JP2007056816A - Connection structure for branched connection pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば各種ディーゼル内燃機関において機関への燃料供給路として機関の近くに配設される高圧燃料多岐管、特に100MPa以上の超高圧燃料多岐管等に使用される高圧流体多岐管における分岐枝管の接続構造の改良に関するものである。 The present invention relates to, for example, a branch in a high-pressure fluid manifold used in a high-pressure fuel manifold, particularly an ultra-high-pressure fuel manifold having a pressure of 100 MPa or more, as a fuel supply path to the engine in various diesel internal combustion engines. The present invention relates to an improvement of a branch pipe connection structure.
近年、この種の接続構造としては、例えば高圧燃料を流通する本管の周壁部にその長さ方向に亘って複数個設けた内部の流通路に連なる貫通孔部のそれぞれに、分岐枝管を嵌挿した状態で相互に鑞付け又は溶接して構成した接続構造が知られている。
しかしながら、このような接続構造にあっては、接続強度を必要とする相互の前記嵌挿状態と不確実な溶接等により、機関機構の改善に伴う使用時の100MPa以上に及ぶ超高流圧の繰返し流通及び機関からの加振等によって、しばしばろう付け部又は溶接部の脆化による燃料洩れや分岐枝管の離脱が発生する問題があった。
In recent years, as this type of connection structure, for example, a branch branch pipe is provided in each of the through-hole portions connected to the internal flow passages provided in the peripheral wall portion of the main pipe through which high-pressure fuel flows along the length direction. A connection structure configured by brazing or welding to each other in the inserted state is known.
However, in such a connection structure, due to the mutual insertion state requiring connection strength and uncertain welding, etc., an ultra-high flow pressure exceeding 100 MPa during use accompanying improvement of the engine mechanism Due to repeated circulation and vibration from the engine, there are problems that fuel leakage and branch branch detachment often occur due to embrittlement of the brazed part or the welded part.
この問題を解決するために、例えば図9に示すように、高圧燃料が流通する本管1の周壁部に、内部の流通路8に通じる貫通孔9を設け、該貫通孔9の外方周縁を円錐状に開口する受圧座面3にすると共に、該受圧座面3を囲繞して本管1の外周壁部に別体からなる継手金具11を外嵌し、受圧座面3部に分岐枝管2の押圧頭部10の先端に設けた押圧座面10−1を当接係合した状態で、分岐枝管2側に組込んだ締め付けナット21により継手金具11の螺子山と螺合させることにより締着して接続する構造が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記のような接続構造では、接続、締結機能は十分であるが、本管外壁及び継手金具11が相互の締め付けの反力により共に撓み、本管1の外壁と継手金具11との間に侵入間隙20が生じており、この侵入間隙20に外来塵埃が侵入・蓄積する可能性がある。このため、接続枝管2を取り外して再度取り付けた場合、この堆積していた外来塵埃が本管1の内部や受圧座面3になどに入り込み、インジェクターのノズル詰まりや受圧座面からの燃料漏れを起こす等の問題が危惧されていた。
In the connection structure as described above, the connection and fastening functions are sufficient, but the outer wall of the main pipe and the
上記問題点を解決するために、本発明は高圧流体を流通する本管の周壁部に、その長さ方向に亘って複数の分岐枝管を連設してなる接続構造において、本管の外周壁部に本管の内部の流通路に連なる貫通孔部を有し、それぞれの前記貫通孔の外方周縁を円錐状に開口する受圧座面とし、該受圧座面部を囲繞して本管の外周壁部に別体からなる継手金具を外嵌し、さらに、該受圧座面部を囲繞して雄螺子を有する螺子スリーブを前記継手金具に螺合してその先端を本管に当接させることにより、該継手金具を前記本管に固定し、さらに前記受圧座面部に分岐枝管の接続端部に形成した押圧座面を当接させ、前記分岐枝管に外挿した袋ナットを前記螺子スリーブの螺子山へ螺合することにより、該袋ナットを締着するとともに、前記袋ナットを螺子スリーブに締着することによりナットを介して押圧頭部を押圧して、押圧座面を受圧座面に密着させて接続構成した高圧流体多岐管における分岐枝管の接続構造を採用した。
このような接続構造を採用すれば、本管外径と継手金具との間に螺子スリーブが挿入されているので、本管外径が締め付けの反力により撓んでも挿入嵌合間隙が生じることはなく、従って外来塵埃が蓄積することもない。このため点検整備のため接続枝管を取り外して再度取り付ける場合でも、外来塵埃が本管内部や接続座面になどに入り込むことはなく、ノズル詰まりや取り付け座面からの燃料漏れを防止することが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a connection structure in which a plurality of branch branch pipes are connected to a peripheral wall portion of a main pipe through which a high-pressure fluid flows so as to extend in the length direction. The wall portion has through-hole portions connected to the flow passage inside the main pipe, and the outer periphery of each of the through-holes serves as a pressure-receiving seat surface that opens conically, and surrounds the pressure-receiving seat surface portion and A joint fitting made of a separate body is externally fitted to the outer peripheral wall portion, and further, a screw sleeve having a male screw surrounding the pressure-receiving seating surface portion is screwed into the joint fitting, and its tip is brought into contact with the main pipe. The joint fitting is fixed to the main pipe, and a pressure seat surface formed at the connection end of the branch branch pipe is brought into contact with the pressure receiving seat surface section, and a cap nut externally inserted into the branch branch pipe is inserted into the screw. By screwing into the thread of the sleeve, the cap nut is fastened and the cap nut is screwed. By pressing the push head through the nut by fastening the sleeve and the pressing seat surface adopts a connecting structure of a branch branch pipe in the high-pressure fluid manifold connected constituted by close contact with the pressure receiving seat surface.
If such a connection structure is adopted, a screw sleeve is inserted between the outer diameter of the main pipe and the fitting, so that even if the outer diameter of the main pipe is bent due to the reaction force of tightening, an insertion fitting gap is generated. Therefore, foreign dust does not accumulate. For this reason, even when the connecting branch pipe is removed and reattached for inspection and maintenance, foreign dust does not enter the inside of the main pipe or the connecting seat surface, etc., preventing nozzle clogging or fuel leakage from the mounting seat surface. It becomes possible.
本発明の接続構造においては、前記受圧座面を囲繞して本管の外周壁部にザグリ面を設け、該ザグリ面に前記螺子スリーブの先端部を当接させるのが好ましい。
このような構造とすれば、本管の外周壁と螺子スリーブの先端部とが密着するので分岐間を締結しても間隙が生じることが無く、塵埃が侵入し蓄積する余地が完全に無くなるので好ましい。
In the connection structure of the present invention, it is preferable that a counterbore surface is provided on the outer peripheral wall portion of the main pipe so as to surround the pressure-receiving seat surface, and the tip end portion of the screw sleeve is brought into contact with the counterbore surface.
With such a structure, the outer peripheral wall of the main pipe and the tip of the screw sleeve are in close contact with each other, so there is no gap even if the branches are fastened, and there is no room for dust to enter and accumulate. preferable.
また、前記受圧座面より押圧座面の頂角が僅かに小さな角度の円錐面をなしているものを使用するのが好ましい。
このような構造とすれば、受圧座面に押圧座面が押圧されて環状のシール線が形成されて密着するので燃料漏れを完全に防ぐことができる。
In addition, it is preferable to use a pressure bearing surface whose apex angle is slightly smaller than that of the pressure receiving seat surface.
With such a structure, the pressure seating surface is pressed against the pressure-receiving seating surface to form an annular seal line, which makes it possible to completely prevent fuel leakage.
本発明の接続構造においては、前記螺子スリーブに好ましくは六角のフランジ部を有するものを使用することができる。
このような構造とすれば、螺子スリーブで継手金具を本管に締め付け固定する際に、締め付け用スパナやレンチなどで容易にかつ確実に締め付け固定することができる。
また、前記ザグリ面は平面とこれに垂直な円錐面から形成されているものを使用することができる。
この構造を採用すれば、平面切削のみでザグリ面を容易に形成することができる。
あるいはまた、前記ザグリ面を平面と先端先細り状の円錐面とから形成したものを使用することもできる。
このような構造とすれば、ザグリ面の形成はやや難しくなるものの、確実に螺子スリーブをザグリ面に密着させることが可能となる。
In the connection structure of the present invention, the screw sleeve preferably having a hexagonal flange portion can be used.
With such a structure, when the joint fitting is fastened and fixed to the main pipe with the screw sleeve, it can be easily and reliably fastened and fixed with a tightening wrench or wrench.
Further, the counterbore surface can be formed of a flat surface and a conical surface perpendicular thereto.
If this structure is adopted, the counterbore surface can be easily formed only by plane cutting.
Alternatively, the counterbore surface formed from a flat surface and a conical surface with a tapered tip can be used.
With such a structure, the formation of the counterbore surface is somewhat difficult, but the screw sleeve can be securely adhered to the counterbore surface.
本発明の接続構造においては、前記螺子スリーブの先端が円錐面を有し、該円錐面が前記ザグリ面の円錐面と同じ頂角に形成されたものを使用するのが好ましい。
このような構造とすれば、螺子スリーブの先端をザグリ面に確実に密着させることができるので、塵埃の進入を完全に防ぐことが可能となる。
In the connection structure of the present invention, it is preferable to use one in which the tip of the screw sleeve has a conical surface and the conical surface is formed at the same apex angle as the conical surface of the counterbore surface.
With such a structure, the tip of the screw sleeve can be securely adhered to the counterbore surface, so that it is possible to completely prevent dust from entering.
さらに、本発明の接続構造においては、前記継手金具が鋼材の鍛造削り出しによって形成されたものであっても良いし、あるいはまた、Uベントした帯鋼に螺子山を形成したブロックを溶接やろう付けなどによって接合して形成されたものであっても良い。
後者を使用すれば、本管に多数個の分岐枝管を接続する場合でも、継手金具の作成がきわめて容易に行える利点がある。
Furthermore, in the connection structure of the present invention, the joint fitting may be formed by forging a steel material, or a block in which a thread is formed on a U-bent steel strip will be welded. It may be formed by bonding by attaching or the like.
If the latter is used, there is an advantage that it is very easy to create a fitting fitting even when a large number of branch branch pipes are connected to the main pipe.
本発明によれば、スリーブが本管のザグリ面に密着して当接しているので、使用中や分岐枝管を取り外して整備する際にも本管と継手金具との間隙に塵埃類が侵入することが無く、インジェクターのノズル詰まりや受圧座面からの燃料漏れを起こす心配が無くなる利点がある。 According to the present invention, since the sleeve is in close contact with the counterbore surface of the main pipe, dust can enter the gap between the main pipe and the fitting fitting during use or when removing the branch branch pipe for maintenance. There is an advantage that there is no fear of causing nozzle clogging of the injector and fuel leakage from the pressure receiving seat surface.
以下に、図面を使用して本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の接続構造を使用した高圧流体多岐管の1本の分岐枝管部分を切り取って示した外観斜視図である。また、図2は、図1に示した高圧流体多岐管の分岐枝管部分を通る断面図を示す。
図1に示す高圧流体多岐管は、例えばディーゼル内燃機関において機関への燃料供給路として機関の近くに配設される高圧燃料多岐管であって、高圧燃料を流通する厚肉鋼管からなる本管1の周壁に、内部の流通路8に連なる貫通孔を設けてそれに分岐枝管2が取り付けられている。分岐枝管2は袋ナット13によって螺子スリーブ5と本管1の周壁に囲撓した継手金具11を介して本管1に接続固定されている。このような分岐枝管2が、本管1の長さ方向に沿って、例えば内燃機関のシリンダーの数にポンプからの供給管の数を加えただけ複数本接続されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view showing a branched branch pipe portion of a high-pressure fluid manifold using the connection structure of the present invention. 2 shows a cross-sectional view through the branch branch portion of the high-pressure fluid manifold shown in FIG.
The high-pressure fluid manifold shown in FIG. 1 is a high-pressure fuel manifold arranged near the engine as a fuel supply path to the engine, for example, in a diesel internal combustion engine, and is a main pipe made of a thick-walled steel pipe that circulates the high-pressure fuel. A through-hole that is continuous with the
断面構造を見ると図2に示すように、本管1の外周壁部に本管1の内部の流通路8に連なる貫通孔9が有り、その貫通孔9の外方周縁に円錐状に開口した受圧座面3となっており、該受圧座面3部を囲繞して本管1の外周壁部に別体からなる継手金具11が外挿してある。
また、受圧座面3部の周囲には、外周に雄螺子を有する螺子スリーブ5が挿入されており、該雄螺子は前記継手金具11の雌螺子4−2に螺合させてある。
図2に示す例では、螺子スリーブ5の先端部の内側は外側に拡がった先端先細り状の円錐面5aが形成されており、本管1の外周壁部に形成されたザグリ面12に嵌合させてある。本管1の外周壁部に形成されたザグリ面12は、平面と凸状の円錐面から構成されており、かつ円錐面の頂角は前記螺子スリーブ5の先端部の円錐面の頂角と同じ角度に形成されている。従って、螺子スリーブ5を継手金具11の雌螺子4−2に螺合させて締め付けると、継手金具11を本管1の外周壁部に固定するとともに、螺子スリーブ5の先端部をザグリ面12に密着して当接させることができる。
As shown in FIG. 2, the cross-sectional structure has a through
Further, a
In the example shown in FIG. 2, the inside of the tip of the
さらに、前記受圧座面3には分岐枝管2の接続端部に形成した押圧頭部10の押圧座面10−1を当接可能としてある。該押圧頭部10は先端が受圧座面3より僅かに小さな頂角の円錐面となっており、分岐枝管2の本体部分よりも直径を一段大きく構成してあり、中心部には本体部分と連続する流通孔2aが形成されている。このため円筒スリーブ14を介して袋ナット13の押圧により、分岐枝管2の押圧座面10−1を受圧座面3に密着して当接させることができるようになっている。
袋ナット13は、内面に前記螺子スリーブ5外周の雄螺子に螺合する雌螺子が刻まれている。袋ナット13を螺子スリーブ5外周の雄螺子に螺合させて締め付けると、キャップ押圧面が前記円筒スリーブ14を押圧して、円筒スリーブ14が分岐枝管2の押圧頭部10を押圧して分岐枝管2が本管1に固定される。
なお、円筒スリーブ14は分岐枝管2に堅固に外嵌固着(特開2001−82664号参照)したり、軸方向に2分構造(特開2005−9394号参照)したり、袋ナット13内に押圧筒壁を一体に設けて(実用新案登録第2513684号参照)円筒スリーブ14を廃止、もしくは短くしたり、あるいはワッシャー状としてもよい。
Further, the pressure-receiving
The
The
このようにして本管1に接続固定された分岐枝管2との間では、本管1の受圧座面3に分岐枝管2の押圧座面10−1が密着して当接させてあるので、100MPa以上の超高圧燃料多岐管に使用しても燃料漏れを起こすことはない。また、本管外面が継手金具による締め付けの反力により撓んでも、及び/または同締結により継ぎ手金具が撓んでも、螺子スリーブを使用しているので、本管外面と継手金具との間に嵌合間隙が生じることはなく、間隙に外来塵埃が侵入・蓄積することもない。このため、点検整備等の際に接続枝管を取り外して再度取り付けた場合でも、外来塵埃が本管内部や受圧座面などに入り込んでインジェクターノズル詰まりや受圧座面からの燃料漏れを起こすこともない。
In this manner, between the
図2で使用した螺子スリーブと、本管の詳細構造を図3に示す。
図3(a)に示したように、螺子スリーブ5は所定内径の鋼管の外周に径の異なる雄螺子5a,5bが切削または転造加工されており、下端部は外側に拡がった円錐面5cをなしている。
図3(b)はこの螺子スリーブ5を受け止めて支持する本管1に設けたザグリ面12の断面を示している。このザグリ面12は平面12aと先端先細りの凸状の円錐面12bの2面から形成されている。円錐面12bの頂角は、前記螺子スリーブ5の下端部の円錐面5cの頂角と同じになっているので、このザグリ面12a,12bの2面で螺子スリーブ5の下端を密着して支持することができる。
雄螺子5aは袋ナット13の雌螺子に螺合させて固定するためのものであり、雄螺子5bは継手金具11の雌螺子に螺合させて継手金具11を本管1に締め付け固定させるためのものである。雄螺子5a、雌螺子5b部の外径は同じでも良いし、異なっていてもどちらでも良い。また、雄螺子5a、5b部の間は締め付け工具を使いやすくするために、平面を対向させて加工しておくのが好ましい。
The screw sleeve used in FIG. 2 and the detailed structure of the main pipe are shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, the
FIG. 3B shows a cross section of a
The
螺子スリーブ5は図4に示したような、中間部に六角フランジ部(Hexagonal flange:HEX)5dを設けた螺子スリーブを使用することもできる。HEX5dの大きさは、雄螺子5a、5b部の外径よりも大きくなってもかまわない。HEX5dを設けると、螺子スリーブ5の締め付け作業が容易になる。
HEX5dを設けた以外は、前記図3(a)の場合と同じ構造である。螺子スリーブ5の下端部は上記の場合と同様に、外側に拡がった円錐面5cをなしている。この螺子スリーブを使用する場合には、図3(b)に示した平面12aと円錐面12bの2面から形成されたザグリ面を設けた本管に対して使用する。
As the
Except for the provision of HEX5d, the structure is the same as in FIG. The lower end portion of the
螺子スリーブ5は、上記の例の他に図5(a)に示すような中間部にHEXを設けず、下端部にも外側に拡がった円錐面を持たない形状の螺子スリーブを使用することもできる。この場合には本管のザグリ面は図5(b)に示すような平面12aと円筒面12cの2面から形成されたザグリ面を設けた本管に対して使用する。
さらに、螺子スリーブ5は、図6に示すような中間部にHEX5dを設け、下端部に外側に拡がった円錐面を有さない螺子スリーブを使用することもできる。この場合には本管のザグリ面は図5(b)に示すような平面12aと円筒面12cの2面から形成されたザグリ面を設けた本管に対して使用する。
In addition to the above example, the
Further, the
図7(a)は、継手金具11の一例を示す側面図である。この継手金具は本管を貫通させる円筒部11aの上方に該円筒部11aと直交する方向にのびる頭部11bを有する鍛鋼または鋳鋼のブロックを作成し、この頭部11bの内壁に雌螺子11cを切削または転造加工して一体成形したものである。図7(b)は、この継手金具11の断面を示している。継手金具11頭部11bの内側には、螺子スリーブ外周面の雄螺子を螺合させるための雌螺子11cが切削または転造加工してある。
図8(a)は、継手金具11の他の例を示す外観斜視図である。この継手金具11は帯鋼を高圧流体多岐管の本管の外径に合わせてベンド加工したU字型部11dに、雄螺子11cを切削または転造加工にて貫通したブロック11eを溶接またはろう付け接合して形成したものである。図8(b)は、この継手金具の断面を示している。帯鋼をU字型に加工したU字型部11dの上端に雌螺子11cを切削または転造加工にて貫通したブロック11eを溶接またはろう付け接合してある。11fは溶接の場合の溶接ビートである。
このような構造の継手金具を使用すれば、多数の分岐枝管2が狭い間隔で並列する場合でも、継手金具を簡単に取り付けることができる。また、継手金具の取り付け取り外しの施工も容易になる利点がある。
FIG. 7A is a side view showing an example of the
FIG. 8A is an external perspective view showing another example of the fitting 11. This fitting 11 is made by welding or brazing a
If the joint fitting having such a structure is used, the joint fitting can be easily attached even when many
1 本管
2 分岐枝管
3 受圧座面
5 螺子スリーブ
8 流通路
9 貫通孔
10 押圧頭部
10−1 押圧座面
11 継手金具
12 ザグリ面
13 袋ナット
14 円筒スリーブ
20 侵入間隙
21 締め付けナット
DESCRIPTION OF
Claims (9)
8. The high pressure according to claim 1, wherein the joint fitting is formed by welding or brazing a block in which a female screw is formed on a U-bent steel strip. 9. Connection structure of branch branches in a fluid manifold.
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