(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過するレール穴が中心部に形成され、前記レール穴を取り囲む筒壁部に外方に開口する複数の分岐穴が形成されたレール本体に、噴射ノズルに接続される噴射管を取り付けるためのホルダーが接続されたコモンレールであって、
前記レール穴と前記分岐穴との境界部から前記噴射ノズルに接続される噴射管に至る流路の途中に、前記流体を均等圧力配送するためのオリフィス管が設けられ、前記オリフィス管が連絡する前記レール穴側および前記噴射管側の２つの開口の、いずれか一方もしくは両方の開口周辺部に、残留圧縮応力が付与されていることを特徴とするコモンレール。
【請求項２】
前記オリフィス管のオリフィス穴開口周辺部において、周方向に対する残留圧縮応力の導入深さが０．１ｍｍ以上であり、かつ、表面の周方向残留応力が、前記オリフィス管を構成する材料の引張強度の３０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のコモンレール。
【請求項３】
前記残留圧縮応力がレーザピーニング処理により付与されてい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】
前記レーザピーニング処理後に、レーザ処理面の材料の表層が除去されていることを特徴とする請求項３に記載のコモンレール。
【請求項５】
前記表層の除去が電解研磨法もしくは流体研磨法によりなされていることを特徴とする請求項４に記載のコモンレール。
【請求項６】
前記レール本体よりも前記オリフィス管の方が、降伏耐力が小さい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用エンジンの燃焼室内に装着された噴射ノズルに接続される配管（以下、噴射管と称する）を取り付けるためのホルダーを備えたコモンレールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、欧州では、ディーゼルエンジンを搭載した乗用車が増加する傾向にあるが、これは、燃料噴射装置の技術開発によるところが大きい。特に、その中核部品として、コモンレールの高性能化（高圧化）により、不純物成分の少ない軽油を用い、高出力、低燃費、さらには、大トルクが得られるようになったことに起因するところが大きい。
【０００３】
燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、コモンレールは、燃料タンクからポンプで吸引された軽油を一時的に高圧で保持し、オリフィスから各燃焼室の噴射ノズルまで噴射管を介して軽油を圧出するための燃料蓄圧分配器として用いられる。
【０００４】
噴射ノズルまで圧送された軽油は、燃焼用空気と混合され、その後、エンジン燃焼室内に噴射され、爆発燃焼するが、この燃焼効率を向上させるために、コモンレール内の軽油圧力を高圧化することが望まれている。
【０００５】
このため、従来は、コモンレールに使用する鋼材の化学成分や熱処理などの製造条件の制御により、強度を向上させ、現在までに、噴射燃料圧力が１５０ＭＰａまでは十分に信頼性の高いコモンレールが開発され、既に実用化されている。１５０ＭＰａを超える高圧コモンレールの製造方法においては、現時点では、コモンレール本体を鍛造により一体成形した後、これに複雑な分配管の機械加工を施している。
【０００６】
しかし、コモンレール材料の高強度化による成形性や加工性の低下、高性能化に伴うコストの増大などの点から、従来の鍛造一体成形及び機械加工による製造方法に代替するコモンレールの製造技術の開発が課題となっている。
【０００７】
燃料の噴射圧力の増大に対して最も問題となるのは、オリフィスの端部における疲労であり、これは、油の流通路の径が細くなる部位のためである。従来のコモンレールでは、図１５にその長手方向断面図を示すように、レール穴１１と分岐穴１２との境界部にオリフィス１３が設けられている。この境界部では、油の流通路の径が急激に細くなるため、応力集中が大きくなり疲労が問題となる。この対策として、特許文献１に開示されているように、オリフィス１３のレール穴１１側の入口付近にパルスレーザビームの照射によるレーザピーニング処理を施すことで圧縮応力を付与し、疲労強度を向上させる方法がある。しかしながら、狭隘部となるレール本体１のレール穴１１にレーザビームを伝送して処理を行うために、生産性が低いという問題があった。
【０００８】
一方、オリフィスをレール本体に穿設するのではなく、図１６に示すように、レール本体１の分岐穴１２部にオリフィス管３を内嵌固着し、オリフィス管３の外側に、噴射ノズルに接続される噴射管２の接続頭部を設置する構成が、例えば特許文献２に開示されている。噴射燃料圧力の高圧化に対してはオリフィス自体の高強度化が一つの解決法であるが、高強度化が進むほど、材料が高コストになるとともに、分岐穴部への内嵌固着加工が難しくなるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３２２４４６号公報
【特許文献１】特許第３８０６３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の問題を解決し、高い噴射燃料圧力に耐え、かつ製造コストが低く、生産性の高いコモンレールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは前述の課題を解決するために検討を行った結果、オリフィス管をレール本体と噴射ノズルにつながる噴射管との間に設置し、オリフィス管のオリフィス穴の開口端周辺部にレーザピーニング処理法等により圧縮応力を導入すれば、製造コストが低く、生産性の高い、高圧コモンレールが得られることを見出した。すなわち、本発明は、以下に示すものである。
【００１２】
本発明の第一の発明は、流体が通過するレール穴が中心部に形成され、前記レール穴を取り囲む筒壁部に外方に開口する複数の分岐穴が形成されたレール本体に、噴射ノズルに接続される噴射管を取り付けるためのホルダーが接続され、前記レール穴と前記分岐穴との境界部から前記噴射管に至る流路の途中に、前記流体を均等圧力配送するためのオリフィス管が設けられ、前記オリフィス管が連絡する前記レール穴側および前記噴射管側の２つの開口の、いずれか一方もしくは両方の開口周辺部に、残留圧縮応力が付与されていることを特徴とするコモンレールである。
【００１３】
本発明の第二の発明は、前記オリフィス管のオリフィス穴開口周辺部において、周方向に対する残留圧縮応力の導入深さが０．１ｍｍ以上であり、かつ、表面の周方向残留応力が、前記オリフィス管を構成する材料の引張強度の３０％以上であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第三の発明は、前記残留圧縮応力が、レーザピーニング処理により付与されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第四の発明は、前記レーザピーニング処理後に、レーザ処理面の材料の表層が除去されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第五の発明は、前記表層の除去が電解研磨法もしくは流体研磨法によりなされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第六の発明は、前記レール本体よりも前記オリフィス管の方が、降伏耐力が小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オリフィス管におけるオリフィス穴の開口端周辺部への残留圧縮応力の付与により、疲労強度が高められたコモンレールが得られる。しかも、オリフィス自体の強度を低く抑えることができるため、オリフィスの加工性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明のコモンレールの詳細を説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
図１はコモンレール本体１の断面の概略を示す。レール本体１の中心部にレール穴１１が形成され、レール穴１１を取り囲む筒壁部１４より外方に開口する複数の分岐穴１２が穿設されている。
【００２１】
図２は、本発明に関わるコモンレールの一部分を例示したものである。レール本体１に、噴射ノズル（図示省略）に接続される噴射管２を取り付けるための取り付け部品であるホルダー４が接合されている。レール本体１の外壁には、ホルダー４を必要な位置に精密に接合するためのガイド溝１５が形成されている。ホルダー４は、噴射管２側が小径円筒部、レール本体１の外壁に接合する側が大径円筒部となっており、全体では同軸二段円筒形の外形形状を有する。その噴射管２側の外側には、後述する締め付け用ナット５を嵌め込むためのネジ４ａが形成されている。なお、コモンレール本体１及びホルダー４に使用する金属材料としては、鉄鋼材料が一般に用いられる。
【００２２】
レール本体１とホルダー４の接合方法としては、液層拡散接合あるいは抵抗溶接、またはそれらを複合した接合方法などがある。液層拡散接合法は、レール本体１とホルダー４の接合面間に低融点非晶質合金箔を介して１０００℃程度以上に保持することにより、均一組織を有する接合層を形成する方法である。
【００２３】
もちろん、レール本体１とホルダー４が一体に成形されていても良いが、接合部の信頼性が確保されるならば、ここで説明したようにレール本体１とホルダー４を別々の部品にする方が、加工性や加工コストの観点から望ましい。
【００２４】
分岐穴１２の、レール本体１の外側の出口には、オリフィス管３と、噴射ノズルに接続される噴射管２が、外側に向かってこの順に接続されている。オリフィス管３は、鋼材等の金属材料で作られ、オリフィス穴２１やテーパ部２２、２３が機械加工された後、後で詳しく述べるように、オリフィス穴２１の開口端周辺部に圧縮応力が付与される。図２に示した例では、上述した締め付け用ナット５を締めこむと、噴射管２の接続頭部の押圧座面２６とオリフィス管３の上部との間、オリフィス管３の下部とレール本体１の分岐穴１２出口に設けられた受圧座面１６との間が、それぞれメタルタッチシールされる。
【００２５】
コモンレール稼働中にはエンジンや車体の振動等が発生するが、かかる状況下でも安定したシール性が求められる。このためには、レール本体１よりもオリフィス管３の降伏耐力を小さくし、オリフィス管３の変形によりメタルタッチシールが実現されることが望ましい。本発明のコモンレールでは、オリフィス管３を局所的に強化することで、材料自体を高強度化させずとも疲労特性を担保できる。このため、上述の降伏耐力の大小関係を考慮すれば、レール本体１の高強度化も抑えることにつながり、コストメリットが大きい。なお、同じ理由から、オリフィス管３よりも噴射管２の降伏耐力を小さくすることが望ましい。
【００２６】
噴射管２をホルダー４に接続するための構造としては、必ずしも前述の方法でなくとも良い。一例として、図３に示す構造は、ホルダー４の内面に形成されたネジ４ｂに噴射管２を直接締結している点のみ図２の構造と異なる。図３の構造は、噴射管２の外周にネジを形成するという点で構造が複雑になるが、図２の構造と比較して、部品点数を減らせるという利点がある。さらに、オリフィス管３の設置方法としては、図１６に示すように分岐穴１２へ内嵌固着する構成を用いても良い。
【００２７】
次に、図２に示したオリフィス管３を例に取り、オリフィス管３のオリフィス穴２１の開口端周辺部に圧縮応力を導入する方法について、図４に示すオリフィス管３の拡大図を用いて説明する。図４（Ａ）はオリフィス穴２１の長手方向の断面図であり、（Ｂ）はオリフィス穴２１の中心軸方向から見た平面図である。圧縮応力の導入は、オリフィス穴２１やテーパ部２２、２３の成形、噴射管２の接続頭部の押圧座面２６（図２参照）やレール本体１の分岐穴１２出口に設けられた受圧座面１６とメタルタッチシールするための座面２４、２５の加工、等の機械加工を施した後、レール本体１の分岐穴１２へ接続する前に行う。圧縮応力の付与は、オリフィス穴２１の両端の開口端２１ａ、２１ｂのうちの、いずれか一方もしくは両方の周辺部に対して行う。これは、オリフィス穴２１の開口径やその周辺部の形状から定まる負荷応力分布を考慮して選択する。
【００２８】
オリフィス穴２１の開口端周辺部に圧縮応力を付与する方法としては、レーザピーニング処理や、超音波振動する振動端子で打撃を加える方法、球状の金属製ポンチで押圧するコイニング加工等があるが、狭い穴へのアクセスが容易という観点から非接触処理であるレーザピーニング処理法が施工しやすい。
【００２９】
以下では、レーザピーニング処理方法について説明する。照射装置の一例を図５（平面図）及び図６（側面図）に示す。図示のように、機械加工が終了したオリフィス管３を水槽３５中に浸漬し、レーザビーム発振装置３１からレーザビーム３２を照射する。レーザビーム３２は凸レンズからなる集光レンズ３３で集光し、光学窓３４を介してオリフィス管３に照射される。オリフィス管３の後方は、支持部３８，３９を介して、図６に示すように上下方向（Ｖ方向）にスライド可能なガイド４０に取り付けられている。また、ガイド４０は、図５に示すように水平方向（Ｈ方向）にスライド可能なガイド４２に取り付けられた支持部４１に連結されている。オリフィス管３は、走査装置４３の制御により、ガイド４０、４２に沿って、Ｈ、Ｖ両方向に移動可能に設置される。
【００３０】
レーザピーニング処理には、（１）高いピークパワー密度を持つレーザビームと、（２）照射表面近傍に水等の透明媒体を設置すること、が必要となる。（１）については、照射点であるレール穴内周の表面におけるピークパワー密度を１〜１００ＴＷ／ｍ２とする。このピークパワー密度を得るために、レーザ装置は、パルス時間幅が１０ｐｓ〜１００ｎｓ程度、パルスエネルギーが０．１ｍＪ〜１００Ｊ程度で間欠的に発振するパルスレーザを用いる。このようなレーザ装置としては例えばＮｄ：ＹＡＧレーザが挙げられるが、上記条件（１）を満たすレーザ装置であれば良い。上記（１）および（２）の条件が満たされると、高いピークパワー密度をもつパルスレーザビームの照射により発生したプラズマが照射表面の近傍に水等の透明媒体の存在により、プラズマの膨張が抑えられ、プラズマの圧力が高められる。高圧となったプラズマの反力によって、照射点近傍に塑性変形を与え、残留圧縮応力を付与することができる。
【００３１】
内圧疲労強度の向上には、オリフィス穴２１の開口端全周にわたり周方向に特に大きな圧縮応力を付与することが効果的である。このためには、パルスレーザのビームスポットを以下のように重畳させながら処理することが望ましい。なお、図５及び図６に示した照射装置では、パルスレーザのビームスポット位置の移動は、走査装置４３によって実現される。
【００３２】
一つの方法は、図７に示すように、レーザビーム照射スポット５１を、オリフィス穴２１を中心とした円に沿って形成する方法である。１本の走査領域でカバーできない場合は、複数の走査領域を形成する。この際、未処理領域が生じないよう、隣接する走査領域は重なるように処理することが望ましい。同一円の隣り合うレーザビーム照射スポット５１の重畳する部分の面積を各々のレーザビーム照射スポット５１の面積の２０％以上とすることで、開口端２１ａ、２１ｂ周辺におけるオリフィス穴２１周方向の応力が選択的に強化される。
【００３３】
もう一つの方法は、図８に示すように、オリフィス穴２１の軸を含む平面内でレーザビーム照射スポット５１を走査し、レーザビーム照射スポット５１の走査をオリフィス穴２１の周方向に位置をずらしながら複数回行なうものである。同じ走査領域内の隣接するレーザビーム照射スポット５１は互いに重なりあうように、レーザビーム照射スポット５１を走査する。また、隣接する走査領域も互いに重なりあうように、処理を行なう。同一点に対するパルスレーザビームの照射回数の平均値を２回以上とする条件で処理を行なうことで、表面の残留圧縮応力に異方性を生じさせ、開口端２１ａ、２１ｂ周辺におけるオリフィス穴２１周方向の圧縮応力を選択的に強化することができる。
【００３４】
オリフィス穴２１の開口周辺部において圧縮応力を付与する領域は、テーパ部２２、２３の傾きや、応力集中をどの程度緩和するかといった部品の設計思想に依存するが、図４（Ｂ）に斜線部として示すように、オリフィス穴２１の中心からの距離が、オリフィス穴２１の直径ｄの１．５倍以内となる領域をレーザ処理しておけば十分であることが多い。またレーザ処理条件にも依存するが、レーザピーニング処理では１ｍｍ程度の深さまで圧縮応力を導入可能であり、従って、オリフィス穴２１の内面についても、開口端２１ａ、２１ｂからこの導入深さに相当する距離までの領域には周方向の残留圧縮応力が付与される。
【００３５】
以下では本発明の効果を実証する実験結果を説明する。実験では、図９に示す形状のオリフィス管３を、引張強度が８００ＭＰａ級の鋼材を用いて作製し、レーザピーニング処理を行なった。レーザピーニング処理には、図５及び図６に示した装置を用い、水槽３５中に浸漬したオリフィス管３にレーザビームを照射した。レーザビームは水中透過性の良いＮｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いた。レーザビームは焦点距離１００ｍｍの凸レンズで集光した。レーザビームの照射は、オリフィス穴２１開口端周辺部であるテーパ部２２に対して、図９中に矢印で示す方向から行い、テーパ部２２上でのビームスポットの形状は長径０．８ｍｍ、短径０．６ｍｍの楕円形とした。レーザのパルスエネルギーは１５０ｍＪ、ピークパワー密度は４０ＴＷ／ｍ２とした。また、パルス時間幅は１０ｎｓ、パルス繰り返し周波数は３０Ｈｚであった。パルスレーザのビームスポットの重畳方法は図８に示す方法を用い、同一点に対するパルスレーザビームの照射回数の平均値は２５回に設定した。処理域は、図１０に示すように、オリフィス穴２１の中心からの距離がオリフィス穴２１の直径ｄ＝０．７ｍｍの１．５倍、すなわち１．１ｍｍ以内となる領域とした。Ｘ線残留応力測定装置を用いてオリフィス穴２１の周方向の残留応力の深さ方向分布を測定した。応力測定領域は図１０に示す通りである。測定結果を図１１に示す。応力測定領域は、オリフィス穴２１の軸方向から見れば、図１０に示すように楕円形状に見えるが、テーパ部ｂｃに垂直な方向から見れば円形であり、その直径は０．７ｍｍであった。代表点としてｃ点近傍の応力を測定したが、周方向全周にわたり、残留応力はほぼ同じである。深さ方向の応力分布の測定は、電解研磨により逐次鋼材を除去しながら行なった。研磨は、図９に矢印ｃｚで示すように、角ａｃｂの二等分線の方向に行い、このｃｚ上での応力を測定した。図１１の横軸に示す深さは、ｃｚ上での点ｃからの距離として定義されている。本発明では、残留応力が圧縮から引張へ変化する深さを、残留圧縮応力の導入深さと呼ぶ。測定結果を見ると、オリフィス穴２１の周方向に対する残留圧縮応力の導入深さは０．６ｍｍである。また、表面の残留応力は−６０４ＭＰａである。この結果は、レーザピーニング処理が、オリフィス穴２１の開口端周辺部への圧縮応力付与に効果的であることを示している。鋼材の引張強度が８００ＭＰａであることを考慮すれば、噴射燃料圧力が２００ＭＰａ級のコモンレールに対して適用可能な水準である。
【００３６】
また、図１１より、残留圧縮応力は深さ３０μｍにおいて最大となり（−７１２ＭＰａ）、表面の残留応力を上回っている。これは、サンプル表面にレーザビームを照射すると、照射スポット部表層近傍が溶融・再凝固し、最表面の残留応力が内部と比較して低下するためである。疲労亀裂の発生を抑制するためには、最表面の圧縮応力を最大化することが効果的であるから、以上説明してきたレーザピーニング処理を施した後、残留応力の低下した最表面の材料を除去することで、レーザピーニング処理の効果をさらに大きくすることができる。機械研磨等による材料の除去は、除去後の表面に引張応力を残留させ疲労特性に悪影響を与えることがあるため、除去方法としては電解研磨法や流体研磨法が望ましい。
【００３７】
除去厚みは以下の範囲にするのが効果的である。まず、レーザ照射によって溶融・再凝固し応力が引張側にシフトしている表面近傍を除去するために、除去厚みは０．０１ｍｍ以上とする。一方で、図１１に示したように、レーザピーニングで導入される圧縮応力は表面からの深さが大きくなるに従って減少する傾向にある。例えば図１１に示す応力の深さ分布からは、表面から深さ０．１ｍｍ程度以上まで材料を除去すると、除去後の表面応力が除去前と比較してむしろ小さくなってしまうことが予想される。パルスエネルギー（今回の条件では１５０ｍＪ）を大きくすることで深さ方向への圧縮応力の減衰は緩和できる。すなわち、パルスエネルギーを大きくすることで、より大きな除去厚みを得ることも可能であるが、除去厚みは０．３ｍｍ程度以下としておくのが効果的である。
【００３８】
以上、本発明のオリフィス管に圧縮応力を付与する方法を説明してきたが、オリフィス管の形状はここで説明した例に限らないことを付記しておく。例えば、図１６に示すオリフィス管３のように、テーパ部がないオリフィス管３も、上述したものと同じ方法で圧縮応力を付与することが可能である。
【実施例１】
【００３９】
以下に、オリフィス穴開口周辺部にかかる繰り返し負荷を模擬した疲労試験を行ない、本発明の効果を検証した結果について説明する。試験では、図１２に示すように、直径６ｍｍのくびれ部９３の中央に直径１ｍｍの貫通穴９２を開けた試験片９１を用いて、小野式回転曲げ疲労試験を実施した。試験片９１は８００ＭＰａ級の鋼材を用いて作成した。なお、このような試験片９１では、貫通穴９２付近に応力集中が生じる。負荷応力が最大となるのは貫通穴９２の周に沿った向き（以下、周方向）である。この周方向の応力は、図１２中のＡ点およびＢ点において最大となる。
【００４０】
レーザピーニング処理は、図５、図６に示す装置を用いた。試験片９１（図５、６中には示していない）を支持部３８に取り付け、貫通穴９２の両側の開口周辺部に対してレーザピーニング処理を行なった。レーザビームは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波またはＮｄ：ＹＶＯ４レーザの第二高調波を用いた。いずれのレーザビームも、波長は５３２ｎｍである。パルスレーザビームの時間幅はＮｄ：ＹＡＧレーザでは１０ｎｓ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザでは１ｎｓとした。パルス繰り返し周波数は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザでは３０Ｈｚ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザでは１００Ｈｚとした。試験片９１上でのスポットの形は、いずれのレーザでもほぼ円形であった。
【００４１】
貫通穴９２の開口周辺部の周方向の圧縮応力を高めるために、図１３に示すように、貫通穴９２の軸を含む平面内でビームスポットを走査し、ビームスポットの走査を貫通穴９２の周方向に位置をずらしながら複数回行なう方法でパルスレーザビームを照射した。レーザ処理した領域は、図１３に示すように、φ６ｍｍのくびれ部９３の外面において、貫通穴９２の軸からの距離が貫通穴の直径ｄの１．５倍以内、すなわち１．５ｍｍ以内となる領域である。同一点に対するパルスレーザビームの照射回数の平均値は全てのレーザ処理条件に対して２５回に設定した。試験では、パルスエネルギーを変えた数条件についてレーザピーニング処理を行い、導入応力の測定と疲労強度の評価を実施した。
【００４２】
表１に疲労試験結果を示す。表には、各レーザ処理条件について、Ａ点（φ６ｍｍの外面で貫通穴開口部近傍）における貫通穴９２の周方向の残留応力σＡを、くびれ部９３の外周表面にて測定した結果も示す。残留応力は、Ｘ線残留応力測定装置を用いて測定した。図１３に示すように、応力測定領域に相当するＸ線のスポット径は１．０ｍｍとした。代表点としてＡ点の応力を測定したが、周方向全周にわたり、残留応力はほぼ同じである。また貫通穴の周方向応力の深さ方向分布の測定を、電解研磨により逐次鋼材を除去しながら行なった。図１４に、深さ方向分布の測定方法を示す。図１０のオリフィス穴２１開口周辺部における応力測定と同様に、研磨は、図１４中に矢印Ａｚで示すように角ＥＡＣの二等分線の方向に行い（角ＥＡＣ＝９０°）、このＡｚ上での周方向応力を測定した。表１には、測定結果として、残留圧縮応力の導入深さを示している。なおこの深さは、Ａｚ上での点Ａからの距離として定義されている。
【００４３】
【表１】
0004740226.tif 000002
【００４４】
条件１は比較例であり、レーザピーニング処理を施さなかった試験片に対する結果である。条件２〜５は、レーザピーニング処理を施した本発明の実施形態に対応する例である。条件２、３、４では、条件１に対し１５〜２５％の疲労強度向上が見られた。一方、条件５では、疲労強度の向上は５％にとどまった。疲労強度を大きくするためには、表面の圧縮応力、すなわちσＡが大きいほど、また圧縮応力の導入深さが大きいほど効果的である。表１の結果を見ると、条件２、条件３、条件４、条件５の順に、パルスエネルギーが小さくなるほど、σＡは大きくなり、また残留圧縮応力の導入深さは小さくなる。条件５は、表面の圧縮応力については４つの条件（条件２〜５）の中で最も大きかったが、疲労強度の向上は小さかった。これは、圧縮応力の導入深さが小さかった（０．０８ｍｍ）ためと考えられる。そこで、本発明では、圧縮応力の導入深さの好ましい範囲を０．１ｍｍ以上とした。
【００４５】
また、本発明の別の実施形態に対応する例である条件６は、条件２と同じ条件でレーザピーニング処理した後、電解研磨により材料の除去を行ったものである。球状の突起を押し付けて通電しながら、貫通穴９２の軸を中心として同心円状に研磨した。研磨領域は貫通穴９２の軸より半径１．７ｍｍ以内の範囲であり、くびれ部９３の外面から約５０μｍの深さまで材料を除去した。レーザ照射によって溶融・再凝固し応力が引張側にシフトしている表面近傍が除去されたために、条件２よりもσＡが大きくなり、さらに大きな疲労強度の向上（条件１に対し３３％の向上）が得られた。
【００４６】
さらに、上述の小野式回転曲げ疲労試験を、表１とは異なるレーザ処理条件に対して実施した結果を、表２に示す。この試験では、レーザピーニング処理において、同一点に対するパルスレーザビームの照射回数の平均値（平均重畳回数）を変えた。レーザビームは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）を用い、レーザのパルスエネルギーは２００ｍＪ、またビームスポットの直径は０．８ｍｍとした。パルスレーザビームの時間幅は１０ｎｓであり、パルス繰り返し周波数は３０Ｈｚとした。レーザ処理した領域、残留応力σＡや導入深さの測定法は上述した表１の場合と同じである。また、表２中、レーザピーニング処理を施さなかった比較例である条件１は、表１にあるのと同じものである。
【００４７】
【表２】
0004740226.tif 000003
【００４８】
レーザピーニング処理を施した条件７〜１０の結果より、平均重畳回数が大きくなるほどσＡと導入深さがともに大きくなり、疲労強度も大きくなってゆくことが判る。条件７は、圧縮応力の導入深さは０．１ｍｍを超えているものの（０．１５ｍｍ）、平均重畳回数が足りないためにσＡが小さく、疲労強度の向上は小さかった（条件１に対し５％の向上）。これは、σＡが、試験片を構成する鋼材の引張強度（σｂ）に対し小さかったため、すなわち（σＡ／σｂ）が小さかったためであると解釈できる。条件７では（σＡ／σｂ）は０．１４であった。一方、疲労強度向上が得られた条件８では（σＡ／σｂ）は０．３３であった。そこで、本発明では、σＡの好ましい範囲を（σＡ／σｂ）が０．３以上とした。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、蓄圧式燃料噴射システムにおいて用いられるコモンレールに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】コモンレール本体のレール穴長手方向の断面図である。
【図２】本発明にかかるコモンレールの実施形態を示すレール穴長手方向の断面図である。
【図３】本発明にかかるコモンレールの異なる実施形態を示すレール穴長手方向の断面図である。
【図４】図２のオリフィスを示す拡大図であり、（Ａ）はオリフィス穴長手方向の断面図、（Ｂ）は（Ａ）と垂直の方向から見た平面図である。
【図５】レーザビーム照射装置を示す平面図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】オリフィス穴周囲へのレーザビーム照射方法を説明する平面図である。
【図８】オリフィス穴周囲への異なるレーザビーム照射方法を説明する平面図である。
【図９】レーザビーム処理を実施したオリフィス管のオリフィス穴長手方向の断面図である。
【図１０】オリフィス穴周囲へのレーザビーム処理域および応力測定領域を説明する平面図である。
【図１１】レーザピーニング処理したオリフィス管の残留応力を示すグラフである。
【図１２】試験片を示す平面図である。
【図１３】貫通穴開口周辺部へのレーザ照射方法を示す説明図である。
【図１４】研磨方向を説明する図１２のくびれ部の断面図である。
【図１５】コモンレールの従来例を示すレール穴長手方向の断面図である。
【図１６】コモンレールの異なる従来例を示すレール穴径方向の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    レール本体
２    噴射管
３    オリフィス管
４    ホルダー
５    ナット
１１  レール穴
１２  分岐穴
１３  オリフィス
１４  筒壁部
１６  受圧座面
２１  オリフィス穴
２１ａ、２１ｂ  開口端周辺部
２２、２３  テーパ部
２４、２５  座面
２６  押圧座面
３１  レーザビーム発振装置
３２  レーザビーム
３３  集光レンズ
３４  光学窓
３５  水槽
３８、３９、４１  支持部
４０、４２  ガイド
４３  走査装置
５１  レーザビーム照射スポット
９１  試験片
９２  貫通穴
９３  くびれ部
【図１】
0004740226.tif 000004
【図２】
0004740226.tif 000005
【図３】
0004740226.tif 000006
【図４】
0004740226.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004740226.tif 000010
【図８】
0004740226.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0004740226.tif 000013
【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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