JP2003214291A - 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Info
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Abstract
共に、全長を短縮し軽量化を図る。 【解決手段】 コネクタ2、ボス3及びレール本体4
を、それぞれ個別に機械加工により製造する。各部品
2,3,4同士の取り付け対接面の機械加工精度は、イ
ンサート材箔50が間隙を充分充填できるように、面粗
度をRmax値で100μm以下とする。各部品2,
3,4の接合部間には、液相拡散接合用のインサート材
箔50を介在させる。インサート材箔50は、B(ホウ
素)とFe(鉄)乃至はNi(ニッケル)を50原子%
以上含有し、かつV(バナジウム)を0.1〜25原子
%含有し、形態が実質的に非晶質の構造を有する厚さ1
00μm以下で、30μm以上である。そして、インサ
ート材箔50の融点以上で、しかも各部品間の接合部分
の軟化が生じない900〜1300℃の接合温度を付与
し、その後、冷却する。
Description
用いて製造されたコモンレール(高圧燃料蓄圧器)及び
その製造方法に関するものである。
低公害のニーズが高まり、このため、ディーゼルエンジ
ンでは燃料噴射装置において高圧化が活発化している。
燃料噴射を制御する自由度を飛躍的に向上させる最新の
システムとしての燃料噴射システムは、高圧を発生させ
るサプライポンプと、高圧燃料を蓄えるコモンレール
と、電磁弁のついたインジェクタとから構成されてい
る。図6に示すように、従来のコモンレール100は、
以下のようにして製造される。即ち、鍛造されたコモン
レール素材100A(機械加工される前のコモンレール
100)に対して一体形成された取り付け用ボス部10
2,102の前・後面を研削して、所定厚さに形成し、
そこに、取り付け孔102a,102aを孔加工して仕
上げる。次に、素材100Aに対して、その長さ方向の
両端103,103を研削して全長Lを寸法決めする。
次いで、素材100Aをその長さ方向の軸線Qの周りに
回転させながら、一方の端面103から油液通路孔の孔
加工及びジョイント用捻加工を行い、素材100Aを反
転し、チャックしなおして他方の端面103から前記と
同様に、捻加工を行う。
びる軸線の周りに素材100Aを回転させながら、例え
ば図面において向かって左側のコネクタ101aを加工
する。即ち、コネクタ101aの端面(図面上は上端)
を加工し、外径を施削し、ジョイント用捻加工を行い、
油液通路孔を前記の油液通路孔に連通するように設け、
さらにジョイント部品との結合の際の油液洩れ防止用の
テーパ孔加工を行い、コネクタ101aを仕上げる。同
様にしてコネクタ101b,101c,101d及び1
01eを仕上げる。コネクタ101a,101b,10
1c,101d,101eそれぞれの配列ピッチは、施
削治具、捻加工治具などと加工されていないコネクタと
101a,101b,101c,101d,101eが
干渉しない条件を満たす最小距離で自ら決定される。
又、その最小値は選択の余地はない。コネクタ101
a,101b,101c,101d,101eの加工
は、素材100Aの回転のため、前記の各治具との干渉
回避のために広いスペースの確保が必要になって、極め
て不経済な加工を強いられることとなる。加えて、コネ
クタ101a,101b,101c,101d,101
eを別の部品として分割してそれぞれ別個に製造し、最
後に組み合わせて製品とするには、通常は溶接などの仕
上げ精度の低い製造工程を経由することはなく、コネク
タと素材100Aのコネクタ取り付け孔との間に全く隙
間のない嵌合のみで組み立てる技術が必要となり、コス
ト高となることから、従来方法の方がノウハウの蓄積も
あって改善することは困難である。
の技術を今後も踏襲する以上、精密加工を必要とする部
分などでは、製造コストが常に商品価格の大部分を占め
るコスト構造が将来とも継続される可能性が高い。従っ
て、材料コストは僅かであっても部品の大きさ、形状に
比して高額な部品とならざるを得ない。又、前述の説明
から明らかなように、複数のコネクタ101a,101
b,101c,101d,101e同士の配列ピッチは
縮小することができず、従ってコモンレール100の全
長Lの縮小によるコモンレール100の軽量化もほとん
ど不可能である。この発明は、このような問題点を解決
するためになされたものであって、その目的は製造コス
トを低減すると共に、コモンレール100の全長Lを縮
小して軽量化された、かつ低コストのコモンレールの製
造方法及びその結果得られるコモンレールを提供するこ
とにある。
めに、この発明は、外形が3次元的な形状を有するコモ
ンレールを、複数部品に分割した個別の部品を液相拡散
接合によって相互に連結し、組み立てて製造することを
特徴とする。
材料の接合面、即ち開先間において拡散律速の等温凝固
過程を経て、継手を形成する能力を有する元素、例えば
B(ホウ素)或いはP(リン)とNi(ニッケル)乃至
はFe(鉄)の多元合金を介在させ、低融点合金の融点
以上の温度に加熱保持し、継手を形成する技術であっ
て、通常の溶接技術と異なり溶接残留応力が殆どないこ
と、或いは溶接のような予盛りを発生しない平滑かつ精
密な継手を形成できるなどの特徴を有する。特に面接合
であるため、接合面の面積によらず接合時間が一定で、
かつ比較的短時間で接合が完了する点は、従来溶接と全
く異なっている。従って、開先へ挿入した低融点金属の
溶融温度に所定の時間保持できれば、開先形状を選ばず
面同士の接合を実現することができる。それぞれの個別
の部品の研削加工は、一般の機械要素の加工と同じで、
極めて容易にローコストで加工することができることは
勿論のこと、コネクタのレール本体への取り付けピッチ
も短縮が可能となり、コモンレールの全長の縮小、即ち
コモンレールの軽量化もその自由度が大幅に改善され
た。
の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図1
(a)〜(c)に示すようなコモンレール1を最終部品
とするために、図2に示すコネクタ2、図3(a)
(b)に示すボス3及び図4に示すレール本体4を、そ
れぞれ個別に機械加工により製造した。図2に示す即ち
コネクタ2は、レール本体4への取り付け位置決めの円
柱座部21に同軸に形成して油液配送管継手(図示しな
い)に螺合する捻22を外周に設け、更にその中心部に
は油液配送管(図示しない)との連結の際、油液漏れを
防止するためのテーパ密着部23及び油液通過用の円形
孔24を設けている。なお、前記油液配送管はエンジン
(図示しない)に接続され、前記油液配送管継手は、油
液配送管上に設けられている。
体4への取り付け座面31を研削すると共に、車体の一
部への取り付け部32及び取り付け孔33を設けてい
る。レール本体4は長さ方向の両端面41,42を研削
して全長lを規定し、一方の端面41から油液通過用円
形孔43を中心部に貫通させ、燃料タンク(図示しな
い)に接続された油液配送管(図示しない)に螺合する
内捻44を逃がし孔44aと共に設けている。他方の端
面42側にも同様に油液配送管(図示しない)又はプラ
グ(図示しない)に螺合する内捻45を逃がし孔45a
と共に設けている。レール本体4の(図面において)上
側には、コネクタ2の取り付け位置決めのための複数の
円形座ぐり46が、前記のコネクタ2の円柱座部21の
外径に好適の内径に仕上げられ、中心部には油液通過用
円形孔47を貫通させている。この円形座ぐり46は、
必要な分岐個数(本実施例では5ヵ所)設けている。レ
ール本体4の(図面)下側にはボス3の取り付け座面4
8,49を研削加工している。前記各部品同士の取り付
け対接面の機械加工精度は、インサート材箔(後述)が
間隙を充分充填できる範囲の起伏,すなわち面粗度であ
る必要があり、Rmax値で100μm以下とした。
それぞれ図5に示すようにレール本体4のボス取り付け
座面48,49に対向する位置に、液相拡散接合用の多
元合金であるインサート材箔50を挿入介在させて配置
する。インサート材箔50は接合材料に好適な組成を有
するべく、B(ホウ素)とFe(鉄)乃至はNi(ニッ
ケル)を50原子%以上含有し、かつ酸化雰囲気での接
合をも実現させるべくV(バナジウム)を0.1〜25
原子%含有し、形態が実質的に非晶質の構造を有する厚
さ100μm以下で、30μm以上の箔とした。部品コ
ネクタ2の5個はレール本体4の5ヵ所の円形座ぐり4
6のそれぞれに対向する位置に前記と同様な組成の液相
拡散接合用合金であるリング状のインサート材箔50を
挿入介在させて配置する。そして、図5の矢印方向に1
〜10MPa(メガパスカル)の応力を付加し、インサ
ート材箔50の融点以上で、しかも各部品間の接合部分
の軟化が生じない900〜1300℃、好ましくは、1
100〜1300℃の接合温度を高周波誘導加熱で確保
して、等温凝固過程において10分間(30分間まで許
容)保持し、その後、部品全体を室温まで冷却してコモ
ンレール1を得た。この場合、0.1〜1%酸素含有量
である窒素雰囲気が形成されるように、ガスを部品周囲
に吹きつけた。コモンレール1に対しては、この後、熱
処理とか化成処理を施すことも可能である。又、対象と
する各部品の材質も特に限定はなく、炭素鋼、ステンレ
ス鋼、高耐蝕合金鋼、Ni基合金、その他合金及び非鉄
材料であるAl(アルミニウム)、Ti(チタン)、Z
n(亜鉛)などの実用金属なども、それらに対応してイ
ンサート材箔50の合金設計及び接合温度を適宜選択す
れば良く、その形態も箔に限らず、前記インサート材箔
50と同様な材質の粉末、メッキなどの他の形態を選択
できる。
は、同部品を鍛造品素材から機械研削などのみによって
製造した図6の従来のコモンレールよりも高い機能を示
し、部品として遜色のないことが確認できた。即ち、通
常の溶接技術とは異なり、溶接残留応力が殆ど存在しな
いために、強度が優れ、予盛りを発生しないために表面
平滑かつ精密な仕上がりとなった。しかも、各部品間の
接合を同時に行い得るため、接合に要する時間を短くす
ることができた。また、この発明の製造方法によって製
造したコモンレールは機械研削などによって失われる材
料が少なく、鋼材の歩留まりが高く、加えて形状の同一
なコネクタを同一部品に対してピッチをずらせながら加
工する従来方法に代えて、捻要素部品として生産性良く
別途製造して、これらを液相拡散接合しているので、従
来の製造方法に対して格段にコストダウンできた。加え
て図1と図6の比較から明らかなように、コモンレール
とコモンレールとでは、その全長l<Lで、ほぼ26%
の軽量化が実現できた。
じく正面図、(c)は同じく側面図。
図。
く正面図。
(b)は同じく側面図。
ル本体、50…インサート材箔。
Claims (8)
- 【請求項1】 外形が3次元的な形状を有するコモンレ
ールを、複数部品に分割した個別の部品を液相拡散接合
によって相互に連結し、組み立てて製造することを特徴
とするコモンレールの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 液相拡散接合に使用するインサート材が化学組成で鉄ま
たはニッケルを50原子%以上含有し、形態が実質的に
非晶質の構造を有する100μm以下で30μm以上の
厚さの箔であることを特徴とするコモンレールの製造方
法。 - 【請求項3】 請求項1において、 液相拡散接合に使用するインサート材が化学組成で鉄ま
たはニッケルを50原子%以上含有し、形態が実質的に
非晶質の構造の粉末であることを特徴とするコモンレー
ルの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1において、 液相拡散接合に使用するインサート材が化学組成で鉄ま
たはニッケルを50原子%以上を含有し、形態が実質的
に非晶質の構造のメッキ層であることを特徴とするコモ
ンレールの製造方法。 - 【請求項5】 請求項2〜4のいずれかにおいて、 前記インサート材がバナジウムを0.1原子%〜25原
子%含有し、酸化雰囲気下で組み立て接合することを特
徴とするコモンレールの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 液相拡散接合によって連結する接合面の接合前表面粗さ
がRmax値で100μm以下に機械加工で仕上げられ
た部品を用いて組み立て接合することを特徴とするコモ
ンレールの製造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 900〜1300℃での等温凝固過程における保持時間
を30分以内とすることを特徴とするコモンレールの製
造方法。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の製造方
法によって製造されたことを特徴とするコモンレール。
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JP2002011376A JP2003214291A (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | コモンレール及びその製造方法 |
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