JP2003056428A - コモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンレールとインジェクションパイプアッ
シーとの接続構造及びその形成方法において、亀裂の発
生を防止して品質の安定化を図ることができるととも
に、加工の容易化とコストダウンを図り、さらに、コモ
ンレール内の圧力変動を減少させる。 【解決手段】 コモンレール１に内径が３．５ｍｍの分
岐穴１３を形成し、インジェクションパイプアッシーの
カラー２２の先端部を２段に絞る方法で圧縮残留歪みが
残るように塑性変形することにより、外径が前記分岐穴
の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も２段に縮
径し、突き出し部２５を形成する。突き出し部２５は分
岐穴１３に遊挿する。また、本発明では分岐穴１３は内
径が大きいので容易に形成でき、亀裂の発生を防止で
き、品質が安定化する。さらに、オリフィス孔を縮径で
きたのでコモンレール内の圧力変動を減少することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンのコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール
とインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びそ
の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃
料噴射装置において、コモンレールにはインジェクタを
接続するためのパイプ（以下、インジェクションパイプ
という。）が接続される。

【０００３】図５〜図７は、上記接続構造の第１従来例
を示している。図５に示すように、コモンレール５１の
中心部には、レール長方向に延びるコモンレール穴５２
が形成され、コモンレール穴５２に交差開口してレール
長直角方向に延びる分岐穴５３（オリフィス孔）とシー
ル面５４とが形成されていることを示している。インジ
ェクションパイプ６１の端部には小筒状のカラー６２が
圧入固定され、カラー６２の先端には凸球面状のシール
面６４が形成されている。インジェクションパイプ６１
の周りには大筒状のユニオン７１が通されている。そし
て、インジェクションパイプ６１、カラー６２及びユニ
オン７１とが、予めインジェクションパイプアッシー６
０としてアッセンブリ化されている。

【０００４】図５に図示したインジェクションパイプア
ッシー６０がコモンレール５１に螺合している状態の断
面図を図６に示す。燃料ポンプにより加圧してコモンレ
ール５１に送られた燃料は、コモンレール穴５２から分
岐穴５３に導入され、カラー６２内の通孔を経てインジ
ェクションパイプ６１からインジェクタに送られる。そ
の際、コモンレール穴５２内は、燃料ポンプから送られ
る加圧燃料により発生する圧力変動を伴った超高圧（２
０←→約２００ＭＰａ）になる。そのため、分岐穴５３
周辺部の詳細図の図７に示すように、コモンレール穴５
２に対する分岐穴５３の交差開口縁部５７に、変動を伴
った引張歪みが繰り返し発生する。すると、交差開口縁
部５７に金属疲労による亀裂５８が発生し易く、品質が
不安定となる。この亀裂を防止するために、コモンレー
ル５１の浸炭焼入れ等の硬化処理や、交差開口縁部５７
の電解バリ取り加工による曲面化や、材料変更等による
強度アップが図られているが、これらの方法では、大幅
なコストアップや重量増になってしまう。

【０００５】図８〜図１０は上記接続構造の第２従来例
を示している（特開平１１−２８７１６６号公報）。こ
の第２従来例では、第１従来例で述べた前記分岐穴５３
の代わりに内径が２ｍｍ以上の分岐穴８３が形成されて
いる。さらに、インジェクションパイプ９１の先端部の
シール面９４の先端には、カラーの先端部を絞る方法で
形成することにより、外径が分岐穴８３の内径より小さ
く縮径し、内部の通孔の内径も縮径した、細管状の第１
絞り部を形成している。この第１絞り部よりなる突き出
し部９５を分岐穴８３に遊挿する。突き出し部９５の内
部に形成された通孔９６は内径が０．７〜１．０ｍｍで
あり、オリフィス孔となっている。この構造では、第１
従来例のように、コモンレール５１に直接にオリフィス
孔の役割を果たす細管状の分岐穴ではなく、内径が２ｍ
ｍ以上の分岐穴８３をあけるので加工が容易化される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】コモンレール内のさら
なる圧力変動の減少という性能上の要求から、オリフィ
ス孔の内径を、さらに０．４〜０．７ｍｍ程度に小さく
する必要性を要求されている。

【０００７】しかしながら、第１従来例のコモンレール
５１の分岐穴５３をオリフィス孔とする方法又は第２従
来例のインジェクションパイプ９１の先端部のシール面
９４の先端に、カラーの先端部を絞る方法で形成するこ
とにより、外径が分岐穴８３の内径より小さく縮径し、
内部の通孔の内径も縮径しオリフィス孔とし、細管状の
第１絞り部の突き出し部９５を形成する方法では、目的
である内径を０．４〜０．７ｍｍ程度に小さくするに
は、高度な技術が必要であり困難である。

【０００８】本発明の目的は、上記課題を解決し、亀裂
の発生を防止して品質の安定化を図ることができるとと
もに、加工の容易化とコストダウンとを図ることであ
る。さらに、コモンレール内の圧力変動を減少すること
ができるコモンレールとインジェクションパイプアッシ
ーとの接続構造及びその形成方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコモンレールとインジェクションパイプア
ッシーとの接続構造は、コモンレールに内径が２ｍｍ以
上の分岐穴が形成され、インジェクションパイプ、カラ
ー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシ
ーのカラーの先端部に、外径が分岐穴の内径より小さく
縮径し、内部の通孔の内径も縮径した、細管状の第１絞
り部が絞り形成され、第１絞り部の先端部に、外径がさ
らに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径してオリフ
ィス孔となった、微細管状の第２絞り部が絞り形成さ
れ、前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出
し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とする。

【００１０】ここで、第１絞り部、第２絞り部の第１、
第２とは、説明の便宜上付けただけのもので、２段に限
定する意味ではなく、第１絞り部と第２絞り部の間に、
その中間的な絞り部を絞り形成する場合も含む意味であ
る。

【００１１】２段に絞る場合を例にとると、それぞれの
内径については、カラー内の通孔（内径２．０ｍｍ）、
第１絞り部（内径０．７〜１．０ｍｍ）及び第２絞り部
（オリフィス孔）（内径０．４〜０．７ｍｍ）の範囲で
縮径するのが好ましい。

【００１２】分岐穴の内径を２ｍｍ以上としたのは、特
に限定はされないが、分岐穴の加工を容易にするため
と、遊挿する突き出し部が細くなりすぎないようにする
ためであり、３ｍｍ以上にすることがさらに好ましい。
分岐穴の内径の上限は、数値上は特に限定されないが、
実際的には、コモンレール穴の内径までである。また、
通孔の内径は、連続して縮径していればその境界面は、
特に限定はされないが、曲面であっても平面であっても
よい、より好ましくは、円錐形状に縮径している状態で
ある。

【００１３】ここで、突き出し部の先端面とコモンレー
ル穴に対する分岐穴の交差開口との位置関係は、特に限
定はするものではないが、略面一にすることが好まし
い。

【００１４】また、本発明のコモンレールとインジェク
ションパイプアッシーの形成方法は、コモンレールに内
径が２ｍｍ以上の分岐穴を形成し、インジェクションパ
イプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパ
イプアッシーのカラーの先端部を絞る方法で圧縮残留歪
みが残るように塑性変形することにより、外径が分岐穴
の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径し
た、細管状の第１絞り部を形成し、第１絞り部の先端部
をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形
することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内
径もさらに縮径してオリフィス孔となった、微細管状の
第２絞り部を形成し、前記第１絞り部及び前記第２絞り
部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特
徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態例について、図１〜図４を参照して説明する。図４は
ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概
略を示し、コモンレール１の側部には、燃料ポンプ２を
接続するためのパイプ３と、インジェクタ４を接続する
ためのインジェクションパイプアッシー２０とが接続さ
れ、コモンレール１の端部には、リリーフバルブ６と圧
力センサ７とが接続される。燃料ポンプ２とインジェク
タ４は電子制御装置８により制御される。図１〜図３
は、本実施形態に係るコモンレール１とインジェクショ
ンパイプアッシー２０との接合構造を示している。

【００１６】図１に示すように、金属製のコモンレール
１の中心部にはレール長方向に延びるコモンレール穴１
２が形成され、その内径は６〜１１ｍｍ（例えば１１ｍ
ｍ）である。コモンレール１の筒壁部には、内側から外
側へ順に、コモンレール穴１２に交差開口してレール長
直角方向に延びる分岐穴１３と、テーパー状のシール面
１４と、内周に雌ネジ１６が切られた取付穴１５とが形
成されている。分岐穴１３の内径は３．５ｍｍであり、
この程度の大きさであれば切削加工により形成可能であ
るから、本実施形態の分岐穴１３はドリル加工されてい
る。

【００１７】インジェクションパイプ５の周りには取付
部材としての大筒状のユニオン３１が通され、ユニオン
３１の外周には雄ネジ３２が切られるとともに六角部３
３が形成され、ユニオン３１の内周には段部３４が形成
されている。そして、インジェクションパイプ５とカラ
ー２２とユニオン３１とが、予めインジェクションパイ
プアッシー２０としてアッセンブリ化されている。

【００１８】図２にインジェクションパイプアッシー２
０をコモンレール１に接続した態様を示す。すなわち、
ユニオン３１の雄ネジ３２を取付穴１５の雌ネジ１６に
螺合し、ユニオン３１の段部３４をカラー２２のフラン
ジ部２３に係合させて、カラー２２のシール面２４をコ
モンレール１のシール面１４に強く密着させるととも
に、突き出し部２５を分岐穴１３に同心状に遊挿させ
て、突き出し部２５の先端面をコモンレール穴１２に対
する分岐穴１３の交差開口と略面一にすればよい。この
遊挿により、突き出し部２５（３ｍｍ以内）と分岐穴１
３（３．５ｍｍ）との間には周状に０．２５ｍｍ以上の
隙間２７が生じる。

【００１９】燃料ポンプ２により加圧してコモンレール
１に送られた燃料は、コモンレール穴１２からカラー２
２の突き出し部２５の通孔２６に直接導入され、インジ
ェクションパイプ５からインジェクタ４に送られる。す
なわち、本実施形態では突き出し部２５の通孔２６が、
従来例の分岐穴５３と同様に燃料を導入させる穴として
機能する。

【００２０】図２及び要部詳細図は図３に図示する突き
出し部２５の形成方法とその内部の通孔について示す。
インジェクションパイプ５の外径は６．３５ｍｍ、内径
は３ｍｍである。インジェクションパイプ５の端部には
金属製の小筒状のカラー２２が圧入固定され、その主要
部の外径は８ｍｍ、内径は２ｍｍである。カラー２２の
途中には凸球面状のシール面２４が形成され、カラー２
２の先端部には第１絞り部２５ａ及び第２絞り部２５ｂ
よりなる突き出し部２５が形成されている。この突き出
し部２５は、まず、カラー２２の先端部を絞る方法で圧
縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径
が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径
（２６ａ）も縮径した、細管状の第１絞り部２５ａを形
成する。次に、第１絞り部２５ａの先端部をさらに絞る
方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することによ
り、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮
径してオリフィス孔２６ｂとなった、微細管状の第２絞
り部２５ｂを形成する。最終的に、突き出し部２５全体
の長さは分岐穴１３の長さと略同一とする。また、突き
出し部２５の外径は分岐穴１３の内径より小さい３ｍｍ
以内とし、突き出し部２５は分岐穴１３に遊挿する。

【００２１】カラー２２の先端部からシール面１４と突
き出し部２５の形成の際の２段階の絞りの際に、インジ
ェクションパイプ５からカラー２２内そして突き出し部
２５内に続いている通孔２６は、２段に絞り、縮径して
いて、通孔の先端の第２絞り部２５ｂの内径はオリフィ
ス孔２６ｂとなる。通孔２６の内径は、カラー２２内の
通孔（内径２．０ｍｍ）、次に第１絞り部内通孔２６ａ
（内径０．７〜１．０ｍｍ）、最後に先端である第２絞
り部内通孔（オリフィス孔）２６ｂ（内径０．４〜０．
７ｍｍ）とそれぞれ先端に向かうにつれて連続して２段
に絞り縮径している。

【００２２】本実施形態のコモンレール１によれば、次
の作用・効果（１）（２）（３）が得られる。 （１）前記の通り、コモンレール１の分岐穴１３の内径
を３ｍｍ程度に大きくするので、分岐穴１３は切削加工
又はその他の方法により容易に形成することができ、設
備投資の軽減とコストダウンとを図ることができる。一
方、インジェクションパイプアッシー２０は、カラー２
２に突き出し部２５を形成する分だけ構造が複雑になる
が、加工は容易であるから、コモンレール１も含めたト
ータルとしては、図５〜図７に示す第１従来例より製造
が容易になり、コストメリットが大きい。

【００２３】（２）図３に示すように、コモンレール穴
１２内の加圧燃料による超高圧は、カラー２２の突き出
し部２５にかかる。しかし、突き出し部２５と分岐穴１
３との間に隙間２７があるため、突き出し部２５はその
内周面（通孔２６）と外周面とに同じ圧力を受け、発生
応力が抑えられ、変動を伴った引張歪みが発生すること
もなく、亀裂の発生を防止することができる。結果とし
て、品質が安定する。従って、図５〜図７に示す第１従
来例のような浸炭焼入れ等の硬化処理や材料変更等によ
る強度アップは不要であるから、大幅なコストアップを
図ることができ、重量増の心配も無い。なお、超高圧は
コモンレール穴１２に対する分岐穴１３の交差開口縁部
１７にもかかるが、その内径が大きいことから、従来よ
り簡単な方法（例えば流体研磨等）による曲面化等で局
部応力集中を緩和できるので、性能は保障できる。

【００２４】（３）さらに、図２に示すように、通孔２
６は、カラー２２内の通孔（内径２．０ｍｍ）から、第
１絞り部内通孔２６ａ（内径０．７〜１．０ｍｍ）と
し、さらに第２絞り部内通孔２６ｂ（オリフィス孔、内
径０．４〜０．７ｍｍ）と２段に絞り縮径をすると、径
を０．４〜０．７ｍｍとすることが可能となる。２段の
絞りによる通孔の縮径により、オリフィス孔を図８〜図
１０に示す第２従来例より、内径の小さいものとするこ
とができる。その結果、燃料噴射により発生する圧力波
の伝播を減らすことができ、コモンレール内の圧力変動
を減少することができる。さらに、このような２段絞り
の形状をとることで、インジェクション側の通孔内の圧
力波の減衰もみられる。

【００２５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）インジェクションパイプアッシーの構成を変更
し、例えばインジェクションパイプ５の先端に突き出し
部を直接形成し、インジェクションパイプ５の外周にカ
ラーを固定すること。 （２）通孔の内径、突き出し部の外径又は分岐穴の径等
の寸法を適宜変更すること。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のコモンレー
ルとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及び
その形成方法によれば、亀裂の発生を防止して品質の安
定化を図ることができるとともに、加工の容易化とコス
トダウンを図ることができる。さらに、燃料噴射により
発生するコモンレール内の圧力変動が減少するという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るコモンレールとインジ
ェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面
図である。

【図２】同接続構造の接続後の断面図である。

【図３】図２の要部拡大断面図である。

【図４】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射
装置の概略図である。

【図５】第１従来例に係るコモンレールとインジェクシ
ョンパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図であ
る。

【図６】同接続構造の接続後の断面図である。

【図７】図６の要部拡大断面図である。

【図８】第２従来例に係るコモンレールとインジェクシ
ョンパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図であ
る。

【図９】同接続構造の接続後の断面図である。

【図１０】図９の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ コモンレール ５ インジェクションパイプ １２ コモンレール穴 １３ 分岐穴 ２０ インジェクションパイプアッシー ２２ カラー ２５ 突き出し部 ２６ 通孔 ２７ 隙間 ３１ ユニオン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 哲也 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式会 社オティックス内 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD05 BA12 BA46 BA55 BA61 CB03 CB11 CD04 CD30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐
   穴が形成され、 インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなる
   インジェクションパイプアッシーのカラーの先端部に、
   外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔
   の内径も縮径した、細管状の第１絞り部が絞り形成さ
   れ、 前記第１絞り部の先端部に、外径がさらに縮径し、内部
   の通孔の内径もさらに縮径してオリフィス孔となった、
   微細管状の第２絞り部が絞り形成され、 前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部
   を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレール
   とインジェクションパイプアッシーとの接続構造。
2. 【請求項２】 コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐
   穴を形成し、 インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなる
   インジェクションパイプアッシーのカラーの先端部を絞
   る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することに
   より、外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部
   の通孔の内径も縮径した、細管状の第１絞り部を形成
   し、 前記第１絞り部の先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪
   みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに
   縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径してオリフィス
   孔となった、微細管状の第２絞り部を形成し、 前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部
   を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレール
   とインジェクションパイプアッシーとの接続構造の形成
   方法。