(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐穴が形成され、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部に、外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して０．７〜１．０ｍｍとなった、細管状の第１絞り部が絞り形成され、
前記第１絞り部の先端部に、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して０．４〜０．７ｍｍのオリフィス孔となった、微細管状の第２絞り部が絞り形成され、
前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造。
【請求項２】
コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐穴を形成し、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して０．７〜１．０ｍｍとなった、細管状の第１絞り部を形成し、
前記第１絞り部の先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して０．４〜０．７ｍｍのオリフィス孔となった、微細管状の第２絞り部を形成し、
前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置において、コモンレールにはインジェクタを接続するためのパイプ（以下、インジェクションパイプという。）が接続される。
【０００３】
図５〜図７は、上記接続構造の第１従来例を示している。図５に示すように、コモンレール５１の中心部には、レール長方向に延びるコモンレール穴５２が形成され、コモンレール穴５２に交差開口してレール長直角方向に延びる分岐穴５３（オリフィス孔）とシール面５４とが形成されていることを示している。インジェクションパイプ６１の端部には小筒状のカラー６２が圧入固定され、カラー６２の先端には凸球面状のシール面６４が形成されている。インジェクションパイプ６１の周りには大筒状のユニオン７１が通されている。そして、インジェクションパイプ６１、カラー６２及びユニオン７１とが、予めインジェクションパイプアッシー６０としてアッセンブリ化されている。
【０００４】
図５に図示したインジェクションパイプアッシー６０がコモンレール５１に螺合している状態の断面図を図６に示す。燃料ポンプにより加圧してコモンレール５１に送られた燃料は、コモンレール穴５２から分岐穴５３に導入され、カラー６２内の通孔を経てインジェクションパイプ６１からインジェクタに送られる。その際、コモンレール穴５２内は、燃料ポンプから送られる加圧燃料により発生する圧力変動を伴った超高圧（２０←→約２００ＭＰａ）になる。そのため、分岐穴５３周辺部の詳細図の図７に示すように、コモンレール穴５２に対する分岐穴５３の交差開口縁部５７に、変動を伴った引張歪みが繰り返し発生する。すると、交差開口縁部５７に金属疲労による亀裂５８が発生し易く、品質が不安定となる。この亀裂を防止するために、コモンレール５１の浸炭焼入れ等の硬化処理や、交差開口縁部５７の電解バリ取り加工による曲面化や、材料変更等による強度アップが図られているが、これらの方法では、大幅なコストアップや重量増になってしまう。
【０００５】
図８〜図１０は上記接続構造の第２従来例を示している（特開平１１−２８７１６６号公報）。この第２従来例では、第１従来例で述べた前記分岐穴５３の代わりに内径が２ｍｍ以上の分岐穴８３が形成されている。さらに、インジェクションパイプ９１の先端部のシール面９４の先端には、カラーの先端部を絞る方法で形成することにより、外径が分岐穴８３の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径した、細管状の第１絞り部を形成している。この第１絞り部よりなる突き出し部９５を分岐穴８３に遊挿する。突き出し部９５の内部に形成された通孔９６は内径が０．７〜１．０ｍｍであり、オリフィス孔となっている。この構造では、第１従来例のように、コモンレール５１に直接にオリフィス孔の役割を果たす細管状の分岐穴ではなく、内径が２ｍｍ以上の分岐穴８３をあけるので加工が容易化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コモンレール内のさらなる圧力変動の減少という性能上の要求から、オリフィス孔の内径を、さらに０．４〜０．７ｍｍ程度に小さくする必要性を要求されている。
【０００７】
しかしながら、第１従来例のコモンレール５１の分岐穴５３をオリフィス孔とする方法又は第２従来例のインジェクションパイプ９１の先端部のシール面９４の先端に、カラーの先端部を絞る方法で形成することにより、外径が分岐穴８３の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径しオリフィス孔とし、細管状の第１絞り部の突き出し部９５を形成する方法では、目的である内径を０．４〜０．７ｍｍ程度に小さくするには、高度な技術が必要であり困難である。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、亀裂の発生を防止して品質の安定化を図ることができるとともに、加工の容易化とコストダウンとを図ることである。さらに、コモンレール内の圧力変動を減少することができるコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造は、コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐穴が形成され、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部に、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して０．７〜１．０ｍｍとなった、細管状の第１絞り部が絞り形成され、
第１絞り部の先端部に、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して０．４〜０．７ｍｍのオリフィス孔となった、微細管状の第２絞り部が絞り形成され、
前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とする。
【００１０】
ここで、第１絞り部、第２絞り部の第１、第２とは、説明の便宜上付けただけのもので、２段に限定する意味ではなく、第１絞り部と第２絞り部の間に、その中間的な絞り部を絞り形成する場合も含む意味である。
【００１１】
２段に絞る場合を例にとると、それぞれの内径については、カラー内の通孔（内径２．０ｍｍ）、第１絞り部（内径０．７〜１．０ｍｍ）及び第２絞り部（オリフィス孔）（内径０．４〜０．７ｍｍ）の範囲で縮径するのが好ましい。
【００１２】
分岐穴の内径を２ｍｍ以上としたのは、特に限定はされないが、分岐穴の加工を容易にするためと、遊挿する突き出し部が細くなりすぎないようにするためであり、３ｍｍ以上にすることがさらに好ましい。分岐穴の内径の上限は、数値上は特に限定されないが、実際的には、コモンレール穴の内径までである。また、通孔の内径は、連続して縮径していればその境界面は、特に限定はされないが、曲面であっても平面であってもよい、より好ましくは、円錐形状に縮径している状態である。
【００１３】
ここで、突き出し部の先端面とコモンレール穴に対する分岐穴の交差開口との位置関係は、特に限定はするものではないが、略面一にすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーの形成方法は、コモンレールに内径が２ｍｍ以上の分岐穴を形成し、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して０．７〜１．０ｍｍとなった、細管状の第１絞り部を形成し、
第１絞り部の先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して内径０．４〜０．７ｍｍのオリフィス孔となった、微細管状の第２絞り部を形成し、
前記第１絞り部及び前記第２絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態例について、図１〜図４を参照して説明する。図４はディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略を示し、コモンレール１の側部には、燃料ポンプ２を接続するためのパイプ３と、インジェクタ４を接続するためのインジェクションパイプアッシー２０とが接続され、コモンレール１の端部には、リリーフバルブ６と圧力センサ７とが接続される。燃料ポンプ２とインジェクタ４は電子制御装置８により制御される。図１〜図３は、本実施形態に係るコモンレール１とインジェクションパイプアッシー２０との接合構造を示している。
【００１６】
図１に示すように、金属製のコモンレール１の中心部にはレール長方向に延びるコモンレール穴１２が形成され、その内径は６〜１１ｍｍ（例えば１１ｍｍ）である。コモンレール１の筒壁部には、内側から外側へ順に、コモンレール穴１２に交差開口してレール長直角方向に延びる分岐穴１３と、テーパー状のシール面１４と、内周に雌ネジ１６が切られた取付穴１５とが形成されている。分岐穴１３の内径は３．５ｍｍであり、この程度の大きさであれば切削加工により形成可能であるから、本実施形態の分岐穴１３はドリル加工されている。
【００１７】
インジェクションパイプ５の周りには取付部材としての大筒状のユニオン３１が通され、ユニオン３１の外周には雄ネジ３２が切られるとともに六角部３３が形成され、ユニオン３１の内周には段部３４が形成されている。そして、インジェクションパイプ５とカラー２２とユニオン３１とが、予めインジェクションパイプアッシー２０としてアッセンブリ化されている。
【００１８】
図２にインジェクションパイプアッシー２０をコモンレール１に接続した態様を示す。すなわち、ユニオン３１の雄ネジ３２を取付穴１５の雌ネジ１６に螺合し、ユニオン３１の段部３４をカラー２２のフランジ部２３に係合させて、カラー２２のシール面２４をコモンレール１のシール面１４に強く密着させるとともに、突き出し部２５を分岐穴１３に同心状に遊挿させて、突き出し部２５の先端面をコモンレール穴１２に対する分岐穴１３の交差開口と略面一にすればよい。この遊挿により、突き出し部２５（３ｍｍ以内）と分岐穴１３（３．５ｍｍ）との間には周状に０．２５ｍｍ以上の隙間２７が生じる。
【００１９】
燃料ポンプ２により加圧してコモンレール１に送られた燃料は、コモンレール穴１２からカラー２２の突き出し部２５の通孔２６に直接導入され、インジェクションパイプ５からインジェクタ４に送られる。すなわち、本実施形態では突き出し部２５の通孔２６が、従来例の分岐穴５３と同様に燃料を導入させる穴として機能する。
【００２０】
図２及び要部詳細図は図３に図示する突き出し部２５の形成方法とその内部の通孔について示す。インジェクションパイプ５の外径は６．３５ｍｍ、内径は３ｍｍである。インジェクションパイプ５の端部には金属製の小筒状のカラー２２が圧入固定され、その主要部の外径は８ｍｍ、内径は２ｍｍである。カラー２２の途中には凸球面状のシール面２４が形成され、カラー２２の先端部には第１絞り部２５ａ及び第２絞り部２５ｂよりなる突き出し部２５が形成されている。この突き出し部２５は、まず、カラー２２の先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径（２６ａ）も縮径した、細管状の第１絞り部２５ａを形成する。次に、第１絞り部２５ａの先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径してオリフィス孔２６ｂとなった、微細管状の第２絞り部２５ｂを形成する。最終的に、突き出し部２５全体の長さは分岐穴１３の長さと略同一とする。また、突き出し部２５の外径は分岐穴１３の内径より小さい３ｍｍ以内とし、突き出し部２５は分岐穴１３に遊挿する。
【００２１】
カラー２２の先端部からシール面１４と突き出し部２５の形成の際の２段階の絞りの際に、インジェクションパイプ５からカラー２２内そして突き出し部２５内に続いている通孔２６は、２段に絞り、縮径していて、通孔の先端の第２絞り部２５ｂの内径はオリフィス孔２６ｂとなる。通孔２６の内径は、カラー２２内の通孔（内径２．０ｍｍ）、次に第１絞り部内通孔２６ａ（内径０．７〜１．０ｍｍ）、最後に先端である第２絞り部内通孔（オリフィス孔）２６ｂ（内径０．４〜０．７ｍｍ）とそれぞれ先端に向かうにつれて連続して２段に絞り縮径している。
【００２２】
本実施形態のコモンレール１によれば、次の作用・効果（１）（２）（３）が得られる。
（１）前記の通り、コモンレール１の分岐穴１３の内径を３ｍｍ程度に大きくするので、分岐穴１３は切削加工又はその他の方法により容易に形成することができ、設備投資の軽減とコストダウンとを図ることができる。一方、インジェクションパイプアッシー２０は、カラー２２に突き出し部２５を形成する分だけ構造が複雑になるが、加工は容易であるから、コモンレール１も含めたトータルとしては、図５〜図７に示す第１従来例より製造が容易になり、コストメリットが大きい。
【００２３】
（２）図３に示すように、コモンレール穴１２内の加圧燃料による超高圧は、カラー２２の突き出し部２５にかかる。しかし、突き出し部２５と分岐穴１３との間に隙間２７があるため、突き出し部２５はその内周面（通孔２６）と外周面とに同じ圧力を受け、発生応力が抑えられ、変動を伴った引張歪みが発生することもなく、亀裂の発生を防止することができる。結果として、品質が安定する。従って、図５〜図７に示す第１従来例のような浸炭焼入れ等の硬化処理や材料変更等による強度アップは不要であるから、大幅なコストアップを図ることができ、重量増の心配も無い。なお、超高圧はコモンレール穴１２に対する分岐穴１３の交差開口縁部１７にもかかるが、その内径が大きいことから、従来より簡単な方法（例えば流体研磨等）による曲面化等で局部応力集中を緩和できるので、性能は保障できる。
【００２４】
（３）さらに、図２に示すように、通孔２６は、カラー２２内の通孔（内径２．０ｍｍ）から、第１絞り部内通孔２６ａ（内径０．７〜１．０ｍｍ）とし、さらに第２絞り部内通孔２６ｂ（オリフィス孔、内径０．４〜０．７ｍｍ）と２段に絞り縮径をすると、径を０．４〜０．７ｍｍとすることが可能となる。２段の絞りによる通孔の縮径により、オリフィス孔を図８〜図１０に示す第２従来例より、内径の小さいものとすることができる。その結果、燃料噴射により発生する圧力波の伝播を減らすことができ、コモンレール内の圧力変動を減少することができる。さらに、このような２段絞りの形状をとることで、インジェクション側の通孔内の圧力波の減衰もみられる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）インジェクションパイプアッシーの構成を変更し、例えばインジェクションパイプ５の先端に突き出し部を直接形成し、インジェクションパイプ５の外周にカラーを固定すること。
（２）通孔の内径、突き出し部の外径又は分岐穴の径等の寸法を適宜変更すること。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法によれば、亀裂の発生を防止して品質の安定化を図ることができるとともに、加工の容易化とコストダウンを図ることができる。さらに、燃料噴射により発生するコモンレール内の圧力変動が減少し、インジェクション側の通孔内の圧力波の減衰もみられるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図２】同接続構造の接続後の断面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略図である。
【図５】第１従来例に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図６】同接続構造の接続後の断面図である。
【図７】図６の要部拡大断面図である。
【図８】第２従来例に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図９】同接続構造の接続後の断面図である。
【図１０】図９の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１    コモンレール
５    インジェクションパイプ
１２    コモンレール穴
１３    分岐穴
２０    インジェクションパイプアッシー
２２    カラー
２５    突き出し部
２６    通孔
２７    隙間
３１    ユニオン
【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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