(57)【要約】【課題】接続座金（ワッシャやスリーブワッシャ）の塑性変形を防止して高いシール性能が得られる接続頭部を有する高圧燃料噴射管の提供。【解決手段】比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、外側周面を相手座部へのシート面とする接続頭部を設け、該接続頭部の成形に伴なって生ずる該頭部内側の環状凹溝部を深さが浅くかつなだらかとなし、前記接続頭部の首下部外周面に接続座金を嵌着した構成となした高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない少なくとも２段以上の階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記接続座金の内周面に設けて相互に当接させた構造となしたことを特徴とする。【選択図】      図１
2004190580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、外側周面を相手座部への截頭円錐状もしくは先端部を球面状となした截頭円錐状のシート面とする接続頭部を設け、該接続頭部の成形に伴なって生ずる該頭部内側の環状凹溝部を深さが浅くかつなだらかとなし、前記接続頭部の首下部外周面に接続座金を嵌着した構成となした高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない少なくとも２段以上の階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記接続座金の内周面に設けて相互に当接させた構造となしたことを特徴とする接続頭部を有する高圧燃料噴射管。
【請求項２】
前記接続頭部背面に設ける階段状段部は２段ないし５段となしたことを特徴とする請求項１記載の接続頭部を有する高圧燃料噴射管。
【請求項３】
前記接続座金は一体形もしくは径の異なる複数個の薄肉のスリーブからなる分割形であることを特徴とする請求項１または２記載の接続頭部を有する高圧燃料噴射管。
【請求項４】
比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、外側周面を相手座部への截頭円錐状もしくは先端部を球面状となした截頭円錐状のシート面とする接続頭部を設け、該接続頭部の成形に伴なって生ずる該頭部内側の環状凹溝部を深さが浅くかつなだらかとなし、前記接続頭部の首下部外周面に接続座金を嵌着した構成となした高圧燃料噴射管において、前記接続座金を無くして当該接続座金部を締付け用ナットに一体に設け、前記接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない少なくとも２段以上の階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記締付け用ナットの接続座金部内周面に設けて相互に当接させた構造となしたことを特徴とする接続頭部を有する高圧燃料噴射管。
【請求項５】
前記接続頭部背面に設ける階段状段部の管軸線に対する傾斜角θは２０度〜５０度とすることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の接続頭部を有する高圧燃料噴射管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディーゼル内燃機関における燃料の供給路などとして配設多用される管径４ｍ／ｍ乃至２０ｍ／ｍ、肉厚１ｍ／ｍ乃至８ｍ／ｍ程度の比較的細径からなる厚肉鋼管による接続頭部を有する高圧燃料噴射管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接続頭部を有する高圧燃料噴射管としては、図１２、図１３に例示するように、厚肉鋼管１１の端部に設けてなる外側周面をシート面１３とする截頭円錐状の接続頭部１２が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、該頭部内周面に深くかつ大きな環状の鋭角なしわ１７あるいはポケットを生ぜしめて構成され、また接続頭部１２の首下部には、接続頭部１２を相手シール面に取付けるために有効な軸力を付与するのに必要な部品として、あるいは振動がかかった時の補強としてワッシャ（接続座金）１４、あるいはスリーブワッシャ（接続座金）１５が嵌着されていた。
【０００３】
しかしながら、このような従来の接続頭部を有する高圧燃料噴射管は、前記頭部内側に生じた深くかつ大きな環状の鋭角なしわ１７あるいはポケットによって、配設使用時の高圧流体に起因して該しわ部あるいはポケット部が疲労破壊の起点となるという問題があった。
そこで、かかる対策として、本出願人は図１４に示すごとく接続頭部１２の首下部外周面（背面部）を覆い、該接続頭部側にフラットな斜面からなる面取り部１６ａを設けた密着形の接続座金１６を用いた高圧燃料噴射管を先に提案した。
この高圧燃料噴射管の場合は、接続頭部１２の首下部外周面を覆う面取り部１６ａを設けた接続座金１６の作用により、挫屈成形で該頭部内側にでき易い鋭角なしわあるいはポケットを浅くかつなだらかな断面の環状凹溝１８とすることができることとなり、該頭部内部での応力集中による疲労破壊の起点となる可能性を減少させることができるという効果が得られる。
しかしながら、上記した図１４に示す高圧燃料噴射管の場合は、噴射圧が上昇してシールのために必要な軸力が大きくなると、ワッシャやスリーブワッシャが軸力により変形し易く、その結果十分なシール面圧が得られないという問題があった。すなわち、図１４に示すフラットな斜面からなる面取り部１６ａを有する接続座金１６では、シート面のシールに必要な高い軸力を負荷した時に、面取り部１６ａによるくさび効果でワッシャやスリーブワッシャに作用する周方向応力が高くなり、そのためワッシャやスリーブワッシャが塑性変形して外径が大きくなり、その結果シール面圧が低下してシール性能が低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した図１４に示す高圧燃料噴射管の問題を解決するためになされたもので、ワッシャやスリーブワッシャの塑性変形を防止して高いシール性能が得られる接続頭部を有する高圧燃料噴射管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】
本発明は上記目的を達成するため、比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、外側周面を相手座部への截頭円錐状もしくは先端部を球面状となした截頭円錐状のシート面とする接続頭部を設け、該接続頭部の成形に伴なって生ずる該頭部内側の環状凹溝部を深さが浅くかつなだらかとなし、前記接続頭部の首下部外周面に接続座金を嵌着した構成となした高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない少なくとも２段以上の階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記接続座金の内周面に設けて相互に当接させた構造となしたことを特徴とするものである。また、前記接続頭部背面に設ける階段状段部は２段ないし５段となしたことを特徴とする。さらに、前記接続座金は一体形もしくは径の異なる複数個の薄肉のスリーブからなる分割形であることを特徴とするものである。さらにまた、本発明は前記接続座金を無くして当該接続座金部を締付け用ナットに一体に設け、前記接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない少なくとも２段以上の階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記締付け用ナットの接続座金部部内周面に設けて相互に当接させた構造となしたことを特徴とするものである。
そして、本発明の前記接続頭部背面に設ける階段状段部の管軸線に対する傾斜角θは２０度〜５０度とすることを特徴とするものである。
【０００６】
すなわち、本発明は接続頭部の首下部外周面を覆う接続座金に階段状段部を設け、該接続座金の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記接続頭部背面に設けて相互に当接させた構造となしたことにより、斜面によるくさび効果がなくなり接続座金（ワッシャまたはスリーブワッシャ）の拡径方向への塑性変形を防止できることとなり、シール面圧の低下を防止でき高シール性能を得ることができる。また、挫屈成形で生じる該頭部内側の環状凹み溝部（ポケット部）も浅くなだらかとなり、高圧負荷時のポケット部に発生する応力値が低下することとなり、内圧疲労強度が向上する。
【０００７】
本発明において、接続頭部背面に設ける階段状段部の管軸線に対する傾斜角θを２０度〜５０度としたのは、２０度未満ではポケットを浅くかつなだらかな断面にする効果はあるが、ワッシャや締付けナットが長く大きくなって搭載性が悪くなると共に重量が増し、他方、５０度を超えると従来のようにポケットが深くかつなだらかでなくなって効果が乏しくなるためである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の一実施例を示す縦断面図、図２は同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の他の実施例を示す縦断面図、図３は同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の別の実施例を拡大して示す半截縦断面図、図４は同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態のさらに別の実施例を拡大して示す半截縦断面図、図５は接続頭部背面の傾斜角度を示す説明図、図６は本発明の断面形状の異なる一体形ワッシャの一例を拡大して示す縦断面図、図７は本発明の分割形ワッシャの一例を拡大して示す縦断面図、図８は本発明のスリーブワッシャの一例を拡大して示す縦断面図、図９は図１に示す高圧燃料噴射管の頭部成形方法に係る加工工程を示す縦断面による説明図、図１０は同じく高圧燃料噴射管の他の頭部成形方法に係る加工工程を示す縦断面による説明図、図１１はワッシャを有しない高圧燃料噴射管の接続頭部と締付け用ナットの組付け状態の一実施例を示す半截縦断面図であり、１は厚肉鋼管、２−１、２−２は接続頭部、２−１ａ、２−２ａはシート面、２−２ａ´は湾曲凹溝、２−１ｂ、３−１、３ａ−１、３ｂ−５、３ｃ−１、７ａ−１は階段状段部、３、３ａ、３ｂはワッシャ、３ｃはスリーブワッシャ、４は環状凹溝、５、１５はチャック、６はパンチ部材、７、７ａは締付け用ナット、８、８ａは隙間である。
【０００９】
厚肉鋼管１は予め定寸に切断された高圧燃料噴射管用炭素鋼鋼材やステンレス鋼鋼材等よりなる管径４ｍ／ｍないし２０ｍ／ｍ、肉厚１ｍ／ｍないし８ｍ／ｍ程度の比較的細径厚肉管からなる。
【００１０】
図１に示す高圧燃料噴射管は、厚肉鋼管１の接続端部に、外側周面を相手座部への截頭円錐状のシート面２−１ａとする接続頭部２−１を設け、該接続頭部の首下部外周面に斜面部を有しない階段状段部２−１ｂを形成し、この階段状段部２−１ｂを覆う開口端部に該階段状段部２−１ｂに合致する斜面部を有しない階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を、前記接続頭部２−１に相互に当接させた構造となしたものである。環状凹溝４は、内側に深さが浅くかつなだらかな断面の輪郭形状を有している。
【００１１】
同じく図２に示す高圧燃料噴射管は、接続頭部２−２の截頭円錐状のシート面２−２ａの一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝２−２ａ´を設けて環状凹溝４をさらに浅くかつなだらかにした以外は前記図１と同じ構造となしたもので、接続頭部の首下部外周面を覆う開口端部に斜面部を有しない階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を、該ワッシャ３ｂの階段状段部３−１に合致する階段状段部２−１ｂを形成した接続頭部２−１に相互に当接させた構造となしたものである。
【００１２】
同じく図３に示す高圧燃料噴射管は、接続頭部２−１の背面に形成した階段状段部２−１ｂに、該段部の付根部２−１ｃのみに当接しないように階段状段部３−１を形成した一体形ワッシャ３を当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を先に厚肉鋼管１に外嵌しておいた状態で当該厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、前記一体形ワッシャ３を接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる。
【００１３】
さらに、図４に示す高圧燃料噴射管は、構造的には図１、図２に示すものと同様であるが、この噴射管の場合は階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３の階段状段部３−１を有しない内周面と、厚肉鋼管１の外周面との間に隙間８が形成されるように、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに一体形ワッシャ３を当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、前記図３の実施例と同様、階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を先に厚肉鋼管１に外嵌しておいた状態で当該厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、前記一体形ワッシャ３を接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる。
【００１４】
上記した本発明の接続頭部２−１の背面に設ける階段状段部２−１ｂは、図５に示すように管軸線に対する傾斜角θを２０度〜５０度、好ましくは２５度〜４０度とする。
【００１５】
また、本発明のワッシャ３は、前記図１〜図４に示すもの以外に、例えば図６に示すように、接続頭部２−２の背面に当接する開口端部に斜面部を有しない２段の階段状段部３ａ−１を形成した一体形のワッシャ３ａを用いることもできる。このワッシャ３ａの場合は、接続頭部の首下部背面に少なくとも当該ワッシャの２段の階段状段部３ａ−１に対応する２段の階段状（図示せず）を有することはいうまでもない。
【００１６】
前記図１〜図６に示すワッシャ３、３ａはすべて一体形であるが、本発明では一体形に限らず分割形のワッシャを用いることもできる。図７に示すワッシャ３ｂはその一例として、階段状段部を径の異なる複数個のスリーブで構成した分割形ワッシャを示したもので、この分割形ワッシャ３ｂは、径の異なる複数個の薄肉のスリーブ３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｂ−４を相互に重ねて一体化して階段状段部３ｂ−５を形成したものである。なおここでは４個のスリーブで構成した分割形ワッシャを示したが、例えば２個あるいは３個のスリーブで構成したものや、１段や複数段の段付きスリーブを組合わせて構成することもできる。
【００１７】
一方、図８に示すスリーブワッシャ３ｃは、接続頭部の首下部背面を覆う開口端部に３段の階段状段部３ｃ−１を形成した一体形のスリーブワッシャを例示したものである。このスリーブワッシャ３ｃの場合も、接続頭部２−１の背面は同じように斜面部を有しない３段の階段状（図示せず）で構成される。
【００１８】
なお、本発明にかかる前記ワッシャ３、３ａ、３ｂの軸方向長さは特に限定するものではないが、管径の０．４倍〜１，５倍程度が適当である。また、同ワッシャワッシャ３、３ａ、３ｂおよびスリーブワッシャ３ｃの階段状段部の段数は、当該ワッシャの軸方向長さや大きさに応じて適宜定めればよく、性能的には５段以上でもよいが、実用上は２段ないし３段で十分である。
【００１９】
つぎに、本発明に係る高圧燃料噴射管の頭部成形方法を図９、図１０に基づいて説明す。なおここでは、図１に示す高圧燃料噴射管の場合を例にとり説明する。
図９に示す頭部成形方法は、厚肉鋼管１の接続頭部付近にほぼ円筒状の筒状部と頭部成形側内周に階段状段部３−１を有する前記ワッシャ３を頭部加工代を有して予め外嵌し、この状態においてワッシャ３および厚肉鋼管１をチャック５に保持した状態で当該鋼管１の先端部を成型穴６ａ付きパンチ部材６により軸芯方向へ押圧すると、予め厚肉鋼管１に嵌着したワッシャ３の前記階段状段部３−１に厚肉鋼管１の頭部加工代の部分が塑性流動し、接続頭部２−１が成形されると同時に厚肉鋼管１がワッシャ３の階段状段部３−１内周に密着し、接続頭部２−１の首下部外周面を前記階段状段部３−１付きワッシャ３が覆い、該ワッシャ３の階段状段部３−１に合致する階段状段部２−１ｂが形成されると共に、厚肉鋼管１の先端部に相手座部（図示せず）への先端部を球面状となした截頭円錐状のシート面２−１ａを有する接続頭部２−１が得られる。
【００２０】
また、図１０に示す頭部成形方法は、ワッシャを使用しないでチャックのみで階段状段部を有する接続頭部を成形する方法である。すなわち、この成形方法は、接続頭部２−１の背面に階段状段部２−１ｂを形成するための階段状段部１５−１を形成したチャック１５を用い、予め階段状段部３−１付きワッシャ３（図示せず）を厚肉鋼管１に外嵌してチャック１５の外側に位置させた状態で当該鋼管１の先端部を成型穴６ａ付きパンチ部材６により軸芯方向へ押圧する。この時、チャック１５の階段状段部１５−１に厚肉鋼管１の頭部加工代の部分が塑性流動し、接続頭部２−１が成形されると同時に厚肉鋼管１がチャック１５階段状段部１５−１内周に密着し、接続頭部２−１の首下部外周面を前記階段状段部１５−１が覆い、該階段状段部１５−１に合致する階段状段部２−１ｂが形成されると共に、厚肉鋼管１の先端部に相手座部（図示せず）への截頭円錐状のシート面２−１ａを有する接続頭部２−１が得られる。
【００２１】
図９、図１０に示す頭部成形方法においては、頭部成形時、ワッシャ３およびチャック１５の斜面なし階段状段部３−１、１５−１が成形部外径を拘束することにより、パンチ部材６の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できる環状凹溝４は、深さが浅くかつなだらかな断面の輪郭形状を有するものとなっている。
【００２２】
なお、図２に示す高圧燃料噴射管の場合は、シート面の一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝２−２ａ´を有する接続頭部２−２を形成する関係上、この湾曲凹溝２−２ａ´を形成するための凸部を設けたパンチ部材６を用いる以外は、前記と同様の方法で接続頭部を成形する。したがって、この高圧燃料噴射管の場合もパンチ部材６の押圧による挫屈加工に伴うシート面２−１ａ、２−２ａ、湾曲凹溝２−２ａ´の形成と共に周壁の外側への拡がりによって該頭部内周面にできる環状凹溝４ｂは、深さが浅くかつなだらかな断面の輪郭形状を有するものとなることはいうまでもない。
【００２３】
また、配管接続時に締付け用ナット７を締付けるとワッシャ３、３ａ、３ｂやスリーブワッシャ３ｃ等の接続金具には軸力が作用すると共に、締付け用ナットとの当り面との間の摩擦係数に応じたトルクが伝わり、この伝わったトルクにより接続金具が捩られ、捩られた接続金具はその捩じりエネルギーを接続金具と接続金具の内周面に密着した噴射管の双方で吸収することになるので、噴射圧力の高圧化に伴なって高トルクで過大に締付けた場合には、その過大な締付けトルクで生じる軸力は、接続頭部２−１または２−２の階段状段部２−１ｂ部とワッシャあるいはスリーブワッシャの階段状段部３−１、３ａ−１、３ｂ−５、３ｃ−１端面との間で吸収されることにより、当該ワッシャあるいはスリーブワッシャの拡がりが抑制されるので、ワッシャやスリーブワッシャが塑性変形して外径が大きくなることはない。
【００２４】
上記図１〜図９に示す高圧燃料噴射管は、すべてワッシャやスリーブワッシャを有するものであるが、本発明はワッシャのない高圧燃料噴射管にも適用することができる。
図１１はその一例を示したもので、この高圧燃料噴射管の場合は前記ワッシャ部分を一体に設けて厚肉となした締付け用ナット７ａの内周面に、前記接続頭部の背面に設けた階段状段部２−１ｂに対応する階段状段部７ａ−１を形成し、各階段状段部の軸芯方向段部に隙間８ａが形成されるように、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに締付け用ナット７ａを当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、その組付け手順としては、前記図３、図４に示すものと同様、階段状段部７ａ−１を設けた締付け用ナット７ａを先に厚肉鋼管１に外嵌しておいた状態で当該厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、前記締付け用ナット７ａを接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる。
なおこのワッシャ無し高圧燃料噴射管において、各階段状段部の軸芯方向段部に隙間８ａを設けるのは、締付け用ナット７ａの締付けトルクを軽減するためである。
このワッシャ無し高圧燃料噴射管の場合は、配管接続時に締付け用ナット７ａを締付けると、直接接続頭部２−１に軸力が作用するので、噴射圧力の高圧化に伴なって高トルクで過大に締付けた場合には、その過大な締付けトルクで生じる軸力は、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂ部と締付け用ナット７ａの階段状段部７ａ−１端面との間で吸収されることにより、当該締付け用ナット７ａの拡がりが抑制されるので、締付け用ナット７ａが塑性変形して外径が大きくなることはない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る高圧燃料噴射管は、接続頭部の背面部に斜面部を有しない階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全面的もしくは部分的に対応する階段状段部を、該接続頭部の背面部を覆う密着形の接続座金または締付け用ナットに設けて相互に当接させた構造となしたことにより、斜面によるくさび効果がなくなり接続座金（ワッシャまたはスリーブワッシャ）または締付け用ナットの塑性変形を防止できることとなり、シール面圧の低下を防止でき高シール性能を得ることができ、また、挫屈成形で生じる該頭部内側の環状凹み溝部（ポケット部）も浅くなだらかとなり、該頭部内部での流体圧によるキャビテーションエロージョンの憂いをなくし、さらに疲労破壊の起点となる可能性も大巾に減少するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の他の実施例を示す縦断面図である。
【図３】同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態の別の実施例を拡大して示す半截縦断面図である。
【図４】同じく本発明の高圧燃料噴射管の接続頭部とワッシャの組付状態のさらに別の実施例を拡大して示す半截縦断面図である。
【図５】本発明の高圧燃料噴射管における接続頭部背面の傾斜角度を示す説明図である。
【図６】本発明の断面形状の異なる一体形ワッシャの一例を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の分割形ワッシャの一例を拡大して示す縦断面図である。
【図８】本発明のスリーブワッシャの一例を拡大して示す縦断面図である。
【図９】図１に示す高圧燃料噴射管の頭部成形方法に係る加工工程を示す縦断面による説明図である。
【図１０】同じく高圧燃料噴射管の他の頭部成形方法に係る加工工程を示す縦断面による説明図である。
【図１１】本発明のワッシャを有しない高圧燃料噴射管の接続頭部と締付け用ナットの組付け状態の一実施例を示す半截縦断面図である。
【図１２】従来の高圧燃料噴射管の接続頭部の一例を示す縦断面図である。
【図１３】従来の高圧燃料噴射管の接続頭部の他の例を示す縦断面図である。
【図１４】従来の高圧燃料噴射管の接続頭部の別の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  厚肉鋼管
２−１、２−２  接続頭部
２−１ａ、２−２ａ  シート面
２−２ａ´  湾曲凹溝
３、３ａ、３ｂ  ワッシャ
３ｃ  スリーブワッシャ
２−１ｂ、３−１、３ａ−１、３ｂ−５、３ｃ−１、７ａ−１  階段状段部
４  環状凹溝
５、１５  チャック
６  パンチ部材
７、７ａ  締付け用ナット
【図１】
2004190580.tif 000003
【図２】
2004190580.tif 000004
【図３】
2004190580.tif 000005
【図４】
2004190580.tif 000006
【図５】
2004190580.tif 000007
【図６】
2004190580.tif 000008
【図７】
2004190580.tif 000009
【図８】
2004190580.tif 000010
【図９】
2004190580.tif 000011
【図１０】
2004190580.tif 000012
【図１１】
2004190580.tif 000013
【図１２】
2004190580.tif 000014
【図１３】
2004190580.tif 000015
【図１４】
2004190580.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月3日(2003.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら、このような従来の接続頭部を有する高圧燃料噴射管は、前記頭部内側に生じた深くかつ大きな環状の鋭角なしわ１７あるいはポケットによって、配設使用時の高圧流体に起因して該しわ部あるいはポケット部が疲労破壊の起点となるという問題があった。
そこで、かかる対策として、本出願人は図１４に示すごとく接続頭部１２の首下部外周面（背面部）を覆い、該接続頭部側にフラットな斜面からなる面取り部１６ａを設けた密着形の接続座金１６を用いた高圧燃料噴射管を先に提案した。  この高圧燃料噴射管の場合は、接続頭部１２の首下部外周面を覆う面取り部１６ａを設けた接続座金１６の作用により、挫屈成形で該頭部内側にでき易い鋭角なしわあるいはポケットを浅くかつなだらかな断面の環状凹溝１８とすることができることとなり、該頭部内部での応力集中による疲労破壊の起点となる可能性を減少させることができるという効果が得られる。
しかしながら、上記した図１４に示す高圧燃料噴射管の場合は、噴射圧が上昇してシールのために必要な軸力が大きくなると、ワッシャやスリーブワッシャが軸力により変形し易く、その結果十分なシール面圧が得られないという問題があった。すなわち、図１４に示すフラットな斜面からなる面取り部１６ａを有する接続座金１６では、シート面のシールに必要な高い軸力を負荷した時に、面取り部１６ａによるくさび効果でワッシャやスリーブワッシャに作用する周方向応力が高くなり、そのためワッシャやスリーブワッシャが塑性変形して外径が大きくなって袋ナットの内周面と干渉したり、その結果シール面圧が低下してシール性能が低下する。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
すなわち、本発明は接続頭部の首下部外周面を覆う接続座金に階段状段部を設け、該接続座金の階段状段部に全体的もしくは部分的に対応する階段状段部を前記接続頭部背面に設けて相互に当接させた構造となしたことにより、斜面によるくさび効果がなくなり接続座金（ワッシャまたはスリーブワッシャ）の拡径方向への塑性変形を防止できることとなってワッシャと袋ナットの内周面との干渉や、シール面圧の低下を防止でき高シール性能を得ることができる。また、挫屈成形で生じる該頭部内側の環状凹み溝部（ポケット部）も浅くなだらかとなり、高圧負荷時のポケット部に発生する応力値が低下することとなり、内圧疲労強度が向上する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
同じく図２に示す高圧燃料噴射管は、接続頭部２−２の截頭円錐状のシート面２−２ａの一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝２−２ａ´を設けて環状凹溝４をさらに浅くかつなだらかにした以外は前記図１と同じ構造となしたもので、接続頭部の首下部外周面を覆う開口端部に斜面部を有しない階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を、該ワッシャ３の階段状段部３−１に合致する階段状段部２−１ｂを形成した接続頭部２−１に相互に当接させた構造となしたものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
同じく図３に示す高圧燃料噴射管は、接続頭部２−１の背面に形成した階段状段部２−１ｂに、該段部の付根部２−１ｃのみに当接しないように階段状段部３−１を形成した一体形ワッシャ３を当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、例えば階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を先に厚肉鋼管１に外嵌しておいた状態で当該厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、前記一体形ワッシャ３を接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる手順を用いることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、図４に示す高圧燃料噴射管は、構造的には図１、図２に示すものと同様であるが、この噴射管の場合は階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３の階段状段部３−１を有しない内周面と、厚肉鋼管１の外周面との間に隙間８が形成されるように、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに一体形ワッシャ３を当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、例えば前記図３の実施例と同様、階段状段部３−１を設けた密着形の一体形ワッシャ３を先に厚肉鋼管１に外嵌しておいた状態で当該厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、前記一体形ワッシャ３を接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる手順を用いることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、図１０に示す頭部成形方法は、ワッシャを使用しないでチャックのみで階段状段部を有する接続頭部を成形する方法である。すなわち、この成形方法は、接続頭部２−１の背面に階段状段部２−１ｂを形成するための階段状段部１５−１を形成したチャック１５を用い、当該鋼管１の先端部を成型穴６ａ付きパンチ部材６により軸芯方向へ押圧する。この時、チャック１５の階段状段部１５−１に厚肉鋼管１の頭部加工代の部分が塑性流動し、接続頭部２−１が成形されると同時に厚肉鋼管１がチャック１５階段状段部１５−１内周に密着し、接続頭部２−１の首下部外周面を前記階段状段部１５−１が覆い、該階段状段部１５−１に合致する階段状段部２−１ｂが形成されると共に、厚肉鋼管１の先端部に相手座部（図示せず）への截頭円錐状のシート面２−１ａを有する接続頭部２−１が得られる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
なお、図２に示す高圧燃料噴射管の場合は、シート面の一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝２−２ａ´を有する接続頭部２−２を形成する関係上、この湾曲凹溝２−２ａ´を形成するための凸部を設けたパンチ部材６を用いる以外は、前記と同様の方法で接続頭部を成形する。したがって、この高圧燃料噴射管の場合はパンチ部材６の押圧による挫屈加工に伴うシート面２−１ａ、２−２ａ、湾曲凹溝２−２ａ´の形成と共に周壁の外側への拡がりによって該頭部内周面にできる環状凹溝４ｂは、さらに深さが浅くかつ、よりなだらかな断面の輪郭形状を有するものとなることはいうまでもない。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、配管接続時に締付け用ナット７を締付けるとワッシャ３、３ａ、３ｂやスリーブワッシャ３ｃ等の接続金具には軸力が作用すると共に、締付け用ナットとの当り面との間の摩擦係数に応じたトルクが伝わり、この伝わったトルクにより接続金具が捩られ、捩られた接続金具はその捩じりエネルギーを接続金具と接続金具の内周面に密着した噴射管の双方で吸収することになるので、噴射圧力の高圧化に伴なって高トルクで過大に締付けた場合には、その過大な締付けトルクで生じる軸力は、接続頭部２−１または２−２の階段状段部２−１ｂ部とワッシャあるいはスリーブワッシャの階段状段部３−１、３ａ−１、３ｂ−５、３ｃ−１端面との間で吸収されることにより、当該ワッシャあるいはスリーブワッシャの拡がりが抑制されるので、ワッシャやスリーブワッシャが塑性変形して外径が大きくなって袋ナット内周面と干渉することはない。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記図１〜図９に示す高圧燃料噴射管は、すべてワッシャやスリーブワッシャを有するものであるが、本発明はワッシャのない高圧燃料噴射管にも適用することができる。
図１１はその一例を示したもので、この高圧燃料噴射管の場合は前記ワッシャ部分を一体に設けて厚肉となした締付け用ナット７ａの内周面に、前記接続頭部の背面に設けた階段状段部２−１ｂに対応する階段状段部７ａ−１を形成し、各階段状段部の軸芯方向段部に隙間８ａが形成されるように、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに締付け用ナット７ａを当接させた構造となしたもので、その組付け手順としては、その組付け手順としては、例えば前記図１０に示すものと同様、厚肉鋼管１に、階段状段部２−１ｂを有する接続頭部２−１を成形後、階段状段部７ａ−１を設けた前記締付け用ナット７ａを接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂに当接させる手順を用いることもできる。
なおこのワッシャ無し高圧燃料噴射管において、各階段状段部の軸芯方向段部に隙間８ａを設けるのは、締付け用ナット７ａの締付けトルクを軽減するためである。
このワッシャ無し高圧燃料噴射管の場合は、配管接続時に締付け用ナット７ａを締付けると、直接接続頭部２−１に軸力が作用するので、噴射圧力の高圧化に伴なって高トルクで過大に締付けた場合には、その過大な締付けトルクで生じる軸力は、接続頭部２−１の階段状段部２−１ｂ部と締付け用ナット７ａの階段状段部７ａ−１端面との間で吸収されることにより、当該締付け用ナット７ａの拡がりが抑制されるので、締付け用ナット７ａが塑性変形して外径が大きくなることはない。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る高圧燃料噴射管は、接続頭部の背面部に斜面部を有しない階段状段部を設け、該接続頭部の階段状段部に全面的もしくは部分的に対応する階段状段部を、該接続頭部の背面部を覆う密着形の接続座金または締付け用ナットに設けて相互に当接させた構造となしたことにより、斜面によるくさび効果がなくなり接続座金（ワッシャまたはスリーブワッシャ）または締付け用ナットの塑性変形を防止できることとなり、スリーブワッシャと袋ナット内周面との干渉や、シール面圧の低下を防止でき高シール性能を得ることができ、また、挫屈成形で生じる該頭部内側の環状凹み溝部（ポケット部）も浅くなだらかとなり、該頭部内部での流体圧によるキャビテーションエロージョンの憂いをなくし、さらに疲労破壊の起点となる可能性も大巾に減少するという優れた効果を奏する。
さらにまた、本発明者の行ったＦＥＭ解析（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）の結果によると、本発明の高圧燃料噴射管は、従来の高圧燃料噴射管に比べて前記ポケット部の残留応力が少なく、かつ内表面の歪みも小さいをいう効果が得られることが判明した。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004190580.tif 000017