(57)【要約】【課題】  配管コネクタ２１のネジ加工性に優れ、且つレール本体２０とステー２２の高い接合強度を容易に保証できるコモンレール１を提供する。【解決手段】  レール本体２０に配管コネクタ２１を接合技術によって接合する。これによって、配管コネクタ２１に雄ネジ３３の加工を施してからレール本体２０に接合することができるため、配管コネクタ２１のネジ加工効率が優れ、配管コネクタ２１に雄ネジ３３を形成する加工コストを下げることができる。一方、レール本体２０とステー２２の接合部には、大きな荷重や応力が作用するが、レール本体２０とステー２２を鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に形成することで、レール本体２０とステー２２の接合強度を高め、高い強度保証を容易に得ることができる。即ち、コモンレール１の加工性と強度を両立させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に高圧燃料を蓄圧する内部通路が長手方向に形成され、その内部通路と外部とを連通させる内外連通孔が形成され、略筒形状を呈したレール本体と、
外周あるいは内周に配管締結具を螺合するネジが形成され、前記内外連通孔の周りを囲む状態で前記レール本体に接合技術によって接合された配管コネクタと、
鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって前記レール本体と一体に設けられ、固定部材に固定されるステーと、を備えたコモンレール。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンレールにおいて、
前記レール本体は、前記配管コネクタ以外の部材が接合技術を用いずに鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けられることを特徴とするコモンレール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコモンレールにおいて、
前記レール本体と前記配管コネクタを接合する接合技術は、少なくともレーザ溶接、抵抗溶接、摩擦圧接、あるいはろう付けのいずれかを含むことを特徴とするコモンレール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコモンレールにおいて、
前記配管コネクタは、前記レール本体において前記内外連通孔の外側の周りに形成されたコネクタ接合面に接合技術によって接合されていることを特徴とするコモンレール。
【請求項５】
請求項４に記載のコモンレールにおいて、
前記内部通路の軸芯は、前記レール本体の筒の中心より、前記コネクタ接合面とは異なった側に所定量オフセットして設けられていることを特徴とするコモンレール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置に搭載されて高圧燃料を蓄圧するコモンレールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（従来の技術）
高圧燃料を蓄えるコモンレールとして、図５、図６に示すものが知られている。
（１）図５に示すコモンレールＪ1 は、レール本体Ｊ2 と、複数の配管接続用の配管コネクタＪ3 と、エンジン（固定部材の一例）取り付け用のステーＪ4 とを、鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体成形したものである（特許文献等なし）。
（２）図６に示すコモンレールＪ1 は、レール本体Ｊ2 と、複数の配管接続用の配管コネクタＪ3 と、エンジン取り付け用のステーＪ4 とを、抵抗溶接によって接合して設けたものである（特許文献等なし）。
【０００３】
（従来の技術の不具合）
（１）レール本体Ｊ2 、配管コネクタＪ3 、ステーＪ4 の三者を鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体成形したコモンレールＪ1 （図５参照）は、各接合部において高い強度が得られるため、強度保証が容易である。
一方、配管コネクタＪ3 には、鍛造後において配管締結具Ｊ5 を螺合するためのネジＪ6 を形成する必要があり、このネジＪ6 には高い精度のネジ加工が要求される。しかし、レール本体Ｊ2 と一体になった配管コネクタＪ3 は、加工性が悪いためにネジＪ6 の加工効率が非効率となり、加工コストが高くなってしまう。
【０００４】
（２）レール本体Ｊ2 、配管コネクタＪ3 、ステーＪ4 の三者を溶接等の接合技術によって接合したコモンレールＪ1 （図６参照）は、配管コネクタＪ3 にネジＪ6 を形成してからレール本体Ｊ2 に接合することができるため、ネジＪ6 の加工効率に優れ、加工コストを下げることができる。
また、レール本体Ｊ2 は、肉厚中空のパイプ材を用いることができる。あるいは、丸材、角材に、高圧燃料を蓄圧する内部通路（蓄圧室）となる中心孔を加工したものであり、レール本体Ｊ2 のコストを抑えることも可能になる。
【０００５】
ステーＪ4 がエンジン等の固定部材に固定されると、エンジンの振動や、車両の振動がステーＪ4 を介して質量の大きいレール本体Ｊ2 に伝わるため、レール本体Ｊ2 とステーＪ4 の接合部には、コモンレールＪ1 において最も大きな荷重や応力が作用する。このため、レール本体Ｊ2 とステーＪ4 との接合部には、高い接合強度と、高い溶接品質が求められる。
しかし、レール本体Ｊ2 とステーＪ4 との接合部に、高い接合強度と、高い溶接品質を保証すると、大きな工数をついやす必要があり、コモンレールＪ1 を鍛造技術で一体に設けた場合よりもコスト高になる懸念がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管コネクタのネジの加工性に優れ、且つレール本体とステーの高い接合強度を容易に保証できるコモンレールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１のコモンレールは、レール本体に配管コネクタを接合技術によって接合するものであるため、配管コネクタにネジ加工を施してからレール本体に接合することができる。これによって、配管コネクタにおけるネジ加工の効率が優れ、配管コネクタにネジ加工を施す加工コストを下げることができる。また、レール本体とステーが鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けられているため、レール本体とステーの接合強度が高く、高い強度保証を容易に得ることができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２のコモンレールは、配管コネクタ以外の部材が接合技術を用いずに鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによってレール本体と一体に設けられるものである。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項３のコモンレールは、レール本体と配管コネクタを接合する接合技術として、少なくともレーザ溶接、抵抗溶接、摩擦圧接、あるいはろう付けのいずれかを含むものである。
【００１０】
〔請求項４の手段〕
ステーを含むレール本体が鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって製造されるため、レール本体の形状の自由度を高めることができる。このため、請求項４を採用して、レール本体の内外連通孔の外側の周りに、配管コネクタを接合するためのコネクタ接合面を容易に形成することができる。
【００１１】
〔請求項５の手段〕
ステーを含むレール本体が鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって製造されるため、レール本体の形状の自由度を高めることができる。このため、請求項５を採用して、内部通路の軸芯をレール本体の筒の中心よりコネクタ接合面とは異なった側に所定量オフセットした場合、強度的に不要な肉厚を削除した形状にレール本体の形状を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態１のコモンレールは、内部に高圧燃料を蓄圧する内部通路が長手方向に形成され、その内部通路と外部とを連通させる内外連通孔が形成され、略筒形状を呈したレール本体と、外周あるいは内周に配管締結具を螺合するネジが形成され、内外連通孔の周りを囲む状態でレール本体に接合技術によって接合された配管コネクタと、鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによってレール本体と一体に設けられ、固定部材に固定されるステーとを備える。
【実施例１】
【００１３】
この実施例１では、まず、蓄圧式燃料噴射装置のシステム構成を図３を参照して説明し、その後でコモンレールの構造を図１、図２を参照して説明する。
【００１４】
（蓄圧式燃料噴射装置の説明）
図３に示す蓄圧式燃料噴射装置は、ディーゼルエンジン（図示しない）の各気筒に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ３、ＥＣＵ４（エンジン制御ユニット）、ＥＤＵ５（駆動ユニット）等から構成される。
【００１５】
コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように高圧ポンプ配管６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ３の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ２へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管７が接続されている。なお、コモンレール１と高圧ポンプ配管６の接続構造、およびコモンレール１とインジェクタ配管７の接続構造は後述する。
【００１６】
コモンレール１から燃料タンク８へ燃料を戻すリリーフ配管９には、プレッシャリミッタ１０が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１０は圧力安全弁であり、コモンレール１内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール１の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
また、コモンレール１には、減圧弁１１が取り付けられている。この減圧弁１１は、ＥＣＵ４から与えられる開弁指示信号によって開弁してリリーフ配管９を介してコモンレール圧を急速に減圧するものである。このように、コモンレール１に減圧弁１１を搭載することによって、ＥＣＵ４はコモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。なお、コモンレール１から減圧弁１１を廃止したタイプもある。
【００１７】
インジェクタ２は、エンジンの各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管７の下流端に接続されて、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料を各気筒内に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁等を搭載している。
なお、インジェクタ２からのリーク燃料も、リリーフ配管９を経て燃料タンク８に戻される。
【００１８】
サプライポンプ３は、コモンレール１へ高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプであり、燃料タンク８内の燃料をフィルタ１２を介してサプライポンプ３へ吸引するフィードポンプを搭載し、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール１へ圧送する。フィードポンプおよびサプライポンプ３は共通のカムシャフト１３によって駆動される。なお、このカムシャフト１３は、エンジンによって回転駆動されるものである。
【００１９】
サプライポンプ３は、燃料を高圧に加圧する加圧室内に燃料を導く燃料流路に、その燃料流路の開度度合を調整するためのＳＣＶ１４（吸入調量弁）が取り付けられている。このＳＣＶ１４は、ＥＣＵ４からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を変更するバルブであり、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を調整することにより、コモンレール圧を調整するものである。即ち、ＥＣＵ４はＳＣＶ１４を制御することにより、コモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力に制御できる。
【００２０】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等（図示しない）を搭載しており、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて各種の演算処理を行う。
具体的な演算の一例を示すと、ＥＣＵ４は、燃料の噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号（車両の運転状態）とに基づいて、各気筒毎の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ２の開弁閉弁時期を決定するように設けられている。
【００２１】
ＥＤＵ５は、ＥＣＵ４から与えられるインジェクタ開弁信号に基づいてインジェクタ２の電磁弁へ開弁駆動電流を与える駆動回路であり、開弁駆動電流を電磁弁に与えることにより高圧燃料が気筒内に噴射供給され、開弁駆動電流を停止することで燃料噴射が停止するものである。
【００２２】
なお、ＥＣＵ４には、車両の運転状態等を検出する手段として、コモンレール圧を検出する圧力センサ１５の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ等のセンサ類が接続されている。
【００２３】
（コモンレール１の説明）                                                          コモンレール１は、図１に示すように、内部に超高圧の燃料を蓄える略筒形状を呈するレール本体２０に、高圧ポンプ配管６およびインジェクタ配管７等を接続するための配管コネクタ２１と、レール本体２０をエンジン等の固定部材に装着するためのステー２２とを設けたものである。
【００２４】
レール本体２０は、図１、図２に示すように、配管コネクタ２１以外の部材が接合技術を用いずに鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けられたものであり、この実施例１では配管コネクタ２１以外の部材がステー２２のみであるため、レール本体２０とステー２２とが鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けられている。
ステー２２を含むレール本体２０は、鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって形成された後、内部通路２３および複数の内外連通孔２４が切削加工される。なお、コネクタ接合面２５は鍛造技術で形成するだけでも良いが、仕上げのためにコネクタ接合面２５に切削加工を施しても良い。
【００２５】
レール本体２０には、高圧燃料の蓄圧室となる内部通路２３が軸方向に貫通するように形成されている。内部通路２３の軸芯αは、レール本体２０の筒の中心βよりも、コネクタ接合面２５とは異なった側に所定量オフセットして設けられている。
レール本体２０の両端部には、プレッシャリミッタ１０、圧力センサ１５等を取り付け可能なネジ穴２６が形成されており、この実施例１ではネジ穴２６に封止ボールを用いた封止栓２７を取り付けて内部通路２３の両端を閉塞している。
【００２６】
レール本体２０には、径方向に複数の内外連通孔２４が形成されている。この複数の内外連通孔２４は、レール本体２０の軸方向に適切な間隔を隔てて穴空け加工されたものである。各内外連通孔２４の内側は、内部通路２３に連通するものであり、各内外連通孔２４の外側は、レール本体２０の側面に形成されたコネクタ接合面２５の略中心において開口する。
また、内外連通孔２４の外開口（外側の開口部）には、配管６、７の先端に形成された先細テーパ部２８（後述する）が差し込まれる略円錐テーパ形状を呈する受圧座面２９が形成されている。
【００２７】
次に、配管コネクタ２１を用いて配管６、７をレール本体２０に接続するための配管継手３０を説明する。
配管継手３０は、配管コネクタ２１、押圧スリーブ３１、配管締結ナット３２（配管締結具に相当する）からなり、配管６、７の先端に形成された略円錐形状（あるいは略球面形状）を呈する先細テーパ部２８を、内外連通孔２４の外開口の受圧座面２９に押し付けた状態で固定するものである。
【００２８】
配管コネクタ２１は、外周面に配管締結ナット３２と螺合する雄ネジ３３が形成された略筒形状を呈する。この配管コネクタ２１は、内外連通孔２４の周りを同芯状に囲む状態でコネクタ接合面２５に抵抗溶接（接合技術の一例）によって強固に接合されたものである。
押圧スリーブ３１は、配管６、７の周囲に装着されて配管コネクタ２１の内側に挿入されるものであり、下端は配管６、７の先端背部の段差３４に係止するようになっている。また、押圧スリーブ３１の上端には、配管コネクタ２１の内部には挿入されずに配管締結ナット３２に係止する大径部３５が設けられている。
配管締結ナット３２は、配管コネクタ２１の雄ネジ３３に螺合する雌ネジ３６を備えるとともに、押圧スリーブ３１の大径部３５と係止する段差部３７を備え、この配管締結ナット３２をレール本体２０に接合された配管コネクタ２１の雄ネジ３３に螺合することで、配管６、７の先細テーパ部２８が、レール本体２０の受圧座面２９に強く押し付けられてシール部（油密面）を形成する。
【００２９】
ステー２２は、レール本体２０をエンジン等の固定部材に装着するための連結手段であり、図１、図２ではレール本体２０にステー２２を２つ設けた例を示す。このステー２２は、上述したように、レール本体２０と鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けられたものである。具体的には、精密鍛造技術を用いれば鍛造のみにても可能であるが、多くの場合においては、鍛造の後に切削加工を行って形成されるものである。また、ステー２２には、エンジン等の固定部材にステー２２を固定するためのボルト挿通穴３８が形成されている。このボルト挿通穴３８およびその周囲の平面部３９は切削加工によって形成しても良いし、鍛造時に鍛造成形しても良い。
【００３０】
（実施例１の効果）
上記実施例１で示したコモンレール１は、レール本体２０に配管コネクタ２１を接合技術によって接合するものであるため、配管コネクタ２１に雄ネジ３３の加工を施してからレール本体２０に接合することができる。これによって、配管コネクタ２１における雄ネジ３３の加工効率が優れ、配管コネクタ２１に雄ネジ３３を形成する加工コストを下げることができる。
コモンレール１が、ステー２２を介してエンジン等の固定部材に固定された状態では、エンジンの振動や、車両の振動がステー２２を介して質量の大きいレール本体２０に伝わるため、ステー２２とレール本体２０の接合部には、コモンレール１において最も大きな荷重や応力が作用する。このため、レール本体２０とステー２２との接合部には、高い接合強度と、高い溶接品質が求められる。この実施例１では、レール本体２０とステー２２を鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって一体に設けているため、レール本体２０とステー２２の接合強度が高く、高い強度保証を容易に得ることができる。
即ち、実施例１のコモンレール１は、加工性と強度を両立することができるため、安価で高い強度保証のコモンレール１を提供できる。
【００３１】
レール本体２０と配管コネクタ２１の接合技術として抵抗溶接を用いるため、接合技術としてレーザ溶接などを用いる場合に比較して配管コネクタ２１の接合コストを抑えることが可能となり、コモンレール１のコストを抑えることができる。
ステー２２を含むレール本体２０が鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって製造されるため、レール本体２０の形状の自由度を高めることができる。このため、配管コネクタ２１が接合されるコネクタ接合面２５を容易に形成することができる。
同様に、ステー２２を含むレール本体２０が鍛造もしくは切削の少なくともいずれかによって製造されるため、レール本体２０の形状の自由度を高めることができる。このため、内部通路２３の軸芯αをレール本体２０の筒の中心βよりコネクタ接合面２５とは異なった側に所定量オフセットする場合、強度確保に不要な肉厚を削除した形状にレール本体２０の形状を容易にできる（図２、図４参照）。
【実施例２】
【００３２】
図４に示すコモンレール１の断面図を参照して実施例２を説明する。なお、実施例２中において上記実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
この実施例２は、実施例１における押圧スリーブ３１、配管締結ナット３２を１つの配管締結ボルト４１（配管締結具に相当する）にしたものである。この配管締結ボルト４１は、配管コネクタ２１の内部に螺合可能に設けられており、実施例２の配管締結ボルト４１の周囲には雄ネジ（図示しない）が形成され、配管コネクタ２１の内側に配管締結用の雌ネジ（図示しない）が形成されたものである。
【００３３】
（変形例）
上記の実施例では、配管継手３０の一例として、配管６、７の先端が直接レール本体２０に押圧されてレール本体２０と配管６、７の先端との間に液密なシール面を形成する例を示したが、配管６、７とレール本体２０の間に継手部材を介在させ、この継手部材を介して配管６、７とレール本体２０とを接続するように設けても良い。その場合、レール本体２０に設けたコネクタ接合面２５に、継手部材の端面の平面部を押し付けて液密なシール面を形成しても良いし、継手部材に略円錐形状のテーパ部を形成して、レール本体２０の受圧座面２９に強く押し付けて液密なシール面を形成しても良い。
【００３４】
上記の実施例では、レール本体２０と配管コネクタ２１の接合技術として抵抗溶接を用いる例を示したが、抵抗溶接以外のレーザ溶接、摩擦圧接、ろう付けなど、他の接合技術を用いても良いし、レーザ溶接、抵抗溶接、摩擦圧接、ろう付け等の接合技術を組み合わせて用いても良い。
上記の実施例では、レール本体２０とステー２２を精密鍛造技術を用いて鍛造のみにて形成する例、および鍛造の後に切削加工を行って形成する例を示したが、無垢の金属材料から削出加工によってレール本体２０とステー２２を一体に削り出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】コモンレールの軸方向に沿う断面図である（実施例１）。
【図２】ステーと一体に設けられたレール本体の概略斜視図である（実施例１）。
【図３】蓄圧式燃料噴射装置のシステム構成図である（実施例１）。
【図４】コモンレールの軸方向に直交した方向の断面図である（実施例２）。
【図５】コモンレールの軸方向に沿う断面図である（従来例）。
【図６】コモンレールの軸方向に沿う断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３６】
１  コモンレール
２０  レール本体
２１  配管コネクタ
２２  ステー
２３  内部通路
２４  内外連通孔
２５  コネクタ接合面
３２  配管締結ナット（配管締結具）
３３  雄ネジ（配管締結具が螺合するネジ）
４１  配管締結ボルト（配管締結具）
α  内部通路の軸芯
β  レール本体の筒の中心
【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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