JP4849468B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼル内燃機関のコモンレールによる蓄圧式燃料噴射システム等に使用される高圧用燃料噴射管（以下「噴射管」と略称する。）とその製造方法に関する。

従来、この種の噴射管としては、図１９に例示するように、比較的細径からなる厚肉鋼管２１の接続端部に、球面状のシート面２３と、該シート面２３から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２５と、前記シート面２３に連なって前記環状フランジ部２５まで先端に向って先細りとなる円弧面２４とから形成された接続頭部２２を有し、かつ曲げ加工部（屈曲部分）２６を有するものが知られている（特許文献１の図４参照）。この種の接続頭部２２は、外方からのパンチ部材による軸芯方向への押圧による挫屈加工によって成形されるのに関連して、該押圧による挫屈加工に伴う周壁の外側への拡がりによって、該頭部内周面にポケット（環状凹部）２７を生ぜしめて構成され、かかる状態で使用に供されてきたが、ポケット部の形成に伴う内径の大径化とそのポケット部の谷部に発生する亀裂により内周面の応力が上昇、並びに配設使用時の高圧流体に起因して該ポケット部付近に発生するキャビテーションエロージョンにより、該接続頭部にポケットを起点に径方向の亀裂が放射状に生じたり、ポケットの周囲に円周方向の亀裂が生じるという問題があった。

かかる対策として、本出願人は、例えば比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向って先細りとなる円錐面とから形成された接続頭部を有する噴射管において、前記円錐面の一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝を設けることによって、該接続頭部の成形に伴って生ずる該頭部内側のポケットを深さが浅くかつなだらかとする方法（特許文献１の図１参照）や、外側周面を相手座部への截頭円錐状、もしくは截頭円弧状のシート面とする接続頭部の成形に伴って生ずる該頭部内側のポケットを、該頭部内側に嵌着する金属製円筒部材で被覆する方法（特許文献２）等を先に提案した。

また、この種の噴射管における曲げ加工部（屈曲部分）については、当該噴射管の耐久性（内圧繰返し強度）に影響を与える管体の偏平現象が問題となる。従来のディーゼルエンジン用噴射管は、外径がφ６、φ６．３５の場合、内径φ２が主流でφ１．４〜φ２．２（肉厚ｔ／外径Ｄの比率＝０．３２以上）のものが使用されているため、ＣＮＣベンダー等の曲げ加工手段により曲げ加工を施しても曲げ加工部（屈曲部分）に発生する偏平現象は極めて少なく、また、従来のエンジンの管内圧は直接噴射式燃料噴射システムでも最高１２０ＭＰａ程度である為、前記偏平現象が当該噴射管の耐久性（内圧繰返し強度）に影響を与えることはなく、さらに従来のディーゼルエンジン用噴射管は、コモンレールシステム用噴射管と比べると長さが長いため、曲げＲは大きなＲ（標準曲げＲ：外径×３．０以上）を使用することができた。
特開２００３−３３６５６０号公報 特開２００５−１８０２１８号公報

ところで、最近のディーゼルエンジンのコモンレールによる蓄圧式燃料噴射システムに使用される噴射管は、排ガス規制等から使用時の圧力が２００ＭＰａ以上に高くなる傾向にあり、このような超高圧に耐えられる内圧疲労強度が要求されている。
従来、噴射管の接続頭部については、前記したごとく、配設使用時の高圧流体に起因して該ポケット部付近に発生するキャビテーションエロージョンによる前記亀裂の発生を防止する手段として、頭部内側のポケットを深さが浅くかつなだらかとする方法や、頭部内側のポケットを金属製円筒部材で被覆する方法等が提案されているが、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を確保するためには技術的には必ずしも十分とは言えなかった。

また、この燃料噴射システムに使用される噴射管は、以下に記載する理由により、前記した偏平部分の破損の危険性が増大している。
すなわち、最近の蓄圧式燃料噴射システムの高圧仕様に伴い、燃料噴射による脈動が大きくなり、その影響は多数回噴射を行う場合、プレ噴射による圧力変動がメイン噴射時の圧力すなわち噴射量に影響を与える時の弊害が大きいため、この脈動を減少させるためには管内径を大きくする必要が生じ、前記した肉厚／外径の比率が小さくなる傾向にあること、コモンレールシステムの場合は、ポンプとノズルの間にコモンレールが入るために噴射管自体の長さが短くなり、かつ狭い場所（空間）での配管が必要となったことにより、曲げ加工部（屈曲部分）の曲げＲが小さくなり、内径偏平率が１０％を超えるようになったこと、内圧による繰返し疲労に起因する破壊を防止するために噴射管の内表面精度をより高める必要があること（内面疵を小さくすること）等である。

本発明は、従来のこのような現状に鑑みてなされたもので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を確保し得る接続頭部と、曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止し得る、コモンレールシステムに使用される接続頭部と曲げ部を有する噴射管およびその製造方法を提案することを目的とするものである。

本発明に係る接続頭部と曲げ部を有する噴射管は、厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなる、曲げ部を有する噴射管において、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部と、偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。

また、本発明は接続頭部と曲げ部を有する噴射管として、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部と、内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。

上記した本発明の噴射管はまた、前記接続頭部内周面に円周方向の圧縮応力が残留していることを特徴とするものである。

さらにまた、本発明の噴射管は、前記環状フランジ部の首下部にワッシャーを組込んで構成したり、さらに、少なくとも前記シート面に軟質層を設けるとより効果的であり、かつその軟質層は脱炭層であることが好ましいが、前記軟質層は加熱による軟化層であってもよい。

上記した本発明の、内径偏平率が６％以下の曲げ部と、硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上、接続頭部と曲げ部を有する噴射管の製造方法は、最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得た後、該管材を規定の製品長さに切断し、次いで該所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からプレス成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部および前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を形成せしめると共に、前記接続頭部内周面に円周方向の圧縮応力を残留せしめた後、当該鋼管に内径偏平率６％以下の曲げ加工を施すことを特徴とするものである。

上記した本発明の噴射管の製造方法においては、最終伸管後の厚肉細径鋼管を規定の製品長さに切断した後で、該所定長さの厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得た後、該管材の端部に前記接続頭部の成形を行なってもよい。

また、本発明方法における前記接続頭部は、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合に、該接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することを特徴とし、また、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の厚肉細径鋼管の場合に、該接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することを特徴とするものである。
また、本発明法では、前記厚肉細径鋼管の熱処理工程における熱処理雰囲気を脱炭雰囲気とすることにより、前記脱炭層を設けることができる。またその場合、前記厚肉細径鋼管の接続頭部の少なくともシート面が形成される部位を露出させ、他の外周表面をマスキングして熱処理工程を実施することが好ましいが、マスキングをしないで熱処理工程を実施してもよい。

さらにまた、本発明法は、前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残して短寸筒状のワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態でプレス成形し、かつ前記接続頭部の形成に伴って、該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を圧嵌して嵌着せしめる方法と、所定長さの厚肉細径鋼管に前記ワッシャー部材を遊嵌せしめかつチャックから退避させた状態で前記プレス成形を施して接続頭部を成形し、しかる後に前記ワッシャー部材を該頭部首下部に移動させて該ワッシャー部材を圧嵌もしくは遊嵌させて嵌着せしめる方法のどちらでもよい。

なお、本発明法では、少なくとも前記シート面に軟質層を設ける手段として、以下に記載する方法を採用することができる。
前記接続頭部の形成後に行う方法として、該接続頭部のシート面と首下部付近に配設した電極間に通電しシート面を加熱する方法、前記接続頭部のシート面を除く先端側端面と首下部付近に配設した電極間に通電しシート面を加熱する方法、前記電極のシート面の接触面に高電気抵抗材料製チップを設けてシート面を加熱する方法、前記シート面の加熱後、加熱電流より小さな電流をさらに通電してシート面を徐冷する方法、前記シート面に近接して電気ヒーターを設け、該ヒーターに通電して発熱させて該ヒーター表面からの輻射熱により前記シート面を加熱し当該シート面表層を軟化させる方法、前記シート面に高温に加熱した昇温パンチ部材を接触・押圧して該昇温パンチ部材の熱をシート面に伝熱させて該シート面の表面層を軟化させる方法、前記シート面を火炎により直接加熱して該シート面の表面層を軟化させる方法、前記シート面を溶融した軟質金属またはガラスに浸漬し、その後シート面を仕上げ成形する方法、前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位と該鋼管の他の部位に電極を配置し、該電極間に通電しシート面形成部位を加熱して該シート面形成部位の表面層を軟化させる方法、前記電極のシート面形成部位との接触部に高電気抵抗材料製チップを設けてシート面形成部位を加熱する方法、前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位の外周表面を電熱ヒーターの輻射熱により加熱して該シート面の表面層を軟化させる方法、前記接続頭部の形成後、該接続頭部のシート面を高周波誘導加熱方式により加熱する方法等を用いることができる。
また、前記接続頭部の形成前に行う方法として、該所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位を高周波誘導加熱方式により加熱し軟化させる方法、前記シート面形成部位に高温に加熱した昇温チャック部材を接触させて該昇温チャック部材の熱をシート面形成部位に伝熱させて該シート面形成部位の表面層を軟化させる方法、前記シート面形成部位を火炎により直接加熱して該シート面形成部位の表面層を軟化させる方法、前記シート面形成部位を溶融した軟質金属またはガラスに浸漬して該シート面形成部位の表面層を軟化させる方法等を用いることができる。
さらに、前記シート面またはシート面形成部位の加熱による軟化時、加熱前に予熱および／または加熱後に徐冷する方法を用いてもよく、その場合前記予熱および／または徐冷は加熱炉中にて保持または通電による加熱を用いるのが好ましい態様である。その理由は、この方法によりシート面が急冷されて硬化することを防止できるからである。

本発明に係る噴射管は、接続頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することから該頭部の内側に塑性加工により発生するポケット（環状凹部）がほとんど存在しないため、該頭部成形時におけるポケット部の谷部の亀裂の発生、および該頭部内での流体圧によるキャビテーションエロージョンによる亀裂の発生の憂い、並びに前記頭部成形時における該ポケットの形成に伴う内径の大径化による内表面の引張応力の上昇現象をなくし、かつ該頭部内周面が疲労破壊の起点となる可能性を大幅に減少させることができる。また、少なくともシート面に軟質層を設けると、コモンレール等の相手部品継ぎ手部のシール面（シート面）を塑性変形させることが皆無となり、高シール性が得られる。さらに、本発明の接続頭部は、該頭部端末から環状フランジ部までの距離が比較的短縮されているため、球面状シート部の剛性が増しヘタリ等の永久変形を防止できると共に、相手部品継ぎ手部の受圧座面に対する座りも安定し、超高圧燃料流の繰返し加圧やディーゼル内燃機関等の振動に対しても燃料の飛散による洩れや接続部の離脱の発生も防止され、前記ポケットがほとんど存在しないことによる燃料の流れの円滑化作用と相俟ってより正確な燃料噴射が可能となる。

また、曲げ加工部の内径偏平率が６％以下と小さいので、当該曲げ部が内周面から疲労破壊することがなく、偏平部分の破損の危険性が大幅に少なくなる。
さらに、本発明に係る噴射管の製造方法によれば、前記したポケット（環状凹部）がほとんど存在しない接続頭部を得ることができるのみならず、当該接続頭部の内周面であって管軸方向の中央付近に圧縮残留応力を発生させることができるので、該頭部内周面からの疲労破壊を大幅に減少させることが可能となり、さらに曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止することが可能となるので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を有する噴射管を得ることができる。

さらに、本発明の接続頭部はシート面の表層に脱炭雰囲気中の熱処理により形成された脱炭による軟質層または加熱により形成された焼鈍による軟質層が存在するので、相手部品（コモンレール、インジェクター、高圧ポンプ等）継手部の受圧座面の塑性変形を防止することができ、高シール性が得られる。また、焼入れや焼戻しの熱処理時の雰囲気を脱炭雰囲気とすることにより接続頭部のシート面の表層に脱炭層としての軟質層を得ることができ、さらに接続頭部または直管の端部を通電や誘導加熱方式等により直接もしくは間接に加熱することによりシート面に加熱による軟質層を得ることができるので、前記と同様、相手部品継手部の受圧座面の塑性変形を防止することができ、高シール性が得られる。
なお、前記シート面に脱炭による軟質層または加熱焼鈍による軟質層を形成させてシール性を高める方法は、噴射管材端部にスリーブを螺合し、かつ該噴射管材先端部にシート面を形成した、挫屈成形を伴わない接続頭部（環状フランジを有しないフラットな接続頭部）を有する噴射管（Ｈｖ≧２８５、引張強度９００ＭＰａ以上）にも適用できることはいうまでもない。

本発明における厚肉細径鋼管の鋼種としては、特に限定するものではないが、合金鋼や高圧配管用炭素鋼鋼管等が好適である。また、この厚肉細径鋼管のサイズとしては、管径Ｄが６ｍｍないし１０ｍｍ、肉厚ｔが１．２５ｍｍないし３．５ｍｍ程度である。

本発明の噴射管において、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１を０．３８Ｄ〜０．６Ｄと限定したのは、０．３８Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．６Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。また、前記シート面の球体半径Ｒを０．４５Ｄ〜０．６５Ｄとしたのは、０．４５Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．６５Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。さらに、前記環状フランジ部外径Ｄ１を１．２Ｄ〜１．４Ｄとしたのは、１．２Ｄ未満では相手部品と締結する際、高い軸力を伝達するための広い押圧面積が確保できず、他方、１．４Ｄを超えるとポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。
さらにまた、本発明の噴射管において、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１を０．３８Ｄ〜０．７Ｄと限定したのは、０．３８Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．７Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。なお、前記シート面の球体半径Ｒおよび前記環状フランジ部外径Ｄ１の数値限定理由については、前記ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合と同様である。

また、本発明の噴射管において、曲げ部の内径偏平率を６％以下としたのは、６％を超えると偏平部の内周面が疲労破壊を生じる危惧がある。
さらに、該噴射管の硬さＨｖを２８５以上、引張強度を９００ＭＰａ以上としたのは、硬さＨｖが２８５未満あるいは引張強度が９００ＭＰａ未満では耐内圧疲労性が確保できず、疲労破壊を生じることが危惧されるためである。

本発明の噴射管の製造方法における焼入れ方法としては、例えば、最終伸管後の素管を連続炉またはバッチ炉にて９５０℃の温度に１０分間保持後、油または水による焼入れを行う方法、または最終伸管後の素管を高周波加熱機にて１０５０℃〜１１００℃の温度に５秒保持後、油または水による焼入れを行う方法を用いることができる。また、焼戻しは、６００℃の温度に２０分保持後、徐冷する方法により行うことができる。

なお、本発明の噴射管の製造方法において、焼き入れ・焼戻し処理により伸びが５％以上の管材を得ることとしたのは、その後に施される該管材の曲げ加工に少なくとも５％以上の伸びを必要とするためである。

本発明に係る噴射管の接続頭部の成形方法は、規定の製品長さに切断された厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からプレス成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部を形成せしめる方法を用いることができる。その際、頭部内周面にポケットがほとんど存在しない接続頭部を形成するために、所望の加工代を設け、かつ接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄまたは０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄ、シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄに対応する形状のパンチ部材を用いるのが好ましい。
なお、本発明方法は、前記成形加工の際、予め先端側に接続頭部の加工代を残してワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態でプレス成形すると、該頭部の形成に伴って、当該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を圧嵌せしめることができる。また、所定長さの厚肉細径鋼管に前記ワッシャー部材を遊嵌せしめた状態で前記プレス成形を施して接続頭部を成形し、しかる後に該頭部首下部に前記短寸筒状のワッシャー部材を移動させて圧嵌もしくは遊嵌させて嵌着せしめてもよい。

また、少なくとも前記シート面に軟質層を設ける方法としては、例えば誘導加熱方式により局部的に軟化焼鈍する方法、通電加熱方式、電熱ヒーターの輻射熱による間接加熱方式、高温パンチ部材による直接加熱方式、火炎による直火加熱方式、高温の溶融金属またはガラスへの浸漬方式等によりシート面、または頭部成形前の直管の状態での少なくともシート面形成部位を加熱する方法を用いることができる。
誘導加熱方式としては、頭部成形前に行う場合は直管状の厚肉細径鋼管端部の少なくともシート面形成部位を高周波で誘導加熱する方式を採用し、頭部成形後に行う場合は接続頭部のシート面部を高周波で誘導加熱する方式を採用することができる。通電加熱方式としては、例えば接続頭部のシート面と該頭部首下部付近に配設した電極間に通電してシート面の表層を加熱し、好ましくはその後徐冷して軟化焼鈍する方法を採用することができる。その際、シート面側電極のシート面との接触部に高電気抵抗材料製チップを取付けてシート面の表面に通電すると、高電気抵抗材料製チップが集中的に発熱するのでシート面の表面を選択的に軟化することができ、より効果的に軟化焼鈍することができる。頭部成形前の直管の状態での少なくともシート面形成部位を加熱する場合も同様である。ここで、高電気抵抗材料としては、例えばタングステン、モリブデン、ニッケル−クロム合金、シリコン−カーバイド等を用いることができる。電熱ヒーターの輻射熱による間接加熱方式、好ましくはシート面の形状にほぼ沿うように形成した電熱ヒーターの輻射熱により、好ましくは噴射管を回転させながらシート面を加熱して軟化焼鈍する方法を採用することができる。高温パンチ部材または高温チャック部材による直接加熱方式は、例えばプレス成形装置と同様の装置に昇温パンチ部材または高温チャック部材を退避位置で高温に加熱しておき、その高温に加熱された昇温パンチ部材または高温チャック部材を前進動させてシート面またはシート面形成部位に相当する鋼管端部に当接させて該シート面またはシート面形成部位を加熱軟化させる方式を採用することができる。火炎による直火加熱方式は、例えば可燃性ガス等によるバーナーフレームで好ましくは噴射管を回転させながら直接シート面またはシート面形成部位を加熱して軟化焼鈍する方法を採用することができる。浸漬方式は、高温液体にシート面形成部位に相当する部分を浸漬して当該部分を加熱軟化する方式であり、溶融状態の金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｂ、およびこれらの基合金等）、ガラス等の高温液体中に接続頭部のシート面形成部位に相当する部分を浸漬して軟化焼鈍する方法を採用することができる。この方式の場合、シート面部に付着した溶融金属は切削あるいはエッチング等により除去することができるが、僅かに残留させてこれをプレスで押圧してシート面表層として使用することも可能である。また、シート面に付着したガラスは、焼入れ温度以下まで冷却されたことを確認後、水冷により破砕して除去することができる。
なお、上記した各種加熱軟化方式によるシート面およびシート面形成部位の軟化焼鈍は７００〜８００℃程度で行なわれることが好ましい。

また、本発明に係る曲げ部を有する噴射管の曲げ加工方法は、特に限定するものではないが、曲げロール、クランプ治具および反力受具等の曲げ加工治具で噴射管を略真円状に保持した状態で曲げ加工を施す方法、前記曲げ加工治具により噴射管を保持した状態で、当該噴射管の曲げ部に相当する部分を曲げ平面に対し偏平部の短軸が垂直な方向になるように偏平させ、その偏平させた状態で曲げ加工を施す方法、噴射管に曲げ加工を施した後その曲げ加工部の偏平部を当該偏平が小さくなるように矯正する方法、前記噴射管の曲げ部に相当する部分を曲げ加工によって生ずる偏平方向とは逆方向に予め押圧偏平化した後、曲げ加工を施す方法、曲げ加工を施した後、該曲げ加工によって生じた偏平部に対し、偏平が小さくなるように当該偏平部の長軸方向から潰し加工を施す方法等を採用することができる。なお、噴射管を曲げ加工する際には、予め管体内に媒体を充填して曲げ加工を施し、曲げ加工後前記媒体を除去する。
前記した曲げ加工方法を実施するための装置としては、例えば上下二分割構造の曲げロール、この曲げロールの周面に噴射管を押圧しながら、この噴射管を介してロール周面上を所定角度回動して当該噴射管を順次曲げ加工する上下二分割構造のクランプ治具および反力受具を有する曲げ手段を備えた装置を用いることができる。
［実施例］

図１は本発明に係る噴射管の一実施例を示す平面図、図２は同上噴射管の接続頭部を示す縦断側面図、図３は被加工管である噴射管の曲げ部を平型で押圧して偏平化する方法の一例を示す概略説明図で、（ａ）は押圧前の状態を示す側面図、（ｂ）は同上縦断正面図、図４〜図１０は噴射管の接続頭部のシート面を加熱軟化する方法を例示したもので、図４〜図６は通電加熱方式、図７は電熱ヒーターの輻射熱による間接加熱方式、図８は高温に加熱された昇温パンチ部材による直接加熱方式、図９は火炎による直火加熱方式、図１０は高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式をそれぞれ示す概略図、図１１〜図１７は接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を加熱軟化する方法を例示したもので、図１１および図１２は通電加熱方式、図１３は電熱ヒーター表面からの輻射熱による間接加熱方式、図１４は高温に加熱された昇温チャック部材による直接加熱方式、図１５は火炎による直火加熱方式、図１６は高周波誘導加熱方式、図１７は高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式をそれぞれ示す概略図であり、図１８は？１は噴射管、２は接続頭部、３曲げ部、４はワッシャー、５は締付ナット、６は平型、７はカップ状電極、７’は小径電極、８はチャック状電極、９は高電気抵抗材料製チップ、１０は皿状電熱ヒーター、１１は昇温パンチ部材、１２は狭幅電極、１３は広幅電極、１４は環状電熱ヒーター、１５は昇温チャック部材、１６はバーナー、１７は渦巻状電極、１８は溶融金属または溶融ガラス等の高温液体である。

図１、図２に示す噴射管１は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部に、外側周面を相手座部への球面状のシート面２−１と、該シート面２−１から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２−３と、前記シート面２−１に連なって前記環状フランジ部２−３まで先端に向って先細りとなる円錐面２−２とから構成され、かつ頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部２を有している。ここで、噴射管１がｔ／Ｄ＜０．３の厚肉細径鋼管の場合の接続頭部２は、該接続頭部端末から環状フランジ部２−３の背面までの距離Ｌ１は０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、シート面２−１の球体半径Ｒは０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、環状フランジ部２−３の外径Ｄ１は１．２Ｄ〜１．４Ｄである。また、噴射管１がｔ／Ｄ≧０．３の厚肉細径鋼管の場合の接続頭部２は、該接続頭部端末から環状フランジ部２−３の背面までの距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄである以外は、前記ｔ／Ｄ＜０．３の厚肉細径鋼管の場合と同じである。なお、軟質層は材質に応じて設ける。

この噴射管１を製造する方法としては、前記したごとく最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理した後、規定の製品長さに切断して端末加工を施す場合と、最終伸管後の厚肉細径鋼管を先に規定の製品長さに切断し、該所定長さの厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理した後、端末加工を施す場合の二つの方法を用いることができる。ここでは、前者の製造方法について説明する。
まず最終伸管後の素管を熱処理工程で焼き入れ・焼戻し処理を施す。焼き入れは、前記したごとく、例えば最終伸管後の素管を連続炉またはバッチ炉にて９５０℃の温度に１０分保持後、油または水による焼入れを行う方法、または最終伸管後の素管を高周波加熱機にて１０５０℃〜１１００℃の温度に５秒保持後、油または水による焼入れを行う方法により行なう。また、焼戻しは、６００℃の温度に２０分保持後、徐冷する方法により行なう。

前記焼入れ・焼戻し処理後は、当該素管を規定の製品長さに切断し、端末加工および部品の装着を施す。端末加工は前記したごとく、所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の頭部加工代を残して短寸筒状のワッシャー４を組込み、しかる後当該鋼管１−１をチャックに保持した状態で当該鋼管１−１の先端部をパンチ部材により軸芯方向へ押圧する。この押圧により厚肉鋼管１−１の頭部加工代の部分が塑性流動し、厚肉鋼管１−１の先端部に、外側周面を相手座部への球面状のシート面２−１と、該シート面２−１から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２−３と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部２−３まで先端に向って先細りとなる円錐面２−２とから構成され、かつ頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部２が得られる。この方法の場合は、成形加工の際、予め先端側に接続頭部の加工代を残してワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態でプレス成形するので、前記ワッシャー部材は頭部首下部に圧嵌されるが、所定長さの厚肉細径鋼管にワッシャー部材をチャックから離して当該鋼管に遊嵌せしめた状態で前記プレス成形を施して接続頭部を成形し、しかる後に該頭部首下部に前記短寸筒状のワッシャー部材を移動させて圧嵌もしくは遊嵌させて嵌着せしめてもよい。

この端末加工と部品の装着が完了すると、曲げ加工治具で曲げ加工を施した後、当該鋼管に内径偏平率Ｐｒが６％以下の曲げ部を形成する。この内径偏平率Ｐｒは、本願出願人が先に提案した特願２００４−３６２０６８に記載の下記式１で定義される値である。

［式１］
Ｐｒ＝［（Ｍａｘｈ−Ｍｉｎｈ）／ ｈ ］×１００（％）
Ｍａｘｈ：曲げ加工後の管の最大内径（ｍｍ）
Ｍｉｎｈ：曲げ加工後の管の最小内径（ｍｍ）
ｈ ：曲げ加工前の管の平均内径（ｍｍ）

本発明において、噴射管１の曲げ部３の内径偏平率Ｐｒを６％以下としたのは、以下に記載する理由による。
すなわち、燃料噴射管の高圧繰返し試験を行うと、曲げ部の曲げ平面に垂直な管内（中立軸付近）壁を起点に疲労破壊が発生する。この要因としては、管の曲げ加工により曲げ部は加工硬化されるが、特に中立軸付近では他の部位に比べ変形が少なく硬化が少ないため、疲労限界の向上が乏しく、また、断面が曲げ加工により潰れるため、中立軸付近が応力集中し易い形になることが考えられる。このため、曲げ加工品のＦＥＭ解析を行うと、曲げ部３の内径偏平率Ｐｒが６％を超える７％の潰れ部分では最大４０％アップの応力増加となっていることが判明した。かかる知見より、本発明では曲げ部３の内径偏平率Ｐｒを６％以下と規定した。

また、曲げ加工治具で曲げ加工を施した後、図３に示す装置により被加工管１−１を平型で押圧する場合は、加圧面が平坦面の下型６−１の上面に被加工管１−１を載置し（図ａ）、同じく加圧面が平坦面の上型６−２により被加工管１−１を押圧し偏平させる（図ｂ）。また、この装置による場合は、下型６−１、上型６−２を離間した状態で当該両型を管軸方向に移動させて再度押圧して被加工管１−１を偏平させる方法（型側を移動させる方式）を、あるいは下型６−１、上型６−２を離間した状態で被加工管１−１側を移動させて下型６−１および上型６−２を再度押圧して偏平させる方法（管側を移動させる方式）を採用することもできる。

次に、噴射管１の接続頭部２のシート面２−１に軟質層を設けるための方法を図４〜図１７に基づいて説明する。なお、図４〜図１０は頭部成形後にシート面を加熱軟化する方法を、図１１〜図１７は頭部成形前の直管の状態でシート面形成部位を加熱軟化する方法を、それぞれ例示したものである。
まず図４に示す方法は、通電加熱方式により噴射管１の接続頭部２のシート面２−１を加熱軟化する方法を例示したもので、接続頭部２のシート面２−１側にカップ状電極７を、接続頭部２の首下部付近にチャック状電極８をそれぞれ配設する。この方法の場合は、より効果的にシート面を加熱するために、パイプ側のチャック状電極８の接触面積をシート面２−１側のカップ状電極７の接触面積より大きく、好ましくは２倍以上大きくしてシート面２−１以外の表面の軟化を防止する。そして、両電極７、８間に通電してシート面２−１の表層を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱した後、通電電流を小さくしながら継続して通電することにより徐冷して急冷されることによる硬化を防止する。このようにしてシート面２−１の表層を軟化させる。

図５に示す方法は、前記図４に示す通電加熱方式において、シート面２−１側カップ状電極７のシート面との接触部に、例えばタングステン、モリブデン、ニッケル−クロム合金、シリコン−カーバイド等からなる高電気抵抗材料製チップ９を埋設し、前記と同様に両電極７、８間に通電してシート面２−１の表層を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱してシート面２−１の表層を軟化させる方法である。この高電気抵抗材料製チップ９を用いた方法の場合は、両電極７、８間に通電すると高電気抵抗材料製チップ９が集中的に発熱するのでシート面の表面を選択的に軟化することができ、より効果的に軟化させることができる。

図６に示す方法は、図４、図５に示す方法におけるカップ状電極７に替えて、接続頭部２のシート面２−１を除く頭部先端面に小径電極７’を当接させて通電してシート面２−１の表層を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱してシート面２−１の表層を軟化させる方法である。この方法の場合は、比較的少ないエネルギーで効率よくシート面２−１の表層を軟化することができる上、シート面２−１に電極が接触しないため当該シート面に疵、スパーク疵等をつけるおそれが皆無である。

図７に示す方法は、噴射管１の接続頭部２のシート面２−１を電熱ヒーター１０の輻射熱により加熱軟化する方法を例示したもので、この方法はシート面２−１の形状に沿うように形成した皿状の電熱ヒーター１０をシート面２−１を覆うように配設し、この皿状電熱ヒーター１０を固定した状態で好ましくは噴射管１側を回転させて皿状電熱ヒーター１０の輻射熱によりシート面２−１を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。

図８に示す方法は、昇温パンチ部材１１による直接加熱方式により噴射管１の接続頭部２のシート面２−１を加熱軟化する方法を例示したもので、この方法は、例えばプレス成形装置と同様の装置の、耐熱耐食性を有する例えばタングステンカーバイド等よりなる昇温パンチ部材１１を退避位置で高温に加熱しておき、その高温に加熱されたパンチ部材１１を前進動させてシート面２−１に当接させて該シート面２−１を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。この方法における昇温パンチ部材１１の加熱手段としては、例えば通電方式による直接加熱方式、あるいは加熱炉のような加熱容器により加熱する間接加熱方式等を用いることができる。

図９に示す方法は、バーナー１６の火炎により直接加熱する直火加熱方式により噴射管１の接続頭部２のシート面２−１を加熱軟化する方法を例示したもので、この方法は噴射管１の接続頭部２の外周に配置したバーナー１６を固定した状態で好ましくは噴射管１側を回転させてバーナー１６の火炎によりシート面２−１を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。なお、噴射管１の接続頭部２の外周に複数のバーナー１６を等間隔に配置した場合には、噴射管１を固定した状態で加熱することができる。

図１０に示す方法は、高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式により加熱軟化する方法を例示したもので、７００〜８００℃程度の軟化温度に保持された高温の溶融金属または溶融ガラス１８中に噴射管１の接続頭部２のシート面２−１を浸漬して当該部位を加熱して軟化させる方法である。溶融金属としてはＳｎ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｂ、およびこれらの基合金等である。

図１１に示す方法は、通電加熱方式により噴射管１の接続頭部２のシート面２−１に相当する部位を加熱軟化する方法を例示したものであり、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２にほぼ相当する幅を有する狭幅電極１２を、前記シート面形成部位１−２以外の他の部分に広幅電極１３をそれぞれ配設する。そして、両電極１２、１３間に通電してシート面形成部位１−２の表層を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱軟化させる。その際、通電電流を小さくしながら継続して通電することにより徐冷して急冷されることによる硬化を防止する。

図１２に示す方法は、前記図１１に示す通電加熱方式において、狭幅電極１２の厚肉細径鋼管１−１との接触部に、前記と同じ例えばタングステン、モリブデン、ニッケル−クロム合金、シリコン−カーバイド等からなる高電気抵抗材料製チップ９を埋設し、前記と同様に両電極１２、１３間に通電してシート面形成部位１−２の表層を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱軟化させる方法である。この場合も両電極１２、１３間に通電すると高電気抵抗材料製チップ９が集中的に発熱するのでシート面形成部位１−２の表面を選択的に軟化することができ、シート面形成部位１−２をより効果的に軟化させることができる。

図１３に示す方法は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２を環状電熱ヒーター１４の輻射熱により加熱軟化する方法を例示したもので、この方法はシート面形成部位１−２にほぼ相当する幅を有する環状電熱ヒーター１４を厚肉細径鋼管１−１の接続端部に該シート面形成部位１−２を覆うように配置し、この環状電熱ヒーター１４を固定した状態で好ましくは厚肉細径鋼管１−１側を回転させて環状電熱ヒーター１４の輻射熱によりシート面形成部位１−２を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。

図１４に示す方法は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２を昇温チャック部材１５による直接加熱方式により加熱軟化する方法を例示したもので、この方法は、例えばプレス成形装置と同様の装置の、耐熱耐食性を有する例えばタングステンカーバイド等よりなる昇温チャック部材１５を退避位置で高温に加熱しておき、その高温に加熱された昇温チャック部材１５を鋼管側へ移動させてシート面形成部位１−２に当接させて該シート面形成部位１−２を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。この方法における昇温チャック部材１５の加熱手段も前記と同様、例えば通電方式による直接加熱方式、あるいは加熱炉のような加熱容器により加熱する間接加熱方式等を用いることができる。

図１５に示す方法は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２をバーナー１６の火炎により直接加熱する直火加熱方式により加熱軟化する方法を例示したもので、この方法は厚肉細径鋼管１−１の接続端部の外周に配置したバーナー１６を固定した状態で好ましくは厚肉細径鋼管１−１側を回転させてバーナー１６の火炎によりシート面形成部位１−２を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。なお、厚肉細径鋼管１−１の外周に複数のバーナー１６を等間隔に配置した場合には、厚肉細径鋼管１−１を固定した状態で加熱することができる。

図１６に示す方法は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２を高周波誘導加熱方式により加熱する方法を例示したもので、この方法は厚肉細径鋼管１−１の接続端部に間隔ｗを有して渦巻状電極１７を対向配置し、該渦巻状電極１７を固定した状態で好ましくは厚肉細径鋼管１−１側を回転させて加熱周波数４０ＫＨｚ程度でシート面形成部位１−２を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して軟化させる方法である。なお、この方法における間隔ｗは特に限定するものではないが、５ｍｍ程度でよい。

図１７に示す方法は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２を高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式により加熱軟化する方法を例示したもので、７００〜８００℃程度の軟化温度に保持された高温の溶融金属または溶融ガラス１８中に厚肉細径鋼管１−１の接続端部のシート面形成部位１−２を浸漬して当該部位を加熱して軟化させる方法である。溶融金属としては前記したごとく、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｓｂ、およびこれらの基合金等である。

上記した図１〜図１７に示す各実施例は、すべて挫屈成形により形成した環状フランジ部付き接続頭部を有する噴射管に適用した場合を示したが、図１８に示す厚肉細径鋼管１−１の先端部にシート面２−１が形成された、挫屈成形に伴う環状フランジ部なしの接続頭部２を有し、該接続頭部２に連なる部分に締結用のスリーブ１９が螺合された噴射管にも適用できることはいうまでもない。すなわち、挫屈成形に伴う環状フランジ部を有しない接続頭部２の前記シート面２−１にも脱炭による軟質層または加熱焼鈍による軟質層を形成させて相手継手部品とのシール性を高めることができる。

なお、本発明では、必要に応じてオートフレッテージ処理やヒートソーク（低温焼鈍処理）を行うこともある。

本発明に係る高圧用燃料噴射管は、接続頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することから、接続頭部の内側に塑性加工により発生するポケット（環状凹部）がほとんど存在しないため、該頭部成形時におけるポケット部の谷部の亀裂の発生、および該頭部内での流体圧によるキャビテーションエロージョンによる亀裂の発生の憂い、並びに前記頭部成形時における該ポケットの形成に伴う内径の大径化による内表面の引張応力の上昇現象をなくし、かつ該頭部内周面が疲労破壊の起点となる可能性を大幅に減少させることができる。また、少なくともシート面に軟質層を有することにより、コモンレール等の相手部品継ぎ手部のシール面（シート面）を塑性変形させることが皆無となり、高シール性が得られる。さらに、本発明の接続頭部は、該頭部端末から環状フランジ部までの距離が比較的短縮されているため、球面状シート部の剛性が増しヘタリ等の永久変形を防止できると共に、相手部品継ぎ手部の受圧座面に対する座りも安定し、超高圧燃料流の繰返し加圧やディーゼル内燃機関等の振動に対しても燃料の飛散による洩れや接続部の離脱の発生も防止され、前記ポケットがほとんど存在しないことによる燃料の流れの円滑化作用と相俟ってより正確な燃料噴射が可能となる。
また、曲げ加工部の偏平率が６％以下と小さいので、当該曲げ部が内周面から疲労破壊することがなく、偏平部分の破損の危険性が大幅に少なくなる。
さらに、本発明に係る高圧用燃料噴射管の製造方法によれば、前記したポケット（環状凹部）がほとんど存在しない接続頭部を得ることができるのみならず、当該接続頭部の内周面であって管軸方向中央付近に圧縮残留応力を発生させることができるので、該頭部内周面からの疲労破壊を大幅に減少させることが可能となり、さらに曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止することが可能となるので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を有する高圧用燃料噴射管を得ることができる。
したがって、本発明は、ディーゼル内燃機関における燃料の供給路として配設多用される高圧用燃料噴射管に限らず、比較的細径からなる厚肉鋼管による接続頭部を有する各種の高圧金属配管にも適用可能である。
さらに、本発明の接続頭部はシート面の表層に脱炭雰囲気中の熱処理により形成された脱炭による軟質層または加熱により形成された焼鈍による軟質層が存在するので相手部品（コモンレール、インジェクター、高圧ポンプ）継手部の受圧座面の塑性変形を防止することができ、高いシール性が得られる。また、焼入れや焼戻しの熱処理時の雰囲気を脱炭雰囲気とすることにより接続頭部のシート面の表層に脱炭層としての軟質層を得ることができ、さらに接続頭部または直管の端部を通電などにより直接もしくは間接に加熱することによりシート面に加熱による軟質層を得ることができので、前記と同様、相手部品継手部の受圧座面の塑性変形を防止することができ、高いシール性が得られる。
なお、本発明の前記シート面に脱炭による軟質層または加熱焼鈍による軟質層を形成させてシール性を高める方法は、噴射管材端部にスリーブを螺合し、かつ該噴射管材先端部にシート面を形成した、挫屈成形を伴わない接続頭部（環状フランジを有しないフラットな接続頭部）を有する噴射管（Ｈｖ≧２８５、引張強度９００ＭＰａ以上）にも適用できることはいうまでもない。

本発明に係る高圧用燃料噴射管の一実施例を示す平面図である。 同上高圧用燃料噴射管の接続頭部を示す縦断側面図である。 被加工厚肉細径鋼管の曲げ部を平型で押圧して偏平化する方法の一例を示す概略説明図で、（ａ）は押圧前の状態を示す側面図、（ｂ）は同上縦断正面図である。 本発明に係る高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を通電加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を通電加熱方式により軟化させる方法の他の例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を通電加熱方式により軟化させる方法の別の例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を電熱ヒーターの輻射熱による間接加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を昇温パンチ部材による直接加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を火炎による直火加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面を高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式により加熱軟化する方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を通電加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を通電加熱方式により軟化させる方法の他の例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を電熱ヒーターの輻射熱による間接加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を昇温チャック部材による直接加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位をバーナー火炎による直火加熱方式により軟化させる方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を高周波誘導加熱方式により加熱軟化する方法の一例を示す概略図である。 同じく高圧用燃料噴射管の接続頭部成形前の厚肉細径鋼管のシート面形成部位を高温の溶融金属または溶融ガラスへの浸漬方式により加熱軟化する方法の一例を示す概略図である。 本発明の他の実施例を示す高圧用燃料噴射管の概略図である。 本発明の対象とする従来の高圧用燃料噴射管の一例を示す縦断側面図である。

符号の説明

１ 高圧用燃料噴射管
２ 接続頭部
３ 曲げ部
４ ワッシャー
５ 締付ナット
６−１ 下型
６−２ 上型
７ カップ状電極
７’ 小径電極
８ チャック状電極
９ 高電気抵抗材料製チップ
１０ 皿状電熱ヒーター
１１ 昇温パンチ部材
１２ 狭幅電極
１３ 広幅電極
１４ 環状電熱ヒーター
１５ 昇温チャック部材
１６ バーナー
１７ 渦巻状電極
１８ 溶融金属または溶融ガラス等の高温液体
１９ スリーブ

Claims (24)

1. 厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなる、曲げ部を有する高圧用燃料噴射管において、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部と、内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であることを特徴とする、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
2. 厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなる、曲げ部を有する高圧用燃料噴射管において、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の厚肉細径鋼管の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部と、内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であることを特徴とする、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
3. 前記接続頭部内周面に円周方向の圧縮応力が残留していることを特徴とする請求項１または２に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
4. 前記環状フランジ部の首下部にワッシャーを圧嵌もしくは遊嵌させて組込んでなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
5. 少なくとも前記シート面に軟質層を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
6. 前記軟質層が脱炭層であることを特徴とする請求項５に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
7. 前記軟質層が加熱による軟化層であることを特徴とする請求項５に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
8. 内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上の高圧用燃料噴射管の製造方法であって、最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得た後、該管材を規定の製品長さに切断し、次いで該所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からプレス成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部および前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を形成せしめると共に、前記接続頭部内周面に円周方向の圧縮応力を残留せしめた後、当該鋼管に内径偏平率が６％以下の曲げ加工を施すことを特徴とする高圧用燃料噴射管の製造方法。
9. 内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さＨｖが２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上の高圧用燃料噴射管の製造方法であって、最終伸管後の厚肉細径鋼管を規定の製品長さに切断した後、該所定長さの厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得た後、該管材の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からプレス成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部および前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を形成せしめると共に、前記接続頭部内周面に円周方向の圧縮応力を残留せしめた後、当該鋼管に内径偏平率が６％以下の曲げ加工を施すことを特徴とする高圧用燃料噴射管の製造方法。
10. 前記接続頭部が、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の厚肉細径鋼管の場合に、該頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することを特徴とする請求項８または９に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
11. 前記接続頭部が、ｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の厚肉細径鋼管の場合に、該頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有することを特徴とする請求項８または９に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
12. 前記厚肉細径鋼管の熱処理工程における熱処理雰囲気を脱炭雰囲気とすることを特徴とする請求項８または９に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
13. 前記厚肉細径鋼管の接続頭部の少なくともシート面が形成される部位を露出させ、他の外周表面をマスキングして熱処理工程を実施することを特徴とする請求項１２に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
14. 前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残して短寸筒状のワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態でプレス成形し、かつ前記接続頭部の形成に伴って、該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を圧嵌して嵌着せしめることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
15. 所定長さの厚肉細径鋼管に前記短寸筒状のワッシャー部材を遊嵌せしめた状態で、当該鋼管の先端側に接続頭部の加工代を残して端部付近をチャックに保持してプレス成形し、接続頭部成形後に該頭部首下部に前記短寸筒状のワッシャー部材を移動させて圧嵌もしくは遊嵌させて嵌着せしめることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
16. 前記接続頭部の形成後、該接続頭部のシート面と首下部付近に配設した電極間に通電しシート面を加熱することを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１４、１５のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
17. 前記電極のシート面との接触部に高電気抵抗材料製チップを設けたことを特徴とする請求項１６に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
18. 前記接続頭部の形成後、該接続頭部のシート面を除く頭部先端面と首下部付近に配設した電極間に通電しシート面を加熱することを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１４、１５のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
19. 前記シート面を高周波誘導加熱方式により加熱することを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１４、１５のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
20. 前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位と該鋼管の他の部位に電極を配置し、該電極間に通電しシート面形成部位を加熱して該シート面形成部位の表面層を軟化させることを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１４、１５のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
21. 前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位を高周波誘導加熱方式により加熱し軟化させることを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１４、１５のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
22. 前記電極のシート面形成部位との接触部に高電気抵抗材料製チップを設けたことを特徴とする請求項２１に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
23. 前記シート面またはシート面形成部位の加熱による軟化時、加熱前に予熱および／または加熱後に徐冷することを特徴とする請求項１６ないし２２のいずれか１項に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。
24. 前記予熱および／または徐冷を加熱炉中にて保持または通電による加熱により行うことを特徴とする請求項２３に記載の高圧用燃料噴射管の製造方法。

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