JP6230407B2

JP6230407B2 - 直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ

Info

Publication number: JP6230407B2
Application number: JP2013262902A
Authority: JP
Inventors: 成樹原田
Original assignee: マルヤス工業株式会社
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: US9683533B2; US20150176556A1; JP2015117668A

Description

本発明は、多気筒エンジンの燃焼室内に高圧の燃料を直接噴射する場合に使用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に関する。

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が特許文献１に開示されている。特許文献１の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が内部に形成されたメインパイプと、このメインパイプに一体的に固着されて燃料噴射弁が液密に挿入される噴射弁挿入穴を有する４つの噴射弁ソケットと、メインパイプに一体的に固着されてメインパイプをエンジンに取り付けるための取付孔を有した４つの筒形をした取付ボスとを備えている。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は、エンジンの各気筒に差し込まれた燃料噴射弁から燃料を噴射させたときに生じる反力が各噴射弁ソケットに加わるため、各取付ボスはメインパイプの各噴射弁ソケットに近接する位置に固着されている。

米国公開特許２００９／０１４５５０４号公報

この特許文献１の技術では、筒形をした取付ボスは切削加工品であるので製造コストが高い問題があった。また、噴射弁ソケットと取付ボスとを別々にメインパイプに取り付けているのでこれらの間の位置の精度を高めるのが難しく、エンジンに対する組付性がよいとはいえない問題があった。本発明は、直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリの製造コストを抑制することと、エンジンに対する組付性を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、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が内部に形成されたメインパイプと、このメインパイプに一体的に固着されて燃料噴射弁が液密に挿入される噴射弁挿入穴を有する複数の噴射弁ソケットと、メインパイプに一体的に固着されて同メインパイプをエンジンに取り付けるための取付孔を有した複数のブラケット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であって、噴射弁ソケットはメインパイプの側面に形成された平面部に一体的に固着され、各ブラケットは、板材を塑性加工したものであり、取付孔を形成した取付板部に噴射弁ソケットの下部が挿通される挿通孔を形成して、噴射弁ソケットの下縁に形成した外側に広がる鍔部の上面を挿通孔の周縁部下面に固着させるとともに、メインパイプの長手方向にて噴射弁ソケットの両側で取付板部の一側縁から上方に延びる一対の固定腕部をメインパイプの少なくとも平面部及び上面に固着し、取付孔の中心線を噴射弁ソケットの中心線に対してメインパイプの長手方向にオフセットさせ、取付板部の取付孔を形成した部分と挿通孔を形成した部分との間にはメインパイプの長手方向にて互いに上下に高さを変える段部を形成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を提供するものである。

上記のように構成し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は、各ブラケットは、板金を塑性加工したものであるので、切削加工品を用いたときと比して製造コストを低く抑えることができた。各ブラケットは取付孔を形成した取付板部に噴射弁ソケットの下部が挿通される挿通孔を形成したので、挿通孔に挿通した噴射弁ソケットと取付孔との位置の精度を高くすることができ、エンジンに対する組付性を高くすることができた。燃料噴射弁から高圧の燃料を噴射したときに噴射弁ソケットに生じる上向きの反力が噴射弁ソケットに生じるが、噴射弁ソケットは下縁に形成した外側に広がる鍔部の上面が取付板部の挿通孔の周縁部下面に固着されているので、噴射弁ソケットに生じる上向きの反力を取付板部で受けることができ、噴射弁ソケットのメインパイプに対する固着部分に負荷が生じるのを抑えることができた。また、エンジンから上下方向及び横方向の振動がブラケットを介してメインパイプに加わり、ブラケットとメインパイプとの間の固着部分に負荷が加わることがあるが、各ブラケットはメインパイプの長手方向にて噴射弁ソケットの両側で取付板部の一側縁から上方に延びる一対の固定腕部がメインパイプの少なくとも平面部及び上面に固着されているので、エンジンからの振動による影響を少なくして、ブラケットをメインパイプに強固に固着することができた。さらに、各ブラケットは、取付孔の中心線を噴射弁ソケットの中心線に対してメインパイプの長手方向にオフセットさせることにより、取付孔に挿通したボルトやこのボルトを締結する締結工具が噴射弁ソケットに干渉されずに、ブラケットをエンジンに取り付けることができるが、噴射弁ソケットに上向きの反力が生じたときに、噴射弁ソケットが取付孔の中心線側に傾くおそれがある。これに対し、各ブラケットは、メインパイプの長手方向の噴射弁ソケットの両側で固定腕部をメインパイプに固着するとともに、取付板部の取付孔を形成した部分と挿通孔を形成した部分との間にはメインパイプの長手方向にて互いに上下に高さを変える段部を形成して、取付孔を形成した部分と挿通孔を形成した取付板部の曲げ剛性を高くしたので、噴射弁ソケットが取付孔の中心線側に傾きにくくなり、噴射弁ソケットと燃料噴射弁との間のシール部分から燃料漏れのおそれを減少させることができた。

上記のように構成し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は、取付板部には固定腕部を形成した側と反対側の他側縁を上下方向に折曲させた補強部を形成するのが好ましく、このようにしたことで、メインパイプの長手方向においても取付板部の曲げ剛性を向上させることができ、噴射弁ソケットの中心線が取付孔の中心線側に傾きにくくなり、噴射弁ソケットと燃料噴射弁との間のシール部分から燃料漏れのおそれをさらに減少させることができた。

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正面図である。図１の平面図である。図１の右側面図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面の端面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿った断面の端面図である。

以下に、添付図面により、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説明をする。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、図１及び図２に示すように、両端が密栓プラグ１２，１３により閉じられた１本のメインパイプ１１と、このメインパイプ１１に所定の間隔をおいて固着された４つ（複数）の噴射弁ソケット２０と、メインパイプ１１をエンジンに取り付けるための４つ（複数）のブラケット３０と、メインパイプの長手方向の一端近傍部に固定したジョイント部材１４と、メインパイプの長手方向の略中央部に固定したセンサ取付部材１５により構成されている。これらの各部材は全体が一体となるようにろう付けにより固着され、固着後に必要に応じて鍍金等の表面処理がされている。

メインパイプ１１は鋼材等の金属材よりなり、直線状に延びる真直管材を所定の長さに切断したものであり、図４及び図５に示したように、内部に燃料通路１１ａが形成されている。図３〜図５に示したように、メインパイプ１１の長手方向と直交する方向の断面形状は、円形の一側面を平面状とした略Ｄ形をしており、引抜成形または押出成形により真直管材としたものである。図５に示したように、メインパイプ１１の平面部１１ｂにはエンジンに差し込んで固定した燃料噴射弁Ｉの間隔と対応する長手方向の所定間隔を設けて連通孔１１ｃが形成されており、連通孔１１ｃは後述する噴射弁ソケット２０に形成した連通孔２０ｄとともにメインパイプ１１の燃料通路１１ａと噴射弁ソケット２０の内部空間を連通している。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燃料供給管（図示省略）がユニオンナット（図示省略）により締め付け固定され、メインパイプ１１内の燃料通路１１ａには高圧燃料ポンプからの加圧された燃料が供給される。また、センサ取付部材１５には圧力センサ（図示省略）が取り付けられ、圧力センサによって燃料通路１１ａの燃料圧力が検出される。なお、メインパイプ１１の平面部１１ｂを長手方向に沿って連続して形成したが、これに限られるものでなく、断面形状が円形をした真直管材に、噴射弁ソケット２０とブラケット３０とを設けた位置にだけ平面部をプレス加工によって形成してもよい。

図１〜図３及び図５に示したように、噴射弁ソケット２０は板金をプレス加工（塑性加工）したものであり、燃料噴射弁Ｉが液密に挿入される噴射弁挿入穴２０ａを有するように上側が閉じられた略円筒形状をし、噴射弁ソケット２０の下縁には外側に広がる鍔部２０ｂが形成されている。噴射弁ソケット２０のメインパイプ１１と対向する側の上部には平面状に潰された平面部２０ｃが形成されている。この平面部２０ｃには連通孔２０ｄが形成されており、この連通孔２０ｄは上述したメインパイプ１１の連通孔１１ｃとともにメインパイプ１１の燃料通路１１ａと噴射弁ソケット２０の内部空間とを連通している。

ブラケット３０は、メインパイプ１１をエンジンに取り付けるためのものであり、図１及び図２に示したように、噴射弁ソケット２０の近傍にてメインパイプ１１に固着されている。ブラケット３０は、噴射弁ソケット２０の下端部と同じ高さ位置にてメインパイプ１１の長手方向に延びる取付板部３１と、取付板部３１のメインパイプ１１側の側縁からメインパイプ１１の上面まで延びる一対の固定腕部３４，３５と、取付板部３１のメインパイプ１１と反対側の側縁から上側に折り曲げた補強部３６とからなり、板材をプレス加工（塑性加工）して成形したものである。取付板部３１にはエンジンに取り付けるためのボルトが挿通される取付孔３２と、噴射弁ソケット２０の下部が挿通される挿通孔３３が形成されている。挿通孔３３の周縁部の下面には噴射弁ソケット２０の下縁の鍔部２０ｂの上面が固着されている。図１〜図３に示したように、取付孔３２の中心線Ｃ１は噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２に対してメインパイプ１１から離れる方向及びメインパイプ１１の長手方向にオフセットしており、取付孔３２に挿通するボルトの締結作業の作業性を良くしている。

図１及び図２に示したように、取付板部３１にはメインパイプ１１の長手方向にて取付孔３２を形成した部分３１ａと挿通孔３３とを形成した部分３１ｂとの間に上下に高さを変える段部３１ｃが形成されている。この段部３１ｃはメインパイプ１１の長手方向と直交する方向に延び、メインパイプ１１の長手方向に直交する仮想的な鉛直面内及びメインパイプ１１の長手方向と平行な仮想的な鉛直面内における、取付板部３１の曲げ剛性を高くする機能を有している。

図１〜図４に示したように、一対の固定腕部３４，３５は取付板部３１のメインパイプ１１側の側縁からメインパイプ１１の上面を覆う位置まで延出している。一対の固定腕部３４，３５は噴射弁ソケット２０の両側に位置しており、メインパイプ１１の平面部（一側面）１１ｂ及び略円弧形をした上面に固着されている。補強部３６は取付板部３１のメインパイプ１１から離れた側の側縁を上方に折り曲げたものであり、メインパイプ１１の長手方向と平行な仮想的な鉛直面内における取付板部３１の曲げ剛性を高くしている。

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の製造をするときには、ブラケット３０の挿通孔３３に噴射弁ソケット２０を下側から挿通し、取付板部３１の挿通孔３３の周縁部下面に噴射弁ソケット２０を固着させて、噴射弁ソケット２０とブラケット３０とからなるサブアセンブリを製造する。その後、メインパイプ１１の両端に密栓プラグ１２，１３と、メインパイプ１１の一端近傍部にジョイント部材１４と、メインパイプ１１の中央部にセンサ取付部材１５と、メインパイプ１１の連通孔１１ｃと噴射弁ソケット２０の連通孔２０ｄとが連続する位置に噴射弁ソケット２０とブラケット３０とからなるサブアセンブリとを溶接等により仮止めし、各部品をメインパイプ１１に対してろう付けによって液密に固着させる。特に、噴射弁ソケット２０とブラケット３０とからなるサブアセンブリでは、メインパイプ１１の平面部１１ｂと噴射弁ソケット２０の平面部２０ｃとの間と、メインパイプ１１の平面部１１ｂ及び上面と固定腕部３４，３５との間を隙間なく液密に固着させている。

上記のように構成した直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ１０においては、各ブラケット３０は、板金をプレス加工（塑性加工）したものであるので、切削加工品を用いたときと比して製造コストを低く抑えることができた。各ブラケット３０には、取付板部３１に取付孔３２と噴射弁ソケット２０の下部が挿通される挿通孔３３を形成したので、挿通孔３３に挿通した噴射弁ソケット２０と取付孔３２との位置の精度を高くすることができ、エンジンに対する組付性を高くすることができた。

また、燃料噴射弁Ｉから高圧の燃料を噴射したときに上向きの反力が噴射弁ソケット２０に生じるが、噴射弁ソケット２０は下縁に形成した外側に広がる鍔部２０ｂの上面が取付板部３１の挿通孔３３の周縁部下面に固着されているので、噴射弁ソケット２０に生じる上向きの反力を取付板部３１で受けることができ、噴射弁ソケット２０のメインパイプ１１に対する固着部分に生じる負荷を抑えることができた。

また、エンジンの上下方向及び横方向の振動がブラケット３０を介してメインパイプ１１に加わり、ブラケット３０とメインパイプ１１との間の固着部分に負荷が加わる。しかし、各ブラケット３０はメインパイプ１１の長手方向にて噴射弁ソケット２０の両側で一対の固定腕部３４，３５がメインパイプ１１の上面及び平面部１１ｂ（一側面）に固着されている。これにより、エンジンの振動による影響を少なくして、ブラケット３０をメインパイプ１１に強固に固着することができた。

さらに、各ブラケット３０は、取付孔３２の中心線Ｃ１を噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２に対してメインパイプ１１の長手方向にオフセットさせることにより、取付孔３２に挿通したボルトやこのボルトを締結する締結工具が噴射弁ソケット２０に干渉されずに、ブラケット３０をエンジンに取り付けることができた。また、各ブラケット３０は、取付孔３２の中心線Ｃ１を噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２に対してメインパイプ１１から離れる方向にもオフセットさせているので、取付孔３２に挿通したボルトやこのボルトを締結する締結工具がメインパイプ１１にも干渉されずに、ブラケット３０をエンジンに取り付けることができた。しかし、噴射弁ソケット２０に上向きの反力が生じたときに、噴射弁ソケット２０が取付孔３２の中心線Ｃ１側に傾くおそれがある。各ブラケット３０は、メインパイプ１１の長手方向にて噴射弁ソケット２０の両側で固定腕部３４，３５をメインパイプ１１に固着するとともに、取付板部３１には取付孔３２を形成した部分３１ａと挿通孔３３を形成した部分３１ｂとの間を互いに上下に高さを変える段部３１ｃを形成して、メインパイプ１１の長手方向に直交する仮想的な鉛直面内における取付板部３１の曲げ剛性を高くした。これにより、噴射弁ソケット２０が取付孔３２の中心線Ｃ１側に傾きにくくなり、噴射弁ソケット２０と燃料噴射弁Ｉとの間のシール部分から燃料漏れのおそれを減少させることができた。また、各ブラケット３０は、取付板部３１の固定腕部３４，３５を形成した側と反対側の側縁を上側に折曲させてメインパイプ１１の長手方向に延びる補強部３６を形成した。これにより、取付板部３１はメインパイプ１１の長手方向と平行な仮想的な鉛直面内における曲げ剛性も高くなるのでメインパイプ１１の長手方向にも撓みにくくなり、噴射弁ソケット２０と燃料噴射弁Ｉとの間のシール部分から燃料漏れのおそれをさらに減少させることができた。

上述した実施形態においては、噴射弁ソケット２０はメインパイプ１１の側面に固着したものであるが、これに限られるものでなく、噴射弁ソケット２０の頂面をメインパイプ１１の下面に固着したものであってもよく、このようにしたときにも同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施形態においては、取付孔３２の中心線Ｃ１を噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２に対してメインパイプ１１から離れる方向にオフセットさせているが、本発明はこれに限られるものでなく、取付孔３２の中心線Ｃ１を噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２に対してメインパイプ１１に近づく方向にオフセットさせてもよい。このようにしたときにも、噴射弁ソケット２０に上向きの反力が生じたときに、噴射弁ソケット２０が取付孔３２の中心線Ｃ１側に傾くおそれがあるが、ブラケット３０の固定腕部３４，３５と取付板部３１の段部３１ｃとにより、噴射弁ソケット２０の傾きを抑え、噴射弁ソケット２０と燃料噴射弁Ｉとの間のシール部分から燃料漏れのおそれを減少させることができる。また、取付孔３２の中心線Ｃ１と噴射弁ソケット２０の中心線Ｃ２とのメインパイプ１１に対する距離を同じとしてもよく、このようにしたときにも、噴射弁ソケット２０に上向きの反力が生じたときに、噴射弁ソケット２０が取付孔３２の中心線Ｃ１側に傾くおそれがあるが、ブラケット３０の固定腕部３４，３５と取付板部３１の段部３１ｃとにより、噴射弁ソケット２０の傾きを抑え、噴射弁ソケット２０と燃料噴射弁Ｉとの間のシール部分から燃料漏れのおそれを減少させることができる。

上述した実施形態においては、一対の固定腕部３４，３５は取付板部３１のメインパイプ１１側の側縁からメインパイプ１１の上面を覆う位置まで延出し、一対の固定腕部３４，３５をメインパイプ１１の平面部（一側面）１１ｂ及び略円弧形をした上面に固着させたが、本発明はこれに限られるものでなく、一対の固定腕部３４，３５の上縁部をメインパイプ１１の外周面に沿ってさらに延出させ、メインパイプ１１の平面部１１ｂと対向する他側面または他側面及び下面に固着させてもよく、この場合には、ブラケット３０をメインパイプ１１に対してさらに強固に固着できるようになる。

上述した実施形態においては、補強部３６は取付板部３１の側縁から上側に折曲させたものであるが、本発明はこれに限られるものでなく、補強部３６は取付板部３１の側縁から下側に折曲させたものであってもよく、このようにしたものであっても上述したのと同様の作用効果を得ることができる。

１０…直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプアセンブリ、１１…メインパイプ、１１ａ…燃料通路、２０…噴射弁ソケット、２０ａ…噴射弁挿入穴、２０ｂ…鍔部、３０…ブラケット、３１…取付板部、３１ｃ…段部、３２…取付孔、３３…挿通孔、３４，３５…固定腕部、３６…補強部。

Claims

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が内部に形成されたメインパイプと、このメインパイプに一体的に固着されて燃料噴射弁が液密に挿入される噴射弁挿入穴を有する複数の噴射弁ソケットと、前記メインパイプに一体的に固着されて同メインパイプをエンジンに取り付けるための取付孔を有した複数のブラケット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であって、
前記噴射弁ソケットは前記メインパイプの側面に形成された平面部に一体的に固着され、
前記各ブラケットは、板金を塑性加工したものであり、前記取付孔を形成した取付板部に前記噴射弁ソケットの下部が挿通される挿通孔を形成して、前記噴射弁ソケットの下縁に形成した外側に広がる鍔部の上面を前記挿通孔の周縁部下面に固着させるとともに、前記メインパイプの長手方向にて前記噴射弁ソケットの両側で前記取付板部の一側縁から上方に延びる一対の固定腕部を前記メインパイプの少なくとも前記平面部及び上面に固着し、前記取付孔の中心線を前記噴射弁ソケットの中心線に対して前記メインパイプの長手方向にオフセットさせ、前記取付板部の前記取付孔を形成した部分と前記挿通孔を形成した部分との間には前記メインパイプの長手方向にて互いに上下に高さを変える段部を形成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。
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、
前記取付板部には前記固定腕部を形成した側と反対側の他側縁を上下方向に折曲させた補強部を形成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。