JP2001295722A - コモンレール及びその製造方法 - Google Patents

コモンレール及びその製造方法

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JP2001295722A
JP2001295722A JP2000115360A JP2000115360A JP2001295722A JP 2001295722 A JP2001295722 A JP 2001295722A JP 2000115360 A JP2000115360 A JP 2000115360A JP 2000115360 A JP2000115360 A JP 2000115360A JP 2001295722 A JP2001295722 A JP 2001295722A
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rail
branch hole
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hole
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JP2000115360A
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Shizuo Ishikawa
鎮夫 石川
Seishi Sakugi
清史 柵木
Tetsuya Niwa
哲也 丹羽
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Otics Corp
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Otics Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025Common rails

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レール孔の内壁における分岐孔の開口周辺部
の内圧疲労強度を向上させる。 【解決手段】 分岐孔15が貫設される前の状態におい
て、レール本体10の周壁12における分岐孔15の貫
設領域15Aを、レール本体10の中空内に挿入した芯
金27で内側から受けつつ、分岐用筒部13側から径方
向の押圧力を付与することで、その分岐孔15の貫設領
域15A及びその周辺領域に圧縮残留応力を発生させ
る。周壁12における分岐孔15の貫設領域及15Aび
その周辺領域には圧縮残留応力が発生しているので、レ
ール本体10の内壁における分岐孔15の開口周辺部に
おいては、加圧燃料の内圧に起因する引張り応力が上記
圧縮残留応力によって抑制され、内圧疲労強度が高めら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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及びその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6及び図7には、従来のコモンレール
式燃料噴射装置におけるコモンレール51を示す。この
コモンレール51は、中心部にレール長方向に延びるレ
ール孔52を有するとともに、そのレール孔52を取り
囲む筒壁部53には、長さ方向に間隔を空けて複数の分
岐孔54が形成されているとともに、各分岐孔54の外
周側端部にはそれよりも内径の大きい連通孔55が同心
状に連成されている。これらの分岐孔54及び連通孔5
5はレール孔52の長さ方向に対して直交方向に延び、
各分岐孔54の内周側端部はレール孔52に連通され、
連通孔55の外周側端部は、インジェクションパイプ
(図示せず)との接続部56として筒壁部の外へテーパ
状に開口されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】コモンレール51にお
いては、図7に矢線で示すように、レール孔52と分岐
孔54の内壁に対して加圧燃料による内圧がかかるた
め、このレール孔52と分岐孔54の双方の内壁には引
張り応力が発生する。特に、レール孔52の内壁におけ
る分岐孔54の開口周辺部57では、その分岐孔54と
レール孔52の双方の応力が合成されることから、引張
り応力の値は他の部分よりも大きくなる。
【0004】この引張り応力の発生源である加圧燃料に
よる内圧は、車両の走行状態等に応じて変動することか
ら、引張り応力もそれに応じて変動するのであるが、こ
の変動する引張り応力の値が大きい部分、即ちレール孔
52の内壁における分岐孔54の開口周辺部57では、
疲労破壊の発生が懸念される。本願発明は上記事情に鑑
みて創案され、レール孔の内壁における分岐孔の開口周
辺部の内圧疲労強度を向上させることを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、筒状
をなすレール本体の外周に分岐用筒部が径方向に突出さ
れ、前記レール本体の周壁にそのシール本体の中空内と
前記分岐用筒部内とを連通させる分岐孔が貫設されたコ
モンレールを製造する方法であって、前記分岐孔が貫設
される前の状態において、前記レール本体の周壁におけ
る前記分岐孔の貫設領域を、前記レール本体の中空内に
挿入した芯金で内側から受けつつ、前記分岐用筒部側か
ら径方向の押圧力を付与することで、その分岐孔の貫設
領域及びその周辺領域に圧縮残留応力を発生させる構成
とした。
【0006】請求項2の発明は、筒状をなすレール本体
の外周に分岐用筒部が径方向に突出され、前記レール本
体の周壁にそのシール本体の中空内と前記分岐用筒部内
とを連通させる分岐孔が貫設されたコモンレールであっ
て、前記分岐孔が貫設される前の状態において、前記レ
ール本体の周壁における前記分岐孔の貫設領域を、前記
レール本体の中空内に挿入した芯金で内側から受けつ
つ、前記分岐用筒部側から径方向の押圧力を付与するこ
とで、その分岐孔の貫設領域及びその周辺領域に圧縮残
留応力を発生させている構成とした。
【0007】
【発明の作用及び効果】[請求項1及び請求項2の発
明]レール本体の周壁における分岐孔の貫設領域及びそ
の周辺領域には圧縮残留応力が発生しているので、レー
ル本体の内壁における分岐孔の開口周辺部においては、
加圧燃料の内圧に起因する引張り応力が上記圧縮残留応
力によって抑制され、内圧疲労強度が高められている。
【0008】
【発明の実施の形態】[実施形態1]以下、本発明を具
体化した実施形態1を図1乃至図5を参照して説明す
る。
【0009】図5には、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す。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
5(カラー、ユニオンなどがアッシーされている)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。
【0010】次に、コモンレール1について説明する。
コモンレールは、図1に示すように、1本のレール本体
10に複数(本実施形態では4つ)の分岐用筒部13を
形成したものである。レール本体10は金属製であり、
本実施形態ではSCM材(SCM415)が用いられて
いる。レール本体10は円筒形をなし、その中空内はレ
ール本体10の両端面に開口し且つレール本体10と同
心の円形断面をなすレール孔11とされている。また、
レール本体10のシール孔11を囲む周壁12は全周に
亘って一定厚さであり、したがって、周壁12の内周面
と外周面とは同心状となっている。
【0011】レール本体10の両端部内周には雌ネジ部
21L,21Rが形成され、図1における左側の雌ネジ
部21Lには圧力センサ7が螺合することで接続され、
右側の雌ネジ部21Rにはリリーフバルブ6が螺合によ
り接続される。レール本体10の周壁12の外周におけ
る長さ方向に間隔を空けた複数(本実施形態では4つ)
位置には、レール本体10よりも小径の円筒形をなす分
岐用筒部13が、レール本体10の径方向(レール本体
10の軸線に対して直交する方向)に突出する形態で一
体形成されている。この分岐用筒部13の外周には、イ
ンジェクションパイプ5を接続するための雄ネジ部14
が形成されている。
【0012】レール本体10の周壁12における分岐用
筒部13の形成されている領域には、周壁12の内周面
に開口する分岐孔15と、この分岐孔15の外周端に連
なるテーパ孔16が形成されている。このテーパ孔16
は外周側に向かって拡径している。さらに、このテーパ
孔16の最大外径となる外周端には、分岐用筒部13の
接続孔17の内周端が連なっている。これらの分岐孔1
5、テーパ孔16及び接続孔17は、互いに同心状に連
なり、且つその軸線はレール本体10の軸線に対して直
交している。
【0013】次に、コモンレールの製造工程について説
明する。製造に際しては、まず前工程として、図2に示
すように、切削加工によりレール本体10にレール孔1
1を形成するとともに分岐用筒部13に接続孔17を形
成する。この前工程では、雄ネジ部14、分岐孔15及
びテーパ孔16はまだ形成しない。次に、このレール本
体10を受け台25に固定する(図3を参照)。このと
き、レール本体10の下半分を受け台25の半円形の凹
部26に嵌合して遊動不能に保持するとともに、分岐用
筒部13をほぼ真上に向ける。さらに、固定したレール
本体10のシール孔11内に芯金27を挿入する。尚、
芯金27の材質は、本実施形態ではSKD11とされて
いる。芯金27は円柱形であって、その外径はレール本
体10の内径とほぼ同じ寸法(芯金27が径方向にガタ
つかない寸法)とされている。
【0014】この後、プレス工程において、分岐用筒部
13内に挿入したポンチ28の先端28Aで、レール本
体10の周壁12における分岐孔15の貫設されるべき
領域15A(接続孔17の奥端面)を径方向内向きに押
圧する。ポンチ28の先端部28Aは球面状をなし、分
岐孔15の貫設領域15Aを局所的に押圧する。押圧さ
れた周壁12は、バックアップ用の芯金27によって内
側から支えられた状態で、塑性変形と弾性変形とを生じ
る。この押圧力は、例えばレール本体10の材料である
SCM材の降伏点に相当する2,000[N]以下程度の
荷重とする。
【0015】ポンチ28による押圧を付与して周壁12
に弾性変形部と塑性変形部とを生じさせた後、ポンチ2
8による押圧を解除すると、戻り量の差により生じた変
形のために、周壁12における分岐孔15の貫設領域1
5A及びその周辺領域に圧縮残留応力が発生する。ポン
チ28による押圧を解除した後は、芯金27をレール本
体10から抜き取り、レール本体10を受け台25から
外す。この後、分岐用筒部13側からレール本体10の
周壁12に対して穿孔加工を行い、テーパ孔16と分岐
孔15を形成するとともに、分岐用筒部13の外周に雄
ネジ部14を形成する。以上によって、コモンレール1
の製造が完了する。
【0016】上記のように、コモンレール1の製造にお
いては、分岐孔15を貫通形成する前に、予め、周壁1
2における分岐孔15の貫設領域15A及びその周辺領
域に圧縮残留応力を発生させているので、分岐孔15が
貫設された状態でも、レール本体10の内周面(レール
孔11の内壁)における分岐孔15の開口周辺部に圧縮
残留応力が付与された状態となっている。したがって、
レール本体10の内壁における分岐孔15の開口周辺部
においては、加圧燃料の内圧に起因する引張り応力が上
記圧縮残留応力によって抑制され、内圧疲労強度が高め
られている。
【0017】[他の実施形態]本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 (1)上記実施形態ではレール本体の周壁に押圧力を付
与するポンチの先端形状を球面状としたが、本発明によ
れば、ポンチの先端形状は他の形状とすることもでき
る。
【0018】(2)上記実施形態ではポンチの外径を分
岐用筒部の内径よりも小径としたが、本発明によれば、
ポンチの外形を分岐用筒部の内径とほぼ同じ寸法として
もよい。 (3)上記実施形態では芯金の外径をレール本体の内径
とほぼ同じ寸法としたが、本発明によれば、芯金の外周
とレール本体の内壁との間に隙間を空け、押圧力の付与
によってレール本体の周壁が内側へ突出するようにして
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の縦断面図
【図2】分岐孔を貫設する前の状態を示す横断面図
【図3】レール本体の周壁に圧縮残留応力を付与する工
程を示す横断面図
【図4】仕上げ工程が完了した状態を示す横断面図
【図5】エンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略
【図6】従来例のコモンレールの断面図
【図7】従来例の(a)は部分拡大図、(b)は図9
(a)のY−Y線断面図
【符号の説明】
1…コモンレール 10…レール本体 12…周壁 13…分岐用筒部 15…分岐孔 15A…分岐孔の貫設領域 27…芯金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 哲也 愛知県西尾市中畑町浜田下10番地 株式会 社オティックス内 Fターム(参考) 3G066 AC09 AD05 BA55 CB05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状をなすレール本体の外周に分岐用筒
    部が径方向に突出され、前記レール本体の周壁にそのシ
    ール本体の中空内と前記分岐用筒部内とを連通させる分
    岐孔が貫設されたコモンレールを製造する方法であっ
    て、 前記分岐孔が貫設される前の状態において、前記レール
    本体の周壁における前記分岐孔の貫設領域を、前記レー
    ル本体の中空内に挿入した芯金で内側から受けつつ、前
    記分岐用筒部側から径方向の押圧力を付与することで、
    その分岐孔の貫設領域及びその周辺領域に圧縮残留応力
    を発生させることを特徴とするコモンレールの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 筒状をなすレール本体の外周に分岐用筒
    部が径方向に突出され、前記レール本体の周壁にそのシ
    ール本体の中空内と前記分岐用筒部内とを連通させる分
    岐孔が貫設されたコモンレールであって、 前記分岐孔が貫設される前の状態において、前記レール
    本体の周壁における前記分岐孔の貫設領域を、前記レー
    ル本体の中空内に挿入した芯金で内側から受けつつ、前
    記分岐用筒部側から径方向の押圧力を付与することで、
    その分岐孔の貫設領域及びその周辺領域に圧縮残留応力
    を発生させていることを特徴とするコモンレール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010168961A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Denso Corp コモンレールの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010168961A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Denso Corp コモンレールの製造方法

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