースであり、インジェクタカップ２２の固着される底面は、対向する平板部２６と平行になっている。ケース部２５の開放側は、段部２５ａを介し拡幅して端縁部が連続し、この端縁部は全周にわたってかしめ部２７としてかしめることにより、平板部２６の外縁部を保持することができるようになっている。なお、インジェクタカップ２２は、平板部２６の方に取り付けるようにしてもよい。

次に、以上のようなフューエルインジェクションレールにおいて、ケース部２５と平板部２６とを接合する工程について説明する。
図２において、平板部２６は、ケース部２５の段部２５ａより上部の内法寸法と略等しい長さ、幅の寸法をもっており、まず、この平板部２６をケース部２５に嵌合させて段部２５ａに突き当てた後、溶接して固定する。溶接方法としては、ロウ付け、抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接など、いずれでもよい。なお、平板部２６の寸法にケース部２５の内法寸法に対して圧入代をもたせ、この平板部２６を圧入してケース部２５の段部２５ａに突き当てた後は、特に溶接しないでもよい。

次に、図３に示すように、ケース部２５から突き出たかしめ部２７を内側にかしめることで、平板部２６をケース部２５に対して固定する。そして、インジェクタカップ２２やブラケット２３、燃料供給管２４を仮付けしてから、所要の接合箇所にロウ材を置き、加熱炉に入れてロウ付けを行う。

ケース部２５の内部には、深絞り加工の過程で塑性変形による応力がの残留しているので、炉内で高温下に置かれることで開放される残留応力がケース部２５を変形させようとする。しかしながら、ケース部２５は、平板部２６を拘束せずに横に開くことが許容されるような構造をもっているので、応力が逃げてケース部２５の変形が抑制される。

また、かしめ部２７をかしめることにより、平板部２６をケース部２５に固定するようにしていることで、ケース部２５の仕上げ精度に依存せずにロウ付けに必要なクリアランスを一定にできるので、 従来のようにクリアランスの精度がロウ付けの質の良否に影響するようなことがそもそも問題にならず、ロウ付けの質を均質にすることができる。

しかも、かしめる時に液密とするためにＯリングやシール材を用いることが考えられるが、Ｏリングやシール材では燃料透過性の点から好ましくない。この点、本実施形態では、かしめ部２７のロウ付けにより、Ｏリングやシール材を必要せずに平板部２６とケース部２５の間に隙間ができないように燃料透過もなく液密性を高められる。

本実施形態では、平板部２６の方は、ケース部２５とは違って、板金を所定の寸法に切断するだけで加工できるので、その分、金型コストを低減することができる。また、平板部２６については、脈動吸収性を高めるためにその板厚をケース部２５に較べて薄くするなど、脈動吸収性能の要求に合わせた設計自由度が大きいという利点もある。

次に、図４は、本発明によるフューエルインジェクションレールの他の実施形態を示す横断面を示す図である。

この実施形態では、本体部３０は、平板部２６と、燃料の脈動の吸収性を高めるために段差をもつＬ字形の断面形状のケース部３２とから構成されている。このケース部３２は、曲げプレス加工により成形される。ケース部３２には、かしめ部２７をかしめることで平板部２６が保持され、また、ロウ付けされることは第１実施形態と同様である。

このように、本発明によるフューエルインジェクションレールでは、ケース部の形状としては、矩形形、Ｌ形など形状に自由度があり、脈動吸収性能等の要求に合わせた形状を採用することができる。

ここで、図５は、本発明によるフューエルインジェクションレールの他の実施形態の横断面を示す図である。

この実施形態では、本体部３４は、ロアーケース３５とアッパーケース３６とから構成されている。この実施形態では、ロアーケース３５とアッパーケース３６は、ともに深絞りブレス加工により成形された断面コ字形の有底ケースである。ロアーケース３５は、プレス加工されたときには長手方向の側面から直角に延びるフランジ３７を有し、このフランジ３７をかしめ部として利用している。アッパーケース３６にもフランジ３８が形成されている。このフランジ３８の幅はロアーケース３５のフランジの幅よりも短くなっている。ロアーケース３５は底面３５ａを有し、この底面３５ａは、図１に示すようにインジェクタカップ２２が取り付けられる面である。アッパーケース３６には、ロアーケース３５の底面３５ａに平行に対向する天面３６ａを有している。

フランジ３７、３８同士を重ねるようにして、アッパーケース３６とロアーケース３５とを組み合わせてから、フランジ部３７をかしめ、その後で、ロアーケース３５とアッパーケース３６を一体的にロウ付けすることは第１実施形態と同様である。なお、フランジ３８の方の幅を広くして、こちら側をかしめるようにすることもできる。

以上のような実施形態においては、アッパーケース３６、ロアーケース３５の内部には、ともに深絞り加工の過程で塑性変形による応力が残留しているので、ロウ付け工程の間、炉内で高温下に置かれることで開放される残留応力がアッパーケース３６、ロアーケース３５を変形させようとする。しかしながら、アッパーケース３６、ロアーケース３５は、お互いを拘束せずにフランジ３７、３８が横に開くことが許容されるような構造をもっているので、応力が逃げることが可能になり変形が抑制される。

また、重ねてロウ付けしたフランジ３７、３８の部分は、本体部３４の側面の板厚を倍にすることはなく、したがって剛性を高くしないため、脈動吸収性を阻害することがない。

本発明によるフューエルインジェクションレールの一実施形態を示す斜視図。 同フューエルインジェクションレールにおいて、平板部をケース部に嵌合させた状態での一部断面斜視図。 同フューエルインジェクションレールにおいて、平板部をかしめによりケース部に固定させた状態での一部断面斜視図。 同フューエルインジェクションレールにおいて、他の実施形態による本体部を示す一部断面斜視図。 同フューエルインジェクションレールにおいて、他の実施形態による本体部を示す横断面図。 従来のフューエルインジェクションレールの斜視図。 図６のフューエルインジェクションレールの一部断面斜視図。

符号の説明

２０ フューエルインジェクションレールの本体部
２２ インジェクタカップ
２４ 燃料供給管
２５ ケース部
２６ 平板部
２７ かしめ部
３０ 本体部
３２ ケース部

Claims (11)

1. 燃料供給系から燃料供給管を通して本体部内に圧送される燃料をインジェクタに分配供給するフューエルインジェクションレールにおいて、
   前記フューエルインジェクションレールの本体部を、プレス加工により成形された有底のケース部と、前記本体部の一側面をなす平板部とから構成し、
   かしめることで前記平板部の外縁部を保持するかしめ部を前記ケース部の解放側端縁部の長手方向のみに設け、前記かしめ部をかしめて前記ケース部と平板部とを接合するとともにその接合部をロウ付けしたこ
   とを特徴とするフューエルインジェクションレール。
2. 前記ケース部は、深絞りプレス加工により成形された有底ケースからなることを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール
3. 前記ケース部は、曲げプレス加工により成形されたケースからなることを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール
4. 前記ケース部は、曲げプレス加工により成形された底面に段差を有するケースからなることを特徴とする請求項３に記載のフューエルインジェクションレール。
5. 前記ケース部は、曲げプレス加工により成形されたＬ字形のケースからなることを特徴とする請求項４に記載のフューエルインジェクションレール。
6. 前記ケース部の底面に対して前記平板部は対向していることを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
7. 前記ケース部の底面または前記平板部にインジェクションカップを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
8. 前記ケース部のかしめ部をかしめる前に、平板部は、あらかじめ溶接されたことを特徴とする請求項２に記載のフューエルインジェクションレール。
9. 燃料供給系から燃料供給管を通して本体部内に圧送される燃料をインジェクタに分配供給するフューエルインジェクションレールにおいて、
   前記フューエルインジェクションレールの本体部を、プレス加工により成形された有底ケースからなる第１のケースと、前記第１ケースと組み合わせて前記本体部を構成しプレス加工により成形された有底ケースからなる第２のケースとから構成し、
   前記第１ケースまたは第２ケースとの長手方向のみの外縁部をかしめることで当該第１ケースと第２ケースとを接合するとともに、その接合部をロウ付けしたことを特徴とするフューエルインジェクションレール。
10. 前記第２ケースは前記第１ケースの底面と対向する天面を有することを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
11. 前記第１ケース並びに第２ケース部は、曲げプレス加工により成形されたケースからなることを特徴とする請求項９に記載のフューエルインジェクションレール。

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