(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料レール本管内に軸方向に高圧燃料が流通する流通路が形成されるとともに前記流通路の周壁に軸方向の複数位置において貫孔が形成され、前記貫孔にそれぞれ前記流通路に通じる流路を有する分岐接続体が連設されるよう、前記燃料レール本管の周面方向に拡大開口した受圧座面が形成され、前記受圧座面に前記分岐接続体の端部に形成された押圧頭部を当接係合させて、前記分岐接続体側に組込んだナットを締着することにより、前記分岐接続体を前記燃料レール本管に固定する高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造において、前記押圧頭部が、先端の球面状の押圧座面と、前記球面状の押圧座面の端部から軸方向に間隔をおいて形成された前記ナットと当接する環状フランジ部と、前記球面状の押圧座面に接するように接続されて形成された、前記環状フランジ部から前記球面状の押圧座面の先端に向って先細りとなる円錐面と、から形成されたことを特徴とする高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造。
【請求項２】
前記円錐面と押圧座面のなす球面との環状境界線が前記受圧座面と当接係合することを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高圧燃料多岐管またはブロックレールのような高圧燃料レールにおける分岐枝管または分岐金具のような分岐接続体の接続構造に係り、特にディーゼル内燃機関への燃料供給路となる１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分岐接続体の接続構造は、本出願人により特開平３−２７３５９９号公報で提案されたが、これは図１１に例示するように、分岐接続体としての分岐枝管１３の内部に流通路１３″を有し、且つ先端部側に設けた押圧頭部１３′を球面１４′となすとともに、該球面に連ってその基部に直線部（円管壁）１４を有し、かつ押圧頭部１３′のなす曲率半径を分岐枝管１３の直径Ｄの０．４Ｄ乃至１０．０Ｄに設定して構成していた。そして高圧燃料本管側の開口傾斜状のそれぞれの受圧座面１２′に当接係合して組付けナットにより締着せしめて接続固定するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術による前記接続構造としては、分岐枝管１３の接続に際して組付けナットによる締着により簡易に接続することができ、また、接続時の分岐枝管１３側の押圧頭部１３′での偏芯を締着につれて自動修正し、受圧座面１２′と円形線接触状態を保持して均一な面圧をもって接続固定することができ、その点満足し得るものではある。しかしながら、超高圧流の繰返し供給並びに加振下での長期の使用に際して直線部１４が剛性に乏しいために、撓みや倒れ等が発生し分岐枝管１３内部の流通路１３″の先端側に潰れに伴う該流通路１３″の狭小化が生じて流過抵抗の増大により正確な燃料噴射制御を阻害し、また不安定な“座り”や組付けナット側の緩みに起因して、未だ長期に亘りその接続を確実となし得ず、洩れを誘発する問題を有する傾向にあった。
【０００４】
本発明は従来技術の有する前記問題に鑑みてなされたものであり、従来技術と同様に接続に際しての分岐接続体側の押圧頭部での偏芯を締着に伴って自動修正する機能を損うことなく、さらに押圧頭部での剛性を高めて機械的強度を充分となしヘタリ等の永久変形を防止するとともに、該頭部の相手受圧座面での“座り”を安定となし、長期に亘り接続固定を確実とすることができ、かつ分岐接続体の流通路の狭小化を防止できる高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、燃料レール本管内に軸方向に高圧燃料が流通する流通路が形成されるとともに前記流通路の周壁に軸方向の複数位置において貫孔が形成され、前記貫孔にそれぞれ前記流通路に通じる流路を有する分岐接続体が連設されるよう、前記燃料レール本管の周面方向に拡大開口した受圧座面が形成され、前記受圧座面に前記分岐接続体の端部に形成された押圧頭部を当接係合させて、前記分岐接続体側に組込んだナットを締着することにより、前記分岐接続体を前記燃料レール本管に固定する高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造において、前記押圧頭部が、先端の球面状の押圧座面と、前記球面状の押圧座面の端部から軸方向に間隔をおいて形成された前記ナットと当接する環状フランジ部と、前記球面状の押圧座面に接するように接続されて形成された、前記環状フランジ部から前記球面状の押圧座面の先端に向って先細りとなる円錐面と、から形成されたことを要旨とし、さらに、前記円錐面と押圧座面のなす球面との環状境界線が前記受圧座面と当接係合するよう構成されたものである。
【０００６】
【作用】
本発明では、分岐接続体の端部に形成されている押圧頭部の先端には球面状の押圧座面が形成されているので、分岐接続体が燃料レールに対して僅かに傾き、例えその傾きが修正されずに保持されたまま組付けられたとしても、押圧座面は回転面からなる受圧座面と円形の線接触状態が保持されて均一な面圧が得られ接触部の気密は確実に保たれる。
【０００７】
一方、分岐接続体が僅かに偏心したり、傾いた状態となったとしても、締付けナットの締付けトルクによりシール面での面圧が上昇する前に押圧座面の球面が受圧座面の回転面を滑動して分岐接続体の偏心や傾きが自動的に修正され、押圧頭部と受圧断面との間に均一な面圧が得られる。
押圧頭部には、球面状の押圧座面に連って、該押圧座面から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部まで先端に向って先細りとなった剛性の高い円錐面が形成されているので、機械的強度を増して押圧頭部の撓みや倒れ等を防止し安定な“座り”を確保できるとともに、分岐接続体の流通路の狭小化を防止して適正な流通路径を確保し、燃料の流過抵抗の増大を抑制して正確な燃料噴射制御を可能とすることができる。
組み付けは受圧座面に分岐接続体の押圧頭部を当接係合してナットによる螺合によって、分岐接続体を燃料レールに固定するだけで簡単に行われるが、螺子を継手金具の外周に設けて袋ナットにより螺合するように構成してもよい。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図１０を参照して説明する。
ここで、図１は一実施例の正面図、図２は図１の一部断面正面図、図３および図４はそれぞれ異なる実施例の要部の説明図、図５は本発明の構成を示す説明図、図６（ａ）乃至（ｃ）は押圧頭部と受圧座面との圧接状態を示す部分拡大断面図、図７は本発明の動作を示す説明図、図８（ａ）および図９はそれぞれさらに他の実施例を示す図２相当図、図８（ｂ）は図８（ａ）で用いるブロックレールの斜視図、図１０はさらに別の実施例を示す図２相当図である。
【０００９】
図１に示すように、燃料レールとして設けられた本管１の軸心方向に直角に分岐接続体としての分岐枝管３が、継手金具４部分において、ナット５によって締着されている。図２に示すように、例えば外径２０ｍｍ、肉厚６ｍｍの比較的肉厚の金属管からなる本管１には流通路１′が形成され、この流通路１′には貫孔２′が形成され、この貫孔２′の端部には本管１の外周面方向に拡大開口した、貫孔２′の軸芯を中心とした回転面、即ち円錐面、回転円弧面、回転楕円面、回転放物線面、回転双曲線面等の形状を有する受圧座面２が形成されている。
本管１に対して受圧座面２を囲繞して継手金具４が設けられ、この継手金具４には螺子孔４′が形成されている。
【００１０】
分岐枝管３の端部には押圧頭部６が形成され、この押圧頭部６には、図３に示すように先端に球面状の押圧座面６′が形成され、また該押圧座面６′から軸芯方向に間隔をおいて半径方向に突出した環状フランジ部３′が形成されている。この押圧座面６′に連って環状フランジ部３′まで先端に向って先細りとなった円錐面６″が形成されている。そして、この円錐面６″は押圧座面６′のなす球面の接線方向に延長している。
なお、フランジ部３′は半径方向に突出させることなく、図４のように円錐面６″から直立するよう形成することもできる。
【００１１】
この実施例においては、図５に示すように特開平３−２７３５９９号と同様押圧座面６′の曲率半径γは分岐枝管３の直径Ｄに対して
０．４Ｄ≦γ≦１０Ｄ                                  …（１）
の範囲に設定してあり、０．４Ｄ未満では締付けナット５の締付けトルクにより押圧座面６′が受圧座面２を突き抜け流通路１′内に突出してしまい、一方１０Ｄを超えると、押圧座面６′の輪郭が直線または円錐形に近くなり下記するような球面による自己修正作用等を期待できないからである。なお、好ましい範囲は０．４Ｄ≦γ≦４Ｄである。
【００１２】
分岐枝管３の押圧頭部６の押圧座面６′を受圧座面２に対接させた状態で、ナット５が螺子孔４′に締着されて、分岐接続体３が本管１に組み付けられ、ナット５の先端部が必要に応じ設けたワッシャ７を介して環状フランジ部３′を押圧するに伴い、図６（ａ）のように押圧座面６′と受圧座面２とが互いに圧接したり、図６（ｂ）のように円錐面６″と受圧座面２とが互いに圧接したりするが、図６（ｃ）のように押圧座面６′と円錐面６″との間の環状境界線６ａと受圧座面２とが互いに高い面圧で圧接することも可能であり、このようにして本管１の流通路１′が分岐枝管３の流路３″によって気密的に分岐されている。換言すると、前記受圧座面２は前記押圧頭部６の円錐面６″と前記押圧座面６′の球面の接線方向に延長する仮想面との間に位置するよう設けられている。
なお、前記環状境界線６ａは、ミクロ的視点では断面尖端状に突出しており、したがって受圧座面２と圧接すると該環状境界線６ａにより面圧が高まり気密効果は一層向上する。
【００１３】
上記実施例では押圧頭部６を直接受圧座面２に当接係合させる場合を示したが、押圧頭部６と受圧座面２との間にインジュウム、銀、銅、真鍮あるいはアルミニウム等からなるシール材を介在させてもよい。
【００１４】
次にこれら実施例において、例え分岐枝管３が軸心χ方向に対し僅かに傾き、かつその傾きが束縛された状態で組付された場合でも、押圧頭部６は回転面からなる受圧座面２と円形の線接触状態を保持するため、本管１に対して分岐枝管３は常に安定位置を保持して均一な面圧が得られ、一方、図７に示すように何らかの原因で分岐枝管３が軸心χ方向から僅かに傾いたり偏心したりすると、締付けナット５の螺合による締付けトルクによって環状フランジ部３′が押圧されてシール面での面圧が上昇する前に押圧頭部６の球面が受圧座面２の回転面を滑動し、このため分岐枝管３の傾きや偏心が所定位置に修正される（自己修正作用）ので、シール面において均一な面圧が得られ燃料洩れを起すことなく確実な超高圧燃料の供給が行われる。
【００１５】
押圧頭部６の押圧座面６′は球面なので、回転面である受圧座面２と円形の線接触をし、分岐枝管３が僅かに傾いたり偏心しても、回転面と円形の線接触は気密性を保持し、かつすでに述べたように自己修正作用によって分岐枝管３の傾きは修正されるので、燃料洩れ状態となることはない。
また、押圧頭部６の押圧座面６′の曲率半径γが（１）式に示す値に設定されているので、押圧頭部６は受圧座面２に対して、最適の範囲において対接し、確実で完全な気密性対接が行われる。
【００１６】
なお、上記実施例では受圧座面２を囲繞するよう継手金具４を設けたものについて説明したが、本発明は図８（ｂ）に示すように燃料レールとして本管１に代えてブロックレール１ａに適用することも可能である。図８に示す実施例では、継手金具４を設けることなく、流通路１′をブロックレール１ａに偏心して穿設し、その厚肉部に流通路１′と連通する貫孔２′、受圧座面２および螺子孔８を設け、この螺子孔８に直接締付けナット５を螺合し、ワッシャ７を介して接続するよう構成したものである。
【００１７】
さらに本発明は図９のような袋ナット５′も使用することができる。この袋ナット５′には中央に円柱状の突出部５′ａが形成されており、袋ナット５′の内周螺子５′ｂを継手金具４の外周の螺子４″に螺合するに伴いこの突出部５′ａによりワッシャ７を介して環状フランジ部３′を下方に押圧して押圧頭部６を受圧座面２に当接係合せしめるものである。
【００１８】
次に、図１０はさらに別の実施例の要部の縦断側面図であり、この実施例では分岐枝管３に代えて分岐接続体が分岐金具３ａで構成されている。この実施例は分岐接続体を曲げ加工するに際し、大きな曲率に伴って生じる他の部品との干渉を避けるために、エルボ等の分岐金具を用いる場合や等圧弁、減衰弁、送出し弁および吐出弁等の機構を内設する分岐金具を使用する場合等を考慮してなされたものである。
図１０の実施例では、分岐金具３ａの一端には前記実施例と同様に押圧頭部６に球面状の押圧座面６′、環状フランジ部３′および該押圧座面と環状フランジ部とに連なる円錐面６″とを有し、ナット５の外周に設けた螺子５″を継手金具４の螺子孔４′に螺合することにより環状フランジ部３′を介して本管１の受圧座面２に分岐金具３ａの接続頭部６を当接係合させている。一方分岐金具３ａの他端にはスリーブ９を介して袋ナット１０を螺合することにより分岐枝管３が接続される構成となっている。
この実施例によると、本管１の長手方向に平行に分岐枝管３を導出することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によると、押圧座面の球面によって分岐接続体が傾いた状態で組付けられたとしても押圧頭部は受圧座面と円形の線接触状態を保持されて均一な面圧が得られ、一方、分岐接続体の偏心や傾きがあっても、締付けナットの締付けトルクによりシール面での面圧が上昇する前に押圧座面の球面が受圧座面を滑動して分岐接続体の偏心や傾き等は自動的に修正されて均一な面圧を得ることができ、さらに、燃料レールに対して分岐接続体を簡単な操作で気密的に固定することが可能となり、また円錐面を設けて剛性を増したため、ヘタリ等の永久変形が防止できるとともに、受圧座面に対する“座り”が安定し、超高圧燃料流の繰り返し加圧やディーゼル内燃機関の振動に対して燃料の飛散による洩れや接続部の離脱の発生を防止し、さらに分岐接続体の流通路の狭小化を阻止して適正な流通路径を確保し、流過抵抗の増大を抑制して燃料の流れを円滑にし正確な燃料噴射制御を可能にすることができる高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の正面図である。
【図２】図１の一部断面正面図である。
【図３】本発明の要部の一実施例を示す図である。
【図４】他の実施例の図３相当図である。
【図５】本発明の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の圧接状態を示す部分拡大断面図で、（ａ）は押圧座面と受圧座面とが互いに圧接した状態を示す図、（ｂ）は円錐面と受圧座面とが互いに圧接した状態を示す図、（ｃ）は押圧座面と円錐面との間の環状境界線と受圧座面とが互いに圧接した状態を示す図である。
【図７】本発明の動作を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す図で、（ａ）は図２相当図、（ｂ）は（ａ）に用いるブロックレールの斜視図である。
【図９】さらに他の実施例を示す図２相当図である。
【図１０】さらに別の実施例を示す図２相当図である。
【図１１】従来の高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造の要部を示す図である。
【符号の説明】
１  本管
１ａ  ブロックレール
１′  流通路
２  受圧座面
２′  貫孔
３  分岐枝管
３ａ  分岐金具
３′  環状フランジ部
３″  流路
４  継手金具
４′  螺子孔
５  ナット
５′  袋ナット
５′ａ  突出部
５′ｂ  螺子
５″  螺子
６′  押圧座面
６″  円錐面
６ａ  環状境界線
７  ワッシャ
８  螺子孔
９  スリーブ９
１０  袋ナット１０
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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