JP2005009394A - コモンレール用分岐接続体の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】分岐接続体に作用する軸力を損失することなくシート面に均一に伝達することができ、かつスリーブワッシャと締付け用袋ナットとの面圧を常に均一に保持して高シール性を確保できるコモンレール用分岐接続体の接続構造を提供する。
【解決手段】本管レールに設けた分岐孔の周面部に形成した外方へ開口する受圧座面部にスリーブニップルを取着し、該スリーブニップルに螺合する袋ナットを締着して分岐接続体を接続する方式のコモンレール用分岐接続体の接続構造において、分岐接続体に外嵌するスリーブワッシャを軸方向に二分割構造としてその相互の当接面で横ずれ可能に設け、さらに該スリーブワッシャと締付け用袋ナットを球面接触、テーパ面接触あるいは球面対テーパ面接触としたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にディーゼル内燃機関における蓄圧式燃料噴射システムに使用される高圧燃料多岐管等のようなコモンレールにおける分岐枝管もしくは分岐金具等による分岐接続体の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分岐接続体の接続構造として図３に示すものがある（特許文献１参照）。この分岐接続体の接続構造は、円形パイプからなる本管レール１１側の周壁部に設けた内部の流通路１１−１に通ずる分岐孔１１−２部に外方に開口する受圧座面１１−３が形成され、該受圧座面付近の本管レール１１の外周壁に筒状のスリーブニップル１３が溶接またはろう付けにより取着され、前記流通路１１−１に通ずる流路１２−１を有する分岐接続体１２の先端部に設けた接続頭部１２−２のなす押圧座面１２−３を前記受圧座面１１−３に当接係合せしめ、予め分岐接続体側に外嵌固着したスリーブワッシャ１５に外装された締付け用袋ナット１４を前記スリーブニップル１３に螺合することにより、前記接続頭部１２−２首下での押圧に伴って締着して分岐接続体１２を接続する方式となっている。
すなわち、この分岐接続体の接続構造は、分岐接続体１２に外嵌固着したスリーブワッシャ１５にて当該分岐接続体１２に作用する軸力による挫屈や変形を防止し、シールと噴射圧の安定性を確保したものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２６６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の分岐接続体の接続構造においては、図示のようにスリーブニップル１３の管軸と本管レール１１の受圧座面１１−３の中心とが一致するように当該スリーブニップル１３が本管レール１１の外周壁に取着されているときは高いシール性を得ることができるが、スリーブニップル１３の中心がずれて本管レール１１に取着されているときは、締付け用袋ナット１４による分岐接続体のシール力の低下やシート部の変形によりシールが不十分となるという問題があった。また、分岐接続体の直線性にばらつきがあったり、分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致しないで僅かに傾斜した場合にもシールが不十分となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたものであり、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されているときでも、また分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致していないで僅かに傾斜したときでも高シール性を確保できるコモンレール用分岐接続体の接続構造を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造は、その軸芯方向内部に流通路を有する本管レールの軸方向の周壁部に間隔を保持して設けた分岐孔の周面部に形成した外方へ開口する受圧座面を囲むように、当該受圧座面と同心に筒状のスリーブニップルを溶接またはろう付けにより本管レールに取着し、前記流通路に通ずる流路を有する分岐接続体の端部に設けた接続頭部のなす押圧座面部を前記受圧座面に当接係合せしめ、予め分岐接続体側に外嵌したスリーブワッシャに外装した締付け用袋ナットを前記スリーブニップルに螺合することにより、前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して分岐接続体を接続する方式のコモンレール用分岐接続体の接続構造において、前記スリーブワッシャをフランジ付きワッシャとフランジなしワッシャとからなる二分割構造として両ワッシャをその当接面で相互に横ずれ可能に分岐接続体に外嵌し、かつ該フランジ付きスリーブワッシャの内径を分岐接続体の外径より僅かに大径となし、前記スリーブニップルの基部と反対側開口部の内径を前記二分割構造のスリーブワッシャの外径より僅かに大径となしたことを特徴とするものである。
また、前記フランジなしワッシャが接続頭部首下に圧嵌された構成となしたことを特徴とし、さらに、前記フランジ付きワッシャのフランジ部背面を球面もしくはテーパ面となし、該球面もしくはテーパ面と接する前記締付け用袋ナットの内面を当該球面と同一曲率半径の湾曲面または、テーパ面となしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、スリーブワッシャを二分割構造として両ワッシャをその当接面で相互に横ずれ可能に分岐接続体に外嵌したのは、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されているときに、そのずれを吸収できるようにするためである。また、フランジなしワッシャを接続頭部首下に圧嵌したのは、配管接続時に袋ナットを過大に締付けた場合に、その過大な締付けトルクで生じる軸力を吸収し、ワッシャの変形を防止するとともに座屈強度が向上し、かつ曲げ疲労強度も向上するためである。さらに、締付け用袋ナットの内面と接するスリーブワッシャ背面を球面となし、該球面と接する前記締付け用袋ナットの内面を湾曲面またはテーパ面としたのは、分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致していないときでも、該スリーブワッシャの背面と締付け用袋ナットの接触部の面圧を常に均一に保持するためである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の一実施例を示す縦断面図、図２は同じくコモンレール用分岐接続体の接続構造の他の実施例を示す縦断面図であり、１は本管レール、２は分岐接続体、３はスリーブニップル、４は締付け用袋ナット、５−１、５−２は二分割構造のスリーブワッシャ、６、７は隙間である。
【０００９】
コモンレールとしての本管レール１は、例えば直径２８ｍｍ、肉厚９ｍｍの、比較的厚肉の管状部を有するような材質ＳＴＳ４８相当の高圧配管用の鋼管であって、その軸芯内部を流通路１−１となしている。
【００１０】
本管レール１と別体のスリーブニップル３を有するコモンレールの場合は、前加工工程において、この本管レール１の外周壁に、外周面に分岐接続体２側に組込まれる締付け用袋ナット４と螺合する螺子面３−１を設けたスリーブニップル３を継手金具となしてその基端部を直接溶接またはろう付けして取付ける。このスリーブニップル３の基端部と反対側の開口部は、二分割構造のスリーブワッシャ５−１、５−２の外周面との間に隙間７ができるように、該スリーブワッシャの外径より大径となしている。続いて、仕上加工工程において、本管レール１の前記スリーブニップル３で囲まれた部分に当該本管レール１の流通路１−１に通じ該流通路に連通する円形の外方に開口する周面を受圧座面１−３となす分岐孔１−２を形成する。
【００１１】
一方、分岐接続体２は、分岐枝管あるいは分岐金具からなるものであって、その内部に本管レール１の流通路１−１に通ずる流路２−１を有してその端部に例えば球面状の先端シール面に連設した先細円錐状の挫屈成形による拡径した接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を設けてなる。
【００１２】
二分割構造のスリーブワッシャは、フランジ付きワッシャ５−１とフランジなしワッシャ５−２とからなり、図１に示す接続構造は、締付け用袋ナット４の内面とフランジ付きワッシャ５−１の背面は互いに平坦面接触となっており、かつその内径は分岐接続体２の外径より僅かに大径となしている。
一方、図２に示す接続構造は、フランジ付きワッシャ５−１のフランジ部背面を球面もしくはテーパ面５−１ａとなし、かつ内径は前記と同様分岐接続体２の外径より僅かに大径となしている。そして、このフランジ付きワッシャ５−１の球面もしくはテーパ面５−１ａと接する締付け用袋ナット４の内面をテーパ面または該球面と同一曲率半径もしくは僅かに大きな曲率半径の湾曲面４−１として、フランジ付きワッシャ５−１の背面と締付け用袋ナット４の内面とを好ましくは球面接触させて圧嵌せしめるものである。
６はフランジ付きワッシャ５−１の内面と分岐接続体２の外面との間に設けた隙間である。
また、フランジなしワッシャ５−２には、前記分岐接続体２の接続頭部２−２の首下部外周面を覆う段付き拡径部５−２ａが設けられ、該ワッシャの段付き拡径部側端面に前記接続頭部２−２の最大径部を被せた構造となっている（特開２００２−５４７７０号公報参照）が、この形状に限定されるものではない。
【００１３】
なお上記スリーブワッシャ５−１、５−２の材質は、本管レール１と同一材質またはそれ以上の強度を有するものが好ましく、例えばＳ４５Ｃ、ＳＣＭ４３５などの硬質材を使用することができる。
【００１４】
図１に示す本発明の分岐接続体２の接続構造は、分岐接続体２側の接続頭部２−２のなす押圧座面２−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め分岐接続体２側に二分割構造のスリーブワッシャ５−１、５−２に外装した締付け用袋ナット４を前記スリーブニップル３に螺合することにより、前記接続頭部２−２首下での締付け用袋ナット４を介したスリーブワッシャ５−１、５−２の押圧に伴って締着して接続構成するものである。
ここで図１に示す接続構造は、スリーブワッシャがフランジ付きワッシャ５−１とフランジなしワッシャ５−２とから構成された二分割構造となっており、かつフランジ付きワッシャ５−１の内面と分岐接続体２の外面との間と、該スリーブワッシャ５−１、５−２とスリーブニップル３との間にそれぞれ隙間６、７が設けられているため、スリーブニップル３の中心がずれて本管レールに取着されていても、フランジ付きワッシャ５−１とフランジなしワッシャ５−２の当接面でそのずれ（横ずれ）を吸収することができ、分岐接続体２に作用する軸力を損失することなくシート面に均一に伝達することができる。
また、図２に示す接続構造は、締付け用袋ナット４の内面とフランジ付きワッシャ５−１の背面とを球面接触、テーパ面接触、あるいは球面とテーパ面接触させたことにより、前記図１に示す接続構造の作用効果に加えて、ナット締め付け時において何らかの原因で分岐接続体２が本管レールの分岐孔１−２の軸芯に対して僅かに傾いたり偏心したりしても、フランジ付きワッシャ５−１の背面と締付け用袋ナット４の接触部は常に均一な面圧を保持して十分なスラスト力を発生させ、シール面もむらのない均一な面圧分布でシールされる。
【００１５】
さらに、図１、図２に示す接続構造の場合は、分岐接続体２の接続頭部２−２の首下部外周面を覆うスリーブワッシャに段付き拡径部５−２ａを設けたことにより分岐接続体２の内圧疲労強度を確保できる上、分岐接続体２のスリーブワッシャ５−１、５−２を外嵌する部分の肉厚を厚肉とすることにより曲げ疲労強度を確保できる。
【００１６】
なおここでは、レール１とスリーブニップル３が別体のもので説明したが、スリーブニップルがレールと一体のものであっても、シート面１−３とスリーブ部のねじ３−１の加工時に芯ずれが生じた場合等に本発明が有効であることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造は、スリーブニップルを溶接またはろう付けにより本管レールに取着し、該スリーブニップルに螺合する袋ナットを締着して分岐接続体を接続する構造において、予め分岐接続体の外周に嵌合するスリーブワッシャを二分割構造とし、かつ該ワッシャの背面と締付け用袋ナットの内面とを球面接触、テーパ面接触、あるいは球面対テーパ面接触としたことにより、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されていても、分岐接続体に作用する軸力を損失することなくシート面に均一に伝達することができるという効果が得られる。また、分岐接続体が本管レールの分岐孔の軸芯に対して僅かに傾いたり偏心したりしても、スリーブワッシャの背面と締付け用袋ナットの接触部の面圧を常に均一に保持することができるので、高シール性を確保できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の他の実施例を示す縦断面図である。
【図３】この発明の対象とする従来のコモンレール用分岐接続体の接続構造例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 本管レール
１−１ 流通路
１−２ 分岐孔
１−３ 受圧座面
２ 分岐接続体
２−１ 流路
２−２ 接続頭部
２−３ 押圧座面
３ スリーブニップル
３−１ 螺子面
４ 締付け用袋ナット
５−１ フランジ付きワッシャ
５−１ａ 球面もしくはテーパ面
５−２ フランジなしワッシャ
５−２ａ 段付き拡径部
６、７ 隙間

Claims (3)

1. その軸芯方向内部に流通路を有する本管レールの軸方向の周壁部に間隔を保持して設けた分岐孔の周面部に形成した外方へ開口する受圧座面を囲むように、当該受圧座面と同心に筒状のスリーブニップルを溶接またはろう付けにより本管レールに取着し、前記流通路に通ずる流路を有する分岐接続体の端部に設けた接続頭部のなす押圧座面部を前記受圧座面に当接係合せしめ、予め分岐接続体側に外嵌したスリーブワッシャに外装した締付け用袋ナットを前記スリーブニップルに螺合することにより、前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して分岐接続体を接続する方式のコモンレール用分岐接続体の接続構造において、前記スリーブワッシャをフランジ付きワッシャとフランジなしワッシャとからなる二分割構造として両ワッシャをその当接面で相互に横ずれ可能に分岐接続体に外嵌し、かつ該フランジ付きスリーブワッシャの内径を分岐接続体の外径より僅かに大径となし、前記スリーブニップルの基部と反対側開口部の内径を前記二分割構造のスリーブワッシャの外径より僅かに大径となしたことを特徴とするコモンレール用分岐接続体の接続構造。
2. 前記フランジなしワッシャが接続頭部首下に圧嵌された構成となしたことを特徴とする請求項１記載のコモンレール用分岐接続体の接続構造。
3. 前記フランジ付きワッシャのフランジ部背面を球面もしくはテーパ面となし、該球面もしくはテーパ面と接する前記締付け用袋ナットの内面を当該球面と同一もしくは大きな曲率半径の湾曲面または、テーパ面となしたことを特徴とする請求項１または２記載のコモンレール用分岐接続体の接続構造。

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