(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このような内燃機関では、様々なエンジンレイアウトのものが採用される。その中には、インジェクタの取付位置を、主管に対して、当該主管における径の中心位置よりも径方向外側にシフトした位置、換言すればオフセットした位置にせざるを得ない、いわゆるオフセット型のエンジンレイアウトのものがある。
【0005】
オフセット型のエンジンレイアウトに対応したデリバリパイプとして、円筒状のインジェクタ取付部の底面ではなく、インジェクタ取付部の側壁の外周面と主管の外周面を接合する構成が考えられる。そのような構成では、曲面状をなす側壁の外周面と主管の外周面とを接合する必要があり、平坦面状をなす底面と主管の外周面とを接合する場合に比べて、インジェクタ取付部と主管との接合面積が小さくなることに起因して、インジェクタ取付部と主管との接合強度が低下する虞がある。
【0006】
インジェクタ取付部と主管との接合強度を確保するための対策として、本願出願人は、インジェクタ取付部の側壁の外周面を主管の外周面の形状に倣う形で内方に凹ませて、インジェクタ取付部と主管とを面接触させた状態で接合することができるものを開発した。
【0007】
しかしながら、インジェクタ取付部の側壁の外周面を内方に凹ませる構成では、インジェクタ取付部の形状が複雑になり、インジェクタ取付部の寸法精度を高めるという点において改善の余地があった。仮に、インジェクタ取付部の寸法精度が悪化した場合には、インジェクタ取付部とインジェクタとの間のシール性が低下する虞がある。
【0008】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、インジェクタ取付部と主管との接合強度を確保しつつ、インジェクタ取付部の寸法精度を高めることが可能なフューエルデリバリパイプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明のフューエルデリバリパイプは、燃料を通す主管孔が内部に形成された主管と、前記主管の外周面に配され、インジェクタを取り付けるためのインジェクタ取付部と、を備え、前記インジェクタ取付部は、一方の端部が開放した有底円筒状をなす円筒部を備え、前記円筒部は、前記一方の端部に前記インジェクタが取り付け可能とされるとともに、その側壁を内外方向に貫通してなる円筒部側貫通孔を有し、前記主管は、前記主管孔と前記円筒部側貫通孔とにそれぞれ連通する形で、その外周面を内外方向に貫通してなる主管側貫通孔を有し、前記主管のうち前記主管側貫通孔が形成された箇所の外周面は、前記円筒部のうち前記円筒部側貫通孔が形成された箇所の外周面に倣う形で前記主管の内方に凹んでなることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、主管のうち主管側貫通孔が形成された箇所の外周面が、円筒部のうち円筒部側貫通孔が形成された箇所の外周面に倣って凹んだ形とされているから、主管側貫通孔が形成された箇所の外周面と円筒部側貫通孔が形成された箇所の外周面とを面接触させた状態で接合することができる。そして、主管とインジェクタ取付部とを面接触可能に構成する場合であっても、円筒部が有底円筒状をなすから、側壁の外周面が凹んだ形とされるインジェクタ取付部に比べて、インジェクタ取付部を単純な形状とすることができる。この結果、インジェクタ取付部と主管との接合強度を確保しつつ、インジェクタ取付部の寸法精度を高めることができる。
【0011】
上記構成において、シリンダヘッドに対してボルトを介して取り付けられるフューエルデリバリパイプであって、前記主管に対して少なくとも一部が接続されるとともに、前記ボルトを挿通するボルト孔を有し、前記ボルト孔を介して前記シリンダヘッドに前記ボルトを締結することにより、前記主管を前記シリンダヘッドに対して取り付け可能とするボルト取付部を、更に備え、前記インジェクタ取付部は、前記円筒部の前記一方の端部から外方に延設されたフランジ部を有し、前記ボルト取付部は、前記円筒部を挿通する円筒部用挿通孔を有し、前記円筒部が前記円筒部用挿通孔に挿通されて、前記側壁の外周面と前記円筒部用挿通孔の内周面が接合されるとともに、前記フランジ部と前記円筒部用挿通孔の孔縁部が接合されていてもよい。
【0012】
このような構成によれば、ボルト取付部とインジェクタ取付部との間の接合面積を十分に確保することができ、ボルト取付部とインジェクタ取付部との接合強度を確保することができる。
【0013】
上記構成において、シリンダヘッドに対してボルトを介して取り付けられるフューエルデリバリパイプであって、前記主管に対して少なくとも一部が接続されるとともに、前記ボルトを挿通するボルト孔を有し、前記ボルト孔を介して前記シリンダヘッドに前記ボルトを締結することにより、前記主管を前記シリンダヘッドに対して取り付け可能とするボルト取付部を、更に備え、前記主管の外周面において、前記主管側貫通孔が形成された箇所と前記円筒部とが接合されるとともに、当該主管の軸線方向と直交する方向において前記主管側貫通孔が形成された面とは反対側に位置する面と前記ボルト取付部とが接合されていてもよい。
【0014】
主管とインジェクタ取付部とを接合する際、主管に曲げ等の変形が生じる場合があるが、このような構成によれば、主管とインジェクタ取付部との接合面とは反対側の面で主管とボルト取付部とを接合しているため、そのような変形を反対側の面同士で相殺することができる。このため、主管をその軸線方向と直交する方向に変形が生じ難いものとすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、インジェクタ取付部と主管との接合強度を確保しつつ、インジェクタ取付部の寸法精度を高めることが可能なフューエルデリバリパイプを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<実施形態1>
以下、本発明の実施形態1について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態の燃料供給装置10を備える自動車の構成を示す斜視図である。燃料供給装置10は、自動車14の車体15に装備され、燃料タンク16からエンジン17に燃料を供給する。燃料供給装置10は、燃料供給ポンプ11と、フィルタ12と、圧力調整装置13と、燃料移送管P1と、燃料供給管P2と、燃料帰還管P3と、フューエルデリバリパイプ(以下「デリバリパイプ」という)20とを備えている。
【0018】
燃料供給ポンプ11は、燃料タンク16内部の燃料を加圧する。加圧された燃料は、燃料移送管P1によって燃料タンク16からエンジン17へと移送される。移送された燃料は、フィルタ12によって濾過され、圧力調整装置13を介して燃料供給管P2に送られる。燃料供給管P2に供給される際の燃料の圧力は、圧力調整装置13によって調整されている。燃料供給管P2に送られた燃料の一部は、燃料供給管P2に接続されるデリバリパイプ20によってエンジン17へ供給され、残りの燃料は、燃料帰還管P3を通って燃料タンク16へと戻される。
【0019】
ここで、燃料とは、ガソリン、高濃度アルコール含有燃料、又はガソリンとアルコールとの混合燃料を広く含む。また、アルコールは、たとえばメタノール、エタノール、ブタノールおよびプロパノールが利用可能である。
【0020】
デリバリパイプ20は、
図2及び
図4に示すように、燃料を通す主管孔31が内部に形成された主管30と、主管30の外周面32に配され、インジェクタを取り付けるためのインジェクタ取付部40と、を備えている。デリバリパイプ20は、主管30に、これと別体のインジェクタ取付部40を接合してなる構成とされている。ここで、「接合」とは、例えばろう付け又は溶接等により、これらの部材をつなぎ合わせることを意味している。なお、主管30とインジェクタ取付部40との接合態様については、後に説明する。
【0021】
デリバリパイプ20は、
図2に示すように、長尺状をなす主管30に対して、インジェクタの挿入方向(当該インジェクタ取付部40の軸線方向)が直交する形でインジェクタ取付部40が接続されている。そして、デリバリパイプ20は、主管30の軸線方向(長手方向)に沿ってインジェクタ取付部40が複数並んで配置される構成とされている。デリバリパイプ20は、インジェクタ取付部40の各々が、エンジン17のレイアウトに応じて、主管30における径の中心位置よりも径方向外側(側方、
図4における下側)に、主管30の半径とほぼ等しい距離(詳しくは、主管30の半径から凹部34の深さを引いた距離)だけシフトした位置に配されている。なお、デリバリパイプ20は、
図3における下側がシリンダヘッド17A側に位置する姿勢でシリンダヘッド17Aに対して取り付け可能とされており、
図3における下側をシリンダヘッド17A側、手前側及び奥側を側方として、説明する。
【0022】
インジェクタ取付部40は、金属製とされ、
図5に示すように、一端部42(特許請求の範囲に記載の一方の端部に相当)が開放した有底円筒状をなす円筒部41と、円筒部41の一端部42から外方に延設されたフランジ部46と、を有している。インジェクタ取付部40は、円筒部41の高さ方向において凹凸のないストレート形状とされており、プレス成形によって形成されている。
【0023】
円筒部41は、
図5に示すように、一端部42にインジェクタ(不図示)が取り付け可能とされるとともに、その側壁43を内外方向に貫通してなる円筒部側貫通孔44を有している。円筒部41の一端部42には、その端側(
図5の下側)に向かうにつれて内径が大きくなる形でテーパー面42Aが形成されている。インジェクタ取付部40(円筒部41)にインジェクタが取り付けられた状態では、円筒部41の内周面とインジェクタとの間がOリング等のシール部材でシールされており、円筒部側貫通孔44から円筒部41の内部に流入した燃料が、エンジン17のインジェクタに供給される構成とされる。
【0024】
主管30は、例えば、スチール製、ステンレス製、アルミ製、銅製など金属製とされ、
図2及び
図3に示すように、その軸線が直線状に伸びる管状部材とされている。主管30は、後述する凹部34及びボルト取付部用接合部35が形成された部分以外の部分において断面視円形状をなす。そして、主管30は、
図1に示すように、一端部側が燃料供給管P2に接続されるとともに、他端部側が封止されている。また、主管30には、図示しない圧力センサが接続されており、デリバリパイプ20に供給された燃料の圧力を測定して、燃料の異常加圧又は異常減圧に起因したエンジン17の動作不良が発生することを抑制可能となっている。
【0025】
主管30は、
図5に示すように、その外周面32を内外方向に貫通してなる主管側貫通孔33を有している。主管側貫通孔33は、主管30をシリンダヘッド17Aに取り付けた状態において主管30の側方側(シリンダヘッド17A側に対して90°の角度を有する側)に形成されている。主管側貫通孔33は、主管30にインジェクタ取付部40が取り付けられた状態では、主管孔31と円筒部側貫通孔44とにそれぞれ連通する形とされる。このような構成により、燃料供給管P2から主管孔31に流入した燃料は、主管側貫通孔33及び円筒部側貫通孔44を介して、各インジェクタ取付部40からインジェクタに分配される。
【0026】
主管30は、
図4及び
図5に示すように、主管側貫通孔33が形成された箇所の外周面34が他の外周面32よりも内方に凹んでなる。言い換えれば、主管側貫通孔33が形成された箇所の外周面34は、他の外周面32よりも部分的に凹んだ形の凹部とされている(以下、外周面34を凹部34とも言う)。凹部34は、円筒部41のうち円筒部側貫通孔44が形成された箇所の外周面45Aに倣う形をなす。具体的には、凹部34は、主管側貫通孔33を中心として、主管30の軸線方向に沿って円弧状に湾曲する曲面状に形成されている。凹部34は、円筒状の主管30の周壁の一部をプレス加工することで形成されている。
【0027】
また、主管30の外周面32には、
図4に示すように、その軸線方向と直交する方向において主管側貫通孔33が形成された面とは反対側に位置する面に後述するボルト取付部50と接合するボルト取付部用接合部35が設けられている。主管30は、ボルト取付部用接合部35において、その外周面が他の外周面よりも内方に凹んでなる。なお、凹部34とボルト取付部用接合部35は、主管30の外周面32において、主管30の軸線方向に沿って互いにずれた位置に設けられており、凹部と主管側接合部が重なる位置に設けられる構成に比べて、主管孔31の孔径が部分的に極端に狭くなることが回避されている。ボルト取付部用接合部35は、
図3に示すように、その凹み形状の底面がボルト取付部50の主管用接合部54の板面に沿って延びる平坦面状をなす。ボルト取付部用接合部35は、主管30の周壁の一部をプレス加工することで形成されており、凹部34をプレス加工する際に凹部34とともに形成される。
【0028】
また、デリバリパイプ20は、シリンダヘッド17Aに対してボルトを介して取り付けられる構成とされており、ボルトを挿通するボルト孔51を有し、ボルト孔51を介してシリンダヘッド17Aにボルトを締結することにより、主管30をシリンダヘッド17Aに対して取り付けるためのボルト取付部50を備えている。
【0029】
ボルト取付部50は、
図2に示すように、金属製の板状部材とされ、その板面を貫通する形でボルト孔51と、円筒部41を挿通する円筒部用挿通孔52と、が形成されている。ボルト孔51と円筒部用挿通孔52は、主管30の側方において、主管30の軸線方向に沿って並んで配置されている。また、ボルト取付部50は、インジェクタ取付部40の各々と対応する位置にそれぞれ配されている。そして、複数のボルト取付部50は、そのボルト孔51と円筒部用挿通孔52が、主管30の軸線方向と平行する直線上に並ぶようにして並列配置されている。
【0030】
また、ボルト取付部50は、ボルト孔51と円筒部用挿通孔52が形成される平板状の締結面部53と、締結面部53の一端部から立ち上がるとともに主管30のボルト取付部用接合部35まで延設されて、主管30と接合される主管用接合部54と、締結面部53の他端部から立ち上がることで、締結面部53を補強する補強部55と、を備えている。そして、ボルト取付部50は、主管用接合部54と締結面部53と補強部55とがU字状に連なる単純な形状とされ、板材をプレス成形することで形成されている。
【0031】
締結面部53は、その一方の板面(シリンダヘッド17Aと反対側の面)側からボルトをボルト孔51に挿通して、当該ボルトをシリンダヘッド17Aに対して締結することで、エンジン17に固定される。一方、締結面部53には、
図5に示すように、他方の板面(シリンダヘッド17A側の面)側からインジェクタ取付部40の円筒部41が円筒部用挿通孔52に挿通され、当該他方の板面に対してインジェクタ取付部40のフランジ部46が係止されている。インジェクタ噴射時にシリンダ側から反力を受けると、締結面部53には、インジェクタ取付部40を介して
図5における上方(シリンダヘッド17Aとは反対側)に向けて力が作用するが、ボルト取付部50は、補強部55を有するとともに、主管30やインジェクタ取付部40と互いに接合されることで、変形等が生じ難い構成とされている。
【0032】
主管用接合部54は、
図3に示すように、平板状をなし、一方の板面が主管30のボルト取付部用接合部35と接合されている。このような構成によれば、ボルト取付部50の板厚にかかわらず、その板面の面積を所望の大きさにすることで、ボルト取付部用接合部35との接合面積を確保することができる。
【0033】
続いて、主管30とインジェクタ取付部40、インジェクタ取付部40とボルト取付部50、及び主管30とボルト取付部50、の接合態様についてそれぞれ説明する。
主管30とインジェクタ取付部40とは、
図4及び
図5に示すように、凹部34とインジェクタ取付部40の側壁43の外周面45とが面接触した状態で接合されている。具体的には、主管30のうち主管側貫通孔33が形成された箇所と、円筒部41のうち円筒部側貫通孔44が形成された箇所とが、主管側貫通孔33及び円筒部側貫通孔44を全周に亘って取り囲む領域において接合されている。なお、主管側貫通孔33及び円筒部側貫通孔44は、主管30とインジェクタ取付部40とを接合した後に一括して形成してもよい。
【0034】
インジェクタ取付部40とボルト取付部50とは、
図5に示すように、円筒部41が円筒部用挿通孔52に挿通されて、側壁43の外周面45と円筒部用挿通孔52の内周面52Aが接合されるとともに、フランジ部46と円筒部用挿通孔52の孔縁部52Bが接合されている。言い換えれば、インジェクタ取付部40とボルト取付部50とは、ボルト取付部50の締結面部53がインジェクタ取付部40のフランジ部46を上方から押さえる形で組み付けられる構成とされる。インジェクタ噴射時にシリンダ側から反力を受けると、インジェクタ取付部40には、
図5における上方(シリンダヘッド17Aとは反対側)に向けて力が作用するが、上記構成によれば、締結面部53により、インジェクタ取付部40の浮き上がりを好適に抑制することができる。
【0035】
主管30とボルト取付部50とは、
図3及び
図4に示すように、ボルト取付部用接合部35と主管用接合部54とが面接触した状態で接合されている。主管30とボルト取付部50とは、主管30の軸線方向と直交する方向において、上述した主管30とインジェクタ取付部40(円筒部41)との接合箇所とは反対側に位置する箇所で接合されている。ここで、主管30は、インジェクタ取付部40に対しても接合されているから、上述のようにインジェクタ取付部40とボルト取付部50とが接合されることにより、主管30は、一方の面がインジェクタ取付部40を介してボルト取付部50に対して間接的に接合されるとともに、他方の面(ボルト取付部用接合部35が設けられる面)がボルト取付部50に対して直接的に接合されていると言える。
【0036】
続いて、本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態によれば、主管30のうち主管側貫通孔33が形成された箇所の外周面34が、円筒部41のうち円筒部側貫通孔44が形成された箇所の外周面45Aに倣って凹んだ凹部34とされているから、主管側貫通孔33が形成された箇所の外周面34と円筒部側貫通孔44が形成された箇所の外周面45Aとを面接触させた状態で接合することができる。そして、主管30とインジェクタ取付部40とを面接触可能に構成する場合であっても、円筒部41が有底円筒状をなすから、側壁の外周面が凹んだ形とされるインジェクタ取付部に比べて、インジェクタ取付部40を単純な形状とすることができる。この結果、インジェクタ取付部40と主管30との接合強度を確保しつつ、インジェクタ取付部40の寸法精度を高めることができる。
【0037】
仮に、側壁の外周面が凹んだ形とされるインジェクタ取付部を形成する際には、例えば、プレス成形した円筒状の部材に対して、側壁を凹ませる加工を施して形成することが考えられる。しかしながら、そのような加工を行う場合には、プレス成形のみで形成した場合に比べて寸法精度が低下し易い。特に、インジェクタとのシール性を確保する上では、インジェクタ取付部の内径の寸法精度が問題となるが、側壁を凹ませる加工では、インジェクタ取付部の径方向に沿って側壁に変形を生じさせることとなり、その内径の寸法精度を出すことが難しくなる。さらに、側壁の外周面が凹んだ形とされるインジェクタ取付部においては、インジェクタを取り付けるための部分を、凹んだ形をなす部分より開口端側に確保する必要があり、側壁がストレート形状とされる場合に比べてインジェクタ取付部の高さ寸法が大きくなることが懸念される。この場合には、より一層、プレス成形し難い形状となる。一方、本実施形態では、有底円筒状の円筒部41は、プレス成形により形成することが可能であり、上述のように別の加工を施したり、高さ寸法を大きくしたりする必要がない。このため、インジェクタ取付部40の寸法精度、特に内径の寸法精度を、側壁の外周面が凹んだ形とされるインジェクタ取付部に比べて高めることができる。
【0038】
また、本実施形態では、ボルト取付部50とインジェクタ取付部40とは、円筒部41が円筒部用挿通孔52に挿通されて、側壁43の外周面45と円筒部用挿通孔52の内周面52Aが接合されるとともに、フランジ部46と円筒部用挿通孔52の孔縁部52Bが接合されている。このため、ボルト取付部50とインジェクタ取付部40との間の接合面積を十分に確保することができ、ボルト取付部50とインジェクタ取付部40との接合強度を確保することができる。
【0039】
また、本実施形態では、主管30の外周面32において、主管側貫通孔33が形成された箇所と円筒部41とが接合されるとともに、当該主管30の軸線方向と直交する方向において主管側貫通孔33が形成された面とは反対側に位置するボルト取付部用接合部35とボルト取付部50とが接合されている。主管30とインジェクタ取付部40とを接合する際、主管30に曲げ等の変形が生じる場合があるが、このような構成によれば、主管30とインジェクタ取付部40との接合面とは反対側の面で主管30とボルト取付部50とを接合しているため、そのような変形を反対側の面同士で相殺することができる。このため、主管30をその軸線方向と直交する方向に変形が生じ難いものとすることができる。
【0040】
<実施形態2>
次いで、本発明の実施形態2を、
図6を参照しつつ説明する。本実施形態のフューエルデリバリパイプ120は、上記実施形態のフューエルデリバリパイプ20と比べて、主管130とボルト取付部150との接合態様が相違する。なお、上記した実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
【0041】
主管130は、締結面部53と対向する面(シリンダヘッド17A側に位置する面)が、外周面32のうちボルト取付部150と接合されるボルト取付部用接合部135とされている。ボルト取付部用接合部135は、上記実施形態のように凹んでおらず、外周面32の他の部分と同様に曲面状をなしている。
【0042】
主管用接合部154は、締結面部53からボルト取付部用接合部135まで延設され、締結面部53とは反対側に位置する延設端面154Aが、主管130の外周面32の形状に倣う曲面状をなしている。言い換えれば、ボルト取付部150は、板状とされ、その板面にボルト孔51が形成されるとともに、その側面154Aが主管130の外周面32の形状に倣う曲面状をなしている。
【0043】
このような構成によれば、主管用接合部が主管の側方まで延設される場合に比べて、ボルト取付部150を小型化することができる。また、主管用接合部が主管の下側の面まで延設される場合において、その延出端面が平坦面状をなす構成に比べて、延出端面154Aと主管130の外周面32との接合面積を大きくすることができ、ボルト取付部154と主管130との接合強度を高いものとすることができる。
【0044】
<実施形態3>
次いで、本発明の実施形態3を、
図7を参照しつつ説明する。本実施形態のフューエルデリバリパイプ220は、上記実施形態のフューエルデリバリパイプ20,120と比べて、複数のインジェクタ取付部240の配置構成が相違する。なお、上記した実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
【0045】
デリバリパイプ220は、インジェクタ取付部240の各々が、エンジン17のレイアウトに応じて、主管230における径の中心位置よりも径方向外側における両側(
図7における下側及び上側)に、主管230の半径とほぼ等しい距離(詳しくは、主管230の半径から凹部34の深さを引いた距離)だけシフトした位置に配されている。言い換えれば、上記実施形態では、インジェクタ取付部40の各々が主管30に対してその同じ側に接合される構成を例示したが、本実施形態では、インジェクタ取付部240の各々が主管230に対してその両側にそれぞれ接合される構成とされている。
【0046】
主管230とインジェクタ取付部240とを接合する際、主管230に曲げ等の変形が生じる場合があるが、本実施形態の構成によれば、主管230とインジェクタ取付部240との接合面が主管230の両側に設定されるから、そのような変形を反対側の面同士で相殺することができる。このため、主管230をその軸線方向と直交する方向に変形が生じ難いものとすることができる。
【0047】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、主管の断面形状が円であるデリバリパイプを用いて説明を行ったが、これに限られない。例えば、デリバリパイプの主管の断面形状は、多角形であってもよい。
【0048】
(2)上記実施形態では、インジェクタ取付部及びボルト取付部をプレス成形により形成するものを例示したが、インジェクタ取付部及びボルト取付部の形成方法はこれに限られない。例えば、インジェクタ取付部又は/及びボルト取付部は、板材を曲げ加工して成形してもよい。
【0049】
(3)上記実施形態では、凹部及びボルト取付部をプレス加工で形成するものを例示したが、凹部の形成方法はこれに限らない。例えば、主管の成形時に、同時に凹部及びボルト取付部に係る凹み形状を成形してもよい。