JP2000504078A - 一体型燃料レールを有する成形吸気マニホールド用燃料噴射器固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一体型燃料レール部分３２を有する成形複合材吸気マニホールド２４に燃料噴射器３０を設置する固定装置および方法であって、噴射器がまず燃料レール部分のボア４２に取り付けられ、吸気マニホールドがシリンダ・ヘッド表面２６に垂直に延びるボア３８を有するシリンダ・ヘッド表面の上に押し動かされるので、マニホールドが設置されるのと同時に燃料噴射器の先端が設置される。空気補助通路６２も、シリンダ・ヘッド内の通路６６と整合する吸気マニホールドと一体的に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 一体型燃料レールを有する成形吸気マニホールド用燃料噴射器固定装置 発明の背景 最新の自動車エンジンの設計では、各エンジン・サイクル毎に制御された量の 燃料を各吸気弁（単数または複数）の範囲でシリンダ・ヘッドまたはマニホール ド・ランナーの通路に制御して噴射する燃料噴射器が使用される。 燃料は燃料レールを通じて供給されるが、これはかつてはマニホールドに組み 合わされた独立したチューブを含み、各噴射器が燃料レールのポケット・ボアと マニホールドまたはシリンダ・ヘッドの位置調整されたシートに組み合わされた 。現在では複合プラスチックから構成された成形吸気マニホールドが開発された が、これは燃料レール（単数または複数）を一体型成形内部通路としてマニホー ルドに一体化することを可能にする。このさらなる発展は、個別部品としての燃 料レールと共に個別燃料レールを設置するために必要な付加的部品および機器を 除去することによって大きく費用を低減した。 しかし、燃料噴射器を一体型燃料レールに組み合わせ、その後個別の噴射器シ ートに組み合わせることは、一体型燃料レールの位置を軸上で変えて燃料噴射器 先端を噴射器シートに挿入することができないため不可能である。 「独立弧状シリンダ吸気パイプを有する内燃機関用吸気パイプ装置」に関する １９９５年１１月１４日発行の米国特許第５，４６５，６９９号は、この問題の 解決法を説明しているが、独立した中間フランジを必要とするため費用が増大す る。 燃料の霧化を助けるために使用される空気を供給する空気補助接続を各噴射器 に行わなければならない場合、問題はさらに複雑になる。 本発明の目的は、独立した燃料レールまたは補助フランジの必要なしに噴射器 の設置を完了できる一体型空気供給通路をも有する一体型マニホールド燃料レー ルに設置される燃料噴射器の固定装置を提供することである。 発明の概要 上記の目的は、一連の噴射器シート・ボアがシリンダ・ヘッドに機械加工され 、その軸が角度を有するシリンダ・ヘッド表面に垂直に延び、吸気マニホールド ・フランジが設置される際シリンダ・ヘッド表面に当接し、同時にマニホールド 設置スタッドと平行に延びる装置によって達成される。 一体型燃料レールは、噴射器本体の上端部を受け入れるポケットを形成する一 連のボアと共に形成され、ポケット・ボアはマニホールドを設置するときシリン ダ・ヘッド・シート・ボアと整合する。 噴射器はまずマニホールドに組み合わされ、その上端部がポケット・ボアに受 け入れられて、脱落しないように固定される。組立の際、噴射器の先端は各々シ リンダ・ヘッド・ボアの中に配置される。マニホールドはその後マニホールドの 上に押し動かされ、設置スタッドに案内される。 従って噴射器の軸はマニホールド・フランジ設置表面に垂直であるので、マニ ホールドがシリンダ・ヘッドの上に押し動かされ、マニホールドの燃料レール部 分とシリンダ・ヘッドの間に燃料噴射器を捕らえるのと同時に噴射器を定位置に 配置することができる。 燃料噴射器は従来のＯリング・シールで密閉され、マニホールドは従来の成形 エラストマー・シールで密閉される。 マニホールドは、各噴射器シートに接続するシリンダ・ヘッドの空気補助空気 レールと連絡する空気補助流れ通路と共に形成されることもある。 また、マニホールド設置フランジが各噴射器シートへの交差ドリル穴を覆う開 いた溝を備えることや、空気通路がマニホールド内に成形されることがある。 図面の説明 図１は、一本発明による一体型燃料レール吸気マニホールドと燃料噴射器の固 定装置を有するエンジンの切断斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態による、一体型燃料・空気レール吸気マニホー ルドに適合する燃料噴射器固定装置を示す内燃機関の切断部分断面図である。 図３は、本発明の第１代替実施形態による、一体型燃料・空気レール吸気マニ ホールドに適合する燃料噴射器固定装置を示す内燃機関の切断部分断面図である 。 図４は、本発明の第２代替実施形態による、一体型燃料・空気レール吸気マニ ホールドに適合する燃料噴射器固定装置を示す内燃機関の切断部分断面図である 。 詳細な説明 以下の詳細な説明では、説明を明瞭にするためある特定の用語が使用され、特 定の実施形態が米国特許法第１１２条の要求に従って説明されるが、本発明は添 付の請求項の範囲内で多くの形態や変形を取りうるものであるので、これらは制 限的ではなく、制限的であると解釈されるべきではないことを理解されたい。 図面を参照すると、従来の方法でエンジン・ブロック１４に設置されたシリン ダ・ヘッド１２を有する内燃機関１０の切断図が示される。 シリンダ・ヘッド１２は、各シリンダ吸気ポートの吸気弁（単数または複数） １８の方向に延びる各エンジン・シリンダ用のランナー通路１６を有する。各シ リンダ・ヘッドのランナーは、吸気マニホールド２４のランナー２２のランナー 通路２０と整合している。 シリンダ・ヘッド１２は角度を有するマニホールド設置表面２６と共に形成さ れている。 シリンダ・ヘッド表面２６の角度は燃料噴射器３０の軸２８に垂直になるよう 方向付けられており、燃料噴射器は、弁１８が当業技術分野で周知の方法で開く とき噴霧される燃料をシリンダ吸気ポートに導くよう方向付けられている。 吸気マニホールド２４はプラスチック複合材料から射出成形されるか、または 従来の鋳造アルミニウム構造であり、パイロン３４によって支持される一体型燃 料レール部分３２を含み、燃料制御装置によって操作される複数の燃料噴射器に 供給するために燃料ポンプ１５から圧力のかけられた燃料の供給を受ける内部燃 料供給通路３６を形成し、当業技術分野で周知の方法で、一定の間隔で対応する エンジン・シリンダ１７に燃料の制御された流れを導く。 燃料レール部分３２はシリンダ・ヘッド表面２６の上に延び、その中に一連の 燃料噴射器先端シート・ボア３８が機械加工または成形され、各々がシリンダ・ ヘッド表面２６に垂直に、対応するシリンダ・ヘッド・ランナー通路１６の中に 延びる。 燃料レール部分３２自体は、シリンダ・ヘッド表面２６に垂直に突出し、内部 に形成されたポケット・ボア４２を有する一連の突起部４０と共に形成されてお り、ポケット・ボアはマニホールド２４が設置されるときシート・ボア３８内に ある対応する燃料噴射器先端と整合するが、軸上で間隔を有している。 燃料噴射器３０はまずポケット・ボア４２に設置され、Ｏリング・シール４４ が従来の方法で利用される。 噴射器３０は止め金または別な方法で固定されボア４２の中に保持される。配 線用ハーネス（図示せず）もこのとき設置され、エンジンの組立作業を最小にす る。 燃料噴射器３０はこのとき最終設置軸に沿って延びるので、マニホールド２２ がすでに設置された燃料噴射器３０と共に前進の垂直線に沿った表面の方向に押 し動かされるとき、噴射器の先端は先端シート・ボア３８の上部の大きな直径の 端ぐり穴４６に挿入される。 設置スタッド４８は表面２６から垂直に突出し、マニホールドが延びる方向に 平行に延び、マニホールド設置フランジ５２の穴５０の中で案内となりこの処理 の間正しい位置関係を維持する。 マニホールド設置フランジがシリンダ・ヘッド表面２６の上に設置される際、 噴射器３０は各々ランド５４が表面２６に当接することによって完全に密着して 配置される。ナット５６がマニホールドを設置位置に固定する。 密閉Ｏリング５８、６０がシート・ボア３８の中の噴射器の先端を一般的な方 法で密閉する。 マニホールド・フランジ５２はその結合面５５に形成された溝の中にエラスト マー材料のシールを装備しているが、これらは当業技術分野で周知であるため図 示されておらず、マニホールドの面５５の周辺をシリンダ・ヘッド表面２６に密 閉する役目を果たす。 吸気マニホールド２４はまた、空気清浄器（図示せず）から空気の供給を受け 、環状チャンバ６８まで延びるシリンダ・ヘッド内の同様のボート通路６６と整 合する空気補助ポート通路６４に接続される一体型空気補助供給通路６２と共に 形成されるので有利である。チャンバ６８は空気を噴射器３０に供給するよう配 置され、当業技術分野で周知の方法で霧化を助ける。 追加エラストマー・シール７０が使用され、空気供給ポート通路６４、６６を 密閉する。 図３は、シリンダ・ヘッド内のくり抜き通路７４に通じそこに空気を供給する 空気補助供給通路７２を提供する代替装置を示す。空気補助供給通路７４は１つ のランナー２２Ａの上部に成形されたものが示され、成形空気清浄器ボックス（ 図示せず）と連絡し、外部ホースを完全に除去する。また、１つ１つが各ランナ ー２２Ａの上部にある一連の成形供給通路７２が使用され、くり抜き通路７４を 除去することもある。 図４は別の低費用装置を示すが、そこでは溝７６がマニホールド・フランジ５ ２Ａの設置表面５５Ａに形成され、シール７０Ｂが溝７０Ｂの両側に提供される 。溝７０Ｂは、各噴射器３０を取り囲む対応する空気補助チャンバ６８Ｂまで延 びるポート通路６６Ｂと連絡する空気補助供給通路を含む。 溝７０Ｂを使用することによって、長いくり抜き通路は除去され、溝７０Ｂは マニホールド・フランジ面５５の細部によって形成される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月１１日（１９９７．１２．１１） 【補正内容】 明 細 書 一体型燃料レールを有する成形吸気マニホールド用燃料噴射器固定装置 発明の背景 最新の自動車エンジンの設計では、各エンジン・サイクル毎に制御された量の 燃料を各吸気弁（単数または複数）の範囲でシリンダ・ヘッドまたはマニホール ド・ランナーの通路に制御して噴射する燃料噴射器が使用される。 燃料は燃料レールを通じて供給されるが、これはかつてはマニホールドに組み 合わされた独立したチューブを含み、各噴射器が燃料レールのポケット・ボアと マニホールドまたはシリンダ・ヘッドの位置調整されたシートに組み合わされた 。現在では複合プラスチックから構成された成形吸気マニホールドが開発された が、これは燃料レール（単数または複数）を一体型成形内部通路としてマニホー ルドに一体化することを可能にする。このさらなる発展は、個別部品としての燃 料レールと共に個別燃料レールを設置するために必要な付加的部品および機器を 除去することによって大きく費用を低減した。 日本国特許第ＪＰ−Ａ−５９２１６９６０号では内燃機関用燃料噴射器固定装 置が開示される。このエンジンは一体型燃料レール部分を伴うマニホールドを有 する。燃料噴射器は燃料レール部分とエンジンのシリンダ・ヘッドの軸上で間隔 を有するボックスに設置される。 しかし、燃料噴射器を一体型燃料レールに組み合わせ、その後個別の噴射器シ ートに組み合わせることは、一体型燃料レールの位置を軸上で変えて燃料噴射器 先端を噴射器シートに挿入することができないため不可能である。 「独立弧状シリンダ吸気パイプを有する内燃機関用吸気パイプ装置」に関する １９９５年１１月１４日発行の米国特許第５，４６５，６９９号は、この問題の 解決法を説明しているが、独立した中間フランジを必要とするため費用が増大す る。 燃料の霧化を助けるために使用される空気を供給する空気補助接続を各噴射器 に行わなければならない場合、問題はさらに複雑になる。 本発明の目的は、独立した燃料レールまたは補助フランジの必要なしに噴射器 の設置を完了できる一体型空気供給通路をも有する一体型マニホールド燃料レー ルに設置される燃料噴射器の固定装置を提供することである。 発明の概要 請求の範囲 １． 内部に設置された複数のエンジン・シリンダを有するエンジン・ブロッ ク（１４）を有する種類の内燃機関（１０）用の燃料噴射器固定装置であって、 シリンダ・ヘッド（１２）が前記シリンダ・ブロック（１４）に設置され、吸気 マニホールド（２４）が前記シリンダ・ヘッド（１２）に設置され、各々が空気 の流れを対応するエンジン・シリンダに供給する複数のランナー（２２）を有し 、複数の燃料噴射器（３０）が各々噴霧された燃料を各エンジン・シリンダへの 空気の流れに導き、 前記吸気マニホールド（２４）が、加圧された燃料を前記複数の燃料噴射器（ ３０）に供給する一体型燃料レール部分（３２）を有し、 前記燃料噴射器（３０）が、それぞれ前記シリンダ・ヘッド（１２）と前記燃 料レール部分（３２）に形成された軸上で整合され、間隔を有するボア（３８） に各々設置され、前記シリンダ・ヘッド（１２）が前記吸気マニホールド（２４ ）の設置表面（２６）と共に形成され、前記間隔を有するボア（３８）の前記軸 が前記シリンダ・ヘッド表面（２６）に垂直に延びることと、前記吸気マニホー ルド（２４）が、前記シリンダ・ヘッド・マニホールド設置表面（２６）から突 出し、前記燃料噴射器ボア（３８）の前記軸に平行に延びる一連のスタッド（４ ８）の上に受け入れられることとを特徴とする燃料噴射器固定装置。 ２． 請求項１に記載の燃料噴射器固定装置において、前記エンジン・ブロッ ク（１４）がシリンダ・ヘッド設置表面を有し、前記シリンダ・ヘッド・マニホ ールド設置表面（２６）が前記エンジン・ブロック表面に対して斜めに延びる燃 料噴射器固定装置。 ３． 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射器固定装置において、前記シ リンダ・ヘッド（１２）が、各々対応する吸気マニホールド・ランナーと整合す る対応するランナー通路（１６）と共に形成され、前記シリンダ・ヘッド（１２ ）の前記燃料噴射器ボア（３８）の各々が対応するシリンダ・ヘッド・ランナー 通路（１６）の中に入る燃料噴射器固定装置。 ４． 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の燃料噴射器固定装置に おいて、さらに、前記シリンダ・ヘッド（１２）内の前記燃料噴射器ボア（３８ ）に接続された前記シリンダ・ヘッド（１２）内の空気通路（６６）に通じる前 記吸気マニホールド（２４）内に一体的に形成された空気補助供給通路（６２） を含む燃料噴射器固定装置。 ５． 請求項４に記載の燃料噴射器固定装置において、前記吸気マニホールド （２４）が前記シリンダ・ヘッド表面（２６）に当接する設置フランジ（５２） と共に形成され、前記空気供給通路（６２）が前記マニホールド面（５５Ａ）に 通じる表面溝（７６）によって形成される燃料噴射器固定装置。 ６． 請求項４または請求項５に記載の燃料噴射器固定装置において、前記マ ニホールド空気通路（６２）が、前記各燃料噴射器ボア（３８）に接続する前記 シリンダ・ヘッド（１２）内の供給通路（２０）に接続する燃料噴射器固定装置 。 ７． 請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の燃料噴射器固定装置に おいて、前記燃料レール部分が一連の一体的に成形されたパイロン（３４）によ って支持される燃料噴射器固定装置。 ８． シリンダ・ヘッド（１２）と、前記シリンダ・ヘッド（１２）の表面（ ２６）に設置された吸気マニホールド（２４）とを有する内燃機関のための一連 の燃料噴射器（３０）を設置する方法であって、 前記燃料噴射器（３０）のための圧力をかけられた燃料の流れを受け入れる一 体型燃料レール部分（３２）と共に前記吸気マニホールド（２４）を成形するス テップと、 各々が燃料噴射器（３０）の１つの端部を受け入れるよう構成される、一連の 燃料噴射器ボア（４２）を前記吸気マニホールド燃料レール部分（３２）に成形 するステップと、 組み合わせたとき前記吸気マニホールド（２４）の前記ボア（４２）と整合す る前記シリンダ・ヘッド（１２）内の一連の燃料噴射器ボア（３８）を形成する ステップであって、前記シリンダ・ヘッド・ボア（３８）が前記シリンダ・ヘッ ド（１２）の前記表面（２６）まで垂直に延びるステップと、 前記燃料噴射器（３０）の各々の１つの端部を前記吸気マニホールド・ボア（ ４２）の対応する１つに組み合わせるステップと、 前記シリンダ・ヘッド・ボア（３８）と整合する前記燃料噴射器（３０）の向 かい合う端部と共に前記マニホールド（２４）を前記シリンダ・ヘッド表面（２ ６）の上に押し動かし、それによって前記マニホールド（２４）が前記シリンダ ・ヘッド表面（２６）に対して移動する際前記燃料噴射器（３０）が前記ボア（ ３８）に設置されるステップであって、前記マニホールドが、前記シリンダ・ヘ ッド表面（２６）から垂直に突出する一連のスタッド（４８）の上で前記シリン ダ・ヘッド表面（２６）に押し動かされる際、前記吸気マニホールド（２４）を 案内するステップを特徴とするステップとを含む方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内部に設置された複数のエンジン・シリンダを有するエンジン・ブロッ クを有する種類の内燃機関用の燃料噴射器固定装置であって、シリンダ・ヘッド が前記シリンダ・ブロックに設置され、吸気マニホールドが前記シリンダ・ヘッ ドに設置され、各々が空気の流れを対応するエンジン・シリンダに供給する複数 のランナーを有し、複数の燃料噴射器が各々噴霧された燃料を各エンジン・シリ ンダへの空気の流れに導き、 前記吸気マニホールドが、加圧された燃料を前記複数の燃料噴射器に供給する 一体型燃料レール部分を有し、 前記燃料噴射器が、それぞれ前記シリンダ・ヘッドと前記燃料レール部分に形 成された軸上で整合され、間隔を有するボアに各々設置される燃料噴射器固定装 置。 ２． 請求項１に記載の燃料噴射器固定装置において、前記シリンダ・ヘッド が前記吸気マニホールドの設置表面と共に形成され、前記間隔を有するボアの前 記軸が前記シリンダ・ヘッド表面に垂直に延びる燃料噴射器固定装置。 ３． 請求項２に記載の燃料噴射器固定装置において、前記エンジン・ブロッ クがシリンダ・ヘッド設置表面を有し、前記シリンダ・ヘッド・マニホールド設 置表面が、前記エンジン・ブロック表面に対して斜めに延びる燃料噴射器固定装 置。 ４． 請求項２に記載の燃料噴射器固定装置において、前記吸気マニホールド が、前記シリンダ・ヘッド・マニホールド設置表面から突出し、前記燃料噴射器 ボアの前記軸に平行に延びる一連のスタッドの上に受け入れられる燃料噴射器固 定装置。 ５． 請求項２に記載の燃料噴射器固定装置において、前記シリンダ・ヘッド が、各々対応する吸気マニホールド・ランナーと整合する対応するランナー通路 と共に形成され、前記シリンダ・ヘッドの前記燃料噴射器ボアの各々が対応する シリンダ・ヘッド・ランナー通路の中に入る燃料噴射器固定装置。 ６． 請求項１に記載の燃料噴射器固定装置において、さらに、前記シリンダ ・ ヘッド内の前記燃料噴射器ボアに接続された前記シリンダ・ヘッド内の空気通路 に通じる前記吸気マニホールド内に一体的に形成された空気補助供給通路を含む 燃料噴射器固定装置。 ７． 請求項６に記載の燃料噴射器固定装置において、前記吸気マニホールド が、前記シリンダ・ヘッド表面に当接する設置フランジと共に形成され、前記空 気供給通路が、前記マニホールド面に通じる表面溝によって形成される燃料噴射 器固定装置。 ８． 請求項６に記載の燃料噴射器固定装置において、前記マニホールド空気 通路が、前記各燃料噴射器ボアに接続する前記シリンダ・ヘッド内の供給通路に 接続する燃料噴射器固定装置。 ９． 請求項１に記載の燃料噴射器固定装置において、前記燃料レール部分が 一連の一体的に成形されたパイロンによって支持される燃料噴射器固定装置。 １０． シリンダ・ヘッドと、前記シリンダ・ヘッドの表面に設置された吸気 マニホールドとを有する内燃機関のための一連の燃料噴射器を設置する方法であ って、 前記燃料噴射器のための圧力をかけられた燃料の流れを受け入れる一体型燃料 レール部分と共に前記吸気マニホールドを成形するステップと、 各々が燃料噴射器の１つの端部を受け入れるよう構成される、一連の燃料噴射 器ボアを前記吸気マニホールド燃料レール部分に成形するステップと、 組み合わせたとき前記吸気マニホールドの前記ボアと整合する前記シリンダ・ ヘッド内の一連の燃料噴射器ボアを形成するステップであって、前記シリンダ・ ヘッド・ボアが前記シリンダ・ヘッドの前記表面まで垂直に延びるステップと、 前記燃料噴射器の各々の１つの端部を前記吸気マニホールド・ボアの対応する１ つに組み合わせるステップと、 前記シリンダ・ヘッド・ボアと整合する前記燃料噴射器の向かい合う端部と共 に前記マニホールドを前記シリンダ・ヘッド表面の上に押し動かし、それによっ て前記マニホールドが前記シリンダ・ヘッド表面に対して移動する際前記燃料噴 射器が前記ボアに設置されるステップとを含む方法。 １１． 請求項１０に記載の方法において、さらに、前記マニホールドが、前 記シリンダ・ヘッド表面から垂直に突出する一連のスタッド固定装置の上で前記 シリンダ・ヘッド表面に押し動かされる際、前記吸気マニホールドを案内するス テップを含む方法。