JP4634294B2 - フューエルデリバリパイプ - Google Patents

Description

本発明は、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への噴射或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）を介して噴射供給するためのフューエルデリバリパイプの改良に関するものである。

従来、複数のインジェクタを設けてエンジンの複数の気筒にガソリン等の燃料を供給するフューエルデリバリパイプが知られている。このフューエルデリバリパイプは、床下配管を介して燃料タンクから供給された燃料を、複数のインジェクタから順次、エンジンの複数の吸気管又は気筒内に噴射し、この燃料を空気と混合し、この混合気を燃焼させることによってエンジンの出力を発生させている。

そして、このフューエルデリバリパイプは、燃料タンクから燃料が余分に供給された場合、その余分の燃料を圧力レギュレーターにより燃料タンクに戻す回路を有する方式であるリターンタイプと、余分の燃料を燃料タンクに戻す回路を持たないリターンレスタイプとが存在する。そして最近は、コストの低減や燃料タンクのガソリン温度の上昇を防止する等の目的で、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプが多く用いられている。

このリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプは、余分な燃料を燃料タンクに戻す配管がないため、エンジンの吸気管又は気筒へのインジェクタからの燃料噴射によってフューエルデリバリパイプの内部が減圧されると、この急激な減圧と、燃料噴射の停止によって生じる圧力波が、フューエルデリバリパイプの内部に圧力脈動を生じさせるものとなる。この圧力脈動は車内に騒音として伝播され、この騒音が運転者や乗車者に不快感を与えるものとなるため、圧力脈動を低減させる目的で、特許文献１に示す如く、フューエルデリバリパイプに圧力脈動を吸収し得る、脈動吸収機能を備えたものが提案されている。

これらの圧力脈動吸収機能を有するフューエルデリバリパイプは、連通管に可撓性のアブゾーブ壁面を形成し、燃料噴射に伴って発生する圧力を受けてアブゾーブ壁面が撓み変形することによって、圧力脈動を吸収低減し、フューエルデリバリパイプ、その他の部品の振動による異音の発生を防止可能とするものである。

しかしながら、特許文献１に示すフューエルデリバリパイプは、アブゾーブ壁面の可撓性が大きくなると、噴射ノズルのスプールが弁座に着座する際に発生する高周波域の放射音が増幅され易いものとなるため、より大きな高周波域の放射音がフューエルデリバリパイプの周囲に伝達・伝播・放射されるものとなる。そのため、特許文献１に記載の如く連通管にアブゾーブ壁面を備えたフューエルデリバリパイプにおいては、この高周波域の放射音による騒音の問題が生じていた。

そこで、連通管にアブゾーブ壁面を有するフューエルデリバリパイプにおいて、高周波域の放射音を低減するために、特許文献２に示す如く、アブゾーブ壁面に平板状の板材をアブゾーブ壁面の長さ方向とは交差方向に密着固定することにより、上記アブゾーブ壁面の剛性を高め、フューエルデリバリパイプから放射される高周波域の騒音を低減するとともに、燃料の脈動圧と衝撃波をアブゾーブ壁面の撓みによって低減することを目的としたフューエルデリバリパイプが公知となっている。
特開２０００−３２９０３１号公報 特開２００４−３４２２号公報

しかしながら、特許文献２に示す如きフューエルデリバリパイプは、内圧付加時に、アブゾーブ壁面と板材との、連通管の幅方向の境界部に引っ張り方向の応力集中が生じるため、この境界部においてアブゾーブ壁面に破損が危惧される。

そこで、本願発明は上記の如き課題を解決するため、アブゾーブ壁面により燃料圧力脈動を吸収しながら、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を低減可能とするとともに、内圧付加時において、アブゾーブ壁面に引っ張り方向の応力集中が生じにくいものとし、上記アブゾーブ壁面の破損を防止可能としたフューエルデリバリパイプを得ようとするものである。

本願発明は上述の如き課題を解決するものであって、ソケットを接続するための連通口を形成した幅広の外部壁と、この外部壁に対向して設けた幅広の内部壁と、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより、アブゾーブ壁面を備えるとともに、一体構造のパイプタイプであって、内部壁の幅方向中央付近に、断面く字型の内部壁中央折曲部を内方に突出して長さ方向に形成し、該内部壁中央折曲部に対応する位置の外部壁に、断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成した連通管を形成し、この連通管の内部壁の表面に、折曲部及び／又は湾曲部を形成して長さ方向中央部に膨出部を設けた橋架け部材を、この膨出部を外方に突出させて内部壁の軸方向とは交差方向に１個又は複数個配置し、この橋架け部材の連通管の幅方向両端部を内部壁の表面に、上記内部壁中央折曲部を介して接続固定するとともに、膨出部と内部壁との間に間隔を設けたものである。

また、連通管は、少なくとも一方の側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成したものであっても良い。

また、橋架け部材は、膨出部の中央部に平坦部を設けたものであっても良い。

また、橋架け部材は、膨出部の中央部に湾曲部を１箇所又は複数箇所設けたものであっても良い。

また、橋架け部材は、膨出部の両端に平坦な接続部を形成し、この接続部を連通管の内部壁の表面に面接触させて、内部壁に接続固定したものであっても良い。

また、橋架け部材は、接続部を延設して環状に形成し、この接続部を連通管の外周面に密着させたものであっても良い。

また、連通管は、橋架け部材の固定位置に対応する位置の側壁から外部壁にかけて、断面Ｌ字型の補助部材を密着固定したものであっても良い。

本願発明は上述の如く構成したものであって、連通管にアブゾーブ壁面を形成するとともに、このアブゾーブ壁面に橋架け部材を固定配置することにより、上記アブゾーブ壁面により燃料圧力脈動を吸収しながら、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を低減可能とするとともに、上記橋架け部材に、折曲部及び／又は湾曲部を形成して膨出部を設けることにより、この折曲部及び／又は湾曲部が内圧付加時に発生するアブゾーブ壁面の引っ張り方向への応力を吸収して応力集中を生じにくいものとするため、アブゾーブ壁面の破損を防止可能とするものである。

本願発明の実施例１を図１及び図２に於いて説明すると、(１)は内部に燃料通路(２)を設けた連通管であって、フラップ片のない一体構造のパイプタイプの素管を外面から押圧等によって扁平な略直方体状に変形して平坦状の可撓性を有するアブゾーブ壁面(３)を形成し、このアブゾーブ壁面(３)によって燃料圧力脈動の吸収を可能なものとしている。尚、本実施例１では一体構造のパイプタイプの素管を用いて連通管(１)を形成しているが、他の異なる実施例においては、２つの断面コ字型又は断面Ｌ字型の部材をプレス成形して端面をつきあわせ、レーザー溶接、ろう付けなどにより連通管(１)を一体的に形成したものであっても良い。

また、上記連通管(１)は、幅広の外部壁(４)と、この外部壁(４)と対向して配置された同一幅の内部壁(５)と、外部壁(４)と内部壁(５)とを一体的に接続する幅狭の両側壁(６)とにより形成している。そして、上記内部壁(５)の幅方向中央付近に、断面く字型の内部壁中央折曲部(７)を内方に突出して長さ方向に形成するとともに、この内部壁中央折曲部(７)に対応する外部壁(４)の幅方向中央付近に、断面く字型の外部壁中央折曲部(８)を外方に突出して長さ方向に形成している。

そして、上記連通管(１)の内部壁(５)の表面には、図１(ａ)に示す如く、この内部壁(５)の長さ方向の中央に橋架け部材(１０)を１箇所固定配置している。この橋架け部材(１０)は、長方形の板材を幅方向に折曲して複数の折曲部(１１)を形成することにより、長さ方向中央に平坦部(９)を設けた膨出部(１２)を形成している。また、この膨出部(１２)の両端には、平坦な接続部(１３)を形成している。そして、図１及び図２に示す如く、上記膨出部(１２)を外方に突出させた状態で、橋架け部材(１０)を内部壁(５)の表面に、内部壁(５)の軸方向とは交差方向である垂直方向に配置するとともに、この橋架け部材(１０)の接続部(１３)を内部壁(５)の表面に面接触させて接続固定する。これにより、図１(ｂ)及び図２に示す如く内部壁(５)の表面と橋架け部材(１０)との間に間隔が形成されるものとなる。

上記の如く、連通管(１)の内部壁(５)の表面に橋架け部材(１０)を固定配置することにより、アブゾーブ壁面(３)である内部壁(５)の撓みが若干抑制されるため、高周波域の放射音の増幅が抑えられ、この高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を低減することができる。また、橋架け部材(１０)には折曲部(１１)を設けていることから、この折曲部(１１)が、アブゾーブ壁面(３)の変形を抑制するため、内部壁中央折曲部(７)の橋架け部材(１０)に被覆された部分に発生する引っ張り方向の歪みが減少する。そのため、アブゾーブ壁面(３)における一定箇所への応力集中を生じにくくすることが可能となるとともに、橋架け部材(１０)に被覆されない他の内部壁中央折曲部(７)部分の引っ張り方向の歪みも同時に減少させることができ、アブゾーブ壁面(３)の破損を防止することができる。

そして、本発明の効果を確認するため、内圧付加時における内部壁(５)の最大応力値について、本実施例１と、従来例として図１０及び図１１に示す比較例１、２とで比較実験を行った。この比較実験は、ＦＥＭ（有限要素法：Finit Element Method）によって、内圧変形解析結果である応力値（最大主応力）を導き出すものである。そこで、このＦＥＭ解析を行うにあたり、本実施例１と比較例１、２とで所定箇所の形状、大きさ等を共通のものとし、その条件は以下の通りとした。

まず、比較例１及び２の連通管(５３)を実施例１の連通管(１)と同様の形状とするため、図１０及び図１１に示す如く、幅広の外部壁(５４)及び内部壁(５５)、そして外部壁(５４)と内部壁(５５)とを一体的に接続する幅狭の両側壁(５６)とにより形成するとともに、上記内部壁(５５)には内部壁中央折曲部(５７)を、また、外部壁(５４)には外部壁中央折曲部(５８)をそれぞれ長さ方向に形成している。また、比較例２の連通管(５３)の内部壁(５５)には、図１１(ｂ)に示す如く、厚さ２．３ｍｍの平板状の板材(６０)を、内部壁(５５)の長さ方向中央に内部壁(５５)の軸方向とは垂直方向に密着固定している。

そして、本実施例１、及び比較例１、２の連通管(１)(５３)の形成幅を、内部壁中央折曲部(７)(５７)及び外部壁中央折曲部(８)(５８)を形成した状態で３１．０ｍｍ、形成長さを２６６ｍｍ、及び形成高さを２１．３ｍｍとするとともに、これらの連通管(１)(５３)の板厚を１．０ｍｍとしている。また、連通管(１)(５３)の内部壁(５)(５５)の表面と外部壁(４)(５４)の表面との間の形成幅を１０．５ｍｍとするとともに、連通管(１)(５３)の両端には厚さ１．２ｍｍの平板状のキャップ(１４)(６１)を固定している。

そして、これらの連通管(１)(５３)の外部壁(４)(５４)には、長さ方向中央から両端方向に４０ｍｍ、及び１２０ｍｍの位置に、連通管(１)(５３)の連通口を介して接続した直径１６ｍｍのソケット(１５)(６２)を、合計４箇所形成している。また、連通管(１)(５３)の一側には、連通管(１)(５３)の長さ方向中央から両側方向に８６．０ｍｍの位置に、一対の係止具(１６)(６３)を連通管(１)(５３)の軸方向とは垂直方向に突出固定している。また、本実施例１の内部壁(５)に固定配置した橋架け部材(１０)の板厚を１．２ｍｍとするとともに、この橋架け部材(１０)の平坦部(９)及び接続部(１３)の形成幅を５ｍｍとしている。

そして、上記の如く形成した本実施例１及び比較例１と２についてＦＥＭ解析を行った結果、比較例１の内部壁中央折曲部(５７)に発生する最大応力値を基準とした場合、比較例２の内部壁中央折曲部(５７)に発生する最大応力値は９３％の増加であったのに対し、実施例１の内部壁中央折曲部(７)に発生する最大応力値は２５％の増加にとどまった。この結果より、本実施例１の如く、連通管(１)の内部壁(５)に橋架け部材(１０)を固定配置するととにより、この橋架け部材(１０)の折曲部(１１)が、弾性変形を伴うアブゾーブ壁面(３)の内部壁中央折曲部(７)の橋架け部材(１０)に被覆された部分における変形を抑制するため、内部壁中央折曲部(７)に発生する引っ張り方向の歪みが減少する。これにより、上記アブゾーブ壁面(３)に生じる最大応力値を低減することが可能であることが確認できた。

また、前記実施例１では、連通管(１)に橋架け部材(１０)のみを固定配置しているが、本発明の実施例２では、図３(ａ)(ｂ)に示す如く、連通管(１)に橋架け部材(１０)を固定配置するとともに、図４に示す如く、橋架け部材(１０)の両端に形成した接続部(１３)の延長方向に、連通管(１)の側壁(６)から外部壁(４)にかけて一対の断面Ｌ字型の補助部材（１７）をそれぞれ密着固定している。このように補助部材(１７)を連通管(１)に固定配置することにより、アブゾーブ壁面(３)である内部壁(５)の撓みが若干抑制されるため、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を低減することができる。

そして、本実施例２についても、上記実施例１と同様にＦＥＭ解析を行った結果、上記比較例１の内部壁中央折曲部(５７)に発生する最大応力値に対して、実施例２の内部壁中央折曲部(７)に発生する最大応力値は同等のものであった。この結果から、連通管(１)に橋架け部材(１０)を固定配置するとともに補助部材(１７)を密着固定することにより、連通管(１)に橋架け部材(１０)を固定配置しない場合と同様の、内部壁中央折曲部(７)に発生する最大応力値を得ることができることが明らかとなった。そのため、橋架け部材(１０)の折曲部(１１)が、内部壁中央折曲部(７)の橋架け部材(１０)に被覆された部分におけるアブゾーブ壁面(３)の変形を抑制するため、内部壁中央折曲部(７)の橋架け部材(１０)に被覆された部分に発生する引っ張り方向の歪みが減少し、上記アブゾーブ壁面(３)に生じる最大応力値を低減可能とすることが確認できた。従って、アブゾーブ壁面(３)における一定箇所への応力集中を生じにくくすることが可能となるとともに、橋架け部材(１０)に被覆されない他の内部壁中央折曲部(７)部分の引っ張り方向の歪みも同時に減少させることができ、本実施例２においても、引っ張り方向への応力集中によるアブゾーブ壁面(３)の破損を防止することができる。

尚、本実施例２では、連通管(１)の橋架け部材(１０)を介して２箇所に一対の断面Ｌ字型の補助部材(１７)を密着固定しているが、他の異なる実施例では、この補助部材(１７)を連通管(１)のどちらか１箇所にのみ設けることも可能である。

また、上記実施例１及び２では、橋架け部材(１０)の両端に設けた接続部(１３)を、内部壁(５)にのみ密着固定しているが、本願発明の実施例３では、接続部(１３)を上記実施例１及び２のものより延設し、図５(ａ)(ｂ)に示す如く、橋架け部材(１０)を内部壁(５)の表面に配置するとともに、接続部(１３)を内部壁(５)及び両側壁(６)に密着させて、この接続部(１３)の両端を外部壁(４)の表面にそれぞれ固定配置している。このように橋架け部材(１０)を連通管(１)に固定配置することにより、アブゾーブ壁面(３)である内部壁(５)の撓みが若干抑制されるため、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を低減することができる。また、橋架け部材(１０)の折曲部(１１)が、内部壁中央折曲部(７)の橋架け部材(１０)に被覆された部分におけるアブゾーブ壁面(３)の変形を抑制するため、このアブゾーブ壁面(３)に生じる最大応力値が低減可能となる。従って、アブゾーブ壁面(３)における一定箇所への応力集中を生じにくくすることが可能となるとともに、橋架け部材(１０)に被覆されない他の内部壁中央折曲部(７)部分の引っ張り方向の歪みも同時に減少させることができ、アブゾーブ壁面(３)の破損を防止することができる。

また、前記実施例３では、橋架け部材(１０)の接続部(１３)を延設し、この接続部(１３)を連通管(１)の内部壁(５)、両側壁(６)及び外部壁(４)に密着させるとともに、この接続部(１３)の両端を外部壁(４)の両側にそれぞれ固定配置しているが、本願発明の実施例４では、接続部(１３)を前記実施例３のものよりも更に延設し、図６(ａ)(ｂ)に示す如く、接続部(１３)を内部壁(５)、両側壁(６)、及び外部壁(４)の全体に密着させるとともに、この接続部(１３)の両端を繋ぎ合わせて接続固定している。このように接続部(１３)を密着固定することにより、連通管(１)に橋架け部材(１０)が環状に固定配置されるものとなるため、アブゾーブ壁面(３)の撓みが若干抑制され、アブゾーブ壁面(３)である内部壁(５)の撓みが若干抑制され、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を更に低減することができる。

また、上記実施例１〜４では、橋架け部材(１０)を長尺な板状に形成して連通管(１)に固定配置しているが、本発明の実施例５では、橋架け部材(１０)を環状に形成している。この橋架け部材(１０)は、図７(ａ)(ｂ)に示す如く、折曲部(１１)を形成して膨出部(１２)を１箇所設けるとともに、この膨出部(１２)の両端に平坦な接続部(１３)を形成している。そしてこのように形成した橋架け部材(１０)の膨出部(１２)を内部壁(５)に配置するとともに、接続部(１３)を連通管(１)の内部壁(５)、両側壁(６)及び外部壁(４)に連続して環状に密着固定している。このように橋架け部材(１０)を環状に形成して連通管(１)に密着することにより、アブゾーブ壁面(３)の撓みが若干抑制されるため、高周波域の放射音の発生・伝達・伝播・放射を更に低減することができる。

また、上記実施例１〜５では、連通管(１)の両側壁(６)を平坦に形成しているが、本願発明の実施例６では図８(ａ)(ｂ)に示す如く、連通管(１)の両側壁(６)の幅方向中央に、外方向への外方折曲部(１８)を長さ方向に形成している。このように、両側壁(６)に外方折曲部(１８)を形成することにより、内部壁(５)の変形に伴う外部壁(４)の変形により、ソケット(１５)と外部壁(４)とのソケット接続部(２４)に発生する引っ張り方向への応力を低減することが可能となる。

また、内部壁(５)に設けた橋架け部材(１０)の中央部には、湾曲部(２０)を１箇所形成しており、この湾曲部(２０)が、内圧付加時におけるアブゾーブ壁面(３)の変形を抑制するため、このアブゾーブ壁面(３)に生じる最大応力値を低減することができる。そのため、アブゾーブ壁面(３)における一定箇所への応力集中を生じにくくすることが可能となり、アブゾーブ壁面(３)の破損を防止することができる。

(ａ)は実施例１を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ線断面図。 図１(ｂ)の拡大図。 (ａ)は実施例２を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＢ−Ｂ線断面図。 図３(ｂ)の拡大図。 (ａ)は実施例３を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＣ−Ｃ線断面図。 (ａ)は実施例４を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＤ−Ｄ線断面図。 (ａ)は実施例５を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＥ−Ｅ線断面図。 (ａ)は実施例６を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＦ−Ｆ線断面図。 (ａ)は従来例である比較例１を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＸ−Ｘ線断面図。 (ａ)は従来例である比較例２を示すフューエルデリバリパイプの平面図。 (ｂ)は(ａ)のＹ−Ｙ線断面図。

１ 連通管
３ アブゾーブ壁面
４ 外部壁
５ 内部壁
６ 側壁
７ 内部壁中央折曲部
８ 外部壁中央折曲部
９ 平坦部
１０ 橋架け部材
１１ 折曲部
１２ 膨出部
１３ 接続部
１５ ソケット
１７ 補助部材
１８ 外方折曲部
２０ 湾曲部

Claims (7)

1. ソケットを接続するための連通口を形成した幅広の外部壁と、この外部壁に対向して設けた幅広の内部壁と、この外部壁と内部壁とを一体的に接続する幅狭の両側壁とにより、アブゾーブ壁面を備えるとともに、一体構造のパイプタイプであって、内部壁の幅方向中央付近に、断面く字型の内部壁中央折曲部を内方に突出して長さ方向に形成し、該内部壁中央折曲部に対応する位置の外部壁に、断面く字型の外部壁中央折曲部を外方に突出して長さ方向に形成した連通管を形成し、この連通管の内部壁の表面に、折曲部及び／又は湾曲部を形成して長さ方向中央部に膨出部を設けた橋架け部材を、この膨出部を外方に突出させて内部壁の軸方向とは交差方向に１個又は複数個配置し、この橋架け部材の連通管の幅方向両端部を内部壁の表面に、上記内部壁中央折曲部を介して接続固定するとともに、膨出部と内部壁との間に間隔を設けたことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
2. 連通管は、少なくとも一方の側壁の幅方向中央付近に外方向への外方折曲部を長さ方向に形成したことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
3. 橋架け部材は、膨出部の中央部に平坦部を設けたことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
4. 橋架け部材は、膨出部の中央部に湾曲部を１箇所又は複数箇所設けたことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
5. 橋架け部材は、膨出部の両端に平坦な接続部を形成し、この接続部を連通管の内部壁の表面に面接触させて、内部壁に接続固定したことを特徴とする請求項１、３、または４のフューエルデリバリパイプ。
6. 橋架け部材は、接続部を延設して環状に形成し、この接続部を連通管の外周面に密着させたことを特徴とする請求項５のフューエルデリバリパイプ。
7. 連通管は、橋架け部材の固定位置に対応する位置の側壁から外部壁にかけて、断面Ｌ字型の補助部材を密着固定したことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。

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