(57)【要約】【課題】  比較的簡略な手段であるにもかかわらず強固な接合強度を確保することができ、しかも効率的な組込み接合工程を確保し得るディーゼルエンジン用のコモンレールおよびその製造方法の提供。【解決手段】  本管レールの周壁部に穿設された分岐孔の外側の周面部に、前記流通路に通ずる分岐体を連接するために円錐状に開口する受圧座面を形成し、該受圧座面と前記分岐体の接続頭部に設けられた押圧座面とを当接係合して、前記本管レールに溶接によって取着した螺子ボスと、予め前記分岐体側に組込んだナットとを螺合して、該分岐体の接続頭部首下における押圧に伴う締着によって、本管レールと分岐体とを一体として接続するコモンレールにおいて、前記螺子ボスの本管レールとの接続面側に設けたフランジ部の平坦な接合端面と本管レールの分岐孔周辺に形成した平坦な接合端面を、高エネルギービーム溶接にて接合することを特徴とする。【選択図】    図１
2008298061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心内部に流通路を有する管状の本管レールにおける軸方向の周壁部に、少なくとも１つの分岐孔が穿設され、該分岐孔の外側の周面部には前記流通路に通ずる分岐体を連接するための円錐状に開口する受圧座面が形成され、該受圧座面と前記分岐体の接続頭部に設けられた押圧座面とを当接係合せしめ、前記本管レールに溶接によって取着された螺子ボスと、予め前記分岐体側に組込まれたナットとが螺合して、該分岐体の接続頭部首下における押圧に伴う締着により、本管レールと分岐体とが一体として接続されるコモンレールにおいて、前記螺子ボスの本管レールとの接続面側に設けられたフランジ部の表面に形成された平坦な接合端面と、前記本管レールの分岐孔の周辺に形成された平坦な接合端面とが高エネルギービーム溶接を介して、すみ肉溶接を伴うことなく接合されていることを特徴とするコモンレール。
【請求項２】
前記螺子ボスのフランジ部の表面に形成される平坦な接合端面と、本管レールの分岐孔周辺に形成される平坦な接合端面は、それぞれその輪郭の形状の少なくとも一部が同一であり、かつ該輪郭形状の同一部分の少なくとも一部の両接合端面が前記溶接により接合されていることを特徴とする請求項１記載のコモンレール。
【請求項３】
前記螺子ボスのフランジ部が矩形もしくは円形に形成され、その表面に形成される平坦な接合端面が、矩形もしくは円形の平端面であることを特徴とする請求項１または２に記載のコモンレール。
【請求項４】
前記接合部の溶接長さが分岐孔中心に対しほぼ対称に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコモンレール。
【請求項５】
前記本管レールの分岐孔周辺に形成される平坦な接合端面が、単一もしくは軸心に沿った長手方向に、所定の間隔を隔てて複数形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のコモンレール。
【請求項６】
前記本管レールが鍛造レールもしくは鋼管レールであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコモンレール。
【請求項７】
前記本管レールの軸方向の周壁部に平坦な接合端面を有する凸部が形成され、該凸部に前記螺子ボスのフランジ部表面に形成された平坦な接合端面が、ほぼ同一輪郭形状を有して嵌合して接合されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコモンレール。
【請求項８】
前記本管レールに形成される平坦な接合端面を有する凸部が、前記螺子ボスのフランジ部表面に形成される平坦な接合端面と、その輪郭形状の少なくとも一部でほぼ同一に形成されることを特徴とする請求項７に記載のコモンレール。
【請求項９】
前記本管レールの軸方向の周壁部に平坦な接合端面を有する凹部が形成され、該凹部に前記螺子ボスのフランジ部表面に形成された平坦な接合端面が、凹凸嵌合後して接合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコモンレール。
【請求項１０】
前記本管レールに形成される平坦な接合端面を有する凹部が、前記螺子ボスのフランジ部表面に形成される平坦な接合端面と、その輪郭形状の少なくとも一部でほぼ同一に形成されることを特徴とする請求項９に記載のコモンレール。
【請求項１１】
軸心内部に流通路を有する管状の本管レールにおける軸方向の周壁部に、少なくとも１つの分岐孔を穿設し、該分岐孔の外側の周面部に、前記流通路に通ずる分岐体を連接するために円錐状に開口する受圧座面を形成し、該受圧座面と前記分岐体の接続頭部に設けられた押圧座面とを当接係合して、前記本管レールに溶接によって取着した螺子ボスと、予め前記分岐体側に組込んだナットとを螺合して、該分岐体の接続頭部首下における押圧に伴う締着によって、本管レールと分岐体とを一体として接続するコモンレールにおいて、前記螺子ボスの本管レールとの接続面側にフランジ部を設け、該フランジ部の表面に平坦な接合端面を形成して、前記本管レールの分岐孔の周辺に予め形成した平坦な接合端面に当接し、両接合端面を高エネルギービーム溶接によって、すみ肉溶接を伴うことなく接合することを特徴とするコモンレールの製造方法。
【請求項１２】
溶接後、分岐孔および受圧座面を加工することを特徴とする請求項１１に記載のコモンレールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料多岐管や高圧燃料ブロックのような燃料レールにおける分岐枝管もしくは分岐継手金具等による分岐接続体の接続構造に係り、より詳しくは噴射管等の取付け用の分岐孔が穿設された本管レールに、噴射管等の分岐体を固定するための螺子ボスが接合されたディーゼルエンジン用コモンレールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インジェクタから高圧の燃料を直接燃焼室に供給する直噴式内燃機関は、ディーゼルエンジンを主流として発展してきたが、高圧燃料を燃焼室に噴射する噴射管などを連結するための分岐体の接続構造としては、例えば図９に示すように内周部に流通路１１−１を有する本管レール１１の周壁部に、外方に円錐形状に開口する受圧座面１１−３が形成された貫孔１１−２を設け、該貫孔１１−２の受圧座面１１−３近傍の本管レール１１外周部を囲繞するリング形状の継手金具１３を用いて、軸心に流路１２−１を有すると共に、その先端に先細円錐形状の押圧座面１２−３が形成された接続頭部１２−２を有する分岐接続体１２を当接し、前記継手金具１３に突設した螺子壁部１３−１と、予め分岐接続体１２に組込まれた雄ナット１４による螺合により、分岐接続体１２の外周面に予め装着されたスリーブワッシャ１５共々に、前記接続頭部１２−２の首下での押圧で締結される構造が知られている。しかしかかる従来の接続構造においては、本管レール１１と分岐接続体１２との間に介在するリング形状の継手金具１３によって、接続部における重量が嵩んで製品重量の軽量化の妨げになるばかりでなく、該継手金具１３は単に本管レール１１に外嵌された構造であるためにその位置決めが容易でなく、運転時の振動や衝撃によって該継手金具１３が管軸方向にずれる虞もあり、そのことに起因して緩みを招いて燃料漏れを誘発することも懸念され、早急に解決を望まれる大きな課題が残されていた。
【０００３】
このような上記従来の接続構造の不都合を解消する手段の一例として、図１０に示すコモンレールにおける分岐接続体の接続構造が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。この分岐接続体の接続構造は、前記リング状の継手金具１３に替えて、円筒状のスリーブニップル２３を採用したもので、その構造は、軸心内部に流通路２１−１を有する本管レール２１の軸方向の周壁部に間隔を保持して複数の貫孔２１−２を設け、かつ各貫孔２１−２の外周側の周面部に、前記本管レールの流通路２１−１に通ずる流路２２−１を有する分岐接続体２２を連接するために形成した受圧座面２１−３の周辺部に、その内周面（もしくは外周面）に螺子面２４−１を設けた円筒状のスリーブニップル２３を、該スリーブニップル２３の基端部が、前記受圧座面２１−３近傍における本管レール２１の外周壁面に接するようにして、溶接もしくはろう付によって接合し、前記分岐接続体２２の端部に設けた接続頭部２２−２の円錐状の押圧座面２２−３を前記受圧座面２１−３に当接係合せしめ、本管レール２１に取付けた前記スリーブニップル２３と、予め前記分岐接続体２２側に組込んだ雄ナット２４の螺合によって、前記接続頭部２２−２での押圧に伴なう締結で接続する構成となしたものである。
【特許文献１】特開平１０−２１３０４４号公報
【特許文献２】特開平１０−３１８０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１および２において提案されたコモンレールにおける分岐接続体の接続構造によれば、従来の継手金具に替えてその内周面に雌螺子もしくはその外周面に雄螺子の、いずれかの螺子面が設けられた円筒状スリーブニップル２３を採用し、該スリーブニップル２３を直接、あるいは該スリーブニップルの基端部に設けられたフランジ部を介して、本管レール２１外周面における前記受圧座面２１−３の周辺部に溶接もしくはろう付によって接合することにより、接続部周辺における製品重量の軽量化を図り、かつ安定的固着手段によってその位置決めを容易とし、運転時の振動や衝撃によるずれや緩みもなくなり、それに起因する燃料漏れが未然に防止されるなど、優れた効果が確認されている。しかしながら、上記特許文献１および２における分岐接続体の接続構造は、継手金具に代わる螺子面付きのスリーブニップル（螺子ボス）の本管レールへの接合が、同公報に開示される各実施例からも明らかなように溶接によって行われ、より具体的には螺子ボスの外径もしくは螺子ボスの基端部に設けられたフランジ部に比較して、本管レール側の外径あるいは幅が大きいために全てすみ肉溶接（肉盛り溶接）によって行わざるを得ず、このすみ肉溶接は欠肉を生じ易いという本来的な問題がある上に、これらの接続構造、とりわけ螺子ボスや本管レールとして用いられる鋼材に対しては、その過酷な使用条件を克服するために含有カーボン量の比較的多い（少なくとも０．２％以上、多くは０．４３％以上含有する）高抗張力鋼材が用いられるが、鋼材中に含まれるカーボン量が多くなるほど肉盛り部分に溶接割れが生じ易く、接合部分の信頼性においてなお不十分であるという新たな問題が生じていた。一方、上記した従来の分岐接続体の接続方法においては、組込み接合工程に際して燃料噴射管を含む全ての接続部材を、燃料本管レールに組込んだ状態でろう付炉にセットするという方法も開示されているが、スペース上の制約が生じてろう付の作業性が著しく低下するという未解決な課題も残されていた。
【０００５】
本発明は、係る従来技術に残された課題を解決することを初期の目的とするものであり、高圧燃料による繰り返しの接触、運転中の振動や衝撃など過酷な条件に対して、十分に耐えることができるカーボン含有量が０．２％以上、好ましくは０．４％以上の高抗張力鋼材を素材として採用しながら、比較的簡略な手段であるにもかかわらず強固な接合強度を確保することができ、しかも効率的な組込み接合工程が確保し得るディーゼルエンジン用のコモンレールおよびその製造方法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】
上記課題を解決するための本発明に係るディーゼルエンジン用のコモンレールは、軸心内部に流通路を有する管状の本管レールにおける軸方向の周壁部に、少なくとも１つの分岐孔が穿設され、該分岐孔の外側の周面部には前記流通路に通ずる分岐体を連接するための円錐状に開口する受圧座面が形成され、該受圧座面と前記分岐体の接続頭部に設けられた押圧座面とを当接係合せしめ、前記本管レールに溶接によって取着された螺子ボスと、予め前記分岐体側に組込まれたナットとが螺合して、該分岐体の接続頭部首下における押圧に伴う締着により、本管レールと分岐体とが一体として接続されるコモンレールにおいて、前記螺子ボスの本管レールとの接続面側に設けられたフランジ部の表面に形成された平坦な接合端面と、前記本管レールの分岐孔の周辺に形成された平坦な接合端面とが高エネルギービーム溶接を介して、すみ肉溶接を伴うことなく接合されていることを特徴とするものである。なお、高エネルギービーム溶接は、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接、プラズマ溶接等である。
【０００７】
また、本発明の上記コモンレールは、前記螺子ボスのフランジ部の表面に形成される平坦な接合端面と、本管レールの分岐孔周辺に形成される平坦な接合端面が、それぞれその輪郭の形状の少なくとも一部が同一であり、かつ該輪郭形状の同一部分の少なくとも一部の両接合端面が前記溶接により接合されていることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、本発明の上記コモンレールは、前記螺子ボスのフランジ部が矩形もしくは円形に形成され、その表面に形成される平坦な接合端面が、矩形もしくは円形の平端面であることを特徴とするものである。
【０００９】
またさらに、本発明の上記コモンレールは、前記接合部の溶接長さが分岐孔中心に対しほぼ対称に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の上記コモンレールはまた、前記本管レールの分岐孔周辺に形成される平坦な接合端面が、単一もしくは軸心に沿った長手方向に、所定の間隔を隔てて複数形成されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の上記コモンレールはさらに、前記本管レールが鍛造レールもしくは鋼管レールであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の上記コモンレールにおいては、前記本管レールの軸方向の周壁部に平坦な接合端面を有する凸部が形成され、該凸部に前記螺子ボスのフランジ部表面に形成された平坦な接合端面が、ほぼ同一輪郭形状を有して嵌合して接合されていることを好ましい態様とするものである。
【００１３】
また、本発明の上記コモンレールにおいては、前記本管レールに形成される平坦な接合端面を有する凸部が、前記螺子ボスのフランジ部表面に形成される平坦な接合端面と、その輪郭形状の少なくとも一部でほぼ同一に形成されることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明の上記コモンレールにおいては、前記本管レールの軸方向の周壁部に平坦な接合端面を有する凹部が形成され、該凹部に前記螺子ボスのフランジ部表面に形成された平坦な接合端面が、凹凸嵌合後して接合されていることを好ましい態様とするものである。
【００１５】
本発明の上記コモンレールはまた、前記本管レールに形成される平坦な接合端面を有する凹部が、前記螺子ボスのフランジ部表面に形成される平坦な接合端面と、その輪郭形状の少なくとも一部でほぼ同一に形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のディーゼルエンジン用コモンレールの製造方法は、軸心内部に流通路を有する管状の本管レールにおける軸方向の周壁部に、少なくとも１つの分岐孔を穿設し、該分岐孔の外側の周面部に、前記流通路に通ずる分岐体を連接するために円錐状に開口する受圧座面を形成し、該受圧座面と前記分岐体の接続頭部に設けられた押圧座面とを当接係合して、前記本管レールに溶接によって取着した螺子ボスと、予め前記分岐体側に組込んだナットとを螺合して、該分岐体の接続頭部首下における押圧に伴う締着によって、本管レールと分岐体とを一体として接続するコモンレールにおいて、前記螺子ボスの本管レールとの接続面側にフランジ部を設け、該フランジ部の表面に平坦な接合端面を形成して、前記本管レールの分岐孔の周辺に予め形成した平坦な接合端面に当接し、両接合端面を高エネルギービーム溶接によって、すみ肉溶接を伴うことなく接合することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記本発明のディーゼルエンジン用コモンレールの製造方法においては、溶接後分岐孔および受圧座面加工を施してもよい。
【００１８】
さらに、上記本発明のディーゼルエンジン用のコモンレールの製造方法において、前記螺子ボスのフランジ部の表面に形成する平坦な接合端面と、本管レールの分岐孔周辺に形成する平坦な接合端面とが、それぞれその輪郭の形状を同一にして形成し、該螺子ボスのフランジ部を矩形もしくは円形とし、その表面に形成される平坦な接合端面が、それに準じた形状の平端面であることを好ましい態様とし、また、本管レールとしては、鍛造レールもしくは鋼管レールであることが好ましい。さらにまた、本発明方法では、前記本管レールの軸方向の周壁部に、切削もしくは研削等の機械的加工手段によって平坦な凸部を形成するが、該凸部は前記螺子ボスのフランジ部表面に形成した平坦な接合端面と、その輪郭形状の少なくとも一部を同一に形成し、かつ該輪郭形状の同一部分の少なくとも一部の両接合端面を高エネルギービーム溶接によって接合することを好ましい態様とするものである。
【００１９】
なお、本発明方法においては、本管レールの軸方向の周壁部に形成する平坦な接合端面を、前記凸状の接合端面に代えて凹部として形成し、該凹部に前記螺子ボスのフランジ部に形成した平坦な接合端面を、凹凸嵌合によって組み込んでもよく、その際、本管レールに形成する前記凹部は、前記螺子ボスのフランジ部に形成した平坦な接合端面と、その輪郭形状を同一にして形成することが望ましい。また、本管レールの軸心に沿ってその周壁部に形成する前記凸部もしくは凹部を、本管レールの全長に亘って形成し、その間に分岐接続体に連通する分岐孔を所定の間隔を隔てて複数穿設してもよく、あるいは前記凸部もしくは凹部を分岐孔毎に個別に形成してもよい。なお、分岐孔に個別に形成される前記凸部もしくは凹部からなる接合端面は、本管レールの軸心に対して交差して設けることも可能である。さらに前記円筒状の接合端面においては、高エネルギービーム溶接を全周に亘って施す必要はなく、該接合端面の周方向に沿って円弧状に接合することを妨げるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るコモンレールにおける分岐接続体の接続構造によれば、本管レールの流通路と分岐接続体の流路とを連接するために介在する螺子ボスの、本管レールとの接続面側に設けられるフランジ部の表面に、平坦な接合端面を形成すると共に、本管レールにおける分岐孔の周辺にも、該フランジ部とほぼ同一の輪郭形状を有する平坦な接合端面を形成して、平坦でほぼ同一輪郭の接合端面同士を当接せしめるか、あるいは凹凸嵌合させた後に当接せしめ、該輪郭部の当接部に対して高エネルギービーム溶接を施して、すみ肉溶接を伴うことなく接合することにより、すみ肉溶接特有の欠肉や肉盛りに伴う溶接割れが発生せず、強固な接合状態が長期間に亘って維持される。また、すみ肉溶接を採用しないために本管レールや螺子ボス用の素材として、カーボン含有率が０．２％以上の高い高抗張力鋼を任意に選択して使用することが可能となり、これら接続構造の信頼性がより一層向上する。従ってコモンレールそのものの内圧疲労強度が増し、蓄圧圧力が高い例えば噴射圧が２５０ＭＰａにも及ぶ、ディーゼルエンジン内燃機関における蓄圧式燃料噴射システムとしても好適に用いることができる。一方、本発明によるコモンレールの製造方法によれば、継手金具に代わる螺子ボスの本管レールとの接続面側にフランジ部を設け、該フラン部の表面に平坦な接合端面を形成すると共に、本管レールの分岐孔周辺に前記フランジ部と輪郭形状が同一の接合端面を形成して両端面を当接し、高エネルギービーム溶接によってすみ肉溶接を伴うことなく接合することにより、コモンレールとしての上記の効果がもたらされる上に、接合工程の簡略化に伴う生産性が著しく向上し、その低コスト化が図られるなど優れた効果が期待される。さらに内圧疲労強度の低下や振動疲労強度の低下などの要因が取り除かれ、接続構造体としての耐久性が向上して、その優れた信頼性が長期に亘って保障される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面並びに実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれによって拘束されるものではなく、本発明の主旨の範囲内で自由に設計変更が可能である。
図１は本発明に係る第１実施例によるコモンレールにおける分岐接続体の接続構造を示し、（ａ）はその縦断正面図、（ｂ）は同実施例に組込まれる螺子ボス単体を示す縦断面図、（ｃ）は本管レールの分岐孔の受圧座面周辺を示す要部拡大断面図、図２は同実施例における本管レールと螺子ボスとの接合状態を説明する４面図で、（ａ）はその縦断正面図、（ｂ）はその要部平面図、（ｃ）は本管レールとして用いられる素材としての厚肉鋼管を一部省略して示す斜視図、（ｄ）は同鋼管に分岐孔毎の凸部を形成した状態を一部省略して示す斜視図、図３は本発明に係る第２実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図、図４は本発明に係る第３実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部縦断正面図、（ｂ）はその要部平面図、図５は本発明に係る第４実施例によるコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図、図６は本発明に係る第５実施例によるコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図、図７は本発明に係る第６実施例によるコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図、図８は本発明によるコモンレールの接続構造において用いられる本管レール用の鋼管素材であって、中心部に流通路用の孔が設けられ、その軸心に沿った長手方向の全長に亘り、螺子ボスのフランジ幅に対応する凸部を鍛造、押出し、引抜き加工等によって設けた鋼管であって、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ該鋼管素材に対して本発明に基づく各実施例による接合端面の形成手段を説明するために示す一部省略斜視図である。
【実施例１】
【００２２】
本発明に係る第１実施例のコモンレールは、図２（ｃ）に示すように内部を高圧燃料等の流通路１−１とする管径が３０ｍｍ程度以下の、カーボン含有量０．２％以上、多くは０．４％以上の圧力配管炭素鋼管からなる厚肉鋼管材を素材として採用し、同図（ｄ）に示すように該素材鋼管の外周面に後述する螺子ボス２のフランジ部２−１と、同一の輪郭形状を有する凸部１−２を設けることによって本管レール１が形成される。より具体的には該本管レール１の軸方向の周壁部１−８からその内周壁面１−７の前記流通路１−１に貫通して、単数もしくは間隔を保持して複数個所において、分岐体３に連通するための分岐孔１−３が穿設されるが、本実施例においては図１に示すように本管レール１の周壁部１−８から、流通路１−１に貫通して１個の分岐孔１−３を穿設した。なお、該分岐孔１−３の周壁部１−８側には、分岐体３の接続頭部３−１の先端に形成される円錐状の押圧座面３−２に対応し、これに係圧して流路の気密を維持するための受圧座面１−４が形成されるが、該受圧座面１−４は、図１（ｃ）に拡大して示すように外側に向かって開口するようにして円錐状に形成される。また、前記分岐孔１−３と分岐体３を接続するための継手金具として、本実施例においては図１（ｂ）に示すように内周面に雌螺子２−２が設けられた円筒状部材からなる螺子ボス２が用いられるが、該螺子ボス２の本管レール１との接続面側には、図２（ｂ）に示すように輪郭形状が矩形のフランジ部２−１を設け、該フランジ部２−１の表面に切削加工もしくは研削加工を施すことによって、平坦な接合端面２−３を形成する。
【００２３】
一方、本管レール１の周壁部１−８における前記分岐孔１−３の受圧座面１−４の周辺部には、図１（ｃ）に拡大して示すように機械的な切削加工を施して凸部１−２を形成するが、該凸部１−２の輪郭形状は前記螺子ボス２のフランジ部２−１とほぼ同一の形状とし、該凸部の表面に切削加工もしくは研削加工を施すことによって平坦な接合端面１−５を形成し、両者の平坦な接合端面１−５および２−３を相互に当接して、図２（ａ）および（ｂ）に示すようにその側面をレーザービーム溶接、電子ビーム溶接、プラズマ溶接等の高エネルギービーム溶接、好ましくはレーザービーム溶接によって接合して、本管レール１と螺子ボス２とを一体として結合し、その後前記螺子ボス２の上方から分岐体３を嵌挿し、該分岐体３の接続頭部３−１先端の押圧座面３−２を、本管レール分岐孔１−３の受圧座面１−４に当接すると同時に、該分岐体３に予め組込んだナット４の雄螺子４−１を、前記螺子ボス２の雌螺子２−２に螺合して、分岐体３の接続頭部３−１の首下における押圧を伴った締着により、本管レールと分岐体とが一体として、かつ流路の機密を維持した状態で接続される。
本実施例の当該コモンレールにおける本管レール１と螺子ボス２との接合部分は、すみ肉溶接を施すことによって接合されていた従来の接合方法と異なり、その接合部分にいわゆる肉盛り溶接部分が形成されておらず、肉盛り溶接部分の欠肉や溶接割れなどの弊害を未然に回避できることが可能となる。加えて、本管レール１と螺子ボス２との接合手段としてすみ肉溶接を採り入れず、高エネルギービーム溶接を採用することによって、その接合工程が簡略化されて生産性が著しく向上すると同時に、素材鋼材として炭素含有量の多く高抗張力を有する圧力配管炭素鋼管の採用が可能となり、溶け込み深さが深く、高圧燃料との繰り返しの接触や、運転時における振動や衝撃に十分に耐えることのできる、強度的にも極めて信頼性の高いコモンレールを、比較的低コストで製造することが可能となる。
なお、本実施例では、分岐孔１−３と受圧座面１−４を螺子ボス２の溶接前に加工した例を示したが、螺子ボス溶接後に加工すると螺子ボス２の雌螺子２−２との同芯度が向上して好ましい。
【実施例２】
【００２４】
本実施例は、本管レールの１ａの周壁部１ａー８に形成する凸部１ａ−２を、図３（ａ）および（ｂ）に示すように本管レール１ａの軸心に沿った長手方向全長に亘って設け、該凸部の複数箇所に所定の間隔を隔てて、図示を省略する分岐孔を形成して、該分岐孔に対応して複数の螺子ボス２を接合した以外は、上記実施例１と同様にしてコモンレールを製造する例である。本実施例においても、得られるコモンレールは、その生産性並びに接続構造体としての信頼性において実施例１と同様の優れた効果が期待できる。
【実施例３】
【００２５】
本実施例は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本管レール１ｂの周壁部１ｂー８に形成した凹部１ｂ−２に円筒状の接合端面１ｂ−５を形成し、螺子ボス２ａのフランジ部２ａ−１の輪郭形状を該接合端面１ｂ−５と同形状の円形とすると共に、高エネルギービーム溶接のエネルギー照射を、該フランジ部２ａ−１の背面から下方に向かい、同図（ｂ）に示すように分岐孔１ｂ−３の中芯と対称に円弧状に照射して高エネルギービーム溶接を施した以外は、上記実施例１と同様にしてコモンレールを製造する例である。本実施例においても、得られるコモンレールは、その生産性並びに接続構造体としての信頼性において実施例１と同様の優れた効果が期待できる。
【実施例４】
【００２６】
本実施例は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように本管レール１ｃの周壁部１ｃ−８に、図示を省略する分岐孔毎に螺子ボス２ｂの矩形フランジ部２ｂ−１と同形状の凹部１ｃ‐６を設け、該凹部１ｃ−６に螺子ボス２ｂの矩形フランジ部２ｂ−１を凹凸嵌合させ、該凹部１ｃ−６に形成された平坦な接合端面１ｃ−５と、螺子ボス２ｂの矩形フランジ部２ｂ−１の表面に形成された接合端面とを当接し、同図（ａ）に示すように矩形フランジ部２ｂ−１の背面から下方に向けて高エネルギービーム溶接のエネルギー照射を実施して、その両側面を接合した以外は上記実施例１と同様にしてコモンレールを製造する例である。本実施例においても、得られるコモンレールは、その生産性並びに接続構造体としての信頼性において実施例１と同様の優れた効果が期待できる。
【実施例５】
【００２７】
本実施例は、本管レールの１ｄの周壁部１ｄ−８に形成する凹部１ｄ−６を、図６（ａ）および（ｂ）に示すように本管レール１ｄの軸心に沿った長手方向全長に亘って設け、該凹部１ｄ−６の複数箇所に所定の間隔を隔てて、図示を省略する分岐孔を形成して、該分岐孔に対応して複数の螺子ボス２ｂを接合した以外は、上記実施例４と同様にしてコモンレールを製造する例である。本実施例においても、得られるコモンレールは、その生産性並びに接続構造体としての信頼性において上記実施例４と同様の優れた効果が期待できる。
【実施例６】
【００２８】
本実施例は、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、本管レール１ｅの周壁部１ｅ−８に形成される凹部１ｅ−６を、本管レール１ｅの軸心に対して直角に交差するように設けた以外は、上記実施例４と同様にしてコモンレールを製造する例である。本実施例においても、得られるコモンレールは、その生産性並びに接続構造体としての信頼性において上記実施例４と同様の優れた効果が期待できる。
【００２９】
上記の各実施例においては、本管レール用の素材として厚肉の炭素鋼鋼管を採用したが、本発明に基づく他の実施例においては該素材鋼管を、図８（ａ）に示すような鋼管、すなわち鍛造、押出し、引抜き加工等によって、軸心に流路１ｋ−１となる貫孔が設けられると共に、その周壁部に凸部１ｋ−２が形成された素材鋼管１ｋを製造し、軸心の貫孔に対して必要に応じて切削加工もしくは研削加工を施して流路１ｋ−１に仕上げると共に、前記凸部１ｋ−２に対しては同図（ｂ）に示すように、その上面の角の部分にＲ部分がなくなるまで切削加工もしくは研削加工等を施し、その後同図（ｃ）に示すように図示を省略する分岐孔の周辺部を、図示しない螺子ボスのフランジの輪郭形状、すなわち矩形フランジの場合はそのフランジ幅に合わせて切削して凸部１ｇ−２を設け、その表面が平坦な接合端面１ｇ−５として供される本管レール１ｇとなり、また、他例においては同図（ｄ）に示すようにその凸部１ｈ−２を、本管レール１ｈの軸方向の周壁部全長に亘って設け、その表面を接合端面１ｈ−５として供することもでき、さらに他の実施例においては同図（ａ）に示す素材鋼管１ｋの凸部１ｋ−２に、同図（ｅ）に示すように本管レール１ｉの軸心方向全長に亘る凹部１ｉ−４を設け、該凹部１ｉ−４の底の部分における図示を省略する分岐孔の周辺部分を、図示しない螺子ボスのフランジ部の表面に形成される接合端面と当接する、本管レール１ｉの接合端面１ｉ−５として供することもでき、さらに他の実施例においては、同図（ｆ）に示すように本管レール１ｊの分岐孔毎に設ける凹部１ｊ−４を、該本管レール１ｊの軸心に対して直角に交差するように設け、その凹部１ｊ−４の表面を図示しない螺子ボスのフランジ部の表面に形成される接合端面と当接する、本管レール１ｊの接合端面１ｊ−５として供することもでき、これらいずれの実施例においても上記各実施例と比較してその生産性並びに接続構造体としての信頼性において同等程度の優れた効果が期待できる。
【００３０】
なお、上記の各実施例においては螺子ボスの構造として、円筒部内周面に雌螺子が形成されたもののみを開示したが、本発明による螺子ボスはこれによって制限されるものではなく、該螺子ボスの円筒状の外周面に雄螺子を設け、予め分岐体に組込まれるナットを、内周面に雌螺子が設けられた袋ナットとし、その両者を螺合せしめて分岐体の接続頭部首下における押圧に伴って締着する構造を任意に選択することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
上記各実施例からも明らかなように本発明のコモンレールは、本管レールの流通路と分岐接続体の流路とを連接するために介在する螺子ボスの、本管レールとの接続面側に設けられるフランジ部の表面に平坦な接合端面を形成すると共に、本管レールにおける分岐孔の周辺にも、前記フランジ部と同一の輪郭形状の平坦な接合端面を形成して、その平坦で同一輪郭の接合端面同士を当接せしめるか、あるいは凹凸嵌合させた後に当接せしめた後、該当接部分に対して高エネルギービーム溶接を施して、すみ肉溶接を伴うことなく接合することにより、すみ肉溶接特有の欠肉や肉盛りに伴う溶接割れが発生せず、強固な接合状態が長期間に亘って保障される。また、すみ肉溶接を採用しないために本管レールや螺子ボス用の素材として、カーボン含有率の高い炭素鋼や合金鋼等の高抗張力鋼を任意に使用することができるために、これらの接続構造の信頼性がより一層向上する。従ってコモンレールそのものの内圧疲労強度が増し、蓄圧圧力が高い噴射システム、例えば噴射圧が２５０ＭＰａにも及ぶディーゼル内燃機関における蓄圧式燃料噴射システムとしても好適に用いることができる。一方、本発明のコモンレール製造方法によれば、継手金具に代わる螺子ボスの本管レールとの接続面側にフランジ部を設け、該フランジ部の表面に平坦な接合端面を形成すると共に、本管レールの分岐孔周辺に前記フランジ部と輪郭形状がほぼ同一の接合端面を形成して両端面を当接し、高エネルギービーム溶接によってすみ肉溶接を伴うことなく接合することにより、コモンレールとして上記のような効果がもたらされる上に、その接合工程の簡略化に伴う生産性の向上と、低コスト化が図られるなど優れた効果を奏することができ、上記ディーゼル内燃機関における蓄圧式燃料噴射システムをはじめ、本管レールからインジェクタへ、噴射管にて配管する分岐接続体の接続構造として幅広い用途が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る第１実施例のコモンレールにおける分岐接続体の接続構造を示し、（ａ）はその縦断正面図、（ｂ）は同実施例に組込まれる螺子ボス単体を示す縦断面図、（ｃ）は本管レールの分岐孔の受圧座面周辺を示す要部拡大断面図である。
【図２】同実施例における本管レールと螺子ボスとの接合状態を説明する４面図で、（ａ）はその縦断正面図、（ｂ）はその要部平面図、（ｃ）は本管レールとして用いられる素材としての厚肉鋼管を一部省略して示す斜視図、（ｄ）は同鋼管に分岐孔毎の凸部を形成した状態を一部省略して示す斜視図である。
【図３】本発明に係る第２実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図である。
【図４】本発明に係る第３実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部縦断正面図、（ｂ）はその要部平面図である。
【図５】本発明に係る第４実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図である。
【図６】本発明に係る第５実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図である。
【図７】本発明に係る第６実施例のコモンレールの接続構造を示す２面図で、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は本管レール単体の全体構造を一部省略して示す斜視図である。
【図８】本発明によるコモンレールの接続構造において用いられる本管レール用の鋼管素材であって、中心部に流通路用の孔が設けられ、その軸心に沿った長手方向の全長に亘り、螺子ボスのフランジ幅に対応する凸部を鍛造、押出し、引抜き加工等によって設けた鋼管であって、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ該鋼管素材に対して本発明に基づく各実施例による接合端面の形成手段を説明するために示す一部省略斜視図である。
【図９】従来例のコモンレールにおける分岐接続体の接続構造を説明するための一部切り欠き要部拡大断面図である。
【図１０】他の従来例のコモンレールにおける分岐接続体の接続構造を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、
１ｉ、１ｊ  本管レール
１−１、１ａ−１、１ｂ−１、１ｃ−１、１ｄ−１、１ｅ−１、
１ｆ−１、１ｇ−１、１ｈ−１、１ｉ−１、１ｊ−１  流通路
１−２、１ａ−２、１ｇ−２、１ｈ−２  凸部
１−３、１ａ−３、１ｂ−３  分岐孔
１−４  受圧座面
１ｂ−２、１ｉ−４、１ｊ−４  凹部
１−５、１ａ−５、１ｂ−５、１ｃ−５、１ｄ−５、１ｅ−５
１ｇ−５、１ｈ−５、１ｉ−５、１ｊ−５  接合端面
１ｃ−６、１ｄ−６、１ｅ−６  凹部
１−７、１ａ−７、１ｂ−７、１ｃ−７、１ｄ−７、１ｅ−７
１ｆ−７  内周壁面
１−８、１ａ−８、１ｂ−８、１ｃ−８、１ｄ−８、１ｅ−８
１ｆ−８  周壁面
１ｋ  鋼管素材
１ｋ−１  貫孔
１ｋ−２  凸部
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  螺子ボス
２−１、２ａ−１、２ｂ−１、２ｃ−１  フランジ部
２−２、２ａ−２、２ｂ−２、２ｃ−２  雌螺子
２−３、２ａ−３、２ｂ−３、２ｃ−３  接合端面
３  分岐体
３−１  接続頭部
３−２  押圧座面
３−３  流路
４  ナット
４−１  雄螺子
【図１】
2008298061.tif 000003
【図２】
2008298061.tif 000004
【図３】
2008298061.tif 000005
【図４】
2008298061.tif 000006
【図５】
2008298061.tif 000007
【図６】
2008298061.tif 000008
【図７】
2008298061.tif 000009
【図８】
2008298061.tif 000010
【図９】
2008298061.tif 000011
【図１０】
2008298061.tif 000012