(57)【要約】【課題】曲げ荷重等により発生する接続頭部首下の応力集中を効果的に緩和し得る高圧燃料噴射管を提供する。【解決手段】厚肉細径金属管の端部に、挫屈成形による拡径した接続頭部を一体に有する高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部に下記条件を満足する厚肉壁部を設けたことを特徴とする。記・厚肉壁部の接続頭部に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１＝パイプ外径の０．０３〜０．１５倍・厚肉壁部のＡ部から直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２＝パイプ外径の０．３〜１．５倍・厚肉壁部の径方向の最大寸法ｗ＝接続頭部の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍【選択図】      図３
2005009460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉細径金属管の端部に、接続方向の外側周面を相手管継手の座面への押圧シート面となす挫屈成形による拡径した接続頭部を一体に有する高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部に下記条件を満足する厚肉壁部を設けたことを特徴とする高圧燃料噴射管。
記
・厚肉壁部の接続頭部に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１＝パイプ外径の０．０３〜０．１５倍
・厚肉壁部のＡ部から直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２＝パイプ外径の０．３〜１．５倍
・厚肉壁部の径方向の最大寸法ｗ＝接続頭部の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍
【請求項２】
厚肉細径金属管の端部に、接続方向の外側周面を相手管継手の座面への押圧シート面となす挫屈成形による拡径した接続頭部を一体に有する高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部に下記条件を満足するテーパ壁で構成する厚肉壁部を設けたことを特徴とする高圧燃料噴射管。
記
・テーパ壁の直管部分に連なる後方への管中心軸線に対する傾斜半角θ＝７度〜１５度
・テーパ壁の接続頭部に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１＝パイプ外径の０．０３〜０．１５倍
・テーパ壁の直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２＝パイプ外径の０．３〜１．５倍
・テーパ壁の径方向の最大寸法ｗ＝接続頭部の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にディーゼル内燃機関における燃料の供給路として配設使用される比較的厚肉細径金属管からなる高圧燃料噴射管に係り、特に振動による曲げ荷重等により発生する端末首下部の応力集中を緩和し得る高圧燃料噴射管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の高圧燃料噴射管としては、例えば図５に示すように、厚肉細径金属管１１の端部に挫屈成形により外側周面を球面状の押圧シート面１２とする截頭円弧状の接続頭部１３を設けたものが知られている。この種の高圧燃料噴射管の場合は、接続頭部１３の首下部のなす厚肉細径金属管１１そのままの管径部１４にリング状のワッシャー１５またはスリーブワッシャ（図示せず）を緩嵌着し、かかる状態で接続頭部１３の背面を前記ワッシャー１５を介して組込まれた締付けナット１６による内側底壁面に係合して、相手ホルダー、ポンプ等の管継手（図示せず）側への螺合締付けに伴ないその座面に押圧して接続されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高圧燃料噴射管においては、接続頭部１３の首下部付近のなす単に金属管そのままの管径部１４の構造、およびワッシャー１５の該管径部１４での緩嵌着構造により、接続頭部１３の首下Ｒ部に振動による曲げ荷重等による応力集中が発生して機械的強度の劣化を招き、局部疲労を招いて亀裂、折損の生じ易い問題があった。
かかる対策として、従来は接続頭部１３のフランジ部１３′と管径部１４をつなぐ首下部に設けた隅肉Ｒを大きくして前記応力集中を緩和することが行われてきたが、隅肉Ｒを大きくするとフランジ部１３′の直径も必然的に大きくする必要があった。フランジ部１３′はワッシャーやスリーブによりナット締付け力を受け止める部位であり、必要にして十分な面積が必要になるも、フランジ部１３′の直径を大きくしてこの面積を増大することは、挫屈成形（端末成形）時に発生する管内面の折れ込み皺が大きくなり、内圧に対する強度の低下を招くため寸法的な制約を受けることとなり、フランジ部１３′の直径を大きくする方法は、応力集中を緩和する手段としては必ずしも有効とは言い得なかった。そのため過大応力による金属管破損を避けるためには、当該噴射管の中間部をクランプしたり、エンジン自体の振動を抑制するなどの対策が必要であった。
【０００４】
本発明は、従来技術の有する前記問題に鑑みてなされたものであり、振動による曲げ荷重等により発生する接続頭部首下の応力集中を効果的に緩和し得る高圧燃料噴射管を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高圧燃料噴射管は、厚肉細径金属管の端部に、接続方向の外側周面を相手管継手の座面への押圧シート面となす挫屈成形による拡径した接続頭部を一体に有する高圧燃料噴射管において、前記接続頭部の首下部に下記▲１▼〜▲３▼の条件を満足する厚肉壁部を設けたことを特徴とするものである。
記
▲１▼  厚肉壁部の接続頭部に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１＝パイプ外径の０．０３〜０．１５倍
▲２▼  厚肉壁部のＡ部から直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２＝パイプ外径の０．３〜１．５倍
▲３▼  厚肉壁部の径方向の最大寸法ｗ＝接続頭部の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍
また、本発明は前記厚肉壁部を下記▲４▼〜▲７▼の条件を満足するテーパ壁で構成することを特徴とするものである。
記
▲４▼  テーパ壁の直管部分に連なる後方への管中心軸線に対する傾斜半角θ＝７度〜１５度
▲５▼  テーパ壁の接続頭部に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１＝パイプ外径の０．０３〜０．１５倍
▲６▼  テーパ壁の直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２＝パイプ外径の０．３〜１．５倍
▲７▼  テーパ壁の径方向の最大寸法ｗ＝接続頭部の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍
【０００６】
【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一実施例を示す平面図、図２は同じく本発明の他の実施例を示す平面図、図３（Ｉ）は図１に示す高圧燃料噴射管の接続頭部部分を拡大して示す半截断面図、図３（ＩＩ）は（Ｉ）の要部拡大図、図４（Ｉ）は図２に示す高圧燃料噴射管の接続頭部部分を拡大して示す半截断面図、図４（ＩＩ）は（Ｉ）の要部拡大図であり、１は厚肉細径金属管、２は押圧シート面、３は接続頭部、３′はフランジ部、４は厚肉壁部、１４はテーパ壁、Ａ部は接続頭部に連なる曲率半径Ｒ１の範囲、Ｂ部は直管部に連なる曲率半径Ｒ２の範囲である。
【０００７】
厚肉細径金属管１は、管径４．５ｍｍ〜２０ｍｍ、内径１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の高圧配管用炭素鋼管材、ステンレス鋼管材あるいはこれらの複合管材等からなるものである。
図１、図２に示す本発明の高圧燃料噴射管は、厚肉細径金属管１の端部に挫屈成形により外側周面を球面状の押圧シート面２とする截頭円弧状の接続頭部３と、該接続頭部３の首下部に厚肉細径金属管１の直管部分に連なる後方への厚肉壁部４またはテーパ壁１４をＡ部、Ｂ部を介して形成したものである。
その製造方法としては、規定の製品長さに切断された直管状態でその厚肉細径金属管１の端部に、プレスによる挫屈成型を施して接続方向の外側周面を相手噴射ノズル、ポンプ等の管継手部分（図示せず）の座面への押圧シート面２となす截頭円弧状の接続頭部３と、該接続頭部３の首下部に厚肉細径金属管１の直管部分に連なる後方への厚肉壁部４またはテーパ壁１４とＡ部、Ｂ部のＲ部と共に形成せしめる。
【０００８】
ここで、前記厚肉壁部４として、前記▲１▼〜▲３▼の各条件を満足することとしたのは、下記に示す理由による。
▲１▼  厚肉壁部の接続頭部３に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１をパイプ外径の０．０３〜０．１５倍としたのは、０．０３倍未満では応力集中により強度低下し、他方、０．１５倍を超えるとフランジ部３´のワッシャーやスリーブとの有効接触面積が不足するためである。
▲２▼  厚肉壁部の直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２を、パイプ外径の０．３〜１．５倍としたのは、０．３倍未満では応力集中を緩和する十分な効果が得られず、他方、１．５倍を超えると厚肉壁部４か゛長くなり曲げ加工上の制約が増加するため現実的でなくなるためである。
▲３▼  厚肉壁部の径方向の最大寸法ｗを接続頭部の径方向の最大突出長さＷ×０．２５〜０．４倍としたのは、０．２５倍未満では厚肉壁部４の十分な効果が得られず、他方、０．４倍を超えるとフランジ部３´のワッシャーやスリーブとの有効接触面積が不足するためである。
【０００９】
また、前記テーパ壁１４として、前記▲４▼〜▲７▼の各条件を満足することとしたのは、下記に示す理由による。
▲４▼  直管部分に連なる後方への管中心軸線に対する傾斜半角θを７度〜１５度としたのは、７度未満では該テーパ壁の接続頭部３に連なるＡ部に曲げ荷重等による応力集中を生じ疲労強度が低下し、他方、１５度を超えると該テーパ壁の直管部分に連なるＢ部に同様の応力集中を生じ疲労強度が低下するためである。
▲５▼  テーパ壁の接続頭部３に連なるＡ部の曲率半径Ｒ１をパイプ外径の０．０３〜０．１５倍としたのは、０．０３倍未満では応力集中により強度低下し、他方、０．１５倍を超えるとフランジ部３´のワッシャーやスリーブとの有効接触面積が不足するためである。
▲６▼  テーパ壁の直管部分に連なるＢ部の曲率半径Ｒ２をパイプ外径の０．３〜１．５倍としたのは、０．３倍未満では応力集中を緩和する十分な効果が得られず、他方、１．５倍を超えるとテーパ壁１４が長くなり曲げ加工上の制約が増加するため現実的でなくなるためである。
▲７▼  テーパ壁の径方向の最大寸法ｗを接続頭部３の径方向の最大突出長さＷの０．２５〜０．４倍としたのは、０．２５倍未満ではテーパ壁１４の十分な効果が得られず、他方、０．４倍を超えるとフランジ部３´のワッシャーやスリーブとの有効接触面積が不足するためである。
【００１０】
【実施例】
実施例１
ＳＴＳ４１０からなる内径３ｍｍ、外径６．３５ｍｍの厚肉細径金属管を用い、前記▲１▼〜▲３▼の条件を満足する厚肉壁部を有する高圧燃料噴射管と、厚肉壁部のない図５に示す形状の従来技術に係る高圧燃料噴射管とを準備して疲労特性試験を行った結果を表１に示す。
表１に示す結果より明らかなごとく、本発明に係る高圧燃料噴射管は、従来のものに比べ接続頭部首下の応力集中が緩和され、発生応力を低減することができた。
【００１１】
【表１】
2005009460.tif 000003
【００１２】
実施例２
ＳＴＳ４１０からなる内径４ｍｍ、外径１０ｍｍの厚肉細径金属管を用い、前記▲４▼〜▲７▼の条件を満足する厚肉壁部を有する高圧燃料噴射管と、厚肉壁部のない図５に示す形状の従来技術に係る高圧燃料噴射管とを準備して疲労特性試験を行った結果を表２に示す。
表２に示す結果より明らかなごとく、本実施例においても本発明に係る高圧燃料噴射管は、従来のものに比べ接続頭部首下の応力集中が緩和され、発生応力を低減することができた。
【００１３】
【表２】
2005009460.tif 000004
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の高圧燃料噴射管は、接続頭部の首下部に直管部分に連なる適正な条件を満足する厚肉壁部またはテーパ壁を設けて構成したことにより、首下部付近での応力集中を緩和できて機械的強度を向上することができ、したがって振動による曲げ荷重等による亀裂、折損を大巾に軽減、防止することができ、長期にわたって安定した接続、耐用を維持することができ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一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明に係る高圧燃料噴射管の他の実施例を示す平面図である。
【図３】図１に示す高圧燃料噴射管の接続頭部部分を拡大して示す図で、（Ｉ）は半截断面図、（ＩＩ）は（Ｉ）の要部拡大図である。
【図４】図２に示す高圧燃料噴射管の接続頭部部分を拡大して示す図で、（Ｉ）は半截断面図、（ＩＩ）は（Ｉ）の要部拡大図である。
【図５】従来の高圧燃料噴射管の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  厚肉細径金属管
２  押圧シート面
３  接続頭部
３′フランジ部
４  厚肉壁部
１４  テーパ壁
【図１】
2005009460.tif 000005
【図２】
2005009460.tif 000006
【図３】
2005009460.tif 000007
【図４】
2005009460.tif 000008
【図５】
2005009460.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月3日(2003.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005009460.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005009460.tif 000011