JP3890139B2

JP3890139B2 - 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

Info

Publication number: JP3890139B2
Application number: JP10571498A
Authority: JP
Inventors: 光功寺村
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11287166A

Description

【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、コモンレールには燃料ポンプを接続するためのパイプと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。）とが接続される。図５〜図７は、従来例にかか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合構造を示している。
【０００３】
図５及び図６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５１の筒壁部には、内側から外側へ順に、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と、テーパー状のシール面５４と、内周に雌ネジ５６が切られた取付穴５５とが形成されている。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の外周にはフランジ部６３が形成され、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、ユニオン７１の外周には雄ネジ７２が切られるとともに六角部７３が形成され、ユニオン７１の内周には段部７４が形成されている。そして、インジェクションパイプ６１とカラー６２とユニオン７１とが、予めインジェクションパイプアッシー６０としてアッセンブリ化されている。
【０００４】
インジェクションパイプアッシー６０をコモンレール５１に接続するには、図６に示すように行う。すなわち、ユニオン７１の雄ネジ７２を取付穴５５の雌ネジ５６に螺合し、ユニオン７１の段部７４をカラー６２のフランジ部６３に係合させて、カラー６２のシール面６４をコモンレール５１のシール面５４に強く密着させればよい。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の穴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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のコモンレール５１には、次の問題（１）（２）があった。
（１）性能上の要求から、コモンレール５１の分岐穴５３の内径を０．７〜１．０ｍｍ程度に小さくする必要がある。このような小径の分岐穴５３を形成するには、多大な設備と手間とを要する放電加工や電解バリ取り加工が必要となるため、設備投資増やコストアップになっていた。この加工の容易化対策として、分岐穴５３の周囲部分をコモンレール５１の本体と別ピースにする案もあるが、同案にコスト上の利点はない。
【０００６】
（２）コモンレール穴５２内には燃料ポンプから送られた加圧燃料により、例えば２０←→１５０ＭＰａ程度の圧力変動を伴った超高圧がかかる。この超高圧により、図７に示すように、コモンレール穴５２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ため、同部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。
【０００７】
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を提供することにある。
【０００８】
【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以上の分岐穴を形成し、該分岐穴の交差開口縁部を曲面化して局部応力集中を緩和し、インジェクションパイプアッシーの端部に固定される金属製の小筒状のカラーの先端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、前記カラーの先端に外径が前記分岐穴の内径より小さい細管状の突き出し部を形成し、前記突き出し部を前記分岐穴に遊挿し、この遊挿により前記突き出し部と前記分岐穴との間に周状に隙間が生じるようにしたことを特徴とする。分岐穴の内径を２ｍｍ以上としたのは、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、数値上は特にないが、コモンレール穴の内径までである。
【０００９】
ここで、前記突き出し部の先端面をコモンレール穴に対する前記分岐穴の交差開口と略面一にすることが好ましい。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１及び図２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１２が形成され、その内径は１１ｍｍ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。
【００１２】
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の外周には拡径したフランジ部２３が形成されている。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２２の先端には細管状の突き出し部２５が形成されている。シール面２４と突き出し部２５とはカラー２２を絞る（縮径させる）方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形させたものであり、突き出し部２５の長さは分岐穴１３の長さと略同一である。そして、塑性変形の結果、突き出し部２５の外径は前記分岐穴１３の内径より小さい３ｍｍ、内径（導入穴２６）は０．７〜１．０ｍｍと、それぞれ縮径している。
【００１３】
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３３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。
【００１４】
インジェクションパイプアッシー２０をコモンレール１に接続するには、図２に示すように行う。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と分岐穴１３との間には周状に０．２５ｍｍの隙間２７が生じる。
【００１５】
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２２の突き出し部２５の導入穴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の導入穴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。
【００１６】
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）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、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。なお、インジェクションパイプアッシー２０としては、カラー２２に突き出し部２５を形成する分だけ構造が複雑になるが、その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、従来例より製造が容易になり、コストメリットが大きい。
【００１７】
（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１３との間に隙間２７が生じていることから、突き出し部２５はその内周面（導入穴２６）と外周面とに同じ圧力を受けるため、発生応力が抑えられて亀裂の発生を防止することができ、品質が安定する。従って、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。
【００１８】
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）本発明から外れない範囲で各部の寸法を適宜変更すること。
【００１９】
【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とを図ることができる。
【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】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。
【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導入穴
２７隙間
３１ユニオン

Claims

コモンレール（１）に内径が２ｍｍ以上の分岐穴（１３）を形成し、該分岐穴（１３）の交差開口縁部（１７）を曲面化して局部応力集中を緩和し、
インジェクションパイプアッシー（２０）の端部に固定される金属製の小筒状のカラー（２２）の先端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、前記カラー（２２）の先端に外径が前記分岐穴（１３）の内径より小さい細管状の突き出し部（２５）を形成し、
前記突き出し部（２５）を前記分岐穴（１３）に遊挿し、この遊挿により前記突き出し部（２５）と前記分岐穴（１３）との間に周状に隙間（２７）が生じるようにした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。
前記突き出し部（２５）の先端面をコモンレール穴（１２）に対する前記分岐穴（１３）の交差開口と略面一にした請求項１記載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。