JP2004092571A - フューエルデリバリパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の脈動や、インジェクタ開閉時に発生する衝撃波に起因する振動や異音を効果的に吸収する形状をもったフューエルデリバリパイプを提供する。
【解決手段】フューエルデリバリパイプの本体部１０の横断面形状がＺ形をなすように、それぞれ外側に向かって凸形状に膨出する２つの膨出部１３ａ、１４ａを形成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の燃料供給系に使用されるフューエルデリバリパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンにおける燃料供給系では、燃料タンクにある燃料をポンプによってフューエルデリバリパイプに送り、このフューエルデリバリパイプに取り付けられているインジェクタから適正量の燃料をエンジンの吸気マニホールドに噴射している。
【０００３】
そこで、図１４に従来のフューエルデリバリパイプを示す。この図１４に示すフューエルデリバリパイプの本体部１０は、板金をプレス加工してそれぞれ成形したアッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂの二つのケースからなり、ロアーケース１０ｂにアッパーケース１０ａを重ね合わせてから、重なり部分をロー付けすることにより、両者を一体に接合したものである。インジェクタ取付用に用いるインジェクタカップ１７はロアーケース１０ｂの下面に取り付けられている。燃料をフューエルデリバリパイプの本体部１０に導びく燃料供給管１２の末端部は、ロアーケース１０ｂの側面に接続されている。
【０００４】
フューエルデリバリパイプにあっては、インジェクタの開閉動作に伴って発生する燃料の脈動や、燃料噴射時に発生する衝撃波の反射波に起因する振動や異音が常に問題となっている。
【０００５】
従来、振動や異音を抑制するために、フューエルデリバリパイプに外付けのダンパーを用いることが行われていたが、近年では、フューエルデリバリパイプの内部にダンパー手段を内蔵させたり、フューエルデリバリパイプそれ自体の立体形状を利用することで吸収しようとするのが技術的趨勢である。この種の従来技術としては、例えば、特開２０００−２８３０００号に開示されているものを挙げることができる。
【０００６】
この特開２０００−２８３０００号に係るフューエルデリバリパイプは、クッションタンクとして作用するガス体溜りをフューエルデリバリパイプの本体内部に形成する凸部を設けるために、本体部を構成する管体の横断面をＬ字形やＴ字形としたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のフューエルデリバリパイプは、ガス体溜まりのエアや燃料蒸気が燃料の脈動圧を吸収するようになっているため、エンジンの運転状況によっては、ガス体溜まりの形成が不十分となる場合があり、そのときには、脈動圧を吸収きなくなるという問題がある。
【０００８】
振動や異音の吸収作用をフューエルデリバリパイプの本体それ自体に付加するためには、フューエルデリバリパイプ本体が圧力変動とともに変形して振動等を吸収し易い形状であることが有利であるが、フューエルデリバリパイプ本体の剛性の確保との兼ね合いが微妙で難しく、振動・異音の十分な吸収性能を得ることは難しいのが現状である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、燃料の脈動や、インジェクタ開閉時に発生する衝撃波に起因する振動や異音を効果的に吸収する形状をもったフューエルデリバリパイプを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、フューエルデリバリパイプの本体部の横断面形状がＺ形をなすように、それぞれ外側に向かって凸形状に膨出する２つの膨出部を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、フューエルデリバリパイプの本体部の壁面のうち、前記インジェクタカップと対向する本体部の壁面部に、所定の範囲に亘って肉薄に偏肉する偏肉部を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、請求項６に係る発明は、インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、フューエルデリバリパイプの本体部の壁面のうち、インジェクタカップと対向する壁面の面積を拡張するように、当該本体部の側面に外側に突出する突出部を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるフューエルデリバリパイプの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態によるフューエルデリバリパイプを示す側面図であり、図２は横断面を示す図である。図１において、参照符号１０は、フューエルデリバリパイプの本体部を示し、参照符号１２は燃料供給管で、これらがリターンレスシステムの燃料供給装置を構成している。図示しない燃料タンクにはいっている燃料は、ポンプによって圧送されて燃料供給管１２を通ってフューエルデリバリパイプに導入されるようになっている。
【００１４】
フューエルデリバリパイプの本体部１０は、Ｌ形の横断面形状をそれぞれ有するアッパーケース１３とロアーケース１４とからなり、両者を重ね合わせてロー付けにより接合してなるものである。アッパーケース１３の上面の片側に寄った部分には、外側に凸形状に膨出する第１の膨出部１３ａが形成されている。上面の残余の部分は平坦な面となっており、後述するように脈動圧等を吸収するダンピング面１３ｂとして利用されている。
【００１５】
同じ様にして、ロアーケース１４の底面では、片側に寄った部分に外側に凸形状に膨出する第２の膨出部１４ａが形成されており、残余の部分は平坦面となっている。このロアーケース１４の下面の平坦面には所要数の燃料供給口が形成され、ここに、図示しないインジェクタを取り付けるためのインジェクタカップ１７が所定の間隔で長さ方向に配列して取り付けられている。インジェクタカップ１７には、図示しないインジェクタを圧入することにより装着することができる。
【００１６】
図２に示されるように、第１膨出部１３ａと第２膨出部１４ａとは、フューエルデリバリパイプの本体部１０の中心に関してほぼ１８０°対称な関係にあり、これにより、本体部１０の横断面形状は、全体としてＺ字形になっている。
【００１７】
燃料供給管１２の末端は、フューエルデリバリパイプの本体部１０の上流側の端部にロー付けによって接続されている。
【００１８】
本実施形態によるフューエルデリバリパイプは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
エンジンを運転している間、フューエルデリバリパイプの本体部１０の内部は、燃料供給管１２を通って圧送されてくる燃料で満たされた状態になっていて、各インジェクタに燃料が分配供給される。
【００１９】
そして、インジェクタの開閉動作が繰り返され、開いて燃料が噴射されるときには、燃料の圧力が急に低下する。また、インジェクタが閉じたときには、燃料の圧力が急上昇し脈動圧が発生する。これらの圧力の変動は、衝撃波となり振動や異音の原因となる。
【００２０】
本実施形態においては、フューエルデリバリパイプの本体部１０を、それぞれ第１膨出部１３ａを有するアッパーケース１３と第２膨出部１４ａを有するロアーケース１４とから構成することで、本体部１０の横断面の形状をＺ字形とした管体構造としている。
【００２１】
このＺ字形の管体構造は、フューエルデリバリパイプの本体部１０の立体形状それ自体を脈動圧に対するより大きな吸収機能をもった柔構造とするのに役立つ。すなわち、脈動圧の発生による圧力変動を受けたときの、本体部１０のＺ字形断面の断面積変化量が大きくなり、これにより脈動の低減効果が高まる。
【００２２】
また、アッパーケース１３の第１膨出部１３ａ以外の平坦な上面部の面剛性が高くならないため、ダンピング面１３ｂとして機能し、インジェクタ開閉時の衝撃波や脈動に伴う振動の減衰効果を高めることができる。
【００２３】
なお、脈動吸収性や振動減衰性の効果を高めるためには、第１膨出部１３ａ、第２膨出部１４ａの高さｈと幅ｗが関係しているのが判明している。本体部１０の幅Ｗとの相対的な関係で、高さｈは幅Ｗに対して１／２の範囲内で、できるだけ高く、幅ｗはできるだけ狭い方が好ましい。このような形に加工する上では、本実施形態のように、本体部１０をアッパーケース１３とロアーケース１４とに分け、それぞれを加工する方が設計自由度が高く有利である。
【００２４】
第２実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について、図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００２５】
この第２実施形態では、フューエルデリバリパイプの本体部１０は細長い箱状のケースで、ともに横断面形状がコ字形のアッパーケース２０と、ロアーケース２１とから構成されている。このうち、アッパーケース２０の上面部は、インジェクタカップ１７と対向する壁面であり、他の部分よりも肉厚が薄肉に偏肉された偏肉部２２が形成されている。この偏肉部は、少なくとも全てのインジェクタカップ１７の配列範囲をカバーする広がりをもって形成されている。その他の構成要素は、第１実施形態と同一であり、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００２６】
次に、以上のような第２実施形態の作用並びに効果を説明する。
アッパーケース２０の上面部に偏肉部２２を形成した管体構造とすることにより、偏肉部２２がある上面部の面剛性を脈動や振動の吸収に適したものにすることができる。具体的には、脈動圧の発生による圧力変動を受けたときの、偏肉部２２の変位量が増加し、また、本体部１０の断面積変化量の増加量が大きくなり、これらの力学的な特性変化に基づいて、脈動や振動の低減効果が高まる。また、偏肉部２２により本体部１０の内容積が増加することも低減効果に寄与すると考えられる。
【００２７】
ところで、アッパーケース２０の偏肉部２２の大きさが変化すると、脈動等の低減効果も変わってくることが予想される。
【００２８】
そこで、フューエルデリバリパイプの本体部１０の形状をモデル化し、偏肉部２２の幅を変化させた場合に、どのように断面積変化量、最大変位量、内容量が変わるかをシミュレーションした結果について説明する。
【００２９】
図６は、シュミレーションに用いたフューエルデリバリパイプについてのモデルを示す。これは次のような条件でモデル化したものである。
【００３０】
・材料　ＳＰ鋼板
厚さ　１．２ｍｍ
ヤング率　２１０００［ｋｇｆ／ｍｍ^２］
ポアソン比　０．３
・寸法　全長　３００ｍｍ
幅　　３０ｍｍ
高さ　３０ｍｍ
重ね代　４ｍｍ
・加圧条件　内圧　３５０［ｋＰａ］
・偏肉部形状
図７に示すように、最大深さ０．２ｍｍ、幅Ｘ１、
長さ２５０とする曲率Ｘの曲面とする。
【００３１】
・評価項目
断面積変化量ΔＳ
内圧のかかっていない状態での軸方向中央部の断面積をＳ０、内圧
を受けて変形したときの断面積をＳ１とすると、
ΔＳ＝Ｓ１／Ｓ０×１００（％）
最大変位量
偏肉部中央部の最大変位量（ｍｍ）
内容積Ｖ
内圧のかかっていない状態での内容積（ｃｃ）
次に、図８に、偏肉部の幅Ｘ１寸法を変化させてシミュレーションした結果を示す。
偏肉部の幅Ｘ１を徐々に増加させると、断面積変化量、最大変位量、内容積とも、正比例的に増加していく傾向が見られ、このことから、偏肉部２２の幅Ｘ１は広い方が脈動等の低減効果は高いことが予想される。
【００３２】
しかしながら、本体部１０の幅に対して偏肉部２２の幅Ｘ１の割合が６０％を越えると、断面積変化量、最大変位量、内容積は一様に微増するにとどまる。このことは、偏肉部２２の幅Ｘ１を大きくしても脈動等の低減効果の向上は期待できず、むしろ、剛性の低下によるマイナス面の方が大きくなる。したがって、偏肉部２２の幅Ｘ１は、本体部１０の幅に対する割合が６０％程度の場合が最大の効果を期待でき、６０％以内であることが好ましい。
【００３３】
第３実施形態
次に、本発明の第３の実施形態を図９に示す。
この第３実施形態では、第１実施形態における膨出部１４ａを有するロアーケース１４と、第２実施形態における偏肉部２２を有するアッパーケース２０とからフューエルデリバリパイプの本体部１０が構成されている。
【００３４】
以上のような第３実施形態によっても、フューエルデリバリパイプの本体部１０の立体形状そのものを利用して脈動減衰性や振動吸収性の効果を高めることができる。また、本体部１０をアッパーケース２０とロアーケース１４とに分け、それぞれを加工する方が設計自由度が高く有利である。
【００３５】
第４実施形態
次に、本発明の第４の実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
この第４の実施形態では、フューエルデリバリパイプの本体部１０を構成するアッパーケース３０とロアーケース３１とには、細長い箱形のケースが採用されているが、本体部１０の側面の一部に外側に突出する突出部３２が形成されている。この突出部３２の形状は、この実施形態では、鋭角の頂角をもった三角形である。
【００３６】
このような突出部３２があることによって、インジェクタカップ１７と対向する壁面、この場合、アッパーケース３０の上面部の面積を拡張するのに役立ち、それだけ、この上面部を脈動圧を受けるダンピング面として、衝撃波や脈動圧に起因する振動の吸収効果を高めることが可能となるとともに、本体部１０の内容積を増やすことができる。
【００３７】
以上の第４実施形態では、燃料供給管１２の接続位置は、本体部１０の上流側の端部であるが、図１１に示すように、燃料供給管１２の端末を突出部３２に接続してもよい。
【００３８】
燃料供給管１２を突出部３２に接続することによって、燃料供給管１２から圧送されてきた燃料が突出部に流入するときに流速が低下し、そのときにエネルギーを失う分、脈動低減には有利である。
【００３９】
第５実施形態
次に、図１２は、本発明の第５の実施形態を示す。
【００４０】
この第５実施形態は、フューエルデリバリパイプの本体部１０は、基本的に長さ方向に第１膨出部１３ａ、第２膨出部１４ａが形成された管状ケース５０からなり、この管状ケース５０の両端部をそれぞれキャップ５１ａ、５１ｂで閉塞している。その他の構成要素は、基本的に第１実施形態と同様である。
【００４１】
次に、図１３は、管状ケース５２において、第２実施形態と同じように、インジェクタカップ１７と対向する壁面に薄肉に偏肉する偏肉部２２を所定の範囲に亘って形成し、両端部をキャップ５３ａ、５３ｂで閉塞した実施の形態である。
【００４２】
以上の図１２乃至図１３に挙げた実施形態のように、管状ケースを利用しても全く問題なく、立体形状そのものを利用して脈動減衰性や振動吸収性の効果を高めることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フューエルデリバリパイプの立体的な形状自体で、燃料の脈動や、インジェクタ開閉時に発生する衝撃波に起因する振動や異音を効果的に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるフューエルデリバリパイプの側面図。
【図２】図１のフューエルデリバリパイプの横断面を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態によるフューエルデリバリパイプの側面図。
【図４】本発明の第２の実施形態によるフューエルデリバリパイプの横断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態によるフューエルデリバリパイプの平面図。
【図６】シュミレーションの用いたフューエルデリバリパイプのモデルを示す図で、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は正面図。
【図７】シュミレーションでの偏肉部のモデル形状を示す図。
【図８】偏肉部の幅を変化させてシュミレーションした結果を表したグラフ。
【図９】本発明の第３の実施形態によるフューエルデリバリパイプの横断面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態によるフューエルデリバリパイプを示し、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は横断面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるフューエルデリバリパイプの変形例を示し、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は横断面図。
【図１２】本発明の第５の実施形態によるフューエルデリバリパイプの側面図。
【図１３】本発明の第５の実施形態によるフューエルデリバリパイプの他の変形例の側面図。
【図１４】従来のフューエルデリバリパイプの側面図。
【符号の説明】
１０　フューエルデリバリパイプの本体部
１２　燃料供給管
１３　アッパーケース
１３ａ　第１膨出部
１４　ロアーケース
１４ａ　第２膨出部
１７　インジェクタカップ
２０　アッパーケース
２１　ロアーケース
２２　偏肉部

Claims (8)

1. インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、
   フューエルデリバリパイプの本体部の横断面形状がＺ形をなすように、それぞれ外側に向かって凸形状に膨出する２つの膨出部を形成したことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
2. 前記膨出部の高さは、前記本体部の幅に対して１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のフューエルデリバリパイプ。
3. インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、
   フューエルデリバリパイプの本体部の壁面のうち、前記インジェクタカップと対向する本体部の壁面部に、所定の範囲に亘って肉薄に偏肉する偏肉部を形成したことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
4. 前記偏肉部の幅は、本体部の幅に対する割合が６０％以内であることを特徴とする請求項３に記載のフューエルデリバリパイプ。
5. フューエルデリバリパイプの本体部の壁面のうち、前記インジェクタカップが取り付けられる方の壁面部に外側に向かって凸形状に膨出する膨出部を形成したことを特徴とする請求項３または４に記載のフューエルデリバリパイプ。
6. インジェクタを取り付けるための複数のインジェクタカップが長さ方向に配列された本体部を有し、燃料供給系から燃料供給配管を通して圧送される燃料をインジェクタに供給するフューエルデリバリパイプにおいて、
   フューエルデリバリパイプの本体部の壁面のうち、インジェクタカップと対向する壁面の面積を拡張するように、当該本体部の側面に外側に突出する突出部を形成したことを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
7. 前記突出部には、前記燃料供給配管の端末が接続されることを特徴とする請求項６に記載のフューエルデリバリパイプ。
8. フューエルデリバリパイプの本体部は、アッパーケースとロアーケースとを接合してなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載のフューエルデリバリパイプ。

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