JP5056838B2

JP5056838B2 - 流体継手

Info

Publication number: JP5056838B2
Application number: JP2009294184A
Authority: JP
Inventors: 誠之鎌田; 宏熊谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP2010077973A

Description

本発明は、流体継手に関し、とくに車両の燃料供給系に用いるのに好適な流体継手に関するものである。

図８に示す自動車の燃料供給系は、リターン式と呼ばれるもので、図外の燃料タンクからの燃料を、床下の供給配管１０１及び供給チューブを１０２を介してデリバリーパイプ１０３に供給し、同燃料をデリバリーパイプ１０３から各気筒のフュエルインジェクタ１０４に供給する。デリバリーパイプ１０３には、プレッシャーレギュレータ１０５が設けてあって、このプレッシャーレギュレータ１０５により、余剰燃料をリターンチューブ１０６及び床下のリターン配管１０７から燃料タンクに戻すことで、デリバリーパイプ１０３内の圧力を一定に保つようにしている。

また、図９に示す自動車の燃料供給系は、リターンレス式と呼ばれるもので、図外の燃料タンクからの燃料を、床下の供給配管１０１及び供給チューブを１０２を介してデリバリーパイプ１０３に供給し、同燃料をデリバリーパイプ１０３から各フュエルインジェクタ１０４に供給するようになっており、この際、燃料ポンプの吐出運動やフュエルインジェクタ１０４の燃料噴射運動に起因する燃料の脈動及び脈動音を抑制するために、デリバリーパイプ１０３にパルセーションダンパ１０８が設けてある。

上記の各燃料供給系では、供給配管１０１と供給チューブ１０２の間、供給チューブ１０２とデリバリーパイプ１０３の間、プレッシャーレギュレータ１０５とリターンチューブ１０６の間、及びリターンチューブ１０６とリターン配管１０７の間に、クイックコネクタと呼ばれる流体継手１１０が各々設けてある。この流体継手１１０は、金属や樹脂から成ると共に、接続部分に１つ又は２つのＯリングを備えたものが一般的であり、ストレートタイプやエルボータイプのものが周知である。

特開平９−１９５８８５号公報

ところで、近年では、自動車の軽量化やコストダウンを図るためにさらなる改善が望まれており、燃料供給系においては、リターン式よりも部品点数の少ないリターンレス式のものが増えつつある。

しかしながら、リターンレス式の燃料供給系にあっては、リターン式に比べてデリバリーパイプ１０３側で燃料の脈動が発生し易いため、上述したようにパルセーションダンパ１０８が不可欠である。このため、デリバリーパイプ１０３にパルセーションダンパ１０８を結合するためのフランジ等の取付け部や、結合部分をシールする構造が必要であり、これらによって構造が複雑化し、充分なコストダウンを図ることが難しいと共に、エンジンルーム内の狭いスペースにレイアウトする際に支障が生じるといった問題点があった。

本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、小型で且つ安価であると共に、限られたスペースで効率良く流体の脈動を抑制することができる流体継手を提供することを目的としている。

本発明の流体継手は、請求項１として、車両の燃料供給系に用いるストレートタイプの流体継手であって、一方の接続部と他方の接続部を備えて流体経路を構成し、樹脂を主成分とする材料から成る継手本体と、流体経路に設けられ、流体経路を流れる流体の脈動と同じ方向に変形することにより流体の脈動を吸収すると共に、樹脂又はゴムから成るベローズと、継手本体の内壁に回転溶着により固定され、流体通過用の開口を有するとともにベローズが溶着連結される支持体と、を有し、流体流路が、ベローズの配置部位で狭くなっていることを特徴としている。

本発明の流体継手によれば、小型で且つ安価であると共に、限られたスペースで効率良く流体の脈動を抑制することができる。すなわち、本発明の流体継手は、小型で且つ部品点数の少ない簡単な構造であるうえに、燃料供給系で発生する脈動を抑制し得るものとなり、燃料供給系の軽量化や低コスト化を実現すると共に、スペースが限られたエンジンルーム内のレイアウトにも容易に対処し得るものとなる。つまり、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が向上する。また、ベローズ自体が軽量で且つ安価であり、しかも、ベローズの変形効率が良いので脈動を効果的に吸収することができると共に、所定のばね定数が得られるように成形することも容易であり、さらに、連結部品を一切用いることなく夫々の部品を互いに容易に且つ確実に連結することができ、構造のさらなる簡略化や軽量化を実現することができる。
さらに、ストレートタイプの流体継手では、ベローズの配置部位において狭くなった流体経路がオリフィスの役目を果たすこととなり、これにより脈動の伝達を低く抑えることができる。

本発明の流体継手の一実施例を説明する断面図である。本発明の流体継手の他の実施例を説明する断面図である。ベローズを含む脈動吸収体の他の実施例を説明する断面図である。ベローズを含む脈動吸収体のさらに他の実施例を説明する断面図である。ベローズを含む脈動吸収体のさらに他の実施例を説明する断面図である。ベローズを含む脈動吸収体のさらに他の実施例を説明する断面図である。ベローズを含む脈動吸収体のさらに他の実施例を説明する断面図である。リターン式の燃料供給系を示す説明図である。リターンレス式の燃料供給系を示す説明図である。

以下、図面に基づいて、本発明の流体継手の実施例を説明する。なお、以下の各実施例では、先に説明した図１１に示すリターンレス式の燃料供給系において、供給チューブ１０２とデリバリーパイプ１０３とを接続する流体継手（クイックコネクタ）に用いるものを示しているが、当該流体継手の適用部位や詳細な構成が各実施例のみに限定されることはない。

図１は本発明の流体継手の一実施例を説明する図である。図示の流体継手Ａ１は、ストレートタイプであって、内側に２つのＯリング１，１とバックアップリング２を装着した一方の接続部Ｊ１と、外周にチューブ抜け止め用の突部３を形成した他方の接続部Ｊ２を一体的に備えている。そして、一方の接続部Ｊ１の内側に、スペーサ４とともに金属製パイプ（デリバリーパイプ）Ｐを接続し、他方の接続部Ｊ２の外側に、樹脂製チューブ（供給チューブ）Ｔを接続して、流体である燃料を流通させる。

流体継手Ａ１は、流体経路５を構成する継手本体の材料として、樹脂を主成分とし且つ燃料に対して耐久性を有するものが用いられ、例えば、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスルフィド、ふっ素樹脂、ポリエステル、ポリアセタール及びポリケトンから成る群より選ばれた樹脂を主成分とする材料で成形してある。

上記の流体継手Ａ１は、流体経路５内に、流体経路５を流れる流体の脈動と同じ方向に変形することによって流体の脈動を吸収するベローズ７が配置してあると共に、ベローズ７の配置部位の流体経路断面が、非配置部位の流路経路断面よりも小さいものとなっている。そして、ベローズ７は、流体経路５内に固定した支持体６により支持されている。

支持体６は、継手本体と同種の材料から成るものであって、具体例としては、ガラス繊維を強化材としたポリアミド１２樹脂を用いている。また、支持体６は、板形状を成し、流体を充分に通過させるための開口を有すると共に、流体経路５の軸に対して垂直に配置され、その外周部が回転溶着により継手本体の内壁に固定してある。

ベローズ７は、樹脂又はゴムから成るものであって、具体例としては、ポリアミド１２樹脂を用いており、ブロー成形により成形してあると共に、支持体６に対して気密的に溶着連結してあり、空気ばねとして機能する。なお、ベローズ７の材料としては、上記したポリアミド１２樹脂のほか、熱可塑性ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ふっ素樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリスルフィド樹脂、熱可塑性エラストマー、ふっ素ゴム、ニトリルゴム、及びアクリルゴムから成る群より選ばれた材料を用いることができる。

上記構成を備えた流体継手Ａ１は、ベローズ７が流体経路５内に配置されて流体の脈動と同じ方向に変形することとなり、流体の脈動を効率良く吸収することができる。すなわち、燃料供給系において、燃料タンクからの燃料を金属製パイプＰに供給し、同パイプＰ側の燃料の脈動すなわちフュエルインジェクタ（図１１の符号１０４）の燃料噴射運動に起因する燃料の脈動が生じた場合には、その脈動波の伝播方向に対向するベローズ７が伸縮変形して脈動を効率的に吸収することができる。

このように、上記の流体継手Ａ１は、流体経路５内に、空気ばねとして機能するベローズ７を配置したことにより、小型で且つ部品点数の少ない簡単な構造であるうえに、燃料供給系で発生する脈動を抑制し得るものとなる。そして、図１１に示すリターンレス式の燃料供給系において、パルセーションダンパを廃止することが可能になり、燃料供給系の軽量化や低コスト化を実現すると共に、スペースが限られたエンジンルーム内のレイアウトにも容易に対処し得るものとなる。

また、上記の流体継手Ａ１は、ベローズ７が樹脂又はゴムで成形してあるので、それ自体が軽量で且つ安価であり、しかも、ベローズ７の変形効率が良いので脈動を効果的に吸収することができると共に、樹脂又はゴムは成形性が良いので、所定のばね定数が得られるようにベローズ７を成形することも容易である。

さらに、上記の流体継手Ａ１では、継手本体に対して支持体６を回転溶着し、この支持体６に対してベローズ７を溶着連結することから、連結部品を一切用いることなく夫々の部品を互いに容易に且つ確実に連結することができ、構造のさらなる簡略化や軽量化を実現することができる。

さらに、上記の流体継手Ａ１は、図１１に示す燃料供給系において、供給配管１０１と供給チューブ１０２の間に設けることもでき、この場合には、一方の接続部Ｊ１に供給配管１０１を接続することにより、燃料ポンプの吐出運動に起因する脈動を吸収することができる。

そしてさらに、上記の流体継手Ａ１は、ベローズ７の配置部位の流体経路断面を、非配置部位の流路経路断面よりも小さいものとしたことにより、ベローズ７の配置部位において狭くなった流体経路がオリフィスの役目を果たすこととなり、これにより脈動の伝達を低く抑えることができる。

図２は、本発明の流体継手の他の実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図示の流体継手Ａ２は、エルボータイプであって、先の実施例と同様の一方の接続部Ｊ１と、一方の接続部Ｊ１に対してほぼ直交した他方の接続部Ｊ２を一体的に備えており、エルボー部分に、一方の接続部Ｊ１と同軸状に延長してその先端部を開放した延長部Ｅを有し、この延長部Ｅに、支持体１１と、流体経路５を流れる流体の脈動を吸収するベローズ７を備えている。

支持体１１は、この実施例では、ガラス繊維を強化材としたポリアミド１２樹脂から成る板部材であって、ベローズ７を取付けた後、回転溶着により延長部Ｅの開放端部を閉塞するように固定してある。

ベローズ７は、先の実施例と同様に樹脂又はゴムから成り、その内部において当該ベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、ここでは、弾性体として樹脂又はゴムから成る成形体１２を用いている。この成形体１２は、円柱状に圧縮成形したふっ素ゴム製であって、ベローズ７と同軸状に設けてある。

なお、成形体１２の材料としては、上記したふっ素ゴムのほか、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素化シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム及びブチルゴム等の各種ゴムや、ポリオレフィン、ポリスルフィド、ふっ素樹脂、ポリエステル、ポリアセタール、ポリケトン、ポリ塩化ビニル及び熱可塑性エラストマーなどの各種樹脂を用いることができる。

上記の流体継手Ａ２は、ベローズ７及び成形体１２が、空気ばね＋ゴムばねとして機能することとなり、なお且つ、樹脂又はゴムから成るベローズ7及び成形体１２は夫々ダンピング効果が高いので、流体の圧力が比較的高い場合であっても、流体の脈動を高効率で吸収することができる。

また、ベローズ７と成形体１２との組み合わせとしたことで、脈動吸収体全体におけるばね定数の設定の自由度を高めることが可能となり、これにより様々な大きさの圧力及び圧力脈動に対応し得るほか、先の実施例と同様に、小型で且つ部品点数の少ない簡単な構造であるうえに、燃料供給系の軽量化や低コスト化を実現し、スペースが限られたエンジンルーム内のレイアウトにも容易に対処し得るものとなる。

図３〜図７は、本発明の流体継手におけるベローズを含む脈動吸収体の他の実施例を説明する図であって、図３に示す脈動吸収体は、樹脂又はゴムから成るベローズ７と、ベローズ７内においてベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、弾性体が、樹脂又はゴムから成るベローズ状の中空成形体１３を備えたものとなっている。

図４に示す脈動吸収体は、樹脂又はゴムから成るベローズ７と、ベローズ７内においてベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、弾性体が、内部に多数の気泡を含む樹脂又はゴムから成る円柱状の発泡成形体１４を備えたものとなっている。

図５に示す脈動吸収体は、樹脂又はゴムから成るベローズ７と、ベローズ７内においてベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、弾性体が、樹脂又はゴムから成る円柱状の成形体１２を備えたものとなっている。また、支持体１１には、ベローズ７の内部を外気に開放する空気孔１１ａが設けてあり、脈動負荷時に空気孔１１ａから空気の出し入れを行うことで、より良いダンパー効果が得られるようにしてある。

図６に示す脈動吸収体は、樹脂又はゴムから成るベローズ７と、ベローズ７内においてベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、弾性体が、樹脂又はゴムから成る細い円柱状の成形体１５と、この成形体１５の外側に同心状に配置したコイルばね１６を備えたものとなっている。

図７に示す脈動吸収体は、樹脂又はゴムから成るベローズ７と、ベローズ７内においてベローズ７とともに伸縮する弾性体を備えており、弾性体が、樹脂又はゴムにコイルばね１６をインサート成形して成る複合成形体１７を備えたものとなっている。

上記した図３〜図７に示すベローズを含む脈動吸収体は、図１及び図２に示す流体継手Ａ１，Ａ２に適用することができ、その流体継手において、先の各実施例と同様の効果を得ることができると共に、とくに、ベローズと、成形体及びコイルばねのうちの少なくとも一方とを組み合わせたものでは、脈動吸収体におけるばね定数の設定の自由度をより一層高めることが可能となる。

なお、図３及び図５〜図７に示した成形体には、図４に示すような発泡成形体を用いることも可能であり、発泡成形体を用いた場合には、発泡率を変えることで任意のばね定数を得ることができ、また、オイル等の流体を含浸させることで成形体の劣化を防止しつつ脈動の吸収機能を調整することも可能である。さらに、図４に示した支持体１１の空気孔１１ａは、上記した各実施例及び後記する実施例にも適用することができる。

Ａ１Ａ２流体継手
５流体経路
６１１支持体
７ベローズ

Claims

車両の燃料供給系に用いるストレートタイプの流体継手であって、
一方の接続部と他方の接続部を備えて流体経路を構成し、樹脂を主成分とする材料から成る継手本体と、
流体経路に設けられ、流体経路を流れる流体の脈動と同じ方向に変形することにより流体の脈動を吸収すると共に、樹脂又はゴムから成るベローズと、
継手本体の内壁に回転溶着により固定され、流体通過用の開口を有するとともにベローズが溶着連結される支持体と、を有し、
流体流路が、ベローズの配置部位で狭くなっていることを特徴とする流体継手。
継手本体が、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスルフィド、ふっ素樹脂、ポリエステル、ポリアセタール及びポリケトンから成る群より選ばれた樹脂を主成分とする材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体継手。
ベローズが、熱可塑性ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ふっ素樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリスルフィド樹脂、熱可塑性エラストマー、ふっ素ゴム、ニトリルゴム、及びアクリルゴムから成る群より選ばれた材料から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体継手。