JP5208566B2 - フューエルインジェクションレール - Google Patents

Description

本発明は、自動車エンジンに用いられるフューエルインジェクションレールに係り、特に、インジェクタの開閉に伴う燃料の圧力変動の吸収性能と高圧耐強度の向上との両立を図ったフューエルインジェクションレールに関する。

自動車のエンジンにおける燃料供給系では、燃料タンクの燃料をポンプによってフューエルインジェクションレールに送り、このフューエルインジェクションレール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。

一般に、フューエルインジェクションレールにあっては、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、振動、異音が常に問題となっている。

従来、脈動や振動等に対処するために、外付けのダンパーを用いたり、フューエルインジェクションレールの内部にダンパー手段を内蔵させたりしたが、最近では、フューエルインジェクションレール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、特許文献１に開示されているものを挙げることができる。

この特許文献１に提案されているフューエルインジェクションレールは、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インジェクションレールの本体内部に形成するために、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。
特開２０００−２８３０００号公報

しかしながら、振動や異音等の吸収作用をフューエルインジェクションレールの本体それ自体に付加するためには、フューエルインジェクションレール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、フューエルインジェクションレール本体の強度が低下し、フューエルインジェクションレール本体の膨張量を増やすと、相対的に破裂強度が低下する傾向がある。また、フューエルインジェクションレール本体内での圧力変動の繰り返しにより、本体が塑性変形に不断にさらされるため、疲労破壊に至る虞がある。

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、燃料の圧力変動を吸収する性能と、高圧に対する耐強度をともに向上させることができるようにしたフューエルインジェクションレールを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、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前記本体部を形成する各面のうち、前記インジェクタの開閉に伴う圧力変動による変位量が最大となる位置である最大変位点を有する面における該本体部の投影形状が、前記最大変位点を中心として、外径をなす直線または曲線と接する円弧を半径が小さいほうからＣ1、Ｃ2、Ｃ3、…とし、それぞれ内接円の半径を順にＲ1、Ｒ2、Ｒ3、…としたときに、
Ｒ1≦Ｒ2≦Ｒ3≦３Ｒ1
の関係を満足することを特徴とするものである。

本発明によれば、応力集中点を分散させることができるので、燃料の圧力変動を吸収する性能と、高圧の耐強度をともに向上させることができる。

以下、本発明によるフューエルインジェクションレール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実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す平面図であり、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、フューエルインジェクションレールの本体部を示す。参照符号１２は、燃料供給管である。図示しない燃料タンクの燃料は、ポンプによって燃料供給管１２を圧送されてフューエルインジェクションレールに導入されるようになっている。

フューエルインジェクションレールの本体部１０は、図１に示すように、比較的細長い五角形平面形状の上面および下面を有する一体形状の容器である。実施形態では、一体型を挙げているが、それぞれ五角形の上面、下面をもつケースに２分割して両者を重ね合わせて接合するようにしてもよい。

フューエルインジェクションレールの本体部１０の上面１４は、平坦な面となっており、後述するように、燃料の圧力変動を吸収するダンピング面として機能するようになっている。

他方、フューエルインジェクションレールの本体部１０の下面１６には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。これらの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。

図１において、フューエルインジェクションレールの本体部１０を形成する各面のうち、ダンピング面として働く上面１４では、インジェクタの開閉に伴う燃料の圧力変動による変位量は、位置によって異なる。この変位量は、周辺部になるにしたがって小さいが、変位量が最大となる位置を最大変位点Ｐとする。そして、最大変位点Ｐを中心として、上面１４の周囲の各辺と接する内接円を考える。この場合、内接円半径の小さい順に、辺１９ａと接する内接円Ｃ1の接点をＡ1、半径をＲ1とし、辺１９ｂと接する内接円Ｃ2の接点をＡ2、半径をＲ2とし、辺１９ｃと接する内接円Ｃ3の接点をＡ3、半径をＲ3とする。このように一般化すると、上面１４が五角形の場合には、三つの内接円Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3はそれぞれ接点Ａ1、Ａ2、Ａ3をもち、その場合、
Ｒ1≦Ｒ2≦Ｒ3
になることになる。

一番小さな内接円Ｃ1と三番目に大きな内接円Ｃ3の関係についてみると、Ｒ3は、Ｒ1との相対的な関係では、あまり大きくなることはあり得ず、自ずと限界がある。Ｒ3はせいぜいＲ1の２倍以下であって、それぞれの内接円Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の半径の差は小さくなる。現実に製品化した場合には最大でもＲ3はＲ1の３倍である。

他方、Ｒ3が大きくなる場合とは、図９に示すように、フューエルインジェクションレールの上面１４が細長い長方形になる場合である。本実施形態では、図９のような長方形は除外される。

したがって、好ましい範囲は、
Ｒ1≦Ｒ2≦Ｒ3≦３Ｒ1 …（１）
である。

なお、上面１４が完全な左右対称な五角形であって、なおかつ最大変位点Ｐが五角形の中心にある場合は、一つの内接円Ｃで接点Ａ1、Ａ2、Ａ3をもつ特別の場合である。この場合は、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3である。

本実施形態によるフューエルインジェクションレールは、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。
本実施形態によるフューエルインジェクションレールによれば、本体部１０の上面１４では、（１）式を満足する範囲で、最大変位点Ｐを中心とし、３辺と内接する内接円Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3ができる。

このことは、本体部１０の上面１４が燃料の圧力変動を受けて膨らんだり、凹んだりするときの体積変動量が大きくなることを意味する。実際、図１と図１０を対比すると、あきらかなように、同じ長さのフューエルインジェクションレールであっても、図１０に示す従来のフューエルインジェクションレールに較べて、本実施形態のフューエルインジェクションレールでは、内接円Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の半径は、差が小さくなって、ほぼ等しい関係になる。

図１０に示すフューエルインジェクションレールでは、上面３０がもっとも膨らんだときには、内接円Ｃ1、Ｃ2の接点Ａ1、Ａ2の２点に応力が集中する。これに対して、本実施形態では、内接円Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の接点Ａ1、Ａ2、Ａ3の３点に応力集中点を分散できるため、同じ体積変動量であれは、より高圧に耐えられるようになる。

このように、燃料の圧力変動を吸収する性能の向上と、高圧対強度の向上を両立することが可能になる。

第２実施形態
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の第２実施形態によるフューエルインジェクションレールについて説明する。

この第２実施形態では、フューエルインジェクションレールの本体部１０において、上面２０が略三角形の平面形状を有するもの（図３）、上面２１が菱形の平面形状を有するもの（図４）を示す。

以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に応力集中点を分散させることができるので、燃料の圧力変動を吸収する性能の向上と、高圧対強度の向上を両立することが可能になる。

第３実施形態
次に、図５、図６を参照して、本発明の第３実施形態によるフューエルインジェクションレールについて説明する。

この第３実施形態では、図３の実施形態を変形させ、上面２２を楕円にしたもの（図５）、図４の実施形態を変形させ、上面２３を半楕円にしたもの（図６）を示す。

以上のような第２実施形態によれば、応力集中する部分が点ではなく、線になることで応力を分散できるので、燃料の圧力変動を吸収する性能の向上と、高圧対強度の向上を両立することが可能になる。

第４実施形態
次に、図７、図８を参照して、本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールについて説明する。

図７は、フューエルインジェクションレールの本体部１０の上面２４の一部分に図１の実施形態を適用した例である。図８は、フューエルインジェクションレールの本体部１０の側面２５に図１の実施形態を適用した例である。
この第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、第１乃至第４実施形態で示したような平面形状をもつ本体部を有しているフューエルインジェクションレールであれば、本体部の横断面形状は特定の形状に限定されるものではない。例えば、図９に示すような、Ｌ字の断面になる本体部１０をもつフューエルインジェクションレールにも適用可能である。

本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す側面図である。 本発明の第２実施形態による略三角形の平面形状を有するフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第２実施形態による菱形の平面形状を有するフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第３実施形態による楕円の平面形状を有するフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第３実施形態による半楕円の平面形状を有するフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明の第４実施形態による別の例のフューエルインジェクションレールを示す平面図である。 本発明が適用可能なフューエルインジェクションレールのＬ字形の本体部を示す正面図である。 比較例としての従来のフューエルインジェクションレールを示す平面図である。

符号の説明

１０ フューエルインジェクションレールの本体部
１２ 燃料供給管
１４ 上面
１６ 下面
１７ インジェクタカップ

Claims (6)

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前記本体部を形成する各面のうち、前記インジェクタの開閉に伴う圧力変動による変位量が最大となる位置である最大変位点を有する面における該本体部の投影形状が、
   前記最大変位点を中心として、外径をなす直線または曲線と接する円弧を半径が小さいほうからＣ1、Ｃ2、Ｃ3、…とし、それぞれ内接円の半径を順にＲ1、Ｒ2、Ｒ3、…としたときに、
   Ｒ1≦Ｒ2≦Ｒ3≦３Ｒ1
   の関係を満足することを特徴とするフューエルインジェクションレール。
2. 前記最大変位点を有する面は、略五角形の平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
3. 前記最大変位点を有する面は、略菱形の平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
4. 前記最大変位点を有する面は、略三角形の平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
5. 前記最大変位点を有する面は、楕円形の平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
6. 前記最大変位点を有する面は、前記面の一部が請求項１乃至５のいずれかの項に記載の平面形状を一部に含むことを特徴とするフューエルインジェクションレール。

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