JP4479547B2 - 燃料クーラー取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を冷却する燃料クーラー取付構造に関する。

ディーゼルエンジン車（車両）では、良好な燃焼を得るために、コモンレールを用いた燃料噴射システムが多く採用されるようになった。同燃料噴射システムは、コモンレールに高圧で燃料を蓄圧して、燃料噴射弁（インジェクタ）から同燃料をエンジンの燃焼室へ噴射するものである。

ところで、同システムは、リターンパイプを通じて、燃焼されなかった余りの燃料を燃料タンクへ戻すようにしているが、戻り燃料は、エンジンの高温部を通過するために、非常に高温になる。例えば夏季時には１００℃を越える場合もある。戻り燃料が高温化すると、燃料タンクの内圧を上昇させ、燃料噴射システムの燃料噴射性能に影響を与えてしまう（燃費：増大など）。

そこで、ディーゼルエンジン車では、車体下面に、主に空冷式の燃料クーラーを取付けて、燃料タンクへ戻る燃料を冷却し、燃料の高温化を抑えるようになった。こうした燃料クーラーの取付けには、車体の下面に、直接、燃料クーラーの取り付ける構造、具体的には特許文献１に示されるように、燃料クーラーの各部をボルト止めで固定する構造が採用されている。
特願２００４−２７９８８号公報

ところで、自動車の車体は、走行中、ねじれたり、ゆがんだりするなどの挙動が生ずる。特に車体の下面は、こうした車体のねじれ、ゆがみが顕著に表れる。

ところが、燃料クーラーを車体下面に直付けする構造は、車体で生じるねじれ、ゆがみが、直接、燃料クーラー自体へ伝わる。このため、燃料クーラーは、車体のねじれ、ゆがみなどの入力を受けて変形するおそれがある。特に、燃料クーラーが、高い冷却効率をもたらすアルミ製やアルミ合金製などでは、変形が生じやすい（材質：軟のため）。

本発明の目的は、車体のねじれ、ゆがみなど車体下面からの入力から、車体下面に取付けた燃料クーラーの変形が防げる燃料クーラー取付構造を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車体の下面に配設される燃料クーラーと、前記燃料クーラーの下面を覆うようにして前記車体下面に固定されるブラケットとを備え、前記燃料クーラーは、前記ブラケットを介して前記車体下面に取付けられ、前記ブラケットの前記車体に対する取付け、あるいは前記燃料クーラーの前記ブラケットに対する取付けが２点止めで行なわれる構成にした。

同取付けより、燃料クーラーは、ブラケットが介在するために、車体からのねじれ、ゆがみといった入力の多くが、ブラケットの変形で吸収され、燃料クーラーへ伝わるのが抑制される。

請求項２に記載の発明は、上記目的を達成するために、車体の下面に配設される燃料クーラーと、前記燃料クーラーの下面を覆うようにして前記車体下面に固定されるブラケットとを備え、前記燃料クーラーは、前記ブラケットを介して前記車体下面に取付けられ、前記ブラケットの前記車体に対する取付け、および前記燃料クーラーの前記ブラケットに対する取付けが２点止めで行なわれるとともに、かつ前記ブラケットを固定する２箇所を結ぶ直線と前記燃料クーラーを固定する２箇所とが平面視において交差している構成にした。

請求項３に記載の発明は、さらに、前記ブラケットには、通気孔が形成される構成にした。

請求項１に記載の発明によれば、燃料クーラーと車体下面とに間に介在されるブラケットの変形によって、車体のねじれ、ゆがみなど車体から燃料クーラーへ伝わる入力を吸収させることができる。

それ故、車体下面から燃料クーラーへ伝わる入力を低減させることができ、車体入力から燃料クーラーの変形を防ぐことができる。

しかも、燃料クーラーの下面を覆うブラケットにより、車両の走行中、路面などから飛び出る飛び石から燃料クーラーが保護できる利点がある。

請求項２に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、ブラケットあるいは燃料クーラーを２点止めするという固定箇所を抑えた簡単な構造により、ブラケットの変形がもたらす車体入力の吸収、さらには２点止めがもたらす逃げ作用（２つの固定点を結んだ線を支点としてブラケットあるいは燃料クーラーが振れて車体入力を逃がすという作用）で、効果的に車体から燃料クーラーへ伝わる入力を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、ブラケットおよび燃料クーラーを２点止めするという固定箇所を抑えた簡単な構造で、ブラケットの変形がもたらす車体入力の吸収、さらにはブラケットの２点止めがもたらす逃げ作用（２つの固定点を結んだ線を支点としてブラケットが振れて車体入力を逃がすという作用）、さらには同ブラケットでは逃がし切れない方向の車体入力を燃料クーラーの２点止めがもたらす逃げ作用（ブラケットの固定点をむすぶ線とは交差する燃料クーラーの２つの固定点を結んだ線を支点とした燃料クーラーの振れで車体入力を逃がす作用）の相乗により、どのような方向の車体入力に対しても効果的に車体から燃料クーラーへ伝わる入力を低減することができる。

請求項４に記載の発明によれば、さらに上記効果に加え、車体入力の低減や飛び石を防ぐブラケットを流用して、燃料クーラーからの熱気を速やかに外気へ放出でき、燃料クーラーの熱交換性能を高めることができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明を図１〜図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。

図１は、燃料クーラー１５を搭載した車両、例えばディーゼルエンジン車の一部を示している。

同ディーゼルエンジン車を説明すると、１は車体、２は、同車体１のフロント側に形成されたエンジンルーム、３は、同エンジンルーム２に収められたディーゼルエンジンを示す。

ディーゼルエンジン３には、例えばコモンレール式の燃料噴射システム５が設けられている。同システム５には、ディーゼルエンジン３の気筒毎に装備された電子制御式の燃料噴射弁６から、レール状の蓄圧部７、高圧燃料供給ポンプ８（求められる燃料の蓄圧圧力を確保するための機器）を介して、燃料タンク（図示しない）へ至る燃料供給系９と、燃料噴射弁６から燃料タンク（図示しない）へ至る燃料戻り系１０とを組み合わせた構成が用いられる。なお、１１は、燃料タンク（図示しない）から蓄圧部７に配管された燃料供給パイプ、１２は、燃料噴射弁６のリターン部（図示しない）から燃料タンク（図示しない）に配管されたリターンパイプを示す。この燃料噴射システム５により、ディーゼルエンジン３の運転状態に応じて、燃料噴射弁６（インジェクタ）から蓄圧部７に蓄圧された高圧燃料を燃焼室へ噴射する。また燃焼に供されなかった余りの燃料は、リターンパイプ１２を通じて、燃料タンク（図示しない）へ戻すようにしてある。

一方、車体１の下面には、燃料クーラー１５が取り付けられている。この車体下面に設置した燃料クーラー１５の詳細が、図２の側断面図、図３の平面図に示されている。また同燃料クーラー１５の取付構造の詳細が、図４の分解斜視図に示されている。

図２〜図４を参照して、燃料クーラー１５の取付構造を説明すると、燃料クーラー１５は、例えば図２および図４に示されるようにアルミ製の内部が中空の帯板状の本体部１６と、同本体部１６の一端部両側に設けたノズル状の入口部１７および出口部１８とをもつ。本体部１６の中空部には、入口部１７と出口部１８との間をむすぶ流路１９（図２だけに図示）が形成されている。本体部１６の一側面には、長手方向に延びる多数枚の放熱フィン２０が一体に形成されていて、空冷式としている。また本体部１６の両側部（幅方向）には、それぞれ設置用の脚部２１，２２が設けられている。脚部２１，２２は、いずれも幅方向に張り出す例えばＬ形の据付金具から形成されている。具体的には、脚部２１，２２のうちの一方、例えば脚部２１が本体部１６の一方の端に近い地点に配置され、脚部２２は逆に本体部１６の他方の端に近い地点に配置されている。これにより、燃料クーラー１５は、本体部１６を幅方向斜めの方向から挟んだ２点止めで固定される構造にしている。

このように構成された燃料クーラー１５が、図２に示されるように車体１の下面１ａに、フィン２０側を下側に向け、長手方向を車体１の前後方向に向けた姿勢で配置してある。

一方、図２〜図４中、２５は、燃料クーラー１５を車体１に固定するためブラケットである。ブラケット２５は、例えば板金製で、帯板状のカバー部２６と、同カバー部２６の各端部中央からそれぞれＬ形に突き出た脚部２７，２７を有している。カバー部２６は、本体部１６のフィン側の側面形状にならう平板形状に形成されている。脚部２７，２７のうち一方、フロント側（車体１）の脚部２７は、例えばカバー部２６の端側のほぼ全体を覆う板状をなし、同板状部２８の先端中央から局所的に固定座２９が突き出た形状をなしている。残るリヤ側（車体１）の脚部２７は、カバー部２６の端部中央から突き出た帯板状部３０から形成され、帯板状部３０の先端部を固定座３１としている。

またカバー部２６の両側部には、燃料クーラー１５の各脚部２２と対応する地点に、それぞれクーラー支持用の支持座３３，３４が形成されている。これら支持座３３，３４には、例えば予め締結部品、例えばボルト部材３５が組み付けてある。

ブラケット２５は、図２〜図４に示されるようにカバー部２６が、燃料クーラー１５の下面（放熱フィン２０側）を覆い、各脚部２７，２７が、車体１の下面１ａにそれぞれ形成してある設置座３６，３７に位置決められて、車体１の下面１ａに配置してある。

そして、合致する各支持座３３，３４（ブラケット２５）と各脚部２１，２２（燃料クーラー１５）とが、ボルト部材３５へねじ込まれるナット部材３８で締結（固定）されている。この２点止めで、燃料クーラー１５はブラケット２５に固定させてある。また合致する各固定座２９，３１（脚部２７，２７）と各設置座３６，３７（車体１）とは、締結、例えば設置座３６，３７に予め組付けてあるナット部材３９（図２のみ図示）へボルト部材４０をねじ込むことで締結（固定）されている。この２点止めで、燃料クーラー１５は、ブラケット２５を介して車体１の下面１ａに固定してある。こうした固定の仕方により、燃料クーラー１５のブラケット２５に対する２つの固定箇所を結ぶ直線αと，ブラケット２５の車体１に対する２つの固定箇所を結ぶ直線β（いずれも図３のみ図示）とを、平面視において互いに交差する位置関係に定めている。なお、図３中のθは交差した角度を示す。この固定構造により、車体１の下面１ａから燃料クーラー１５へ伝わる入力（ねじれ、ひずみなど）が、ブラケット２５自身、さらには交差する各直線α，βを支点とした各燃料クーラー１５，ブラケット２５の逃げ（回動変位）で、吸収されるようにしている。

ブラケット２５のカバー部２６の板面には、複数の通気孔４１が形成されていて、外気を取り込みやすく、また燃料クーラー１５の熱気が大気中へ放出されやすくして、冷却効果を向上させている。

なお、図２〜図４において、４２は、ブラケット２５の剛性強度を高めるために、ブラケット２５の幅方向中央に、具体的には一方の脚部２７からカバー部２６を経て他方の脚部２７に形成したバックボーン形の凹部を示し、４３は、カバー部２６の一端側に結合（例えばボルトナット４４による）されて、カバー部２６から張り出す入口部１７、出口部１８を下側から覆う板状のプロテクタ、４５は同プロテクタに形成した複数の通気孔を示す。

また、燃料クーラー１５を車体１に取付けるときを説明すると、このときには、まず、燃料クーラー１５をブラケット２５に組み付ける作業から行なう。これには、燃料クーラー１５を、カバー部２６内面に放熱フィン２０が向き合い、支持座３３，３４に脚部２１，２２が重なり合うように、ブラケット２５内に収める。その後、脚部２１，２２を貫通したボルト部材３５端にナット部材３８を螺合して、支持座３３，３４と脚部２１，２２とを締結（固定）する。これにより、燃料クーラー１５はブラケット２５に固定される。

ブラケット２５の組み付けを終えたら、ブラケット２５の固定座２９，３１を、車体１の下面に形成されている設置座３６，３７に重ね合わせる。その後、固定座２９，３１から、ボルト部材４０を、設置座３６，３７に予め取着して有るナット部材３９へねじ込む。これにより、燃料クーラー１５は、ブラケット２５を介して、間接的に車体１の下面１ａに固定される。これで、燃料クーラー１５は、下面（放熱フィン２０側）がブラケット２５で覆われるように車体１に組み付けられる。

その後、燃料クーラー１５の入口部１７および出口部１８に、リターンパイプ１２の入側をなすパイプ部材１２ａ、同じく出側をなすパイプ部材１２ｂを接続して、リターンパイプ１２の経路を形成する。さらにブラケット２５にプロテクタ４３をボルト止めして、入・出口部１７，１８とパイプ部材１２ａ，１２ｂの接続部分を下側から覆い保護すれば、燃料クーラー１５の取付けを終える。これにより、燃料噴射弁６から燃料タンクへ戻る高温の燃料は、リターンパイプ１２中の燃料クーラー１５で冷却されるようになる。

このような構造で燃料クーラー１５を車体１の下面１ａに取付けるようにすると、例えば走行中、車体下面に生じる車体のねじれ、ゆがみなどの入力は、車体下面から燃料クーラー１５までの途中に有るブラケット２５の各部の変形にて吸収される。

これにより、燃料クーラー１５へ伝わる車体１からの入力は低減され、同入力を要因とした燃料クーラー１５の変形が防げる。

特にブラケット２５、燃料クーラー１５の固定に際し、ブラケット２５および燃料クーラー１５を２点で止め、それぞれ２点止めがなす直線α，βを交差するように固定すると、ブラケット２５の変形がもたらす入力の吸収だけでなく、ブラケット２５、燃料クーラー１５の２点止めがもたらす逃げ作用により、格段に燃料クーラー１５へ伝わる入力を低減できる。この点を説明すると、ブラケット２５、燃料クーラー１５は、いずれも２点止めで固定してあるので、２つの固定箇所を結ぶ直線α，直線βを支点としたそれぞれの逃げ作用により、車体下面からの入力が逃がせる。そして、これら直線α，βが互いに交差する位置関係、特に直線αは車体前後方向、直線βは車体幅方向に配置することにより、ブラケット２５の逃げ作用では逃がし切れない方向の車体入力は、燃料クーラー１５の逃げ作用で吸収が逃がせる。これにより、どのような方向の車体入力に対しても、燃料クーラー１５へ伝わる入力は低減される。

こうした逃げ作用（吸収）とブラケット２５自身の変形による入力吸収とが相乗して、燃料クーラー１５の取付構造に、高い入力吸収性能をもたらしている。

しかも、ブラケット２５は、燃料クーラー１５の下面を覆う構造なので、自動車の走行中、路面などから飛び出る飛び石から燃料クーラー１５を保護できる。そのうえ、ブラケット２５には通気孔４１を設けたので、燃料クーラー１５からの熱気を速やかに大気へ放出させることができる。特に、燃料クーラー１５の下面を覆うカバー部２６に通気孔４１を設けると、ブラケット２５の機能を損なわずに、燃料クーラー１５の熱交換性を高められる。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態は、第１の実施形態のようにブラケット２５の車体１に対する取付けおよび燃料クーラー１５のブラケット２５に対する取付けの双方を２点止めするではなく、ブラケット２５の車体１に対する取付け、燃料クーラー１５のブラケット２５に対する取付けのいずれか一方、ここではブラケット２５だけを２点止めで車体１の下面１ａに取付けるようにしたものである。

詳しくは、ブラケット２５の車体１に対する取付けには、第１の実施形態と同じ２点止め構造が用いてある（車体前後方向端の２点を固定）。また燃料クーラー１５のブラケット２５に対する取付けには、例えばＬ形の据付金具からなる脚部５０を３箇所に設け、ブラケット２５のカバー部２６に支持座５１を３箇所に設けた構造が用いられている。具体的には、脚部５０は、例えば燃料クーラー１５の本体部１６の幅方向を挟んだ一側部の中央の地点と、他側部の両端側の各地点との３箇所に設けられる。支持座５１は、脚部５０と対応したカバー部２６の両側部の各地点に形成されていて、両者が第１の実施形態と同じボルト締めにより締結される構造にしてある。つまり、燃料クーラー１５のブラケット２５に対する取付けは３点止めが用いてある。

こうしたブラケット２５だけを２点止め（車体前後方向）とした構造でも、第１の実施形態と同様、２つの固定個所を結ぶ直線を支点とした逃げにより、車体１から燃料クーラー１５へ伝わる入力を低減できる。

但し、第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。

また、第２の実施形態は、ブラケット２５を２点止めで取付けたが、これに限らす、燃料クーラー１５をブラケット２５に３点止めで取付ける場合にも、同様な効果を奏する。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、アルミ製の燃料クーラーを用いた例を挙げたが、これに限らず、他の構造の燃料クーラーを用いる構造に本発明を適用してもよい。

本発明の第１の実施形態の要部となる燃料クーラーを取付けた車両を示す側面図。 燃料クーラーの取付構造を拡大して示す側断面図。 同じく平面図。 燃料クーラーの取付構造の詳細を示す分解斜視図。 本発明の第２の実施形態の要部となる燃料クーラーの取付構造を示す分解斜視図。

符号の説明

１…車体、５…燃料クーラー、２１，２２…脚部、２５…ブラケット、２６…カバー部、２７…脚部、３３，３４…支持座、４１…通気孔、α，β…直線。

Claims (3)

1. 車体の下面に配設される燃料クーラーと、
   前記燃料クーラーの下面を覆うようにして前記車体下面に固定されるブラケットとを備え、
   前記燃料クーラーは、前記ブラケットを介して前記車体下面に取付けられ、
   前記ブラケットの前記車体に対する取付け、あるいは前記燃料クーラーの前記ブラケットに対する取付けが２点止めで行なわれることを特徴とする燃料クーラー取付構造。
2. 車体の下面に配設される燃料クーラーと、
   前記燃料クーラーの下面を覆うようにして前記車体下面に固定されるブラケットとを備え、
   前記燃料クーラーは、前記ブラケットを介して前記車体下面に取付けられ、
   前記ブラケットの前記車体に対する取付け、および前記燃料クーラーの前記ブラケットに対する取付けが２点止めで行なわれるとともに、かつ前記ブラケットを固定する２箇所を結ぶ直線と前記燃料クーラーを固定する２箇所とが平面視において交差していることを特徴とする燃料クーラー取付構造。
3. 前記ブラケットには、通気孔が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料クーラー取付構造。

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