(57)【要約】【課題】本発明は、燃料注入管と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管と燃料供給管との連通部分に作用する引張応力を低減させることが可能なフューエルデリバリパイプを提供する。【解決手段】本発明は、燃料供給装置から供給された燃料を燃料噴射弁に供給するフューエルデリバリパイプ１００であって、外周部に前記燃料噴射弁が取り付けられる取付部１０８を有し、断面が円形の燃料供給路１０４Ａを有する燃料供給管１０４と、前記燃料供給管１０４の外周部から突出するように設けられ、突出端部が前記燃料供給装置に接続可能とされ、前記燃料供給路１０４Ａと連通する断面が円形の燃料注入路１０９を有する燃料注入管１０５とを備え、前記燃料注入路１０９の断面の直径は、燃料供給管１０４側より燃料供給装置側の方が大きくなっていることを特徴とする。【選択図】図１
2011220262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給装置から供給された燃料を燃料噴射弁に供給するフューエルデリバリパイプであって、
外周部に前記燃料噴射弁が取り付けられる取付部を有し、断面が円形の燃料供給路を有する燃料供給管と、
前記燃料供給管の外周部から突出するように設けられ、突出端部が前記燃料供給装置に接続可能とされ、前記燃料供給路と連通する断面が円形の燃料注入路を有する燃料注入管と、を備え、
前記燃料注入路の断面の径は、燃料供給管側より燃料供給装置側の方が大きくなっている、フューエルデリバリパイプ。
【請求項２】
前記燃料注入路は、所定の段数をもつ段付穴となっている、請求項１に記載のフューエルデリバリパイプ。
【請求項３】
前記段付穴の段差の数は少なくとも１段であって、前記段差は前記燃料注入路の中央より前記燃料供給管側に位置する、請求項２に記載のフューエルデリバリパイプ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置から供給された燃料を燃料噴射弁に供給するフューエルデリバリパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１に記載のフューエルデリバリパイプがある。このフューエルデリバリパイプは、燃料供給装置から供給された燃料を、エンジンの各給気通路あるいは各気筒内に供給するものである。このフューエルデリバリパイプは、燃料通路を内部に有する円筒形の連通管と、全長に亘って同一径を有する筒状のコネクタとを備える。コネクタは、連通管の外周部から突出するように設けられるとともに燃料通路に連通し、突出端部が前記燃料供給装置に接続可能になっている。また、連通管の外周部に燃料通路と、エンジンの各給気通路あるいは各気筒と、を連通するためのソケットが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２１１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の全長に亘って同一径を有するコネクタを備えるフューエルデリバリパイプにおいて、コネクタの径が小さい場合には、コネクタと燃料供給装置との接続部分に高い引張応力が作用し、金属疲労を原因とするひび割れ等が発生するおそれがある。一方、コネクタの径を大きくしていくと、接続部分の引張応力は低減するが、コネクタと連通管との連通部分に引張応力が集中してしまうことを出願人は実験結果から得ている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、燃料注入管（コネクタを含む）と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管と燃料供給管（連通管を含む）との連通部分に作用する引張応力を低減させることが可能なフューエルデリバリパイプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のフューエルデリバリパイプは、燃料供給装置から供給された燃料を燃料噴射弁に供給するフューエルデリバリパイプであって、外周部に前記燃料噴射弁が取り付けられる取付部を有し、断面が円形の燃料供給路を有する燃料供給管と、前記燃料供給管の外周部から突出するように設けられ、突出端部が前記燃料供給装置に接続可能とされ、前記燃料供給路と連通する断面が円形の燃料注入路を有する燃料注入管と、を備え、前記燃料注入路の断面の径は、燃料供給管側より燃料供給装置側の方が大きくなっている。
【０００７】
上記構成では、燃料注入路において、燃料注入管と燃料供給装置との接続部分の径は、燃料注入管と燃料供給管との連通部分の径より小さくなっている。これにより、連通部分の径が全長に亘って小さくした燃料注入管と比べると、接続部分の強度を抑えることができる。逆に、接続部分の径が全長に亘って大きくした燃料注入管と比べると、連通部分に作用する引張応力を抑えることができる。すなわち、燃料注入管と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管と燃料供給管との連通部分に作用する引張応力を低減させることが可能なフューエルデリバリパイプを提供することができる。
【０００８】
本発明において、前記燃料注入路は、所定の段数をもつ段付穴となっているほうが好ましい。
上記構成にすれば、燃料注入路を形成する際に、例えば、燃料注入管の突出端側に対応する部分から径の大きいドリルで衝いておいて、徐々に径の小さいドリルに変えて、燃料供給路に到達させればよい。よって、燃料供給装置側より燃料供給管側のほうが径の大きい燃料注入路を容易に形成できる。
【０００９】
本発明において、前記段付穴の段差の数は少なくとも１段であって、前記段差は前記燃料注入路の中央より前記燃料供給管側に位置することが好ましい。
段付穴の段差の数を１段にすることで、燃料供給装置側より燃料供給管側のほうが径の大きい燃料注入路を容易に形成できる。また、段差を燃料注入路の中央より燃料供給管側に位置させることにより、燃料注入路の連通部分の近傍に作用する引張応力を効果的に低減させつつ、連通部分の近傍以外の部分に作用する引張応力も低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料注入管と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管と燃料供給管との連通部分に作用する引張応力を低減させることが可能なフューエルデリバリパイプを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のフューエルデリバリパイプの断面図
【図２】図１の燃料供給管と燃料注入管との連通部分の拡大図
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面の模式図
【図４】図２中のＢ−Ｂ線断面の模式図
【図５】図２中の連通孔付近の模式図
【図６】本実施形態のフューエルデリバリパイプの接続部付近の応力分布図
【図７】本実施形態のフューエルデリバリパイプの連通孔付近の応力分布図
【図８】比較例のフューエルデリバリパイプの接続部付近の応力分布図
【図９】比較例のフューエルデリバリパイプの連通孔付近の応力分布図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の構成を示す断面図である。以下の説明では図１のＸ方向を上下方向Ｘといい、Ｙ方向を左右方向Ｙといい、Ｚ方向を前後方向Ｚという。図２は、図１の連通孔１１０の周辺を拡大した図である。
【００１３】
フューエルデリバリパイプ１００は、ハウジング１０１、このハウジング１０１に連結される第１連結部品１０２、及び第２連結部品１０３を備える。
【００１４】
（ハウジング）
ハウジング１０１は、燃料供給管１０４、及び燃料注入管１０５、及び結合部１０６を有する。これらは、アルミダイキャストにより一体的に形成され、全体として長尺状の形状をしている。
【００１５】
（燃料供給管）
燃料供給管１０４は、一端（図１の紙面左側）が閉じられ、他端（図１の紙面右側）が開かれた略円筒形状を有し、燃料供給管１０４の内部空間は、燃料供給路１０４Ａとされている。燃料供給路１０４Ａは、断面が略円形（例えば、直径略１０ｍｍ）をしている。燃料供給管１０４の他端には燃料供給路１０４Ａと同軸でかつ、燃料供給路１０４Ａよりやや大きい直径を有する第１嵌入部１０７が、開口形成されている。第１嵌合部１０７は、第１連結部品１０２が嵌入可能にされている。
【００１６】
また、燃料供給管１０４の外周部には、エンジン（不図示）の燃料噴射弁（不図示）が装着可能な複数（例えば４つ）の取付部１０８が、燃料供給路１０４Ａの長手方向に沿って等間隔に並んで形成されている。なお、取付部１０８は、燃料供給路１０４Ａと連通している。また、取付部１０８の先端は、燃料供給管１０４の外周から僅かに突出している。
【００１７】
（燃料注入管）
燃料注入管１０５は、燃料供給管１０４の他端寄りの位置に、燃料供給管１０４の外周部から突出するように設けられている。燃料注入管１０５の突出端側は、燃料供給装置（不図示）と接続される。燃料注入管１０５の内部空間は、燃料注入路１０９とされている。
【００１８】
（燃料注入路）
燃料注入路１０９は、燃料供給路１０４Ａと連通しており、燃料供給路１０４Ａに対して斜め方向に沿って延びている。具体的には、燃料注入路１０９は、燃料供給路１０４Ａの他端に向かうにつれて離間していく関係にある。燃料注入路１０９と燃料供給路１０４Ａとの連通部分を、連通孔１１０とする。
【００１９】
本実施形態では、燃料注入管１０５と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管１０５と燃料供給管１０４との連通部分に作用する引張応力を低減させるために、燃料注入路１０９の断面の径は、燃料供給管１０４側より燃料供給装置側の方が大きくなっている。具体的には、燃料注入路１０９は燃料供給管１０４側より燃料供給装置側の方が断面の径が大きい段付穴となっており、段付穴の段差の数は少なくとも１段となっている。
【００２０】
より具体的には、図２に示すように、燃料注入路１０９は略円形の断面を有し、当該燃料注入路１０９の長手方向に対して１段の段差を有し、燃料供給装置側に位置し、直径Ｒａ（例えば、略４ｍｍ）を有する大径部１０９Ａと、燃料供給管１０４側に位置し、直径Ｒｂ（Ｒａ＞Ｒｂ）（例えば、略３ｍｍ）する小径部１０９Ｂと、大径部１０９Ａと小径部１０９Ｂとの間をテーパ状に接続する段差部（本願発明の段差に対応）１０９Ｃと、を備える段付穴となっている。段差部１０９Ｃは、燃料注入路１０９の中心から燃料供給管１０４側に近い位置に形成される。
【００２１】
燃料注入管１０５の突出端部には燃料注入路１０９の大径部１０９Ａの直径Ｒａより大きい直径を有し、第２連結部品１０３が嵌入可能となる第２嵌入部１１１が、第１嵌入部１０７と同じ方向に向かって、開口形成されている。
【００２２】
（結合部）
結合部１０６は、燃料供給管１０４と燃料注入管１０５との両方に一体的に結合している部分である。本実施形態では、結合部１０６は、燃料供給管１０４と燃料注入管１０５とのなす角が鈍角となる側（鈍角側）に配置されている。結合部１０６は、燃料供給管１０４と燃料注入管１０５との間に略矩形状に形成されており、結合部１０６と燃料注入管１０５とは滑らかに結合しているのに対し、結合部１０６と燃料供給管１０４とは燃料供給管１０４の長手方向に対して直角に結合している。
【００２３】
図２に示すように、結合部１０６には、円形状のボルト挿通孔１０６Ａが、燃料供給路１０４Ａ及び燃料注入路１０９が現れる平面に直交する方向に貫通形成されている。このボルト挿通孔１０６Ａに座付きボルト（不図示）を通して、エンジン本体（不図示）のネジ穴（不図示）に、座付きボルトの先端を螺合させることによって、フューエルデリバリパイプ１００はエンジン本体に固定される。
【００２４】
（第１連結部品、第２連結部品）
第１連結部品１０２は、圧力センサ（不図示）を備えて、燃料供給管１０４の他端を閉塞するように、第１嵌入部１０７に嵌入して配置される。第２連結部品１０３は、燃料供給装置と、燃料注入管１０５と、を接続する部品であり、第２嵌入部１１１に嵌入して配置される。
【００２５】
（燃料注入路１０９の燃料供給管１０４側の径を小さくなるにつれて、連通孔１１０の外周面に作用する引張応力が低減していくことについての考察）
次に、図３ないし図５を参照して、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００と、比較例のフューエルデリバリパイプとを比較して、燃料注入路１０９の燃料供給管１０４側の径を小さくなるにつれて、連通孔１１０の外周面に作用する引張応力が低減していくことについて考察する。
【００２６】
比較例のフューエルデリバリパイプは、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００において、燃料注入路１０９の直径が、全長に亘って燃料注入路１０９の大径部１０９Ａの直径Ｒａを有するフューエルデリバリパイプである。
【００２７】
図３は、図２のＡ−Ａ線断面からみた場合の連通孔１１０，１２０付近の模式図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線断面からみた場合の連通孔１１０，１２０付近の模式図である。図５は、図２の連通孔１１０，１２０付近の模式図である。図３ないし図５には、本実施形態のフューエルデリバリパイプの連通孔１１０と比較例のフューエルデリバリパイプの連通孔１２０とが図示されている。
【００２８】
図３に示すように、燃料供給管１０４には、略楕円形の連通孔１１０，１２０が、連通孔１１０の方が連通孔１２０より小さく形成される。図４に示すように、連通孔１１０は連通孔１２０と比べて、燃料供給管１０４を浅く抉って形成されている。これは、円筒形の燃料供給管１０４の側面に円筒形の燃料注入管１０５が連通する構成をしているから、連通孔が小さくなると、燃料供給管１０４は浅く抉られるのである。
【００２９】
図５に示すように、連通孔１１０，１２０の端部１１０Ａ，１２０Ａから、燃料供給管１０４は抉られ、連通孔の径が小さくなるに伴い、燃料供給管１０４の抉られ具合が緩やかになっている。そのため、端部１１０Ａ付近の勾配は、端部１２０Ａ付近より小さくなる。
【００３０】
図３ないし図５から、本願発明者は次のように考察する。すなわち、連通孔１１０の端部１１０Ａ付近の勾配が大きくなると、連通孔１１０の端部１１０Ａは鋭く尖った形状になり、連通孔１１０の端部１１０Ａに作用する引張応力は大きくなる。反対に、連通孔１１０の端部１１０Ａ付近の勾配が小さくなると、連通孔１１０の端部１１０Ａは鈍く緩やかな形状になり、連通孔１１０の端部１１０Ａに作用する引張応力は小さくなる。したがって、燃料注入路１０９の燃料供給管１０４側の径を小さくするにつれて、連通孔１１０の外周面に作用する引張応力は低減していくと考えられる。
【００３１】
（シミュレーションの結果）
次に、燃料注入路１０９の燃料供給管１０４側（小径部１０９Ｂ）の直径Ｒｂを小さくすると、連通部分（特に、連通孔１１０）に作用する引張応力が低減することを、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００と、比較例のフューエルデリバリパイプについて有限要素法を用いてシミュレーションした結果（図６ないし図９）を参照して説明する。
比較例のフューエルデリバリパイプは、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００において、燃料注入路１０９の直径が、全長に亘って燃料注入路１０９の大径部１０９Ａの直径Ｒａを有するものである。
【００３２】
シミュレーションは、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００に内圧２５ＭＰａをかけた場合と、比較例のフューエルデリバリパイプに内圧２５ＭＰａをかけた場合とについて行ったものである。
【００３３】
図６は、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００に内圧２５ＭＰａをかけた場合の接続部付近の応力分布図である。図７は、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００に内圧２５ＭＰａをかけた場合の連通孔１１０付近の応力分布図である。図８は、比較例のフューエルデリバリパイプに内圧２５ＭＰａをかけた場合の接続部付近の応力分布図である。図９は、比較例のフューエルデリバリパイプに内圧２５ＭＰａをかけた場合の連通孔１３０付近の応力分布図である。
【００３４】
図６、図８に示すように、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００、及び比較例のフューエルデリバリパイプのそれぞれに内圧２５ＭＰａをかけると、燃料注入路の接続部分（例えば、図６のＰ１，図８のＰ２）には４２ＭＰａの圧力が作用する。
【００３５】
上記の状態において、比較例のフューエルデリバリパイプの連通孔１３０の外周面のうち、引張応力が一番大きく作用する部分（即ち、端部１３０Ａ）の圧力は、図９に示すように、２４２ＭＰａである。これに対して、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の連通孔１１０の外周面のうち、引張応力が一番大きく作用する部分（端部１１０Ａ）の圧力は、図７に示すように、２３０ＭＰａである。また、１００ＭＰａ以上の応力がかかる範囲は、比較例のフューエルデリバリパイプと比べて、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の方が小さくなっている。
【００３６】
これは、比較例のフューエルデリバリパイプと比べて、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の方が連通孔１１０が小さくなっているため、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の方が、燃料供給管１０４は浅く抉られる。そのため、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の方が比較例のフューエルデリバリパイプより連通孔１１０の端部１１０Ａ付近の勾配が小さくなる。連通孔１１０の端部１１０Ａ付近の勾配が小さくなると、端部１１０Ａ付近に作用する引張応力は小さくなる。その結果、同じ内圧を加えた場合に、燃料注入路１０９の燃料供給管１０４側の直径を小さくすることにより、連通孔１１０に作用する圧力を低減させることができる。
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、燃料注入管１０５の燃料供給管１０４側の直径を燃料供給装置側の直径より小さくすることで、連通孔１１０の外周面に作用する引張応力を低減させることができる。
また、燃料注入路１０９を段付穴にすることで、燃料供給装置側より燃料供給管１０４側の直径を小さくした燃料注入管１０５を容易に製造できる。
【００３８】
そして、段付穴の段差の数を少なくとも１段にして、段差部を燃料注入管１０５の中央より燃料供給管１０４側に位置させることにより、燃料注入管１０５の全体に作用する引張応力を低減させることができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４０】
（１）上記実施形態の燃料注入路１０９は、燃料注入路１０９の断面の径が燃料供給管１０４側より燃料供給装置側の方が大きくなっている１段の段差を有する段付穴とされていたが、本発明はこのような形状に制限されるものではない。例えば、燃料注入路１０９を、当該燃料注入路１０９の全長を燃料供給管１０４側の断面の径より燃料供給装置側の断面の径を大きくしたテーパ状にすることも可能である。また、複数の段付穴を有し、燃料供給装置側から燃料供給管１０４側に向かうにつれて徐々に段付穴の断面の径が小さくなっていくものでもよい。つまり、燃料注入路１０９の断面の径は、燃料供給管１０４側より燃料供給装置側の方が大きくなっていれば、燃料注入管１０５と燃料供給装置との接続部分の強度低下を抑えつつ、燃料注入管１０５と燃料供給管１０４との連通部分に作用する引張応力を低減させることができる。
【００４１】
（２）上記実施形態では、燃料注入管１０５と燃料供給管１０４とが一体的に形成されていたが、燃料注入管１０５と燃料供給管１０４とを別体で形成した後に両者を溶接等で接続しても構わない。
【００４２】
（３）本実施形態の燃料注入路１０９の断面を円形としたが、この「円形」とは数学的な円に限らず、楕円や長円形の形状も含むものである。
【００４３】
（４）本実施形態では、アルミニウム合金からなるフューエルデリバリパイプ１００を用いたが、これに限らず鋼材、ＳＵＳ等を用いても構わない。また、本実施形態では、アルミダイキャストにより製造したフューエルデリバリパイプ１００を用いているが、これに限らず、総切削、アルミ鋳造、鉄鍛造、鉄鋳造等により製造したフューエルデリバリパイプでもよい。
【００４４】
（５）本実施形態では、燃料注入路１０９が燃料供給路１０４Ａに対して鋭角をなして連通しているが、直角に連通しても構わない。
【００４５】
（６）本実施形態では、結合部１０６を燃料注入管１０５と燃料供給管１０４とに一体的に形成したが、結合部１０６を別体で形成した後に、燃料注入管１０５又は燃料供給管１０４に溶接しても構わない。
【００４６】
（７）結合部１０６を燃料供給管１０４と燃料注入管１０５の両方に結合する位置に形成したが、燃料供給管１０４のみに結合する位置でも構わない。例えば、燃料供給管１０４に対して等間隔に結合部１０６を設け、当該結合部１０６にボルト挿通孔１０６Ａを形成することで、フューエルデリバリパイプ１００を安定した状態で固定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１００…フューエルデリバリパイプ
１０１…ハウジング
１０２…第１連結部品
１０３…第２連結部品
１０４…燃料供給管
１０４Ａ…燃料供給路
１０５…燃料注入管
１０６…結合部
１０７…第１嵌合部
１０８…取付部
１０９…燃料注入路
１０９Ａ…大径部
１０９Ｂ…小径部
１０９Ｃ…段差部（本願発明の段差に対応）
１１０，１２０，１３０…連通孔
【図１】
2011220262.tif 000003
【図２】
2011220262.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011220262.tif 000009
【図８】
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【図９】
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