JP2004116334A - 燃料レール及び燃料レール用主管並びにこれらの製造方法 - Google Patents

燃料レール及び燃料レール用主管並びにこれらの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】燃料レール(コモンレール)における主管と分岐管との接続部分での亀裂を防止し、低圧から高圧まで広範囲の圧力に対応できるような構造と製造方法を提供する。ガソリンエンジンのみならず比較的低圧仕様のディーゼルエンジンに対しても適用可能とする。
【解決手段】主管と、燃料導入管と、複数の分岐管とを備えて成る燃料レールにおいて、主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有しており、各分岐管は前記環状壁にろう付け又は溶接により固定されている。燃料レール用主管には、主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有している。
【選択図】   図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子燃料噴射式自動車用エンジンなどの燃料加圧ポンプから送給された燃料をエンジンの各吸気通路あるいは気筒内に直接噴射する燃料インジェクタ(噴射ノズル)を介して供給するための燃料レールの改良に関し、特に燃料通路を有する主管と分岐管の連結構造及びその製造方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料レール(フユーエルデリバリパイプ)は、ガソリンエンジンの電子燃料噴射システムに広く使用されており、燃料通路を有する主管から複数個の分岐管を介して各燃料インジェクタに燃料を供給する。ディーゼルエンジンでは同様の構造体がコモンレールと呼ばれ、1000kgf/cm 以上の圧力にも耐えられるように設計されているものが多い。このような高圧流体の供給圧力の変動・機関側からの振動・温度変動による寸法変化などに起因して、主管と分岐管との接続部分に亀裂を生じて燃料漏れを起こすおそれがあった。
【0003】
本発明者等の先願による特開平9−280464号「高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造」、特開平9−287687号「高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造」、特開平11−257187号「ジメチルエーテル燃料用コモンレール」、特開2000−88167号「分岐管の接続構造」、再公表特許WO96/18062号「高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造」には燃料レールやコモンレールにおける主管と分岐管との接続構造などが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、燃料レール(コモンレール)における主管と分岐管との接続部分での亀裂を防止し、低圧から高圧まで広範囲の圧力に対応できるような燃料レールの新規な構造、及び燃料レール用主管の新規な構造、さらにそれらの新規な製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ガソリンエンジンのみならず比較的低圧仕様のディーゼルエンジンに対しても適用可能な燃料レール(コモンレール)を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明はその第1の態様として、直線状に延びる燃料通路を内部に有する主管と、この主管の端部又は側部に固定された燃料導入管と、前記主管に交差して連結され一端が前記燃料通路に連通しかつ他端に燃料噴射ノズル先端を受け入れる連結金具を有する複数の分岐管とを備えて成る燃料レールを提供する。
この燃料レールは、主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有しており、各分岐管は前記環状壁にろう付け又は溶接により固定されているという特徴を有する。
【0006】
【作用】
かかる構造を採用することにより、各分岐管は主管を貫通する位置の前後で環状壁に堅固に保持されていると共にろう付けにおいては広いろう付け面積を確保できることになり、強固に固定されかつ応力集中が避けられて、亀裂の発生が防止できる。従って、この燃料レールは低圧から高圧まで広範囲の圧力に対応できることになり、さらにはガソリンエンジンのみならず比較的低圧仕様のディーゼルエンジンに対しても適用が可能になる。
【0007】
この種の燃料レールは円形パイプ材で作られることが多いので、主管は円形断面とし、かつ外壁の前記環状壁の周囲を平坦加工するようにすれば、平坦加工された部分に貫通穴を加工することになって加工が容易になるという利点が得られる。
また、主管の外壁の一部を長手方向全体にわたって平坦加工し、かつその平坦加工部分に貫通穴と環状壁を設けてもよい。
貫通穴内に挿入される分岐管の内側先端は環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸するようにすれば、ろう付けや溶接の後で充分な強度が保たれるという利点が得られる。
【0008】
本発明はその第2の態様として、管壁に複数の分岐管を固定するように作られる燃料レール用主管であって、当該主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有している燃料レール用主管を提供する。
この主管が円形断面を有する場合は、外壁の環状壁の周囲が平坦加工されていると、貫通穴の加工が容易になって有利である。
また、主管の外壁の一部を長手方向全体にわたって平坦加工し、かつその平坦加工部分に貫通穴と環状壁を設けてもよい。
【0009】
本発明はその第3の態様として、燃料通路を内部に有する主管とこの主管に交差して連結される複数の分岐管とを備える燃料レールを製造する方法であって、特殊工具を用いて前記主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴を形成すると同時にその貫通穴の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を形成し、貫通穴内に分岐管を挿入し、環状壁に分岐管をろう付け又は溶接により固定する、各工程を包含する燃料レールの製造方法を提供する。
かかる目的のために使用可能な特殊工具としては、例えば1984年6月19日発行の米国特許第4454741号「シート材料に穴をあけるためのフロードリル」、1979年1月2日発行の米国特許第4132097号「カラー付き穴の形成方法」などに示されている工具等を利用することができる。
これらの特殊工具による穴あけ加工を1パスあるいは複数パスにわたって繰り返すことにより、貫通穴と同時に環状壁を形成することができる。
【0010】
主管が円形断面を有している場合は、貫通穴を形成する前にその周囲の外壁を平坦加工すると、穴あけ加工が容易になって有利である。
また、貫通穴を形成する前に、主管の外壁の一部を長手方向全体にわたって平坦加工してもよい。
貫通穴内に分岐管を挿入する工程で、分岐管の内側先端を環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させるようにすれば、ろう付けあるいは溶接後の強度が向上するので有利である。
【0011】
本発明はその第4の態様として、管壁に複数の分岐管を固定するように作られる燃料レール用主管の製造方法であって、特殊工具を用いて当該主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴を形成すると同時にその貫通穴の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を形成する燃料レール用主管の製造方法を提供する。
【0012】
主管が円形断面を有している場合は、貫通穴を形成する前にその周囲の外壁を平坦加工すると、穴あけ加工が容易になって有利である。
また、貫通穴を形成する前に、主管の外壁の一部を長手方向全体にわたって平坦加工してもよい。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照した以下の記載により明らかとなろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1,図2は本発明の第1の実施例による燃料レール10の全体を表しており、この燃料レールはガソリンエンジン用の低圧デリバリパイプに適している。燃料レール10は、直線状に延びる燃料通路16を内部に有する主管11と、この主管の側部に固定された燃料導入管12と、主管11に交差して連結され一端が燃料通路16に連通しかつ他端に燃料噴射ノズル先端26を受け入れる連結金具(ソケット)18を有する4個の分岐管14a〜14dとが備えられている。
主管11の底部には主管をエンジン本体に取り付けるための厚肉で堅固なブラケット13が2個横方向に架け渡されており、主管11の長手方向両端はエンドキャップ15a,15bで封止されている。燃料導入管12の一端は燃料通路16に連通しかつ他端は燃料ポンプ28に接続されている。
【0014】
本発明の特徴に基づき、主管11の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴21が形成され、各貫通穴21は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁22,23を有しており、各分岐管14a〜14dは環状壁22,23にろう付け又は溶接により固定されている。
かかる構造に基づき、各分岐管14a〜14dは主管11を貫通する位置の前後で環状壁に堅固に保持されていることになり、強固に固定されかつ応力集中が避けられて、亀裂の発生が防止できる。従って、この燃料レール10は低圧から高圧まで広範囲の圧力に対応できることになる。
【0015】
図3,図4は本発明の第2の実施例による燃料レール30の全体を表しており、この燃料レールはガソリンエンジン用の中圧デリバリパイプに適している。第1の実施例と異なり、各分岐管34a〜34dの燃料インジェクタ26側に堅固なフランジ38が固着され、中程度の圧力に耐えて燃料漏れを起こさない構造に作られている。燃料ポンプ28は中圧用あるいは高圧用のものを使用する。
【0016】
図5,図6は本発明の第3の実施例による燃料レール40の全体を表しており、この燃料レールはガソリンエンジン用の高圧デリバリパイプあるいはディーゼルエンジン用のコモンレールに適している。第1,第2の実施例と異なり、各分岐管44a〜44dの燃料インジェクタ26側の端部にテーパ状端末部分47と堅固な袋ナット48が装備され、高圧に耐えて燃料漏れを起こさない構造に作られている。また、燃料ポンプ28は高圧用のものを使用し、接続部分にはテーパ状端末部分47と袋ナット46を使用する。
【0017】
図7〜図10は本発明による燃料レール及びその主管を製造する工程を表している。図7は、特殊工具(ドリル等)を利用して、円形パイプ50の外周に分岐管14を受け入れるための貫通穴51を形成すると同時にその貫通穴51の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁52,53を形成し、その貫通穴51内に分岐管14を挿入し、環状壁52,53と分岐管14との接合部分54,55に仮付け後、ろう付け又は溶接を施して両者を固着する加工工程を表している。
図から理解されるように、貫通穴51内に分岐管14を挿入する工程で、分岐管14の内側先端を環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させるようにすれば、ろう付けあるいは溶接後の強度が向上するので有利である。
【0018】
図8は、円形パイプ50の外周で貫通穴をあける場所の周辺部にわたって最初に外壁に平坦部分60を加工し、その平坦部分60に、特殊工具(ドリル等)を利用して、分岐管14を受け入れるための貫通穴61を形成すると同時にその貫通穴61の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁62,63を形成し、その貫通穴61内に分岐管14を挿入し、環状壁62,63と分岐管14との接合部分64,65に仮付け後、ろう付け又は溶接を施して両者を固着する加工工程を表している。
図から理解されるように、貫通穴61内に分岐管14を挿入する工程で、分岐管14の内側先端を環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させるようにすれば、ろう付けあるいは溶接後の強度が向上するので有利である。
【0019】
図9は、円形パイプ50の外壁の一部を長手方向全体にわたって最初に平坦部分70に加工し、その平坦部分70に、特殊工具(ドリル等)を利用して、分岐管14を受け入れるための貫通穴71を形成すると同時にその貫通穴71の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁72,73を形成し、その貫通穴71内に分岐管14を挿入し、環状壁72,73と分岐管14との接合部分74,75に仮付け後、ろう付け又は溶接を施して両者を固着する加工工程を表している。
図から理解されるように、貫通穴71内に分岐管14を挿入する工程で、分岐管14の内側先端を環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させるようにすれば、ろう付けあるいは溶接後の強度が向上するので有利である。
【0020】
図10は、角パイプ80を使用し、その平坦部分に特殊工具(ドリル等)を利用して、分岐管14を受け入れるための貫通穴81を形成すると同時にその貫通穴81の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁82,83を形成し、その貫通穴81内に分岐管14を挿入し、環状壁82,83と分岐管14との接合部分84,85に仮付け後、ろう付け又は溶接を施して両者を固着する加工工程を表している。
図から理解されるように、貫通穴81内に分岐管14を挿入する工程で、分岐管14の内側先端を環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させるようにすれば、ろう付けあるいは溶接後の強度が向上するので有利である。
【0021】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如く、本発明によれば、各分岐管は主管を貫通する位置の前後で環状壁に堅固に保持されていることになり、強固に固定されかつ応力集中が避けられて、亀裂の発生が防止され、燃料レール及びその主管は低圧から高圧まで広範囲の圧力に対応できることになる。環状壁により強度が向上するので低圧燃料に対しては主管を薄肉に作ることも可能であり、主管を厚肉に作ればガソリンエンジンのみならず比較的低圧仕様のディーゼルエンジンに対しても適用が可能になるなど、その技術的効果には極めて顕著なものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による燃料レールの全体を表す斜視図である。
【図2】図1の燃料レールの縦断面図である。
【図3】他の実施例による燃料レール全体を表す斜視図である。
【図4】図3の燃料レールの縦断面図である。
【図5】他の実施例による燃料レール全体を表す斜視図である。
【図6】図5の燃料レールの縦断面図である。
【図7】燃料レールの製造工程を表す概略図である。
【図8】燃料レールの製造工程を表す概略図である。
【図9】燃料レールの製造工程を表す概略図である。
【図10】燃料レールの製造工程を表す概略図である。
【符号の説明】
10,30,40 燃料レール
11 主管
12 燃料導入管
14,34,44 分岐管
16 燃料通路
18 ソケット
21 貫通穴
22,23 環状壁
26 燃料インジェクタ
28 燃料ポンプ
38 フランジ
48 袋ナット
60,70 平坦部分

Claims (10)

  1. 直線状に延びる燃料通路を内部に有する主管と、この主管の端部又は側部に固定された燃料導入管と、前記主管に交差して連結され一端が前記燃料通路に連通しかつ他端に燃料噴射ノズル先端を受け入れる連結金具を有する複数の分岐管とを備えて成る燃料レールにおいて、
    前記主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、
    各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有しており、
    各分岐管は前記環状壁にろう付け又は溶接により固定されていることを特徴とする燃料レール。
  2. 前記主管は円形断面を有しかつその外壁の少なくとも前記環状壁の周囲が平坦加工されている請求項1記載の燃料レール。
  3. 前記貫通穴内に挿入された前記分岐管の内側先端が前記環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸している請求項1記載の燃料レール。
  4. 管壁に複数の分岐管を固定するように作られる燃料レール用主管であって、
    当該主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴が形成され、
    各貫通穴は主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を有していることを特徴とする燃料レール用主管。
  5. 前記主管は円形断面を有しかつその外壁の少なくとも前記環状壁の周囲が平坦加工されている請求項4記載の燃料レール用主管。
  6. 燃料通路を内部に有する主管とこの主管に交差して連結される複数の分岐管とを備える燃料レールを製造する方法であって、
    特殊工具を用いて前記主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴を形成すると同時にその貫通穴の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を形成し、
    前記貫通穴内に分岐管を挿入し、
    前記環状壁に分岐管をろう付け又は溶接により固定する、
    各工程を包含することを特徴とする燃料レールの製造方法。
  7. 前記主管が円形断面を有しており、前記貫通穴を形成する前に少なくともその周囲の外壁を平坦加工する工程を含む請求項6記載の方法。
  8. 前記貫通穴内に分岐管を挿入する工程で、分岐管の内側先端を前記環状壁の内側先端と同一面又はそれよりも内部へと延伸させる段階を含む請求項6記載の方法。
  9. 管壁に複数の分岐管を固定するように作られる燃料レール用主管の製造方法であって、
    特殊工具を用いて当該主管の外壁に各分岐管を受け入れるための貫通穴を形成すると同時にその貫通穴の周囲に主管の外側及び内側に向かってそれぞれ突出する環状壁を形成することを特徴とする燃料レール用主管の製造方法。
  10. 前記主管が円形断面を有しており、前記貫通穴を形成する前に少なくともその周囲の外壁を平坦加工する工程を含む請求項9記載の方法。
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