JP4075838B2 - 配管継手装置 - Google Patents
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Description
その配管継手装置を図9を参照して説明する。
図9に示す配管継手装置は、本体通路孔J1 の周りを囲むようにコモンレール本体J2 に接合される固定ネジ部材J3 と、その内側に挿入されるスリーブJ4 とを具備し、配管締結ネジ部材J5 を固定ネジ部材J3 に螺合することで、配管J6 の第1先細テーパ部J7 がスリーブJ4 の第1受圧座面J8 に押し付けられて第1シール部J9 を形成するとともに、スリーブJ4 の第2先細テーパ部J11が本体通路孔J1 の第2受圧座面J12に押し付けられて第2シール部J13を形成し、配管J6 の管内通路J14がスリーブ通路孔J15を介して本体通路孔J1 と連通するものである(例えば、特許文献1)。
一方、上記構成の配管継手装置は、固定ネジ部材J3 の内側でスリーブJ4 が傾斜するのを防ぐために、固定ネジ部材J3 とスリーブJ4 の半径方向の隙間(傾斜防止隙間)は、例えば0.05mmほどに小さく設けられている。
すると、スリーブJ4 の下側(コモンレール本体J2 側)に伝達されるべき軸方向の荷重が、スリーブJ4 と固定ネジ部材J3 の径方向の押圧によって相殺され、スリーブJ4 の下側にシールに必要な荷重が伝わらなくなる。即ち、スリーブJ4 の第2先細テーパ部J11を本体通路孔J1 の第2受圧座面J12に押し付ける荷重が不足し、第2シール部J13の形成が不確実になってしまう。
請求項1の配管継手装置は、第1受圧座面の周囲におけるスリーブと固定ネジ部材の間に、傾斜防止隙間より大きく、スリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間を設けるものである。
この口元変形許容隙間を設けることにより、配管締結ネジ部材を締め付ける時、配管より第1受圧座面に加えられる締付荷重によって、第1受圧座面が外径方向に押し広げられ、その周囲のスリーブが拡径しても、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの外周面が固定ネジ部材の内周面に圧接する不具合が生じない。
これによって、配管からスリーブが受けた軸方向の荷重を本体側へ確実に伝えることができ、スリーブの両端(配管とスリーブの圧接部、スリーブと本体の圧接部)において確実なシール部を形成できる。
請求項2の配管継手装置のスリーブは、配管が接続される側の外径を小さく設けることにより、第1受圧座面の周囲のスリーブと固定ネジ部材の間にスリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間を設けるものである。
請求項3の配管継手装置の固定ネジ部材は、配管が接続される側の内径を大きく設けることにより、第1受圧座面の周囲のスリーブと固定ネジ部材の間にスリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間を設けるものである。
請求項4の配管継手装置の本体は、蓄圧式燃料噴射装置において高圧燃料を蓄えるコモンレール本体である。
即ち、配管継手装置は、コモンレールの配管接続手段として用いられるものである。
請求項5の配管継手装置の口元変形許容隙間は、半径方向に0.1mm以上設けられる。
即ち、コモンレールの配管接続手段として配管継手装置を用いる場合、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの半径方向の拡径変形量(拡径変形径)は、通常0.09mm以下の範囲内である。
このため、口元変形許容隙間を半径方向へ0.1mm以上に設けることで、配管締結ネジ部材を締め付ける時、配管より第1受圧座面に加えられる締付荷重により、第1受圧座面が外径方向に押し広げられて、その周囲のスリーブが拡径しても、その拡径量が口元変形許容隙間内に許容されるため、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの外周面が固定ネジ部材の内周面に圧接する不具合が生じない。
請求項6の配管継手装置は、スリーブの配管の接続側の外周、または固定ネジ部材の配管の接続側の内周に、全周に亘る削除部を設けたものである。
この削除部を設けることにより、スリーブと固定ネジ部材の間にスリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間が形成される。このため、配管締結ネジ部材を締め付ける時、配管より第1受圧座面に加えられる締付荷重によって、第1受圧座面が外径方向に押し広げられて、その周囲のスリーブが拡径しても、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの外周面が固定ネジ部材の内周面に圧接する不具合が生じない。これによって、配管からスリーブが受けた軸方向の荷重を本体側へ確実に伝えることができ、スリーブの両端(配管とスリーブの圧接部、スリーブと本体の圧接部)において確実なシール部を形成できる。
そして、配管に係止した状態で回転可能な配管締結ネジ部材の内周面に形成された雌ネジを雄ネジに螺合することで、配管の管内通路が、スリーブの中心に形成されたスリーブ通路孔を介して本体通路孔と連通するとともに、配管の先端に形成された第1先細テーパ部がスリーブの一端に形成された第1受圧座面に押し付けられて第1シール部を形成し、スリーブの他端に形成された第2先細テーパ部が本体通路孔の開口部に形成された第2受圧座面に押し付けられて第2シール部を形成する。
この口元変形許容隙間を設けることにより、配管締結ネジ部材を締め付ける時、配管より第1受圧座面に加えられる締付荷重によって、第1受圧座面が外径方向に押し広げられて、その周囲のスリーブが拡径しても、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの外周面が固定ネジ部材の内周面に圧接する不具合が生じない。これによって、配管からスリーブが受けた軸方向の荷重を本体側へ確実に伝えることができ、スリーブの両端(配管とスリーブの圧接部、スリーブと本体の圧接部)において確実なシール部を形成できる。
そして、配管に係止した状態で回転可能な配管締結ネジ部材の内周面に形成された雌ネジを雄ネジに螺合することで、配管の管内通路が、スリーブの中心に形成されたスリーブ通路孔を介して本体通路孔と連通するとともに、配管の先端に形成された第1先細テーパ部が、スリーブの一端に形成された第1受圧座面に押し付けられて第1シール部を形成し、スリーブの他端に形成された第2先細テーパ部が、本体通路孔の開口部に形成された第2受圧座面に押し付けられて第2シール部を形成する。
この削除部を設けることにより、スリーブと固定ネジ部材の間にスリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間が形成される。このため、配管締結ネジ部材を締め付ける時、配管より第1受圧座面に加えられる締付荷重によって、第1受圧座面が外径方向に押し広げられて、その周囲のスリーブが拡径しても、第1受圧座面の周囲におけるスリーブの外周面が固定ネジ部材の内周面に圧接する不具合が生じない。これによって、配管からスリーブが受けた軸方向の荷重を本体側へ確実に伝えることができ、スリーブの両端(配管とスリーブの圧接部、スリーブと本体の圧接部)において確実なシール部を形成できる。
図4に示す蓄圧式燃料噴射装置は、エンジン(例えばディーゼルエンジン:図示しない)の各気筒に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール1、インジェクタ2、サプライポンプ3、ECU4(エンジン制御ユニット)、EDU5(駆動ユニット)等から構成される。
なお、インジェクタ2からのリーク燃料も、リリーフ配管9を経て燃料タンク8に戻される。
具体的な演算の一例を示すと、ECU4は、燃料の噴射毎に、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(車両の運転状態)とに基づいて、各気筒毎の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ2の開弁閉弁時期を決定するように設けられている。
なお、コモンレール本体20は、図4に示すものではなく、安価なパイプ材で構成し、そのパイプ材の軸方向に多数の配管継手装置21を設けて低コスト化を図ったものであっても良い。
配管継手装置21を図1を参照して説明する。配管継手装置21は、コモンレール本体20(本体に相当する)に強固に接合される固定ネジ部材23と、その内側に挿入されるスリーブ24とを具備し、配管締結ネジ部材25を固定ネジ部材23に螺合することで、配管(高圧ポンプ配管6、インジェクタ配管7等:以下、配管6、7と称す)の管内通路26が、スリーブ通路孔27を介して本体通路孔28と連通するものである。
各本体通路孔28は、コモンレール本体20の外面に形成された平面部において開口する。
スリーブ24には、スリーブ通路孔27の途中に、配管6、7内に生じる脈動を低減するためのオリフィス31が設けられている。このように、スリーブ24にオリフィス31を設けることにより、コモンレール本体20にオリフィス31を形成する必要がない。
次に、配管6、7とスリーブ24の圧接部、およびスリーブ24とコモンレール本体20の圧接部のシール構造を説明する。
配管6、7の先端には、略円錐形状(あるいは略球面形状)を呈する第1先細テーパ部32が形成されている。また、この第1先細テーパ部32と圧接するスリーブ24の上側口元には、第1先細テーパ部32が差し込まれる略円錐テーパ形状を呈する第1受圧座面35が形成されている。
一方、スリーブ24の挿入先端部には、略円錐形状(あるいは略球面形状)を呈する第2先細テーパ部36が形成されている。また、この第2先細テーパ部36と圧接する本体通路孔28の開口部には、第2先細テーパ部36が差し込まれる略円錐テーパ形状を呈する第2受圧座面37が形成されている。
また、配管締結ネジ部材25を固定ネジ部材23にねじ込むと、配管6、7からスリーブ24に伝えられた締結荷重によって、第2先細テーパ部36が第2受圧座面37に強く押し付けられて第2シール部39(油密面)を形成する。
配管6、7の第1先細テーパ部32と、スリーブ24の第1受圧座面35との圧接部が、テーパ形状になっているため、配管締結ネジ部材25を締め付ける時に発生する軸方向の締付荷重により、配管6、7の先端の第1先細テーパ部32によって第1受圧座面35が外径方向に押し広げられ、第1受圧座面35の周囲のスリーブ24が拡径される。
一方、固定ネジ部材23の内側でスリーブ24が傾斜するのを防ぐために、固定ネジ部材23とスリーブ24の間の傾斜防止隙間β(半径方向の隙間)は、0.05mmほどに小さく設けられている。
具体的な一例として、鉄鋼材よりなり、外径寸法が8mm、スリーブ連通孔27の内径寸法が3mm、軸方向の長さが20mm、第1受圧座面35のテーパ角度が60度のスリーブ24を用い、締結荷重として上限の28kNが第1受圧座面35に加えられた場合におけるスリーブ24の半径方向の変形量を図2に示す。
また、第1受圧座面35に加えられる締結荷重と、第1受圧座面35側の端部(口元部)の半径方向の変形量との関係を図3に示す。この図3から、締結荷重が16kN以上になると、第1受圧座面35側の端部(口元部)の半径方向の変形量が0.05mm以上になることが判る。
すると、スリーブ24の下側(コモンレール本体20側)に伝達されるべき軸方向の荷重が、第1受圧座面35の周囲と固定ネジ部材23の圧接により相殺され、スリーブ24の下側に必要な荷重が作用しなくなるという問題が生じる。
実施例1のスリーブ24は、鉄鋼材よりなり、第1受圧座面35のテーパ角度が60度であり、スリーブ24の外径寸法が8mm、スリーブ連通孔27の内径寸法が3mm、軸方向の長さが20mmのものである。また、第1受圧座面35に加えられる締結荷重は、14kN〜28kNの範囲内である。
即ち、図3に示されるように、第1受圧座面35側の端部(口元部)の半径方向の変形量は、0.045〜0.09mmである。
口元変形許容隙間αは、第1受圧座面35側の端部(口元部)の半径方向の変形量(0.045〜0.09mm)を許容するものであるため、組付前の状態において半径方向に0.09mm以上であり、余裕を確保して半径方向へ0.1mm以上に設けられるものである。
なお、スリーブ24の配管6、7が接続される側の外径を切削して削除部Aを形成したものであっても良いし、型抜きなどによって予め削除部Aが形成されたスリーブ24を設けたものであっても良い。
上記で示したように、スリーブ24の配管6、7が接続される側の外周に全周に亘る削除部Aを設け、第1受圧座面35の周囲におけるスリーブ24と固定ネジ部材23の間に、0.1mm以上の口元変形許容隙間αを設けることにより、第1受圧座面35に加えられる締付荷重14kN〜28kNによって、第1受圧座面35の外周のスリーブ24が半径方向に0.045〜0.09mmほど拡径しても、そのスリーブ24の拡径量が0.1mm以上設けられた口元変形許容隙間α内に許容されるため、スリーブ24の外周面が固定ネジ部材23の内周面に圧接しない。
これによって、配管6、7を介してスリーブ24が受ける軸方向の締付荷重を第2先細テーパ部36へ確実に伝えることができ、第2シール部39を確実に形成できる。
即ち、第1受圧座面35の周囲におけるスリーブ24と固定ネジ部材23の間に、スリーブ24の拡径を許容する口元変形許容隙間αを設けたことにより、第1シール部38と第2シール部39を確実に形成でき、シール不良による燃料漏れを確実に防ぐことができる。
上記の実施例1では、スリーブ24の外周面に段差41を設けて、配管6、7が接続される側のスリーブ24の外径寸法を小さくすることで、口元変形許容隙間αを形成する例を示した。
これに対し、この実施例2は、図5に示すように、配管6、7が接続される側のスリーブ24の外周面に、配管6、7が接続される側に向けて細くなるテーパ面42(削除部Aに相当する)を全周に亘って設けることにより、配管6、7が接続される側のスリーブ24の外径を小さくしたものである。
このように設けても、第1受圧座面35の周囲におけるスリーブ24と固定ネジ部材23の間に口元変形許容隙間αを形成でき、実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお、この実施例2は、実施例1と同様、スリーブ24の配管6、7が接続される側の外径を切削してテーパ面42(削除部A)を形成したものであっても良いし、型抜きなどによって予めテーパ面42が形成されたスリーブ24を設けたものであっても良い。
上記の実施例1、2では、配管6、7が接続される側のスリーブ24の外径を全周に亘って小さくした削除部Aを設けることで口元変形許容隙間αを形成する例を示した。
これに対し、この実施例3と、後述する実施例4では、配管6、7が接続される側の固定ネジ部材23の内径を全周に亘って大きくした削除部Aを設けることで口元変形許容隙間αを形成するものである。
このように設けても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお、この実施例3は、固定ネジ部材23の配管6、7が接続される側の内径を切削して削除部Aを形成したものであっても良いし、型抜き等によって予め削除部Aが形成された固定ネジ部材23を設けたものであっても良い。
上記の実施例3では、固定ネジ部材23の内周面に段差43を設けて、配管6、7が接続される側の固定ネジ部材23の内径を全周に亘って広げた削除部Aを設けた例を示した。
これに対し、この実施例4は、図7に示すように、配管6、7が接続される側の固定ネジ部材23の内周面に、配管6、7が接続される側に向けて広がるテーパ面44(削除部Aに相当する)を全周に亘って設けることにより、配管6、7が接続される側の固定ネジ部材23の内径を大きくしたものである。
このように設けても、第1受圧座面35の周囲におけるスリーブ24と固定ネジ部材23の間に口元変形許容隙間αを形成でき、実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお、この実施例4は、固定ネジ部材23の配管6、7が接続される側の内径を切削してテーパ面44(削除部A)を形成したものであっても良いし、型抜き等によって予めテーパ面44が形成された固定ネジ部材23を設けたものであっても良い。
しかし、スリーブ24の各部の寸法が異なる場合や、締結荷重が異なる場合は、口元変形許容隙間αをどの値以上に設定して良いかわからない。
図8に示すように、スリーブ24の内径半径をR1(mm)、スリーブ24の外径半径をR2(mm)、第1受圧座面35の口元部半径をR3(mm)、第1受圧座面35において配管6、7が押圧される押圧半径をR4(mm)、第1受圧座面35に押し付けられる配管6、7の締付荷重をF(N)として、第1受圧座面35の周囲におけるスリーブ24の半径方向の拡径変形径ΔR(μm)を次式より求める。
一例として、具体的な計算例を示すと、R1=1.5、R2=4、R3=3.5、R4=4、F=30000Nの時は、ΔR=100.9(μm)であり、口元変形許容隙間αをΔR=100.9(μm)より大きく設定するものである(α>100.9μm)。
この結果、スリーブ24が受ける軸方向の締付荷重を第2先細テーパ部36へ確実に伝えることができ、第1シール部38と第2シール部39を確実に形成でき、シール不良を確実に防ぐことができる。
上記の実施例では、スリーブ24にオリフィス31を設ける例を示したが、オリフィス31を無くしても良い。
上記の実施例では、コモンレール本体20と配管6、7との接続を行う配管継手装置21に本発明を適用する例を示したが、他の本体(例えば、冷凍サイクルを構成する構成部品)と配管(例えば、冷媒配管)との接続箇所に本発明を適用しても良い。もちろん、配管を流れる流体は、液体燃料に限定されるものではなく、他の液体や気体であっても良い。
6 高圧ポンプ配管(配管)
7 インジェクタ配管(配管)
20 コモンレール本体(本体)
21 配管継手装置
23 固定ネジ部材
24 スリーブ
25 配管締結ネジ部材
26 管内通路
27 スリーブ通路孔
28 本体通路孔
29 雄ネジ
32 第1先細テーパ部
34 雌ネジ
35 第1受圧座面
36 第2先細テーパ部
37 第2受圧座面
38 第1シール部
39 第2シール部
A 削除部
α 口元変形許容隙間
β 傾斜防止隙間
Claims (6)
- 内外を連通させる本体通路孔を有する本体と、
前記本体通路孔の周りを囲む状態で前記本体に接合され、外周面に雄ネジが形成された略筒状を呈する固定ネジ部材と、
この固定ネジ部材の内側で傾斜が阻止されるように前記固定ネジ部材の内周面との間に傾斜防止隙間を介して挿入されるスリーブとを具備し、
配管に係止した状態で回転可能な配管締結ネジ部材の内周面に形成された雌ネジを前記雄ネジに螺合することで、
前記配管の管内通路が、前記スリーブの中心に形成されたスリーブ通路孔を介して前記本体通路孔と連通するとともに、
前記配管の先端に形成された第1先細テーパ部が、前記スリーブの一端に形成された第1受圧座面に押し付けられて第1シール部を形成し、
前記スリーブの他端に形成された第2先細テーパ部が、前記本体通路孔の開口部に形成された第2受圧座面に押し付けられて第2シール部を形成する配管継手装置において、
前記第1受圧座面の周囲における前記スリーブと前記固定ネジ部材の間には、
前記傾斜防止隙間より大きく、
前記配管から前記第1受圧座面に加えられる締付荷重による前記スリーブの拡径変形を許容する口元変形許容隙間が設けられることを特徴とする配管継手装置。 - 請求項1に記載の配管継手装置において、
前記スリーブは、前記配管が接続される側の外径を小さく設けることにより、前記第1受圧座面の周囲の前記スリーブと前記固定ネジ部材の間に前記スリーブの拡径変形を許容する前記口元変形許容隙間を設けることを特徴とする配管継手装置。 - 請求項1または請求項2に記載の配管継手装置において、
前記固定ネジ部材は、前記配管が接続される側の内径を大きく設けることにより、前記第1受圧座面の周囲の前記スリーブと前記固定ネジ部材の間に前記スリーブの拡径変形を許容する前記口元変形許容隙間を設けることを特徴とする配管継手装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の配管継手装置において、
前記本体は、蓄圧式燃料噴射装置において高圧燃料を蓄えるコモンレール本体であることを特徴とする配管継手装置。 - 請求項4に記載の配管継手装置において、
前記口元変形許容隙間は、
半径方向に0.1mm以上設けられることを特徴とする配管継手装置。 - 内外を連通させる本体通路孔を有する本体と、
前記本体通路孔の周りを囲む状態で前記本体に接合され、外周面に雄ネジが形成された略筒状を呈する固定ネジ部材と、
この固定ネジ部材の内側に挿入されるスリーブとを具備し、
配管に係止した状態で回転可能な配管締結ネジ部材の内周面に形成された雌ネジを前記雄ネジに螺合することで、
前記配管の管内通路が、前記スリーブの中心に形成されたスリーブ通路孔を介して前記本体通路孔と連通するとともに、
前記配管の先端に形成された第1先細テーパ部が、前記スリーブの一端に形成された第1受圧座面に押し付けられて第1シール部を形成し、
前記スリーブの他端に形成された第2先細テーパ部が、前記本体通路孔の開口部に形成された第2受圧座面に押し付けられて第2シール部を形成する配管継手装置において、
前記スリーブの前記配管の接続側の外周、または前記固定ネジ部材の前記配管の接続側の内周には、全周に亘る削除部が設けられたことを特徴とする配管継手装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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