JP2005226623A

JP2005226623A - 分岐接続体を有する燃料蓄圧容器

Info

Publication number: JP2005226623A
Application number: JP2004039080A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Usui; 正佳臼井
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】燃料蓄圧容器本体、分岐接続体としての枝管や継手金具の強度、硬さ共に高く、かつ耐内圧疲労特性に優れた分岐接続体を有する燃料蓄圧容器の提供。
【解決手段】燃料蓄圧容器の周壁部に設けた貫孔に分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる燃料蓄圧容器において、少なくとも前記燃料蓄圧容器本体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な鋼製とし、該燃料蓄圧容器本体に分岐接続体を接合した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜしめたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、分岐枝管もしくは分岐継手金具による接続体を有する、高圧燃料多岐管や高圧燃料ブロックのような円筒状あるいは球状内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器に係り、特にディーゼル内燃機関での１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上にも及ぶ高圧燃料を供給する分岐接続体を有する燃料蓄圧容器に関するものである。

円筒状の内周壁面を有する燃料蓄圧容器は、その一例を図８に示すごとく、内部を流通路５１−１とする燃料蓄圧容器としての円筒状容器５１に、分岐接続体としての枝管５２を直接または継手金具等を介して接続した構成となしている（特許文献１参照）。また、球面状の内周壁面を有する燃料蓄圧容器は、その一例を図９に示すごとく、少なくとも一部に球面状の内周壁面を有する空間６１−１となす燃料蓄圧容器としての球状容器６１に、分岐接続体としての枝管５２を直接または継手金具等を介して接続した構成となしている。なお、球状容器６１の構造は、図示のように、半球形の凹部を有する上型６１ａと下型６１ｂをボルト６１ｃにより締結した構造となしている。６１ｄはシール用パッキンである。

前記図８に示す円筒状燃料蓄圧容器の分岐接続体の接続構造としては、円筒状容器５１の周壁部に設けた該流通路に通ずる貫孔５１−２に枝管５２側の管径そのままの接続端部５２−１を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着等）して接続構成したものや、図１０に示すように、貫孔５１−２に分岐継手金具５４の接続端部５４−１を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着等）し、枝管５２をナット５５により分岐継手金具５４を介して接続して構成したもの等がある。また、図９に示す球状燃料蓄圧容器の分岐接続体の接続構造は、球状容器６１の周壁部に設けた該空間６１−１に通ずる貫孔６１−２に枝管５２側の管径そのままの接続端部５２−１を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着等）して接続構成したものや、図１１に示すように、貫孔６１−２に分岐継手金具５４の接続端部５４−１を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着等）し、枝管５２をナット５５により分岐継手金具５４を介して接続して構成したもの等がある。
特開２００３−２７８６２３号公報

しかしながら、前記した図８、図１０に示す分岐接続体を有する円筒状燃料蓄圧容器や、図９、図１１に示す分岐接続体を有する球状燃料蓄圧容器において、分岐接続体の接合手段にろう着を採用した場合には、ろう着後に徐冷すると燃料蓄圧容器自体が軟化し、耐久性が低下するという問題がある。また、ろう材の拡散接合においても、熱影響部の軟化部分での耐久性が低いという難点がある。このため、特にディーゼル内燃機関での１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上にも及ぶ高圧燃料を供給する従来の分岐接続体を有する燃料蓄圧容器の場合は、分岐接続体としての枝管や継手金具の蓄圧容器内側開口端部に大きな応力が発生し、当該部分が起点となって亀裂が生じ易く、燃料の洩れ等を招く可能性があった。かかる対策として、燃料蓄圧容器本体、分岐接続体としての枝管や継手金具に焼入れ性の高い材料、例えばＳＣＭ４３５等を用いる方法があるが、焼入れ、焼戻し鋼は硬さに比例して傷感受性が高く、ろう付けあるいはろう材の拡散部分に傷相当の不連続境界が発生するために十分な耐久性が得られないという欠点がある。

本発明は従来技術の有する前記問題に鑑みてなされたものであり、変態誘起塑性型強度鋼を用い、燃料蓄圧容器本体、分岐接続体としての枝管や継手金具の強度が高く、かつ耐内圧疲労特性に優れた分岐接続体を有する燃料蓄圧容器を提供することを目的とするものである。

本発明に係る分岐接続体を有する燃料蓄圧容器は、少なくとも一部に円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器内にあって、内部の流通路に通ずる貫孔を円筒状内周湾曲壁面もしくは球状内周湾曲壁面に少なくとも１個所設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる燃料蓄圧容器において、少なくとも前記燃料蓄圧容器本体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とし、該燃料蓄圧容器本体に分岐接続体を接合した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜしめたことを特徴とするものである。
また、本発明は、少なくとも一部に円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器内にあって、内部の流通路に通ずる貫孔を円筒状内周湾曲壁面もしくは球状内周湾曲壁面に少なくとも１個所設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる燃料蓄圧容器であって、前記燃料蓄圧容器の内周湾曲壁面の前記貫孔の周囲に平坦状面を設け、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部まで突出させて接続構成した円筒状内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器もしくは球状内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器において、少なくとも前記燃料蓄圧容器本体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とし、該燃料蓄圧容器本体に分岐接続体を接合した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜしめたことを特徴とするものである。さらに、本発明では、前記分岐接続体を有する燃料蓄圧容器において、燃料蓄圧容器本体だけでなく分岐接続体も変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とすることができる。
なお、本発明における前記分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体の接合手段としては、ろう着もしくは拡散接合を用いることができる。

本発明は、円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器本体および分岐接続体を変態誘起塑性型強度鋼製とし、あるいは変態誘起塑性型強度鋼製の前記燃料蓄圧容器本体と非変態誘起塑性型強度鋼製の分岐接続体とで構成することにより、ろう付けあるいは拡散接合部分に発生する不連続境界の先端部に応力が発生しても、残留オーステナイトが先端部において局部的に変態誘起塑性を起しマルテンサイト組織となるため、亀裂の進展が防止され高耐久性が得られ、さらに分岐接続体を有する燃料蓄圧容器全体にわたり耐内圧疲労特性を有するので、超高圧での耐久性を確保することができる。

本発明における変態誘起塑性型強度鋼は、近年、乗用車の足回りプレス成形部品の軽量化を目的として開発されたもので、残留オーステナイト（γ_R）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレス成形性を著しく改善したフエライト（α_f）＋ベイナイト（α_b）＋γ_R複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニティックフェライト（α_bf）＋γ_R鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、ＴＢ鋼］である。
ここで変態誘起塑性とは、科学的に不安定な状態で存在するオーステナイト（γ）層が、力学的エネルギーの付加によりマルテンサイトへと変態する際に相伴う大きな伸びのことである。
すなわち、ＴＲＩＰ鋼とは、ある限定された組成の鋼において特定な熱処理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナイトやベイナイト組織の混在した金属組織を得た鋼のことである。このような金属組織を有するＴＲＩＰ鋼の特徴としては、塑性変形能が高いこと、塑性加工によりマルテンサイト組織となるため強度が高くかつ硬くなることなどがあげられる。

本発明に係る分岐接続体を有する燃料蓄圧容器は、このような特性を有する変態誘起塑性型強度鋼製であるので、鍛造時においては加工性が良く、所望の形状が得やすい。一方、特定の熱処理を行なわない場合（残留オーステナイト、ベイナイトが少ない場合）は、伸び、引張り強度共低く、容易に切削加工ができる。またパイプを使用する燃料蓄圧容器の場合は、伸管時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らすことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸管機、小さなダイスで加工が可能である。
また、変態誘起塑性型強度鋼は、局部的に変形した部分のオーステナイトが硬質なマルテンサイトに変態し、その部分を強化するという特性（ＴＲＩＰ現象）を有するので、この変態誘起塑性型強度鋼製の燃料蓄圧容器の場合は、内圧疲労が進んでも、前記特性によりその疲労部分が強化されて燃料蓄圧容器の破壊を阻止する抵抗力が生じるため高寿命である。
さらに、応力集中低減加工は、分岐孔と蓄圧容器側流通路内部または容器内部との交差部を押圧するので分岐孔周辺に、変形部分は加工誘起マルテンサイトの析出により硬さ、引張り強さ共に向上しているので耐疲労特性が優れている。

本発明における熱処理は、分岐接続体を有する燃料蓄圧容器を９５０℃に加熱し所定の時間保持してオーステナイト化し、その後３５０〜５００℃の間で所定の時間保持してオーステンパー処理を施す。このオーステンパー処理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した金属組織となる。

本発明における前記分岐接続体の接合方法としては、該分岐接続体を圧入もしくは焼ばめあるいは冷しばめ後、ろう付けまたは拡散接合手段を用いて接合する方法を用いることができる。

また、分岐接続体の先端部を燃料蓄圧容器の内周壁面より深く挿入して流通路内部に突出させることとしたのは、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する疲労応力を、その突出部にかかる内圧と外圧との相殺により軽減して、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する引張応力値を下げるためである。

さらに、本発明は円筒状容器または球状容器の内周壁面に接合用貫孔に接するように平坦状面を設け、この平坦状面に接して穿設された貫孔に分岐接続体を接続する方式を採用したのは、円筒状容器、球状容器のそれぞれの開口端における応力集中点の発生を防止、もしくは応力値の大幅な低減をはかるためである。

なお、本発明における前記平坦状面の形成方法としては、例えば外圧方式にて押圧力を付与して内周面に平坦状面を形成する方法や、鍛造時に内周壁面に平坦状面を形成する方法、押出し成形時に平坦状面を形成する方法等を採用することができる。なお、外圧方式にて押圧力を付与して内周壁面に平坦状面を形成する方法では、平坦状面は内方に突出する円弧状面を含む面となる場合がある。したがって、本発明における平坦状面は、完全な平坦面ではなく前記円弧状面、楕円状面等、種々の曲面形状を含むものとする。

図１〜図４は本発明の円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器の実施例で、図１は分岐接続体に枝管を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第１実施例）を示す部分断面図、図２は分岐接続体に分岐継手金具を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第２実施例）を示す部分断面図、図３は円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に枝管を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第３実施例）を示す部分断面図、図４は円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に分岐継手金具を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第４実施例）を示す部分断面図、図５〜図７は本発明の球面状の内周壁面を有する球状燃料蓄圧容器の部分実施例で、図５は分岐接続体に枝管を用いた球状燃料蓄圧容器（第５実施例）を示す部分断面図、図６（ａ）は球面状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に枝管を用いた球状燃料蓄圧容器（第６実施例）を示す部分断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の要部拡大断面図、図７（ａ）は球面状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に分岐継手金具を用いた球状燃料蓄圧容器（第７実施例）を示す部分断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の要部拡大断面図である。

図１〜図４に示す円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器１、１１は、内部を流通路１−１、１１−１となして管径３０ｍ／ｍ程度以下の変態誘起塑性型強度鋼製である。そして、図１、図２に示す円筒状容器１は、該流通路１−１に通じて軸方向にわたる周壁部の内周壁面に単数もしくは間隔を保持して複数個所での貫孔１−２を有している。また、図３〜図４に示す円筒状燃料蓄圧容器１１は、該流通路１１−１に通じて軸方向にわたる周壁部の内周壁面に単数もしくは周方向あるいは軸方向に間隔を保持して複数個所での平坦状面１１−２を設け、この平坦状面に接しかつ該平坦状面の軸芯方向中心線とその中心をほぼ一致させて貫孔１１−３を有している。

また、図５〜図７に示す球面状の内周壁面を有する球状燃料蓄圧容器２１は、内部に直径５０ｍ／ｍ程度の球面状部を有する空間２１−１が形成され、枝管２または分岐継手金具３が接続される周壁部は１０ｍ／ｍ程度以上の厚肉で、容器自体は変態誘起塑性型強度鋼材からなるものである。なおここでは、球状燃料蓄圧容器２１の周壁部の内周壁面に単数もしくは間隔を保持して複数個所での平坦状面２１−２を設け、この平坦状面に接して貫孔２１−３を有する球状燃料蓄圧容器を例示した。

一方、分岐接続体としての枝管２および分枝継手金具３は、共に前記円筒状燃料蓄圧容器１または球状燃料蓄圧容器２１と同じ変態誘起塑性型強度鋼材製、または非変態誘起塑性型強度鋼材製とし、該枝管２の接続端部２−２および分枝継手金具３のストレート筒部３−４は、それぞれ管径２０ｍ／ｍ程度以下である。２−１、３−１は流路である。

図１に示す接続構造は、内部を流通路１−１となした円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器１の軸方向にわたる周壁部の内周壁面に穿設した貫孔１−２に枝管２を管径そのままの接続端部２−２を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着もしくは拡散接合による）して接続構成するものであって、その際、前記貫孔１−２に枝管２の接続端部２−２を深く挿入して該枝管２の先端部を円筒状容器１の内周壁面１−１ａより流通路１−１内部まで突出させて突出部２−３を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図２に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管２に替えて分岐継手金具３で構成したもので、分岐継手金具３は軸芯部にドリル加工等の孔あけ加工により流路３−１を設け、続いて外側端部に外方にラッパ状に開口する受圧座面３−２の加工と螺子壁３−３の加工とをそれぞれ施してなるものである。そして、この分岐継手金具３の螺子壁３−３と反対側の接合部（ストレート筒部）３−４を前記枝管２と同様に、貫孔１−２に深く挿入して該継手金具３の先端部をレール内周壁面１−１ａより流通路１−１内部まで突出させて突出部３−５を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図３に示す接続構造は、内部を流通路１１−１となした円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器１１の軸方向にわたる周壁部の内周壁面に、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面１１−２を設け、この平坦状面に接して貫孔１１−３を穿設したもので、枝管２は貫孔１１−３に管径そのままの接続端部２−２を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着、拡散接合等）して接続構成するものであって、その際、前記貫孔１１−３に枝管２の接続端部２−２を深く挿入して該枝管２の先端部を平坦状面１１−２より流通路１−１内部まで突出させて突出部２−３を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図４に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管２に替えて、前記図２に示す分岐継手金具３で構成したもので、前記図３に示す円筒状燃料蓄圧容器１１と同様、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面１１−２を設けた円筒状燃料蓄圧容器１１に、分枝継手金具３を介して枝管２を接続する方式である。この場合は、分岐継手金具３の螺子壁３−３と反対側の接合部（ストレート筒部）３−４を前記枝管２と同様に、前記平坦状面１１−２に接して設けた貫孔１１−３に深く挿入して該継手金具３の先端部を平坦状面１１−２より流通路１１−１内部まで突出させて突出部３−５を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図５に示す接続構造は、内部に球面状部分を有する空間２１−１となした球面状の内周壁面を少なくとも一部に有する球状燃料蓄圧容器２１の球面状周壁部に貫孔２１−３を穿設したもので、枝管２は前記図１に示す接続構成と同様、各貫孔２１−３に管径そのままの接続端部２−２を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着、拡散接合等）して接続構成するものであって、その際、各貫孔２１−３に枝管２の接続端部２−２を深く挿入して該枝管２の先端部を内周壁面より球状の空間２１−１内部まで突出させて突出部２−３を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図６（ａ）（ｂ）に示す接続構造は、鍛造成形時に内周壁面に平坦状面を形成する方法により、内部が球状の空間２１−１となした球面状の内周壁面を有する球状燃料蓄圧容器２１の周壁部の内周壁面に平坦状面２１−２を設けたもので、この場合も、枝管２は前記平坦状面２１−２に接して設けた貫孔２１−３に管径そのままの接続端部２−２を嵌挿した状態をもって相互に接合（ろう着、拡散接合等）して接続構成するものであって、その際、前記貫孔２１−３に枝管２の接続端部２−２を深く挿入して該枝管２の先端部を平坦状面２１−２より球状の空間２１−１内部まで突出させて突出部２−３を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

図７（ａ）（ｂ）に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管２に替えて分岐継手金具３で構成したもので、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面２１−２を設けた球状燃料蓄圧容器２１に、分枝継手金具３を介して枝管２を接続する方式であり、この場合も前記と同様、分岐継手金具３の螺子壁３−３と反対側の接合部（ストレート筒部）３−４を前記枝管２と同様に、平坦状面２１−２に接して穿設した貫孔２１−３に深く挿入して該継手金具３の先端部を平坦状面２１−２より球状の空間２１−１内部まで突出させて突出部３−５を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。

なお、上記図１〜図７に示す接続構造における枝管２および分岐継手金具３のそれぞれの蓄圧容器内部までの突出部２−３、３−５の長さは、当該枝管２または分岐継手金具３の肉厚ｔと同寸以上とするのが好ましい。

本願発明における枝管２や分岐継手金具３からなる分岐接続体の接合手段としては、銅ろう付け、ニッケルろう付けなどの炉中ろう付けが好ましい。また、貫孔１−２、１１−３、２１−３と枝管２や分岐継手金具３からなる分岐接続体の表面を高精度に仕上げ前処理により活性化させた後、好ましくはさらにニッケルや銅などのめっき被膜を施し、貫孔に分岐接続体を挿入し、拡散温度に十分な時間保持して拡散接合する方法も可能である。

表１のＮｏ．１に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ、内径１０φｍｍ）の周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に円筒状容器素材と同じ鋼種の枝管（外径６．３φｍｍ内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図１）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、比較材として用いた通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製の同一サイズの円筒状燃料蓄圧容器の場合は、１８０〜１５００Ｂａｒの油圧による繰返し試験において８０万回で破損したのに対して、本発明に係る円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本実施例は、分岐接続体を実施例１の枝管に替えて分岐継手金具を用いたもので、表１のＮｏ．２に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ、内径１０φｍｍ）の周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に円筒状容器素材と同じ鋼種の分岐継手金具（接合部の外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態をもってブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図２）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

表１のＮｏ．３に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ内径１０φｍｍ）の周壁部に外圧方式にて押圧力を付与して、当該周壁部内周面に平坦状面を設け、この平坦状面に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に円筒状容器素材と同じ鋼種の枝管（外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図３）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本実施例は、分岐接続体を実施例３の枝管に替えて分岐継手金具を用いたもので、表１のＮｏ．１に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ、内径１０φｍｍ）の周壁部に外圧方式にて押圧力を付与して、当該周壁部内周面に平坦状面を設け、この平坦状面に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に円筒状容器素材と同じ鋼種の分岐継手金具（接合部の外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図４）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

表１のＮｏ．２に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の球状燃料蓄圧容器（内径３０φｍｍ、肉厚９ｍｍ）の球面状周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に球状燃料蓄圧容器と同じ鋼種の枝管（外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する球状燃料蓄圧容器（図５）とした。
この球状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、比較材として用いた通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製の同一サイズの球状燃料蓄圧容器の場合は、１８０〜１５００Ｂａｒの油圧による繰返し試験において１１０万回で破損したのに対して、本発明に係る球状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

表１のＮｏ．３に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の球状燃料蓄圧容器（内径３０φｍｍ、肉厚９ｍｍ）の球面状周壁部の内周壁面に外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面を設け、この平坦状面に直径６．３φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に球状燃料蓄圧容器と同じ鋼種の枝管（外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する球状燃料蓄圧容器（図６）とした。
この球状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの球状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本実施例は、分岐接続体を実施例６の枝管に替えて分岐継手金具を用いたもので、表１のＮｏ．１に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の球状燃料蓄圧容器（内径３０φｍｍ、肉厚９ｍｍ）の球面状周壁部の内周壁面に外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面を設け、この平坦状面に直径６．３φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に球状燃料蓄圧容器と同じ鋼種の分岐継手金具（接合部の外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する球状燃料蓄圧容器（図７）とした。
この球状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの球状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本実施例は、分岐接続体を非ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼の高強度鋼（ＳＣＭ４３５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製とした円筒状燃料蓄圧容器の実施例で、表１のＮｏ．１に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ、内径１０φｍｍ）の周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に前記高強度鋼（ＳＣＭ４３５）製の枝管（外径６．３φｍｍ内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図１）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本実施例は、分岐接続体を実施例８の枝管に替えて分岐継手金具を用いたもので、表１のＮｏ．２に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の円筒状容器素材（外径３６φｍｍ、内径１０φｍｍ）の周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に実施例８と同じ高強度鋼（ＳＣＭ４３５）製の分岐継手金具（接合部の外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態をもってブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する円筒状燃料蓄圧容器（図２）とした。
この円筒状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

表１のＮｏ．２に示す成分を有し、その後の熱処理によりＴＲＩＰ型ベイナイト鋼（ＢＦ鋼）に組織変化可能な鋼製の球状燃料蓄圧容器（内径３０φｍｍ、肉厚９ｍｍ）の球面状周壁部に直径６φｍｍの貫孔を穿設し、該貫孔に実施例８と同じ高強度鋼（ＳＣＭ４３５）製の枝管（外径６．３φｍｍ、内径３φｍｍ）を嵌入した状態でブレージング処理（Ｎｉろう材、温度１１００℃）を施して接続した後、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有する球状燃料蓄圧容器（図５）とした。この球状燃料蓄圧容器を実施例１と同じ繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においてもこの円筒状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。本発明に係る球状燃料蓄圧容器は、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

本発明の円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器の実施例で、分岐接続体に枝管を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第１実施例）を示す部分断面図である。同じく分岐接続体に分岐継手金具を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第２実施例）を示す部分断面図である。同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に枝管を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第３実施例）を示す部分断面図である。同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に分岐継手金具を用いた円筒状燃料蓄圧容器（第４実施例）を示す部分断面図である。本発明の球面状の内周壁面を有する球状燃料蓄圧容器の実施例で、分岐接続体に枝管を用いた球状燃料蓄圧容器（第５実施例）を示す部分断面図である。同じく球面状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に枝管を用いた球状燃料蓄圧容器（第６実施例）を示す部分断面図である。同じく球面状の内周壁面の一部に平坦状面を有し、分岐接続体に分岐継手金具を用いた球状燃料蓄圧容器（第７実施例）を示す部分断面図である。従来の円筒状燃料蓄圧容器の一例を示す部分破断側面図である。従来の球状燃料蓄圧容器の一例を示す断面図である。図８に示す円筒状燃料蓄圧容器において、分岐接続体に分岐継手金具を用いた円筒状燃料蓄圧容器の一例を示す部分断面図である。図９に示す球状燃料蓄圧容器において、分岐接続体に分岐継手金具を用いた球状燃料蓄圧容器の一例を示す部分断面図である。

符号の説明

１、１１円筒状燃料蓄圧容器
１−１、１１−１流通路
１−２、１１−３、２１−３貫孔
２枝管
２−２接続端部
３分岐継手金具
２−１、３−１は流路
３−２受圧座面
３−３螺子壁
２−３、３−４突出部
１１−２、２１−２流通路内周壁面の平坦状面
２１球状燃料蓄圧容器
２１−１空間

Claims

少なくとも一部に円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器内にあって、内部の流通路に通ずる貫孔を円筒状内周湾曲壁面もしくは球状内周湾曲壁面に少なくとも１個所設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる燃料蓄圧容器において、少なくとも前記燃料蓄圧容器本体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とし、該燃料蓄圧容器本体に分岐接続体を接合した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜしめたことを特徴とする、分岐接続体を有する燃料蓄圧容器。
少なくとも一部に円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器内にあって、内部の流通路に通ずる貫孔を円筒状内周湾曲壁面もしくは球状内周湾曲壁面に少なくとも１個所に設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる燃料蓄圧容器であって、前記燃料蓄圧容器の内周湾曲壁面の前記貫孔の周囲に平坦状面を設け、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部まで突出させて接続構成した円筒状内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器もしくは球状内周湾曲壁面を有する燃料蓄圧容器において、少なくとも前記燃料蓄圧容器本体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とし、該燃料蓄圧容器本体に分岐接続体を接合した後、熱処理により残留オーステナイトを生ぜしめたことを特徴とする、分岐接続体を有する燃料蓄圧容器。
前記分岐接続体を有する燃料蓄圧容器において、分岐接続体を変態誘起塑性型強度鋼に組織変化可能な成分を有する鋼製とすることを特徴とする請求項１または２に記載の分岐接続体を有する燃料蓄圧容器。
前記分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体の接合手段として、ろう着もしくは拡散接合を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の分岐接続体を有する燃料蓄圧容器。