(57)【要約】【課題】  ロウ付けによらず、レーザー溶接による接合に適した形状を有するフューエルインジェクションレールを提供する。【解決手段】  有底ケースからなる第１のケース部材２２ａと、第１ケース部材２２ａの開口部を塞ぐ板状の第２のケース部材２２ｂとから本体ケース２０を構成し、第１ケース部材２２ａ、第２ケース部材２２ｂのうち、一方に他方と同方向を向いて重なり合うフランジ部２６を形成し、フランジ部２６との重なり部分をレーザ溶接により接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フューエルインジェクションレールの本体ケースを構成するケース部材、インジェクタカップ、その他の部材をレーザ溶接により接合してなるフューエルインジェクションレールにおいて、
有底ケースからなる第１のケース部材と、前記第１ケース部材の開口部を塞ぐ板状の第２のケース部材と、から本体ケースを構成し、
前記第１ケース部材、第２ケース部材のうち、一方に他方と同方向を向いて重なり合うフランジ部を形成し、
前記フランジ部との重なり部分をレーザ溶接により接合したことを特徴とするフューエルインジェクションレール。
【請求項２】
前記第１ケース部材と第２ケース部材とのフランジ部での重なり部分には段差が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
【請求項３】
前記第１ケース部材の底部には、前記インジェクタカップを取り付けるための内側に向かって立ち上がったバーリング壁を形成し、このバーリング壁にインジェクタカップをレーザ溶接により接合してなることを特徴とする請求項１または２に記載のフューエルインジェクションレール。
【請求項４】
前記第１ケース部材の底部には、前記インジェクタカップを取り付けるための取付穴を形成し、この取付穴の開口縁と前記インジェクタカップのフレア部末端の重なり部分をレーザ溶接により接合してなることを特徴とする請求項１または２に記載のフューエルインジェクションレール。
【請求項５】
前記第２ケース部材の底部には、前記インジェクタカップを取り付けるための取付穴を形成し、この取付穴の開口縁と前記インジェクタカップのフレア部末端の重なり部分をレーザ溶接により接合してなることを特徴とする請求項１または２に記載のフューエルインジェクションレール。
【請求項６】
前記第１ケース部材、第２ケース部材のうち、前記インジェクタカップが取り付けられない方には、燃料供給管を取り付けるための外側に向かって立ち上がったバーリング壁を形成し、このバーリング壁に前記燃料供給管の端末をレーザ溶接により接合してなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載のフューエルインジェクションレール。
【請求項７】
前記第１ケース部材の内部には、脈動を吸収するダンパ面を有する密閉室が区画されていることを特徴とする請求項１、２、５、６のいずれかの項に記載のフューエルインジェクションレール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジンにおいて燃料噴射装置供給部に用いられるフューエルインジェクションレールに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンに燃料を供給する燃料供給系では、ポンプから燃料供給管を通して燃料をフューエルインジェクションレールに送り、このフューエルインジェクションレールに取り付けられているインジェクタに燃料を分配して、各インジェクタからエンジンのインテークマニホールドに噴射している。
【０００３】
そこで、図９に従来のフューエルインジェクションレールを示す。図１０は、図９のフューエルインジェクションレールの横断面を示す図である。このフューエルインジェクションレールの本体は、アッパーケース１０ａと、ロアーケース１０ｂとから構成されている。インジェクタを取り付けるためのインジェクタカップ１２はロアーケース１０ｂの底面に所定の間隔で配列して複数個取り付けられている。アッパーケース１０ａの上面中央部には、燃料供給管１４が接続されている。
【０００４】
これらアッパーケース１０ａ、ロアーケース１０ｂには、両者とも板金素材をプレス加工により成形したものが使われている。ロアーケース１０ｂとアッパーケース１０ａは、ロウ付けにより一体的に接合されている。ロウ付け法は、基材よりも低い融点のロウを用いて、溶けた基材接合部の隙間に流し込み、ロウを凝固させることにより接合する方法である。このロウ付け法は、小物で複雑な形状の部品の接合に適している接合方法である。
【０００５】
フューエルインジェクションレールの場合、ロウと基材材料の鋼材との相性が良く、また、隙間に溶け込んだロウにより気密に接合できるなどの利点がある
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ロウ付けによる接合の場合、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂを嵌合させたときにできる隙間の管理が重要になる。隙間が不均一であったり、隙間が大きすぎる場合には、ロウが流れて出てしまってロウ退けによる接合不良が生じ、気密に接合されなくなる。このため、アッパーケース１０ａとロアーケース１０ｂのプレス成形には厳重な寸法管理が要求される。
【０００７】
また、ロウ付け工程において残留応力が高温下で解放されて本体に変形が生じることがあるため、インジェクタカップの高さや角度が規定された寸法公差外となることがある。検査の結果、インジェクタカップの高さや取付角度が公差外とされたものについては、本体の一部を変形させるなどして修正する必要がある。
【０００８】
さらに、耐食性を上げるためにステンレス鋼を材料にすると、ロウとの反応により組織が鋭敏化してしまい耐食性が低下するなどの欠点がある。
【０００９】
他方、ロウ付け以外の接合方法、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接などの溶接方法は、フューエルインジェクションレールの場合、小物の割には形状が複雑であることから、実際には適用されていないのが現状である。  
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ロウ付けによらず、レーザー溶接による接合に適した形状を有するフューエルインジェクションレールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、フューエルインジェクションレールの本体ケースを構成するケース部材、インジェクタカップ、その他の部材をレーザ溶接により接合してなるフューエルインジェクションレールにおいて、有底ケースからなる第１のケース部材と、前記第１ケース部材の開口部を塞ぐ板状の第２のケース部材と、から本体ケースを構成し、前記第１ケース部材、第２ケース部材のうち、一方に他方と同方向を向いて重なり合うフランジ部を形成し、前記フランジ部との重なり部分をレーザ溶接により接合したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高エネルギ密度をもつレーザービームにより加熱領域を局所的に限定できるレーザ溶接に適した構造をもつので、ケース本体に熱変形が生じるのを従来の加熱炉でのロウ付けに較べて大幅に少なくすることができ、ケース部品の嵌め合わせた重なり部分の隙間管理を精密に行う必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるフューエルインジェクションレールの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
第１実施形態 
図１は、本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す。  
図１において、参照番号２０は、フューエルインジェクションレールの本体ケースを示す。このフューエルインジェクションレールの本体ケース２０は、第１のケース部材２２ａと第２のケース部材２２ｂの二つのケース部材から構成されている。
【００１３】
この実施例では、第１ケース部材２２ａ、第２ケース部材２２ｂの両者ともステンレス鋼板を素材にプレス成形により加工されたもので、このうち、第１ケース部材２２ａは、細長い有底ケースの形状に絞り加工されている。第２ケース部材２２ｂは、第１ケース部材２２ａの開口部を塞ぐ細長い板状の部材に加工したものが用いられている。
【００１４】
第１ケース部材２２ａの底面には、インジェクタを装着するためのインジェクタカップ２４が取り付けられている。インジェクタカップ２４は所定の間隔で配列して４個取り付けられている。また、第２ケース部材２２ｂの中央部には燃料を導く燃料供給管２５が接続されている。
【００１５】
これら第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂは、従来のように、ロウ付けによる接合箇所を一カ所も持たず、すべての部品をレーザー溶接によって接合し易い構造を持つように改良されている。
【００１６】
図３は、本実施形態のフューエルインジェクションレールにおいて、第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂとの接合部の断面（図３（ａ））、第１ケース部材２２ａとインジェクタカップ２４との接合部の断面（図３（ｂ））、第２ケース部材２２ｂと燃料供給管２５の端末との接合部（図３（ａ））の断面をそれぞれ示す。
【００１７】
図３（ａ）に示されるように、第１ケース部材２２ａ、第２ケース部材２２ｂのうち、第１ケース部材２２ａの開口部の周縁にはフランジ部２６が形成されている。このフランジ部２６は、第２ケース部材２２ｂの周縁部と同方向を向いて重なり合うようになっている。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示されるように、第１ケース部材２２ａの底部には、バーリング加工により、内側に向かって立ち上がった円筒状のバーリング壁２７が形成されている。一方、釣り鐘形のインジェクタカップ２４には、円筒状の取付部２８が形成され、この取付部２８は、バーリング壁２７に隙間なく嵌合するようになっている。
【００１９】
さらに、図３（ｃ）に示されるように、第２ケース部材２２ｂには、燃料供給管２５の端末を接続するために、バーリング加工によって外側に向かって立ち上がった円筒状のバーリング壁２９が形成されており、このバーリング壁２９には、燃料供給管２５の端末が隙間なく嵌合するようになっている。
【００２０】
以上のように構成される本実施形態のフューエルインジェクションレールによれば、以下のような点で仮組や組立でのレーザー溶接が容易な構造となっている。  
第１ケース部材２２ａに第２ケース部材２２ｂを載せると、第１ケース部材２２ａのフランジ部２６と第２ケース部材２２ｂの周縁部とが隙間なく重なり合う構造になっている。第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂをレーザー溶接するには、レーザー溶接機のトーチを移動させながらレーザービームをフランジ部２６に沿って照射し、レーザービームによりフランジ部２６との重なり部分を溶融させて接合することができる。
【００２１】
同様に、インジェクタカップ２４についても、その取付部２８をバーリング壁２７に嵌合させた状態でレーザビームを周方向に移動させながら溶接すればよい。燃料供給管２５についても、その端末をバーリング壁２９に嵌合させた状態に同じようにしてレーザー溶接することができる。
【００２２】
レーザービームは、高エネルギ密度をもち、加熱領域を局所的に限定できるので、熱変形が生じるのを従来の加熱炉でのロウ付けに較べて大幅に少なくすることができる。
【００２３】
また、フューエルインジェクションレールでは、気密性が要求されるため、第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂをロウ付けする場合には、両者を嵌め合わせた重なり部分の隙間管理を精密に行う必要があった。これに対して、本実施形態では、第１ケース部材２２ａに第２ケース部材２２ｂを重ねるだけでよく、被溶接部の隙間調整は不必要となるので、第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂをプレス加工する金型に精密な金型を用いなくとも十分であり、製造コストの低減化につながる。  
第２実施形態 
次に、本発明の第２の実施形態によるフューエルインジェクションレールについて、図４を参照しながら説明する。  
この第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂとのフランジ部２６での重なり部分には傾斜した段差３０が設けられている点と、インジェクタカップ２４をバーリング壁２７に嵌合させてレーザー溶接する部分がインジェクタカップ２４の肩部３１になっている点である。それ以外の構造は、第１実施形態と同一であり、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００２４】
以上のように構成される第２実施形態によれば、第１ケース部材２２ａと第２ケース部材２２ｂとのフランジ部２６での重なり部分には傾斜した段差３０が設けられているので、真上からレーザービームを照射する場合、レーザビームの照射位置に多少のずれがあっても、段差３０で位置ずれを吸収して溶融には支障が生じないようにすることができる。
【００２５】
第３実施形態 
図５は、本発明の第３の実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す図である。  
この第３実施形態では、インジェクタカップ２４をレーザー溶接する部分をインジェクタカップ２４のフレア部末端３２としている。そして第１ケース部材２２ａには、インジェクタカップ２４を取り付けるための取付穴３３が形成され、この取付穴３３の開口縁とインジェクタカップ２４のフレア部末端３２の重なり部分がレーザー溶接により溶接される。この点以外は、図４の第２実施形態と同一である。
【００２６】
第４実施形態 
次に、本発明の第４の実施形態によるフューエルインジェクションレールについて、図６、図７を参照しながら説明する。  
これまで説明した第１乃至第３実施形態では、インジェクタカップ２４の取り付けられる方の第１ケース部材２２ａを有底ケースとし、燃料供給管２５の接続される方の第２ケース部材２２ｂを板状の部材として構成した実施形態であるのに対して、この第４実施形態は、第１ケース部材４０ａを板状の部材とし、第２ケース部材４０ｂを有底ケースとして有底ケースと板状部材の関係が反対になっている実施形態である。
【００２７】
図６において、第１ケース部材４０ａの外周部には、第２ケース部材４０ｂの周縁部と同方向を向いて重なり合うフランジ部４２が形成されている。また、第１ケース部材４０ａには、インジェクタカップ２４を取り付けるための取付穴４４が形成され、この取付穴４４の開口縁とインジェクタカップ２４のフレア部末端３２の重なり部分がレーザー溶接により溶接される。
【００２８】
これに対して、図７に示すフューエルインジェクションレールでは、インジェクタカップ２４を溶接しなくても済むように、インジェクタカップ２４を絞り加工によりあらかじめ一体に成形した第１ケース部材４０ａが用いられている。第１ケース部材４０ａの外周部にはフランジ４２が形成されている点は図６の実施例と同様である。
【００２９】
第５実施形態  
次に、本発明の第５の実施形態によるフューエルインジェクションレールについて、図８を参照しながら説明する。  
この第５の実施形態によるフューエルインジェクションレールは、図６の第４実施形態を基本型として、内部にインジェクタの開閉動作に伴う脈動を吸収するダンパ面を有する密閉室を区画するようにした実施形態である。
【００３０】
この第５実施形態では、側面にある第１密閉室５０、第２密閉室５１と、燃料供給管２５が貫通している第３密閉室５２と、合計３室形成されている。これらの密閉室５０、５１、５２は、それぞれ矩形皿形のダンパ部材５３、５４、５５を第２ケース部材４０ｂの壁面にレーザー溶接することにより接合されている。
【００３１】
第１密閉室５０、第２密閉室５１を区画するダンパ部材５３、５４には同じ部材が用いられ、この場合、レーザー溶接が容易なように、ダンパ部材５３、５４の周縁部には、それぞれフランジ部５３ａ、５４ａが形成されている。同じように第３密閉室を区画するダンパ部材５５の周縁部にもフランジ部５５ａが形成されている。
【００３２】
このようなダンパ部材５３、５４、５５を第２ケース部材２２ｂの壁面にレーザー溶接する場合、トーチからレーザビームを照射し、母材を溶融させてフランジ部５３ａ、５４ａ、５５ａを壁面に溶接することができる。
【００３３】
同じようにダンパ部材５３、５４、５５をロウ付けすると、インジェクションレール全体が高温になりフランジ部材５３、５４、５５に封じ込められた空気が膨張して破裂する危険が大きく、密閉室５０、５１、５２を区画するダンパ部材５３、５４、５５をロウ付けすることは行えない。
【００３４】
この点、本実施形態では、ダンパ部材５３、５４、５５をレーザー溶接により接合できるので、フランジ部５３ａ、５４ａ、５５ａの局所的領域に加熱する領域を限定できる結果、ダンパ部材５３、５４、５５に封じ込められた空気が膨張して破裂するようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す側面図。
【図２】図１におけるフューエルインジェクションレールのＡ−Ａ横断面図。
【図３】本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールにおけるレーザ溶接による接合部の断面を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す横断面図。
【図５】本発明の第３実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す横断面図。
【図６】本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す横断面図。
【図７】本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールの他の例を示す横断面図。
【図８】本発明の第５実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す横断面図。
【図９】従来のフューエルインジェクションレールを示す側面図。
【図１０】従来のフューエルインジェクションレールを示す横断面図。
【符号の説明】
【００３６】
２０  本体ケース
２２ａ  第１ケース部材
２２ｂ  第２ケース部材
２４  インジェクタカップ
２５  燃料供給管
２６  フランジ部
２７  バーリング壁
２８  取付部
２９  バーリング壁
【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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