JP2002310036A - コモンレール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンレールの分岐穴の開口周囲部に加圧燃
料による引張応力を抑制するための圧縮残留応力を容易
に発生させる。 【解決手段】 コモンレール１のレール穴１０を取り囲
む囲壁１３を、一つの囲壁要素が隣り合う二つ〜三つの
分岐穴１１を含むように二つの囲壁要素１３ａ，１３ｂ
に分割形成し、結合する前の各囲壁要素１３ａ，１３ｂ
の内面における分岐穴１１の開口周囲部３０を、棒状体
４１の側面に押圧凸部４２を形成してなる押圧治具４０
により機械的に押圧して該開口周囲部３０に圧縮残留応
力を発生させた後、囲壁要素１３ａ，１３ｂを結合す
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、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に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のディーゼルエンジン等のコ
モンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール５１を
示し、中心部にレール長方向に延びる略円柱状空間をな
すレール穴５２が形成されている。レール穴５２の側部
を取り囲む円筒状の囲壁５３の複数箇所には、レール穴
５２に交差開口してレール長直角方向に延びる複数（図
示例では５つ）の分岐穴５４が形成され、分岐穴５４の
先にはテーパー状のシール面５５が形成されている。シ
ール面５５には、インジェクタへ延びるインジェクショ
ンパイプ（図示略）の端部のシール面が密着するように
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】囲壁５３の内面と分岐
穴５４の内面には加圧燃料による内圧がかかり、引張応
力が発生する。囲壁５３の内面のうちでも特に分岐穴５
４の開口周囲部５６は、両穴５２，５４の応力が合成さ
れるため、他の部分よりも大きい引張応力が発生して弱
所となり、内圧の変動により疲労しやすくなる。

【０００４】発生する引張応力を抑制するには次の方法
があるが、それぞれ問題があった。 囲壁５３の内面に浸炭処理、流体研磨等の表面処理
を施し、同処理により発生する圧縮残留応力によって引
張応力を相殺する方法。これらの表面処理には、多大な
手間、時間及びコストがかかり、効率が悪いという問題
がある。 図６に示すように、レール穴５２の内径より若干大
径の球体などの拡径具６０をワイヤ６１で引張ってレー
ル穴５２内を密着させながら移動させることにより、囲
壁５３の内面全体に機械的に圧縮残留応力を発生させる
方法（特開平１０−３０６７５７号公報）。この方法
は、拡径具６０の移動に大容量の引張装置とエネルギと
を要するという問題がある。かといって、分岐穴５４の
開口周囲部５６のみに圧縮残留応力を発生させるには、
レール穴５２に容易に入る押圧治具をレール穴５２に入
れ、該押圧治具に開口周囲部５６に向かう方向の押圧力
を加えて同部を押圧する必要があるが、レール穴５２は
長いため、そのような押圧力を加えることは押圧治具の
剛性などの点で困難である。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決し、分岐
穴の開口周囲部に加圧燃料による引張応力を抑制するた
めの圧縮残留応力を容易に発生させることができ、浸炭
処理、流体研磨等の表面処理を省略又は軽減することも
できるコモンレール及びその製造方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、下記のコモンレール（１）及びその製造方法（２）
を採用した。 （１）加圧燃料を蓄積するレール穴を備え、該レール穴
を取り囲む囲壁にレール穴に開口する複数の分岐穴が形
成されたコモンレールにおいて、前記囲壁を、一つの囲
壁要素が一つ又は隣り合う二つ〜三つの分岐穴を含むよ
うに分割形成した少なくとも二つの囲壁要素を結合して
構成し、各囲壁要素の内面における分岐穴の開口周囲部
に圧縮残留応力が存在することを特徴とするコモンレー
ル。

【０００７】（２）加圧燃料を蓄積するレール穴を備
え、該レール穴を取り囲む囲壁にレール穴に開口する複
数の分岐穴が形成されたコモンレールの製造方法におい
て、前記囲壁を、一つの囲壁要素が一つ又は隣り合う二
つ〜三つの分岐穴を含むように少なくとも二つの囲壁要
素に分割形成し、各囲壁要素の内面における分岐穴の開
口周囲部を機械的に押圧して該開口周囲部に圧縮残留応
力を発生させた後、前記囲壁要素を結合することを特徴
とするコモンレールの製造方法。

【０００８】上記（１）（２）において、囲壁要素の分
割の態様としては、次のを例示できる。 各囲壁要素が二つ〜三つの分岐穴を含むように分割
する態様。例えば分岐穴が全部で五つの場合、第一の囲
壁要素が二つの分岐穴を含み、第二の囲壁要素が三つの
分岐穴を含むように分割する。 各囲壁要素が二つの分岐穴を含み、二で割り切れな
いときは一つの囲壁要素が一つの分岐穴を含むように分
割する態様。例えば分岐穴が全部で五つの場合、第一の
囲壁要素が二つの分岐穴を含み、第二の囲壁要素が二つ
の分岐穴を含み、第三の囲壁要素が一つの分岐穴を含む
ように分割する。 各囲壁要素が一つの分岐穴を含むように分割する態
様。例えば分岐穴が全部で五つの場合、第一〜第五の囲
壁要素がそれぞれ一つの分岐穴を含むように分割する。

【０００９】囲壁の形状は、特に限定されないが、一直
線状、Ｌ字状、Ｔ字状等に延びる筒状囲壁であって、該
筒状囲壁の略中心にレール穴を形成したものを例示でき
る。

【００１０】囲壁要素の結合は、特に限定されないが、
囲壁要素同士の螺合とその螺合力により密着するメタル
シールとによる結合を例示できる。螺合により結合する
場合は、各囲壁要素の外周の少なくとも一箇所に、囲壁
要素を相対回転させるための治具を係合させる六角面、
二面幅等の係合面を形成することが好ましい。

【００１１】押圧の仕方は、特に限定されないが、棒状
体の側面に押圧凸部を形成してなる押圧治具を囲壁要素
のレール穴内に通し、該押圧凸部で分岐穴の開口周囲部
を押圧することにより行う方法を例示できる。押圧凸部
の形状は、特に限定されないが、円錐面状又は球面状を
例示できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明を具体化した
第一実施形態を示している。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の分岐接続部には、燃料ポンプ２を接続するため
の燃料吸入パイプ３と、インジェクタ４を接続するため
の燃料排出パイプ５とが接続され、コモンレール１の右
端部にはリリーフバルブ６が接続され、コモンレール１
の左端部には圧力センサ７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。

【００１３】コモンレール１の中心部には、所定量の加
圧燃料を蓄積するためのレール長方向に延びるレール穴
１０が形成されている。レール穴１０を取り囲むように
金属で一直線状に延びる円筒状に形成された囲壁１３の
複数箇所には、半径方向外側へ突出する複数（図示例で
は５つ）の分岐接続部１４が金属で一体に形成されてい
る。この複数箇所の囲壁１３から分岐接続部１４にかけ
ては、レール穴１０に交差開口してレール長直角方向に
延びる複数（図示例では５つ）の分岐穴１１が形成さ
れ、分岐穴１１の先には分岐接続部１４の端面に開口す
るテーパー状のシール面１２が形成されている。レール
穴１０の内径は、特に限定されないが、８〜１２ｍｍが
適当である。分岐穴１１の内径は、特に限定されない
が、１〜３ｍｍが適当である。

【００１４】燃料排出パイプ５の端部に取り付けられた
カラー３６の凸球面をシール面１２に密着させ、該カラ
ー３６に係合するカップ状の接続部材３７の雌ネジ３８
を、分岐接続部１４の外周に形成された雄ネジ１５に螺
合させることにより、燃料排出パイプ５を接続できるよ
うになっている。燃料吸入パイプ３についても同様であ
る。なお、図１の右上部に離間して示すように、分岐接
続部１４の内周に形成された雌ネジ１６に、接続部材
（図示略）の雄ネジを螺合させるようにしてもよい。

【００１５】囲壁１３は、図１で左側の第一の囲壁要素
１３ａが隣り合う二つの分岐穴１１を含み、右側の第二
の囲壁要素１３ｂが隣り合う三つの分岐穴１１を含むよ
うに、左から二つ目の分岐穴１１と三つ目の分岐穴１１
との間で分割形成された二つの囲壁要素１３ａ，１３ｂ
が結合されて構成されている。なお、図１に鎖線で示す
ように、右から一つ目の分岐穴１１と二つ目の分岐穴１
１との間でさらに分割形成することもできる。囲壁要素
１３ａ，１３ｂの結合は、図２に示すように、第一の囲
壁要素１３ａの肉厚の内周側略半分が除肉されてその内
周面に形成された雌ネジ１７に、第二の囲壁要素１３ｂ
の肉厚の外周側略半分が除肉されてその外周面に形成さ
れた雄ネジ１８を螺合すると共に、その螺合力により、
第一の囲壁要素１３ａの前記除肉により現れた内端のシ
ール面１９に、第二の囲壁要素１３ｂの端面に一体形成
したリング状且つ断面山形状のシール突条２０を密着さ
せること（メタルシール）により気密性良く行われる。
各囲壁要素１３ａ，１３ｂの内面における分岐穴１１の
開口周囲部３０には、後述する方法により発生した圧縮
残留応力が存在している。

【００１６】囲壁１３の右端面にはレール穴１０より内
径の大きい取付穴２１が設けられ、取付穴２１の内周面
には雌ネジ２２が形成されている。リリーフバルブ６の
接続は、雌ネジ２２にリリーフバルブ６の外周面に形成
した雄ネジ２３を螺合すると共に、取付穴２１の内端の
シール面２４に、リリーフバルブ６の端面に一体形成し
たリング状のシール突条２５を密着させること（メタル
シール）により行われる。また、取付穴２１の開口付近
の拡径段部２６とリリーフバルブ６の拡径段部２７との
間にはＯリング２８が介装される。

【００１７】圧力センサ７を接続するために、囲壁１３
の左端面には、レール穴１０より内径の大きい取付穴３
１が設けられ、取付穴３１の内周面には雌ネジ３２が形
成されている。圧力センサ７の接続は、雌ネジ３２に圧
力センサ７の外周面に形成した雄ネジ３３を螺合すると
共に、取付穴３１の内端のシール面３４に、圧力センサ
７の端面に一体形成したリング状のシール突条３５を密
着させること（メタルシール）により行われる。

【００１８】以上の通り構成されたコモンレール１は、
次の工程により製造される。 各囲壁要素１３ａ，１３ｂを鍛造その他の方法によ
り製作し、レール穴１０、分岐穴１１及びシール面１２
を加工する。

【００１９】 囲壁要素１３ａ，１３ｂを結合する前
の分離状態で、各囲壁要素１３ａ，１３ｂの内面におけ
る分岐穴１１の開口周囲部３０を機械的に押圧して圧縮
残留応力を発生させる。押圧の仕方は、図３（ａ）に示
すように、金属製の棒状体４１の側面に分岐穴１１より
径の大きい円錐面状の押圧凸部４２を形成してなる押圧
治具４０を各囲壁要素１３ａ（１３ｂ）のレール穴１０
内に通し、図３（ｂ）に示すように、押圧装置（図示
略）により棒状体４１の両端を両持ちして押圧凸部４２
が分岐穴１１に向かう方向の荷重を付加し、押圧凸部４
２で分岐穴１１の開口周囲部３０を押圧することにより
行う。図３（ｃ）に示すように、押圧凸部４２は分岐穴
１１より径の大きい球面状でもよい。また、囲壁要素１
３ａ，１３ｂのレール穴１０開口端から各分岐穴１１の
開口周囲部３０までの距離が短くなるので、棒状体４１
の一端を片持ちして荷重を加えることもできる。

【００２０】このように、分岐穴１１の開口周囲部３０
のみに圧縮残留応力を発生させるので、小容量の押圧装
置とエネルギとで済む。また、囲壁１３の全長と分岐穴
１１の総数とが二つの囲壁要素１３ａ，１３ｂに分割さ
れているため、押圧治具４０の棒状体４１が短くて済み
剛性の確保が容易になるとともに、開口周囲部３０を正
確に押圧することができ、また、押圧治具４０に付加す
る荷重も小さくて済む。こうして分岐穴１１の開口周囲
部３０に加圧燃料による引張応力を抑制するための圧縮
残留応力を容易に発生させることができ、従来は必要で
あった浸炭処理、流体研磨等の表面処理を省略又は軽減
することもできる（該表面処理を施すことを除外する意
味ではない）。

【００２１】 第一の囲壁要素１３ａの雌ネジ１７に
第二の囲壁要素１３ｂの雄ネジ１８を螺合すると共に、
その螺合力により、シール面１９にシール突条２０を密
着させることにより、囲壁要素１３ａ，１３ｂを結合す
る。また、各分岐接続部１４の方向を合わせる。各囲壁
要素１３ａ，１３ｂの外周の少なくとも一箇所（好まし
くは分割付近）には、囲壁要素１３ａ，１３ｂを相対回
転させるための治具（図示略）を係合させる六角面、二
面幅等の係合面２９が形成されているため、ネジ１７，
１８の螺合を容易に行うことができる。

【００２２】次に、図５は、第二実施形態に係るコモン
レール１を示しており、囲壁１３を、一つの囲壁要素が
一つの分岐穴１１を含むように分割形成した五つの囲壁
要素１３ａ〜１３ｅを結合して構成した点においてのみ
第一実施形態と相違する。結合の仕方や、開口周囲部３
０に圧縮残留応力を発生させる方法は第一実施形態と同
様であり、各囲壁要素１３ａ〜１３ｅの外周の少なくと
も一箇所に係合面２９が形成されている。本実施形態に
よっても、第一実施形態と同様の効果が得られる。

【００２３】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）分岐穴１１の数及びコモンレール１のサイズはエ
ンジンの気筒数に応じて適宜変更できる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係るコモン
レール及びその製造方法によれば、分岐穴の開口周囲部
に加圧燃料による引張応力を抑制するための圧縮残留応
力を容易に発生させることができ、浸炭処理、流体研磨
等の表面処理を省略又は軽減することもできるという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係るコモンレールの断
面図である。

【図２】同コモンレールの結合部位の拡大断面図であ
る。

【図３】同コモンレールの分岐穴の開口周囲部に圧縮残
留応力を発生させる工程の断面図である。

【図４】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】第二実施形態に係るコモンレールの断面図であ
る。

【図６】従来例に係るコモンレールの断面図である。

【符号の説明】

１ コモンレール １０ レール穴 １１ 分岐穴 １３ 囲壁 １３ａ〜１３ｅ 囲壁要素 １４ 分岐接続部 １７ 雌ネジ １８ 雄ネジ １９ シール面 ２０ シール突条 ２９ 係合面 ３０ 開口周囲部 ４０ 押圧治具 ４１ 棒状体 ４２ 押圧凸部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧燃料を蓄積するレール穴を備え、該
   レール穴を取り囲む囲壁にレール穴に開口する複数の分
   岐穴が形成されたコモンレールにおいて、前記囲壁を、
   一つの囲壁要素が一つ又は隣り合う二つ〜三つの分岐穴
   を含むように分割形成した少なくとも二つの囲壁要素を
   結合して構成し、各囲壁要素の内面における分岐穴の開
   口周囲部に圧縮残留応力が存在することを特徴とするコ
   モンレール。
2. 【請求項２】 加圧燃料を蓄積するレール穴を備え、該
   レール穴を取り囲む囲壁にレール穴に開口する複数の分
   岐穴が形成されたコモンレールの製造方法において、前
   記囲壁を、一つの囲壁要素が一つ又は隣り合う二つ〜三
   つの分岐穴を含むように少なくとも二つの囲壁要素に分
   割形成し、各囲壁要素の内面における分岐穴の開口周囲
   部を機械的に押圧して該開口周囲部に圧縮残留応力を発
   生させた後、前記囲壁要素を結合することを特徴とする
   コモンレールの製造方法。
3. 【請求項３】 前記囲壁は一直線状、Ｌ字状、Ｔ字状等
   に延びる筒状囲壁であり、該筒状囲壁の略中心にレール
   穴を形成した請求項１記載のコモンレール又は請求項２
   記載のコモンレールの製造方法。
4. 【請求項４】 前記囲壁要素の結合は、囲壁要素同士の
   螺合とその螺合力により密着するメタルシールとによる
   結合である請求項１記載のコモンレール又は請求項２記
   載のコモンレールの製造方法。
5. 【請求項５】 前記各囲壁要素の外周の少なくとも一箇
   所に、囲壁要素を相対回転させるための治具を係合させ
   る六角面、二面幅等の係合面を形成した請求項４記載の
   コモンレール又はコモンレールの製造方法。
6. 【請求項６】 前記押圧は、棒状体の側面に押圧凸部を
   形成してなる押圧治具を囲壁要素のレール穴内に通し、
   該押圧凸部で分岐穴の開口周囲部を押圧することにより
   行う請求項２、３、４又は５記載のコモンレールの製造
   方法。