JP4148861B2

JP4148861B2 - フューエルデリバリパイプ

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Publication number: JP4148861B2
Application number: JP2003327235A
Authority: JP
Inventors: 正佳臼井
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: JP2005090423A

Description

本発明は、電子燃料噴射式自動車用エンジンの燃料加圧ポンプから送給された燃料を、エンジンの各吸気通路に噴射ノズルを介して供給するためのフューエルデリバリパイプに係るもので、燃料噴射による放射音を低減する事を目的とするものである。

特開２０００−３２９０３０号公報特開２０００−３２０４２２号公報特開２０００−３２９０３１号公報特開平１１−３７３８０号公報特開平１１−２１６４号公報特開昭６０−２４０８６７号公報

従来、複数の噴射ノズルを設けてエンジンの複数の気筒にガソリン等の燃料を供給するフューエルデリバリパイプが知られている。このフューエルデリバリパイプは、床下配管を介して燃料タンクから導入した燃料を、複数の噴射ノズルから順次、エンジンの複数の吸気管又は気筒内に噴射し、この燃料を空気と混合し、この混合気を燃焼させる事によってエンジンの出力を発生させている。

このフューエルデリバリパイプは、燃料タンクから燃料が余分に供給された場合、その余分の燃料を圧力レギュレーターにより燃料タンクに戻す回路を有する方式であるリターンタイプと、余分の燃料を燃料タンクに戻す回路を持たないリターンレスタイプが存在する。最近は、コストの低減や燃料タンクのガソリン温度の上昇を防止する等の目的で、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプが多く用いられている。

このリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプは、余分の燃料を燃料タンクに戻す配管がないため、エンジンの吸気管又は気筒への噴射ノズルからの燃料噴射によってフューエルデリバリパイプの内部が減圧されると、この急激な減圧と、燃料噴射の停止によって生じる圧力波が、フューエルデリバリパイプの内部に圧力脈動を生じさせるものとなる。この圧力脈動は、フューエルデリバリパイプ及びこのフューエルデリバリパイプに接続した接続管から燃料タンク側まで伝播された後、燃料タンク内の圧力調整弁から反転されて戻され、接続管を介してフューエルデリバリパイプまで伝播される。フューエルデリバリパイプには、複数の噴射ノズルが設けられており、この複数の噴射ノズルが順次燃料の噴射を行い、圧力脈動を発生させる。その結果、床下配管を床下に止めているクリップを介して車内に騒音として伝播され、この騒音が運転者や乗車者に不快感を与えるものとなる。

従来、このような圧力脈動による弊害を抑制する方法としては、ゴムのダイアフラムが入ったパルセーションダンパーを、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプに配置し、発生する圧力脈動エネルギーをこのパルセーションダンパーによって吸収したり、フューエルデリバリパイプから燃料タンク側までの床下に配設される床下配管を、振動吸収用のクリップを介して床下に固定する事により、フューエルデリバリパイプ、もしくはタンクまでの床下配管に発生する振動を吸収する事が行われている。これらの方法は比較的有効なものであって圧力脈動の発生による弊害を抑制させる効果がある。

また、特許文献１〜特許文献６に示す発明の如く、圧力脈動を低減させる目的で、フューエルデリバリパイプに圧力脈動を吸収し得る、脈動吸収機能を備えたものが提案されている。これらの圧力脈動吸収機能を有するフューエルデリバリパイプは、フューエルデリバリパイプの外壁に可撓性のアブゾーブ面を形成し、燃料噴射に伴って発生する圧力を受けてアブゾーブ面が撓み変形する事によって、圧力脈動を吸収低減し、フューエルデリバリパイプ、その他の部品の振動による異音の発生を防止可能とするものである。

しかしながら、パルセーションダンパーや振動吸収用のクリップは高価なものであり、部品点数を増やしコスト高となるし、設置スペースの確保にも新たな問題を生じている。他方、特許文献１〜特許文献６に示す従来技術では、圧力脈動の吸収効果はあるが、燃料噴射時の噴射ノズルの開閉に伴って、噴射ノズルがスプールに着座する際に発生するカチカチ音等、数kHz以上の高周波数側の音が、アブゾーブ面により増幅されて外部に放射される不具合を生じる可能性があった。

本願の第１発明は、上述の如き課題を解決するため、噴射ノズルを備え燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプ本体に燃料導入管を接続し、この燃料導入管を、床下配管を介して燃料タンクに連結したフューエルデリバリパイプに於て、フューエルデリバリパイプ本体の少なくとも一つの壁面を可撓性のアブゾーブ壁面とし、前記アブゾーブ壁面の何れか一つとこれに対向する壁面との間の、フューエルデリバリパイプ本体内に、一端をアブゾーブ壁面に接続し、他端をアブゾーブ壁面と対向する壁面に接続した弾性部材を挿入し、この弾性部材により、アブゾーブ壁面の撓みに対応して弾性的に変形及び復元可能なダンパ部材を形成して成るものである。

また、本願の第２発明は、噴射ノズルを備え燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプ本体に燃料導入管を接続し、この燃料導入管を、床下配管を介して燃料タンクに連結したフューエルデリバリパイプに於て、フューエルデリバリパイプ本体の少なくとも一つの壁面を可撓性のアブゾーブ壁面とし、前記アブゾーブ壁面の何れか一つとこれに対向する壁面との間の、フューエルデリバリパイプ本体内に、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の何れか一方に接続するピストンと、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の他方に接続し前記ピストンを進退動可能に挿入したシリンダとから成るダンパ部材を配設し、このシリンダ内においてピストンをアブゾーブ壁面の撓みに対応して進退可能としたものである。

また、ダンパ部材は、シリンダの内周とピストンの外周との間に流体の流通間隔を介在させるとともにこの流通間隔を介してシリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内とを連通可能としたものであっても良い。

また、シリンダは、シリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内との燃料の微量な流通を可能とするオリフィスを、ピストンとは反対側に開口しても良い。

また、ダンパ部材は、ピストンをシリンダに挿入口を介して液密的に挿入し、このシリンダの内周とピストンの外周との間に流体の流通間隔を介在させてピストンを進退動可能とするとともに、シリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内とを非連通に形成しても良い。

本願の第１及び第２発明は上述の如く構成したもので、アブゾーブ壁面が撓み変形する事により圧力脈動の良好な吸収効果が得られるだけでなく、このアブゾーブ壁面の撓み変形に伴ってダンパ部材が弾性的に拡縮する事により、高周波脈動でのアブゾーブ壁面の撓み変形を抑制する。その結果、噴射ノズルがスプールに着座した際のカチカチ音等の高周波音の外部への放射を小さく抑える事が可能となる。しかも、フューエルデリバリパイプの外部にパルセーションダンパーや振動吸収用のクリップ等を使用した場合と比べて、製造コストの低減が可能となるとともに、フューエルデリバリパイプや床下配管が嵩張る事がなく、フューエルデリバリパイプを限られたスペースであっても設置が可能で、レイアウトの自由度の高いものとなる。

また、本願の第１発明は、一端をアブゾーブ壁面に接続し、他端をアブゾーブ壁面と対向する壁面に接続した弾性部材を挿入し、この弾性部材によりダンパ部材を形成するものであるから、ダンパ部材を廉価に形成することができ、フューエルデリバリパイプの低コスト化が可能となる。また、本願の第２発明は、フューエルデリバリパイプ本体内に、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の何れか一方に接続するピストンと、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の他方に接続し前記ピストンを進退動可能に挿入したシリンダとから成るダンパ部材を配設して成るものであるから、このダンパ部材のピストンの進退動に伴って、所望の高周波音の放射防止効果を得ることができる。

本願の第１発明である実施例１を図１を用いて詳細に説明すれば、(１)はフューエルデリバリパイプ本体で、一対のストレート壁面(２)と、この一対のストレート壁面(２)の両端を連結する一対の円弧状壁面(３)とで構成されている。尚、実施例１のフューエルデリバリパイプ本体(１)の円周方向の断面形状は図示はしないが、後述の実施例２の図３に示すフューエルデリバリパイプ本体(１)と同様に、円周方向の断面形状を長円形とする偏平管である。そして、一方のストレート壁面(２)に噴射ノズル(９)を接続可能とするソケット(４)を複数設けているが、例えば３気筒エンジンの場合には、図１に示す如く、３個のソケット(４)が所望の間隔と角度で設けられている。

また、フューエルデリバリパイプ本体(１)は、一端に燃料導入管(５)が接続され、この燃料導入管(５)は、床下配管(図示せず)を介して燃料タンク(図示せず)に連結されている。そして、この燃料タンクの燃料が床下配管を介して燃料導入管(５)に移送され、燃料導入管(５)からフューエルデリバリパイプ本体(１)へと流動し、ソケット(４)に接続した噴射ノズル(９)を介してエンジンの吸気通路或いは気筒内に直接噴射される。また、フューエルデリバリパイプ本体(１)は、ソケット(４)の取り付け側に、フューエルデリバリパイプ本体(１)をエンジン本体に接続固定するためのブラケット(図示せず)等が設けられている。

そして、上記ソケット(４)を設けていない、他方のストレート壁面(２)を、流体の脈動により撓み変形可能に形成し、可撓性を有するアブゾーブ壁面(６)としている。更に、フューエルデリバリパイプ本体(１)内の、アブゾーブ壁面(６)と、これに対向する一方のストレート壁面(２)との間に、ダンパ部材(７)を２個配設している。このダンパ部材(７)は、ゴム駒(８)で形成した弾性部材で、耐油性の接着剤等の接続手段により一端をアブゾーブ壁面(６)に接続固定し、他端を一方のストレート壁面(２)に接続固定している。このようにゴム駒(８)を用いているから、ダンパ部材(７)を廉価に形成する事ができ、フューエルデリバリパイプの低コスト化が可能となる。

上述の如きフューエルデリバリパイプでは、エンジンの吸気管又は気筒への噴射ノズル(９)からの燃料噴射によってフューエルデリバリパイプ本体(１)の内部が急激に減圧されたり、燃料噴射の停止によって圧力波が生じ、フューエルデリバリパイプ本体(１)の内部に圧力脈動を生じると、アブゾーブ壁面(６)が撓み変形して内容積を変化させる事により、この圧力脈動が吸収され、圧力脈動や騒音の伝達・伝播が抑制される。

他方、燃料の噴射後に噴射ノズル(９)がスプールに着座した際に生じるカチカチ音等、数kHz以上の高周波脈動が発生した場合、この高周波脈動に共鳴してアブゾーブ壁面(６)が撓もうとすると、この高周波脈動周波数とは異なる振動数を有するダンパ部材(７)が弾性的に収縮変形と復元とを繰り返しながら脈動エネルギーを吸収し、アブゾーブ壁面(６)を制振支持する事で、高周波数でのアブゾーブ壁面(６)の撓み変形が抑制される。そのため、高周波音の外部への放射(スピーカー現象)を小さく抑える事が可能となる。

上記実施例１ではダンパ部材(７)として、弾性部材であるゴム駒(８)を配設しているが、図２、図３に示す本願の第２発明である実施例２では、シリンダ(10)と、このシリンダ(10)内に進退動可能に挿入したピストン(11)とから成るダンパ部材(７)を２個配設している。このシリンダ(10)とピストン(11)は、何れも樹脂材や耐食性金属等で、各々円筒形と円柱形に形成し、接着剤、溶接、ろう付け等の適宜の接続手段により、シリンダ(10)の一端をソケット(４)を設けた一方のストレート壁面(２)に接続固定し、ピストン(11)の一端をアブゾーブ壁面(６)に接続固定している。

また、ピストン(11)の他端側を、シリンダ(10)の他端側の挿入口(14)を介してシリンダ(10)内に進退動可能に挿入配設するとともに、シリンダ(10)の内径をピストン(11)の外径よりも僅かに大径に形成し、シリンダ(10)の内周面とピストン(11)の外周面との間に燃料の流通する微少な流通間隔(12)を設けている。更に、この流通間隔(12)を介してシリンダ(10)内とフューエルデリバリパイプ本体(１)内とを連通して、シリンダ(10)内への燃料の出入りを可能とするとともに、液圧によるピストン(11)への抵抗を大きくして、ピストン(11)の進退動を大きく抑制している。

更に、図３に示す如く、シリンダ(10)の一端側の壁面に、燃料の微量な流通を可能とする管状のオリフィス(13)を設ければ、ピストン(11)の進退動に伴って、このオリフィス(13)を介しても、シリンダ(10)内への燃料の出入りが行われる。これら流通間隔(12)及びオリフィス(13)によって、シリンダ(10)内の燃料の流出入抵抗を調整する事により、ピストン(11)の進退動によるダンパ部材(７)の振動周波数を調整する事が可能となり、所望の高周波音の放射防止効果を設けたフューエルデリバリパイプ本体(１)を形成する事ができる。

上記実施例２では、シリンダ(10)の壁面に円形管状のオリフィス(13)を設けているが、図４に示す実施例３では、シリンダ(10)の一端側の縁をＶ字形に切り欠いて開口し、この開口部とストレート壁面(２)とで、三角形状のオリフィス(13)を形成している。尚、シリンダ(10)とピストン(11)とは、実施例２と同様に各々円筒形と円柱形に形成し、シリンダ(10)の内周面とピストン(11)の外周面との間に、燃料の流通する微少な流通間隔(12)を設けている。実施例３のようなオリフィス(13)であっても、シリンダ(10)内への燃料の流出入抵抗の制御が可能となる。更には、シリンダ(10)の一端側の縁をＶ字形に切り欠くだけでオリフィス(13)を形成する事ができ、実施例２の如くシリンダ(10)の壁面に微細な管状のオリフィス(13)を貫通形成する場合に比べて、簡易な製作技術で容易に形成する事ができるとともに、オリフィス(13)の大きさの調整も容易に行う事ができ、ダンパ部材(７)の製作コストを下げる事ができる。

上記実施例２、３では、流通間隔(12)を介してシリンダ(10)内とフューエルデリバリパイプ本体(１)内とを連通可能に形成しているが、図５に示す実施例４では、シリンダ(10)内をフューエルデリバリパイプ本体(１)の内部とは非連通としている。その構成は、まずシリンダ(10)内に装着する円柱形のピストン(11)の外径をシリンダ(10)の内径よりも僅かに小さく形成し、シリンダ(10)の内周面とピストン(11)の外周面との間に、微少な流通間隔(12)を形成する。また、ピストンロッド(15)を、シリンダ(10)の一端側の壁面(16)に設けた挿入口(14)からＯリング(17)を介して液密に突出し、この突出したピストンロッド(15)をフューエルデリバリパイプ本体(１)のアブゾーブ壁面(６)に接続固定している。また、シリンダ(10)の他端側の底部(18)をフューエルデリバリパイプ本体(１)の一方のストレート壁面(２)に接続固定している。

また、シリンダ(10)内には、シリコンオイル等の流体を封入している。このシリコンオイルが、シリンダ(10)とピストン(11)との間に形成した微少な流通間隔(12)を通過して、ピストン(11)を介したシリンダ(10)の一端側と他端側を行き来するから、シリンダ(10)内でのピストン(11)の進退動を抑制する事ができる。また、シリンダ(10)内に封入する流体の粘度やピストン(11)の表面積を変える事で、ピストン(11)への液圧を変化させ、ダンパ部材(７)の弾性力を任意に制御して、目的の高周波音の消音効果を得る事ができる。

前記実施例１では、ダンパ部材(７)として使用する弾性部材を、ゴム駒(８)としていたが、図６に示す本願の第１発明の実施例５では、弾性部材として発条、好ましくは付勢された発条(20)を使用する。この付勢された発条(20)の一端をアブゾーブ壁面(６)に接着剤、ろう付け、溶接等により接続固定し、発条(20)の他端を一方のストレート壁面(２)に接続固定している。このようなダンパ部材(７)の場合でも、高周波音に対するアブゾーブ壁面(６)の撓みを抑制して、外部への音の放射を小さくできるとともに、廉価な実施が可能となる。

また、上記各実施例では、断面形状を長円形とする偏平管によりフューエルデリバリパイプ本体(１)を形成しているが、他の異なる実施例として、断面形状が楕円形、矩形等の管でフューエルデリバリパイプ本体(１)を形成しても良い。また、実施例２〜実施例４では、アブゾーブ壁面(６)にピストン(11)を接続固定し、一方のストレート壁面(２)にシリンダ(10)を接続固定しているが、アブゾーブ壁面(６)にシリンダ(10)を接続固定し、一方のストレート壁面(２)にピストン(11)を接続固定しても良い。また、実施例２、実施例３では、シリンダ(10)及びピストン(11)を円筒形と円柱形に形成しているが、多角形状の筒形と角柱形に形成しても良い。また、実施例４ではピストン(11)を円柱としているが、角柱としても良い。また、ダンパ部材(７)の弾性力を適宜調整する事により、所望の高周波脈動に対するアブゾーブ壁面(６)の撓みを抑制して、当該高周波脈動に伴う騒音の外部への放射を小さくする事ができる。

本願の第１発明を示す実施例１のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第２発明を示す実施例２のフューエルデリバリパイプの断面図。図２のＡ−Ａ線断面図。本願の第２発明を示す実施例３のフューエルデリバリパイプの断面図。本願の第２発明を示す実施例４のフューエルデリバリパイプの一部拡大断面図。本願の第１発明を示す実施例５のフューエルデリバリパイプの一部拡大断面図。

符号の説明

１フューエルデリバリパイプ本体
５燃料導入管
６アブゾーブ壁面
７ダンパ部材
８ゴム駒(本発明の弾性部材)
９噴射ノズル
１０シリンダ
１１ピストン
１２流通間隔
１３オリフィス
１４挿入口
２０付勢された発条(本発明の弾性部材)

Claims

噴射ノズルを備え燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプ本体に燃料導入管を接続し、この燃料導入管を、床下配管を介して燃料タンクに連結したフューエルデリバリパイプに於て、フューエルデリバリパイプ本体の少なくとも一つの壁面を可撓性のアブゾーブ壁面とし、前記アブゾーブ壁面の何れか一つとこれに対向する壁面との間の、フューエルデリバリパイプ本体内に、一端をアブゾーブ壁面に接続し、他端をアブゾーブ壁面と対向する壁面に接続した弾性部材を挿入し、この弾性部材により、アブゾーブ壁面の撓みに対応して弾性的に変形及び復元可能なダンパ部材を形成した事を特徴とするフューエルデリバリパイプ。
噴射ノズルを備え燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプ本体に燃料導入管を接続し、この燃料導入管を、床下配管を介して燃料タンクに連結したフューエルデリバリパイプに於て、フューエルデリバリパイプ本体の少なくとも一つの壁面を可撓性のアブゾーブ壁面とし、前記アブゾーブ壁面の何れか一つとこれに対向する壁面との間の、フューエルデリバリパイプ本体内に、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の何れか一方に接続するピストンと、アブゾーブ壁面とこれに対向する壁面の他方に接続し前記ピストンを進退動可能に挿入したシリンダとから成るダンパ部材を配設し、このシリンダ内においてピストンをアブゾーブ壁面の撓みに対応して進退可能とした事を特徴とするフューエルデリバリパイプ。
ダンパ部材は、シリンダの内周とピストンの外周との間に流体の流通間隔を介在させるとともにこの流通間隔を介してシリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内とを連通可能とした事を特徴とする請求項２のフューエルデリバリパイプ。
シリンダは、シリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内との燃料の微量な流通を可能とするオリフィスを、ピストンとは反対側に開口した事を特徴とする請求項３のフューエルデリバリパイプ。
ダンパ部材は、ピストンをシリンダに挿入口を介して液密的に挿入し、このシリンダの内周とピストンの外周との間に流体の流通間隔を介在させてピストンを進退動可能とするとともに、シリンダ内とフューエルデリバリパイプ本体内とを非連通に形成した事を特徴とする請求項２のフューエルデリバリパイプ。