WO2020158076A1 - ガソリン直噴レール - Google Patents

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WO2020158076A1
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rail
rail body
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peripheral surface
hole
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洋行 西澤
秀司 鈴木
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Usui Co Ltd
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Usui Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors

Definitions

  • the present invention relates to a gasoline direct injection rail equipped with a rail body and a connecting member.
  • Patent Document 1 a plurality of through holes (32) for communicating the inside and the outside of the rail body (31) are formed in the wall surface (35) of the cylindrical rail body (31).
  • a gasoline direct injection rail with a through-hole formed at a point is already known.
  • a connecting member (33) such as an injector holder is brazed and fixed, and the inside of the rail body (31) and the connecting member (33) are penetrated through the through hole (32). They are in communication with each other.
  • the conventional rail body (31) has a tubular shape as shown in Patent Document 1 and FIGS. 5 and 6, the rail body (of the connecting member (33) to be assembled to the rail body (31) (
  • the connection surface with 31) must be a curved surface (34) which is concavely curved so as to make surface contact with the rail body (31) as shown in the cited document 1 and FIG. 7.
  • a tubular portion for inserting the curved surface (34) into the through hole (32) a tubular portion is formed in the connection member (33), and the tubular portion is formed. It was difficult to insert the through-hole (32) so as to prevent stress concentration on the through-hole (32).
  • the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the shape of the rail main body and the connecting member is changed to a through hole as a shape in which the tubular portion of the connecting member can be inserted into the through hole of the rail main body. This is intended to prevent the stress concentration of and to improve the pressure resistance.
  • the present invention has solved the above-mentioned problems, and has a rail having a quadrangular outer peripheral sectional shape and a circular inner peripheral sectional shape, and through holes penetrating the outer peripheral surface and the inner peripheral surface formed at a plurality of positions.
  • a main body and a flat surface capable of making surface contact with the outer peripheral surface of the rail main body; and a connecting member having a cylindrical portion projectingly inserted into the through hole of the rail main body on the flat surface.
  • the flat rail surface is brought into surface contact with the outer circumferential surface of the rail body, the tubular portion is passed through the through hole of the rail body, and the tip of the tubular portion is projected from the inner circumferential surface of the rail body.
  • a connecting member are assembled together.
  • the connecting member can be assembled to the rail body by arranging the tubular portion of the connecting member in the through hole of the rail body, it is possible to prevent concentration of stress due to the high-voltage system in the through hole. It is possible to prevent damage to the main body.
  • the rail body is formed by drawing after drawing, or without drawing, and further cut on the inner peripheral surface. Alternatively, it may be formed only by drawing.
  • the rail body may have the outer peripheral surface subjected to surface cutting processing.
  • the outer peripheral shape of the rail main body cross section can be easily formed into a quadrangle.
  • the contact surface of the connecting member assembled to the rail main body with the rail main body can be a flat surface. Therefore, it is possible to form a flat surface on the connecting member and to project the cylindrical portion on the flat surface. Therefore, by disposing the tubular portion of the connecting member through the through hole of the rail body, it is possible to prevent the stress from being concentrated in the through hole by the high-voltage system.
  • the outer peripheral cross-sectional shape of the rail main body square and the inner peripheral cross-sectional shape circular, it is possible to improve structural strength as compared with the conventional rail main body having a circular outer peripheral and inner peripheral sectional shape. .. Therefore, it is possible to prevent the wall surface of the rail body from being deformed when the internal pressure is applied to the rail body. Therefore, it is not necessary to excessively increase the rigidity of the bracket for preventing the deformation of the rail body, and the bracket can be simplified, so that the manufacturing cost can be kept low.
  • Sectional drawing which shows Example 1 of this invention.
  • 3 is a cross-sectional view of the rail body shown in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a connection member shown in Embodiment 1.
  • FIG. The partial expanded sectional view of FIG. Sectional drawing which shows a prior art example.
  • the partial expanded sectional view of FIG. The perspective view which shows the connection member of a prior art example.
  • (1) is a rail main body, which is formed in a long tubular shape, and has an outer peripheral sectional shape of a quadrangle and an inner peripheral sectional shape of a circular shape as shown in FIG.
  • the structural strength is improved as compared with the conventional case where the outer peripheral and inner peripheral cross-sectional shapes are circular. Therefore, the effect of suppressing the deformation of the rail body (1) that occurs when the internal pressure is applied can be further enhanced.
  • the wall surface (4) of the rail body (1) has through holes (5) for communicating the inner peripheral surface (3) and the outer peripheral surface (2) of the rail body (1). ) Are provided in three places. Further, end caps (6) are provided at both ends of the rail body (1).
  • this rail body (1) is formed by full cutting, and the inner peripheral surface (3) and outer peripheral surface (2) are also cut.
  • the rail main body (1) is formed by full cutting in this embodiment, the present invention is not limited to this in other different embodiments.
  • the cutting process may be applied only to the peripheral surface as the final step, or the drawing may be performed only by the drawing process.
  • the connecting member (8) as shown in FIG. 3 is assembled to the through hole (5) formed as described above.
  • the connecting member (8) has a substantially cylindrical shape with a flat surface (10) formed at one end, and a cylindrical portion (11) is provided so as to project from the central portion of the flat surface (10).
  • the tubular portion (11) of the connecting member (8) formed as described above is inserted into the through hole (5) of the rail body (1) and is connected to the rail body (1). Both are assembled by brazing the member (8).
  • the outer peripheral cross-sectional shape of the rail main body (1) is a quadrangle as described above, the upper surface of the connecting member (8) to be assembled in surface contact with the rail main body (1) is made flat, On the flat surface (10), the tubular portion (11) that can penetrate the through hole (5) provided in the rail body (1) can be easily formed in a protruding manner.
  • the tip of the tubular portion (11) is The height is set to project from the inner peripheral surface of the rail body (1). Therefore, when the connecting member (8) is assembled to the rail body (1), the tubular portion (11) projects inward from the inner peripheral surface (3) of the rail body (1) as shown in FIG. It will be placed in the state of being.
  • the gasoline direct injection rail of the present embodiment formed as described above and the rail main body (31) having the same inner diameter as the rail main body (1) of the present embodiment, the conventional gasoline shown in FIGS.
  • CAE analysis is performed on the stress generation situation when internal pressure is applied, and in the vicinity of the through holes (5) (32) of each rail body (1) (31) when internal pressure is applied. Simulation analysis was performed on the generated stress.

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Abstract

レール本体及び接続部材の形状を、このレール本体の貫通孔に上記接続部材の筒部を挿通可能な形状として貫通孔への応力集中を防ぎ、耐圧性向上を図る。 【解決手段】　外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形とするとともに、外周面2及び内周面3を貫通する貫通孔5を複数個所に貫通形成したレール本体1と、このレール本体1の外周面2に面接触可能な平坦面10を設け、この平坦面10に、上記レール本体1の貫通孔5に挿入可能な筒部11を突設した接続部材8とを備え、この接続部材8の平坦面10をレール本体1の外周面2に面接触させるとともに上記筒部11をレール本体1の貫通孔5に貫通させて、この筒部11の先端をこのレール本体1の内周面3から突出させた状態で、上記レール本体1と接続部材8とを組み付ける。

Description

ガソリン直噴レール
　本発明は、レール本体と接続部材とを備えたガソリン直噴レールに関するものである。
　従来より、特許文献１や図５～７に示す如く、円筒状のレール本体(31)の壁面(35)にこのレール本体(31)の内部と外部とを連通する貫通孔(32)を複数個所に貫通形成したガソリン直噴レールが既に知られている。そしてこの貫通孔(32)の形成位置には、インジェクターホルダー等の接続部材(33)がろう付け固定されるとともに、レール本体(31)の内部と接続部材(33)とが貫通孔(32)を通じて連通した状態となっている。
特開2010-7651号公報
　しかしながら、上記の如く貫通孔(32)を設けたレール本体(31)を高圧のガソリン直噴システムに使用した場合には、この貫通孔(32)に応力が集中するものとなり、レール本体(31)の破損の原因となっていた。このような応力集中を回避するためには、接続部材(33)に、貫通孔(32)に挿通可能な筒部(図示せず。)を突出形成し、この筒部を貫通孔(32)に挿通した状態でレール本体(31)を接続部材(33)に組み付ける構成が考えられる。
　しかしながら、従来のレール本体(31)は、特許文献１及び図５、６に示す如く筒状の形をしていることから、このレール本体(31)に組み付ける接続部材(33)のレール本体(31)との接続面を、上記レール本体(31)に面接触させるために引用文献１や図７に示す如く湾曲状に凹んだ湾曲面(34)としなければならない。しかしながら、このような湾曲面(34)に貫通孔(32)に挿通するための筒部を形成することは技術的に難しいため、接続部材(33)に筒部を形成し、この筒部を貫通孔(32)に挿通配置して貫通孔(32)への応力集中を防ぐという方法は困難なものであった。
　そこで、本発明は上記の如き課題を解決しようとするものであって、レール本体及び接続部材の形状を、このレール本体の貫通孔に上記接続部材の筒部を挿通可能な形状として貫通孔への応力集中を防ぎ、耐圧性向上を図ろうとするものである。
　本願発明は上述の如き課題を解決したものであって、外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形とするとともに、外周面及び内周面を貫通する貫通孔を複数個所に貫通形成したレール本体と、このレール本体の外周面に面接触可能な平坦面を設け、この平坦面に、上記レール本体の貫通孔に挿入可能な筒部を突設した接続部材とを備え、この接続部材の平坦面をレール本体の外周面に面接触させるとともに上記筒部をレール本体の貫通孔に貫通させて、この筒部の先端をこのレール本体の内周面から突出させた状態で、上記レール本体と接続部材とを組み付けて成るものである。
　上記の如く、レール本体の外周断面形状を四角形とすることにより、このレール本体に組み付ける接続部材のレール本体への接触面を平坦面とすることが可能となり、この平坦面に筒部を突出形成することが技術的に容易となる。従って、この接続部材の筒部をレール本体の貫通孔に貫通配置してレール本体に接続部材を組み付けることが可能となるため、これにより貫通孔への高圧システムによる応力の集中化を防いでレール本体の破損を防止可能とすることができる。
　またレール本体は引き抜き加工を行った後、あるいは引き抜き加工を行わずに切削加工にて形成し、更に内周面に切削加工を施したものである。また、引き抜き加工のみで成形したものであっても良い。
　また、レール本体は、外周面も表面切削加工を施したものであってもよい。このように外周面にも表面切削加工を施すことによって、レール本体断面の外周形状を容易に四角形に形成することができる。
　本願発明は上記の如くレール本体の外周断面形状を四角形とすることにより、このレール本体に組み付ける接続部材のレール本体への接触面を平坦面とすることができる。そのため、接続部材に平坦面を形成するとともにこの平坦面に筒部を突出形成することができるものとなる。従って、この接続部材の筒部をレール本体の貫通孔に貫通配置することにより、貫通孔への高圧システムによる応力の集中化を防ぐことができる。
　またレール本体の外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形とすることにより、従来の外周及び内周断面形状が円形であるレール本体と比較して、構造上の強度を向上させることができる。そのため、レール本体への内圧付加時にレール本体の壁面が変形するのを抑制することが可能となる。よって、レール本体の変形を防ぐためのブラケットの剛性を過度に上げる必要がなく簡素化できるため、製造コストを低く抑えることができる。
本発明の実施例１を示す断面図。 実施例１に示すレール本体の断面図。 実施例１に示す接続部材の斜視図。 図１の部分拡大断面図。 従来例を示す断面図。 図５の部分拡大断面図。 従来例の接続部材を示す斜視図。
　本発明の実施例１について、図１～４において以下に説明する。まず、図１に示す如く(1)はレール本体であって、長尺な管状に形成するともに、図２に示す如く外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形としている。このように外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形とすることにより、従来の外周及び内周断面形状が円形の場合と比較して、構造上の強度が向上するものとなる。そのため、内圧付加時に発生するレール本体(1)の変形の抑制効果を更に高める事ができる。
　また図１、４に示す如く、このレール本体(1)の壁面(4)には、このレール本体(1)の内周面(3)と外周面(2)とを連通する貫通孔(5)を３ヶ所設けている。また、このレール本体(1)の両端にはエンドキャップ(6)を設けている。
　またこのレール本体(1)は、全切削加工にて形成したものであって、内周面(3)及び外周面(2)にも切削加工が施されている。
　尚、本実施例ではレール本体(1)を全切削加工にて形成しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、引き抜き加工を行った後、内周面及び外周面、又は内周面のみに最終工程として切削加工を施したものであっても良いし、引き抜き加工のみで成形したものであっても良い。
　また上記の如く形成した貫通孔(5)には、図３に示す如き接続部材(8)を組み付けている。この接続部材(8)は、一端に平坦面(10)を形成した略筒型であって、この平坦面(10)の中央部から筒部(11)を突設している。
　そして図４に示す如く、上記の如く形成した接続部材(8)の筒部(11)を、レール本体(1)の貫通孔(5)に挿通配置するとともに、このレール本体(1)と接続部材(8)とをろう付けすることにより両者が組み付けられるものとなる。この時、上記の如くレール本体(1)の外周断面形状を四角形としていることから、このレール本体(1)に面接触させて組み付ける接続部材(8)の上面を平坦面(10)とし、この平坦面(10)に、上記レール本体(1)に設けた貫通孔(5)に貫通可能な筒部(11)を容易に突出形成することができる。
　また、図３に示す筒部(11)の突出高さtを、この筒部(11)をレール本体(1)の貫通孔(5)に組み付けた際に、筒部(11)の先端がレール本体(1)の内周面から突出する高さとしている。そのため、上記レール本体(1)に接続部材(8)を組み付けた際には、図４に示す如く筒部(11)がレール本体(1)の内周面(3)よりも内方に突出した状態で配置されるものとなる。
　ここで、上記の如く形成した本実施例のガソリン直噴レールと、本実施例のレール本体(1)と同じ内径のレール本体(31)にて構成した、図５～７に示す従来のガソリン直噴レールとを用いて、内圧を付加した場合の応力発生状況についてのＣＡＥ解析を行い、内圧をかけた際の各レール本体(1)(31)の貫通孔(5)(32)付近に発生する応力について、シミュレーション解析を行った。
　この解析により、本実施例のガソリン直噴レールを用いることにより、従来のガソリン直噴レールよりも貫通孔(5)付近に発生する応力を約１３％程度低減させることができることが明らかとなった。よってこの解析結果から、本実施例のガソリン直噴レールでは、貫通孔(5)への高圧システムによる応力集中化の低減を可能とすることが実証された。
　１　レール本体
　２　外周面
　３　内周面
　５　貫通孔
　８　接続部材
１０　平坦面
１１　筒部

Claims (2)

  1. 　外周断面形状を四角形、内周断面形状を円形とするとともに、外周面及び内周面を貫通する貫通孔を複数個所に貫通形成したレール本体と、このレール本体の外周面に面接触可能な平坦面を設け、この平坦面に、上記レール本体の貫通孔に挿入可能な筒部を突設した接続部材とを備え、この接続部材の平坦面をレール本体の外周面に面接触させるとともに上記筒部をレール本体の貫通孔に貫通させて、この筒部の先端をこのレール本体の内周面から突出させた状態で、上記レール本体と接続部材とを組み付けて成ることを特徴とするガソリン直噴レール。
  2. 　レール本体は、外周面も切削加工を施したことを特徴とする請求項１のガソリン直噴レール。
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