JP2005530080A - 特にコモンレールシステム用の、自動車用燃料噴射装置のための燃料分配管 - Google Patents

Abstract

引抜加工、圧延加工または鍛造加工された管（１）の内室が、それぞれ横孔（３）を介して接続された圧力管路（４）を備えた高圧アキュムレータ（２）を形成している。端部閉鎖部材のシール本体（７）は、ねじ山を備えた伝力エレメント（９，１０，１３）によって、管（１）の接触面（８）に密に圧着されている。軸方向の構造スペースを節減するか、もしくは応力特性を改善するために、シール本体（７）と伝力エレメント（１０，１３，１８）とは、軸方向で少なくとも部分的に互いに平行に配置されている。

Description

本発明は、自動車用燃料噴射装置、特にコモンレールシステムのための燃料分配管であって、燃料分配管が、引抜加工、圧延加工または鍛造加工された管から成っており、管の内室が、燃料を収容するための高圧アキュムレータを形成しており、燃料分配管に複数の圧力管路が接続されており、圧力管路が、管に設けられた横孔を介して内室に通じており、燃料分配管が、少なくとも一方の端面側で、シール本体を有する端部閉鎖部材を備えており、シール本体が、ねじ山を備えた伝力エレメントを介して、管の、シール本体に適合する接触面に密に圧着されている形式のものに関する。

このような形式の燃料分配管は、既に欧州特許公開第０８６６２２１号明細書から公知である。公知の燃料分配管の一方の端面は（他方の端面は一般的な形式で高圧ポンプに対する接続部として役立つ）、内室に向かって特に玉状または球状に成形されたシール本体によって閉鎖されており、シール本体は、軸方向でこれに対して列状に配置されたねじ山付栓によって、燃料分配管に設けられた接触面に密に圧着される。

自動車技術では、特にディーゼルエンジンのために、管路系において、静的に圧縮された燃料は、１０００ｂａｒをはるかに超える運転圧で供給するよう所望されている。高圧に基づいて、管路系、特に高圧アキュムレータとして機能する燃料分配器（レール）における材料強度および封密性に関する供給が極めて高くなっている。

このような要求を満たすために、燃料分配管は、従来の形式では鍛造片から製作され、鍛造片に、圧力管路を取り付けるための連結部材が一体成形される。分配経路は、孔によって形成され、つまり長孔が穿設され、この長孔に連結部材を介して案内された横孔が通じている。引抜加工または圧延加工された燃料分配管では、内室（長孔）は、極めて簡単に製作することができる。さらに鍛造加工して穿孔された燃料分配管と比べて、比較的小さな壁厚にもかかわらず管の比較的高い強度が得られる。

燃料分配管には、長孔と横孔との間の孔交差部に機械的な最大応力が生じる。各交差縁部における高い応力は、一般的に内圧負荷に際して生じる周方向応力のベクトルの重畳によって説明される。これに関して前掲欧州特許公開第０８６６２２１号明細書から、管の強度を表面の内部処理によって高めることが公知である。これによって機械的な処理（差込孔もしくは横孔の形成）によって生じる切欠効果が低減され、差込孔もしくは横孔の内壁との移行領域における縁の丸み付けが達成され、このことは同様に内圧負荷が孔交差部に生じる場合の切欠効果の減少につながる。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の燃料分配管を改良して、交差縁部における応力特性の最適化を実現するようなものを提供することである。特に交差縁部における、構造的な特性に伴って問題となる応力は、所定の構造スペースでも低減可能であるよう所望される。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、シール本体と伝力エレメントとが、軸方向で少なくとも部分的に互いに平行に配置されている。有利な実施形態は、従属請求項に記載した。

本発明は、内圧から生じる機械応力とさらに別の応力とが重畳し得る、という思想に基づいている。さらに別の応力とは、一方では圧力管路の連結部材におけるシール力から生じる応力であり、他方では端部閉鎖部材におけるシール力から生じる応力である。別の思想によれば、連結部材から出発する応力が僅かであり、かつ連結部材の押圧面と交差縁部との間の十分に大きな間隔によって小さく維持することができる。燃料分配管の一般的な壁厚では、このような応力成分は目下のところ制限されるもとはなっていない。端部閉鎖部材から由来する応力成分が重要であると認められる。この応力成分は、原則としてシール力の減少によって低減することができるが、これは安全性の理由から実際には実現できない。したがってシール面と隣接する交差縁との間の距離の拡大が、最良の選択肢を提供している。圧力管路のための接続位置が定められている場合、必然的に燃料噴射管の延長につながる。

したがって本発明では、シール本体と伝力エレメントは軸方向で列状に配置されておらず、少なくとも部分的に平行に配置されており、これによって軸方向の構造スペースを節減することができる。したがって所定の構造スペースでは、シール本体の接触面と隣接する横孔の交差縁部との間の距離を拡大することができ、これによって隣接する交差縁部の、管の問題箇所における端部閉鎖部材に起因する応力を低減することができる。そうでない場合従来の応力を有しているものとすると、燃料分配管の軸方向構造長さを減少することができる。

製作および取付の簡単な有利な実施形態によれば、伝力エレメントがねじ山付キャップとして形成されており、かつ管−雄ねじ山にねじ嵌められるか、または管−雌ねじ山にねじ込まれており、ねじ山付キャップのキャップ底部が、シール本体の、接触面とは反対側の面に接触している。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

図１には、実質的に前述の欧州特許公開第０８６６２２１号明細書の図１０に示した実施例に相当する公知の燃料分配管を断面図で示した。燃料分配器は引抜加工または圧延加工された管１から成っている。管１の内室（長孔）は高圧アキュムレータ２を形成しており、高圧アキュムレータ２に横孔３が通じており、横孔３は圧力管路４と結合されている。圧力管路４は連結部材５によって管１に接続されている。横孔３の直径は、実質的に圧力管路４の内径に相当しているので、実質的に圧力管路４は直接的に高圧アキュムレータ２に通じている。圧力管路４に、管１内で半径方向で延びる横孔３が所属している。縦孔と横孔との間の孔交差部に交差縁部６が形成されている。

管１の、図１において右側に示した端面で、管は端部閉鎖部材を備えている。端部閉鎖部材は実質的に球状のシール本体７から成っており、シール本体７は、管１の内側に設けられた、これに対応する適当な接触面８に密に接触している。ねじ山付ピン９によって、接触面８にシール本体７を次のように固定する必要があり、つまり高圧アキュムレータ２に作用する高圧も考慮して、高圧アキュムレータ２のシール作用を有する閉鎖部１６が確保されるように固定する必要がある。シール作用を有する閉鎖部１６は、図１に示したように、シール本体７とねじ山付ピン９との軽い嵌合によって、製造誤差補償に関して助成することができる。ねじ山付ピン９は、ねじ工具のために設けられた差込開口１７によってねじ込むことができる。

図１には、連結部材５と、接触面８に近接する交差縁部６とを示した。ねじ山付ピン９とシール本体７とが軸方向で相前後して配置されていることに基づいて、接触面８は管の内側で比較的深くに配置されていて、かつ交差縁部６に対して比較的近くに配置されており、したがって交差縁部６は、交差縁部６にとって不都合な、接触面８から出発するシール力の作用に大きくさらされている。

図２には、本発明の燃料分配管を示した。ここでは管１の端部閉鎖部材はシール本体７によって確保されており、シール本体７はねじ山付キャップ１０によって固定されている。ねじ山付キャップ１０は翼部に、詳しく述べると円筒部分の内側に雌ねじ山を備えており、これに対して管１はこれに対応する雄ねじ山１１を備えている。シール本体７は直接的に、場合によって製作誤差補償作用を有して、ねじ山付キャップ１０のキャップ底部１２に接触している。図示したように、ねじ山付キャップ１０の翼部は、管１の外側で、シール本体の軸方向延伸部の大部分をカバーするように延びている。キャップ底部１２の材料および厚みは、正確な状況に応じて選択することができる。

図２に示したシール本体７と伝力エレメント１０との部分平行的な配置構成によって、軸方向の構造スペースを節約することができる。キャップ底部１２の厚みと、図１に示した従来のねじ山付ピン９の長さとの間の長さの差は、軸方向の構造長さの節約、もしくは接触面８と交差縁部６との間の距離拡張ポテンシャルに相当するものである。したがって本発明によれば、一方では、燃料分配管の軸方向の構造長さが同じ場合、交差縁部６にかかる応力低減が達成され、また他方では、応力が同じ場合、軸方向構造長さの絶対的な減少が達成される。これら両方の利点は、大小の相対割合で組み合わせることもできる。

別の実施例では、キャップ底部１２は、シール本体７の、接触面８とは反対側の面と一体的に結合させることもできる。一般的にシール本体７は、図示したように、低コストで製作可能なシール球体として形成することも、たとえば内室に向かって玉状または球状に形成された第１の端面と、伝力エレメント１０に向かって扁平に形成された第２の端面とを備えて形成することもできる。これによって場合によってはさらに軸方向の構造スペースを節約することができる。また同様に有利には、原則として低コストで製作可能で冷間加工、つまり冷間鍛造された伝力エレメントを使用することができる。

また本発明は、図２に示したねじ山の組み合わせ：管−雄ねじ山／伝力エレメント−雌ねじ山に、制限されるものではない。たとえば図３Ａに示したように、伝力エレメントは、シール本体側の切欠１４を備えたねじ山付栓１３として形成されていて、これは管−雌ねじ山１５にねじ込むことができる。この場合シール本体７は、スペースを節減する形式で、軸方向長さの一部で切欠１４に収容されており、したがってこの場合シール作用を有する高さ部分はねじ山付栓１３によって規則正しく取り囲まれている。図３Ｂに示した実施例では、ねじ山付キャップ１８が管−雌ねじ山にねじ込まれており、この実施例はとりわけ図３Ａに示した実施例とは、幾何学的な観点（比較的大きな半径）で異なっている。

図２、図３Ａおよび図３Ｂには、伝力エレメント１０，１３，１８をねじ込む際に力導入のために必要な開口もしくは面を示していない。たとえばねじ山付キャップ１０，１８の翼部に外側の工具面を設けることができ、または図１に示したような、背面側の差込開口を設けることができる。

従来技術の燃料分配管を示す断面図である。

本発明の燃料分配管を示す断面図である。

本発明の別の実施例を示す断面図である。

本発明の別の実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ 管、 ２ 高圧アキュムレータ、 ３ 横孔、 ４ 圧力管路、 ５ 連結部材、 ６ 交差縁部、 ７ シール本体、 ８ 接触面、 ９ ねじ山付ピン、 １０ 伝力エレメント、 １１ 雄ねじ山、 １２ キャップ底部、 １５ 管−雌ねじ山、 １６ 閉鎖部、 １７ 差込開口、 １８ ねじ山付キャップ

Claims (6)

1. 自動車用燃料噴射装置、特にコモンレールシステムのための燃料分配管であって、
   −当該燃料分配管が、引抜加工、圧延加工または鍛造加工された管（１）から成っており、該管（１）の内室が、燃料を収容するための高圧アキュムレータ（２）を形成しており、
   −当該燃料分配管に複数の圧力管路（４）が接続されており、これらの圧力管路（４）が、管（１）に設けられた横孔（３）を介して前記内室に通じており、
   当該燃料分配管が、少なくとも一方の端面側で、シール本体（７）を有する端部閉鎖部材を備えており、該シール本体（７）が、ねじ山を備えた伝力エレメント（９，１０，１３）によって、管（１）の、該シール本体（７）に適合する接触面（８）に密に圧着されている形式のものにおいて、
   シール本体（７）と伝力エレメント（１０，１３，１８）とが、軸方向で少なくとも部分的に互いに平行に配置されていることを特徴とする、自動車用燃料噴射装置のための燃料分配管。
2. 伝力エレメントが、ねじ山付キャプ（１０）として形成されていて、かつ管−雄ねじ山（１１）にねじ嵌められているか、または管−雌ねじ山にねじ込まれており、ねじ山付キャップ（１０）のキャップ底部（１２）が、シール本体（７）の、接触面（８）とは反対側の面に接触している、請求項１記載の燃料分配管。
3. 伝力エレメントが、ねじ山付キャップ（１０）として形成されていて、かつ管−雄ねじ山（１１）にねじ嵌められており、ねじ山付キャップ（１０）のキャップ底部（１２）が、シール本体（７）の、接触面とは反対側の面と一体的に結合されている、請求項１記載の燃料分配管。
4. 伝力エレメントが、シール本体側の切欠（１４）を有するねじ山付栓（１３）として形成されていて、かつ管−雌ねじ山（１５）にねじ込まれており、シール本体（７）が、軸方向延伸部分の一部で、切欠（１４）に収容されている、請求項１記載の燃料分配管。
5. シール本体（７）が、球体として形成されているか、または内室に向かって玉状または球状に成形された端面を備えて形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料分配管。
6. 伝力エレメント（１０，１３）が、冷間鍛造された鋼から成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料分配管。

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