JP6343444B2 - 燃料分配供給装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の燃料噴射装置に燃料を分配供給する燃料分配供給装置に関する。
特許文献１には、直噴エンジンの各気筒に燃料を噴射する各燃料噴射装置に高圧燃料を供給する燃料分配供給装置が記載されている。この燃料分配供給装置は、直線状に延びて燃料を高圧状態で貯留する高圧燃料貯留部（特許文献１では燃料主供給管部と記載）と、高圧燃料貯留部に貯留されている高圧燃料を各燃料噴射装置に供給する複数のカップ部と、を備えている。各カップ部は、それぞれ一部品で構成されており、各カップ部の内周面は、各燃料噴射装置を気密に保持する気密保持面となっている。
ところで、気密保持面は、燃料噴射装置との間の気密を保持するために、穴径、粗さ、真円度等の寸法に対して高い精度が要求される。特に、直噴エンジンでは、燃料の圧力が高く設定されることから、気密保持面の寸法に対して更に高い精度が要求される。このため、カップ部は、加工精度の高い切削加工により作製されている。しかしながら、切削加工は、加工精度が高い反面、コストが高いという問題がある。
このような問題に対処するべく、切削加工よりもコストの低い鋳造によりカップ部を作製することが考えられる。しかしながら、鋳造は、鋳巣が発生する可能性があり、このような鋳巣が気密保持面に発生すると、気密保持面と燃料噴射装置との間の気密性が低下するという問題がある。このため、鋳造によりカップ部を作製するのは、現実的ではない。
そこで、本発明は、燃料噴射装置との間の気密を保持しつつ、低コスト化を図る燃料分配供給装置を提供することを目的とする。
本発明に係る燃料分配供給装置は、複数の燃料噴射装置に燃料を供給するために、燃料を高圧状態で貯留する高圧燃料貯留部と、各燃料噴射装置を気密に保持して、高圧燃料貯留部に貯留されている燃料を各燃料噴射装置に供給する複数のカップ部と、を備え、カップ部は、各燃料噴射装置を気密に保持する気密保持面が形成されたシール部と、高圧燃料貯留部に接合されて、シール部が挿入されるシール部挿入孔が形成されたカップ本体と、を有し、シール部とカップ本体とは、別部材で形成されて接合されている。
本発明に係る燃料分配供給装置では、シール部に燃料噴射装置を気密に保持する気密保持面が形成されており、このシール部はカップ本体と別部材となっている。そして、カップ本体のシール部挿入孔にシール部が挿入された状態で、シール部とカップ本体とが接合されている。このため、カップ部を構成するシール部とカップ本体とを別の加工方法により作製することができる。カップ部は、気密保持面については高い寸法精度が要求されるが、気密保持面以外の面については気密保持面ほどの高い精度は求められない。このため、シール部を、切削等の高い寸法精度が得られる加工方法により作製し、カップ本体を、鋳造等のコストの低い加工方法により作製することができる。これにより、カップ部と燃料噴射装置との間の気密を保持しつつ、低コスト化を図ることができる。
一実施形態として、シール部は、カップ本体のシール部挿入孔を覆ってもよい。このように、シール部がカップ本体のシール部挿入孔を覆うことで、カップ本体の状態に左右されることなく、燃料噴射装置との間の気密を保持することができる。例えば、カップ本体を鋳造で作製した場合に、カップ本体に鋳巣が生じたとしても、この鋳巣がシール部により覆われるため、鋳巣の影響による燃料漏れを防止することができる。
また、一実施形態として、シール部とカップ本体とは異種素材であってもよい。シール部は燃料噴射装置との間の気密を保持し、カップ本体はシール部を保持することから、シール部とカップ本体とに求められる性能は異なる。そこで、このようにシール部とカップ本体とを異種素材とすることで、シール部は、シール部に求められる最適な特性を有する素材で作製し、カップ本体は、カップ本体に求められる最適な特性を有する素材で作製することができる。これにより、シール部及びカップ本体の機能向上を図ることができる。
また、一実施形態として、シール部及びカップ本体の少なくとも一方は樹脂製としてもよい。このように、シール部及びカップ本体の少なくとも一方を樹脂製とすることで、カップ部の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
また、一実施形態として、シール部及びカップ本体のうち、何れか一方は樹脂製であり、何れか他方は金属製であり、シール部とカップ本体とは、インサート成形により接合されてもよい。このように、シール部及びカップ本体のうち、何れか一方を樹脂製とし、何れか他方を金属製とすることで、カップ部の軽量化及び低コスト化を図りつつ、強度を確保することができる。しかも、燃料分配供給装置における所定の基準位置に対するシール部の位置精度を樹脂射出成形により管理できるため、燃料分配供給装置における所定の基準位置に対するシール部の位置ずれを抑制することができる。
また、一実施形態として、シール部は、樹脂製としてもよい。このように、シール部を樹脂製とすることで、気密保持面の寸法精度を高くすることができる。
また、一実施形態として、シール部の熱膨張率は、カップ本体の熱膨張率よりも大きくてもよい。このように、シール部の熱膨張率をカップ本体の熱膨張率よりも大きくすることで、カップ部が加熱された際に、シール部がカップ本体から脱落するのを防止することができる。例えば、シール部とカップ本体とをロウ付けにより接合する場合に、ロウ付け中にシール部がカップ本体から脱落するのを防止することができる。
また、一実施形態として、シール部及びカップ本体は、金属製であり、シール部とカップ本体とは、ロウ付けにより接合されており、シール部の外周面に、ロウ材を設置するための切り欠きが形成されてもよい。このように、シール部とカップ本体とをロウ付けにより接合することで、シール部とカップ本体との接合強度を高めることができる。しかも、シール部の外周面にロウ材を設置するための切り欠きを形成することで、シール部にロウ材を設置しやすくなるとともに、ロウ材が気密保持面に流れ出すのを抑制することができる。
本発明によれば、燃料噴射装置との間の気密を保持しつつ、低コスト化を図ることができる。
以下、図面を参照して、実施形態に係る燃料分配供給装置の実施形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は、実施形態に係る燃料分配供給装置を含む燃料供給系の斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る燃料分配供給装置１は、フューエルポンプ２からジョイントパイプ３を通って圧送された燃料を、エンジン（不図示）の複数の気筒に燃料を噴射する複数の燃料噴射装置４に分配供給するものである。図１に示す燃料分配供給装置１は、４気筒のエンジンの各気筒に装着された４本の燃料噴射装置４に、燃料を分配供給するものである。但し、燃料を分配供給する燃料噴射装置４の数は限定されるものではなく、エンジンの型式により適宜選択される。なお、燃料分配供給装置１は、フューエルインジェクションレールとも呼ばれる。
図２は、実施形態に係る燃料分配供給装置の斜視図である。図１及び図２に示すように、図２に示すように、燃料分配供給装置１は、主に、高圧燃料貯留部５と、複数のカップ部６と、を備える。
高圧燃料貯留部５は、複数の燃料噴射装置４に燃料を供給するために、フューエルポンプ２から圧送された燃料を高圧状態で貯留するものである。高圧燃料貯留部５は、エンジンの気筒列方向（クランク軸方向）に沿って直線状に延びる円管状に形成されている。なお、高圧燃料貯留部５の管形状は、必ずしも直線状に延びる円管状である必要はなく、様々な形状とすることができる。高圧燃料貯留部５の内部には、ジョイントパイプ３と連通される内部空間（不図示）が形成されている。この内部空間は、ジョイントパイプ３から圧送された燃料を高圧状態で貯留する空間である。高圧燃料貯留部５の素材は、特に限定されるものではなく、例えば、金属や樹脂とすることができる。また、高圧燃料貯留部５の作製方法は、特に限定されるものではなく、高圧燃料貯留部５が金属製の場合は熱間鍛造等により、高圧燃料貯留部５が樹脂製の場合は射出成形により作製することができる。なお、高圧燃料貯留部５は、フューエルポンプ２から圧送された燃料を一時的に貯留することで、フューエルポンプ２の脈動が燃料噴射装置４に伝わるのを抑制している。
カップ部６は、各燃料噴射装置４を気密に保持して、高圧燃料貯留部５に貯留されている燃料を各燃料噴射装置４に供給するものである。図３及び図４は、カップ部の斜視図である。図５は、図３に示すＶ−Ｖ線における断面図である。図３〜図５に示すように、カップ部６の高圧燃料貯留部５側の面には、高圧燃料貯留部５と接合される接合面７が形成されている。接合面７は、高圧燃料貯留部５と密着するように、高圧燃料貯留部５の外形に対応した凹曲面状となっている。カップ部６の高圧燃料貯留部５の反対側の先端面８は、平面状に形成されている。
カップ部６には、高圧燃料貯留部５の内部空間と連通されて燃料噴射装置４が挿入される燃料噴射装置挿入孔９が形成されている。なお、本実施形態では、燃料噴射装置挿入孔９は、接合面７と先端面８との間を直線的に貫通する貫通孔であるものとして説明するが、横穴などにより高圧燃料貯留部５の内部空間と連通していれば、カップ部６を貫通していなくてもよい。燃料噴射装置挿入孔９は、直線状に延びる孔である。燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌは、先端面８に対して垂直な方向に延びている。燃料噴射装置挿入孔９の内周面には、燃料噴射装置４を気密に保持する気密保持面１０が形成されている。気密保持面１０には、燃料噴射装置４又は燃料噴射装置４に嵌め込まれたＯリング等のシール材が当接されることで、気密保持面１０と燃料噴射装置４との間の気密が保持される。このため、気密保持面１０は、穴径、粗さ、真円度等の寸法が高い精度で形成されている。そして、燃料噴射装置挿入孔９の内周面に形成された気密保持面１０に燃料噴射装置４が気密に保持されることで、カップ部６は高圧燃料貯留部５に貯留されている高圧燃料を燃料噴射装置４に供給することが可能となる。
また、カップ部６には、燃料分配供給装置１をエンジンブロック（不図示）に固定するためのステイ部１１が形成されている。ステイ部１１には、燃料分配供給装置１をエンジンブロックに固定するためのボルト（不図示）が貫通されるボルト用穴１２が形成されている。ボルト用穴１２は、先端面８に対して垂直な方向に延びている。つまり、ボルト用穴１２の中心軸線と燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌとが平行になっている。なお、本実施形態ではステイ部１１はカップ部６と一体のものとして説明するが、ステイ部１１はカップ部６と別体であってもよい。
そして、このように構成されるカップ部６は、主に、シール部１３と、カップ本体１４と、により構成されている。
図６の（ａ）は、シール部の斜視図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示すＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）線における断面図である。図５及び図６に示すように、シール部１３は、カップ部６の構成部材であり、カップ部６の気密保持面１０が形成されている。シール部１３は、カップ本体１４と別部材となっている。シール部１３は、変形円筒状に形成されている。シール部１３は、接合面７から先端面８まで延びており、シール部１３の内周面にカップ部６の燃料噴射装置挿入孔９が形成されている。つまり、カップ部６の燃料噴射装置挿入孔９は、シール部１３にのみ形成されている。
具体的に説明すると、シール部１３は、接合面７側に配置される小径部１５と、先端面８側に配置される大径部１６と、小径部１５と大径部１６との間に配置される拡径部１７と、を備えている。小径部１５、大径部１６及び拡径部１７は、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌを中心とした円形断面に形成されている。小径部１５の肉厚と大径部１６肉厚は略同一となっている。大径部１６は小径部１５よりも大径となっており、拡径部１７は、小径部１５から大径部１６にかけて直線的に拡径している。なお、拡径部１７は、小径部１５及び大径部１６に対して直角に屈曲することで、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌに対して垂直な方向に延びていてもよい。そして、小径部１５、大径部１６及び拡径部１７の内周面により燃料噴射装置挿入孔９が形成されており、大径部１６の内周面が気密保持面１０となっている。
図７の（ａ）は、カップ本体の斜視図であり、図７の（ｂ）は、図６の（ａ）に示すＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）線における断面図である。図５及び図７に示すように、カップ本体１４は、カップ部６の構成部材であり、高圧燃料貯留部５に接合されてシール部１３を保持するものである。カップ本体１４は、シール部１３と別部材となっている。カップ本体１４には、高圧燃料貯留部５の内部空間と連通されてシール部１３が挿入されるシール部挿入孔１８が形成されている。なお、本実施形態では、シール部挿入孔１８は、カップ本体１４を貫通する貫通孔であるものとして説明するが、燃料噴射装置挿入孔９と同様に、横穴などにより高圧燃料貯留部５の内部空間と連通していれば、カップ本体１４を貫通していなくてもよい。
具体的に説明すると、シール部挿入孔１８は、接合面７側に配置される小径内周面１９と、先端面８側に配置される大径内周面２０と、小径内周面１９と大径内周面２０との間に配置される拡径内周面２１と、により形成されている。小径内周面１９、大径内周面２０及び拡径内周面２１は、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌを中心とした円形断面に形成されている。そして、小径内周面１９、大径内周面２０及び拡径内周面２１の内径は、シール部１３の小径部１５、大径部１６及び拡径部１７の外径と略同径となっている。つまり、大径内周面２０は小径内周面１９よりも大径となっており、拡径内周面２１は、小径内周面１９から大径内周面２０にかけて直線的に拡径している。なお、略同径とは、実質的に同じ径であることを意味し、同径のほか、径が僅かに大きく又は小さくなっていることも含む意味である。また、小径内周面１９、大径内周面２０及び拡径内周面２１の中心軸線Ｌ方向の長さは、シール部１３の小径部１５、大径部１６及び拡径部１７の中心軸線Ｌ方向の長さと略同長となっている。このため、シール部挿入孔１８にシール部１３を挿入することで、カップ本体１４の小径内周面１９、大径内周面２０及び拡径内周面２１に、シール部１３の小径部１５、大径部１６及び拡径部１７の外周面が密接するようになっている。なお、略同長とは、実質的に同じ長さであることを意味し、同長のほか、僅かに長く又は短くなっていることも含む意味である。
上述したように、シール部１３とカップ本体１４とは別部材であることから、シール部１３とカップ本体１４とは、異種素材であってもよく、同一素材であってもよい。シール部１３の素材としては、シール部１３に求められる特性が得られれば如何なる素材を採用してもよい。例えば、シール部１３の素材として、アルミなどの金属、ポリアミド（ＰＡ）などの樹脂を採用することができる。カップ本体１４の素材としては、カップ本体１４に求められる特性が得られれば如何なる素材を採用してもよい。例えば、カップ本体１４の素材として、アルミなどの金属、ポリアミド（ＰＡ）などの樹脂を採用することができる。なお、シール部１３はシール部挿入孔１８に挿入されることから、シール部１３の熱膨張率がカップ本体１４の熱膨張率よりも大きくなるように、シール部１３及びカップ本体１４の素材を設定することができる。
また、シール部１３とカップ本体１４とは別部材であることから、シール部１３とカップ本体１４とは、同じ作製方法により作製されたものであってもよく、異なる作製方法により作製されたものであってもよい。シール部１３の作製方法としては、シール部１３及び気密保持面１０に求められる特性が得られれば、如何なる方法を採用してもよい。例えば、シール部１３の作製方法として、切削加工、熱間鍛造、冷間鍛造、プレス加工、切削及びプレス加工の組み合わせ、樹脂射出成形を採用することができる。カップ本体１４の作製方法としては、カップ本体１４に求められる特性が得られれば、如何なる方法を採用してもよい。例えば、カップ本体１４の作製方法として、切削加工、熱間鍛造、冷間鍛造、プレス加工、鋳造、ロストワックス、メタルインジェクション（金属射出成形）、樹脂射出成形を採用することができる）。
そして、カップ部６は、シール部挿入孔１８にシール部１３が挿入された状態で、カップ本体１４とシール部１３とが接合されている。つまり、カップ部６は、カップ本体１４の小径内周面１９、大径内周面２０及び拡径内周面２１に、シール部１３の小径部１５、大径部１６及び拡径部１７の外周面が密接された状態で、シール部１３とカップ本体１４とが接合されている。このため、シール部挿入孔１８は、シール部１３により完全に覆われている。
シール部１３とカップ本体１４との接合方法としては、シール部１３とカップ本体１４とを接合できれば、特に限定されるものではない。例えば、シール部１３及びカップ本体１４の双方が金属製である場合は、これらの接合方法として、例えば、ロウ付けを採用することができる。また、シール部１３及びカップ本体１４が樹脂製である場合は、これらの接合方法として、溶着を採用することができる。また、シール部１３及びカップ本体１４の一方が金属製で他方が樹脂製である場合は、これらの接合方法として、例えば、インサート成形又は溶着を採用することができる。また、シール部１３及びカップ本体１４の双方が樹脂製である場合は、これらの接合方法として、例えば、二色成形又は溶着を採用することができる。
ここで、シール部１３とカップ本体１４との素材及び作製方法の組み合わせについて、（１）〜（１５）の例を説明する。
（１）組み合わせ例１では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３及びカップ本体１４の作製方法を切削加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（２）組み合わせ例２では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法を切削加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（３）組み合わせ例３では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法を切削加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（４）組み合わせ例４では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法をプレス加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（５）組み合わせ例５では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３及びカップ本体１４の作製方法をプレス加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（６）組み合わせ例６では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法をプレス加工とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（７）組み合わせ例７では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法を鋳造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（８）組み合わせ例８では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法を鋳造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（９）組み合わせ例９では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法を鋳造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（１０）組み合わせ例１０では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法をメタルインジェクションとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１１）組み合わせ例１１では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法をメタルインジェクションとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１２）組み合わせ例１２では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法をメタルインジェクションとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（１３）組み合わせ例１３では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法を熱間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１４）組み合わせ例１４では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法を熱間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１５）組み合わせ例１５では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法を熱間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（１６）組み合わせ例１６では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法を冷間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１７）組み合わせ例１７では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法を冷間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（１８）組み合わせ例１８では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法を冷間鍛造とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（１９）組み合わせ例１９では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法をロストワックスとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（２０）組み合わせ例２０では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法をロストワックスとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、ロウ付けにより行うことができる。
（２１）組み合わせ例２１では、シール部１３の素材を樹脂とし、カップ本体１４の素材を金属とする。また、シール部１３の作製方法を射出成形とし、カップ本体１４の作製方法をロストワックスとする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（２２）組み合わせ例２２では、シール部１３の素材を金属とし、カップ本体１４の素材を樹脂とする。また、シール部１３の作製方法を切削加工とし、カップ本体１４の作製方法を射出成形とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（２３）組み合わせ例２３では、シール部１３の素材を金属とし、カップ本体１４の素材を樹脂とする。また、シール部１３の作製方法をプレス加工とし、カップ本体１４の作製方法を射出成形とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、インサート成形又は溶着により行うことができる。
（２４）組み合わせ例２４では、シール部１３及びカップ本体１４の素材を樹脂とする。また、シール部１３及びカップ本体１４の作製方法を射出成形とする。この場合、シール部１３とカップ本体１４との接合は、例えば、二色成形又は溶着により行うことができる。
以上の組み合わせにおいて、シール部１３の素材を金属とした場合は、シール部１３の十分な強度を確保することができ、シール部１３の素材を樹脂とした場合は、シール部１３の軽量化及び低コスト化が図れる。同様に、カップ本体１４の素材を金属とした場合は、カップ本体１４の十分な強度を確保することができ、カップ本体１４の素材を樹脂とした場合は、カップ本体１４の軽量化及び低コスト化が図れる。
シール部１３の作製方法を切削加工とした場合は、シール部１３の量産性を確保しつつ、気密保持面１０の寸法精度を高くすることができる。
シール部１３の作製方法をプレス加工とした場合は、シール部１３を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がり、また、シール部１３の板厚の制約が緩和される。
シール部１３の作製方法を樹脂射出成形とした場合は、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置精度をシール部１３の樹脂射出成形により管理できるため、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置ずれを抑制することができる。
カップ本体１４の作製方法を切削加工とした場合は、カップ本体１４はシール部１３よりも低い寸法精度でよいため、シール部１３とカップ本体１４とを一体的に切削加工する場合に比べて作製コストが下がり、また、シール部１３の量産性を確保することができる。
カップ本体１４の作製方法をプレス加工とした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がり、また、カップ本体１４の板厚の制約が緩和される。
カップ本体１４の作製方法を鋳造とした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がる。
カップ本体１４の作製方法をメタルインジェクションとした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がる。
カップ本体１４の作製方法を熱間鍛造とした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がる。
カップ本体１４の作製方法を冷間鍛造とした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がる。
カップ本体１４の作製方法をロストワックスとした場合は、カップ本体１４を切削加工により作製した場合に比べて作製コストが下がる。
カップ本体１４の作製方法を樹脂射出成形とした場合は、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置精度をカップ本体１４の樹脂射出成形により管理できるため、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置ずれを抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る燃料分配供給装置１によれば、シール部１３に燃料噴射装置４を気密に保持する気密保持面１０が形成されており、このシール部１３はカップ本体１４と別部材となっている。そして、シール部挿入孔１８にシール部１３が挿入された状態で、シール部１３とカップ本体１４とが接合されている。このため、カップ部６を構成するシール部１３とカップ本体１４とを別の加工方法により作製することができる。カップ部６は、気密保持面１０については高い寸法精度が要求されるが、気密保持面１０以外の面については気密保持面１０ほどの高い精度は求められない。このため、シール部１３を、切削等の高い寸法精度が得られる加工方法により作製し、カップ本体１４を、鋳造等のコストの低い加工方法により作製することができる。これにより、カップ部６と燃料噴射装置４との間の気密を保持しつつ、低コスト化を図ることができる。
また、シール部１３がシール部挿入孔１８の全体を覆うことで、カップ本体１４の状態に左右されることなく、燃料噴射装置４との間の気密を保持することができる。例えば、カップ本体１４を鋳造で作製した場合に、カップ本体１４に鋳巣が生じたとしても、この鋳巣がシール部１３により覆われるため、鋳巣の影響による燃料漏れを防止することができる。
また、シール部１３は燃料噴射装置４との間の気密を保持し、カップ本体１４はシール部１３を保持することから、シール部１３とカップ本体１４とに求められる性能は異なる。そこで、シール部１３とカップ本体１４とを異種素材とすることで、シール部１３は、シール部に求められる最適な特性を有する素材で作製し、カップ本体１４は、カップ本体１４に求められる最適な特性を有する素材で作製することができる。これにより、シール部１３及びカップ本体１４の機能向上を図ることができる。
また、シール部１３及びカップ本体１４の少なくとも一方を樹脂製とすることで、カップ部６の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
また、シール部１３及びカップ本体１４のうち、何れか一方を樹脂製とし、何れか他方を金属製とすることで、カップ部６の軽量化及び低コスト化を図りつつ、強度を確保することができる。しかも、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置精度を樹脂射出成形により管理できるため、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置ずれを抑制することができる。この場合、シール部１３を樹脂製とすることで、燃料分配供給装置１における所定の基準位置に対するシール部１３の位置ずれを更に抑制することができる。
また、シール部１３の熱膨張率をカップ本体１４の熱膨張率よりも大きくすることで、カップ部６が加熱された際に、シール部１３がカップ本体１４から脱落するのを防止することができる。例えば、シール部１３とカップ本体１４とをロウ付けにより接合する場合に、ロウ付け中にシール部１３がカップ本体１４から脱落するのを防止することができる。
また、シール部１３及びカップ本体１４が金属製である場合は、シール部１３とカップ本体１４とをロウ付けにより接合することで、シール部１３とカップ本体１４との接合強度を高めることができる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、カップ部の形状のみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、カップ部の形状のみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。
図８は、第２の実施形態に係る燃料分配供給装置におけるカップ部の断面図である。なお、図８は、図５と同じ位置における断面図を示している。図８に示すように、第２の実施形態では、第１の実施形態のカップ部６に対応するカップ部６ａが設けられている。
カップ部６ａは、第１の実施形態のシール部１３に対応するシール部１３ａと、第１の実施形態のカップ本体１４に対応するカップ本体１４ａと、を備えている。
シール部１３ａは、カップ部６ａの気密保持面１０が形成された、カップ部６ａの構成部材である。シール部１３ａは、カップ本体１４ａと別部材となっている。シール部１３ａは、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌを中心とした円筒状に形成されている。シール部１３ａは、接合面７から先端面８の手前まで延びており、シール部１３ａの内周面にカップ部６ａの燃料噴射装置挿入孔９が形成されている。つまり、シール部１３ａに燃料噴射装置挿入孔９の一部が形成されている。そして、シール部１３ａの内周面が気密保持面１０となっている。
カップ本体１４ａは、高圧燃料貯留部５に接合されてシール部１３ａを保持する、カップ部６の構成部材である。カップ本体１４ａは、シール部１３ａと別部材となっている。カップ本体１４ａには、シール部１３ａが挿入されるシール部挿入孔１８ａが形成されている。本実施形態では、シール部挿入孔１８ａは、カップ本体１４ａを貫通する貫通孔であるものとして説明するが、燃料噴射装置挿入孔９と同様に、横穴などにより高圧燃料貯留部５の内部空間と連通していれば、カップ本体１４ａを貫通していなくてもよい。シール部挿入孔１８ａは、接合面７側に配置される小径内周面１９ａと、先端面８側に配置される大径内周面２０ａと、小径内周面１９ａと大径内周面２０ａとの間に配置される拡径内周面２１ａと、により形成されている。小径内周面１９ａ、大径内周面２０ａ及び拡径内周面２１ａは、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌを中心とした円形断面に形成されている。そして、小径内周面１９ａの内径は、第１の実施形態のシール部１３の小径部１５の内径と同径となっており、大径内周面２０ａの内径は、シール部１３ａの外径と略同径となっており、拡径内周面２１ａは、小径内周面１９ａから大径内周面２０ａにかけて直線的に拡径している。なお、拡径内周面２１ａは、小径内周面１９ａ及び大径内周面２０ａに対して直角に屈曲することで、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌに対して垂直な方向に延びていてもよい。
そして、カップ部６ａは、シール部挿入孔１８ａにシール部１３ａが挿入された状態で、カップ本体１４ａとシール部１３ａとが接合されている。つまり、カップ部６ａは、カップ本体１４ａの大径内周面２０ａに、シール部１３ａの外周面が密接された状態で、シール部１３ａとカップ本体１４ａとが接合されている。このため、シール部挿入孔１８ａの一部のみが、シール部１３ａにより覆われている。
このように、シール部挿入孔１８ａの一部のみをシール部１３ａにより覆うものとしても、気密保持面１０が形成されるシール部１３ａとカップ本体１４ａとを別部材として接合することで、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、基本的に第２の実施形態と同様であり、シール部の形状のみ第２の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第２の実施形態と相違する事項のみを説明し、第２の実施形態と同様の説明を省略する。
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、基本的に第２の実施形態と同様であり、シール部の形状のみ第２の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第２の実施形態と相違する事項のみを説明し、第２の実施形態と同様の説明を省略する。
図９は、第３の実施形態に係る燃料分配供給装置におけるカップ部の断面図である。なお、図９は、図５と同じ位置における断面図を示している。図９に示すように、第３の実施形態では、第２の実施形態のカップ部６ａに対応するカップ部６ｂが設けられている。カップ部６ｂは、第２の実施形態のシール部１３ａに対応するシール部１３ｂと、第２の実施形態と同様のカップ本体１４ａと、を備えている。
シール部１３ｂは、基本的に第２の実施形態のシール部１３ａと同様であるが、接合面７側の先端部に、ロウ材３２を設置するための切り欠き３１が形成されている。切り欠き３１は、シール部１３ｂの外周面側において、シール部１３ｂの周方向全域に亘って形成されている。このため、切り欠き３１に、リング状のロウ材３２を設置しやすくなっている。なお、切り欠き３１の断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば、矩形状とすることができる。
このように、シール部１３ｂの外周面にロウ材３２を設置するための切り欠き３１を形成することで、シール部１３ｂにロウ材３２を設置しやすくなるとともに、ロウ材３２が気密保持面１０に流れ出すのを抑制することができる。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、基本的に第２の実施形態と同様であり、カップ部の形状のみ第２の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第２の実施形態と相違する事項のみを説明し、第２の実施形態と同様の説明を省略する。
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、基本的に第２の実施形態と同様であり、カップ部の形状のみ第２の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第２の実施形態と相違する事項のみを説明し、第２の実施形態と同様の説明を省略する。
図１０は、第４の実施形態に係る燃料分配供給装置におけるカップ部の斜視図である。図１１は、図１０に示すＸＩ−ＸＩ線における断面図である。図１０及び図１１に示すように、第４の実施形態では、第２の実施形態のカップ部６ａに対応するカップ部６ｃが設けられている。カップ部６ｃは、第２の実施形態のシール部１３ａに対応するシール部１３ｃと、第２の実施形態のカップ本体１４ａに対応するカップ本体１４ｃと、を備えている。
カップ本体１４ｃは、基本的に第２の実施形態のカップ本体１４ｃと同様であるが、ステイ部１１がカップ部６ｃの先端面８から突出している。ステイ部１１の先端面１１ｃは、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌに対して垂直な面、つまり、カップ本体１４ｃの先端面８と平行な面となっている。なお、第１の実施形態と同様に、本実施形態ではステイ部１１はカップ部６ｃと一体のものとして説明するが、ステイ部１１はカップ部６ｃと別体であってもよい。
シール部１３ｃは、第２の実施形態のシール部１３ａと同一の円筒部３３と、フランジ状のフランジ部３４と、を備えている。フランジ部３４は、円筒部３３の先端部から半径方向外側に放射状に突出している。フランジ部３４の先端面３４ｃは、燃料噴射装置挿入孔９の中心軸線Ｌに対して垂直な面、つまり、カップ本体１４ｃの先端面８及びステイ部１１の先端面１１ｃと平行な面となっている。
そして、カップ部６ｃは、カップ本体１４ｃのシール部挿入孔１８ａにシール部１３ｃの円筒部３３の一部が挿入され、円筒部３３の一部及びフランジ部３４がカップ本体１４から突出してフランジ部３４の先端面３４ｃとステイ部１１の先端面１１ｃとが同一平面上に配置された状態で、カップ本体１４ｃとシール部１３ｃとが接合されている。
このように、ステイ部１１がカップ部６ｃの先端面８から突出していても、シール部１３ｃにフランジ部３４を形成し、シール部１３ｃをカップ本体１４から突出させた状態でシール部１３ｃとカップ本体１４ｃとを接合することで、フランジ部３４の先端面３４ｃとステイ部１１の先端面１１ｃとを同一平面上に配置することができる。これにより、コストの増大を抑制しつつ、エンジン及び燃料噴射装置４に対する取り付け性を向上することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第１〜第４の実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、第３の実施形態のシール部に形成された切り欠きを、第１及び第４の実施形態のシール部に形成してもよく、第４の実施形態のシール部に形成されたフランジ部を、第１〜第３の実施形態のシール部に形成してもよい。
なお、図面において、燃料分配供給装置の具体的な形状を図示したが、燃料分配供給装置はこれらの形状に限定されるものではなく、エンジンの型式等に応じて適宜変更することができる。なお、エンジンの型式としては、例えば、直列型、Ｖ型、水平対向型などがある。
１…燃料分配供給装置、２…フューエルポンプ、３…ジョイントパイプ、４…燃料噴射装置、５…高圧燃料貯留部、６…カップ部、６ａ…カップ部、６ｂ…カップ部、６ｃ…カップ部、７…接合面、８…先端面、９…燃料噴射装置挿入孔、１０…気密保持面、１１…ステイ部、１１ｃ…先端面、１２…ボルト用穴、１３…シール部、１３ａ…シール部、１３ｂ…シール部、１３ｃ…シール部、１４…カップ本体、１４ａ…カップ本体、１４ｃ…カップ本体、１５…小径部、１６…大径部、１７…拡径部、１８…シール部挿入孔、１８ａ…シール部挿入孔、１９…小径内周面、１９ａ…小径内周面、２０…大径内周面、２０ａ…大径内周面、２１…拡径内周面、２１ａ…拡径内周面、３２…ロウ材、３３…円筒部、３４…フランジ部、３４ｃ…先端面、Ｌ…中心軸線。
Claims (12)
- 複数の燃料噴射装置に燃料を供給するために、前記燃料を高圧状態で貯留する一本の円管状の高圧燃料貯留部と、
前記各燃料噴射装置を気密に保持して、前記高圧燃料貯留部に貯留されている前記燃料を前記各燃料噴射装置に供給する複数のカップ部と、
を備え、
前記カップ部には、前記高圧燃料貯留部と接合される凹曲面状の接合面と、前記高圧燃料貯留部の反対側に位置する平坦状の先端面と、が形成されており、
前記カップ部は、前記各燃料噴射装置を気密に保持する気密保持面が形成された円筒状のシール部と、高圧燃料貯留部に接合されて、前記シール部が挿入されるシール部挿入孔が形成されたカップ本体と、を有し、
前記シール部挿入孔には、前記接合面側に配置される小径内周面と、前記先端面側に配置されて前記小径内周面よりも大径の大径内周面と、前記小径内周面と前記大径内周面との間に配置されて前記小径内周面から前記大径内周面にかけて拡径する拡径内周面と、が形成されており、
前記シール部と前記カップ本体とは、別部材で形成されて接合されている、
燃料分配供給装置。
- 前記シール部は、前記小径内周面、前記大径内周面及び前記拡径内周面の全面を覆っている、
請求項１に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部は、前記大径内周面の一部のみを覆っている、
請求項１に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部の前記接合面側の先端部には、切り欠きが形成されており、
前記切り欠きに、ロウ材が配置されている、
請求項１〜３の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記カップ本体は、前記先端面から突出してエンジンブロックに固定されるステイ部を有しており、
前記シール部は、前記シール部挿入孔から前記先端面側に突出する円筒部と、前記円筒部の先端部から前記円筒部の半径方向外側に突出するフランジ部と、を有し、
前記ステイ部の先端面及び前記フランジ部の先端面は、互いに平行な面である、
請求項１に記載の燃料分配供給装置。 - 前記ステイ部の先端面及び前記フランジ部の先端面は、前記先端面と平行な面である、
請求項５に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部と前記カップ本体とは異種素材である、
請求項１〜６の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部及び前記カップ本体の少なくとも一方は樹脂製である、
請求項１〜７の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部及び前記カップ本体のうち、何れか一方は樹脂製であり、何れか他方は金属製であり、
前記シール部と前記カップ本体とは、インサート成形により接合されている、
請求項１〜７の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部は、樹脂製である、
請求項１〜７の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部の熱膨張率は、前記カップ本体の熱膨張率よりも大きい、
請求項１〜１０の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。 - 前記シール部及び前記カップ本体は、金属製であり、
前記シール部と前記カップ本体とは、ロウ付けにより接合されており、
前記シール部の外周面に、ロウ材を設置するための切り欠きが形成されている、
請求項１〜６の何れか一項に記載の燃料分配供給装置。
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