JP5535008B2 - 直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴エンジンに使用する高圧燃料デリバリパイプアセンブリに関する。

従来のこの種の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリとしては特許文献１（米国特許出願公開第２００９／０１４５５０４号明細書）に開示された直接噴射フューエルレールアセンブリがある。この直接噴射フューエルレールアセンブリの燃料分配管は、細長い円筒状の導管の一側にそれぞれ複数の第１及び第２の円弧面状凹部が形成されており、この第１及び第２の各円弧面状凹部にはそれぞれ円筒状の噴射弁ソケット及び取付ボスの外周面が密着されてろう付け固着されている。

米国特許出願公開第２００９／０１４５５０４号明細書（ＦＩＧ.１〜ＦＩＧ.４）

この特許文献１の技術では、円筒状の導管の一側に複数組の第１及び第２の各円弧面状凹部を形成し、これらの各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとをろう付け固着しているので、部品点数と加工工数が多くて製造コストが高くなる問題がある。また、円筒状の導管の各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとを位置の精度を高く固着しなければならないので、製造管理を厳重に行う必要があり、製造コストが高くなる問題がある。さらに、円筒状の導管の一側に各円弧面状凹部を形成する際および、導管の一側の各円弧面状凹部に噴射弁ソケットと取付ボスとをろう付けする際に導管が曲がって変形するおそれがあるので、噴射弁ソケットと取付ボスの位置の精度が低下するおそれがある。また、導管に形成した第１及び第２の各円弧面状凹部には、導管内に連通する開口が形成されているので、導管と噴射用ソケットまたは取付ボスとの間のろう付け部分に僅かな欠陥でもあると、各円弧面状凹部と噴射弁ソケットまたは取付ボスとの接合面のろう付け部から高圧燃料の漏れを生じるおそれがある。これを防ぐには、ろう付けの品質管理を厳重に行う必要があるので、製造コストがさらに増大するという問題がある。また、デリバリパイプ全体を鋳造または鍛造で行うことも考えられるが、燃料通路の形成は鍛造の場合は成形後にガンドリルにより、鋳造の場合は鋳抜きまたはガンドリルにより、デリバリパイプの全長にわたり同じ太さで形成する必要があり、燃料通路が太いものとなるので、取付ボスのオフセット量を小さくできないという問題がある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。

このために、本発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリは、高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される燃料通路を有するデリバリパイプアセンブリと、このデリバリパイプアセンブリに設けられてコントロールユニットにより開閉制御される燃料噴射弁が連結される複数のソケット部と、デリバリパイプアセンブリに設けられてこれをエンジンに取り付けるための取付孔を有する筒状をした複数の取付ボス部とを備えた直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、デリバリパイプアセンブリは、細長い柱状の本体部に複数のソケット部のうちの少なくとも１つと複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックと、これら複数の複合ブロックを互いに連結する連結パイプとからなり、複合ブロックの本体部に長手方向に貫通するように形成した燃料通路を本体部の中心線に対し一方側にオフセットさせることにより、取付ボス部の取付孔を燃料通路と連通しないようにして中心線に接近させ、複数の複合ブロックは互いに隣り合う取付ボス部が中心線に対して互いに反対側となるように配置したことを特徴とするものである。

前項に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、連結パイプは円筒形状とし、複合ブロックの本体部の軸線方向の端部には連結パイプを嵌合する円形の取付座を同心的に形成し、複数の複合ブロックの本体部と複数の連結パイプとを一直線上に交互に直列配置し、複合ブロックの取付座に連結パイプを嵌合させて一体的に固着してもよい。

直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの発明によれば、デリバリパイプアセンブリは、細長い柱状の本体部に複数のソケット部のうちの少なくとも１つと複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックと、これら複数の複合ブロックを互いに連結する連結パイプとからなり、複合ブロックの本体部に長手方向に貫通するように形成した燃料通路を本体部の中心線に対し一方側にオフセットさせることにより、取付ボス部の取付孔を燃料通路と連通しないようにして中心線に接近させており、各複合ブロックは一体的に形成されたソケット部と取付ボス部との間にろう付けによる接合部分がないので燃料漏れが生じにくくなる。また、取付ボス部をデリバリパイプアセンブリの中心線に接近させたので、デリバリパイプアセンブリの取付剛性が高くなって燃料圧の変動に伴う変形が小さくなり、ソケット部に嵌合される燃料噴射弁の嵌合部から燃料漏れが生じたり、そのような嵌合部に摩耗が生じることが少なくなる。また、複合ブロックにソケット部と取付ボス部とを一体的に形成したことにより、部品点数を少なくすること及びソケットと取付ボスとをろう付けするのに要する加工工数を減らすことができるので、製造コストを低く抑えることができる。また、複合ブロックにソケット部と取付ボス部とを一体的に形成したので、デリバリパイプにソケットと取付ボスとをろう付け固着したものと比べて強度を高くすることができ、また、ソケット部と取付ボス部の間の精度を高くすることができる。さらに、複数の複合ブロックは互いに隣り合う取付ボス部が中心線に対して互いに反対側となるように配置したので、軸線方向の両側に配置された取付ボス部により、エンジンに対するデリバリパイプアセンブリの取付剛性が一層高まり、ソケット部と燃料噴射弁との嵌合部からの燃料漏れおよびこのような嵌合部の摩耗を一層減少させることができる。

連結パイプは円筒形状とし、複合ブロックの本体部の軸線方向の端部には連結パイプを嵌合する円形の取付座を同心的に形成し、複数の複合ブロックの本体部と複数の連結パイプとを一直線上に交互に直列配置し、複合ブロックの取付座に連結パイプを嵌合させて一体的に固着したことにより、複合ブロックと連結パイプとは両部材の中心線に対して対象となる円周上で一体的に固着されることになり、複合ブロックと連結パイプとを容易に液密に連結できて燃料漏れが生じにくくなり、ろう付けに伴う変形も少なくなる。

本発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの一実施形態の全体構造を示す側面図である。 図１の底面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

本発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの一実施形態を図１〜図４により説明する。図１に示すように、この実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、直列４気筒の直噴型エンジンに用いられるものであり、４つ（複数）の複合ブロック１１（１１Ａ〜１１Ｄ）と、これら４つの複合ブロック１１Ａ〜１１Ｄを連結する３つ（複数）の連結パイプ１３（１３Ａ〜１３Ｃ）とからなる。この直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、複合ブロック１１Ａ〜１１Ｄと連結パイプ１３Ａ〜１３Ｃとに高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される燃料通路ｆａ、ｆｂを有している。

複合ブロック１１（１１Ａ〜１１Ｄ）は、細長い円柱状の本体部１２（１２Ａ〜１２Ｄ）と、本体部１２の中心の下側に一体的に形成されてコントロールユニットにより開閉制御される燃料噴射弁Ｉを連結するソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）と、本体部１２の側部に一体的に形成されてデリバリパイプアセンブリ１０をエンジンに取り付けるための取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とを備え、これらをロストワックス法による鋳造品あるいは型鍛造による鍛造品として、鉄またはステンレス材により成形したものである。複合ブロック１１の本体部１２には軸線方向の両端部（本体部１２Ａ〜１２Ｃの場合）または一端部（本体部１２Ｄの場合）に円形の取付座１２ａが同軸的に形成され、この両側の取付座１２ａの間（本体部１２Ａ〜１２Ｃの場合）または取付座１２ａと反対側となる端面の間（本体部１２Ｄの場合）には、本体部１２を長手方向に貫通する燃料通路ｆａが本体部１２の中心線に対し取付ボス部３０が形成された側と反対側にオフセットして形成されている。このオフセットにより、取付ボス部３０の取付孔３１は燃料通路ｆａと連通しないようにして本体部１２の中心線に接近されている。

ソケット部２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は有底略円筒形をしており、その軸線方向を本体部１２の軸線方向と直交する方向にして本体部１２の中心部の下側に一体的に形成されている。図３及び図４に示すように、ソケット部２０の内部は複合ブロック１１の燃料通路ｆａに連通している。このソケット部２０の中心孔には、燃料噴射弁ＩがＯリングによりシールされて液密に密閉された状態で連結される。

取付ボス部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）は、デリバリパイプアセンブリ１０をエンジンに固定するボルトを挿通するための円形の取付孔３１（３１Ａ〜３１Ｄ）を有する略円筒形をしている。取付ボス３０は、その軸線方向をソケット部２０の軸線方向と平行にして、本体部１２の中心線に対し燃料通路ｆａと反対側となる本体部１２の側部に一体的に形成されている。また、この実施形態では、各連結パイプ１３Ａ〜１３Ｄの互いに隣り合う取付ボス部３０Ａ〜３０Ｄは、デリバリパイプアセンブリ１０の中心線に対して互いに反対側となるように配置されている。

連結パイプ１３（１３Ａ〜１３Ｃ）は、複合ブロック１１（１１Ａ〜１１Ｄ）を互いに連結するものであり、円形の鉄またはステンレスのパイプ材を適宜な長さに切断したものである。４つの複合ブロック１１（１１Ａ〜１１Ｄ）と３つの連結パイプ１３（１３Ａ〜１３Ｃ）は、交互に一直線上に配置し、各連結パイプ１３（１３Ａ〜１３Ｃ）の両端を各複合ブロック１１の対応する各取付座１２ａに嵌合してろう付けまたは溶接することにより一体的に固着して連結されている。複合ブロック１１及び連結パイプ１３の材料を鉄とした場合は、一体的に固着した後に鍍金などの表面処理を行う。

また、図１〜図３に示す右側の複合ブロック１１Ａには、右端部の取付座１２ａにジョイント部材１４が嵌合されてろう付け固着されており、このジョイント部材１４には高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される図示しない燃料供給管がジョイントナットにより接続される。また、同図の左側の複合ブロック１１Ｄの他端側となる左端部には雌ねじが穿設されており、この雌ねじには図示しない圧力センサがねじ込まれて液密に取り付けられる。

上記のように構成したデリバリパイプアセンブリ１０においては、各複合ブロック１１Ａ〜１１Ｄの燃料通路ｆａは各連結パイプ１３Ａ〜１３Ｃの燃料通路ｆｂにより連続しており、燃料供給管から一端側の複合ブロック１１Ａの燃料通路ｆａに流入した高圧燃料は、各連結パイプ１３Ａ〜１３Ｃの燃料通路ｆｂを通過して残る各複合ブロック１１Ｂ〜１１Ｄの燃料通路ｆａに送られ、各複合ブロック１１Ａ〜１１Ｄの燃料通路ｆａ内の燃料は、これに連通する各ソケット部２０Ａ〜２０Ｄの各燃料噴射弁Ｉに送られる。

上記のように構成した本実施形態の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、４つの細長い円柱状の本体部１２にそれぞれ１つのソケット部２０と１つの取付ボス部３０とが一体的に形成された４つの複合ブロック１１（１１Ａ〜１１Ｄ）と、これら４つの複合ブロック１１を互いに連結する３つの連結パイプ１３（１３Ａ〜１３Ｃ）とからなり、各複合ブロック１１の燃料通路ｆａを本体部１２の中心線に対し一方側にオフセットさせることにより、取付ボス部３０の取付孔３１を燃料通路ｆａと連通しないようにして中心線に接近させている。これにより、各複合ブロック１１は一体的に形成されたソケット部２０と取付ボス部３０との間にろう付けによる接合部分がないので燃料漏れが生じにくくなる。

また、このデリバリパイプアセンブリ１０においては、複合ブロック１１にソケット部２０と取付ボス部３０とを一体的に形成したことで、ソケット部２０及び取付ボス部３０の位置の精度を高くすることができ、これにより、エンジンにデリバリパイプアセンブリ１０を取り付けたときに、ソケット部２０と燃料噴射弁Ｉとの間の位置ずれが生じにくくなり、ソケット部２０と燃料噴射弁Ｉとの連結部からの燃料漏れを一層減少させることができる。また、複合ブロック１１にソケット部２０と取付ボス部３０とを一体的に形成したことで、部品点数を少なくすること及びソケットと取付ボスとをろう付けするのに要する加工工数を減らすことにより製造コストを低く抑えることができるのに加え、デリバリパイプにソケットと取付ボスとをろう付け固着したものと比べて強度を高くすることができる。

また、このようなデリバリパイプアセンブリ１０においては、ソケット部２０の底面に加わる燃料圧力はデリバリパイプアセンブリ１０に対し上向きの力を生じるのでデリバリパイプアセンブリ１０は撓み、燃料圧力の変動によりこの撓みは変動する。従って、デリバリパイプアセンブリ１０は、燃料圧力の変動に応じて、エンジンに取り付けられた燃料噴射弁Ｉに対し相対移動し、この相対移動により、ソケット部２０と燃料噴射弁Ｉとの嵌合部から燃料漏れが生じたり、摩耗が生じるおそれがある。しかし、本実施形態のデリバリパイプアセンブリ１０は、取付ボス部３０をデリバリパイプアセンブリ１０の中心線に接近させたので、デリバリパイプアセンブリ１０の取付剛性が高くなって燃料圧の変動に伴う変形が小さくなり、ソケット部２０に嵌合される燃料噴射弁Ｉの嵌合部から燃料漏れが生じたり、そのような嵌合部に摩耗が生じることが少なくなる。

また、このデリバリパイプアセンブリ１０の４つの複合ブロック１１は互いに隣り合う取付ボス部３０が本体部１２の中心線に対して互いに反対側となるように配置したものであるので、デリバリパイプアセンブリ１０は軸線方向の両側に交互に配置された取付ボス部３０により、エンジンに対するデリバリパイプアセンブリ１０の取付剛性を一層高めて、ソケット部２０と燃料噴射弁Ｉとの嵌合部からの燃料漏れ及びこのような嵌合部の摩耗を一層減少させることができる。

また、このデリバリパイプアセンブリ１０においては、複合ブロック１１の円柱形をした本体部１２の軸線方向の端部には円筒形状の連結パイプ１３を嵌合する円形の取付座１２ａを同心的に形成し、複数の複合ブロック１１の本体部１２と複数の連結パイプ１３とを一直線上に交互に直列配置し、複合ブロック１１の取付座１２ａに連結パイプ１３を嵌合させてろう付けまたは溶接することにより一体的に固着してしている。これにより、複合ブロック１１と連結パイプ１３とは両部材の中心線に対して対象となる円周上でろう付けまたは溶接により一体的に固着されることになり、ろう付けまたは溶接に伴う変形を減少させてデリバリパイプアセンブリ１０の精度を向上させることができる。さらに、このデリバリパイプアセンブリ１０では、エンジンにより燃料噴射弁の取付ピッチが異なる場合には、連結パイプ１３の長さを変更するだけで対応することができる。

本実施形態においては、１つの複合ブロックに１つのソケット部と１つの取付ボス部とを一体的に形成した例について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、例えば、１つの複合ブロックに２つ以上のソケット部または２つ以上の取付ボス部とを一体的に形成したものでも同様の作用効果を得ることができる。

上述した本実施形態においては、直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０は、直列４気筒の直噴型エンジンに用いる例について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、一つの複合ブロックに設けるソケット部の数及び一組のデリバリパイプアセンブリ使用する複合ブロックの数を変えることで、例えば直列３気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒またはＶ型１２気筒エンジン等の他の形式の直噴型エンジンに用いることもできる。このようなＶ型エンジンに用いる場合には、上述のように複数の複合ブロック１１の本体部１２と複数の連結パイプ１３とを一直線上に直列配置したものを複数組用意し、各組を直列または並列に連結して高圧燃料ポンプからの燃料を供給すればよい。

１０…直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプ、１１（１１Ａ〜１１Ｄ）…複合ブロック、１２（１２Ａ〜１２Ｄ）…本体部、１２ａ…取付座、１３（１３Ａ〜１３Ｃ）…連結パイプ、２０（２０Ａ〜２０Ｄ）…ソケット部、３０（３０Ａ〜３０Ｄ）…取付ボス部、３１（３１Ａ〜３１Ｄ）…取付孔、ｆａ…燃料通路。

Claims (2)

1. 高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される燃料通路を有するデリバリパイプアセンブリと、このデリバリパイプアセンブリに設けられてコントロールユニットにより開閉制御される燃料噴射弁が連結される複数のソケット部と、同デリバリパイプアセンブリに設けられてこれをエンジンに取り付けるための取付孔を有する筒状をした複数の取付ボス部とを備えた直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、
   前記デリバリパイプアセンブリは、細長い柱状の本体部に前記複数のソケット部のうちの少なくとも１つと前記複数の取付ボス部のうちの少なくとも１つとが一体的に形成された複数の複合ブロックと、これら複数の複合ブロックを互いに連結する連結パイプとからなり、
   前記複合ブロックの本体部に長手方向に貫通するように形成した燃料通路を前記本体部の中心線に対し一方側にオフセットさせることにより、前記取付ボス部の取付孔を前記燃料通路と連通しないようにして前記中心線に接近させ、
   前記複数の複合ブロックは互いに隣り合う取付ボス部が前記中心線に対して互いに反対側となるように配置したことを特徴とする直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ。
2. 請求項１に記載の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリにおいて、
   前記連結パイプは円筒形状とし、
   前記複合ブロックの本体部の軸線方向の端部には前記連結パイプを嵌合する円形の取付座を同心的に形成し、
   前記複数の複合ブロックの本体部と前記複数の連結パイプとを一直線上に交互に直列配置し、前記複合ブロックの取付座に前記連結パイプを嵌合させて一体的に固着したことを特徴とする直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ。

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