JP2002310034A - ディーゼルエンジン用コモンレール - Google Patents
ディーゼルエンジン用コモンレールInfo
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- JP2002310034A JP2002310034A JP2001112237A JP2001112237A JP2002310034A JP 2002310034 A JP2002310034 A JP 2002310034A JP 2001112237 A JP2001112237 A JP 2001112237A JP 2001112237 A JP2001112237 A JP 2001112237A JP 2002310034 A JP2002310034 A JP 2002310034A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐内圧疲労特性、耐振動疲労特性、耐キャビ
テンション性、耐シート面疵付き性に優れ、さらに薄肉
化および軽量化できるディーゼルエンジン用コモンレー
ルの提供。 【解決手段】 本管レールを変態誘起塑性型強度鋼製と
し、該本管レールに加工を施した後、熱処理により残留
オーステナイトを生ぜしめ、前記分岐孔と本管レール側
流通路交差部の応力集中の低減加工を施し、さらに好ま
しくはオートフレッテージ加工により内表面に誘導塑性
変態を生ぜしめると共に圧縮残留応力を残す。
テンション性、耐シート面疵付き性に優れ、さらに薄肉
化および軽量化できるディーゼルエンジン用コモンレー
ルの提供。 【解決手段】 本管レールを変態誘起塑性型強度鋼製と
し、該本管レールに加工を施した後、熱処理により残留
オーステナイトを生ぜしめ、前記分岐孔と本管レール側
流通路交差部の応力集中の低減加工を施し、さらに好ま
しくはオートフレッテージ加工により内表面に誘導塑性
変態を生ぜしめると共に圧縮残留応力を残す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にディーゼル
内燃機関の蓄圧燃料噴射システムにおける高圧燃料多岐
管あるいはブロックレールなどのようなコモンレールに
係り、特に内圧疲労強度を高めたディーゼルエンジン用
コモンレールに関するものである。
内燃機関の蓄圧燃料噴射システムにおける高圧燃料多岐
管あるいはブロックレールなどのようなコモンレールに
係り、特に内圧疲労強度を高めたディーゼルエンジン用
コモンレールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のコモンレールとしては、
例えば図１に示すごとくコモンレールの本管レール１に
該本管レール１と一体のボス３ｃを形成し、分岐枝管２
の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を本管レール１
側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、前記ボス３ｃの
外周面に設けた螺子部３−２に螺合する袋ナット６を締
着して接続する方式のものや、図２に示すごとく本管レ
ール１側の周壁部に設けた内部の断面円形の流通路１−
１に通ずる分岐孔１−２部を外方に開口する受圧座面１
−３となし、該受圧座面附近の本管レール１の外周部を
囲繞するリング状の継手金具３を使用し、端部に例えば
先細円錐状の挫屈成形による拡径した分岐接続体として
の分岐枝管２側の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３
を当接係合せしめ、前記本管レール１の径方向に突出す
るよう該継手金具に設けた本管レール１の外方に突出す
る螺子壁３−１部と予め分岐枝管２側にスリーブワッシ
ャー５を介して組込んだナット４の螺合による前記接続
頭部２−２首下での押圧に伴って締着して接続する方式
のもの、あるいは図３、図４に示すごとくリング状の継
手金具３に替えて、筒状のスリーブニップル３ａ、３ｂ
を本管レール１の径方向で外方に突出するようそれぞれ
凹凸嵌合螺着方式、溶接などにより直接本管レール１の
外周壁に取着し、分岐枝管２側の接続頭部２−２のなす
押圧座面２−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当
接係合せしめ、前記スリーブニップル３ａ、３ｂに螺合
するナット４を締着して接続する方式のものや、ブロッ
クレール型コモンレール（図面省略）なども知られてい
る。
例えば図１に示すごとくコモンレールの本管レール１に
該本管レール１と一体のボス３ｃを形成し、分岐枝管２
の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を本管レール１
側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、前記ボス３ｃの
外周面に設けた螺子部３−２に螺合する袋ナット６を締
着して接続する方式のものや、図２に示すごとく本管レ
ール１側の周壁部に設けた内部の断面円形の流通路１−
１に通ずる分岐孔１−２部を外方に開口する受圧座面１
−３となし、該受圧座面附近の本管レール１の外周部を
囲繞するリング状の継手金具３を使用し、端部に例えば
先細円錐状の挫屈成形による拡径した分岐接続体として
の分岐枝管２側の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３
を当接係合せしめ、前記本管レール１の径方向に突出す
るよう該継手金具に設けた本管レール１の外方に突出す
る螺子壁３−１部と予め分岐枝管２側にスリーブワッシ
ャー５を介して組込んだナット４の螺合による前記接続
頭部２−２首下での押圧に伴って締着して接続する方式
のもの、あるいは図３、図４に示すごとくリング状の継
手金具３に替えて、筒状のスリーブニップル３ａ、３ｂ
を本管レール１の径方向で外方に突出するようそれぞれ
凹凸嵌合螺着方式、溶接などにより直接本管レール１の
外周壁に取着し、分岐枝管２側の接続頭部２−２のなす
押圧座面２−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当
接係合せしめ、前記スリーブニップル３ａ、３ｂに螺合
するナット４を締着して接続する方式のものや、ブロッ
クレール型コモンレール（図面省略）なども知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記した従
来のコモンレールはいずれも、本管レール１の内圧と、
分岐枝管２のような分岐接続体の接続頭部２−２の押圧
に伴って受圧座面１−３にかかる軸力により分岐孔１−
２の下端内周縁部Ｐに大きな応力が発生し、当該下端内
周縁部Ｐが起点となって亀裂が生じ易く、燃料の洩れを
招く可能性があった。また、つぎに亀裂の生じやすいの
は本管レールの内表面である。本管レールは厚肉円筒で
はあるが、内径が大きいため内表面に大きな円周方向の
引張り応力が生じるためである。
来のコモンレールはいずれも、本管レール１の内圧と、
分岐枝管２のような分岐接続体の接続頭部２−２の押圧
に伴って受圧座面１−３にかかる軸力により分岐孔１−
２の下端内周縁部Ｐに大きな応力が発生し、当該下端内
周縁部Ｐが起点となって亀裂が生じ易く、燃料の洩れを
招く可能性があった。また、つぎに亀裂の生じやすいの
は本管レールの内表面である。本管レールは厚肉円筒で
はあるが、内径が大きいため内表面に大きな円周方向の
引張り応力が生じるためである。
【０００４】本発明は従来技術の有する前記問題に鑑み
てなされたものであり、変態誘起塑性型強度鋼を用い、
本管レールおよび分岐孔の内圧疲労強度を高めると共
に、前記した分岐孔の本管レールとの下端内周縁部を含
む分岐孔と本管レール側流通路との交差部に発生する応
力の集中する度合いを下げて内圧疲労強度をより向上さ
せることが可能なディーゼルエンジン用コモンレールを
提供することを目的とするものである。
てなされたものであり、変態誘起塑性型強度鋼を用い、
本管レールおよび分岐孔の内圧疲労強度を高めると共
に、前記した分岐孔の本管レールとの下端内周縁部を含
む分岐孔と本管レール側流通路との交差部に発生する応
力の集中する度合いを下げて内圧疲労強度をより向上さ
せることが可能なディーゼルエンジン用コモンレールを
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディーゼル
エンジン用コモンレールは、その軸芯方向内部に流通路
を有する本管レールの軸方向の周壁部に前記流通路に通
じる分岐孔を設け、本管レールと一体もしくは別体の継
手部材を介して前記分岐孔に分岐接続体を接続して構成
されるディーゼルエンジン用コモンレールにおいて、前
記本管レールを変態誘起塑性型強度鋼製とし、該本管レ
ールに加工を施した後、熱処理により残留オーステナイ
トを生ぜしめ、前記分岐孔と本管レール側流通路交差部
の応力集中の低減加工を施すことにより、内表面の加工
硬化と圧縮残留応力を残したことを特徴とし、また変態
誘起塑性型強度鋼製の本管レールに熱処理により残留オ
ーステナイトを生ぜしめた後、該本管レールに加工を施
し、前記分岐孔と本管レール側流通路交差部の応力集中
の低減加工を施すことにより内表面の加工硬化と圧縮残
留応力を残したことを特徴とし、さらに前記分岐孔と本
管レール側流通路交差部の応力集中の低減加工を施した
後、オートフレッテージ加工により内表面に誘導塑性変
態を生ぜしめると共に圧縮残留応力を残したことを特徴
とするものである。
エンジン用コモンレールは、その軸芯方向内部に流通路
を有する本管レールの軸方向の周壁部に前記流通路に通
じる分岐孔を設け、本管レールと一体もしくは別体の継
手部材を介して前記分岐孔に分岐接続体を接続して構成
されるディーゼルエンジン用コモンレールにおいて、前
記本管レールを変態誘起塑性型強度鋼製とし、該本管レ
ールに加工を施した後、熱処理により残留オーステナイ
トを生ぜしめ、前記分岐孔と本管レール側流通路交差部
の応力集中の低減加工を施すことにより、内表面の加工
硬化と圧縮残留応力を残したことを特徴とし、また変態
誘起塑性型強度鋼製の本管レールに熱処理により残留オ
ーステナイトを生ぜしめた後、該本管レールに加工を施
し、前記分岐孔と本管レール側流通路交差部の応力集中
の低減加工を施すことにより内表面の加工硬化と圧縮残
留応力を残したことを特徴とし、さらに前記分岐孔と本
管レール側流通路交差部の応力集中の低減加工を施した
後、オートフレッテージ加工により内表面に誘導塑性変
態を生ぜしめると共に圧縮残留応力を残したことを特徴
とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明における変態誘起塑性型強
度鋼は、近年、乗用車の足回りプレス成形部品の軽量化
を目的として開発されたもので、残留オーステナイト
（γＲ）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレ
ス成形性を著しく改善したフェライト（αｆ）＋ベイナ
イト（αｂ）＋γＲ複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−
Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニティックフェ
ライト（αｂｆ）＋γＲ鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、
ＴＢ鋼］である。ここで変態誘起塑性とは、科学的に不
安定な状態で存在するオーステナイト（γ）層が、力学
的エネルギーの付加によりマルテンサイトへと変態する
際に相伴う大きな伸びのことである。すなわち、ＴＲＩ
Ｐ鋼とは、ある限定された組成の鋼において特定な熱処
理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステ
ナイトやベイナイト組織の混在した金属組織を得た鋼の
ことである。このような金属組織を有するＴＲＩＰ鋼の
特徴としては、塑性変形能が高いこと、塑性加工により
マルテンサイト組織となるため強度が高くかつ硬くなる
ことなどがあげられる。
度鋼は、近年、乗用車の足回りプレス成形部品の軽量化
を目的として開発されたもので、残留オーステナイト
（γＲ）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレ
ス成形性を著しく改善したフェライト（αｆ）＋ベイナ
イト（αｂ）＋γＲ複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−
Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニティックフェ
ライト（αｂｆ）＋γＲ鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、
ＴＢ鋼］である。ここで変態誘起塑性とは、科学的に不
安定な状態で存在するオーステナイト（γ）層が、力学
的エネルギーの付加によりマルテンサイトへと変態する
際に相伴う大きな伸びのことである。すなわち、ＴＲＩ
Ｐ鋼とは、ある限定された組成の鋼において特定な熱処
理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステ
ナイトやベイナイト組織の混在した金属組織を得た鋼の
ことである。このような金属組織を有するＴＲＩＰ鋼の
特徴としては、塑性変形能が高いこと、塑性加工により
マルテンサイト組織となるため強度が高くかつ硬くなる
ことなどがあげられる。
【０００７】本発明に係るディーゼルエンジン用コモン
レールは、このような特性を有する変態誘起塑性型強度
鋼製であるので、鍛造時においては加工性が良く、所望
の形状が得やすい。一方、特定の熱処理を行なわない場
合（残留オーステナイト、ベイナイトが少ない場合）
は、伸び、引張り強度共低く、容易に切削加工ができ
る。またパイプを使用するコモンレールの場合は、伸管
時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らす
ことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸
管機、小さなダイスで加工が可能である。また、変態誘
起塑性型強度鋼は、局部的に変形した部分のオーステナ
イトが硬質なマルテンサイトに変態し、その部分を強化
するという特性（ＴＲＩＰ現象）を有するので、この変
態誘起塑性型強度鋼製のコモンレールの場合は、内圧疲
労が進んでも、前記特性によりその疲労部分が強化され
てレールの破壊を阻止する抵抗力が生じるため高寿命で
ある。さらに、応力集中低減加工は、分岐孔と本管レー
ル側流通路交差部を押圧するので分岐孔周辺に圧縮残留
応力が残ると共に、変形部分は加工誘起マルテンサイト
の析出により硬さ、引張り強さ共に向上しているので耐
疲労特性が優れている。
レールは、このような特性を有する変態誘起塑性型強度
鋼製であるので、鍛造時においては加工性が良く、所望
の形状が得やすい。一方、特定の熱処理を行なわない場
合（残留オーステナイト、ベイナイトが少ない場合）
は、伸び、引張り強度共低く、容易に切削加工ができ
る。またパイプを使用するコモンレールの場合は、伸管
時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らす
ことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸
管機、小さなダイスで加工が可能である。また、変態誘
起塑性型強度鋼は、局部的に変形した部分のオーステナ
イトが硬質なマルテンサイトに変態し、その部分を強化
するという特性（ＴＲＩＰ現象）を有するので、この変
態誘起塑性型強度鋼製のコモンレールの場合は、内圧疲
労が進んでも、前記特性によりその疲労部分が強化され
てレールの破壊を阻止する抵抗力が生じるため高寿命で
ある。さらに、応力集中低減加工は、分岐孔と本管レー
ル側流通路交差部を押圧するので分岐孔周辺に圧縮残留
応力が残ると共に、変形部分は加工誘起マルテンサイト
の析出により硬さ、引張り強さ共に向上しているので耐
疲労特性が優れている。
【０００８】本発明における熱処理は、本管レールを９
５０℃に加熱し所定の時間保持してオーステナイト化
し、その後３５０℃〜５００℃の間で所定の時間保持し
てオーステンパー処理を施す。このオーステンパー処理
を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナ
イト（γ）層やベイナイト組織の混在した金属組織とな
る。
５０℃に加熱し所定の時間保持してオーステナイト化
し、その後３５０℃〜５００℃の間で所定の時間保持し
てオーステンパー処理を施す。このオーステンパー処理
を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナ
イト（γ）層やベイナイト組織の混在した金属組織とな
る。
【０００９】本発明における分岐孔と本管レール側流通
路交差部の応力集中の低減加工方法としては、押圧方式
により圧縮残留応力を残す方法が知られている。その方
法としては、例えば本出願人が提案した特開昭１０−３
１８０８１号公報等に記載されている、外圧方式にて
押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周
辺に圧縮残留応力を発生させる方法、分岐孔付近の本
管レール内周面に内圧方式にて押圧力を付与して分岐孔
の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生
させる方法、分岐孔付近の本管レール内周面に本管レ
ール内部より管径方向に押圧力を付与する拡管方式にて
押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周
辺に圧縮残留応力を発生させる方法、分岐孔内周面に
当該分岐孔の内部より径方向に押圧力を付与する拡径方
式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口
端部周辺に圧縮残留応力を発生させる方法等がある。な
お、鋼としての疲労強度を高めるために熱処理により硬
くし過ぎると（強度大、伸び小）、前記押圧方式による
押し加工が強すぎた場合亀裂を生じることがあり、また
押し圧のための工具（プレスピン）が破損しやすいなど
の問題があったが、変態誘起塑性型強度鋼（ＴＲＩＰ
鋼）の場合は強度が高いのみならず、伸びが大きいため
にそのような問題は皆無である。
路交差部の応力集中の低減加工方法としては、押圧方式
により圧縮残留応力を残す方法が知られている。その方
法としては、例えば本出願人が提案した特開昭１０−３
１８０８１号公報等に記載されている、外圧方式にて
押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周
辺に圧縮残留応力を発生させる方法、分岐孔付近の本
管レール内周面に内圧方式にて押圧力を付与して分岐孔
の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生
させる方法、分岐孔付近の本管レール内周面に本管レ
ール内部より管径方向に押圧力を付与する拡管方式にて
押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周
辺に圧縮残留応力を発生させる方法、分岐孔内周面に
当該分岐孔の内部より径方向に押圧力を付与する拡径方
式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口
端部周辺に圧縮残留応力を発生させる方法等がある。な
お、鋼としての疲労強度を高めるために熱処理により硬
くし過ぎると（強度大、伸び小）、前記押圧方式による
押し加工が強すぎた場合亀裂を生じることがあり、また
押し圧のための工具（プレスピン）が破損しやすいなど
の問題があったが、変態誘起塑性型強度鋼（ＴＲＩＰ
鋼）の場合は強度が高いのみならず、伸びが大きいため
にそのような問題は皆無である。
【００１０】本発明におけるオートフレッテージ加工
は、内圧をかけて内周表面のみ塑性変形させる方法であ
り、このオートフレッテージ加工により全内表面部分で
の塑性変形で加工硬化（加工誘起マルテンサイトの析出
により、硬さ、引張り強さ共に向上）させると共に、全
内表面部分に更に圧縮応力を残留させて次に弱点となる
本管流路の耐久性向上もはかられる。
は、内圧をかけて内周表面のみ塑性変形させる方法であ
り、このオートフレッテージ加工により全内表面部分で
の塑性変形で加工硬化（加工誘起マルテンサイトの析出
により、硬さ、引張り強さ共に向上）させると共に、全
内表面部分に更に圧縮応力を残留させて次に弱点となる
本管流路の耐久性向上もはかられる。
【００１１】本発明は上記のごとく、ＴＲＩＰ鋼を機械
加工後に熱処理と押圧加工を、好ましくはさらにオート
フレッテージ加工を施すことにより、オーステナイト
（γ）組織であったものが加工誘起マルテンサイトの析
出により、硬さ、引張り強さ共に向上し、さらに圧縮応
力を残留させることにより分岐孔と本管レール側流通路
交差部はもとより全内表面部分も耐内圧疲労特性が向上
して本管流路の耐久性が優れたものとなる。
加工後に熱処理と押圧加工を、好ましくはさらにオート
フレッテージ加工を施すことにより、オーステナイト
（γ）組織であったものが加工誘起マルテンサイトの析
出により、硬さ、引張り強さ共に向上し、さらに圧縮応
力を残留させることにより分岐孔と本管レール側流通路
交差部はもとより全内表面部分も耐内圧疲労特性が向上
して本管流路の耐久性が優れたものとなる。
【００１２】
【実施例】実施例１ 表１に示す成分を有するＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＴＢ
鋼）製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、熱間鍛造温度ま
で加熱、型鍛造にてボス一体型のコモンレール素材（管
状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、次いで切削などによ
り内径１０ｍｍφ、ボス部分岐孔径３ｍｍφ、シート
面、ネジ部など所望個所を加工し、これを９５０℃×２
０分間のオーステナイト化後、４００℃×３分間保持の
オーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オ
ーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織
を有するボス一体型のコモンレールとし、しかる後、こ
のコモンレールの各ボスの分岐孔部に特開昭１０−３１
８０８１号公報に記載の外圧方式にて押圧力を付与して
分岐孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力
を発生させた。なお、切削加工時には、残留オーステナ
イト層やベイナイト組織が少ないので引張り強度が低く
伸びも小さいので加工が極めて容易であった。このコモ
ンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた
結果、比較材として用いた通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３
５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５
〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓ
ｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａ
ｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ
０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製の同一サイズのコモ
ンレールの場合は、１８０〜１５００Ｂａｒの油圧によ
る繰返し試験において８０万回で破損したのに対して、
本発明に係るコモンレールは、２２００Ｂａｒで１００
０万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐
内圧疲労特性を示した。
鋼）製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、熱間鍛造温度ま
で加熱、型鍛造にてボス一体型のコモンレール素材（管
状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、次いで切削などによ
り内径１０ｍｍφ、ボス部分岐孔径３ｍｍφ、シート
面、ネジ部など所望個所を加工し、これを９５０℃×２
０分間のオーステナイト化後、４００℃×３分間保持の
オーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オ
ーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織
を有するボス一体型のコモンレールとし、しかる後、こ
のコモンレールの各ボスの分岐孔部に特開昭１０−３１
８０８１号公報に記載の外圧方式にて押圧力を付与して
分岐孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力
を発生させた。なお、切削加工時には、残留オーステナ
イト層やベイナイト組織が少ないので引張り強度が低く
伸びも小さいので加工が極めて容易であった。このコモ
ンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた
結果、比較材として用いた通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３
５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５
〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓ
ｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａ
ｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ
０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製の同一サイズのコモ
ンレールの場合は、１８０〜１５００Ｂａｒの油圧によ
る繰返し試験において８０万回で破損したのに対して、
本発明に係るコモンレールは、２２００Ｂａｒで１００
０万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐
内圧疲労特性を示した。
【００１３】実施例２ 表１に示す成分を有するＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＴＢ
鋼）製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、これを９５０℃
×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃の
範囲で３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の
粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト
組織の混在した組織とし、これを型鍛造にてボス一体型
のコモンレール（管状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、
次いで切削などにより内径１０．６ｍｍφ、ボス部分岐
孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部など所望個所を加工
し、ボス一体型のコモンレールとし、しかる後、このコ
モンレールの各ボスの分岐孔部に特開昭１０−３１８０
８１号公報に記載の外圧方式にて押圧力を付与して分岐
孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発
生させた。なお、鍛造時には、残留オーステナイト層や
ベイナイト組織が存在するが、引張り強度が高いものの
伸びが大きいために鍛造加工は可能であった。さらに管
状部の肉厚の５０％程度を降伏させることができる内圧
を作用させてオートフレッテージ加工を施した。このコ
モンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べ
た結果、２４００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験で
も破損することがなく、より優れた耐内圧疲労特性耐久
性を示した。
鋼）製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、これを９５０℃
×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃の
範囲で３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の
粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト
組織の混在した組織とし、これを型鍛造にてボス一体型
のコモンレール（管状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、
次いで切削などにより内径１０．６ｍｍφ、ボス部分岐
孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部など所望個所を加工
し、ボス一体型のコモンレールとし、しかる後、このコ
モンレールの各ボスの分岐孔部に特開昭１０−３１８０
８１号公報に記載の外圧方式にて押圧力を付与して分岐
孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発
生させた。なお、鍛造時には、残留オーステナイト層や
ベイナイト組織が存在するが、引張り強度が高いものの
伸びが大きいために鍛造加工は可能であった。さらに管
状部の肉厚の５０％程度を降伏させることができる内圧
を作用させてオートフレッテージ加工を施した。このコ
モンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べ
た結果、２４００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験で
も破損することがなく、より優れた耐内圧疲労特性耐久
性を示した。
【００１４】実施例３ 表１に示す成分を有するＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＴＢ
鋼）製のシームレス鋼管を所定寸法に切断したコモンレ
ール素材（管の外径３６ｍｍφ、内径１０ｍｍφ）に、
切削などにより分岐孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部な
ど所望加工を施し、これを９５０℃×２０分間のオース
テナイト化後、３５０℃〜４７５℃の範囲で３分間保持
のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留
オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組
織を有するコモンレールとし、しかるのち、このコモン
レールの分岐孔部に特開昭１０−３１８０８１号公報に
記載の外圧方式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レー
ル流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生させた。な
お、切削加工時には、残留オーステナイト層やベイナイ
ト組織が少ないので引張り強度が低く伸びも小さいので
加工は極めて容易であった。このコモンレールを繰返し
圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例に
おいても、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験
でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性耐久性
を示した。
鋼）製のシームレス鋼管を所定寸法に切断したコモンレ
ール素材（管の外径３６ｍｍφ、内径１０ｍｍφ）に、
切削などにより分岐孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部な
ど所望加工を施し、これを９５０℃×２０分間のオース
テナイト化後、３５０℃〜４７５℃の範囲で３分間保持
のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留
オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組
織を有するコモンレールとし、しかるのち、このコモン
レールの分岐孔部に特開昭１０−３１８０８１号公報に
記載の外圧方式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レー
ル流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生させた。な
お、切削加工時には、残留オーステナイト層やベイナイ
ト組織が少ないので引張り強度が低く伸びも小さいので
加工は極めて容易であった。このコモンレールを繰返し
圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例に
おいても、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験
でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性耐久性
を示した。
【００１５】なお、ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＴＢ鋼）
製のブロックレールの場合も同様の効果が得られること
はいうまでもない。
製のブロックレールの場合も同様の効果が得られること
はいうまでもない。
【００１６】
【表１】 （ｍａｓｓ％）
【００１７】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明に係るディ
ーゼルエンジン用コモンレールは、分岐孔と本管レール
側流通路との交差部や分岐孔の内周縁部に析出させた硬
さ、引張り強さ共に向上した加工誘起マルテンサイト
と、圧縮残留応力により優れた耐内圧疲労特性を有し、
さらにオートフレッテージ加工を施すことにより、分岐
孔と本管レール側流通路との交差部や分岐孔の内周縁部
のみならず、コモンレールの全内表面にわたり優れた耐
内圧疲労特性を有するので、超高圧での耐久性を確保す
ることができる。また、優れた耐内圧疲労特性に加え、
耐振動疲労特性、耐キャビテンション性、シート面の耐
疵付き性に優れ、かつ薄肉軽量化も可能であるなどの効
果も奏する。
ーゼルエンジン用コモンレールは、分岐孔と本管レール
側流通路との交差部や分岐孔の内周縁部に析出させた硬
さ、引張り強さ共に向上した加工誘起マルテンサイト
と、圧縮残留応力により優れた耐内圧疲労特性を有し、
さらにオートフレッテージ加工を施すことにより、分岐
孔と本管レール側流通路との交差部や分岐孔の内周縁部
のみならず、コモンレールの全内表面にわたり優れた耐
内圧疲労特性を有するので、超高圧での耐久性を確保す
ることができる。また、優れた耐内圧疲労特性に加え、
耐振動疲労特性、耐キャビテンション性、シート面の耐
疵付き性に優れ、かつ薄肉軽量化も可能であるなどの効
果も奏する。
【図１】本発明の対象とするボス一体型のコモンレール
の一例を示す縦断正面図である。
の一例を示す縦断正面図である。
【図２】同じくリング状の継手金具を使用したコモンレ
ールの一例を示す要部縦断側面図である。
ールの一例を示す要部縦断側面図である。
【図３】同じく筒状のスリーブニップルを凹凸嵌合螺着
方式にて本管レールに取着した構成のコモンレールの一
例を示す縦断側面図である。
方式にて本管レールに取着した構成のコモンレールの一
例を示す縦断側面図である。
【図４】同じく筒状のスリーブニップルを溶接にて本管
レールに取着した構成のコモンレールの一例を示す縦断
側面図である。
レールに取着した構成のコモンレールの一例を示す縦断
側面図である。
１ 本管レール １−１ 流通路 １−２ 分岐孔 １−３ 受圧座面 １−２ａ Ｒ面取部 ２ 分岐枝管 ２−２ 接続頭部 ２−３ 押圧座面 ３ 継手金具 ４、６ ナット ５ スリーブワッシャー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD05 BA46 BA54 CB05 CD14
Claims (3)
- 【請求項１】 その軸芯方向内部に流通路を有する本管
レールの軸方向の周壁部に前記流通路に通じる分岐孔を
設け、本管レールと一体もしくは別体の継手部材を介し
て前記分岐孔に分岐接続体を接続して構成されるディー
ゼルエンジン用コモンレールにおいて、前記本管レール
を変態誘起塑性型強度鋼製とし、該本管レールに加工を
施した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜし
め、前記分岐孔と本管レール側流通路交差部の応力集中
の低減加工を施すことにより、内表面の加工硬化と圧縮
残留応力を残したディーゼルエンジン用コモンレール。 - 【請求項２】 その軸芯方向内部に流通路を有する本管
レールの軸方向の周壁部に前記流通路に通じる分岐孔を
設け、本管レールと一体もしくは別体の継手部材を介し
て前記分岐孔に分岐接続体を接続して構成されるディー
ゼルエンジン用コモンレールにおいて、前記本管レール
を変態誘起塑性型強度鋼製とし、該本管レールに熱処理
により残留オーステナイトを生ぜしめた後、該本管レー
ルに加工を施し、前記分岐孔と本管レール側流通路交差
部の応力集中の低減加工を施すことにより内表面の加工
硬化と圧縮残留応力を残したディーゼルエンジン用コモ
ンレール。 - 【請求項３】 前記分岐孔と本管レール側流通路交差部
の応力集中の低減加工を施した後、さらにオートフレッ
テージ加工により内表面に誘導塑性変態を生ぜしめると
共に圧縮残留応力を残した請求項１または２記載のディ
ーゼルエンジン用コモンレール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112237A JP4405102B2 (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | ディーゼルエンジン用コモンレール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001112237A JP4405102B2 (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | ディーゼルエンジン用コモンレール |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310034A true JP2002310034A (ja) | 2002-10-23 |
| JP4405102B2 JP4405102B2 (ja) | 2010-01-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001112237A Expired - Fee Related JP4405102B2 (ja) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | ディーゼルエンジン用コモンレール |
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| JP (1) | JP4405102B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100611092B1 (ko) | 2003-12-16 | 2006-08-10 | 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤 | 디젤 엔진용 고압 연료 배관 |
| US7125051B2 (en) * | 2003-07-10 | 2006-10-24 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | Common-rail injection system for diesel engine |
| JP2007085245A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | コモンレール |
| WO2007105660A1 (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | 接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管およびその製造方法 |
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| WO2017007709A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Entegris, Inc. | High pressure filter |
-
2001
- 2001-04-11 JP JP2001112237A patent/JP4405102B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| JP4405102B2 (ja) | 2010-01-27 |
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