(57)【要約】【課題】  コモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）を摩擦溶接（摩擦圧接）にて固着する方式のコモンレールにおいて、汚れ、酸化物等の介在物を効果的にスクイズアウトした清浄な圧接接続組織を得ることができ、振動、内圧、曲げ等の外力に対する耐久性の優れた接合部を備えた信頼性に富むディーゼルエンジン用コモンレールを提供する。【解決手段】  厚肉鋼管または中実丸棒あるいはその鍛造品からなるコモンレール本体に、各気筒の噴射ノズルに燃料を供給する枝管をナットにて締結する分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面に摩擦溶接にて固着する前記分岐接続体のコモンレール本体対向面が、中央部が僅かに突出し、その周辺部が緩やかな円錐面となした截頭円錐形状となしたことを特徴とする。【選択図】        図３
2006233964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉鋼管または中実丸棒からなるコモンレール本体に、各気筒の噴射ノズルに燃料を供給する枝管をナットにて締結する分岐接続体を摩擦溶接にて固着する方式のコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面に摩擦溶接にて固着する前記分岐接続体のコモンレール本体対向面が、中央部が僅かに突出し、その周辺部が緩やかな円錐面となした截頭円錐形状となしたことを特徴とするディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項２】
前記截頭円錐形状の円錐面を緩やかなフラット面または緩やかな曲面となしたことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項３】
前記截頭円錐形状の平坦面の直径をｄ、当該分岐接続体の直径をＤとした場合、前記平坦面の直径ｄを３／５Ｄ〜４／５Ｄとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項４】
前記分岐接続体のコモンレール本体対向部に当該分岐接続体本体部の外径より大径の押圧フランジ部を有し、該押圧フランジ部のコモンレール本体対向面の断面形状が、中央部が僅かに突出し、その周辺部が緩やかな円錐面となした截頭円錐形状であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項５】
前記押圧フランジ部の截頭円錐形状の円錐面を緩やかなフラット面または緩やかな曲面となしたことを特徴とする請求項４に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項６】
前記押圧フランジ部の截頭円錐形状の平坦面の直径をｄ、前記押圧フランジ部の直径をＤとした場合、前記平坦面の直径ｄを３／５Ｄ〜４／５Ｄとしたことを特徴とする請求項４または５に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項７】
前記截頭円錐形状の円錐面の角度θを５〜１０度としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項８】
前記コモンレール本体の分岐接続体固着面の分岐接続体外側端面部と対向する部分に、凹面が緩やかなフラット面または緩やかな曲面となした環状凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項９】
前記コモンレール本体の平面となした分岐接続体固着面に、前記分岐接続体の接続面の直径Ｄより３〜４ｍｍ大径で、深さが１〜２ｍｍのザグリ穴を有したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項１０】
コモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面の中央部に截頭円錐形状の突起を有し、該截頭円錐形状の突起が嵌合する当該突起より開口径、底部径および深さが僅かに小さい截頭円錐形状の凹部を分岐接続体端面の中央に有したことを特徴とするディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項１１】
コモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面の中央部に逆截頭円錐形状の凹部を有し、該逆截頭円錐形状の凹部に嵌合する当該凹部より基部径、端面径および高さが僅かに大きい逆截頭円錐形状の突起を分岐接続体端面の中央に有したことを特徴とするディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項１２】
コモンレール本体の分岐接続体固着部の内周壁面に平坦状面を有し、分岐接続体を高疲労強度鋼製としたことを特徴とする請求項１１に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【請求項１３】
分岐接続体またはコモンレール本体の少なくとも一方に、摩擦溶接時に空気抜きと介在物溜めのための貫孔または空気と介在物の溜り部を設けたことを特徴とする請求項１１または１２に記載のディーゼルエンジン用コモンレール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおける高圧燃料多岐管のようなコモンレールに係り、より詳しくはコモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接（摩擦圧接）にて固着したディーゼルエンジン用コモンレールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用コモンレールとしては、コモンレール本体と分岐接続部が鍛造工法にて一体に作られたもの、あるいはコモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）を溶接工法（摩擦溶接工法を含む）にて接続したものが知られている。このうち、コモンレール本体と分岐接続部を鍛造工法にて一体に製作する方式のディーゼルエンジン用コモンレールとしては、例えば図２１に示すように、中実丸棒材の熱間鍛造からなるコモンレール本体２１の軸方向の周壁部に短寸状の筒壁（分岐接続体）２１−２が一体に突設され、この筒壁２１−１にコモンレール本体２１にガンドリル等により穿孔された流通孔２１−１に通じる貫孔２１−３が形成され、貫孔２１−３の先端に設けられた外方に開口する受圧座面２１−４に、各気筒の噴射ノズル（図示せず）に燃料を供給する枝管２２の接続頭部２２−１のなす押圧座面２２−２を当接接合せしめ、予め枝管２２側に組込んだ締結用ナット（袋ナット）２３を前記筒壁２１−１に螺合することにより前記接続頭部２２−１首下での押圧に伴って締着して接続構成したもの（特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
また、コモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）を溶接工法にて接続する方式のディーゼルエンジン用コモンレールとしては、例えば図２２に示すように、厚肉鋼管からなるコモンレール本体３１の軸方向の外周面に、当該コモンレール本体３１の流通孔３１−１に通じる貫孔３１−２が形成され、この貫孔３１−２に通じる貫孔３４−１が形成された分岐接続体（分岐接続金具）３４をプロジェクション溶接またはＴＩＧ溶接、プラズマ等のアーク、あるいは図２３に示すように、摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着（全体的には圧着であるが部分的に溶けて融着する場合もある）し、該分岐接続体（分岐接続金具）３４の貫孔３４−１の先端に設けられた外方に開口する受圧座面３４−２に、各気筒の噴射ノズル（図示せず）に燃料を供給する枝管２２の接続頭部２２−１のなす押圧座面２２−２を当接接合せしめ、予め枝管２２側に組込んだ締結用ナット（袋ナット）２３を前記分岐接続体（分岐接続金具）３４に螺合することにより前記接続頭部２２−１首下での押圧に伴って締着して接続構成したもの（特許文献２、３参照）等が知られている。
【特許文献１】特開平６−１０９１９１号公報
【特許文献２】特開平９−２３６０６４号公報
【特許文献３】特開平９−２８０４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記ディーゼルエンジン用コモンレールのうち、図２２に示すコモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）をプロジェクション溶接またはＴＩＧ溶接、あるいはプラズマ等のアークにて融着する方式のコモンレールの場合は、溶接部に溶融ナゲット３５が存在し、その溶融部は凝固の際に非溶融部との境界に大きな応力が発生し、外力による応力と相乗して亀裂の発生、または破壊に至る可能性が高く、また溶融部自体も靭性が低下し振動、内圧、曲げ等の外力に対する信頼性が乏しいという問題を有した。また、コモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）を摩擦溶接（摩擦圧接）にて固着する方式のコモンレールの場合は、図２３に示すように、コモンレール本体３１の外面に形成した平面部３１−３に分岐接続体（分岐接続金具）３４を突合わせて、平面と平面との摩擦による発熱、アプセットにより接合する方式であるため、接合部に存在する汚れ、酸化物等を効率良く接合部の外に排出するスクイズアウト効果が十分に得られない場合があるため、接合部に炭化物、酸化物やボイド等が残存する可能性が高く、前記と同様、振動、内圧、曲げ等の外力に対する接合部の信頼性が乏しいという問題を有した。
【０００５】
本発明は、コモンレール本体に分岐接続体（分岐接続金具）を摩擦溶接（摩擦圧接）にて固着する方式のコモンレールの前記問題点を解決するためになされたもので、汚れ、酸化物等の介在物を効果的にスクイズアウトした清浄な圧接接続組織を得ることができ、振動、内圧、曲げ等の外力に対する耐久性の優れた接合部を備えた信頼性に富むディーゼルエンジン用コモンレールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るディーゼルエンジン用コモンレールは、厚肉鋼管または中実丸棒からなるコモンレール本体に、各気筒の噴射ノズルに燃料を供給する枝管をナットにて締結する分岐接続体を摩擦溶接にて固着する方式のコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面に摩擦溶接にて固着する前記分岐接続体のコモンレール本体対向面が、中央部が僅かに突出し、その周辺部が緩やかな円錐面となした截頭円錐形状であることを特徴とするものである。
また、本発明では、前記截頭円錐形状の円錐面を緩やかなフラット面または緩やかな曲面とすることができ、さらに前記截頭円錐形状の平坦面の直径をｄ、当該分岐接続体の直径をＤとした場合、前記平坦面の直径ｄは３／５Ｄ〜４／５Ｄが好ましい。
またさらに、本発明は、前記分岐接続体のコモンレール本体対向部に当該分岐接続体本体部の外径より大径の押圧フランジ部を有し、該押圧フランジ部のコモンレール本体対向面が、中央部が僅かに突出し、その周辺部が緩やかな円錐面となした截頭円錐形状であることを特徴とするものである。このコモンレールの場合も前記と同様、押圧フランジ部の截頭円錐形状の円錐面を緩やかなフラット面または緩やかな曲面とすることができ、前記押圧フランジ部の截頭円錐形状の平坦面の直径をｄ１、押圧フランジ部の直径をＤ１とした場合、前記平坦面の直径ｄ１は３／５Ｄ〜４／５Ｄが好ましい。
なお、本発明における前記截頭円錐形状の円錐面の角度θとしては、５〜１０度が好ましい。
さらに、本発明は、前記コモンレール本体の分岐接続体固着面の分岐接続体外側端面部と対向する部分に、凹面が緩やかなフラット面または緩やかな曲面となした環状凹部を形成したことを特徴とするものである。
また、前記コモンレール本体の平面となした分岐接続体固着面に、前記分岐接続体の接続面の直径Ｄより３〜４ｍｍ大径で、深さが１〜２ｍｍのザグリ穴を有したことを特徴とするものである。
さらにまた、本発明に係るディーゼルエンジン用コモンレールは、コモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面の中央部に截頭円錐形状の突起を有し、該截頭円錐形状の突起が嵌合する当該突起より開口径、底部径および深さが僅かに小さい截頭円錐形状の凹部を分岐接続体端面の中央に有したことを特徴とするものである。
またさらに、本発明に係るディーゼルエンジン用コモンレールは、コモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールにおいて、前記コモンレール本体に形成した平面となした分岐接続体固着面の中央部に逆截頭円錐形状の凹部を有し、該逆截頭円錐形状の凹部に嵌合する当該凹部より基部径、端面径及び高さが僅かに大きい逆截頭円錐形状の突起を分岐接続体端面の中央に有したことを特徴とするものであり、また、このコモンレール本体の分岐接続体固着部の内周壁面に平坦状面を有し、分岐接続体を高疲労強度鋼製としたことを特徴とするものである。なお、このディーゼルエンジン用コモンレールにおいて、より清浄な圧接接続組織を得るために、分岐接続体またはコモンレール本体の少なくとも一方に、摩擦溶接時に空気抜きと介在物溜めのための貫孔または空気と介在物の溜り部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るディーゼルエンジン用コモンレールは、分岐接続体側に設けた緩やかな截頭円錐形状の円錐面、あるいはコモンレール本体側に設けた緩やかな環状の円錐面付き凹部の作用により、コモンレール本体側の平面と分岐接続体との対向面間の外周側端面部、あるいは分岐接続体とコモンレール本体との対向面間の外周側端面部に隙間が形成されることにより、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながら圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができ、振動、内圧、曲げ等の外力に対する耐久性の優れた接合部を備えたものとなる。
また、コモンレール本体側に設けた截頭円錐形状の突起と分岐接続体側に設けた截頭円錐形状の凹部との嵌合方式や、コモンレール本体側に設けた逆截頭円錐形状の凹部と分岐接続体側に設けた逆截頭円錐形状の突起との嵌合方式を採用してコモンレール本体に分岐接続体を摩擦溶接にて固着したコモンレールの場合は、圧接層の相互入込みによって接合部強度のさらなる向上がはかられる。
さらに、分岐接続体またはコモンレール本体の少なくとも一方に、摩擦溶接時に空気抜きと介在物溜めのための貫孔または空気と介在物の溜り部を設けると、より清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係る分岐接続体の一実施例を例示したもので、（ａ）はコモンレール本体対向面を円錐面がフラット面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、（ｂ）はコモンレール本体対向面を円錐面が緩やかな曲面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、図２は同じく分岐接続体の他の実施例を例示したもので、（ａ）はコモンレール本体対向部に設けた押圧フランジ部のコモンレール本体対向面を円錐面をフラット面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、（ｂ）はコモンレール本体対向部に設けた押圧フランジ部のコモンレール本体対向面の円錐面を緩やかな曲面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、図３は本発明に係るコモンレールの第１実施例を示す要部断面図、図４は同じく第２実施例を示す要部断面図、図５〜図８は本発明に係る他のコモンレールのセットアップ状態を示す図で、図５は第３実施例を示す要部断面図、図６は同じく第４実施例を示す要部断面図、図７は同じく第５実施例を示す要部断面図、図８は同じく第６実施例を示す要部断面図、図９は本発明に係るコモンレール本体の他の実施例を示す要部断面図、図１０は図９に示すコモンレール本体を用いた本発明に係るコモンレールの第７実施例を示す断面図、図１１は本発明に係るコモンレール本体の別の実施例を示す要部の斜視図、図１２は図１１に示すコモンレール本体と対の分岐接続体を一部破断して示す正面図、図１３は図１１に示すコモンレール本体と図１２に示す分岐接続体とで構成されたコモンレールの第８実施例を示す図で、（ａ）はコモンレールのセットアップ状態を示す要部断面図、（ｂ）は摩擦溶接後のコモンレールを示す要部断面図、図１４は図１２に示す分岐接続体の他の実施例を示す縦断正面図、図１５は同じく図１２に示す分岐接続体の別の実施例を示す縦断正面図、図１６は本発明に係るコモンレール本体の別の実施例を示す要部の斜視図、図１７は図１６に示すコモンレール本体と対の分岐接続体とで構成されたコモンレールの第９実施例を示す要部断面図、図１８（ａ）（ｂ）は図１７に示すコモンレールの他の実施例を示す要部断面図、図１９は同じく図１７に示すコモンレールの第１０実施例を示す要部断面図である。
【０００９】
図１（ａ）（ｂ）に示す分岐接続体１１Ａ、１１Ｂは、コモンレール本体対向面を、中央部を僅かに突出させ、その周辺部を緩やかな円錐面とした截頭円錐形状に形成したもので、（ａ）に示す分岐接続体１１Ａは、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１１Ａ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向面に、中央部を平坦面１１Ａ−２としその周辺部を緩やかなフラット面１１Ａ−３とした截頭円錐形状の突出部を形成したものであり、（ｂ）に示す分岐接続体１１Ｂは、前記のものと同様、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１１Ｂ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向面に、中央部を平坦面１１Ｂ−２としその周辺部を緩やかな曲面１１Ｂ−３とした截頭円錐形状の突出部を形成したものである。
【００１０】
本発明において、分岐接続体のコモンレール本体対向面を、中央部を僅かに突出させ、その周辺部を緩やかな円錐面（フラット面または曲面）とした截頭円錐形状に形成したのは、コモンレール本体側の平面と分岐接続体との対向面間の外周側端面部に隙間を形成することによって、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）を前記隙間から効果的にスクイズアウトさせるためである。
【００１１】
また、本発明において、前記截頭円錐形状の突出部の平坦面の直径ｄを当該分岐接続体の直径Ｄの３／５〜４／５としたのは、ｄが３／５Ｄ未満では初期の摩擦発熱が十分に得られず、スムーズな摩擦攪拌接合が進行しにくく、他方、ｄが４／５Ｄを超えると摩擦発熱は十分に得られるが、中央付近に酸化物、介在物が存在した場合にこれらが効果的にスクイズアウトされにくいという問題が生じるためである。
【００１２】
さらに、前記截頭円錐形状の突出部の円錐面の角度θを５〜１０度としたのは、５度未満では前記スクイズアウトの効果的な流れができにくく、他方、１０度を超えると摩擦発熱が順調に増大せず、摩擦攪拌接合がスムーズに進行しにくくなるためである。
【００１３】
なお、前記截頭円錐形状の突出部の高さｈは、Ｄ、ｄおよびθによって決まるが、通常は１．０ｍｍ以下が好ましい。
【００１４】
また、図２（ａ）（ｂ）に示す分岐接続体１２Ａ、１２Ｂは、コモンレール本体対向部に押圧フランジ部を有したものを対象としたもので、前記押圧フランジ部のコモンレール本体対向面を、中央部を僅かに突出させ、その周辺部を緩やかな円錐面とした截頭円錐形状に形成したもので、（ａ）に示す分岐接続体１２Ａは、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１２Ａ−１を形成した当該本体の下部に設けられた押圧フランジ部１２Ａ−２のコモンレール本体対向面に、中央部を平坦面１２Ａ−３としその周辺部を緩やかなフラット面１２Ａ−４とした截頭円錐形状の突出部を形成したものであり、（ｂ）に示す分岐接続体１２Ｂは、前記のものと同様、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１２Ｂ−１を形成した当該本体の下部に設けられた押圧フランジ部１２Ｂ−２のコモンレール本体対向面に、中央部を平坦面１２Ｂ−３としその周辺部を緩やかな曲面１２Ｂ−４とした截頭円錐形状の突出部を形成したものである。
この２種の分岐接続体１２Ａ、１２Ｂも前記図１に示すものと同様、前記押圧フランジ部の截頭円錐形状の平坦面の直径をｄ１、前記押圧フランジ部の直径をＤ１とした場合、前記平坦面の直径ｄを３／５Ｄ１〜４／５Ｄ１とし、前記截頭円錐形状の円錐面の角度θ１を５〜１０度とするのは、前記と同様の理由による。
【００１５】
次に、図３に示す第１実施例のコモンレールは、コモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２に図１（ａ）に示す分岐接続体１１Ａ（押圧フランジ部なし）を突合わせて、平面と平面との摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、このコモンレールの場合は、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１１Ａとの対向面間の外周側端面部に隙間が形成されることにより、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１３が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１１Ａの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。１０−１はコモンレール本体１０の流通孔である。
【００１６】
図４に示す第２実施例のコモンレールは、コモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２に図２（ａ）に示す押圧フランジ部１２Ａ−２付き分岐接続体１２Ａを突合わせて、平面と平面との摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、このコモンレールの場合は、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ａの押圧フランジ部１２Ａ−２との対向面間の外周側端面部に隙間が形成されることにより、前記のものと同様、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１３が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ａの押圧フランジ部１２Ａ−２の圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００１７】
なお、前記図１（ｂ）、図２（ｂ）に示す分岐接続体１１Ｂ、１２Ｂを用いた場合も前記と同様の作用効果を奏するコモンレールが得られることはいうまでもない。
【００１８】
図５〜図８に示す第３実施例〜第６実施例のセットアップ状態のコモンレールは、コモンレール本体の分岐接続体固着面の分岐接続体外側端面部と対向する部分に、凹面が緩やかなフラット面または緩やかな曲面となした環状凹部を形成したもので、図５に示す第３実施例のセットアップ状態のコモンレールは、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１１Ｃ−１が形成され、固着面が平坦面となした分岐接続体１１Ｃ（押圧フランジ部なし）を用い、コモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２の、前記分岐接続体１１Ｃとの対向面間の外周側端面部に、凹面が緩やかなフラット面となした環状凹部１０−３を形成し、当該環状凹部１０−３の部分に分岐接続体１１Ｃを突合わせて、分岐接続体１１Ｃの平坦面とコモンレール本体１０側の平坦面との摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成するもので、この場合はコモンレール本体との固着面が平坦面の分岐接続体１１Ｃであっても、コモンレール本体１０側の平面部１０−２に形成した環状凹部１０−３と分岐接続体１１Ｃの平坦状の固着面との対向面間に隙間１４が形成されることにより、前記のものと同様、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間１４から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１１Ｃとの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。なお、コモンレール本体１０側に設ける環状凹部は、凹面が緩やかなフラット面となした環状凹部１０−３に替えて、図６、図８に示す緩やかな曲面付き凹部１０−４としてもよいことはいうまでもない。
【００１９】
図６に示す第４実施例のセットアップ状態のコモンレールは、分岐接続体に図１に示す分岐接続体１１Ａを用い、コモンレール本体１０側に凹面が緩やかな曲面となした環状凹部１０−４を形成したもので、このコモンレールの場合は、分岐接続体１１Ａ側の緩やかなフラット面１１Ａ−３とコモンレール本体１０側の環状凹部１０−４との間に隙間１５が形成されることにより、前記のものと同様、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間１５から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１１Ａとの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。なお、コモンレール本体１０側に設ける環状の凹部は、図５に示す凹面が緩やかなフラット面となした環状凹部１０−３としてもよいことはいうまでもない。
【００２０】
図７に示す第５実施例のセットアップ状態のコモンレールは、外周に枝管締結用ナットが螺合する雄ネジ１２Ｃ−１が形成され、コモンレール本体対向部に固着面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｃ−２を有する分岐接続体１２Ｃを用い、コモンレール本体１０側に凹面が緩やかなフラット面となした環状凹部１０−３を形成したもので、このコモンレールの場合は、押圧フランジ部１２Ｃ−２のコモンレール本体との固着面が平坦面となした分岐接続体１２Ｃであっても、コモンレール本体１０側の平面部１０−２に形成した環状凹部１０−３と分岐接続体１２Ｃの平坦状の固着面との対向面間に隙間１６が形成されることにより、前記のものと同様、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間１６から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１１Ｃとの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。なお、本実施例においても、コモンレール本体１０側に設ける環状凹部は、前記凹面が緩やかな曲面となした環状凹部１０−４としてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
図８に示す第６実施例のセットアップ状態のコモンレールは、図２に示す押圧フランジ部１２Ａ−２付き分岐接続体１２Ａを用い、コモンレール本体１０側に凹面が緩やかな曲面となした環状凹部１０−４を形成したもので、このコモンレールの場合は、コモンレール本体１０側の環状凹部１０−４と分岐接続体１２Ａ側の押圧フランジ部１２Ａ−２の緩やかなフラット面１２Ａ−４との対向面間の外周側端面部に隙間１７が形成されることにより、前記のものと同様、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間１７から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ａとの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。なお、コモンレール本体１０側に設ける環状凹部は、前記凹面が緩やかなフラット面となした環状凹部１０−３としてもよいことはいうまでもない。
【００２２】
図９に示すコモンレール本体１０は、コモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２に分岐接続体の接続面の直径より３〜４ｍｍ大径で、深さが１〜２ｍｍのザグリ穴１０−５を形成し、このザグリ穴１０−５の部分に分岐接続体を固着してコモンレールを構成するもので、そのコモンレールとしては例えば図１０に第７実施例として示すように、コモンレール本体１０の外面に形成した前記ザグリ穴１０−５の平坦面部に図２（ａ）に示す押圧フランジ部１２Ａ−２付き分岐接続体１２Ａを突合わせて、平面と平面との摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、このコモンレールの場合は、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ａの押圧フランジ部１２Ａ−２との対向面間の外周側端面部に形成された隙間から、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転中央部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１３が効果的にスクイズアウトされてザグリ穴１０−５の内周側端部に排出されて、前記のものと同様、清浄な圧接接続組織を得ることができる。
なお、ザグリ穴１０−５の直径を分岐接続体の接続面の直径より３〜４ｍｍ大径としたのは、その直径差が３ｍｍ未満ではスクイズアウトされた軟化表面層がスムーズにカールした状態等で蓄積されず、他方、４ｍｍを超えると軟化表面層のスクイズアウト効果に差がないばかりでなく、加工工数が増加すると共にコモンレール壁厚の薄肉部分が増加してコモンレールの強度の低下と耐久性の劣化が危惧されるためである。また、深さを１〜２ｍｍとしたのは、１ｍｍ未満ではスクイズアウトされてカールした軟化表面層がザグリ穴の部分に納まりきれず、他方、２ｍｍを超えるとコモンレール壁面が薄肉化して内圧疲労強度が低下して耐久性の劣化が危惧されるためである。
【００２３】
図１１〜図１３に示すコモンレールは、図１１に示すように、コモンレール本体１０側に截頭円錐形状の突起１０−６を、分岐接続体１２Ｄ側に前記截頭円錐形状の突起１０−６が嵌合する截頭円錐形状の凹部１２Ｄ−３を設けた構成となしたもので、より詳しくは、コモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２の中央部に底部径Ｌ１、頂部径Ｌ２、高さＨ１の截頭円錐形状の突起１０−６を設け、他方、コモンレール本体対向部にその対向面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｄ−２を有する分岐接続体１２Ｄに、前記截頭円錐形状の突起１０−６が嵌合する当該截頭円錐形状の突起１０−６より開口径ｌ１、底部径ｌ２および深さｈ１が僅かに小さい截頭円錐形状の凹部１２Ｄ−３を設け、コモンレール本体１０側に設けた截頭円錐形状の突起１０−６に分岐接続体１２Ｄ側に設けた截頭円錐形状の凹部１２Ｄ−３を嵌合させて、両者を摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ｄ側の押圧フランジ部１２Ｄ−２の平坦面の対向面間に隙間１８が形成されることにより、本実施例においても摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１３が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｄの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００２４】
図１４に示す分岐接続体１２Ｅは、より清浄な圧接接続組織を得るために、前記図１２に示す分岐接続体１２Ｄの中央軸芯部に空気抜きと介在物溜めのための貫孔１２Ｅ−４を設けた構造となしたもので、外周に枝管締結用ナット（図面省略）が螺合する雄ネジ１２Ｅ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向部にその対向面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｅ−２を有し、コモンレール本体１０側に設けた前記截頭円錐形状の突起１０−６が嵌合する截頭円錐形状の凹部１２Ｅ−３の底部中央部すなわち当該分岐接続体１２Ｅの中央軸芯部に、小径の貫孔１２Ｅ−４を設けた構成となしたものである。
この分岐接続体１２Ｅの場合は、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ｅ側の押圧フランジ部１２Ｅ−２の平坦面の対向面間に形成される隙間１３と、当該分岐接続体１２Ｅの中央軸芯部に設けた小径の貫通孔１２Ｅ−４の作用により、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が前記隙間から効果的にスクイズアウトされるとともに、分岐接続体１２Ｅの中央軸芯部に設けた小径の貫通孔１２Ｅ−４にも空気と共に前記赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が流入しながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｅの圧着が進行、完了するため、より清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００２５】
図１５に示す分岐接続体１２Ｆは、前記と同様、より清浄な圧接接続組織を得るために、前記図１２に示す分岐接続体１２Ｄの中央軸芯部に空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４を設けた構造となしたもので、外周に枝管締結用ナット（図面省略）が螺合する雄ネジ１２Ｆ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向部にその対向面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｆ−２を有し、コモンレール本体１０側に設けた前記截頭円錐形状の突起１０−６が嵌合する截頭円錐形状の凹部１２Ｆ−３の底部中央部すなわち当該分岐接続体１２Ｆの中央軸芯部に、空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４を設けた構成となしたものである。
この分岐接続体１２Ｆの場合は、コモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ｆ側の押圧フランジ部１２Ｆ−２の平坦面の対向面間に形成される隙間１３と、当該分岐接続体１２Ｆの中央軸芯部に設けた空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４の作用により、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が前記隙間から効果的にスクイズアウトされるとともに、分岐接続体１２Ｆの中央軸芯部に設けた空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４にも前記赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が空気と共に溜りながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｆの圧着が進行、完了するため、より清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００２６】
図１６〜図１９に示すコモンレールは、コモンレール本体１０側に逆截頭円錐形状の凹部１０−７、１０−１０を、分岐接続体１２Ｇ、１２Ｈ側に前記逆截頭円錐形状の凹部１０−７、１０−１０に嵌合する逆截頭円錐形状の突起１２Ｇ−３、１２Ｈ−３を設けた構成となしたものである。
【００２７】
図１６〜図１７に示すコモンレールは、図１６に示すようにコモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２の中央部に逆截頭円錐形状の凹部１０−７を設け、他方、図１７に示すように外周に枝管締結用ナット（図面省略）が螺合する雄ネジ１２Ｇ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向部にその対向面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｇ−２を有する分岐接続体１２Ｇに、前記逆截頭円錐形状の凹部１０−７に嵌合する当該逆截頭円錐形状の凹部１０−７より大きさが僅かに大きい逆截頭円錐形状の突起１２Ｇ−３を設け、コモンレール本体１０側に設けた逆截頭円錐形状の凹部１０−７に分岐接続体１２Ｇ側に設けた逆截頭円錐形状の突起１２Ｇ−３を嵌合させて、両者を摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、本実施例においてもコモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ｇ側の押圧フランジ部１２Ｇ−２の平坦面の対向面間に隙間が形成されることにより、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｇの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００２８】
図１８に示すコモンレールは、前記図１４に示す空気抜きと介在物溜めのための貫孔１２Ｅ−４と、前記図１５に示す空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４を前記図１６〜図１７に示すコモンレールに適用したもので、図１８（ａ）に示すコモンレールは、コモンレール本体１０側に前記図１４に示す空気抜きと介在物溜めのための貫孔１２Ｅ−４に相当する貫孔１０−１１を設けたコモンレールを、図１８（ｂ）に示すコモンレールは、コモンレール本体１０側に前記図１５に示す空気と介在物の溜り部１２Ｆ−４に相当する溜り部１０−１２を設けたコモンレールをそれぞれ示す。
この図１８（ａ）に示すコモンレールの場合は、摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が前記隙間から効果的にスクイズアウトされるとともに、コモンレール本体１０に設けた貫孔１０−１１にも空気と共に前記赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が流入しながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｇの圧着が進行、完了するため、より清浄な圧接接続組織を得ることができる。
また、図１８（ｂ）に示すコモンレールの場合は、摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が前記隙間から効果的にスクイズアウトされるとともに、コモンレール本体１０に設けた空気と介在物の溜り部１０−１２にも前記赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）１４が空気と共に溜りながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｇの圧着が進行、完了するため、より清浄な圧接接続組織を得ることができる。
【００２９】
図１９に示すコモンレールは、内部の流通路１０−１に通ずる分岐孔１０−９の周囲の内周壁面に平坦状面１０−８を有するコモンレール本体１０の外面に形成した平面部１０−２の中央部に逆截頭円錐形状の凹部１０−１０を設け、他方、中央軸芯部に前記分岐孔１０−９に連通する貫孔１２Ｈ−４を有し、外周に枝管締結用ナット（図面省略）が螺合する雄ネジ１２Ｈ−１を形成した当該本体の下部のコモンレール本体対向部にその対向面が平坦面となした押圧フランジ部１２Ｈ−２を有する分岐接続体１２ＨをＳＣＭ、ＳＮＣＭ、マレージング鋼等の高疲労強度鋼製とし、この分岐接続体１２Ｈに、前記逆截頭円錐形状の凹部１０−１０に嵌合する当該逆截頭円錐形状の凹部１０−５より基部径、端面径および高さが僅かに小さい逆截頭円錐形状の突起１２Ｈ−３を設け、コモンレール本体１０側に設けた逆截頭円錐形状の凹部１０−１０に分岐接続体１２Ｈ側に設けた逆截頭円錐形状の突起１２Ｈ−３を嵌合させて、両者を摩擦溶接（摩擦圧接）にて圧着して構成したもので、本実施例においてもコモンレール本体１０側の平面部１０−２と分岐接続体１２Ｈ側の押圧フランジ部１２Ｈ−２の平坦面の対向面間に隙間が形成されることにより、摩擦発熱を十分に伴いながら摩擦回転部からアプセットに伴い赤熱軟化表面層（汚れ、酸化物等の介在物）が前記隙間から効果的にスクイズアウトされながらコモンレール本体１０と分岐接続体１２Ｈの圧着が進行、完了するため、清浄な圧接接続組織を得ることができる。さらに、このコモンレールの場合は、分岐接続体１２ＨをＳＣＭ、ＳＮＣＭ、マレージング鋼等の高疲労強度鋼製とし、かつ分岐孔１０−９の周囲の内周壁面を平坦状面１０−８としたことにより、分岐接続体１２Ｈに噴射管（図示せず）が取付けられて高圧が作用した時に分岐孔１０−９の流通路１０−１開口端部に発生する最大応力発生位置Ｐが分岐接続体１２Ｈの逆截頭円錐形状の突起１２Ｈ−３側に移動し、耐内圧疲労特性の優れたコモンレールが得られる。
【００３０】
なお、上記した本発明の各コモンレールにおいては、分岐接続体を摩擦溶接（摩擦圧接）する際のコモンレール本体は、厚肉鋼管のみならず中実丸棒もしくは中実丸棒を孔ぐりした厚肉鋼管又はシームレスの厚肉鋼管等で構成して分岐接続体を摩擦圧接後に流通孔を穿孔してもよく、また分岐接続体は、コモンレール本体に連通する貫孔が穿設されていない中実体、または外方に開口する受圧座面のみ形成された中実体、あるいは貫孔が穿設されたもの、もしくは雄ネジ、受圧座面、貫孔の全く加工されていない丸棒またはフランジ付き丸棒等のいずれであってもよい。また、ここでは摩擦溶接工法による圧着部のみで構成された圧接部の例を示したが、摩擦溶接工法による圧接部には一部の母材が溶融した溶着部が存在することもあることは前記した通りであり、本発明はこれらも含むことはいうまでもない。
［実施例］
【００３１】
図１０に示すコモンレールを摩擦溶接工法（摩擦圧接工法）にて製造した実施例を以下に示す。本実施例における製造条件を表１に、アプセット量および油圧力と時間の関係を図２０に、それぞれ示す。
表１および図２０に示す条件で製造した結果、コモンレール本体と分岐接続体との摩擦溶接面にボイド、介在物等がほとんど確認されない極めて良好な圧接部が得られた。また、スクイズアウトフラッシュは、図１０に示すように均一にカールし、バリのない状況でザグリ穴の中にカールの半分が沈んだ状況であった。
【００３２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、摩擦溶接により振動、内圧、曲げ等の外力に対する耐久性が優れ、かつ高精度の接合部を有するコモンレールを実現でき、また、ディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおける高圧燃料多岐管のようなコモンレールに限らず、他の高圧蓄圧手段における連結構造にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る分岐接続体の一実施例を例示したもので、（ａ）はコモンレール本体対向面をテーパ面がフラット面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、（ｂ）はコモンレール本体対向面をテーパ面が緩やかな曲面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図である。
【図２】同じく分岐接続体の他の実施例を例示したもので、（ａ）はコモンレール本体対向部に設けた押圧フランジ部のコモンレール本体対向面をテーパ面をフラット面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図、（ｂ）はコモンレール本体対向部に設けた押圧フランジ部のコモンレール本体対向面をテーパ面を緩やかな曲面となした截頭円錐形状に形成した分岐接続体を示す正面図である。
【図３】本発明に係るコモンレールの第１実施例を示す要部断面図である。
【図４】本発明に係るコモンレールの第２実施例を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係るコモンレールの第３実施例を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係るコモンレールの第４実施例を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係るコモンレールの第５実施例を示す要部断面図である。
【図８】本発明に係るコモンレールの第６実施例を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係るコモンレール本体の他の実施例を示す要部断面図である。
【図１０】図９に示すコモンレール本体を用いた本発明に係るコモンレールの第７実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係るコモンレール本体の別の実施例を示す要部の斜視図である。
【図１２】図１１に示すコモンレール本体と対の分岐接続体を一部破断して示す正面図である。
【図１３】図１１に示すコモンレール本体と図１２に示す分岐接続体とで構成された、本発明に係るコモンレールの第８実施例を示す図で、（ａ）はセットアップ状態を示す要部断面図、（ｂ）は摩擦溶接後のコモンレールを示す要部断面図である。
【図１４】図１２に示す分岐接続体の他の実施例を示す縦断正面図である。
【図１５】同じく図１２に示す分岐接続体の別の実施例を示す縦断正面図である。
【図１６】本発明に係るコモンレール本体の別の実施例を示す要部の斜視図である。
【図１７】図１６に示すコモンレール本体と対の分岐接続体とで構成されたコモンレールの第９実施例を示す要部断面図である。
【図１８】図１７に示すコモンレールの他の実施例を示し、（ａ）はコモンレール本体側に空気抜きと介在物溜めのための貫孔を設けたコモンレールを、（ｂ）はコモンレール本体側に空気と介在物の溜り部を設けたコモンレールをそれぞれ示す要部断面図である。
【図１９】同じく図１７に示すコモンレールの第１０実施例を示す要部断面図である。
【図２０】本発明の実施例におけるアプセット量および油圧と時間の関係を示す図である。
【図２１】従来のコモンレールの一例を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の対象とする従来のコモンレールの一例を示す一部破断側面図である。
【図２３】本発明の対象とする従来のコモンレールの他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  コモンレール本体
１０−１  流通孔
１０−２  平面部
１０−３、１０−４  環状凹部
１０−６  截頭円錐形状の突起
１０−７、１０−１０  逆截頭円錐形状の凹部
１０−１１、１２Ｅ−４  空気抜きと介在物溜めのための貫孔
１０−１２  １２Ｆ−４  空気と介在物の溜り部
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈ  分岐接続体
１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１、１２Ａ−１、１２Ｂ−１、１２Ｃ−１、１２Ｄ−１、１２Ｅ−１、１２Ｆ−１、１２Ｇ−１、１２Ｈ−１  雄ネジ
１２Ｇ−３、１２Ｈ−３  逆截頭円錐形状の突起
１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１２Ａ−３  平坦面
１１Ａ−３、１２Ａ−４  フラット面
１１Ｂ−３、１２Ｂ−４  曲面
１３  赤熱軟化表面層
１４、１５、１６、１７、１８  隙間
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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