JPH10246168A - コモンレール - Google Patents

コモンレール

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JPH10246168A
JPH10246168A JP9065461A JP6546197A JPH10246168A JP H10246168 A JPH10246168 A JP H10246168A JP 9065461 A JP9065461 A JP 9065461A JP 6546197 A JP6546197 A JP 6546197A JP H10246168 A JPH10246168 A JP H10246168A
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branch
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common rail
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Kikuo Asada
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分岐孔の下端内周縁部に発生する最大応力値
を下げて内圧疲労強度をより向上させることが可能なコ
モンレールを提供する。 【解決手段】 軸芯内部に流通路を有する本管レールの
軸方向の周壁部に間隔を保持して複数の分岐孔を設け、
かつ該分岐孔の周面部にそれぞれ前記流通路に通ずる流
路を有する分岐管を連設する外方への開口する受圧座面
を形成して該分岐管の端部に設けた接続頭部のなす押圧
座面部を当接係合せしめ、本管レールと一体もしくは別
体の継手部分と予め分岐管側に組込んだナットの螺合に
よる前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続し
てなるコモンレールにおいて、前記本管レールは外周面
が真円形状であり、かつ内周面の少なくとも分岐孔付近
が僅かに突出あるいは偏平化されて非真円状である縦断
面に形成されてなることを特徴とする。

Description

【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
内燃機関における高圧燃料多岐管あるいはブロック・レ
ールなどのようなコモンレールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のコモンレールとしては、
各種形状のものが提案されている。例えば図８および図
９に示すように、外周面が真円形状からなる本管レール
１１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個の
ボス部１１−３に、本管レール１１の流通路１１−１に
通じかつ外方に開口する受圧座面１１−４を有する分岐
孔１１−２を穿設し、分岐管１２側の接続頭部１２−２
のなす押圧座面１２−３を本管レール１１側の受圧座面
１１−４に当接係合せしめ、予め分岐管側に組込んだ締
付け用外ねじナット１３′または袋ナット１３″を前記
ボス部１１−３の内周面または外周面に設けた内ねじま
たは外ねじに螺合することにより前記接続頭部１２−２
首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式の、い
わゆるボスタイプのものが知られている。図８および図
９中、１２−１は分岐管１２の流路、１４′は締付け用
スリーブ・ワッシャで、１４″はワッシャである。
【０００３】また図１０に示すように、円形パイプから
なる本管レール１１側の周壁部に設けた内部の流通路１
１−１に通ずる分岐孔１１−４部を外方に開口する受圧
座面１１−４となし、該受圧座面付近の本管レール１１
の外周壁に筒状のスリーブニップル１５を溶接により取
付け、分岐管１２側の接続頭部１２−２のなす押圧座面
１２−３を本管レール１１側の受圧座面１１−４に当接
係合せしめ、前記スリーブニップル１５の内周面に設け
た内ねじと予め分岐管側に組込んだ締付け用ナット１
３′の螺合による前記接続頭部１２−２首下での押圧に
伴って締着して接続構成する方式の、いわゆるスリーブ
ニップルタイプのものも知られている。
【０００４】さらに図１１に示すように、円形パイプか
らなる本管レール１１側の周壁部に設けた内部の流通路
１１−１に通ずる分岐孔１１−２部を外方に開口する受
圧座面１１−４となし、該受圧座面付近の本管レール１
１の外周部を囲繞するリング状の継手金具１６の使用に
より、端部に先細円錐状の挫屈成形などによる拡径した
分岐管１２側の接続頭部１２−２のなす押圧座面１２−
３を当接係合せしめ、該継手金具１６に突設した螺子壁
１６−１部に締付け用スリーブ・ワッシャ１４′と予め
分岐管側に組込んだ締付け用ナット１３′の螺合による
前記接続頭部１２−２首下での押圧に伴って締着して接
続構成する方式の、いわゆる継手金具タイプのものが知
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８お
よび図９に示すような、外周面が真円形状からなる本管
レール１１に一体に設けたボス部１１−３に分岐孔１１
−２を設けた前記ボスタイプのコモンレールや、図１０
に示すような、筒状のスリーブニップル１５を溶接によ
り直接本管レール１１に取付け、このスリーブニップル
１５に螺合するナット１３′を締着して接続構成する前
記スリーブニップルタイプのコモンレールや、さらには
図１１に示すような、リング状の継手金具１６を本管レ
ール１１に外嵌し、このリング状の継手金具１６に螺合
するナット１３′を締着して接続構成する前記継手金具
タイプコモンレールの場合には、本管レール１１の内圧
と、分岐管１２の接続頭部１２−２の押圧に伴って受圧
座面１１−４にかかる軸力により分岐孔１１−２の下端
内周縁部Ｐに大きな応力が発生し、当該下端内周縁部Ｐ
が起点となって亀裂が生じ易く、洩れを招く可能性があ
った。
【０００６】本発明は、上記した従来の問題を解決する
ためになされたもので、分岐孔の下端内周縁部に発生す
る最大応力値を下げて内圧疲労強度をより向上させるこ
とが可能なコモンレールを提供することを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、軸芯内部に流通路を有する本管レールの軸方
向の周壁部に間隔を保持して複数の分岐孔を設け、かつ
該分岐孔の周面部にそれぞれ前記流通路に通ずる流路を
有する分岐管を連設する外方への開口する受圧座面を形
成して該分岐管の端部に設けた接続頭部のなす押圧座面
部を当接係合せしめ、本管レールと一体もしくは別体の
継手部分と予め分岐管側に組込んだナットの螺合による
前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続してな
るコモンレールにおいて、前記本管レールは外周面が真
円形状であり、かつ内周面の少なくとも分岐孔付近が僅
かに突出あるいは偏平化されて非真円状である縦断面に
形成されてなるコモンレールを特徴とするものである。
【０００８】本発明においては、前記本管レールは全体
として縦断面真円形状を有するものであって、分岐孔付
近の内周面のみが断面非真円状となしているコモンレー
ルを特徴とする。
【０００９】本発明において、本管レールを外周面が真
円形状であり、かつ内周面の少なくとも分岐孔付近が僅
かに突出あるいは偏平化されて非真円状である縦断面に
形成したり、本管レールは全体として縦断面真円形状を
有するものであって、かつ分岐孔付近の内周面のみが断
面非真円状となして形成したのは本発明者が多くの実験
を繰返して得られた結果に基づくものである。
【００１０】すなわち、本発明者は、前記本管レールの
分岐孔の下端内周縁部Ｐに発生する最大応力値の低減を
目的として、本管レールに縦断面真円形状のコモンレー
ルと、外周面が真円形状であり、かつ内周面の分岐孔付
近が僅かに突出あるいは偏平化されて非真円状である縦
断面に形成されてなるコモンレールを用い、それぞれの
本管レールに断面真円の分岐孔を設け、該分岐孔の本管
レール外周側の開口端部に受圧座面を設けた場合の、各
コモンレールに内圧をかけたときの応力集中部と最大応
力値を調べた。
【００１１】その結果、縦断面真円形状のコモンレール
の本管レールに断面真円の分岐孔を設けたコモンレール
の場合には、分岐孔の開口部の管軸方向の両端部に大き
な応力が発生したのに対し、内周面の分岐孔付近が僅か
に突出あるいは偏平化されて非真円状である形状となし
たコモンレールの場合には、本管レールの分岐孔の下端
内周縁部に応力が発生したが、その応力値は縦断面真円
形状の本管レールに断面真円の分岐孔を設けたコモンレ
ールの応力値よりはるかに低かった。
【００１２】以上の結果より、内周面の分岐孔付近が僅
かに突出あるいは偏平化されて非真円状である形状とな
した本管レールを用いた場合には、分岐孔の部分に発生
する応力を低減できることが判明したのである。これ
は、内周面の分岐孔付近が僅かに突出あるいは偏平化さ
れて非真円状である形状となした本管レールを使用した
場合には、本管レールの分岐孔の下端内周縁部に発生す
る応力分、分岐孔部に発生する応力が少なくなることに
よるものと推察される。
【００１３】以上のごとく、本発明では外周面が真円形
状であり、かつ内周面の少なくとも分岐孔付近が僅かに
突出あるいは偏平化されて非真円状である縦断面に形成
されてなる本管レールを使用したり、または全体として
縦断面真円形状を有するものであって、分岐孔付近の内
周面のみが断面非真円状となして形成した本管レールを
用いることにより、分岐孔部における応力の発生を効果
的に抑制することができ、各分岐管取付部における内圧
疲労強度を著しく向上できることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明をボスタイプのコモンレールの
一実施例に適用した場合における分岐管の接続構造例を
示す一部縦断面図、図２はボスタイプのコモンレールの
他の実施例に適用した場合における図１相当図、図３は
ボスタイプのコモンレールのさらに他の実施例に適用し
た場合における図１相当図、図４はボスタイプのコモン
レールのさらに別の実施例に適用した場合における図１
相当図、図５は本発明のスリープニップルタイプのコモ
ンレールの一実施例に適用した場合における分岐管の接
続構造例を示す一部縦断面図、図６は本発明を継手金具
タイプのコモンレールの一実施例に適用した場合におけ
る分岐管の接続構造例を示す一部縦断面図あり、図７は
本発明の請求項２に対応する本管レールの分岐孔部を示
す横断面図で、１は本管レール、２は分岐管、３−１は
締付け用外ねじナット、３−２は締付け用袋ナット、４
−１はスリーブ、４−２はワッシャ、４−３はスリーブ
・ワッシャである。
【００１５】コモンレールとしての本管レール１は、ボ
スタイプの場合、例えば直径２８ｍｍ、肉厚９ｍｍの、
比較的厚肉の管状部を有するような材質Ｓ４５Ｃの鍛造
品であって、ボーリングなどの機械加工によってその軸
芯内部を流通路１−１となして軸方向の周壁部に間隔を
保持して一体の継手部分としての複数個のボス部１−４
が設けられて、該ボス部に流通路１−１に通じかつ外方
に開口する受圧座面１−３を有する分岐孔１−２が設け
られている。
【００１６】本発明では、前記本管レール１は外周面が
真円形状であり、かつ流通路１−１の内周面の少なくと
も分岐孔１−２側に僅かに突出あるいは偏平化された部
分１−５を有する非真円状である縦断面に形成されてな
ることが肝要である。なお、本管レール１の内周面の分
岐孔１−２側に前記した突出あるいは偏平化された部分
１−５が存在することは、絶対的に必要であるが、残り
の内周面部分については真円状でもまた非円形状でも分
岐孔１−２部における応力の発生の抑制には余り関係が
ないことも判明した。
【００１７】図１ないし図４に示すボスタイプのコモン
レールの本管レールの内周面の分岐孔１−２側に、前記
した突出あるいは偏平化された部分１−５を形成する１
つの方法を説明すると、プレス工程において、前記本管
レール１のボス部１−４付近を下型にて固定する。この
下型は、本管レール１の外周面と同一円弧面を有する断
面凹形の金型からなり、この下型に本管レール１の外周
面のほぼ下半周を拘束できるように固定する。これはプ
レスの効果が十分に得られるようにするためである。本
管レール１を下型に固定すると、直径が前記ボス部１−
４にエンドミルなどで切削して形成された有底孔の内径
より小径で、プレス装置に取付けられたポンチにて当該
ボス部の内底部に押圧力を付与する。この時の押圧力に
より、ボス部１−４の内底部の真下に位置する本管レー
ル１の流通路１−１の内周面に僅かに突出あるいは偏平
化された部分１−５が形成される。なお突出あるいは偏
平部分１−５の高さは０．０５〜１．０ｍｍとすればよ
いが、１．０〜２．０ｍｍの高さとすることが好まし
い。０．０５ｍｍ未満では分岐孔部における応力の発生
を十分に抑制することができず、一方２．０ｍｍを超え
た高さとしても前記の抑制効果に差がみられない。
【００１８】一方、分岐管２は、分岐枝管あるいは分岐
金具からなるものであって、その内部に本管レール１の
流通路１−１に通ずる流路２−１を有してその端部に、
例えば先細円錐状の挫屈成形による拡径した接続頭部２
−２のなす押圧座面２−３を設けてなるもので、その接
続構造は、図１に示す分岐管接続構造の場合は、分岐管
２側の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を本管レー
ル１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め分岐管
側にスリーブ４−１を介して組込んだ締付け用外ねじナ
ット３−１を前記ボス部１−４に螺合することにより、
前記接続頭部２−２首下でのスリーブ４−１の押圧に伴
って締着して接続構成するものである。また、図２、図
３に示す分岐管接続構造の場合は、分岐管２側の接続頭
部２−２のなす押圧座面２−３を本管レール１側の受圧
座面１−３に当接係合せしめた状態で、予め分岐管２側
にワッシャ４−２またはスリーブ・ワッシャ４−３を介
して組込んだ袋ナット３−２を前記ボス部１−４に螺合
することにより、前記接続頭部２−２首下でのワッシャ
４−２またはスリーブ・ワッシャ４−３の押圧に伴って
締着して接続構成するものである。
【００１９】なお図４もボスタイプのコモンレールを示
すものであるが、この実施例では外方に開口する受圧座
面１−３を一体の継手部分としてのボス部１−４の先端
側に設けたために分岐孔１−２と受圧座面１−３の間に
やや大径の分岐孔１−２ａを介在させているが、流通路
１−１と受圧座面１−３間の分岐孔の径を一定として構
成することもできる。
【００２０】この実施例における接続構造の場合も、図
４に示すように分岐管２側の接続頭部２−２のなす押圧
座面２−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係
合せしめ、予め分岐管側にスリーブ４−１を介して締付
け用袋ナット３−２を前記ボス部１−４に螺合すること
により前記接続頭部２−１でのスリーブ４−１の押圧に
伴って締着して接続構成するものである。
【００２１】つぎに図５に示すスリーブニップルタイプ
のコモンレールについて説明する。この実施例では本管
レール１は、例えば直径２８ｍｍ、肉厚９ｍｍの、比較
的厚肉の管状部を有するような材質ＳＴＳ４８相当の高
圧配管用の鋼管であって、その軸芯内部を流通路１−１
となしている。そしてこの実施例では、本管レール１の
外周壁に、内周面に分岐管２側に組込まれる締付け用外
ねじナット３−１と螺合する螺子面５−１を設けた筒状
のスリーブニップル５を別体の継手部分となしてその基
端部を直接溶接して取付けて構成するものである。
【００２２】この実施例において内周面に僅かに突出あ
るいは偏平化された部分１−５を形成する１つの方法
は、本管レール１を下型に固定すると、直径が前記スリ
ーブニップル５の内径より小径で、プレス装置に取付け
られたポンチにてスリーブニップル５の中心軸線上で本
管レール１の外周面に押圧力を付与する。この時の押圧
力により、スリーブニップル５により囲繞される本管レ
ール１の外周面の真下に位置する流通路１−１の内周面
に僅かに突出あるいは偏平化された部分１−５が形成さ
れる。
【００２３】そしてこの実施例における接続構造は従来
と同様、分岐管２側の接続頭部２−２のなす押圧座面２
−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せし
め、予め分岐管２側に組込んだ締付け用外ねじナット３
−１を前記スリーブニップル５に螺合することにより、
前記接続頭部２−２首下での締付け用外ねじナット３−
１の押圧に伴って締着して接続構成するものである。
【００２４】さらに図６に示す継手金具タイプのコモン
レールについて説明する。この実施例においても本管レ
ール１の材質は、図５の実施例同様に例えば直径２８ｍ
ｍ、肉厚９ｍｍの、比較的厚肉の管状部を有するような
材質ＳＴＳ４８相当の高圧配管用の鋼管であって、その
軸芯内部を流通路１−１となしている。またこの本管レ
ール１の外周壁に、内周面に分岐管２側に組込まれる締
付け用ナット３−１と螺合する別体の継手部分としての
螺子壁６−１を設けたリング状の継手金具６を外嵌した
ものであって、その接続構造は従来と同様、分岐管２側
の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を本管レール１
側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め枝管側にス
リーブ４−１を介して組込んだ締付け用外ねじナット３
−１を前記リング状の継手金具６の螺子壁６−１に螺合
することにより、前記接続頭部２−２首下での締付け用
外ねじナット３−１の押圧に伴って締着して接続構成す
るものである。
【００２５】なおこの実施例において内周面に僅かに突
出あるいは偏平化された部分１−５を形成する方法とし
ては、前記実施例と同様にポンチによる押圧力を用いて
実施することができる。
【００２６】上記したスリーブニップルタイプや継手金
具タイプのコモンレールにおいては、ブローチ加工や伸
管加工などによりコモンレールの全長に亘り僅かに突出
あるいは偏平化された部分１−５を形成することもでき
る。
【００２７】次に図７に示す本発明の請求項２に対応す
る本管レールは、全体として断面真円形状を有するもの
であって、分岐孔１−２付近の内周面のみに僅かに突出
あるいは偏平化された部分１−５を形成して断面非真円
状となしているもので、この場合は前記突出あるいは偏
平化された部分１−５が分岐孔１−２部に設けられてお
り、前記と同様の接続構造にて分岐管２を接続する。分
岐孔１−２付近の内周面のみに僅かに突出あるいは偏平
化された部分１−５を形成する手段としては、前記同様
にロールやプレスによる塑性加工を用いる方法が一般的
である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のコモンレ
ールは外周面が真円形状であり、かつ内周面の少なくと
も分岐孔付近が僅かに突出あるいは偏平化されて非真円
状である縦断面に形成されてなる本管レール、または全
体として断面真円形状を有するものであって、分岐孔付
近の内周面のみが断面非真円状となしている本管レール
を用いることにより、分岐孔部の下端内周縁部における
応力の発生を効果的に抑制することができ、各分岐管付
根部における分岐孔部の内圧疲労強度を著しく向上でき
るので耐久性に優れ、亀裂の発生による燃料洩れをなく
して確実にして安定した機能を発揮することができ、コ
モンレールとして極めて有用性に富むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をボスタイプのコモンレールの一実施例
に適用した場合における分岐管の接続構造例を示す一部
縦断面図である。
【図２】ボスタイプのコモンレールの他の実施例に適用
した場合における図１相当図である。
【図３】ボスタイプのコモンレールのさらに他の実施例
に適用した場合における図１相当図である。
【図４】ボスタイプのコモンレールのさらに別の実施例
に適用した場合における図１相当図である。
【図５】本発明のスリープニップルタイプのコモンレー
ルの一実施例に適用した場合における分岐管の接続構造
例を示す一部縦断面図である。
【図６】本発明を継手金具タイプのコモンレールの一実
施例に適用した場合における分岐管の接続構造例を示す
一部縦断面図ある。
【図７】本発明の請求項２に対応する本管レールの分岐
孔部を示す縦断面図である。
【図８】ボスタイプのコモンレールの一従来例を示す縦
断面図である。
【図９】ボスタイプのコモンレールの他の従来例を示す
縦断面図である。
【図１０】スリーブニップルタイプのコモンレールの一
従来例を示す縦断面図である。
【図１１】継手金具タイプのコモンレールの一従来例を
示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 本管レール １−１ 流通路 １−２、１−２ａ 分岐孔 １−３ 受圧座面 １−４ ボス部 １−５ 突出あるいは偏平化された部分 ２ 分岐管 ２−１ 流路 ２−２ 接続頭部 ２−３ 押圧座面 ３−１ 締付け用外ねじナット ３−２ 締付け用袋ナット ４−１ スリーブ ４−２ ワッシャ ４−３ スリーブ・ワッシャ ５ スリーブニップル ５−１ 螺子面 ６ 継手金具 ６−１ 螺子壁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸芯内部に流通路を有する本管レールの
    軸方向の周壁部に間隔を保持して複数の分岐孔を設け、
    かつ該分岐孔の周面部にそれぞれ前記流通路に通ずる流
    路を有する分岐管を連設する外方への開口する受圧座面
    を形成して該分岐管の端部に設けた接続頭部のなす押圧
    座面部を当接係合せしめ、本管レールと一体もしくは別
    体の継手部分と予め分岐管側に組込んだナットの螺合に
    よる前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続し
    てなるコモンレールにおいて、前記本管レールは外周面
    が真円形状であり、かつ内周面の少なくとも分岐孔付近
    が僅かに突出あるいは偏平化されて非真円状である縦断
    面に形成されてなることを特徴とするコモンレール。
  2. 【請求項２】 前記本管レールは全体として断面真円形
    状を有するものであって、分岐孔付近の内周面のみが断
    面非真円状となしていることを特徴とする請求項１記載
    のコモンレール。
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