JP4226732B2

JP4226732B2 - コモンレール

Info

Publication number: JP4226732B2
Application number: JP19698799A
Authority: JP
Inventors: 富保平野; 清史柵木; 哲也丹羽
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP2001020828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４及び図５は従来のコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール５１を示し、中心部にレール長方向に延びるレール穴５２が形成されている。レール穴５２の内径はその全長にわたって一定であり、後述するように必要内容積とサイズ上の制約とから内径が決められている。レール穴５２を取り囲む筒壁部５３の複数箇所には、内側から外側へ順に、レール穴５２に交差開口してレール長直角方向に延びる複数（図示例では四つ）の分岐穴５４と、分岐穴５４より内径の大きい連通穴５５と、テーパー状のシール面５６とが、各々連通するように形成されている。複数の分岐穴５４はレール穴５２の全長において均等に開口するように大きい相互間隔をおいて分散配置されている。複数のシール面５６には、各々インジェクタへ延びるインジェクションパイプ（図示略）の端部のシール面が密着するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記レール穴５２は、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保する必要があるが、長くなりすぎるとコモンレール５１が長さ方向に大型化してエンジンにおける取付スペースに収まらなくなるため、長さに制約を受ける。そこで従来は、まず、コモンレール５１を取付スペースに収める観点から、レール穴５２の長さが決められ、次に、その長さで必要内容積を除算して、レール穴５２の断面積・内径が決められていた。
【０００４】
このようにして決められるレール穴５２の内径はどうしても大きくなりやすいため（例えば９〜１３ｍｍ程度）、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部５３の内周面に負荷される応力が大きくなりやすい。その応力は、筒壁部５３の内周面のうちでもとりわけレール穴５２に開口する分岐穴５４の穴周囲部５７に集中するため、該穴周囲部５７が強度的に最弱部位（ボトルネック）となり、場合によっては応力過大部位となる。
【０００５】
特に最近は、エンジン性能の向上に伴い、コモンレールに対する超高圧化対応のニーズがあり、今後ますます内圧を高める必要があるため、上記の通り最弱部位である穴周囲部５７に集中する応力を低減させることが最重要課題である。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、コモンレールを長さ方向に大型化させることなく、レール穴の必要内容積を確保することができるとともに、分岐穴の穴周囲部に集中する応力を効果的に低減させることができ、超高圧化のニーズにも対応することができるコモンレールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、中心部にレール穴が形成され、該レール穴を取り囲む筒壁部にレール穴に開口する複数の分岐穴が形成されたコモンレールにおいて、前記レール穴を、内径が５〜７ｍｍであり、前記複数の分岐穴が開口する一つの連続した主通路部と、レール穴の必要内容積を確保できるよう内径が前記主通路部の内径より相対的に大きく調整され、前記複数の分岐穴が開口しない一つの連続した内容積調整部とから構成し、前記一つの主通路部と前記一つの内容積調整部とをコモンレールの長さ方向に単純に並べた配置とした。
【０００８】
この分岐穴の配置により、主通路部に複数の分岐穴が開口し、各分岐穴の穴周囲部には応力が集中する。しかし、主通路部の内径を小さくしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部の内周面に負荷される応力が小さくなるので、穴周囲部に集中する応力も低減される。主通路部の内径は、内容積調整部の内径より小さく分岐穴より大きい範囲で、できる限り小さいことが好ましいが、加工性、内容積確保の観点より５〜７ｍｍである。なお、分岐穴の内径は、特に限定されないが、０．７〜３．０ｍｍが好ましい。
【０００９】
レール穴の内容積は、主通路部の内容積と内容積調整部の内容積との和である。主通路部の内径を小さくした分だけレール穴の内容積が小さくなるので、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保するために、内容積調整部の内径を大きくして調整する。内容積調整部の内径を大きくすると、筒壁部の内周面に負荷される応力が大きくなるが、内容積調整部には分岐穴が開口せず、最弱部位である穴周囲部がないので、強度上の問題は生じない。内容積調整部の内径は、主通路部の内径より大きい限り特に限定されず、必要内容積を確保できるよう適宜決めることができる。
【００１０】
主通路部と内容積調整部との数及び配置の仕方は、一つの主通路部と一つの内容積調整部とを単純に並べた配置とする。
【００１１】
【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３を参照して説明する。図３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５（カラー、ユニオン等がアッシー化されている）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。
【００１２】
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レール穴１０が形成され、該レール穴１０は、内径が相対的に小さい（具体的には５．５ｍｍ）図１中左側の主通路部１１と、内径が相対的に大きい（具体的には１７ｍｍ）図１中右側の内容積調整部１２とから構成されている。本例のコモンレール１は、内径１１ｍｍのレール穴を有する従来品のコモンレールを置き換えるものとして開発されたものであり、レール穴１０の長さ及び内容積は該従来品のレール穴の長さ及び内容積と略同一であるが、主通路部１１の内径は該従来品のレール穴１０の内径に対して０．５倍に細径化されており、内容積調整部１２の内径は該従来品のレール穴１０の内径に対して約１．５５倍に太径化されている。なお、本例では、主通路部１１の左側に、該従来品のレール穴１０の内径と同程度の内径部分が形成されている。
【００１３】
レール穴１０のうち主通路部１１を取り囲む筒壁部１３ａの複数箇所には、内側から外側へ順に、主通路部１１に交差開口してレール長直角方向に延びる複数（図示例では四つ）の分岐穴１４と、分岐穴１４より内径の大きい連通穴１５と、テーパー状のシール面１６とが、各々連通するように形成されている。このように、複数の分岐穴１４は、主通路部１１に開口して内容積調整部１２には開口しない（内容積調整部１２に開口する分岐穴１４は無い）ように左側に偏在配置されている。本例における分岐穴１４の内径は０．９ｍｍである。複数のシール面１６には、各々インジェクションパイプ５の端部の凸球面状のシール面（図示略）が密着するようになっている。
【００１４】
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、レール穴１０の主に主通路部１１を通過して各分岐穴１４に分岐され、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。
【００１５】
上記のような分岐穴１４の配置により、主通路部１１に複数の分岐穴１４が開口し、図２（ｂ）に示すように、各分岐穴１４の穴周囲部１７（特に分岐穴１４の左右部）には応力が集中する。しかし、主通路部１１の内径を小さくしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部１３ａの内周面に負荷される応力が小さくなるので、穴周囲部１７に集中する応力も低減される。よって、超高圧化のニーズにも対応することができる。本例では、主通路部１１の内径が従来品の内径に対して０．５倍に細径化された結果、図２（ｃ）に示すように、筒壁部１３ａの内周面に負荷される応力が従来品より約２０％低減された。
【００１６】
レール穴１０の内容積は、主通路部１１の内容積と内容積調整部１２の内容積との和である。主通路部１１の内径を小さくした分だけレール穴１０の内容積が小さくなるので、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保するために、内容積調整部１２の内径を大きくして調整している。内容積調整部１２の内径を大きくすると、内容積調整部１２を取り囲む筒壁部１３ｂの内周面に負荷される応力が大きくなるが、内容積調整部１２には分岐穴が開口せず、最弱部位である穴周囲部がないので、強度上の問題は生じない。
【００１７】
また、レール穴１０の長さを増加させなくても、上記の通りレール穴１０の必要内容積を確保することができるため、コモンレール１は長さ方向に大型化せず、エンジンにおける取付スペースに容易に収めることができる。
【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）内容積調整部１２を、互いに内径の異なる複数段で構成すること。
（２）実施形態例における各部の寸法は例示であり、本発明の趣旨の範囲で各部の寸法を適宜変更することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のコモンレールによれば、コモンレールを長さ方向に大型化させることなく、レール穴の必要内容積を確保することができるとともに、主通路部の内径を５〜７ｍｍにしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部の内周面に負荷される応力が小さくなるので、分岐穴の穴周囲部に集中する応力を効果的に低減させることができ、超高圧化のニーズにも対応することができ、また、加工性、内容積を確保することもできる。
【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の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の部分拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ断面図、（ｃ）は筒壁部の内周面に負荷される応力とレール穴（主通路部）の内径との関係を示すグラフである。
【図３】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４】従来例に係るコモンレールの断面図である。
【図５】（ａ）は図４の部分拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ断面図である。
【符号の説明】
１コモンレール
１０レール穴
１１主通路部
１２内容積調整部
１３ａ筒壁部
１３ｂ筒壁部
１４分岐穴
１７穴周囲部

Claims

中心部にレール穴が形成され、該レール穴を取り囲む筒壁部にレール穴に開口する複数の分岐穴が形成されたコモンレールにおいて、前記レール穴を、内径が５〜７ｍｍであり、前記複数の分岐穴が開口する一つの連続した主通路部と、レール穴の必要内容積を確保できるよう内径が前記主通路部の内径より相対的に大きく調整され、前記複数の分岐穴が開口しない一つの連続した内容積調整部とから構成し、前記一つの主通路部と前記一つの内容積調整部とをコモンレールの長さ方向に単純に並べた配置としたことを特徴とするコモンレール。