(57)【要約】【課題】接続対象の部位からの脱離を防止することができる燃料循環用ホース及びそのような燃料循環用ホースを用いた内燃機関の燃料循環システムを提供する。【解決手段】内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための燃料循環システムに使用される燃料循環用ホースが、弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えることを特徴とする。その際、燃料循環用ホースの長さ方向に対する補強糸層を構成する複数の糸の角度を、例えば、３０〜７０°の範囲内の値とすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための燃料循環システムに使用される燃料循環用ホースであって、
弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、前記弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えることを特徴とする燃料循環用ホース。
【請求項２】
前記燃料循環用ホースの長さ方向に対する前記補強糸層を構成する複数の糸の角度を３０〜７０°の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料循環用ホース。
【請求項３】
前記弾性層が複数層からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料循環用ホース。
【請求項４】
前記補強糸層の周囲を樹脂材料でさらに被覆することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料循環用ホース。
【請求項５】
前記燃料循環用ホースは、燃料噴射部に接合された循環用コネクタ、コモンレール、燃料タンク、比例制御弁、及び増圧装置の少なくとも一つに設けられた管状の突起部に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料循環用ホース。
【請求項６】
内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための内燃機関の燃料循環システムであって、
燃料循環通路として、弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、前記弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えた燃料循環用ホースを用いることを特徴とする内燃機関の燃料循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料循環用ホース及び内燃機関の燃料循環システムに関し、特に、それぞれの接続箇所から脱離しにくい構造の燃料循環用ホース及びそのような燃料循環用ホースを用いた内燃機関の燃料循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のコモンレールシステムにおいては、高圧ポンプからコモンレールに対して燃料を供給するとともに、コモンレールによって圧力を管理された高圧燃料を複数の燃料噴射弁に供給した後、弁体によって先端部の噴射孔を開閉させることにより、内燃機関に対して燃料を噴射している。
【０００３】
かかるコモンレールシステムにおいては、圧力制御すべく排出された燃料や、潤滑油として使用する燃料を、再び燃料タンクに還流させることにより、燃料の有効利用を図っている。例えば、燃料噴射弁においては、圧送されてくる高圧の燃料は、その一部が燃料噴射弁における圧力制御室に流入し、その一部を放出することにより弁体を制御して噴射孔を開放し噴射されるが、このとき放出された余剰の燃料や潤滑油として使用された燃料については、燃料循環用ホースを介して、燃料タンクに還流されるように構成されている。また、コモンレールにおいても、コモンレールから燃料循環用ホースを介して、一部の燃料を燃料タンクに還流させることにより、内部の圧力を低下させることが行われている。さらに、コモンレールから供給される高圧の燃料をさらに増圧して燃料噴射弁に供給するための増圧装置等においても、動作状況に応じて、燃料循環用ホースを介して燃料タンクに燃料を還流させている。
【０００４】
このような燃料循環システムに用いられる燃料循環用ホースは、燃料噴射弁やコモンレール、増圧装置等に設けられた管状の突起部に接続されているが、これらの接続が不充分な場合には、燃料が漏れてしまうおそれがある。このような燃料漏れはエンジン火災の原因にもなるために、それらの接続信頼性を確保する必要がある。そのため、弾性ゴム等の弾性部材からなる燃料循環用ホースを用いることにより、弾性力を利用して管状の突起部へのグリップ性を高めることによって、接続信頼性の向上が図られている。
また、燃料循環システムに用いられた例ではないが、図７に示すように、ゴム製のホース４１６を装着して接続するパイプ４１５において、クリップ部材４１８を用いて、接続性を向上させることも行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９３１６９号公報  （図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そのような弾性ゴム等からなる燃料循環用ホースを使用した場合に、燃料循環用ホースが、人為的に又は偶然的に強い力で引っ張られた場合や、あるいは、燃料の圧力によって燃料循環用ホースの内径が拡張されたり、内燃機関等の振動が伝達されたりすることが連続的に生じた場合などには、燃料循環用ホースが脱離しやすくなる場合がある。特に、弾性ゴムの場合には、ゴムの劣化や温度変化によってグリップ性が低下しやすく、より脱離しやすくなるおそれがある。
これに対し、特許文献１に記載されたように、燃料循環用ホースと循環用コネクタとの接続箇所をクリップ部材等で押さえることも考えられるが、そのためのスペースが必要となったり、循環用コネクタ等の取り付け、取り外しの際の邪魔になったりする場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、燃料循環システムに用いられる燃料循環用ホースにおいて、所定の弾性層及び補強糸層を含む層構造とすることにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、燃料循環用ホースを脱離しにくくして、燃料漏れを防止できる燃料循環用ホース及び内燃機関の燃料循環システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための燃料循環システムに使用される燃料循環用ホースであって、弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えることを特徴とする燃料循環用ホースが提供され、上述した問題を解決することができる。
【０００８】
また、本発明の燃料循環用ホースを構成するにあたり、燃料循環用ホースの長さ方向に対する補強糸層を構成する複数の糸の角度を３０〜７０°の範囲内の値とすることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の燃料循環用ホースを構成するにあたり、弾性層が複数層からなることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の燃料循環用ホースを構成するにあたり、補強糸層の周囲を樹脂材料でさらに被覆することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の燃料循環用ホースを構成するにあたり、燃料循環用ホースは、燃料噴射部に接合された循環用コネクタ、コモンレール、燃料タンク、比例制御弁、及び増圧装置の少なくとも一つに設けられた管状の突起部に接続されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の別の態様は、内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための内燃機関の燃料循環システムであって、燃料循環通路として、弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えた燃料循環用ホースを用いることを特徴とする内燃機関の燃料循環システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料循環用ホース及び内燃機関の燃料循環システムによれば、燃料循環用ホースを、弾性層と、複数の糸が編み込まれた補強糸層とを含む層構造とすることにより、弾性層の弾性力によって、循環用コネクタ等の接続箇所へ圧着させるとともに、燃料循環用ホースが人為的に又は偶然的に引っ張られた場合や、燃料が通過する際に燃料循環用ホースの内径を押し広げる力が働くような場合に、当該接続箇所において、補強糸層による燃料循環用ホースを締め付ける力が働き、燃料循環用ホースが脱離することを防止することができる。したがって、燃料漏れやそれに起因した火災等を効果的に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる燃料循環用ホース及びそれを用いた内燃機関の燃料循環システムの実施の形態について詳細に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図面中、同一の部材を示すものについては同一の番号を付してあり、適宜説明が省略されている。
【００１５】
本発明にかかる実施の形態は、内燃機関における余剰の燃料を燃料タンクに還流させるための内燃機関の燃料循環システムであって、燃料循環通路として、弾性材料からなる弾性層と、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、弾性層の周囲を被覆する補強糸層と、を含む層構造を備えた燃料循環用ホース（以下、単にホースと称する場合がある）を用いたことを特徴とする内燃機関の燃料循環システムである。
【００１６】
１．内燃機関
内燃機関としては、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが典型的であるが、燃料の噴射タイミングや噴射量、圧力等を精密に制御するためのコモンレールシステムを備えるとともに、より高圧の燃料が必要とされるディーゼルエンジンを対象とすることが適している。
【００１７】
２．燃料循環システム
図１に、本発明の循環用コネクタ及び循環用コネクタの接続構造が用いられる内燃機関の燃料循環システムの一例を示す。
この図１に例示されるように、燃料循環システム８０は、燃料タンク８２と、かかる燃料タンク８２の燃料を供給するためのフィードポンプ（低圧ポンプ）８４と、燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）８３と、かかる燃料供給用ポンプ８３から圧送された燃料を蓄圧するための蓄圧器としてのコモンレール８６と、コモンレール８６から圧送されてくる燃料を内燃機関の気筒内に噴射する燃料噴射部（インジェクタ）１１と、を含んで構成されている。
【００１８】
フィードポンプ８４は、燃料タンク８２内の燃料（軽油）を燃料供給用ポンプ８３に圧送する部位であり、フィードポンプ８４と、燃料供給用ポンプ８３との間にはフィルター８５を介在させてある。また、このフィードポンプ８４は、一例ではあるが、ギヤポンプ構造を有し、カムの端部に取付け、ギヤの駆動を介して、カム軸と直結又は適当なギヤ比を介して駆動されている。
【００１９】
また、フィードポンプ８４から、フィルター８５を介して圧送された燃料は、噴射量調整を行う比例制御弁９０をさらに経由して、燃料供給用ポンプ８３に供給される。
さらに、フィードポンプ８４から供給された燃料は、比例制御弁９０及び燃料供給用ポンプ８３に対して圧送される他、かかる比例制御弁９０と並列的に設けられたオーバーフローバルブ（ＯＦＶ）９１を介して、燃料タンク８２に還流されるように構成されている。そして、一部の燃料は、オーバーフローバルブ９１に取付けられたオリフィス（図示せず）を介して、燃料供給用ポンプ８３のカム室（図示せず）に圧送され、カム室の燃料潤滑油として使用される。
【００２０】
また、コモンレール８６は、燃料供給用ポンプから供給される燃料を一旦蓄え、高圧状態にした上で、各インジェクタ１１に対して均一な圧力で圧送する部位である。かかるコモンレール８６の構成は特に制限されるものではなく、公知のものであれば使用することができる。
ここで、コモンレール８６内の圧力を調整すべく、例えば、コモンレール８６内の圧力を低下させる場合には、一部の燃料が、燃料循環用ホース９４を介して燃料タンク８２に還流される。
【００２１】
また、コモンレール８６には、複数のインジェクタ１１が接続されている。そして、コモンレール８６で高圧に蓄圧された燃料が各インジェクタ１１に圧送され、インジェクタ１１内の圧力制御室（図示せず）に流入する。この圧力制御室に流入した高圧燃料によって、弁体が、噴射孔１３を閉じる方向に付勢されており、圧力制御室内の高圧燃料の一部を放出することにより弁体の付勢力を弱めて、噴射孔１３から内燃機関の気筒内に燃料を噴射することができる。これによって、エンジンの回転数の変動に噴射圧が影響されることなく、回転数に見合った噴射圧で、インジェクタ１１を介して内燃機関に燃料を噴射することができる。
このとき、噴射孔１３を開放するために、圧力制御室から放出された燃料の一部は、インジェクタ１１に接続されたコネクタ３０及びコネクタ３０に接続された燃料循環用ホース９３を介して、燃料タンク８２に還流される。
【００２２】
３．燃料循環用ホース
次に、図２〜図５を参照して、本実施形態の内燃機関の燃料循環システムに用いられる燃料循環用ホースについて説明する。図２（ａ）は、燃料噴射部１１としてのインジェクタから燃料タンクへ余剰の燃料を還流させるための燃料循環用ホース９３の外観図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す燃料循環用ホース９３をＸＸ面で切断した断面図である。
かかる図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、本発明の燃料循環用ホース９３は、弾性材料からなる弾性層９３ｂと、複数の糸を交差させて編み込まれてなり、弾性層９３ｂの周囲を被覆する補強糸層９３ａと、を含む層構造を備えることを特徴とする。すなわち、弾性層の弾性力によって接続対象の部位に圧着するとともに、ホースが人為的又は偶然的に引っ張られたり、内部を通過する燃料の圧力によって内径が広げられたりする際に、コネクタ等との接続箇所において、複数の糸が編み込まれた補強糸層によって弾性層を締め付けるように作用させることができる。したがって、ホースの脱離を有効に防止して、燃料漏れやそれに起因する火災等を防止することができる。
【００２３】
より具体的には、例えば、ホースが人為的又は偶然的に引っ張られた場合には、図３に示すように、交差させて編み込まれていた補強糸層９３ａが伸ばされることにより、ホースの長さ方向Ｄに対して傾斜していた複数の糸が、それぞれ当該長さ方向Ｄに沿うように引っ張り合う作用が働き、補強糸層９３ａの外径が小さくなることから、弾性層９３ｂを締め付ける効果が得られる。
また、例えば、ホース内部を燃料が通過する際に、ホースの内径を広げる力が働いた場合においても、図４に示すように、コネクタ等の管状の突起部３９と接している箇所においては、ホース９３が引っ張られる状態となり、結果として、上述したのと同様に、補強糸層９３ａが弾性層９３ｂを締め付ける効果が得られる。
したがって、弾性層の弾性力と相俟って、ホースを接続対象の部位に確実に接続させて、脱離しにくくすることができる。
【００２４】
ここで、弾性層を構成する弾性材料としては、弾性ゴムが典型的ではあるがこれに制限されるものではなく、弾性力を有する材料であって、管状に構成できるものであれば、適宜使用することができる。
また、かかる弾性層は、単層構造に限られることはなく、複数層とすることもできる。例えば、弾性力の大きい層を内側の層とし、相対的に弾性力の小さい層を外側の層とした複数層構造とすることによって、コネクタ等の接続部位への密着力を向上させつつ、弾性層全体として、外径が広がることを防止することができる。また、同じ弾性力の材料を複数層重ねた場合であっても、コスト性は悪くはなるが、弾性層全体としての厚さが厚くなればなるほど、コネクタ等の接続部位への圧着力を高めることができる。
【００２５】
また、弾性層の周囲を被覆する補強糸層は、ポリエステルや綿等、適宜選択し得る材料からなる糸を用い、それらの複数の糸を交差させるように編み込まれた補強糸層とすることが必要である。このように交差させて編み込まれていることによって、ホースが引っ張られたり、内径が広げられたりした場合には、コネクタ等に設けられた管状の突起部との接続箇所においてホースを締め付ける力が働くために、脱離を有効に防止することができる。
【００２６】
ここで、図５に示すように、補強糸層９３ａを構成する複数の糸の、ホース９３の長さ方向Ｄに対する角度θを３０〜７０°の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、ホースが引っ張られたりした場合に、締め付け力が働きやすくなるためである。すなわち、当該角度θが過度に小さくなると、複数の糸がホースの長さ方向に平行に近くなっていることから、伸び幅が小さいため締め付け力が働きにくくなる。一方、当該角度が過度に大きくなると、弾性層の伸び率との関係もあり、複数の糸が、それぞれホースの長さ方向に沿うように引っ張り合う作用が働きにくくなる。
したがって、補強糸層９３ａを構成する複数の糸の、ホース９３の長さ方向に対する角度θを３５〜６５°の範囲内の値とすることが好ましく、４０〜６０°の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００２７】
また、補強糸層の周囲を樹脂材料でさらに被覆することもできる。これによって、ホースの内径が広げられることをさらに抑えることができる。また、補強糸層と弾性層との接着作用も得られることから、弾性層と補強糸層とが剥離しにくくなる。さらに、樹脂材料の種類によっては、燃料循環用ホースの耐熱性や耐久性を向上させることができる。
かかる樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂等を使用することができる。
【００２８】
４．使用例
次に、図６を参照して、本発明の燃料循環用ホース９３を用いた接続例について説明する。
図６は、インジェクタ１１から放出される燃料を燃料タンクに還流させるための燃料循環通路としての燃料循環用ホース９３を、インジェクタ１１に接合されたコネクタ３０に設けられた管状の突起部３９に対して接続した状態を示す断面図である。
このインジェクタ１１は、圧力制御室１５と、弁体１９と、燃料通路１７と、噴射孔１３とを含み、コモンレール等から圧送され、圧力制御室１５に流入してきた高圧の燃料によって弁体１９が噴射孔１３を閉じる方向に付勢される。そして、燃料を噴射する際には、圧力制御室１５内の燃料の一部を放出することにより、弁体１９の付勢力を弱めて、噴射孔１３を開放することにより、内燃機関の燃焼室内に噴射させることができる。
【００２９】
また、インジェクタ１１は、噴射孔１３とは反対側の端部位置に、コネクタ３０が接合される円筒状の連結部２１を備えている。また、コネクタ３０は、インジェクタ１１の連結部２１に挿入される挿入部３１と、この挿入部３１と連続する頭部３３とを備えている。そして、インジェクタ１１の連結部２１とコネクタ３０の挿入部３１が同軸的に連結され、噴射時に噴射孔１３を開放するために放出された一部の燃料や潤滑油として使用された燃料が、コネクタ３０を介して燃料循環用ホース９３に流入し、燃料タンクに還流される。
【００３０】
ここで、インジェクタ１１に接合されたコネクタ３０に設けられた管状の突起部３９には、燃料循環用ホース９３が接続されている。このホース９３は、上述したように、所定の弾性層９３ｂと補強糸層９３ａとを含む層構造を備えているために、クリップ部材等を用いることなく、脱離を有効に防止することができる。したがって、省スペース化を図りつつ、作業の邪魔になることもなく、燃料漏れ等を防止することができる。
なお、言うまでもなく、燃料循環用ホースの接続箇所はコネクタに限られることなく、燃料循環システム内のあらゆる箇所において使用することができる。
【００３１】
以上説明したように、燃料循環システムでは、当該燃料循環用ホースは、燃料噴射部（インジェクタ）に接合された循環用コネクタや、コモンレール、燃料タンク、比例制御弁、増圧装置等と接続されるが、所定の弾性層及び補強糸層を含む層構造を備えた燃料循環用ホースを用いることにより、それぞれの接続箇所における、接続信頼性を向上させることができる。したがって、ホースの脱離による燃料漏れを防いで、火災等の事故を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用可能な燃料循環システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の燃料循環用ホースの構造について説明するために供する図である。
【図３】燃料循環用ホースの作用を説明するために供する図である（その１）。
【図４】燃料循環用ホースの作用を説明するために供する図である（その２）。
【図５】補強糸層を構成する糸の角度について説明するために供する図である。
【図６】燃料循環用ホースを用いた接続例を示す図である。
【図７】従来の燃料循環用ホースの接続構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１：インジェクタ、１３：噴射孔、３０：コネクタ、３９：突起部、８０：燃料循環システム、８２：燃料タンク、８３：燃料供給用ポンプ、８４：フィードポンプ、８６：コモンレール、９３：燃料循環用ホース、９３ａ：補強糸層、９３ｂ：弾性層、９４・９９：燃料循環用ホース
【図１】
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【図２】
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【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】
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