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JP2001090631A - 燃料分配管 - Google Patents

燃料分配管

Info

Publication number
JP2001090631A
JP2001090631A JP27102099A JP27102099A JP2001090631A JP 2001090631 A JP2001090631 A JP 2001090631A JP 27102099 A JP27102099 A JP 27102099A JP 27102099 A JP27102099 A JP 27102099A JP 2001090631 A JP2001090631 A JP 2001090631A
Authority
JP
Japan
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pipe
injector
fuel distribution
fuel
distribution pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP27102099A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Motosugi
勝彦 本杉
Kenkichi Kuwabara
建吉 桑原
Takeomi Yamamoto
武臣 山本
Masanori Sugiyama
雅則 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Otics Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Otics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Otics Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP27102099A priority Critical patent/JP2001090631A/ja
Publication of JP2001090631A publication Critical patent/JP2001090631A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料制御圧力の高圧化に伴う異音放射を低減
する。また、分岐管とインジェクタとの芯ずれを吸収し
て燃料漏れを防止する。 【解決手段】 管本体２とインジェクタ１０を挿入接続
する二以上の分岐管３とを備えた燃料分配管１におい
て、分岐管３の管本体２に近い基端部７とインジェクタ
１０を挿入接続する先端部８との間に管軸方向及び管径
方向の弾性を示す蛇腹構造部９を設ける。燃料制御圧力
による蛇腹構造部９の管軸方向の膨張変形を抑止するた
めに、蛇腹構造部９に筒状金網体１６を被覆して筒状金
網体１６の両側で分岐管３に固定する。また、分岐管３
の内部に濾過消音器２０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃料噴
射装置に用いられる燃料分配管に関し、詳しくはその燃
料漏れ、消音及び燃料濾過を図る構造に係るものであ
る。燃料はガソリンが主であるがそれに限定されず、ア
ルコールその他の揮発性燃料を広く含む。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の分野においては省資源及
び環境面が最重要視され、低燃費性と排気ガス清浄性に
優れる燃料直接噴射方式（シリンダ内に直接噴射）のエ
ンジンが普及してきた。図５は同エンジンに使用される
燃料分配管５１の一例を示しており、管本体５２と二以
上の分岐管５３とを備えている。分岐管５３にはインジ
ェクタ６１が挿入接続され、インジェクタ６１のＯリン
グ６２が分岐管５３の内周面に所定の面圧で当接して燃
料漏れを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】燃料分配管５１の燃料
制御圧力は１０Ｍｐａ〜２０Ｍｐａと順次高圧側に移行
してきており、この高圧化により下記の課題が表面化し
てきた。
【０００４】（１）インジェクタ６１内の吐出弁の開閉
による脈動流が燃料分配管５１内で反射波となり生じる
音と、閉弁打音が分岐管５３を伝達する伝達音との二種
合成音が、燃料分配管５１を共鳴させて異音として放射
される。
【０００５】（２）インジェクタ１０の位置はシリンダ
ヘッド（図示略）への挿着により比較的正確に決まる
が、分岐管５３の位置精度（管本体長手方向の位置精
度）に不良があると、分岐管５３とインジェクタ６１と
が芯ずれを起こし、Ｏリング６２の円周均等面圧が崩れ
て面圧の低い部位ができる。特に、高い燃料制御圧力に
耐えるために管本体５２を鋼パイプ又は鋼板で形成した
場合、該管本体５２に分岐穴５４を貫設してその周囲部
５５に分岐管５３の基端の湾曲部５６をロウ付け溶接で
一体化する。この場合、分岐管５３の位置精度を高める
ことは非常に難しく、例えば切削加工又はダイキャスト
成形したときの位置精度には及ばない。従って、前記芯
ずれの小さい燃料分配管５１を得るには、歩留まりが悪
くなるおそれがありコスト高となる。
【０００６】（３）燃料タンクにおける燃料への異物混
入に対処するために、燃料タンクから燃料分配管５１ま
での間に第一の濾過器（図示略）を設け、さらに第一の
濾過器からインジェクタまでにおける燃料への異物混入
に対処するために、インジェクタ６１の内部に第二の濾
過器を設けているため、コスト面で不利である。
【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決し、燃料
制御圧力の高圧化に伴う異音放射を低減することがで
き、また、分岐管とインジェクタとの芯ずれを吸収して
燃料漏れを防止することができる燃料分配管を提供する
ことにある。さらには、インジェクタの直前の分岐管に
濾過器を内蔵することで、燃料分配管の外部とインジェ
クタの内部とに濾過器を二重に設ける必要性を無くし、
コスト低減を図ることもできる燃料分配管を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、管本体とイン
ジェクタを挿入接続する二以上の分岐管とを備えた燃料
分配管において、分岐管の管本体に近い基端部とインジ
ェクタを挿入接続する先端部との間に管軸方向及び管径
方向の弾性を示す蛇腹構造部を設けたことを特徴とす
る。蛇腹構造部の波数、波ピッチ、波振幅等は、特に限
定されない。
【０００９】燃料制御圧力による蛇腹構造部の管軸方向
の膨張変形を抑止する変形抑止部材を設けることが好ま
しい。変形抑止部材は、特定の構造・材質に限定されな
いが、蛇腹構造部に被覆して該蛇腹構造部の両側で分岐
管に固定した筒状金網体が好ましい。
【００１０】分岐管の内部に濾過消音器を設けることが
好ましい。この濾過消音器に使用する濾過材は、特に限
定されないが、耐燃料性の合成樹脂（例えばナイロン樹
脂）、金属（例えばステンレス鋼）等よりなる網状体
や、繊維よりなる濾紙等を例示できる。高度の燃料清浄
性が必要な場合は、網状体やポーラス組織体の目を細か
くしたり、濾紙を使用したりすることが好ましい。ま
た、濾過材の形状は、特に限定されず、例えば平板状で
もよいが、濾過面積を大きくする意味で、筒籠状、円錐
籠状、半球籠状等の籠状に形成されることが好ましい。
濾過消音器は、どのように固定してもよいが、インジェ
クタの端部で固定することが好ましい。
【００１１】前記濾過器における前記インジェクタとの
対向面又は該対向面の周囲に吸音材を設けることが好ま
しい。吸音材は、特に限定されないが、耐燃料性の軟質
合成樹脂（例えばナイロン樹脂）、ゴム（例えばフッ素
ゴム）等よりなるソリッド体、発泡体、海綿体又はポー
ラス組織体や、繊維よりなる綿状体等を例示できる。消
音作用が大きい点で、発泡体、海綿体又はポーラス組織
体が好ましい。また、吸音材の形状は、特に限定され
ず、インジェクタとの対向面に設ける場合には平板状、
凹凸板状等を例示することができ、該対向面の周囲に設
ける場合にはリング状、凹凸リング状等を例示すること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明を直列４気
筒ガソリンエンジンの燃料分配管に具体化した実施形態
例の燃料分配管１を示している。
【００１３】この燃料分配管１は、燃料ホース又はパイ
プ（図示略）が接続される管本体（主管）２と、該管本
体２から下方へ突出してインジェクタ１０が取り付けら
れる４つの短筒状の分岐管３とを含む。管本体２は、金
属パイプ（本例では高い燃料制御圧力に耐えるために鋼
パイプ）よりなるものであるが、板金（例えば鋼板）を
管状に湾曲しその湾曲縁を溶接してなるものでもよい。
分岐管３は金属パイプ（本例ではステンレス鋼パイプ）
よりなるものであるが、板金（例えば鋼板）を管状に湾
曲しその湾曲縁を溶接してなるものでもよい。管本体２
には４つの分岐穴４が貫設され、その周囲部５に分岐管
３の基端の湾曲部６がロウ付け溶接で一体化されてい
る。
【００１４】分岐管３の先端部８にはインジェクタ１０
のインレット部１２が挿入接続される。図２及び図４
（ａ）に示すように、インレット部１２の途中部に形成
された溝１４には耐燃料性のゴムで形成されたＯリング
１３が嵌着され、該Ｏリング１３が分岐管３の先端部８
の内周面に所定の面圧で当接することにより燃料漏れを
防止する。１１はインレット部１２の端面に設けられた
燃料取入口１１である。
【００１５】分岐管３の管本体２に近い基端部７と前記
先端部８との間には、管軸方向及び管径方向の弾性を示
す蛇腹構造部９が一体的に形成されている。また、蛇腹
構造部９と先端部８との間には縮径部１８が一体的に形
成されている。
【００１６】１６は燃料制御圧力による蛇腹構造部９の
管軸方向の膨張変形を抑止する変形抑止部材としての格
子状に編んだ筒状金網体であって、蛇腹構造部９に被覆
されるとともに該蛇腹構造部９の両側で分岐管３の基端
部７及び先端部８（Ｏリング１３の直上部位が好まし
い）にバンド部材１７で締付固定されている。バンド部
材１７は、図３（ａ）に示すような周知のものでよい。
【００１７】分岐管３の内部には濾過消音器２０が設け
られている。この濾過消音器２０は、次の要素か
らなる。 下部の環状フランジ部２２と上部のキャップ部２３
とこれらを連結する複数本の支柱部２４とが耐燃料性の
合成樹脂で一体成形されてなる支持フレーム２１。 耐燃料性の例えばナイロン樹脂で網状体に形成され
て、支柱部２４に支持された筒籠状の濾過材２５。 図４（ａ）に示すように、耐燃料性の例えばフッ素
ゴム発泡体により平円板状に形成されて、インジェクタ
１０との対向面であるキャップ部２３の下面に嵌着又は
接着された吸音材２６。吸音材２６の下面を凹凸状にし
て吸音面積を大きくすることもできる。また、図４
（ｂ）に示すように、吸音材２６はインジェクタ１０と
の対向面の周囲にリング状に設けることもできる。
【００１８】濾過消音器２０は分岐管３の先端開口から
挿入され、環状フランジ部２２が縮径部１８に係止して
位置決めされ、インジェクタ１０の端部で押圧されて固
定されるため、組み付けやメンテナンスが容易である。
【００１９】各インジェクタ１０の噴射ノズル部１５は
シリンダヘッド３０に挿着され、もってインジェクタ１
０の位置は比較的正確に決まる。また、管本体２はシリ
ンダヘッド３０に対し複数（本例では４つが各分岐管３
の隣に設けられている）のブラケット３１で固定化され
ている。図３（ｂ）（ｃ）に示すように、板金製のブラ
ケット３１は、シリンダヘッド３０にねじ着される固定
部３２と、管本体２を抱持する抱持部３３と、両部３
２，３３を結ぶアーム部３４と、アーム部３４を補強す
るリブ部３５とからなる。また、図３（ｄ）に示すよう
に、ブラケット３１は、固定部３２と抱持部３３とアー
ム部３４とを二重板金で形成することもできる。
【００２０】以上のように構成された燃料分配管１にお
いて、燃料は、管本体２から分岐管３を経て、濾過消音
器２０の濾過材２５を通りインジェクタ１０に流入す
る。
【００２１】そして、蛇腹構造部９は次の作用・効果を
奏する。 管軸方向の弾性を示すことで、インジェクタ１０の
閉弁打音が分岐管３を伝達する途中（管本体２に達する
前）でその伝達を減衰させ、燃料分配管１の共鳴を軽減
して消音作用を果たす。 管径方向の弾性を示すことで、たとえ分岐管３の位
置精度に不良があり、分岐管３とインジェクタ１０とが
芯ずれを起こしたとしても、その芯ずれを吸収してイン
ジェクタ１０のＯリング１３の円周均等面圧を保ち、適
正な接合が可能となる。従って、燃料漏れを確実に防止
することができる。
【００２２】また、筒状金網体１６は次の作用・効果を
奏する。 燃料分配管１内の燃料制御圧力は１０Ｍｐａ〜２０
Ｍｐａと高圧のため、分岐管３に設けた蛇腹構造部９は
その強度によっては管軸方向に膨張変形するおそれがあ
るが、筒状金網体１６はこの蛇腹構造部９の管軸方向の
膨張変形を抑止する。 筒状金網体１６は柔軟であるため、蛇腹構造部９と
ともに、インジェクタ１０の閉弁打音が分岐管３を伝達
するのを減衰させ、燃料分配管１の共鳴を軽減して消音
作用を果たす。 筒状金網体１６は、蛇腹構造部９を透過してその内
部から外部へ放射する音を減衰させ、消音作用を果た
す。
【００２３】また、濾過消音器２０は次の作用・効果を
奏する。 インジェクタ１０の直前の分岐管３内で燃料を濾過
することで、インジェクタ１０への異物流入を確実に防
止する。従って、従来のように燃料分配管１の外部とイ
ンジェクタ１０の内部とに濾過器を二重に設ける必要性
が無く（いずれも省略できる）、コスト低減を図ること
ができる。 濾過材２５は、燃料の通常の流れに対しては実質的
に抵抗とならないが、燃料の高速での脈動に対しては抵
抗となること（ダンビング効果）により消音作用を果
す。 インジェクタ１０との対向面又はその周囲に吸音材
２６を備えるので、前記脈動流による反射音を吸音し
て、消音作用を果たす。
【００２４】以上の通り、本実施形態例では、蛇腹構造
部９、筒状金網体１６及び濾過消音器２０の３層構造に
よる消音作用の相乗によって、燃料制御圧力の高圧化に
伴う異音放射を顕著に低減することができる。
【００２５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）濾過材として濾紙を用いる場合に、濾紙を波形に
折って濾過面積を大きくすること。 （２）濾過材の形状を、例えば円錐状、平板状のように
適宜変更すること。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１〜３の発明
に係る燃料分配管によれば、燃料制御圧力の高圧化に伴
う異音放射を低減することができ、また、分岐管とイン
ジェクタとの芯ずれを吸収して燃料漏れを防止すること
ができる、という優れた効果を奏する。
【００２７】上記効果に加え、請求項４〜７の発明に係
る燃料分配管によれば、インジェクタの直前の分岐管に
濾過器を内蔵することで、燃料分配管の外部とインジェ
クタの内部とに濾過器を二重に設ける必要性を無くし、
コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料分配管の正面図で
ある。
【図２】同燃料分配管の部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）はバンド部材１７の側面図、（ｂ）はブ
ラケットの側面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ断面図、
（ｄ）はブラケットの変更例の側面図である。
【図４】（ａ）は濾過消音器及びインジェクタの斜視
図、（ｂ）は濾過消音器の変更例の斜視図である。
【図５】従来の燃料分配管の断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料分配管 ２ 管本体 ３ 分岐管 ７ 基端部 ８ 先端部 ９ 蛇腹構造部 １０ インジェクタ １３ Ｏリング １６ 筒状金網体 １７ バンド部材 ２０ 濾過消音器 ２５ 濾過材 ２６ 吸音材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 建吉 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式会 社オティックス内 (72)発明者 山本 武臣 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式会 社オティックス内 (72)発明者 杉山 雅則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA12 BA22 BA35 BA56 BA61 CB01 CB05 CB12 CB13T CC01 CC64T CD04 CD11 CD14 CD17 CD19 CD29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 管本体とインジェクタを挿入接続する二
    以上の分岐管とを備えた燃料分配管において、前記分岐
    管の管本体に近い基端部とインジェクタを挿入接続する
    先端部との間に管軸方向及び管径方向の弾性を示す蛇腹
    構造部を設けたことを特徴とする燃料分配管。
  2. 【請求項２】 燃料制御圧力による前記蛇腹構造部の管
    軸方向の膨張変形を抑止する変形抑止部材を設けた請求
    項１記載の燃料分配管。
  3. 【請求項３】 前記変形抑止部材は、前記蛇腹構造部に
    被覆して該蛇腹構造部の両側で分岐管に固定した筒状金
    網体である請求項２記載の燃料分配管。
  4. 【請求項４】 前記分岐管の内部に濾過消音器を設けた
    請求項１、２又は３記載の燃料分配管。
  5. 【請求項５】 前記濾過消音器の濾過材は網状体又は濾
    紙である請求項４記載の燃料分配管。
  6. 【請求項６】 前記濾過消音器の濾過材は籠状に形成し
    たものである請求項４又は５記載の燃料分配管。
  7. 【請求項７】 前記濾過消音器はインジェクタの端部で
    固定した請求項４、５又は６記載の燃料分配管。
  8. 【請求項８】 前記濾過消音器における前記インジェク
    タとの対向面又は該対向面の周囲に吸音材を設けた請求
    項４、５、６又は７記載の燃料分配管。
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