(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
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と、この燃料通路に連通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に連結されるソケット孔が形成された複数のソケット部と、エンジンに取り付けるための取付孔が形成され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であって、
前記デリバリパイプは、細長い柱状体の長手方向に燃料通路が穿孔された筒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つと前記取付ボス部のうちの少なくとも1つとを一体的に形成した単位ブロックを、一直線上に複数個を連結して連続した燃料通路を形成して構成されており、
前記単位ブロックの少なくとも1つにおいて、前記燃料通路は、前記取付孔に連通しないようにかつ前記ソケット孔に連通するように、前記本体部の上流側の端部で開口しそこから内部に向かって前記本体部の長手方向中心軸線に対して斜めの方向に延びる同径で直円筒状の孔として前記本体部に穿孔されている
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。
【背景技術】
【0002】
複数気筒の内燃機関で構成された自動車のエンジンにおいては、燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴エンジンの場合、エンジンの各気筒の燃焼室に燃料を高圧で供給するためにデリバリパイプが設けられており、そのデリバリパイプは、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と、その燃料通路に連通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に連結されるソケット孔が形成された複数のソケット部と、その燃料通路に連通されないでエンジンに取り付けるための取付孔が形成された複数の取付ボス部とを備えて構成されている。
【0003】
デリバリパイプにおけるソケット孔の位置と取付孔の位置は、燃料通路に対する位置関係およびエンジンに対する配置位置の関係に応じて、制約がある中で設定される。ソケット孔は、燃料通路と空間的に交差し互いに連通する位置に設けられるが、取付孔の方は、燃料通路に交差しないように間に隔壁を残して燃料通路から離して設けられる。したがって、一般的に取付孔は、ソケット孔よりも本体部分から離れた位置に設けられるが、デリバリパイプの取り付けの強固性や安定性の点で取付部を大きく本体部分から離すことは、設計上得策ではない。そのため、ソケット孔および取付孔と燃料通路の寸法関係について、従来から種々工夫されて設計されている。
【0004】
従来の直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプにおけるこの種の工夫としては、例えば、特許文献1(特開2012−052452号公報)に開示されたものがある。このデリバリパイプは、細長い柱状体の長手方向に貫通する燃料通路が形成された筒状の本体部に、ソケット孔がその燃料通路に連通するソケット部と、取付孔がその燃料通路に連通していない取付ボス部とを一体的に形成してなる単位ブロックの複数個を一直線上に連結して構成されており、その場合に、燃料通路は、ソケット部に対して連通し取付孔には連通しない程度に、本体部の長手方向に沿った中心軸線に対して取付孔から離れる側にオフセットさせて設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、このような従来技術では、燃料通路を1本の同径の孔として単位ブロックの本体部に穿設する場合は、取付孔をソケット孔の位置に比べて本体部の長手方向に沿った中心軸線から十分に離して設けなければならず、また、取付孔の位置をソケット孔の位置に比べて本体部の長手方向に沿った中心軸線からあまり離して設けられないときは、取付孔に対応する箇所のみで燃料通路を取付孔から離して別径の孔として単位ブロックの本体部に穿設しなければならない。そのため、前者の場合は、ソケット孔の位置と取付孔の位置に関して設計上の制約があり、後者の場合は、製造時の加工が複雑になる。
【0007】
この発明は、そのような従来技術における不都合を解消しようというもので、単位ブロック本体部の長手方向に沿った中心軸線から取付孔の位置をソケット孔の位置に比べて十分に大きく離して設けられない場合でも、燃料通路を最小限の加工で穿孔しながら、燃料通路とソケット孔の連通開口面積を十分に大きく確保するとともに、燃料通路と取付孔との間の隔壁の肉厚を十分に厚く確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、この発明は、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と、この燃料通路に連通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に連結されるソケット孔が形成された複数のソケット部と、エンジンに取り付けるための取付孔が形成され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であって、デリバリパイプは、細長い柱状体の長手方向に燃料通路が穿孔された筒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つとを一体的に形成した単位ブロックを、一直線上に複数個を連結して構成されており、単位ブロックにおいて、燃料通路は、取付孔に連通しないようにかつソケット孔に連通するように、本体部にその長手方向中心軸線に対して斜めの方向に穿孔されている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、を提供する。
【0009】
燃料通路が斜めの方向に穿孔された単位ブロックは、デリバリパイプを構成する複数個の単位ブロックのうち燃料通路の終端をなす単位ブロックのみとすることができるが、その他の全てのまたは一部の単位ブロックとすることもできる。
【0010】
デリバリパイプを構成する複数個の単位ブロックのうち一部のみを燃料通路が斜めの方向に穿孔された単位ブロックとする場合は、燃料通路を斜めの方向に穿孔しない単位ブロックにおいては、ソケット孔に近い側の端から長手方向中心軸線に平行な方向に第一の直径で燃料通路を穿孔してソケット孔に連通させるとともに、取付孔に近い側の端から長手方向中心軸線に平行な方向に第一の直径より小さい第二の直径で燃料通路を穿孔して取付孔に連通させないで燃料通路を形成する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、単位ブロックにおいて、燃料通路を取付孔から遠ざけかつソケット孔に近づける方向にその本体部の長手方向中心軸線に対して斜めの方向に穿孔するので、同径の孔を穿孔加工することにより、燃料通路とソケット孔の連通開口面積を十分に大きく確保しながら、燃料通路と取付孔との間の隔壁の肉厚を十分に厚く確保することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら、この発明による直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプの実施形態を説明する。
【0014】
図1〜3に示す実施形態において、直噴エンジン用高圧燃料デリバリパイプ10は、直列4気筒の直噴エンジンに用いられるものであり、各細長い柱状体の長手方向に円筒状の燃料通路f(fa〜fd)が穿孔された筒状の本体部12(12A〜12D)のそれぞれに1つのソケット部20(20A〜20D)と1つの取付ボス部30(30A〜30D)が一体的に形成された4個の単位ブロック11(11A〜11D)を3個の連結パイプ13(13A〜13C)で一直線上に連結し、それに燃料の供給側ブロック14を連結して構成されており、これに自動車の燃料タンクから燃料ポンプ、燃料供給管(いずれも、図示省略)を介して高圧の燃料が供給される。デリバリパイプ10の主管体は、これら4個の単位ブロック11(11A〜11D)の本体部12(12A〜12D)と、これら本体部12(12A〜12D)を連結する3個の連結パイプ13(13A〜13C)と、供給側ブロック14の円筒状の本体部15とからなり、4個の本体部12(12A〜12D)と3個の連結パイプ13(13A〜13C)とを一直線上に交互に直列配置して連結させ、図示の最も左側に配置された本体部12Aに供給側ブロック14の円筒状の本体部15を4本の本体部12A〜12Dに続く一直線上に連結させたものである。主管体には、単位ブロック11A〜11Dの各本体部12A〜12D内に形成された燃料通路fa、fb、fdと、連結パイプ13A〜13C内に形成された燃料通路fcと、供給側ブロック14の本体部15内に形成された燃料通路feからなる燃料通路fがほぼ直線上に形成されている。高圧燃料ポンプで加圧された燃料が、燃料供給管を介して供給側ブロック14のジョイント部41に供給され、このジョイント部41の燃料通路fiから主管体の燃料通路f(fa〜fe)に供給される。
【0015】
各単位ブロック11(11A〜11D)は、柱状体の各本体部12(12A〜12D)にそれぞれ1つのソケット部20(20A〜20D)と1つの取付ボス部30(30A〜30D)とが一体的に形成された型鍛造による鉄の鍛造品あるいはロストワックス法によるステンレス鋼の鋳造品に、燃料通路fa、fb、fdが各本体部12(12A〜12D)の長手方向に穿孔されるとともに、ソケット部20(20A〜20D)にソケット孔21(21A〜21D)が穿孔され、取付ボス部30(30A〜30D)に取付孔31(31A〜31D)が穿孔されている。
【0016】
図3に示すように、燃料通路fの終端に当たる単位ブロック11Dは、この発明が特徴とする構成を備えているもので、この単位ブロック11Dの本体部12Dには、上流側(図示の左側)の端部
で開口しそこから
内部に向かってソケット孔21Dの所まで燃料通路fdが中心軸線xに対して取付孔31Dから離れかつソケット孔21Dに近づく向きに斜めの方向に同径で直円筒状の孔
として穿孔されていて、可及的に燃料通路fdと取付孔31Dの間の隔壁の肉厚が大きくなりかつ燃料通路fdがソケット孔21Dに大きく連通するように設けられている。さらに、本体部12Dには、上流側端部に連結パイプ13Cを嵌合するための円筒形の取付凹部12aが中心軸線xに対して同軸的に形成されている。
【0017】
他方、各単体ブロック11A〜11Cの各本体部12A〜12Cには、下流側の端部
で開口しそこから各ソケット孔21A〜21Cを越えて各取付孔31A〜31Cの手前の所まで、燃料通路faが各ソケット孔21A〜21Cに連通する直径で直円筒状に中心軸線xに平行な方向に同軸的に穿孔されており、上流側の端部
で開口しそこから各取付孔31A〜31Cを越えて燃料通路faに連通するまで、燃料通路fbが各取付孔31A〜31Cに連通しない直径(燃料通路faより小さい直径)で直円筒状に各取付孔31A〜31Cから離れた所に中心軸線xに平行な方向に穿孔されている。さらに、各本体部12A〜12Cには、上流側と下流側の両方の端部に連結パイプ13A〜13Cを嵌合するための円筒形の取付凹部12aが中心軸線xに対して同軸的に形成されている。
【0018】
ソケット部20(20A〜20D)のソケット孔21(21A〜21D)は、有底略円筒形をしており、その軸線方向を筒状の本体部12の中心軸線xに対して垂直な方向に向けて中心軸線xより
図3において下側となる側方に少しオフセットさせた位置に本体部12と一体的に形成されている。
図3に示すように、ソケット部20のソケット孔21は、本体部12の大径の燃料通路faに連通している。このソケット孔21には、燃料噴射弁IがOリングを介して液密にシールされて連結される。
【0019】
取付ボス部30(30A〜30D)は、デリバリパイプ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)が形成された略円筒形である。取付ボス部30は、取付孔31の軸線方向をソケット部20の軸線方向と平行にし、本体部12の長手方向の中心軸線xから
図3において下側となる側方にずらすとともに、小径の燃料通路fbから離すことにより、取付ボス部30の取付孔31が本体部12の燃料通路fbに連通しないようにしてある。
【0020】
連結パイプ13(13A〜13C)は、各単位ブロック11(11A〜11D)の本体部12(12A〜12D)を互いに連結して、各本体部12(12A〜12D)の燃料通路fa、fb、fdを連通させるものであり、内側に燃料通路fcを有する鉄またはステンレスの円形パイプ材を適宜な長さに切断したものである。4個の単位ブロック11(11A〜11D)の本体部12(12A〜12D)と3個の連結パイプ13(13A〜13C)は、交互に一直線上に配置され、各連結パイプ13(13A〜13C)の両端を各本体部12(12A〜12D)の対応する各取付凹部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。単位ブロック11および連結パイプ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。
【0021】
また、
図1〜
図3に示すように、左端の単位ブロック11Aの本体部12Aには、図示しない燃料供給管に接続される供給側ブロック14が同軸的に連結されている。供給側ブロック14は、円筒形状をした本体部15に図示しない燃料供給管に接続されるジョイント部41と、燃料の圧力を検出するための図示しない圧力センサを取り付けるためのセンサ取付部42とが一体的に形成された、型鍛造による鉄の鍛造品またはロストワックス法によるステンレスの鋳造品である。供給側ブロック14の本体部15の下流側端部は、最も上流側に配置された単位ブロック11Aの本体部12Aの取付凹部12aに嵌合されて、ろう付けまたは溶接により固着されている。供給側ブロック14の本体部15には、下流側端部から反対側端部の少し手前まで、各連結パイプの燃料通路fcと同じ径の燃料通路feが形成されている。
【0022】
ジョイント部41は、円筒形状をしており、その軸線方向を円筒形をした本体部15の長手方向に直交する方向にして、本体部15の斜め上側に一体的に形成されている。ジョイント部41には、同軸的に燃料通路fiが形成されており、この燃料通路fiは、本体部15の燃料通路feに連通している。ジョイント部41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。
【0023】
センサ取付部42は、円筒形状をしており、本体部15の左端部から本体部15の長手方向に直交する方向(
図3の紙面に沿う方向)に延出するように一体的に形成されている。センサ取付部42には、本体部15の燃料通路feに連通する検出通路42aが形成されている。センサ取付部42には、図示しない圧力センサがメタルテーパシールまたはガスケットシールにより液密に密閉された状態で取り付けられる。
【0024】
上記のように構成したデリバリパイプ10においては、各単位ブロック11A〜11Dの本体部12A〜12Dは、連結パイプ13A〜13Cを介して互いに連結していて、各複合ブロック11A〜11Dの本体部12A〜12Dの燃料通路fa、fbは、各連結パイプ13A〜13Cの燃料通路fcにより連続している。燃料供給管からジョイント部41の燃料通路fiおよび供給側ブロック14の本体部15の燃料通路feを通って左端の単位ブロック11Aの本体部12Aの燃料通路fb、faに流入した高圧の燃料は、各連結パイプ13A〜13Cの燃料通路fcおよび他の各単位ブロック11B〜11Dの燃料通路fb、fa、fdに送られ、燃料通路faまたはfdに連通する各ソケット孔21A〜21Dに連結された各燃料噴射弁Iからエンジンの各燃焼室内に噴射される。
【0025】
上記のように構成した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10は、それぞれ燃料通路fの一部fa、fbまたはfdが形成された円筒状の本体部12(12A〜12Cまたは12D)に1つのソケット部20(20A〜20D)と1つの取付ボス部30(30A〜30D)とを一体的に形成した4個の単位ブロック11(11A〜11D)を備えており、4個の単位ブロック11(11A〜11D)の本体部12(12A〜12D)と内側に燃料通路fcを有する連結パイプ13(13A〜13C)とを一直線上に交互に直列に連結し、
図1〜
図3に示す最も左側(上流側)に配置された単位ブロック11Aの本体部12Aに供給側ブロック14の本体部15を連結することにより構成されている。この実施形態のデリバリパイプ10では、単位ブロック11Dにおいて、燃料通路fdは、取付孔31Dに連通しないようにかつソケット孔21Dに連通するように、本体部12Dに長手方向中心軸線xに対して斜めの方向に穿孔されている。また、単位ブロック11A〜11Cにおいては、ソケット孔21A〜21Cに近い側(
下流側)の端から長手方向中心軸線xと同軸に第一の直径で燃料通路faを穿孔してソケット孔21A〜21Cに連通させるとともに、取付孔31A〜31Cに近い側(
上流側)の端から長手方向中心軸線xに対して平行に第一の直径より小さい第二の直径で燃料通路fbを穿孔して取付孔31A〜31Cに連通させないで、デリバリパイプの燃料通路fを形成してある。
【0026】
上記で説明した実施形態では、燃料通路fの終端に当たる単位ブロック11Dにおいては、燃料通路がそれ以上下流方向には必要でないので、本体部12Dの上流側端部から燃料通路fdをソケット孔21Dに届く途中の位置まで、中心軸線xに対して取付孔31Dから離れかつソケット孔21Dに近づく向きに斜めの方向に単一の直径の孔として穿孔し、最小限な加工で所望の単位ブロック11Dを製造することができる。また、途中の位置まで穿孔することにより、貫通させて穿孔する場合に比べて、形状としてシンプルで、密栓用のプラグが不要となり、かつ密栓のための締結も不要となり、部品点数およびシール箇所の削減、加工作業の削減の面および信頼性の面で有利である。他方、燃料通路fの途中に当たる単位ブロック11A〜11Cにおいては、燃料通路が上流側から下流側に貫通する必要があるので、そのことを利用して、本体部12A〜12Cの下流側端部からと上流側端部からの両側からそれぞれ所望の直径で燃料通路fa、fbを中心軸線xと同軸にまたは平行に穿孔し、ソケット孔21A〜21Cへの十分な連通と取付孔31A〜31Cへの確実な非連通との両方の必要性を達成している。
【0027】
なお、単位ブロック11Dにおいても、ソケット孔21A〜21Cへの十分な連通と取付孔31A〜31Cへの確実な非連通のためには、単位ブロック11A〜11Cと同様に下流側端部から大径の燃料通路faを穿孔し、上流側端部から小径の燃料通路fbを穿設することも可能であるが、本発明である
図3に示す実施形態の構成とする方が、形状がシンプルで、密栓用のプラグが不要で、かつ密栓のための締結も不要であるため、部品点数およびシール箇所の削減、密栓用プラグの緩み等の懸念の解消、加工作業の削減の面および信頼性の面で有利であり、これに伴い原価低減を実現できる。
【0028】
この発明が特徴とする、ソケット孔へ連通させかつ取付孔へ連通させないように中心軸線に斜めの方向に燃料通路を穿孔する構成は、燃料通路の終端に当たる単位ブロックに限らず、燃料通路の途中に当たる単位ブロックのいずれかまたは全部において実施することもできる。すなわち、第2の実施形態として
図4に示すように、他の単位ブロック11A〜11Cにおいても、燃料通路fdを取付孔31A〜31Cに連通しないようにかつソケット孔21A〜21Cに連通するように、単位ブロック11A〜11Cの長手方向中心軸線xに対して斜めの方向に穿設することができる。この場合、それぞれの単位ブロック11A〜11Dは、中心軸線xに対して同軸的に形成された取付凹部12aに連結パイプ13A〜13Cを嵌合させて連結される。
【0029】
さらに、この発明を実施するに当たっては、連結パイプを単位ブロックと一体に形成することもでき、
図5に示す第3の実施形態では、各単位ブロック11A〜11Cをそれぞれ本体部12A〜12Cとその下流側の連結パイプ13A〜13Cで一体に形成して、それぞれに燃料通路fdを同径の一本の孔として、それぞれ取付孔31A〜31Cに連通しないようにかつソケット孔21A〜21Cに連通するように、中心軸線xに対して斜めの方向に穿孔している。この場合、それぞれの単位ブロック11A〜11Dには、その上流側端部に中心軸線xに対して同軸的に形成された取付凹部12aが設けられていて、そこに一体に形成された連結パイプ13A〜13Cの下流側端部を嵌合させて、単位ブロック11A〜11D同士が連結されている。
【0030】
さらに、この発明を実施するに当たって、各単位ブロック11A〜11Cをそれぞれ本体部12A〜12Cとその下流側の連結パイプ13A〜13Cで一体に形成する場合に、
図6に第4実施形態として示すように、燃料通路fdを取付孔31Dに連通しないようにかつソケット孔21Dに連通するように中心軸線xに対して斜めの方向に穿孔する構成を燃料通路fの終端に当たる単位ブロック11Dにおいてのみ採用しながら、他の単位ブロック11A〜11Cにおいては、
図1〜3の実施形態の場合と同様に、各単位ブロック11A〜11Cにおいて一体に形成された連結パイプ13A〜13C側の端部から各ソケット孔21A〜21Cを越えて各取付孔31A〜31Cの手前の所まで、大径の燃料通路faを各ソケット孔21A〜21Cに連通する直径で中心軸線xに対して同軸的に穿孔し、単位ブロック11A〜11Cの本体部12A〜12Cの上流側の端部から各取付孔31A〜31Cを越えて燃料通路faに連通するまで、各取付孔31A〜31Cに連通しない小径の燃料通路fbを各取付孔31A〜31Cから離れた位置に中心軸線xに対して平行な方向に穿孔することができる。この場合も、それぞれの単位ブロック11A〜11Dには、その上流側端部に中心軸線xに対して同軸的に形成された取付凹部12aが設けられていて、そこに一体に形成された連結パイプ13A〜13Cの下流側端部を嵌合させて、単位ブロック11A〜11D同士が連結されている。
【0031】
以上説明したように、この発明によれば、単位ブロックにおいて、燃料通路を取付孔から遠ざけかつソケット孔に近づける方向にその本体部の長手方向中心軸線に対して斜めの方向に穿孔するので、取付孔とソケット孔の位置による制約がある中で、中心軸線と同軸にまたは平行に燃料通路を穿孔する場合に比べて、同径の孔を穿孔加工することにより、燃料通路とソケット孔の連通開口面積を十分に大きく確保しながら、燃料通路と取付孔との間の隔壁の肉厚を十分に厚く確保することができる。
【0032】
また、上記の実施形態においては、1つの単位ブロックの本体部に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、1つの単位ブロックの本体部に1つ以上のソケット部及び1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。
【0033】
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は、直列4気筒の直噴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、一つの本体部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に使用する単位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単位ブロックと複数の連結パイプとを一直線上に直列連結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。