JP2011094608A - フューエルディストリビュータ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料漏れに対するシール及び機械的な要求を満足する分岐管路をフューエルディストリビュータのディストリビュータパイプに簡易かつコストを抑えて結合するための解決手段を提供すること。
【解決手段】ディストリビュータパイプ２を備え、該ディストリビュータパイプ２内に複数の分岐穴７が設けられており、該分岐穴７にそれぞれ接続アダプタ８を介して分岐管路６が結合されて成るフューエルディストリビュータにおいて、接続アダプタ８を、深絞り部材又は押出成形部材とするとともにディストリビュータパイプ２の外面に適合する取付フランジ９を含んで構成し、該取付フランジ９を介して接続アダプタ８をディストリビュータパイプ２に結合し、接続アダプタ８を、サポート部１０を備える構成とするとともに、該サポート部１０内で分岐管路６の端部１１をサポート部１０に結合させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した、内燃機関のインジェクションバルブに燃料を供給するフューエルディストリビュータに関するものである。

フューエルディストリビュータシステムにおいては、加圧と燃料噴射は互いに分離されている。また、燃料ポンプは継続的に圧力を発生させており、この燃料噴射から独立して加圧された圧力は、リザーバとして機能するフューエルディストリビュータ内に発生し、持続的に利用可能となっている。また、圧縮された燃料はディストリビュータパイプに貯留され、分岐管路を介してインジェクタあるいはシリンダサポート部のインジェクションバルブへ供給される。

従来技術によるフューエルディストリビュータは、特許文献１〜３に記載されている。また、特許文献４にはディーゼルエンジン用の燃料噴射装置が開示されており、これには、引抜加工又は圧延されつつニップルが溶接又は溶着されたパイプから成るフューエルディストリビュータが記載されている。また、ニップルを収容するため、フューエルディストリビュータ内に差込孔が設けられており、この差込孔には、溶接又は溶着の前にニップルが挿入されるようになっている。

さらに、特許文献５には中空体に流体用接続装置を形成する方法が開示されている。ここで、中空体には支柱状の分岐部が設けられており、この分岐部に接続管路が配置され、この接続管路は、分岐部の壁面を変形させることで固定されるようになっている。

また、特許文献６又は特許文献７には分岐管路をフューエルディストリビュータのディストリビュータパイプに拘束するために、めねじ付きのブッシュで形成された接続要素を設けることが提案されている。ここでは、ディストリビュータパイプの機械的な加工によって該ディストリビュータパイプにシールシートを形成している。また、めねじ付きのブッシュは比較的高価である。さらに、分岐管路にはかしめヘッド又はシールニップルを設ける必要がある。そして、分岐管路の端部とめねじ付きのブッシュとの間の結合は、通常、キャップナットによってなされるが、これにより追加的なコストが生じることとなってしまう。さらに、分岐管路の取付には追加的な手間もかかる。そして、漏れの心配もある。

また、分岐管路の加工には大きなコストがかかる上、燃料通過域に要求される清浄性を満足すること、特に分岐管路内に残留物が残らないようにすることについて問題があることが判明している。また、回転部材の形状をした接続要素は複雑であるとともに、その製造にかかるコストは比較的大きくなってしまう。さらに、強度の大きい接続要素を比較的強度の小さな分岐管路と組み合わせることは、特にはんだ付け等による結合に対して理想的ではない。

独国特許第１９６０７５１２号明細書 独国特許第１９７５３０５４号明細書 欧州特許第０８６６２２１号明細書 独国特許出願公開第１９７４４７６２号明細書 欧州特許第０１２２８４８号明細書 国際公開第２００７／０３３７３８号 独国特許第３８２１８２７号明細書

そこで、本発明の目的とするところは、燃料漏れに対するシール及び機械的な要求を満足する分岐管路をフューエルディストリビュータのディストリビュータパイプに簡易かつコストを抑えて結合するための解決手段を提供することにある。

上記課題に対する上記解決手段は、請求項１記載の特徴を有するフューエルディストリビュータに基づくものである。なお、本発明によるフューエルディストリビュータの好ましい実施形態等については、請求項２〜８に記載されている。

本発明によるフューエルディストリビュータは負圧下にある燃料を収容するためのディストリビュータパイプを備えており、このディストリビュータパイプ内には、当該ディストリビュータパイプの径方向に延在しつつ当該ディストリビュータパイプの壁面を貫通するとともに、当該ディストリビュータパイプの圧力室に開口した複数の分岐穴が設けられている。

この複数の分岐穴には、接続アダプタを介してそれぞれ１つの分岐管路が接続されている。本発明によれば、接続アダプタは、ディストリビュータパイプを径方向に部分的に包囲する一体的に形成された深絞り部材又は押出成形部材として形成されている。また、接続アダプタは、ディストリビュータパイプの外面部に適合する取付フランジを有しており、該取付フランジを介してディストリビュータパイプに結合されるようになっている。さらに、接続アダプタはディストリビュータパイプへ径方向に配向されつつ分岐穴に対応した複数のサポート部を備えており、このサポート部内で分岐管路の端部が係合し、かつ、サポート部に結合されている。なお、接続アダプタは、深絞り部材又は押出成形部材（特に冷間押出成形部材）として、コスト及び材料消費を抑えつつ、機械的な加工をすることなく得られるものとなっている。

そして、この接続アダプタによって、分岐管路をフューエルディストリビュータのディストリビュータパイプへの結合するための、簡易かつコストを抑えた解決手段を得ることが可能である。特に、このような結合は、比較的壁面の強度が小さいディストリビュータパイプに対して適したものとなっている。

また、接続アダプタにおけるサポート部はかかり面に対して径方向へ延在する移行部により形成されており、このサポート部において分岐管路の端部が収容され、かつ、結合されている。したがって、ディストリビュータパイプと分岐管路の間で、燃料漏れがなく、大きな機械的負荷に耐え得る結合が達成される。

本発明の一実施形態においては、サポート部の内周部に、分岐管路の端部を位置決めするためのストッパが形成されている。特に、このストッパは、サポート部における材料の押しのけ（Materialverschiebung）によって形成されており、サポート部の内周部における少なくとも２つ、好ましくは３つの互いにずらして配置された突起部となっている。このサポート部において材料を押しのけて形成された突起部は、分岐管路の軸方向の挿入深さを規制するものであるとともに、サポート部と分岐管路の間の溶着のためにサポート部に収容されるはんだリングの位置決めをする役目を担うものでもある。

また、サポート部の他の利点は、分岐管路の端部のサポート部におけるはめあいによって得られる軸方向の公差調整がなされる点にある。これにより、分岐管路の長さ方向の振動が低減されることになる。

特に、はんだリングをサポート部の軸方向において両側からストッパ方向へ取り付けることが実際の現場において好ましく、これは、接続アダプタのディストリビュータパイプへの結合と接続アダプタのサポート部における分岐管路の結合を共通してあるいは同時に行うことでなされる。したがって、溶着材料の対象物への塗布をする必要がない。さらに、この場合、溶着による信頼性の高い結合が保証される。

また、本発明の他の実施形態においては、分岐管路の端部が、ディストリビュータパイプの分岐穴に挿入されるか、又はこの分岐穴を貫通するようになっている。この場合、分岐管路の端部は、分岐穴及びサポート部において特に溶着などの結合技術によって結合される。また、接続アダプタは、剛性のばらつきの低減や、分岐管路とディストリビュータパイプの間の結合部の疲労限の改善を補助する役割を担っている。この結果、フューエルディストリビュータが改善されるとともにその寿命も延長されることになる。なお、このような実施形態は、高い圧力要求が課される場合に特に適している。

さらに、接続アダプタに開口部を設けることも考えられ、この開口部は、特に溶着材料である結合材料を塗布するのに役立つものである。また、この開口部により、結合及び結合プロセスを目視により確認することが可能である。なお、この開口部を接続アダプタにおける取付フランジからサポート部への移行部に設けるのが好ましい。

また、接続アダプタをディストリビュータパイプに結合する際には、取付フランジの結合面に設けられた溶接用突起部によりあらかじめ固定するのが理想である。この溶接用突起部により、接続アダプタは、抵抗溶接を行うことによりあらかじめ固定されるとともに、溶着又は溶接（特にレーザ溶接）によって最終的に燃料漏れが生じないように固定される。

なお、２段階の取付も考えられ、すなわち、まず接続アダプタが例えばはんだ付けによってディストリビュータパイプに結合され、つづいて、分岐管路と接続アダプタの間の結合が特に誘導ろう付け又はレーザ溶接によりなされるようにしてもよい。これにより、分岐管路における熱による不都合な変形及び強度損失が防止されることとなる。

本発明によれば、燃料漏れに対するシール及び機械的な要求を満足する分岐管路をフューエルディストリビュータのディストリビュータパイプに簡易かつコストを抑えて結合するための解決手段を提供することが可能である。

本発明によるフューエルディストリビュータを示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明によるフューエルディストリビュータの他の実施形態を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図２には本発明の第１の実施形態が示されており、図３には同第２の実施形態が示されている。なお、両図において、互いに対応する部材には同一の番号を付して示している。

フューエルディストリビュータ１は内燃機関のコモンレールシステムの構成の１つであり、このようなコモンレールシステムの加圧機能と燃料噴射機能とは互いに分離されている。また、独立した高圧ポンプが継続的に圧力を発生させるようになっている。噴射順序に依存せずに発生したこの圧力は、フューエルディストリビュータ１において継続的に使用される。

フューエルディストリビュータ１はポンプ側の燃料流入部３を備えたディストリビュータパイプ２を含んで構成されており、燃料は、このディストリビュータパイプ２によって、接続管路４を介して該ディストリビュータパイプ２内部の圧力室５へ導入される。静的に圧縮されたこの燃料は、ディストリビュータパイプ２内に貯留されるとともに分岐管路６，６’によって分配され、シリンダサポート部におけるインジェクタに供給される。そのため、ディストリビュータパイプ２は半径方向の分岐穴７，７’を備えており、この分岐穴７，７’を介して、漏れがないようシールされつつ圧力室５が分岐管路６，６’に結合されている。

また、分岐管路６，６’はそれぞれ接続アダプタ８，８’を介してディストリビュータパイプ２に結合されており、これら接続アダプタ８，８’は、一体的な深絞り部材又は一体的な押出成形部材であるとともに、ディストリビュータパイプ２の外形に適合する取付フランジ９，９’を有している。

そして、接続アダプタ８，８’には、深絞り技術又は押出成形技術により移行部の形状に形成されつつディストリビュータパイプ２の方向へ向いたサポート部１０，１０’が形成されている。このサポート部１０，１０’には、分岐管路６，６’の端部１１，１１’が係合し、かつ、結合されている。また、取付フランジ９，９’は、サポート部１０，１０’の周囲に環状に形成されているとともに、ディストリビュータパイプ２をその外面部１２において部分的に包囲するようになっている。

図２に示すフューエルディストリビュータ１の実施形態においてはサポート部１０の内面部１３にストッパ１４が設けられており、このストッパ１４は、分岐管路６の端部１１を位置決めする役割を担うものである。また、このストッパ１４は、サポート部１０の内面部１３における段差部によって形成されている。すなわち、ストッパ１４は、この内面部１３において互いにずらして配置された３つの突起部１５の形態となっている。

これら突起部１５は、分岐管路６の軸方向の挿入深さを規制するものであるとともに、サポート部１０に収容するはんだリングの位置決めをする役目を担うものでもある。なお、はんだリングにより、サポート部１０と分岐管路６の間の溶着技術による結合がなされる。

また、はんだリングは、サポート部１０の両側及びストッパ１４に配置されるようになっている。そして、熱により溶融するはんだは、サポート部１０における分岐管路６の端部１１を固着するとともに、取付フランジ９をディストリビュータパイプ２の外面部１２に固着するものとなっている。

ところで、取付フランジ９の結合面１６には複数の溶接用突起部１７が設けられており、これら溶接用突起部１７により、抵抗溶接を行うことで接続アダプタ８のディストリビュータパイプ２への固着がなされることになる。また、これにつづいて、特にはんだ付け又は溶接により、取付フランジ９とディストリビュータパイプ２の間での燃料漏れのない溶着がなされる。

なお、２段階の取付も考えられ、すなわち、まず接続アダプタ８が例えばはんだ付けによってディストリビュータパイプ２に結合され、つづいて、分岐管路６と接続アダプタ８の間の結合が特に誘導ろう付け又はレーザ溶接によりなされるようにしてもよい。

図３に示すフューエルディストリビュータ１の実施形態においては、分岐管路６’の端部１１’が分岐穴７’まで延び、さらに該分岐穴７’内へ突出している。この分岐管路６’の端部１１’は、分岐穴７’内におけるディストリビュータパイプ２及び接続アダプタ８’のサポート部１０’に特に溶着されて結合されている。なお、図示のとおり、分岐管路６’の端部１１’は、ディストリビュータパイプ２の内部において該ディストリビュータパイプ２の壁面と面一に結合されている。なお、接続アダプタ８’は、剛性のばらつきの低減及び結合部の疲労限の改善、すなわちフューエルディストリビュータ１の改善を補助する役割を担っている。

さらに、図示のとおり、接続アダプタ８’の取付フランジ９’とサポート部１０’の間の接続部１８には開口部１９が設けられており、この開口部１９を介してろう付け材料などの結合材料を塗布することができるようになっている。また、結合プロセス及び形成された結合部をこの開口部１９によって監視し、検査することも可能である。なお、接続アダプタ８’及びディストリビュータパイプ２の結合プロセスは上述のとおりなされるので、再度の説明については省略する。

深絞り又は押出成形によって製造された接続アダプタ８，８’によれば、製造及び材料消費に関してコスト削減を図ることが可能である。さらに、この接続アダプタ８，８’は、従来における提案に対して重量においても利点を有している。また、接続アダプタ８，８’を、機械的な加工をすることなく、材料消費を抑えつつ一体的な深絞り部材又は一体的な押出成形部材として形成することが可能である。すなわち、簡易かつコストがかからない分岐管路６のディストリビュータパイプ２への結合を達成することができる。フューエルディストリビュータ１においては、特にディストリビュータパイプ２の壁面厚さ（強度）についても、従来の構造に比して低減させて用いることが可能である。

１ フューエルディストリビュータ
２ ディストリビュータパイプ
３ 燃料流入部
４ 接続管路
５ 圧力室
６，６’ 分岐管路
７，７’ 分岐穴
８，８’ 接続アダプタ
９，９’ 取付フランジ
１０，１０’ サポート部
１１，１１’ 分岐管路の端部
１２ ディストリビュータパイプの外面部
１３ サポート部の内面部
１４ ストッパ
１５ 突起部
１６ 結合面
１７ 溶接用突起部
１８ 接続部
１９ 開口部

Claims (8)

1. 内燃機関のインジェクションバルブに燃料を供給するフューエルディストリビュータであって、負圧下にある燃料を収容するためのディストリビュータパイプ（２）を備え、該ディストリビュータパイプ（２）内に複数の分岐穴（７，７’）が設けられており、該分岐穴（７，７’）にそれぞれ接続アダプタ（８，８’）を介して分岐管路（６，６’）が結合されて成る前記フューエルディストリビュータにおいて、
   前記各接続アダプタ（８，８’）を、一体的な深絞り部材又は一体的な押出成形部材とするとともに前記ディストリビュータパイプ（２）の外面に適合する取付フランジ（９，９’）を含んで構成し、
   該取付フランジ（９，９’）を介して前記接続アダプタ（８，８’）を前記ディストリビュータパイプ（２）に結合し、
   前記接続アダプタ（８，８’）を、前記ディストリビュータパイプ（２）の径方向へ配向されたサポート部（１０，１０’）を備える構成とするとともに、該サポート部（１０，１０’）内で前記分岐管路（６，６’）の端部（１１，１１’）を該サポート部（１０，１０’）に係合かつ結合させた
   ことを特徴とするフューエルディストリビュータ。
2. 前記分岐管路（６）の端部（１１）を位置決めするためのストッパ（１４）を前記サポート部（１０）の内面部（１３）に設けたことを特徴とする請求項１記載のフューエルディストリビュータ。
3. 前記ストッパ（１４）を、前記サポート部（１０）を形成する材料の押しのけにより形成したことを特徴とする請求項２記載のフューエルディストリビュータ。
4. 前記ストッパ（１４）を、前記サポート部（１０）の内面部（１３）において互いにずらして配置された少なくとも２つの突起部（１５）によって形成したことを特徴とする請求項２又は３記載のフューエルディストリビュータ。
5. 前記分岐管路（６’）の端部（１１’）を、前記分岐穴（７’）内まで延在させたことを特徴とする請求項１記載のフューエルディストリビュータ。
6. 前記分岐管路（６’）の端部（１１’）を、前記分岐穴（７’）内に結合させたことを特徴とする請求項５記載のフューエルディストリビュータ。
7. 前記接続アダプタ（８’）、特に前記取付フランジ（９’）から前記サポート部（１０’）への移行部に開口部（１９）を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフューエルディストリビュータ。
8. 前記取付フランジ（９，９’）における溶接用突起部（１７）を用いつつ抵抗溶接を行うことで、燃料漏れが生じないよう前記接続アダプタ（８，８’）を前記ディストリビュータパイプ（２）に固着したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフューエルディストリビュータ。

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