JP4438623B2 - 樹脂チューブとインジェクタコネクタとの接続構造及び樹脂チューブとインジェクタコネクタとの直付け組付品 - Google Patents

Description

この発明は燃料輸送用の樹脂チューブをインジェクタに対して連結するためのインジェクタコネクタと樹脂チューブとの接続構造及びそれらの直付け組付品に関する。

従来、燃料を霧状に噴射するインジェクタと燃料輸送を行う配管部材との連結は、インジェクタコネクタに接続パイプを一体に備えておき、その接続パイプに対して配管部材を接続することで行っていた。

インジェクタによる燃料噴射方式は、予め燃料に圧力を加えておいてインジェクタの弁を開いている間だけ燃料を噴射する方式で、燃料輸送用の配管部材には０．２５〜０．３５ＭＰａの耐圧性を持たせる必要がある。
そのため配管部材としてゴムホースを用いる場合には、ゴムホース端部に金具をかしめて接続パイプと接続固定していた。
しかしながらこの場合部品点数が多くなり、また組付作業も面倒なものとなる。

一方配管部材として樹脂チューブを用い、相手側の接続パイプに環状の膨出形状のバルジ部を設けておいて、それら接続パイプと樹脂チューブとをコネクタ（クイックコネクタ）を介して接続するといったことも提案されている。
図４はその具体例を示している。
同図において２００は配管部材としての樹脂チューブで、２０２はインジェクタコネクタ２０３に一体に備えられた金属製の接続パイプで、先端から所定距離引き込んだ位置に環状の膨出部であるバルジ部２０４が形成されている。
２０６は樹脂チューブ２００の端部に装着されたコネクタで、この接続構造ではコネクタ２０６を接続パイプ２０２に嵌め合せることで、樹脂チューブ２００と接続パイプ２０２とを抜止状態に接続する。

この種コネクタ２０６については、例えば下記特許文献１に開示がなされている。
図５，図６はその一例を示している。
図中コネクタ２０６は、コネクタ本体（ここでは全体が樹脂製）２０８と、リテーナ２１０及びシール部材としてのＯリング２１２，ブッシュ２１４とを有している。
コネクタ本体２０８は、軸方向の一方の側にリテーナ保持部２１６を有しており、また他方の側に樹脂チューブ２００との接続部としての圧入部２１８を有している。

圧入部２１８は、樹脂チューブ２００の内部に軸方向に圧入される部分であって、その外周面には先端が鋭角に尖った形状をなして樹脂チューブ２００に対する圧入方向とは反対方向に向いた断面鋸歯状の環状突起２２０が軸方向に隔てて複数箇所に設けられている。
コネクタ本体２０８は、この圧入部２１８を樹脂チューブ２００内部に圧入することによって、かかる樹脂チューブ２００と接続される。

このとき、圧入部２１８の外周面に形成された環状突起２２０が、圧入により膨出変形した樹脂チューブ２００の端部内面に食い込んで樹脂チューブ２００を抜止めする。
尚、圧入部２１８には環状溝が形成されていて、そこにＯリング２２２が保持されており、このＯリング２２２によって圧入部２１８と樹脂チューブ２００との間が気密にシールされる。

上記リテーナ保持部２１６は、リテーナ２１０を内部に収容状態で保持する部分で、コネクタ本体２０８はこのリテーナ２１０を介して接続パイプ２０２と接続される。
このリテーナ保持部２１６には、その前端（図中左端）にリテーナ２１０との掛止用の掛止部（本体側掛止部）２２４が設けられている。
一方リテーナ２１０は、全体として略環状をなす樹脂製の部材であって径方向に弾性変形可能となしてある。

このリテーナ２１０には、接続パイプ２０２のバルジ部２０４を径方向内方から係合させる係合凹部（リテーナ側係合部）２２５と、コネクタ本体２０８側の上記掛止部２２４に対し、同じく径方向内方から嵌り合って軸方向に掛止する掛止溝（リテーナ側掛止部）２２６とが設けられている。
リテーナ２１０は、この掛止溝２２６をリテーナ保持部２１６の掛止部２２４に掛止させることで、かかるリテーナ保持部２１６により軸方向に固定状態に保持される。

このリテーナ２１０にはまた、内周面と外周面とにテーパ形状の内周カム面２２８と外周カム面２３０とが形成されている。
内周カム面２２８は、接続パイプ２０２をリテーナ２１０内部に軸方向に挿入したとき、バルジ部２０４と当接してその移動案内をなすとともに、バルジ部２０４の移動に伴ってリテーナ２１０をカム作用で全体的に且つ弾性的に拡開運動させ、バルジ部２０４の通過を許容する。
そしてバルジ部２０４が係合凹部２２５の位置に到ったところでリテーナ２１０が全体的に元の形状に復形し、これと同時にバルジ部２０４が係合凹部２２５に嵌り合って、それらが軸方向に互いに固定状態となる。

他方外周カム面２３０は、リテーナ２１０をコネクタ本体２０８のリテーナ保持部２１６に軸方向に挿入する際、掛止部２２４との当接によってリテーナ２１０を全体的に且つ弾性的に縮径運動させ、その縮径運動を伴って掛止溝２２６を掛止部２２４に対し掛止させる。
尚リテーナ２１０の先端部（図中左端部）には操作つまみ２３１が設けられており、この操作つまみ２３１に力を加えることによって、リテーナ２１０を縮径運動させることもできる。

このコネクタ２０６では、リテーナ２１０をコネクタ本体２０８のリテーナ保持部２１６に保持させておき、その状態で接続パイプ２０２をリテーナ２１０内部に軸方向に挿入する。
このとき、リテーナ２１０は接続パイプ２０２のバルジ部２０４によって拡開方向に弾性的に押し拡げられ、そしてバルジ部２０４が係合凹部２２５に到ったところで縮径運動するとともに、バルジ部２０４が係合凹部２２５に係合した状態となる。

尚、リテーナ２１０を予め接続パイプ２０２に装着しておいて、その状態で接続パイプ２０２をリテーナ２１０ごとコネクタ本体２０８に挿入するようにしても良い。
このとき、リテーナ２１０は一旦縮径運動した後、掛止溝２２６が掛止部２２４の位置に到ったところで拡開運動し、掛止溝２２６が掛止部２２４に掛止した状態となる。

上記シール部材としてのＯリング２１２及びブッシュ２１４は、リテーナ保持部２１６よりも奥側（図中右側）においてコネクタ本体２０８内部に装着保持されており、コネクタ本体２０８内に接続パイプ２０２が挿入された時点で、これらＯリング２１２及びブッシュ２１４が接続パイプ２０２の挿入端部２３２、即ちバルジ部２０４よりも先端側の挿入端部２３２の外周面に気密に接触して、かかる接続パイプ２０２とコネクタ本体２０８との間を気密にシールする。
尚、図５（Ａ）ではＯリング２１２を２つ用いているが、（Ｂ）に示しているようにコンパクト化のためにＯリング２１２を１つだけ用いる場合もある。

以上から分るように、このようなコネクタ２０６を用いた接続では、樹脂チューブ２００をワンタッチで簡単に接続パイプ２０２に接続することができる。

しかしながらこのコネクタ２０６を用いた接続構造にあっても、コネクタ２０６を構成する各種部品が必要で、全体としての部品点数が多くなる問題があり、またその他にこのコネクタ２０６を用いた接続構造にあっては以下のような問題も生ずる。
即ち、コネクタ２０６を介して相手側の接続パイプ２０２に接続された樹脂チューブ２００に対し、エンジン等からの振動が加わると樹脂チューブ２００が揺動したり、またその揺動に伴って樹脂チューブ２００がコネクタ２０６とともに接続パイプ２０２に対して相対回転してしまい、これによりコネクタ２０６の内部に保持されているＯリング２１２等のシール部材が摩耗したり、へたりを生じてシール性が低下してしまうことが懸念される。

またコネクタ２０６と接続パイプ２０２とは、リテーナ２１０の係合凹部２２５と接続パイプ２０２のバルジ部２０４との軸方向の係合によって抜止めされるが、コネクタ２０６が接続パイプ２０２に対して十分に挿込嵌合されておらず、その途中の半嵌合状態にあると、エンジン等からの振動により徐々にコネクタ２０６が接続パイプ２０２から抜けて液漏れに繋がるといった不具合を引き起こす恐れがある。

前者の問題、即ちコネクタ２０６のシール部材が振動により摩耗したり、へたりを生じてシール性低下する問題に対しては、接続パイプ２０２とコネクタ２０６とを固定クランプにて固定し、且つその固定クランプに回止め機能を持たせておくことで対策する点が下記特許文献２に開示されている。
他方後者の問題、即ちコネクタ２０６が接続パイプ２０２に対して半嵌合（不完全嵌合）状態で組み付けられてしまう問題に対して、これを防止するためのクリップをコネクタ２０６とは別途に備える点が下記特許文献３に開示されている。

しかしながらシール性低下，不完全嵌合防止のためにこれら部品を用いると、それだけ更に余分に部品点数が多く必要になるのに加えて、樹脂チューブ２００を車体に組み付け、接続パイプ２０２に接続する際の作業工数も多くなってしまって簡単に接続が行えなくなる。

特開平１１−２０１３５５号公報 特開平９−２６９０８８号公報 特開平１１−６５９１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、インジェクタコネクタと樹脂チューブとの接続に際して、部品点数を削減してコストを低減し、また樹脂チューブに対し振動が加わってもシール性を良好に保持することのできるインジェクタコネクタと樹脂チューブとの接続構造及びそれらの直付け組付品を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は接続構造に関するもので、燃料輸送を行う樹脂チューブを燃料噴射を行うインジェクタに対して連結するためのインジェクタコネクタと該樹脂チューブとの接続構造であって、前記インジェクタコネクタを、前記インジェクタに嵌合する凹部を有する形状とするとともに、前記樹脂チューブと接続する接続パイプと、該インジェクタコネクタとは別体をなすボルトにて固定される部分とを一体に備えた構成となし、前記インジェクタコネクタに備えた前記接続パイプを前記樹脂チューブに直接圧入して、それらインジェクタコネクタと樹脂チューブとをコネクタを介することなく直接抜止状態に接続してあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記接続パイプの外周面に、先端が鋭角に尖った形状をなして前記圧入方向とは反対方向に向いた断面鋸歯状の環状突起を形成して、該環状突起を前記圧入により前記樹脂チューブの内面に食い込ませ抜止めをなしてあることを特徴とする。

また請求項３は直付け組付品に関するもので、請求項１，２の何れかにおける前記インジェクタコネクタと樹脂チューブとを予め互いに接続状態に一体に組み付けて成ることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように請求項１は、インジェクタコネクタと樹脂チューブとの接続構造を、インジェクタコネクタに備えた接続パイプを樹脂チューブに直接圧入して、それらをコネクタを介することなく直接抜止状態に接続するようになしたもので、本発明によれば、接続パイプと樹脂チューブとの接続のためのコネクタを不要となすことができ、これにより所要の部品点数を削減し得て接続のためのコストを低減することができるとともに、コネクタの回止めのための特別の部品や、或いはコネクタが不完全嵌合状態となるのを防止するための特別の部品を必要とするといった問題も同時に解決することができる。
また接続パイプを樹脂チューブに直接圧入してあるためそれらが相対回転することはなく、Ｏリング等のシール部材がエンジン等からの振動によって摩耗したり、へたりを生じたりしてシール性が低下する問題も併せて解決することができる。

この場合において上記接続パイプの外周面には、先端が鋭角に尖った形状をなして上記の圧入方向とは反対方向に向いた断面鋸歯状の環状突起を形成しておき、その環状突起を圧入により樹脂チューブの内面に食い込ませるようになしておくことができる（請求項２）。
このようにしておけば、樹脂チューブの内部に圧入した接続パイプを確実に抜止めすることができる。

請求項３は上記のインジェクタコネクタと樹脂チューブとを予め互いに接続状態に一体に組み付けて直付け組付品を構成しておくもので、この請求項３によれば、車両の組立ラインでインジェクタコネクタに対し樹脂チューブを接続し組み付けるといった作業を不要化できる。
また工場段階でインジェクタコネクタと樹脂チューブとを予め接続することができるため、接続を確実になし得るとともに接続品質を高品質となすことができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１（Ａ）において、１０はインテークマニホールド１２に取り付けられインテークバルブの近くで吸気路に燃料を噴射するインジェクタで、１４はインジェクタ１０に対し燃料輸送を行う配管部材としての後述の樹脂チューブ２０を連結するための金属製（樹脂製であっても良い）のインジェクタコネクタで、ボルト１６にてインテークマニホールド１２に固定されている。

図１（Ｂ）に示しているように、このインジェクタコネクタ１４には金属製（樹脂製であっても良い）の接続パイプ１８が備えられている。
ここで図３に示しているように接続パイプ１８の外周面には、先端が鋭角に尖った形状をなして樹脂チューブ２０に対する圧入方向とは反対方向に向いた断面鋸歯状の環状突起２１が軸方向に隔てて複数箇所（ここでは２箇所）に設けられている。
この環状突起２１は、詳しくは接続パイプ１８における先端側の面であって圧入方向の面は、軸中心に向かうに従って接続パイプ１８の先端側に向かうテーパ面２６とされ、また反対側の面が軸直角方向に略垂直をなす立上がり面２８とされており、その頂角を二等分する二等分線Ｐが圧入方向とは反対方向に傾斜した形状をなしている。
この接続パイプ１８の外周面にはまた、断面矩形状をなす突起３０が形成されていて、その突起３０と前端側の環状突起２１との間に環状溝が形成されており、そこにシール部材としてのＯリング３２が装着されている。

配管部材としての樹脂チューブ２０は、図２（Ｂ）に示しているように内側のＥＴＦＥ層２０Ａと、外側のＰＡ１２層２０Ｂとの積層構造を成しており、その外周面上にゴム（ここではＥＰＤＭ）から成る保護層２２が全長に亘り被覆状態に積層されている。

本実施形態において、この樹脂チューブ２０は内径ｄ_１がφ２．５ｍｍ，外径ｄ_２がφ４ｍｍの細径のものである。
ここでＥＴＦＥ層２０Ａは肉厚が０．２ｍｍであり、またＰＡ層２０Ｂは肉厚が０．５５ｍｍ、更に保護層２２は肉厚が１．０ｍｍである。
また樹脂チューブ２０は、その全長Ｌが２００〜１５００ｍｍとされている。
但しこれらの積層構造，材質，肉厚や長さ等の寸法はあくまで一例であって、それらを様々に変更することができることは言うまでもない。

例えば本実施形態において、樹脂チューブ２０の材質は耐熱性，耐燃料透過性，耐ガソリン性（ガソリンに接しても膨潤し難い）やコストの点から適宜選択可能である。
具体的にはポリアミド系（ＰＡ１１，ＰＡ１２，Ｐ６，ＰＡ６６，ＰＰＡ等）やＰＰＳ等は耐熱性が優れ、ポリエステル系（ＰＢＴ，ＰＥＴ，ＰＥＮ等）は耐燃料透過性，耐ガソリン性に優れる。
またＰＯＭは耐熱性と耐燃料透過性，耐ガソリン性を確保しながら、比較的安価である。

また上記材料に強度向上のためガラス繊維を配合したり、耐燃料透過性向上のためクレー等のナノコンポジット材を配合して用いることもできる。
また樹脂チューブ２０の材料としては、それらの樹脂材料にエラストマーをアロイ化したものを用いることもでき、この場合樹脂そのものが有する耐熱性，耐燃料透過性に加え、樹脂チューブ２０に可撓性を付加することができる。

本実施形態では、インジェクタコネクタ１４の接続パイプ１８を樹脂チューブ２０の内部に直接圧入して、それらインジェクタコネクタ１４と樹脂チューブ２０とを、コネクタを介することなく直接接続する。
このとき、樹脂チューブ２０の内部に圧入された接続パイプ１８は、その外周面に形成された環状突起２１が樹脂チューブ２０の内面に食い込み、その食込作用により接続パイプ１８と樹脂チューブ２０とが抜止状態に接続される。

尚本実施形態のように、インジェクタコネクタ１４をインテークマニホールド１２に取り付ける前に、予め工場生産段階でインジェクタコネクタ１４と樹脂チューブ２０とを接続しておいても良い。
図２（Ａ）において、２４はそれらインジェクタコネクタ１４と樹脂チューブ２０とを予め互いに接続状態に一体に組み付けて成る直付け組付品を表している。

以上のような本実施形態によれば、インジェクタコネクタ１４に備えた接続パイプ１８を樹脂チューブ２０に直接圧入して、それらをコネクタを介することなく直接抜止状態に接続するようになしてあるので、接続パイプ１８と樹脂チューブ２０との接続のためのコネクタを不要となすことができ、これにより所要の部品点数を削減し得て、接続のためのコストを低減することができるとともに、コネクタの回止めのための特別の部品や、或いはコネクタが不完全嵌合状態となるのを防止するための特別の部品を必要とするといった問題も同時に解決することができる。
また接続パイプ１８を樹脂チューブ２０に直接圧入してあるためそれらが相対回転することはなく、Ｏリング３２等のシール部材がエンジン等からの振動によって摩耗したり、へたりを生じたりしてシール性が低下する問題も併せて解決することができる。

更に接続パイプ１８の外周面には、先端が鋭角に尖った形状の断面鋸歯状の環状突起２１が形成してあり、その環状突起２１を圧入により樹脂チューブ２０の内面に食い込ませるようになしてあるため、樹脂チューブ２０の内部に圧入した接続パイプ１８を確実に抜止めすることができる。

また本実施形態によれば、インジェクタコネクタ１４と樹脂チューブ２０とを予め互いに接続状態に一体に組み付けて直付け組付品２４を構成してあるので、車両の組立ラインでインジェクタコネクタ１４に対し樹脂チューブ２０を接続し組み付けるといった作業を不要化できる。
また工場段階でインジェクタコネクタ１４と樹脂チューブ２０とを予め接続することができるため、接続を確実になし得るとともに接続品質を高品質となすことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したが、これらはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態である樹脂チューブとインジェクタコネクタとの接続構造を示す図である。 同実施形態の樹脂チューブとインジェクタコネクタとの直付け組付品を示す図である。 図１のインジェクタコネクタにおける接続パイプを示す図である。 従来の樹脂チューブとインジェクタコネクタとの接続構造を示す図である。 図４の接続構造に用いられるコネクタの一例を示す図である。 従来の接続構造を詳しく示した説明図である。

符号の説明

１０ インジェクタ
１４ インジェクタコネクタ
１８ 接続パイプ
２０ 樹脂チューブ
２１ 環状突起
２４ 直付け組付品

Claims (3)

1. 燃料輸送を行う樹脂チューブを燃料噴射を行うインジェクタに対して連結するためのインジェクタコネクタと該樹脂チューブとの接続構造であって、
   前記インジェクタコネクタを、前記インジェクタに嵌合する凹部を有する形状とするとともに、前記樹脂チューブと接続する接続パイプと、該インジェクタコネクタとは別体をなすボルトにて固定される部分とを一体に備えた構成となし、
   前記インジェクタコネクタに備えた前記接続パイプを前記樹脂チューブに直接圧入して、それらインジェクタコネクタと樹脂チューブとをコネクタを介することなく直接抜止状態に接続してあることを特徴とする樹脂チューブとインジェクタコネクタとの接続構造。
2. 請求項１において、前記接続パイプの外周面に、先端が鋭角に尖った形状をなして前記圧入方向とは反対方向に向いた断面鋸歯状の環状突起を形成して、該環状突起を前記圧入により前記樹脂チューブの内面に食い込ませ抜止めをなしてあることを特徴とする樹脂チューブとインジェクタコネクタとの接続構造。
3. 請求項１，２の何れかにおける前記インジェクタコネクタと樹脂チューブとを予め互いに接続状態に一体に組み付けて成る直付け組付品。

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