(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
燃料配管の一実施形態について、
図1〜
図7を参照して説明する。本実施形態では、内燃機関の燃焼室に配置された燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する燃料配管を例に説明する。
【0011】
図1に示すように、燃料配管100には、筒形状に形成されている母管10が設けられている。以下では、母管10の軸方向を単に軸方向という。母管10は、例えば鋼材などの金属素材によって構成されていて、例えば押出成形や引抜成形などの方法によって製造されている。
【0012】
図2及び
図3に示すように、母管10は、軸方向(
図2の左右方向)に直管状に形成されている。
図1及び
図4に示すように、母管10は、軸方向に延びる周壁11と、該周壁11の両端部に連結された一対の側壁12とからなる。
【0013】
図5に示すように、母管10の周壁11は、平板状に形成されている平板部13と、該平板部13から円弧状に湾曲して延びている湾曲部14とからなる。
図4に示すように、軸方向において、平板部13の中心部分には、貫通孔15が形成されている。また、平板部13には、軸方向に並んだ複数の流出孔16が形成されている。流出孔16は、貫通孔15よりも一方側(
図4の右側)に配置されている第1流出孔16A、第1流出孔16Aと貫通孔15との間に配置された第2流出孔16B、貫通孔15よりも他方側(
図4の左側)に配置された第3流出孔16C、及び第3流出孔16Cよりも他方側に配置された第4流出孔16Dからなる。平板部13には、第1流出孔16Aが形成されている部分よりも一方側の端部に、接続孔17が形成されている。母管10には、平板部13及び湾曲部14によって囲まれて各孔に接続された流入通路18が形成されている。
【0014】
図1に示すように、母管10の一端部(
図1の左端部)には、インレット20が連結されている。インレット20は、円筒状に形成されていて、母管10の周壁11に連結されている大径部21と、該大径部21に連結されていて大径部21よりも縮径された小径部22とからなる。大径部21の中心軸線は、小径部22の中心軸線と同軸上に配置されている。
図4に示すように、大径部21は、母管10における接続孔17が形成されている部分に連結されている。大径部21には接続孔17と連通する図示しない孔が形成されていて、該孔を通じて大径部21の内域と流入通路18とが連通している。
【0015】
図2に示すように、燃料配管100の正面視において、インレット20の中心軸線L2は、母管10の中心軸線L1に対して所定角度θ1だけ傾いて配置されている。また、
図3に示すように、燃料配管100の平面視において、インレット20の中心軸線L2は、母管10の中心軸線L1に対して所定角度θ2だけ傾いて配置されている。インレット20の小径部22の外周面はねじ状に形成されている。
【0016】
図7に示すように、小径部22には燃料チューブ300のユニオンナット301が締結されることで、インレット20と燃料チューブ300とが連結される。燃料チューブ300には、図示しない内燃機関の高圧燃料ポンプから圧送された高圧の燃料が供給される。燃料チューブ300に供給された燃料は、インレット20を通じて母管10の流入通路18に流入する。
【0017】
図1に示すように、燃料配管100は、母管10に連結された複数のソケット30を有している。ソケット30は、例えば板金をプレス加工することによって形成されている。
図5に示すように、ソケット30は、一端(
図5の下端)が開口した筒状に形成されている連結本体部31と、該連結本体部31の開口部に設けられている鍔部32とからなる。鍔部32は、連結本体部31から外側に延びていて、円環状に形成されている。
【0018】
図3に示すように、ソケット30の平面視において、連結本体部31は、外周面が平面上に形成されている連結部33と、該連結部33から円弧状に湾曲して延びている壁部34とを有している。連結本体部31は、連結部33が母管10の平板部13に連結されている。
図5に示すように、連結部33には、流入孔33Aが形成されている。
【0019】
図4に示すように、母管10には、第1流出孔16Aが配置されている部分に第1ソケット30Aが連結され、第2流出孔16Bが配置されている部分に第2ソケット30Bが連結されている。また、母管10には、第3流出孔16Cが配置されている部分に第3ソケット30Cが連結され、第4流出孔16Dが配置されている部分に第4ソケット30Dが連結されている。各ソケット30は、流入孔33Aが流出孔16と連通するように配置されている。これにより、ソケット30の内域と、母管10の流入通路18とは連通している。そのため、インレット20を通じて母管10の流入通路18に流入した燃料は、流出孔16及び流入孔33Aを通じて各ソケット30に供給される。
【0020】
図2に示すように各ソケット30には、燃料噴射弁200が組付けられる。ソケット30に供給された燃料は、燃料噴射弁200から内燃機関の燃焼室に噴射される。
図1に示すように、燃料配管100には、各ソケット30を支持するブラケット40が設けられている。ブラケット40は、板状に形成されている。ブラケット40は、長方形板状に形成されている本体部50と、該本体部50から母管10側に立設されたアーム部70及びリブ80とを有している。本体部50は、長手方向(軸方向)と直交する短手方向の一端が母管10の中心軸線L1の下方まで延びている。
【0021】
図2に示すように、本体部50には、軸方向に並んで複数の支持孔56が形成されている。各支持孔56は、ソケット30の連結本体部31の外形と同じ形状に形成されている。支持孔56は、ソケット30の配置に合わせて設けられている。
図5に示すように、支持孔56には、ソケット30が挿通されている。ブラケット40の本体部50の下面とソケット30の鍔部32の上面とが当接した状態でブラケット40にソケット30が連結されている。
【0022】
図1及び
図3に示すように、ブラケット40の本体部50には、支持孔56よりも直径の小さいボルト挿通孔52が複数形成されている。ボルト挿通孔52は、軸方向に並んで4つ設けられている。軸方向において最も一端側(
図3の左側)に配置されているボルト挿通孔52を第1ボルト挿通孔52Aという。軸方向において第1ボルト挿通孔52Aよりも他端側(
図3の右側)に配置されているボルト挿通孔52を第2ボルト挿通孔52Bという。第2ボルト挿通孔52Bは、軸方向において第1ソケット30Aと第2ソケット30Bとの間に配置されている。軸方向において第2ボルト挿通孔52Bよりも上記他端側に配置されているボルト挿通孔52を第3ボルト挿通孔52Cという。第3ボルト挿通孔52Cは、軸方向において第3ソケット30Cと第4ソケット30Dとの間に配置されている。軸方向において第3ボルト挿通孔52Cよりも上記他端側に配置されているボルト挿通孔52を第4ボルト挿通孔52Dという。各ボルト挿通孔52は、本体部50において支持孔56よりも母管10から離間する側に配置されている。
【0023】
図2及び
図3に示すように、ブラケット40の本体部50は、ボルト挿通孔52が形成されている部分であるボルト締結部51と、該ボルト締結部51間の領域である中間部53とを有する。第1ボルト挿通孔52Aが形成されている第1ボルト締結部51Aと、第2ボルト挿通孔52Bが形成されている第2ボルト締結部51Bとの間の第1中間部54は、第1ソケット30Aを支持する第1支持孔56Aが形成されている第1支持部55Aと、第1支持部55Aよりも第2ボルト締結部51B側の第1結合部57とからなる。また、第2ボルト締結部51Bと、第3ボルト挿通孔52Cが形成されている第3ボルト締結部51Cとの間の第2中間部58は、第2支持部55Bと、第2支持部55Bよりも第3ボルト締結部51C側の第2結合部59と、第2結合部59よりも第3ボルト締結部51C側の第3支持部55Cとからなる。第2支持部55Bには、第2ソケット30Bを支持する第2支持孔56Bが形成されている。第3支持部55Cには、第3ソケット30Cを支持する第3支持孔56Cが形成されている。
【0024】
第3ボルト締結部51Cと、第4ボルト挿通孔52Dが形成されている第4ボルト締結部51Dとの間の第3中間部60は、第4ソケット30Dを支持する第4支持孔56Dが形成されている第4支持部55Dと、第4支持部55Dよりも第3ボルト締結部51C側の第3結合部61とからなる。すなわち、第1支持部55Aと第2支持部55Bとは、第1結合部57及び第2ボルト締結部51Bによって繋がっており、第2支持部55Bと第3支持部55Cとは、第2結合部59によって繋がっている。また、第3支持部55Cと第4支持部55Dとは、第3ボルト締結部51C及び第3結合部61によって繋がっている。このように、ブラケット40の本体部50は、ソケット30をそれぞれ支持している各支持部55同士が繋がっている。
【0025】
第1ボルト締結部51Aには、該第1ボルト締結部51Aから立設された第1アーム部71が設けられている。第1アーム部71は、母管10の外周面に沿って下方から上方に延びていて、平板部13の途中まで延びている。第1アーム部71は平板部13に連結されている。
【0026】
第1支持部55Aには、該第1支持部55Aから立設された第2アーム部72が設けられている。
図2に示すように、第2アーム部72は、第1支持孔56Aよりも他端側(
図2の右側)に配置されている。
図6に示すように、第2アーム部72は、本体部50の一端から上方に立設された基端部72Aと、該基端部72Aの上端から湾曲して延びていて、母管10の湾曲部14及び平板部13の外周面に沿って延びている下覆部72Bとを有している。また、第2アーム部72は、下覆部72Bの上端から上方に延びていて、母管10の平板部13の外周面に沿って延びている中覆部72Cと、中覆部72Cの上端から湾曲して延びていて、母管10の平板部13及び湾曲部14の外周面に沿って延びている上覆部72Dとを有している。下覆部72B、中覆部72C、及び上覆部72Dによって母管10は周方向におけるソケット30側の半周部分が覆われている。第2アーム部72は母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。
【0027】
図4に示すように、第1結合部57には、該第1結合部57から立設された第2左リブ81が設けられている。第2左リブ81は、軸方向に延びていて該軸方向における中央部分が両端部に比して母管10側に突出した形状に形成されている。第2左リブ81では、母管10側の先端部は基端部に比して、軸方向長さが短い。
【0028】
図3に示すように、第2ボルト締結部51Bには、該第2ボルト締結部51Bから立設された第3アーム部73が設けられている。第3アーム部73は、母管10の外周面に沿って下方から上方に延びている。
図2に示すように、第3アーム部73は、第2左リブ81側の第3左部73Aと、第3左部73Aから第2支持部55B側に延びている第3右部73Bとからなる。第3左部73Aは、第1アーム部71と同様に、母管10の平板部13の途中まで延びていて、該平板部13に連結されている。第3左部73Aの先端は、第3右部73B側ほど平板部13の上部側まで延びている。第3右部73Bは、母管10の湾曲部14の上方を覆うように第3左部73Aよりも上側に延びている。第3右部73Bは、第2アーム部72と同様に、母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。
【0029】
第2支持部55Bには、該第2支持部55Bから立設された第4アーム部74が設けられている。第4アーム部74は、第2支持孔56Bよりも他端側(
図2の右側)に配置されている。第4アーム部74は、母管10の湾曲部14及び平板部13の外周面に沿って上方に延びていて、母管10の周方向における半周部分を覆っている。第4アーム部74は、第2アーム部72と同様に、母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。
【0030】
図1〜
図4に示すように、第2結合部59には、ホルダ90が連結されている。ホルダ90は、ブラケット40の本体部50に連結されていて有底筒状に形成されている土台部91を有している。土台部91は、底側の一端部がブラケット40に連結されており、他端部が開口している。土台部91の他端部にはフランジ部92が設けられている。
図3に示すように、フランジ部92は、土台部91の開口91Aの周縁から外側に延びていて、平面視において三角形状に形成されている。フランジ部92は、平面視においてその一部が母管10に重なるように母管10の上方まで延びている。フランジ部92には、土台部91の開口91Aを挟むようにして軸方向に並んだ締結孔92Aが形成されている。
図4に示すように、ホルダ90の土台部91は、母管10における貫通孔15が形成されている部分に連結されている。土台部91には貫通孔15と連通する図示しない孔が形成されていて、該孔を通じて流入通路18から土台部91に燃料が流入する。ホルダ90には、開口91Aを塞ぐようにして母管10内の燃料圧力を検出する図示しないセンサが組付けられる。センサは、フランジ部92の締結孔92Aに挿通されたボルトによってホルダ90に固定され、土台部91に流入した燃料の圧力を、母管10内の燃料圧力として検出する。なお、第2結合部59を含む第2中間部58が、ホルダ90が接合されている中間部53である。
【0031】
また、
図4に示すように、第2結合部59には、該第2結合部59から立設された第1リブ82が設けられている。第1リブ82は、軸方向に延びていて該軸方向における中央部分が両端部に比して母管10側に突出した形状に形成されている。第1リブ82では、母管10側の先端部は基端部に比して、軸方向長さが短い。第1リブ82における基端部の軸方向長さd1は、第2左リブ81における基端部の軸方向長さd2よりも長い(d1>d2)。また、第1リブ82の立設高さh1は、第2左リブ81の立設高さh2と等しい(h1=h2)。
【0032】
図2に示すように、第3支持部55Cには、該第3支持部55Cから立設された第5アーム部75が設けられている。第5アーム部75は、第3支持孔56Cよりも一端側(
図2の左側)に配置されている。第5アーム部75は、母管10の湾曲部14及び平板部13の外周面に沿って上方に延びていて、母管10の周方向における半周部分を覆っている。第5アーム部75は、第2アーム部72と同様に、母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。
【0033】
第3ボルト締結部51Cには、該第3ボルト締結部51Cから立設された第6アーム部76が設けられている。第6アーム部76は、母管10の外周面に沿って下方から上方に延びている。
図2に示すように、第6アーム部76は、第3支持部55C側に配置された第6左部76Aと、第6左部76Aから第3結合部61側に延びている第6右部76Bとからなる。第6左部76Aは、母管10の湾曲部14及び平板部13の外周面に沿って上方に延びていて、母管10の周方向における半周部分を覆っている。第6左部76Aは、第2アーム部72と同様に、母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。第6右部76Bは、第1アーム部71と同様に、母管10の平板部13の途中まで延びていて、該平板部13に連結されている。第6右部76Bの先端は、第6左部76A側ほど平板部13の上部側まで延びている。
【0034】
図4に示すように、第3結合部61には、該第3結合部61から立設された第2右リブ83が設けられている。第2右リブ83は、軸方向に延びていて該軸方向における中央部分が両端部に比して母管10側に突出した形状に形成されている。第2右リブ83では、母管10側の先端部は基端部に比して、軸方向長さが短い。第2右リブ83における基端部の軸方向長さd3は、第2左リブ81における基端部の軸方向長さd2と等しく(d3=d2)、第2右リブ83の立設高さh3は、第2左リブ81の立設高さh2と等しい(h3=h2)。すなわち、第2右リブ83における基端部の軸方向長さd3は、第1リブ82における基端部の軸方向長さd1よりも短く(d3<d1)、第2右リブ83の立設高さh3は第1リブ82の立設高さh1と等しい(h3=h1)。
【0035】
図2に示すように、第4支持部55Dには、該第4支持部55Dから立設された第7アーム部77が設けられている。第7アーム部77は、第4支持孔56Dよりも一端側(
図2の左側)に配置されている。第7アーム部77は、母管10の湾曲部14及び平板部13の外周面に沿って上方に延びていて、母管10の周方向における半周部分を覆っている。第7アーム部77は、第2アーム部72と同様に、母管10の湾曲部14及び平板部13に連結されている。
【0036】
第4ボルト締結部51Dには、該第4ボルト締結部51Dから立設された第8アーム部78が設けられている。第8アーム部78は、母管10の外周面に沿って下方から上方に延びている。第8アーム部78は、第1アーム部71と同様に、母管10の平板部13の途中まで延びていて、該平板部13に連結されている。
【0037】
また、
図1〜
図4に示すように、ブラケット40の本体部50は、第1ボルト締結部51Aから一端側(
図2の左側)に延びていて、インレット20よりも下方に配置されている延設部62を有している。ブラケット40は、例えば板金をプレス加工することによって形成されている。すなわち、ブラケット40の本体部50、アーム部70、及びリブ80を展開した平面形状を板金から型抜きした後、型抜きした板金をプレス加工によって折り曲げて立体形状のブラケット40を成形する。ブラケット40の延設部62には、支持台95が連結されている。支持台95は四角柱形状に形成されていて、一端部がブラケット40に連結されているとともに、他端部がインレット20の大径部21に連結されている。支持台95は、インレット20とブラケット40とを繋いでいる。
【0038】
燃料配管100では、母管10、ソケット30、ブラケット40、ホルダ90、及び支持台95をそれぞれ成形した後、これらを互いにロウ付けすることによって上記各連結箇所を接合する。本実施形態では、燃料配管100を炉中ロウ付けによってロウ付けする。そのため、各部材は、ロウ材が溶融する程度の温度まで熱せられる。燃料配管100は、各部材が接合された後、ブラケット40の各ボルト挿通孔52に挿通されたボルトを内燃機関のボルト孔に締結することで、内燃機関に組付けられる。
【0039】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)
図7に示すように、燃料配管100が内燃機関500に組付けられている状態では、燃料配管100の周囲に種々の部品が配置された状態となる。例えば車両の前突時などには、
図7に実線の矢印で示すように外力が作用し、燃料配管100の周囲に配置されている部品400が
図7に実線で示す位置から
図7に二点鎖線で示す位置まで移動して燃料配管100のインレット20に干渉する。
【0040】
本実施形態では、インレット20は、母管10だけでなく、支持台95によってブラケット40に連結されている。そのため、
図7に白抜き矢印で示すように、インレット20に外力が作用したときには、母管10だけでなく、支持台95やブラケット40にも荷重を分散させることができる。これにより、インレット20に外力が作用したときに、インレット20と母管10との接合箇所のみに応力が集中することを抑えることができる。
【0041】
(2)本実施形態では、ブラケット40の本体部50では、延設部62をインレット20の下方まで延設しているとともに、延設部62、ボルト締結部51、及び中間部53が連続して構成されている。そのため、インレット20から支持台95を通じて延設部62に伝えられた荷重は、ブラケット40の本体部50全体に分散させることができ、ブラケット40の一部のみに荷重が集中することを抑えることができる。
【0042】
(3)
図7に示すように、本実施形態では、支持台95のブラケット40側の一端部が内燃機関500の側面側に配置され、支持台95のインレット20側の他端部が部品400側に配置されるように燃料配管100が内燃機関500に組付けられている。そのため、上述した車両の前突時などには、荷重の作用方向において、支持台95がインレット20を挟んで部品400の反対側に配置されることとなり、インレット20から支持台95への荷重の伝達効率を高めることもできる。これにより、インレット20に外力が作用したときに、該インレット20から母管10に伝達される荷重を少なくすることも可能になる。したがって、インレット20に作用する荷重を母管10ではなくブラケット40に効率良く伝達させる上で、その構成を適切にできる。
【0043】
(4)ブラケット40では、本体部50のボルト締結部51にアーム部70が設けられている。そして、アーム部70が母管10に接合されている。そのため、燃料配管100を内燃機関500にボルト締結するためのボルト締結部51の剛性を部分的に高めて、ボルト締結部51におけるボルト締結面の平面を保持しやすくできる。これにより、ボルト締結による締結力の低下を抑えて、燃料配管100を内燃機関500に組付けた後の保持性を高めることにも貢献できる。
【0044】
(5)第2アーム部72、第3アーム部73、第4アーム部74、第5アーム部75、第6アーム部76、及び第7アーム部77を母管10の平板部13及び湾曲部14の双方に接合している。そのため、母管10とブラケット40との接合強度を高めて、燃料配管100全体の剛性向上を図ることができる。
【0045】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・燃料配管100にホルダ90を設けなくてもよい。
【0046】
・インレット20の中心軸線L2の延びる方向は適宜変更が可能である。例えば、インレット20を母管10の側壁12に連結して、該インレット20の中心軸線L2を母管10の中心軸線L1と平行にすることも可能である。
【0047】
・支持台95の形状は適宜変更可能である。例えば、支持台95の断面形状を円形状や四角以外の多角形状に形成してもよい。また、支持台95の断面積がブラケット40の延設部62側ほど大きくなるように支持台95の断面形状を設定してもよいし、支持台95の断面積が延設部62側ほど小さくなるように支持台95の断面形状を設定してもよい。
【0048】
・上記実施形態では、インレット20と支持台95とを別々に成形した後にこれらを接合したが、インレット20と支持台95とを一体物として成形するようにしてもよい。
・ブラケット40に設けられるアーム部70の数や形状は適宜変更が可能である。また、燃料配管100のソケット30の数や形状も適宜変更が可能である。ソケット30の数を変更した場合には、該ソケット30の数に合わせてブラケット40に形成される支持孔56の数も変更すればよい。