JP2007032374A - フューエルデリバリパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】 フューエルデリバリパイプの連通管内において低周波側で生じる脈動音を吸収するとともに、高周波側で生じる放射騒音を低減可能とし、車両構成部材の振動及び騒音を、ともに低減可能とする。
【解決手段】 内部に燃料通路２６を有するとともに壁面にアブゾーブ面を備えた連通管１と、この連通管1に接続された燃料導入管２と、一端を連通管１に接続して燃料通路２６に連通するとともに他端を噴射ノズルの後端に接続するソケット４とを備えたフューエルデリバリパイプにおいて、前記連通管1のアブゾーブ面に凹部及び／又は突部を長さ方向に形成し、連通管１の管軸に対する垂直方向の断面形状を、連通管１の複数箇所において異なるものとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子燃料噴射式自動車用エンジンの燃料加圧ポンプから送給された燃料を、エンジンの各吸気通路或いは気筒内に直接噴射する燃料インジェクタ(噴射ノズル)を介して供給するためのフューエルデリバリパイプに係るもので、燃料噴射による圧力脈動及び放射音を低減する事を目的とするものである。また、燃料通路を有するフューエルデリバリパイプの断面構造及びフューエルデリバリパイプの外部構造若しくはフューエルデリバリパイプの圧力脈動及び放射音の低減機構(メカニズム)に係るものである。

従来、複数の噴射ノズルを設けてエンジンの複数の気筒にガソリン等の燃料を供給するフューエルデリバリパイプが知られている。このフューエルデリバリパイプは、燃料タンクから導入した燃料を、複数の噴射ノズルから順次、エンジンの複数の吸気管又は気筒内に噴射し、この燃料を空気と混合させ、この混合気を燃焼させる事によってエンジンの出力を発生させている。

このフューエルデリバリパイプは、上述の如く、床下配管を介して燃料タンクから供給された燃料を噴射ノズルからエンジンの吸気管又は気筒に噴射する為のものであるが、供給された燃料がフューエルデリバリパイプ内に余分に供給された場合、その余分の燃料を圧力レギュレーターにより燃料タンクに戻す回路を有する方式の、リターンタイプのフューエルデリバリパイプが存在する。また、このリターンタイプのフューエルデリバリパイプとは異なり、供給された燃料を燃料タンクに戻す回路を持たない、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプが存在する。

フューエルデリバリパイプに余分に供給された燃料を燃料タンクに戻す方式のものは、フューエルデリバリパイプ内の燃料の量を、常に一定に保つ事が出来るため、燃料噴射に伴う圧力脈動も発生しにくい利点を有している。しかしながら、高温のエンジン気筒に近接して配置しているフューエルデリバリパイプに供給された燃料は高温化し、この高温化した余分の燃料を燃料タンクに戻す事によって、燃料タンク内のガソリンの温度が上昇する。この温度上昇により、ガソリンが気化し、環境に悪影響を及ぼすものとなり好ましくないため、この余分の燃料を燃料タンクに戻さないリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプが提案されている

このリターンレスタイプのフューエルデリバリパイプは、噴射ノズルから吸気管又は気筒への噴射が行われた場合、余分の燃料を燃料タンクに戻す配管がないため、フューエルデリバリパイプ内の燃料の圧力変動が大きなものとなり大きな圧力波を生じ、圧力脈動の発生もリターンタイプのフューエルデリバリパイプに比較すると大きなものとなっている。

そして、従来技術に於いては、エンジンの吸気管又は気筒への噴射ノズルからの燃料噴射によってフューエルデリバリパイプの内部が減圧されると、この急激な減圧と、燃料噴射の停止によって生じる圧力波が、フューエルデリバリパイプの内部に圧力脈動を生じさせるものとなる。この圧力脈動は、フューエルデリバリパイプ及びこのフューエルデリバリパイプに接続した接続管から燃料タンク側まで伝播された後、燃料タンク内の圧力調整弁から反転されて戻され、接続管を介してフューエルデリバリパイプ迄伝播される。フューエルデリバリパイプには、複数の噴射ノズルが設けられており、この複数の噴射ノズルが順次燃料の噴射を行い、圧力脈動を発生させる。

その結果、床下配管を床下に止めているクリップを介して車内に騒音として伝播され、この騒音が運転者や乗車者に不快感を与えるものとなる。
従来、このような圧力脈動による弊害を抑制する方法としては、ゴムのダイアフラムが入ったパルセーションダンパーを、リターンレスタイプのフューエルデリバリパイプに配置し、発生する圧力脈動エネルギーをこのパルセーションダンパーによって吸収したり、フューエルデリバリパイプから燃料タンク側までの床下に配設される床下配管を、振動吸収用のクリップを介して床下に固定する事により、フューエルデリバリパイプ、もしくはタンクまでの床下配管に発生する振動を吸収する事が行われている。これらの方法は比較的有効なものであって圧力脈動の発生による弊害を抑制させる効果がある。

しかしながらパルセーションダンパーや振動吸収用のクリップは高価なものであり、部品点数を増やしコスト高となるし、設置スペースの確保にも新たな問題を生じている。そこで、特許文献１及び２に記載の発明の如く、これらのパルセーションダンパーや振動吸収用のクリップを使用する事なく、圧力脈動を低減させる目的で、フューエルデリバリパイプに圧力脈動を吸収し得る、脈動吸収機能を備えたものが提案されている。

即ち、特許文献１に記載の発明は、連通管の壁面に可撓性のアブゾーブ面を備えるとともに、管軸方向に対して垂直方向の断面形状を蛇腹形状としている。また、特許文献２に記載の発明は、連通管の壁面にアブゾーブ面を備えるとともに、管軸方向に対して垂直方向の断面形状をＴ字型、 ダンベル形状、倒立アイマスク形状に形成している。また、特許文献１及び２の連通管の管軸方向に対して垂直方向の断面形状を、連通管の一端から他端まで全て同一形状としている。そして、上記の如く形成した連通管のアブゾーブ面のひずみによって衝撃や脈動を吸収し、インジェクタによる反射波や脈動圧に起因する振動などにより引き起こされる異音の発生等を低減することを目的としている。
特開２０００−３２０４２３号公報 特開２０００−３２９０３１号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の発明では、上記の如く低周波側において発生する脈動音を吸収することは可能となるが、高周波側において発生する放射騒音について低減することは困難であり、カチカチ音が発生する等、依然として騒音の問題が生じていた。

そこで、本発明は上記の如き課題を解決しようとするものであって、連通管内において低周波側で生じる脈動音を吸収するとともに、高周波側で生じる放射騒音を低減可能とし、車両構成部材の振動及び騒音を、ともに低減可能にしようとするものである。

本発明は上述の如き課題を解決するため、内部に燃料通路を有するとともに壁面にアブゾーブ面を備えた連通管と、この連通管に接続された燃料導入管と、一端を連通管に接続して燃料通路に連通するとともに他端を噴射ノズルの後端に接続するソケットとを備えたフューエルデリバリパイプにおいて、前記連通管のアブゾーブ面に凹部及び／又は突部を長さ方向に形成し、連通管の管軸に対する垂直方向の断面形状を、連通管の複数箇所において異なるものとするものである。

また、連通管は、壁面を上下方向に分割したものであっても良い。

また、連通管は、一体構造のパイプタイプとしたものであっても良い。

また、ソケットは、一端から他端までを筒型のストレート状に形成したものであっても良い。

本発明は上述の如く構成したものであって、連通管に形成した可撓性のアブゾーブ面の長さ方向に凹部及び／又は突部を形成し、連通管の管軸に対する垂直方向の断面形状を、連通管の複数箇所において異なるものとすることにより、連通管内において低周波側で発生する脈動音を吸収するとともに高周波側で発生する放射騒音を低減可能としている。そのため、燃料インジェクター開閉時に伴い往復運動を行うスプールの着座音の伝達や伝播を抑制することにより、燃料脈動吸収性能を損うことなく低騒音化を図り、車両構成部材の振動及び騒音を、ともに低減可能とするものである。

本発明の実施例１を図１〜図１３に於いて説明すると、(１)は連通管であって、角部にＲを有するほぼ扁平な形状としている。そして、図３に示す如く、この連通管(１)を上下方向に二分割し、燃料導入管(２)の接続側を上方体(３)、ソケット(４)の接続側を下方体(５)として、これら上方体(３)及び下方体(５)を組み付けることにより、連通管(１)の上壁(６)、底壁(７)、両側壁(８)及び両端壁(９)からなる壁面を形成している。また、この連通管(１)の上壁(６)及び底壁(７)を、噴射ノズルからの燃料噴射に伴って発生する圧力を受けて歪み変形可能なアブゾーブ面としている。尚、本実施例では連通管(１)を上記の如く上下方向に分割して形成しているが、他の異なる実施例においては、一体構造のパイプタイプに形成したものであっても良い。

本実施例１のフューエルデリバリパイプを詳細に説明すると、連通管(１)を形成している上方体(３)は、図２に示す如く、連通管(１)の上壁(６)を構成する上壁(６)と、角部にＲ部を有して連なる一対の上方側壁(１０)及び一対の上方端壁(１１)から成り、全体形状を扁平な略直方体としている。また、この上方体(３)の一方の上方側壁(１０)には、上方体(３)の幅方向内方に円弧状に凹設した上方側壁凹部(１２)を２箇所形成している。また、他方の上方側壁(１０)には、外方に突出した略台形状の上方側壁膨出部(１３)を形成している。

また、上方体(３)の上壁(６)には、一端から他端まで軸方向に連続した断面コ字型の上方凹溝(１４)を凹設している。そして、この上方凹溝(１４)の形成幅は、図２に示す如く中央部において幅広とするとともに両端部において幅狭なものとしており、幅広部分と幅狭部分との間隔をテーパー状に傾斜させている。また、この上壁(６)の上方凹溝(１４)の長さ方向中央には、燃料導入管(２)の先端を挿入する挿入口(１５)が設けられている。

また、下方体(５)は、図３に示す如く、連通管(１)の底壁(７)を構成する底壁(７)と、角部にＲ部を有して連なる一対の下方側壁(１６)及び一対の下方端壁(１７)とから成るとともに、底壁(７)には、軸方向に４箇所、所望の間隔で円形の連通口(２４)を開口している。また、下方側壁(１６)には、上方体(３)の上方側壁凹部(１２)の形成位置に対応する位置に、上方側壁凹部(１２)に対応した形状の下方側壁凹部(１８)を形成するとともに、他方の下方側壁(１６)には、上方体(３)の上方側壁膨出部(１３)の形成位置に対応する位置に、上方側壁膨出部(１３)に対応した形状の下方側壁膨出部(２０)を形成している。

また、下方体(５)の底壁(７)の一側には、一端から他端まで軸方向に連続した一定幅の下方一側突部(２１)を突設するとともに、この底壁(７)の一側とは反対側の他側には、軸方向中央部に、軸方向に長尺な略長方形状の下方他側突部(２２)を突設している。また、上記の如く底壁(７)に形成した下方一側突部(２１)に隣接して、軸方向に長尺な長方形状の下方凹溝(２３)を、両端壁(９)側にそれぞれ１箇所ずつ凹設している。尚、上記下方一側突部(２１)、下方他側突部(２２)、及び下方凹溝(２３)は、それぞれ底壁(７)に形成した連通口(２４)と接触しない位置に配置されている。

そして、上記の如く形成した下方体(５)の一対の下方側壁(１６)及び下方端壁(１７)を、上方体(３)の一対の上方側壁(１０)及び上方端壁(１１)の内側にそれぞれ差し入れて上方体と下方体とを組み付け、この状態で上方体(３)と下方体(５)との接触部を周方向に連続してろう付け等を行うことにより、上方体(３)と下方体(５)とを互いに固定して連通管(１)を構成している。そして、上方体(３)の一対の上方側壁(１０)と下方体(５)の一対の下方側壁(１６)とにより、連通管(１)の一対の側壁(８)を構成するとともに、上方体(３)の一対の上方端壁(１１)と下方体(５)の一対の下方端壁(１７)とにより、連通管(１)の一対の端壁(９)を構成している。

また、図３に示す如く、連通管(１)の一方の側壁(８)には、上方体(３)の上方側壁凹部(１２)と下方体(５)の下方側壁凹部(１８)とにより、側壁凹部(２５)が形成されるとともに、他方の側壁(８)には、上方体(３)の上方側壁膨出部(１３)と下方体(５)の下方側壁膨出部(２０)とにより、側壁膨出部(２８)が形成されるものとなる。そして、この連通管(１)の上方体(３)の内面と下方体(５)の内面とにより形成された空間を、燃料が通過するための燃料通路(２６)としている。

そして、上記の如く連通管(１)を形成することにより、連通管(１)の管軸方向に対して垂直な断面形状は、図５〜１２に示す如く、連通管(１)の複数箇所においてそれぞれ異なった形状となる。また、上方体(３)に形成した上方凹溝(１４)、及び下方体(５)に形成した下方凹溝(２３)は、この上方凹溝(１４)及び下方凹溝(２３)を構成する一対の上方凹溝側壁(３０)及び下方凹溝側壁(３１)を、上方凹溝底面(３３)及び下方凹溝底面(３４)から上方凹溝開口(３５)及び下方凹溝開口(３６)に向けて拡開したテーパ状に傾斜している。

上記の如く形成した連通管(１)において、連通管(１)の上壁(６)に形成した挿入口(１５)に、先端付近をＬ字型に折曲した燃料導入管(２)の先端を挿入するとともに、連通管(１)と挿入口(１５)との接触部分をろう付けなどにより固定することにより、図４に示す如く、燃料導入管(２)を連通管(１)に接続している。また、この燃料導入管(２)は、上方凹溝(１４)の上方に、上方凹溝(１４)に沿って配置している。

このように燃料導入管(２)を上方凹溝(１４)の上方に配置することにより、この燃料導入管(２)を連通管(１)の上壁(６)と接触しにくい状態で連通管(１)に近接してに配置することができるため、フューエルデリバリパイプのレイアウト性を高めることが可能となる。また、図１に示す如く、連通管(１)の底壁(７)には、側壁凹部(２５)の形成位置にブラケット(２７)をそれぞれ組み付けている。

また、図３に示す底壁(７)に設けられた連通口(２４)には、図１に示す如く、一端から他端までの内径及び外径を同一寸法として円筒形のストレート状に形成したソケット(４)を接続している。そのため、噴射ノズル(図示せず)から放出される弾性波は、このソケット(４)の燃料流入口(３２)の周囲の壁面にほとんど衝突・反射することがなく、定在波を生ぜずにそのまま燃料流入口(３２)を通過してアブゾーブ壁面へと伝播する。そのため、アブゾーブ壁面において脈動圧が吸収されることから、振動及び騒音を低減するとともに、噴射ノズル(図示せず)から放射される高周波域の騒音が低減可能となる。

上記の如く形成したフューエルデリバリパイプにおいて、連通管(１)に生じる音圧を測定した周波数分析の結果を図１３に示す。尚、この周波数分析では、連通管(１)の上壁(６)の長さ方向及び幅方向中央であって、上壁の上方５００ｍｍの位置にマイクを設置して行った。また、図１４及び図１５に示す如く、従来より一般的に使用されている連通管(５０)であって、断面形状を長方形及びゴーグル型とし、一端から他端まで同一形状としたものを、本実施例の比較例１及び比較例２として同様に測定した。

その結果、図１３に示す如く、本実施例では図１３の折れ線グラフの周波数の中域及び高域において、図１３の折れ線で示されるピーク位置が他の比較例１及び比較例２と比べて全体的に低いものとなった。即ち、本実施例では、比較例１よりも中域においてピーク位置が低く、また、比較例２よりも高域においてピーク位置が低い結果となった。

以上の結果より、上記の如く、本実施例の連通管(１)内においては、比較例１及び２の連通管(５０)に比べて、低周波側で生じる脈動圧、及び高周波側で生じる放射音が、ともに低減されることが明らかとなった。従って、上記の如く、連通管(１)の上壁(６)及び底壁(７)の長さ方向に上方凹溝(１４)、下方凹溝(２３)、下方一側突部(２１)及び下方他側突部(２２)を形成し、連通管(１)の管軸に対する垂直方向の断面形状を、連通管(１)の複数箇所において異なるよう連通管(１)を形成して使用することにより、燃料インジェクター開閉時に伴い往復運動を行うスプールの着座音の伝達や伝播を抑制するとともに、上記の如く、各周波数成分において際だって高いピークを示さないため、燃料脈動吸収性能を損なうことなく低騒音化を図ることができ、車両構成部材の振動及び騒音を、ともに低減することを可能としている。

本発明の実施例を示すフューエルデリバリパイプの底壁側から見た斜視図。 実施例１の連通管の上方体側から見た斜視図。 実施例１の連通管の下方体側から見た斜視図。 実施例１のフューエルデリバリパイプの上方体側から見た平面図。 図３のＡ−Ａ線断面図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 図３のＣ−Ｃ線断面図。 図３のＤ−Ｄ線断面図。 図３のＥ−Ｅ線断面図。 図３のＦ−Ｆ線断面図。 図３のＧ−Ｇ線断面図。 図３のＨ−Ｈ線断面図。 周波数分析における音圧を示す折れ線グラフ。 従来例を示す比較例１の連通管の断面図。 従来例を示す比較例２の連通管の断面図。

符号の説明

１ 連通管
２ 燃料導入管
４ ソケット
２６ 燃料通路

Claims (4)

1. 内部に燃料通路を有するとともに壁面にアブゾーブ面を備えた連通管と、この連通管に接続された燃料導入管と、一端を連通管に接続して燃料通路に連通するとともに他端を噴射ノズルの後端に接続するソケットとを備えたフューエルデリバリパイプにおいて、前記連通管のアブゾーブ面に凹部及び／又は突部を長さ方向に形成し、連通管の管軸に対する垂直方向の断面形状を、連通管の複数箇所において異なるものとすることを特徴とするフューエルデリバリパイプ。
2. 連通管は、壁面を上下方向に分割したことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
3. 連通管は、一体構造のパイプタイプとしたことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
4. ソケットは、一端から他端までを筒型のストレート状に形成したことを特徴とする請求項１のフューエルデリバリパイプ。
   

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