JP7193217B2 - 合成樹脂製の燃料デリバリ管 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用等の内燃機関に使用される合成樹脂製の燃料デリバリ管（燃料分配管）に関するものである。

ガソリン機関において、燃料はインジェクタから吸気ポート等に噴出させており、インジェクタは、一般に燃料デリバリ管に取付けられている。燃料デリバリ管は、筒体の内部に形成された幹通路と、幹通路から分岐した枝通路とを有しており、枝通路に、インジェクタが取付くソケット部を設けている。

そして、特許文献１には、射出成型によって製造される合成樹脂製の燃料デリバリ管について、製造時のバリの発生防止を目的として、枝通路の軸心を幹通路の軸心に対してオフセットさせる（交差しないようにずらす）と共に、筒体の肉厚について工夫を加えた構成が開示されている。

他方、燃料デリバリ管においては、燃料供給が断続することに起因した脈動の問題があるが、この点について、特許文献２には、幹通路の内面の一部を、可撓性のアブソーバ面と成すことによって脈動を吸収する構成が開示されている。

特開２０１４－２２７８５０号公報 特開２０００－３２９０３０号公報

特許文献２について述べると、幹通路の一部をアブソーバ面に形成することは、不可能ではないとしても、脈動を吸収できる弾性を保持する状態に形成できるか否か不明であり、現実性は疑問である。また、アブソーバ面が共振して振動の発生源になる可能性もあり、脈動の発生を的確に防止できるか否か、信頼性の面でも懸念が残る。

更に、特許文献２では、アブソーバ面は薄い鋼板で構成されおり、厚肉で剛性を有する部分に接合されているため、部品点数が多くなると共に製造工程は相当に複雑化せざるを得ず、このため、コストが大幅に嵩むのみならず、シールの確保も重要な問題になる。

他方、燃料デリバリ管の脈動は、インジェクタの作動が断続することに起因して、燃料デリバリ管の内部で圧力変動が生じることによって発生しており、特許文献２の図３にも表示されているように、インジェクタのＯＮ・ＯＦＦに伴う衝撃波がソケット部から幹通路内に放射されるが、特許文献１のように、各枝通路の軸心を幹通路の軸心に対してオフセットさせると、衝撃波が幹通路内の燃料に伝わる度合いが低下するため、脈動の発生を抑制できる。

しかし、特許文献１の場合、枝通路は単なる穴になっているに過ぎないため、衝撃波がソケット部から幹通路の内部に伝わることの抑制効果が十分とは云えず、まだ改良の余地があると云える。

他方、特許文献１が本来の目的としている製造上の問題（バリの発生の問題）についてみると、より根源的な解決策は、ソケット部及び枝通路を形成するための枝スライドピン（中子）と、幹通路を形成するためのメインスライドピン（中子）とを金型の内部で密着状態に保持しておくことであるが、特許文献１では、枝スライドピンの先端面が片持ち梁状のメインスライドピンの外周面に当接しているに過ぎず、枝スライドピンをメインスライドピンに強く当接させるとメインスライドピンが曲がってしまうため、根源的な解決には至っていないと思料される。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明は様々な構成を備えており、その典型的な構成を各請求項で特定している。このうち請求項１の発明は上位概念を成すもので、
「直線状に延びる筒体の内部に形成された幹通路と、前記幹通路から分岐した複数の枝通路と、前記幹通路のうち一端と他端との間の部位に前記幹通路と交差した方向から開口した燃料供給通路と、を有しており、
前記各枝通路には、当該枝通路よりも大径でインジェクタが取り付くソケット部が一体に設けられて、
前記幹通路の軸心方向から見て、前記燃料供給通路の開口方向と各枝通路の軸心とは鈍角の内角を成して交差している」
という基本構成において、
「前記各枝通路は、前記幹通路の内周面に連なる底部が部分的に形成されるように、前記幹通路の軸心を挟んで前記燃料供給通路と反対側にずらして形成されて、前記枝通路のうち底部を有する部分は、前記筒体の外面に連設したボス部を膨出形成することによって形成されており、
かつ、前記ソケット部の外周面のうち当該ソケット部及び前記枝通路の軸心を挟んで前記ボス部と反対側の部位に、前記ソケット部の軸心方向に延びる補強リブが、前記筒体に繋がるように一体に形成されている」
という構成になっている。

請求項２の発明は、請求項１を具体化したもので、
「前記筒体は、その一端は開口して他端は閉塞している一方、
前記幹通路の軸心方向から見て、前記燃料供給通路の開口面と前記各枝通路の開口面とが、前記幹通路の軸心を挟んで反対側に位置している」
という構成になっている。

本願発明では、枝通路の軸心が幹通路の軸心に対してオフセットされていることにより、インジェクタのＯＮ・ＯＦＦに起因して発生した衝撃波が幹通路内の燃料に伝わることを抑制できるが、更に、枝通路は底部を有しているため、衝撃波は、枝通路の底部に当たることによって更に大きく減衰する。これにより、インジェクタのＯＮ・ＯＦＦに起因した振動やノイズの発生を、防止又は著しく抑制できる。

また、インジェクタは、その先端が吸気ポートに向けて開口するようにシリンダヘッドや吸気マニホールドに取付けられるが、ソケット部は吸気ポートに向けて開口するため、本願発明のように、燃料供給通路の開口方向と枝通路の軸心とが鈍角の内角を成すように交差させると、燃料供給通路の軸心線は、幹通路から遠ざかるに従ってヘッドから離れる姿勢になる。

従って、燃料供給通路に燃料パイプを接続することを、広い空間で容易に行うことができる。なお、燃料供給通路に継手管を接続して、継手管に燃料パイプを接続する場合もあるが、この場合も、継手管はシリンダヘッドから逃がした状態に配置できるため、燃料パイプの接続を容易に行える。そして、本願発明の燃料デリバリ管は合成樹脂を材料にした成型品であって単一構造品であるため、製造は容易であってコストアップを招来することはないと共に、高いシール性を確保できる。

更に、本願発明のように、枝通路の一部をボス部によって形成すると、筒体の肉厚をできるだけ薄くしつつ、枝通路を幹通路に対してオフセットした状態に形成できる。また、ボス部を形成して枝通路を幹通路に対してオフセットさせると、枝通路に曲げモーメントが作用することがあるが、ボス部と反対側に補強リブが形成されているため、曲げモーメントに対して強い抵抗を発揮する。従って、ソケット部は高い支持強度を確保できる。

また、燃料デリバリ管を射出成型法で製造するにおいて、成型に使用する金型装置は、幹通路を形成する第１スライドピンと、枝通路及びソケット部の内部を形成する第２スライドピンの群と、燃料供給通路を形成するための第３スライドピンとを備えることになり、第１スライドピンは、その先端を自由端と成した片持ち梁の状態に保持されるが、第１スライドピンは、第２スライドピンの群と第３スライドピンとで軸心を挟んだ両側から挟持されるため、第２スライドピンと第３スライドピン群とを第１スライドピンの外周面に強く密着させることができる。

従って、請求項２の構成によると、一端を閉塞させて１つのプラグを不要とすると共に脈動を防止又は著しく抑制できるデリバリ管を、バリの発生を防止して高い精度で製造できる。

実施形態を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視断面図である。 （Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視背面図である。 底面図である。 図２（Ａ）の IV-IV視断面図である。

(1).実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。燃料デリバリ管は合成樹脂を材料にした射出成型品であり、例えば図１に示すように、気筒列方向（クランク軸方向）に長く延びて内部に幹通路２が形成された筒体（円筒状の本体）１と、筒体１から分岐した３対のソケット部３とを有している。従って、本実施形態は、３気筒内燃機関のデュアルインジェクタタイプに適用している。

筒体１の一端１ａは外向きに開口した状態に描いているが、実際には、一端１ａの開口はプラグで塞がれている。また、筒体１の一端１ａにはフランジが形成されている。筒体１の他端１ｂは閉塞している。なお、筒体１は、一端１ａから他端１ｂに向けて外径及び内径が若干縮径している。

隣り合ったソケット部３の群の間には、シリンダヘッドに固定されるブラケット部４が一体に形成されている。ブラケット部４はソケット部３と同じ方向に向いており、先端部には、ボルト５が挿通される筒部４ａを設けている。

筒体１のうち他端１ｂに寄った部位に、筒体１の軸心を挟んでソケット部３と略反対側に突出した角形の突起部６を形成しており、突起部６に、燃料パイプが接続される継手管７がボルト８によって固定されている。正確には、継手管７にフランジ板９を一体に設けて、フランジ板９をボルト８によって突起部６の先端面に固定している。継手管７はＬ形に曲がっており、先端は略上向き姿勢になっている。突起部６には、幹通路２に向けて開口した燃料供給通路１０が形成されている。また、突起部６には、他の部材を固定するためのブラケット板１１がボルトで固定されている。

ソケット部３は有底円筒状の形態であり、図４に示すように、ソケット部３は、断面円形の枝通路１３を介して幹通路２と連通している。換言すると、幹通路２から枝通路１３が分岐し、枝通路１３にソケット部３が一体に形成されている。枝通路１３は、幹通路２及びソケット部３よりも遥かに小径であり、その軸心１４は、幹通路２の軸心１５を挟んで燃料供給通路１０と反対側に位置しており、かつ、燃料供給通路１０の軸心１６と枝通路１３（及びソケット部３の軸心１９）とは、筒体１の軸心方向（幹通路２の軸心方向）から見て、内角θが鈍角をなす姿勢で交差している。

つまり、燃料供給通路１０の軸心１６と枝通路１３の軸心とは、いずれも水平に対して下向きに傾斜しており、従って、両者はく字形に交差している。ソケット部３にはインジェクタ１７が取付けられるが、縦型の内燃機関の場合、インジェクタ１７は、その先端に向けて低くなるように傾斜姿勢で配置されるので、本実施形態のように、枝通路１３と燃料供給通路１０とをく字形に交差させると、燃料供給通路１０は、略水平姿勢か、幹通路２から離れるに従って低くなるように少し傾斜する。

従って、燃料供給通路１０は、幹通路２から離れるに従ってシリンダヘッドから離れる姿勢になっており、従って、継手管７を、シリンダヘッドから適度に離すことができる。また、継手管７は上向きの姿勢になっているため、吸気マニホールド（或いはサージタンク）と干渉することはない。従って、燃料パイプの接続を容易に行える。

図４のとおり、枝通路１３の軸心１４は、幹通路２の軸心１５を挟んで燃料供給通路１０の軸心１６と反対側に、幹通路２の軸心１５に対して寸法Ｌ１だけずれており、かつ、枝通路１３の一部が、幹通路２の外周の外側にはみ出ている。従って、枝通路１３は、幹通路２の軸心１５を挟んで幹通路２の内周の外側に位置したはみ出し部１３ａを有しており、はみ出し部１３ａの奥部は、幹通路２の内周面に連なった（連接した）底部１３ｂになっている。

そして、筒体１をできるだけ薄肉化しつつ枝通路１３にはみ出し部１３ａを形成するために、筒体１に、枝通路１３及び幹通路２の軸心１４，１５と直交した方向に突出したボス部１８を一体に形成しており、更に、枝通路１３をずらしたことに起因したソケット部３の強度が低下することを防止するため、ソケット部３のうちその軸心１９を挟んでボス部１８と反対側の部位に、ソケット部３の軸心方向に長い補強リブ２０を形成している。実施形態では、補強リブ２０は２本形成しているが、１本又は３本以上あってもよい。

ソケット部３の軸心１９は、枝通路１３の軸心１４に対して、幹通路２と反対側に若干の寸法Ｌ２だけずれている。従って、ソケット部３の軸心１９は、幹通路２の軸心１５に対して大きくオフセットされている（ソケット部３は、その軸心１９の延長線が幹通路２の外側に位置するように、オフセットされている。）。

図１（Ａ）や図２（Ｂ）に示すように、各ソケット部３の先端には、インジェクタ１７を係止するためのフランジ２１を形成している。フランジ２１は、それぞれ３つずつ形成されている。なお、インジェクタ１７には、プラグを接続するためのコネクタ部１７ａが形成されており、コネクタ部１７ａは上向きの姿勢になっている。

(2).まとめ
燃料デリバリ管の内部は、燃料ポンプから圧送された燃料で充満しており、インジェクタ１７がＯＮになると燃料はインジェクタ１７の先端から噴出し、インジェクタ１７がＯＦＦになると、燃料噴射は停止する。このインジェクタ１７のＯＮ・ＯＦＦに起因した圧力差によって、ソケット部３及び枝通路１３の内部で衝撃波（圧力波）が発生し、衝撃波は、枝通路１３から幹通路２に伝播しようとする。

そして、本実施形態では、まず、枝通路１３が幹通路２に対してオフセットされていることにより、衝撃波が幹通路２の内部の燃料にダイレクトに伝わることが抑制される。すなわち、図４に矢印２２で示すように、衝撃波は、幹通路２の内周に沿って螺旋状に伝わる傾向が強くなって、燃料に大きなエネルギを伝えることなく減衰していく。

また、本実施形態では、枝通路１３には、衝撃波の進行方向に向いた位置に底部１３ｂが存在するため、衝撃波は底部１３ｂに衝突してエネルギが大きく減衰する。これにより、幹通路２の内部に伝わるエネルギを著しく低減させて、脈動（振動や騒音）を防止又は大幅に抑制できる。また、本実施形態のようにソケット部３を枝通路１３に対してオフセットさせると、ソケット部３で発生した衝撃波が枝通路１３に伝わることも抑制できるため、脈動防止効果を更に向上できる。

さて、本実施形態品の成型に使用する金型装置は、図４に矢印２３で示すように、概ね幹通路２及び枝通路１３並びにソケット部３の軸心１５，１４，１９と直交した方向に相対動する一対の外型（いわゆるキャビとコア）を主たる金型として、これに、幹通路２を形成するための第１スライドピンと、ソケット部３及び枝通路１３を形成するための第２スライドピンの群と、燃料供給通路１０を形成するための第３スライドピンとを設けた構造になっている。

そして、筒体１の他端１ｂは閉塞しているため、第１スライドピンの先端は、その先端を自由端と成した片持ち梁の状態になっており、この第１スライドピンの外周に第２スライドピンの先端と第３スライドピンの先端とを当接させた状態で成型が行われる、樹脂が固まったら、各スライドピンを後退させてから型開きして製品が取り出される。

そして、本願発明では、図４のとおり、筒体１（及び幹通路２）の軸心方向から見て、燃料供給通路１０の開口面１０ａと枝通路１３の開口面１３ｃとは、幹通路２の軸心を 挟んだ両側に位置して略対称位置にあるため、成型に際しては、第２スライドピンの群と第３スライドピンとで、第１スライドピンを反対側から挟んだ状態になる。従って、第２スライドピンと第３スライドピンとを第１スライドピンに強く密着させることができるのであり、これにより、バリの発生を防止して高い寸法精度を確保することができる。

更に、本願発明の特徴は、枝通路１３の軸心１４と開口方向とが一致していないことであり、このように、枝通路１３の軸心１４を幹通路２の軸心１５に対して大きくオフセットさせつつ、枝通路１３の開口方向と燃料供給通路１０の開口方向とを略一致させることにより、高い脈動防止効果を保持しつつ高い精度で成型できるに至っている。

なお、燃料供給通路１０を形成する第３スライドピンは第１スライドピンの軸心と直交しているため、第３スライドピンを第１スライドピンに当接させると、第３スライドピンには軸心方向に圧縮力が作用する。従って、高い支持強度を有する。他方、枝通路１３及びソケット部３を形成する第２スライドピンは第１スライドピンの軸心に対して偏心しているため、第３スライドピンが第１スライドピンに当たると、第３スライドピンには曲げ力が作用する。

しかるに、第３スライドピンは多数本（６本）あるため、個々の第２スライドピンへの負担を抑制した状態で、全体として第１スライドピンをしっかりと支持できる。従って、第２スライドピンと第３スライドピンとによって第１スライドピンをしっかりと挟持できる。その結果、バリの発生を防止して高い精度で燃料デリバリ管を成型することができる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、実施形態は３気筒用の燃料デリバリ管に適用したが、他の気筒数のものに適用できることは当然であり、また、１つの気筒に対して１つのソケット部が形成されたシングルインジェクタタイプのものにも適用できる。

また、実施形態では、燃料供給通路１０を筒体１のうち他端１ｂに寄せて配置したが、燃料供給通路１０は、一端と他端との間の略中間部に配置してもよい。また、実施形態では、筒体に継手管を固定しているが、燃料管が接続されるポートを筒体に一体に形成することも可能である。

本願発明は、燃料デリバリ管に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 筒体
２ 幹通路
３ ソケット部
４ ブラケット部
６ 突起部
７ 継手管
１０ 燃料供給通路
１０ａ 燃料供給通路の開口面
１３ 枝通路
１３ａ はみ出し部
１３ｂ はみ出し部の底部
１３ｃ 枝通路１３の開口面
１４ 枝通路の軸心
１５ 幹通路の軸心
１６ 燃料供給通路の軸心
１７ インジェクタ
１８ ボス部
１９ ソケット部の軸心
２０ 補強リブ

Claims (2)

1. 直線状に延びる筒体の内部に形成された幹通路と、前記幹通路から分岐した複数の枝通路と、前記幹通路のうち一端と他端との間の部位に前記幹通路と交差した方向から開口した燃料供給通路と、を有しており、
   前記各枝通路には、当該枝通路よりも大径でインジェクタが取り付くソケット部が一体に設けられて、
   前記幹通路の軸心方向から見て、前記燃料供給通路の開口方向と各枝通路の軸心とは鈍角の内角を成して交差している構成であって、
   前記各枝通路は、前記幹通路の内周面に連なる底部が部分的に形成されるように、前記幹通路の軸心を挟んで前記燃料供給通路と反対側にずらして形成されて、前記枝通路のうち底部を有する部分は、前記筒体の外面に連設したボス部を膨出形成することによって形成されており、
   かつ、前記ソケット部の外周面のうち当該ソケット部及び前記枝通路の軸心を挟んで前記ボス部と反対側の部位に、前記ソケット部の軸心方向に延びる補強リブが、前記筒体に繋がるように一体に形成されている、
   合成樹脂製の燃料デリバリ管。
2. 前記筒体は、その一端は開口して他端は閉塞している一方、
   前記幹通路の軸心方向から見て、前記燃料供給通路の開口面と前記各枝通路の開口面とが、前記幹通路の軸心を挟んで反対側に位置している、
   請求項１に記載した合成樹脂製の燃料デリバリ管。

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