JP2010159676A - 管状部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造品質を維持したまま、生産性の向上を実現する管状部材の製造方法の提供。
【解決手段】少なくとも一部に圧縮残留応力を付与される壁部２３，２３ａ，３３によって形成される燃料流路１０１を備えるコモンレール１００の製造方法であって、燃料流路１０１の容積の少なくとも一部を占有する占有部材７０を燃料流路１０１内に挿入する挿入工程と、挿入工程において占有部材７０を挿入された燃料流路１０１内に圧力を伝播するオイル７２を充填して封止する充填工程と、充填工程において充填されたオイル７２に圧力を印加して、壁部２３ａに圧縮残留応力を発生させる加圧工程と、を含むことを特徴とするコモンレール１００の製造方法とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも一部に圧縮残留応力を付与された壁部によって形成される流体通路を備える管状部材の製造方法に関するものである。

従来、管状部材の備える流体通路を形成する壁部に応力を印加することによって塑性変形を生じさせ、当該壁部に圧縮残留応力を発生させる方法が知られている。例えば特許文献１，２には、管状部材の流体通路内に圧力を伝播する圧力伝播媒体を充填させ、当該圧力伝播媒体に、壁部に塑性変形が生じるような圧力を印加することにより、壁部に圧縮残留応力を発生させる方法が開示されている。

ＷＯ２００８／０５８４９４Ａ１ 特開平１０−３１８０８１号公報

しかし、特許文献１および２に開示の方法では、流通経路の壁部に圧力を伝播する圧力伝播媒体を、流体通路の容積に相当する量、流体通路内に充填させなければならない。この充填工程において、圧力伝播媒体を流体通路内に充填するために要する時間が、製造時間の短縮を妨げていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造品質を維持したまま、生産性の向上を実現する管状部材の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、少なくとも一部に圧縮残留応力を付与された壁部によって形成される流体通路を備える管状部材の製造方法であって、流体通路の容積の少なくとも一部を占有する占有部材を流体通路内に挿入する挿入工程と、挿入工程において、占有部材を挿入された流体通路内に圧力を伝播する圧力伝播媒体を充填して封止する充填工程と、充填工程において充填された圧力伝播媒体に圧力を印加して、壁部に圧縮残留応力を発生させる加圧工程と、を含むことを特徴とする管状部材の製造方法とする。

この発明によれば、管状部材の流体通路内に圧力伝播媒体を充填して封止する充填工程前に、流体通路の容積の少なくとも一部を占有する占有部材を挿入することによれば、流体通路の容積の減少によって、当該流体通路に充填する圧力伝播媒体の容量を減少させることができる。故に、充填工程において、圧力伝播媒体を流体経路内に充填する時間の短縮が実現される。加えて、加圧工程では、圧力伝播媒体に印加された圧力の壁部への伝播を確実に生じさせることで、壁部に圧縮残留応力を発生させることができる。したがって、確実な製造品質を維持しつつ、管状部材の生産性を向上し得るのである。

請求項２に記載の発明によると、挿入工程において、流体通路の形状に倣って成形された長手形状の占有部材をこの流体通路に挿入するので、占有部材は多くの流体通路の容積を占有することができる。故に、簡易な占有部材の構成および挿入作業で圧力伝播媒体の充填時間を短縮し得るので、管状部材の生産性の向上に貢献し得るのである。

請求項３に記載の発明では、壁部によって軸方向に沿って形成される主孔部、および主孔部から分岐する分岐孔部を有する流体通路を備える管状部材の製造方法であって、挿入工程において、占有部材を、主孔部に挿入するとともに、主孔部の分岐孔部とは反対側に寄せた状態とすることを特徴とする。この発明によれば、管状部材の軸方向に沿って形成される主孔部と、この主孔部から分岐する分岐孔部との間に位置する壁部には、圧力伝播媒体から印加される圧力によって応力集中が生じる。故に、主孔部および分岐孔部を有する流体通路を備える管状部材においては、加圧工程によって、主に主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に圧縮残留応力を発生させる加工となる。そこで、挿入工程において、占有部材を主孔部に挿入するとともに、主孔部の分岐孔部とは反対側に寄せた状態とすることによれば、充填工程において充填される圧力伝播媒体を、壁部と占有部材との間に確実に介在させることができる。以上によって、加圧工程において圧力伝播媒体に印加された圧力は、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に確実に伝播されて、この壁部に圧縮残留応力を発生させ得るのである。

請求項４に記載の発明では、主孔部を保持する保持冶具に占有部材を支持させることで、占有部材は、主孔部に対して分岐孔部とは反対側に寄せられた位置で固定されることとなる。この発明によれば、挿入工程において、占有部材を主孔部の分岐孔部とは反対側に寄せて確実に固定し得るので、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に圧力伝播媒体を介した圧力が確実に伝播される。故に、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に圧縮残留応力を確実に発生させ得るのである。

請求項５に記載の発明では、挿入工程において、軸方向に沿って外形の一部を欠損された欠損部を有する占有部材を、欠損部を分岐孔部側に向けて保持冶具に支持させることを特徴とする。この発明によれば、軸方向に沿って外形の一部を欠損された欠損部を分岐孔部側に向けられて保持冶具に支持された占有部材によれば、この欠損部を圧縮伝播媒体の通路とし得る。故に、この欠損部よって、分岐孔部側の壁部と占有部材との間に圧縮伝播媒体をさらに確実に介在させることができる。したがって、加圧工程において圧力伝播媒体に印加された圧力は、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に確実に伝播されて、当該壁部に圧縮残留応力を発生させ得るのである。

請求項６に記載の発明では、挿入工程において、軸方向に沿って外形の一部が欠損された欠損部を有し、主孔部に嵌合する占有部材を、欠損部を分岐孔部側に向けて、主孔部に挿入することを特徴とする。この発明によれば、主孔部に嵌合する占有部材は、主孔部に挿入された後、周方向に回転し難い。故に、欠損部を分岐孔部側に向けて挿入された占有部材は、この欠損部を圧縮伝播媒体の通路とし得る。そのため、この欠損部よって、分岐孔部側の壁部と占有部材との間に圧縮伝播媒体を確実に介在させることができる。したがって、加圧工程において圧力伝播媒体に印加された圧力は、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部に確実に伝播されて、当該壁部に圧縮残留応力を発生させ得るのである。

請求項７に記載の発明では、挿入工程において、主孔部の軸方向を重力方向に沿う方向に向けて保持冶具に保持させることを特徴とする。この発明によれば、充填工程において充填される圧力伝播媒体によって流体通路内の空気を効率的に排出するため、主孔部の軸方向を重力方向に沿う方向に向けると、占有部材の位置が流通経路内で確定し難くなる。しかし、上述したような主孔部の分岐孔部とは反対側に寄せて占有部材を確実に固定する作用の発揮によれば、分岐孔部側の壁部と占有部材との間に圧縮伝播媒体を確実に介在させ得る。故に、主孔部を重力方向に沿った方向に向けて行われる挿入工程として、請求項８に記載の発明は特に好適なのである。

請求項８に記載の発明では、ディーゼル機関に搭載されて、昇圧された燃料を貯留および分配するコモンレールである管状部材の製造方法であって、前記３〜８のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法とする。一般にディーゼル機関に搭載されるコモンレールには、貯留される昇圧された燃料によって、変動する高い圧力が作用することとなる。この圧力によれば、燃料を分配するための分岐孔部と主孔部との間の壁部は、応力の集中によって疲労破壊の起点となり易い。故に、分岐孔部と主孔部との間の壁部に圧縮残留応力を発生させて、当該壁部の疲労強度を向上し得るとともに、この加工の製造品質を維持したまま、生産性の向上を図ることのできる請求項８に記載の発明は、コモンレールである管状部材の製造方法として、特に好適なのである。

請求項９に記載の発明では、挿入工程において、複数の部材を組み合わせてなる占有部材を流体通路内に挿入することを特徴とする。この発明によれば、複数の部材を組み合わせてなる占有部材であれば、主孔部の大きさに対応させて、占有部材を構成する各部材の組み合わせを変更し得る。このように、主孔部の大きさの異なる管状部材に対して、部材の組み合わせによって対応し得る占有部材によれば、部材の共用化によって生産性の向上に貢献し得るのである。

請求項１０に記載の発明では、挿入工程において、加圧工程で印加される圧力よりも降伏応力の高い材料よりなる占有部材を流体通路内に挿入することを特徴とする。この発明によれば、加圧工程で印加される圧力よりも降伏応力の高い材料よりなる占有部材であれば、圧力伝播媒体に印加された圧力による体積変化が抑制されることとなる。故に、圧力伝播媒体に印加された圧力は、確実に壁部に伝播されて、圧縮残留応力を発生させ得る。加えて、占有部材を複数回に亘って繰り返して使用できる。以上によれば、管状部材の製造品質の維持と生産性の向上とに、ともに貢献することができるのである。

請求項１１に記載の発明では、充填工程においては、圧力伝播媒体として加圧工程で印加される圧力においても流動性を維持するオイルを流体通路内に充填することを特徴とする。この発明によれば、加圧工程で印加される圧力において流動性を維持するオイルを圧力伝播媒体として用いることによれば、壁部と占有部材との僅かな隙間に介在しているオイルであっても、その粘性に妨げられることなく印加された圧力が壁部に伝播され得る。故に、占有部材の挿入にかかわらず、壁部に圧縮残留応力を確実に発生させることができる。以上によれば、管状部材の製造品質の維持と生産性の向上とがともに実現されるのである。

本発明の第一実施形態によるコモンレールを備える燃料供給システムの構成図である。 本発明の第一実施形態によるコモンレールの断面図である。 本発明の第一実施形態によるコモンレールの製造方法を説明するための模式図である。 コモンレールの主孔部と占有部材との関係を示す模式図であって、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の第二実施形態によるコモンレールの製造方法を説明するための模式図である。 図４の占有部材形状の変形例を示す断面図である。 図６の占有部材形状の変形例を示す断面図である。 図６の占有部材形状の別の変形例を示す断面図である。 図６の占有部材形状のさらに別の変形例を示す断面図である。 図６の占有部材形状のさらに別の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるコモンレール１００を用いた燃料供給システム１０を図１に示す。尚、燃料供給システム１０は、ディーゼル機関の燃焼室内に直接的に燃料を噴射する、所謂、直接噴射式燃料供給システムである。

燃料供給システム１０は、フィードポンプ１２、高圧燃料ポンプ１３、コモンレール１００、機関制御装置１７、およびインジェクタ１４等から構成されている。

フィードポンプ１２は、電動式のポンプであって、燃料タンク１１内に収容されている。フィードポンプ１２は、燃料タンク１１内に貯留されている燃料に、この燃料の蒸気圧よりも高圧であるフィード圧を与える。このフィードポンプ１２は、高圧燃料ポンプ１３に燃料配管１２ａによって接続されており、所定のフィード圧を与えた燃料をこの高圧燃料ポンプ１３に供給する。尚、燃料配管１２ａには、調圧弁（図示しない）が設けられており、高圧燃料ポンプ１３に供給される燃料の圧力を所定値に保っている。

高圧燃料ポンプ１３は、ディーゼル機関に取り付けられて、当該ディーゼル機関の出力軸からの動力によって駆動される。高圧燃料ポンプ１３は、コモンレール１００に燃料配管１３ａによって接続されており、フィードポンプ１２によって供給された燃料にさらに圧力を加えて、当該コモンレール１００に供給する。加えて、高圧燃料ポンプ１３は、機関制御装置１７と電気的に接続された電磁弁（図示しない）を有している。この電磁弁の機関制御装置１７による開閉の制御によって、高圧燃料ポンプ１３からコモンレール１００に供給される燃料の圧力は最適に制御される。

コモンレール１００は、鉄鋼材等の金属材料からなる管状部材である。コモンレール１００は、高圧燃料ポンプ１３によって供給される昇圧された燃料を一時的に貯留し、圧力を保持したまま燃料配管１５ｄを介して複数のインジェクタ１４に分配する。加えて、コモンレール１００は、それぞれの端部２４，２５にコモンレールセンサ１５ａおよび圧力レギュレータ１５ｂを有している。コモンレールセンサ１５ａは、機関制御装置１７に電気的に接続されており、燃料の圧力および温度を検出して当該機関制御装置１７に出力する。圧力レギュレータ１５ｂは、コモンレール１００内の燃料の圧力を一定に保持するとともに、余剰分の燃料を減圧して排出する。この圧力レギュレータ１５ｂを通過した余剰分の燃料は、コモンレール１００と燃料タンク１１との間に連通する燃料配管１５ｃを介して、当該燃料タンク１１に戻される。

インジェクタ１４は、機関制御装置１７からの電気信号に応じて開閉する弁部１４ａによって、コモンレール１００から供給される圧力の高められた燃料を噴射する装置である。特に本実施形態におけるインジェクタ１４は、ディーゼル機関の燃焼室内に向けられて、当該ディーゼル機関のヘッド部に挿入されている。インジェクタ１４は、燃焼室毎に配置され、当該燃焼室内に直接的に燃料を、具体的には１６０から２２０メガパスカル（ＭＰａ）程度の噴射圧力で噴射する。また、インジェクタ１４から排出された燃料は、燃料配管１４ｂを介して、主に燃料タンク１１へ戻される。

機関制御装置１７は、マイクロコンピュータからなり、上述したコモンレールセンサ１５ａに加えて、ディーゼル機関の回転速度を検出する回転速度センサ、スロットル開度を検出するスロットルセンサ、吸入吸気量を検出エアフローセンサ、加給圧を検出する加給圧センサ、冷却水温を検出する水温センサ、および潤滑油の油温を検出する油温センサ等、種々のセンサと電気的に接続されている。機関制御装置１７は、これらの各センサからの情報に基づいて、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁および各インジェクタ１４の弁部１４ａの開閉を制御するための電気信号を、高圧燃料ポンプ１３の電磁弁および各インジェクタ１４に出力する。

（コモンレールの構成）
以下、図２に基づいて第一実施形態のコモンレール１００の構成について、さらに詳細に説明する。

コモンレール１００は、レール本体部２０、およびこのレール本体部２０の径方向外側に突出する複数の分岐レール部３０を備えている。尚、本実施形態のコモンレール１００は、直列型４気筒のディーゼル機関に搭載されるものである。

レール本体部２０は、壁部２３によってコモンレール１００の軸方向に沿って形成される主孔部２１を有している。レール本体部２０の端部２４，２５には、コモンレールセンサ１５ａおよび圧力レギュレータ１５ｂ（図１参照）を取り付ける際に用いられる雌ねじ部２４ａ，２５ａおよび座面部２４ｂ，２５ｂが設けられている。この座面部２４ｂ，２５ｂは、外側に向って内径の漸増するテーパー状に形成されている。

分岐レール部３０は、レール本体部２０から当該レール本体部２０の径方向外側に向って、軸方向に等間隔に突出している。分岐レール部３０は、壁部３３により分岐レール部３０の軸方向に沿って形成される分岐孔部３１を有している。この分岐孔部３１は、レール本体部２０の主孔部２１と繋がっている。加えて、分岐レール部３０のレール本体部２０とは反対側の先端部３４には、雌ねじ部３４ａおよび座面部３５が設けられている。この座面部３５は、外側に向って内径の漸増するテーパー状に形成されている。また、この分岐レール部３０の設けられる数は、搭載されるディーゼル機関の気筒数に対応している。具体的には、ディーゼル機関の各気筒のインジェクタ１４（図１参照）と連通される分岐レール部３０が４つ、高圧燃料ポンプ１３と連通される分岐レール部３０が１つ形成されている。

以上、レール本体部２０の端部２４，２５を除く主孔部２１および分岐レール部３０の先端部３４を除く分岐孔部３１によって、コモンレール１００の流体通路である燃料流路１０１が形成されている。

（コモンレールの製造方法）
以下、第一実施形態のコモンレール１００の製造方法について説明する。

（鍛造加工）
鍛造工程は、鉄鋼材の原材料を、コモンレール１００の外形形状に成型する工程である。鍛造工程では、まず原材料を当該原材料の再結晶温度以上まで加熱する。続いて鍛造工程では、加熱された原材料をコモンレール１００の如き外形形状となるよう金型で押し潰し、第一加工物を得る。

（熱処理）
熱処理工程は、鍛造工程によって外形形状を成型された第一加工物から、内部ひずみを取り除く工程である。熱処理工程では、まず第一加工物を共析変態する温度よりも高温に加熱し、その後、約２５〜４０℃／ｈで徐々に冷却する。熱処理工程では、以上のような焼鈍し処理によって、内部ひずみが取り除かれた第二加工物を得る。

（切削加工）
穿設工程は、熱処理工程において内部歪が取り除かれた第二加工物に、主孔部２１および分岐孔部３１を穿設する。穿設工程では、具体的にはガンドリル等の切削機械を用いて、まずレール本体部２０の軸方向に沿って、当該レール本体部２０の内部に主孔部２１を穿設する。続いて、分岐レール部３０の軸方向に沿って、当該分岐レール部３０内に、主孔部２１と繋がった分岐孔部３１を穿設する。そして、レール本体部２０の端部２４，２５および分岐レール部３０の先端部３４に、例えばエンドミル等の切削機械を用いて雌ねじ部２４ａ，２５ａおよび座面部２４ｂ，２５ｂ等を形成する。穿設工程では、以上の切削加工によって、第三加工物を得る。

（外装処理）
外装処理工程では、切削加工された第三加工物に生じているバリの除去を行う。加えて外装処理工程では、コモンレール１００の実使用における防錆のためのメッキ処理もあわせて行われる。以上の処理工程によって、コモンレール１００の全体形状を呈する第四加工物１００ａ（図３参照）を得る。

（オートフレッテージ処理）
次に、第一実施形態によるコモンレール１００の製造方法の特徴であるオートフレッテージ処理について、図３および図４に基づいて詳細に説明する。このオートフレッテージ処理は、コモンレール１００の燃料流路１０１に充填されたオイル７２に圧力を印加することで、主孔部２１と分岐孔部３１との間に位置する壁部２３に応力集中させて、局所的な塑性変形を生じさせる加工である。この壁部２３ａに生じる塑性変形による圧縮残留応力は、当該壁部２３ａの疲労強度を向上させる。

上述した加工を行うためのオートフレッテージ処理装置５０は、高圧発生装置５１、保持冶具６０、支持台５６、および占有部材７０等によって構成されている。高圧発生装置５１は、内部に貯留されているオイル７２を加圧ピストン５１ａによって加圧して送り出す装置である。この高圧発生装置５１は、具体的には８００メガパスカル（ＭＰａ）程度の圧力をオイル７２に印加することができる。このオイル７２は、高圧発生装置５１によって印加される高圧力下においても、その流動性を維持する。保持冶具６０は、主孔部保持ピン６１，６２、および分岐孔部保持ピン６５を有している。主孔部保持ピン６１，６２は、レール本体部２０の座面部２４ｂ，２５ｂに着座するテーパー状のシート部６１ａ，６２ａを具備している。同様に、分岐孔部保持ピン６５は、分岐レール部３０の座面部３５に着座するテーパー状のシート部６５ａを具備している。加えて、主孔部保持ピン６１は占有部材７０を支持するための支持穴６１ｂを、主孔部保持ピン６２は高圧発生装置５１によって加圧されたオイル７２の流通する充填経路６２ｂを、それぞれ具備している。支持台５６は、コモンレール１００の分岐レール部３０とは反対側に接触し、当該コモンレール１００を支持する。占有部材７０は、高圧発生装置５１によってオイル７２へ印加される圧力よりも降伏応力の高い例えば鉄系の金属材料よりなる部材である。この占有部材７０は、燃料流路１０１のうち、特に主孔部２１の形状に倣って成形される長手形状の外形を呈している。加えて、占有部材７０には、軸方向に沿って外形の一部を欠損させた欠損部７０ａが形成されている。

《挿入工程》
挿入工程では、先ず、重力方向下側に位置している主孔部保持ピン６２にコモンレール１００の第四加工物１００ａの端部２５を設置し、当該主孔部保持ピン６２のシート部６２ａを座面部２５ｂに接触させる。このシート部６２ａは、座面部２５ｂよりも小さいテーパー角で形成されており、座面部２５ｂのうち特に圧力レギュレータ１５ｂ（図１参照）との間のシールに用いられない奥側に着座する。次に、主孔部保持ピン６１の支持穴６１ｂに挿入および嵌合された占有部材７０を、当該主孔部保持ピン６１の先端部とともに燃料流路１０１のうちの主孔部２１内に挿入する。この挿入によって、主孔部保持ピン６１のシート部６１ａを座面部２４ｂに接触させる。シート部６２ａは、座面部２４ｂよりも小さいテーパー角で形成されており、座面部２４ｂのうち特にコモンレールセンサ１５ａ（図１参照）との間のシールに用いられない奥側に着座する。また、この占有部材７０を挿入することによって、燃料流路１０１を占有し、当該燃料流路１０１の容積を減少させる。また、占有部材７０は、主孔部保持ピン６１に支持されることで、主孔部２１に対して当該主孔部２１の分岐孔部３１とは反対側に寄せられて位置を固定される。加えて占有部材７０は、欠損部７０ａを分岐孔部３１側に向けて主孔部保持ピン６１に支持されている。

続いて挿入工程では、コモンレール１００の第四加工物１００ａの分岐レール部３０とは逆側を、支持台５６によって支持したまま、複数の分岐孔部保持ピン６５の先端部３４を、複数の分岐孔部３１に挿入する。この挿入により、分岐孔部保持ピン６５のシート部６５ａを座面部３５に接触させる。シート部６５ａは、座面部３５よりも小さいテーパー角で形成されており、座面部３５のうち特に燃料配管１５ｄ（図１参照）との間のシールに用いられない奥側に着座する。

以上によって、コモンレール１００の第四加工物１００ａを、主孔部２１の軸方向を重力方向に沿う方向に向けて保持冶具６０に保持させた状態とする。

《充填工程》
充填工程では、占有部材７０を挿入された燃料流路１０１内に圧力を伝播する圧力伝播媒体としてオイル７２を充填する。具体的には、高圧発生装置５１によって０．５ＭＰａ程度の圧力を印加されたオイル７２を、充填経路６２ｂを介して燃料流路１０１内に流入させる。このオイル７２の流入によって、燃料流路１０１内の空気は押し出され、主孔部２１の端部２４側および分岐孔部３１の先端部３４側から、各シート部６１ａ，６５ａと座面部２４ｂ，３５との間の微小な隙間を通り放出される。そして、燃料流路１０１内のすべての空気が押し出された状態で、主孔部保持ピン６１および分岐孔部保持ピン６５を軸方向先端側に付勢し、各座面部２４ｂ，２５ｂ，３５と各シート部６１ａ，６２ａ，６５ａを確実に密着させる。以上によって、コモンレール１００の燃料流路１０１内に充填したオイル７２を封止する。

《加圧工程》
加圧工程では、燃料流路１０１内に充填されたオイル７２に、高圧発生装置５１によって圧力を印加する。具体的には、高圧発生装置５１によってオイル７２の圧力を毎秒１００ＭＰａ程度の加圧速度で上昇させ、８００ＭＰａに達した時点で２秒程度保持した後、減少させる。この加圧工程によって、主孔部２１と分岐孔部３１との間に位置する壁部２３ａに塑性変形を生じさせて、圧縮残留応力を発生させる。この工程によって、第四加工物１００ａから圧縮残留応力を付与された壁部２３ａを含む壁部２３および壁部３３によって形成される燃料流路１０１を備えるコモンレール１００を得る。

以上説明した第一実施形態では、コモンレール１００の燃料流路１０１内にオイル７２を充填する充填工程前に、占有部材７０の挿入によって燃料流路１０１の容積の減少させる挿入工程によって、当該燃料流路１０１内に充填するオイル７２の容量を減少させることができる。故に、充填工程において、オイル７２を燃料流路１０１内に充填する時間の短縮が実現される。具体的には、２５秒程度要していた充填時間を、１０秒程度に短縮し得る。加えて、加圧工程では、オイル７２に印加された圧力の、主孔部２１と分岐孔部３１との間の壁部２３ａへの伝播を確実に生じさせることで、壁部２３ａに圧縮残留応力を確実に発生させることができる。したがって、確実なコモンレール１００の製造品質を維持しつつ、生産性を向上し得るのである。

加えて第一実施形態では、挿入工程において、燃料流路１０１の主孔部２１の形状に倣って成形された長手形状の占有部材７０をこの主孔部２１に挿入するので、占有部材７０は多くの燃料流路１０１の容積を占有することができる。故に、簡易な占有部材７０の構成および挿入作業でオイル７２の充填時間を短縮し得るので、コモンレール１００の生産性の向上に貢献することができるのである。

また第一実施形態では、主孔部保持ピン６１の支持穴６１ｂに嵌合された占有部材７０は、主孔部２１内で分岐孔部３１とは反対側に寄せられている。故に、充填工程において充填されるオイル７２は、壁部２３ａと占有部材７０との間に確実に介在する。加えて、欠損部７０ａを分岐孔部３１側に向けた状態で位置を固定された占有部材７０によれば、オイル７２は、欠損部７０ａを通路とすることによって、壁部２３ａと占有部材７０との間にさらに確実に介在する。以上によれば、加圧工程においてオイル７２に印加された圧力は、壁部２３ａに確実に伝播されて、圧縮残留応力を発生させ得るのである。したがって、コモンレール１００の生産性を向上し得るとともに、その製造品質を確実に維持することができるのである。

さらに第一実施形態では、挿入工程において、主孔部２１の軸方向を重力方向に沿う方向に向けた状態で、レール本体部２０を主孔部保持ピン６１，６２に保持させているので、充填工程において、オイル７２により端部２４側から燃料流路１０１内の空気を効率的に排出できる。このような主孔部２１の向きでコモンレール１００を保持冶具６０に保持したとしても、主孔部保持ピン６１に支持される占有部材７０は、主孔部２１内での位置を確定される。故に、壁部２３ａと占有部材７０との間にオイル７２を確実に介在させ得るのである。

また加えて第一実施形態では、占有部材７０の材料として、加圧工程で印加される圧力よりも高い降伏応力を備える材料を選定することで、オイル７２からの圧力による占有部材７０の体積変化は抑制される。故に、オイル７２に印加された圧力は、確実に壁部２３ａに伝播されて、当該壁部２３ａに圧縮残留応力を発生させ得る。したがって、コモンレール１００の製造品質は維持されるのである。加えて、占有部材７０を複数回に亘って繰り返して使用できるので、コモンレール１００の生産性の向上に貢献し得るのである。

さらに加えて第一実施形態では、高圧でも流動性を維持するオイル７２を圧力伝播媒体として用いているので、壁部２３ａと占有部材７０との僅かな隙間に介在しているオイルであっても、その粘性に妨げられることなく印加された圧力は壁部２３に伝播され得る。故に、占有部材７０の挿入にかかわらず、壁部２３ａに圧縮残留応力を確実に発生させることができる。以上によれば、コモンレール１００の製造品質の維持と生産性の向上とがともに実現されるのである。

そして、以上説明した第一実施形態によれば、主孔部２１と分岐孔部３１との間の壁部２３ａに圧縮残留応力を発生させることで、当該壁部２３の疲労強度を向上し得る。したがって、燃料流路１０１内に貯留される昇圧された燃料により、変動する高い圧力が作用し、特に壁部２３を起点とした疲労破壊を生じ易い、ディーゼル機関に搭載されるコモンレール１００の製造方法として、第一実施形態は特に好適なのである。

尚、以上の第一実施形態において、コモンレール１００が請求項に記載の「管状部材」に、壁部２３，３３が請求項に記載の「壁部」に、主孔部２１および複数の分岐孔部３１よりなる燃料流路１０１が請求項に記載の「流体通路」に、オイル７２が請求項に記載の「圧力伝播媒体」に、それぞれ相当する。

（第二実施形態）
図５および図６に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の挿入工程は、第四加工物１００ａの主孔部２１の軸方向を重力方向と直交する方向へ向けて行われる。加えて、第二実施形態における占有部材２７０は、主孔部保持ピンに支持されない。この占有部材２７０は、主孔部２１の内径よりも僅かに小さい外形を有しており、主孔部２１に挿入されて緩嵌合する。加えて占有部材２７０には、軸方向に沿って外形の一部が欠損された欠損部２７０ａが複数設けられている。この欠損部２７０ａは、占有部材２７０の周方向に等間隔で形成されている。

第二実施形態における挿入工程では、先ず、分岐レール部３０を重力方向上側に向けてコモンレール１００の第四加工物１００ａを支持台２５６に設置する。次に、コモンレール１００の端部２５に主孔部保持ピン２６２を挿入し、当該主孔部保持ピン２６２のシート部２６２ａを座面部２５ｂに接触させる。続いて、占有部材２７０を、いずれかの欠損部２７０ａを分岐孔部３１側に向けて主孔部２１内に挿入する。そして、コモンレール１００の端部２４へ主孔部保持ピン２６１を挿入し、主孔部保持ピン２６１のシート部２６１ａを座面部２４ｂに接触させる。

以上説明した第二実施形態では、主孔部２１の内側に嵌合する占有部材２７０は、主孔部２１に挿入された後、周方向に回転し難い。故に、欠損部２７０ａを分岐孔部３１側に向けて挿入された占有部材２７０は、この欠損部２７０ａをオイル７２の通路とし得る。そのため、この欠損部２７０ａよって、主孔部２１と分岐孔部３１との間に位置する壁部２３ａと占有部材２７０との間にオイル７２を確実に介在させることができる。以上によれば、加圧工程において圧力伝播媒体に印加された圧力は、主孔部と分岐孔部との間に位置する壁部２３ａに確実に伝播されて、当該壁部２３ａに圧縮残留応力を発生させ得る。したがって、コモンレール１００の生産性を向上し得るとともに、その製造品質を確実に維持することができるのである。

尚、第二実施形態において、占有部材２７０を主孔部２１内に挿入した後、コモンレール１００を支持台２５６に設置してもよい。また、占有部材２７０に複数の欠損部２７０ａを設けることによれば、欠損部２７０ａを分岐孔部３１側に向ける作業がさらに容易になるのである。

（第三実施形態）
図７に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。第三実施形態の挿入工程において挿入される占有部材３７０は、相対する二組の欠損部３７０ａが設けられることによって、軸方向と直交する方向に矩形の断面を形成している。この占有部材３７０は、四つの角部３７０ｂを、主孔部２１を形成する壁部２３に押し当てることによって、主孔部２１の内側に嵌合する。

以上説明した第三実施形態では、第二実施形態と同様に、欠損部３７０ａを分岐孔部３１側に向けて挿入された占有部材３７０は、この欠損部３７０ａをオイル７２の通路とし得る。そのため、この欠損部３７０ａよって、壁部２３ａと占有部材２７０との間にオイル７２を確実に介在させることができる。以上によれば、加圧工程においてオイル７２に印加された圧力は、壁部２３ａに確実に伝播されて、当該壁部２３ａに圧縮残留応力を発生させ得る。したがって、コモンレール１００の生産性を向上し得るとともに、その製造品質を確実に維持することができるのである。

（第四実施形態）
図８に示すように、本発明の第四実施形態は第二実施形態の別の変形例である。第四実施形態の挿入工程において挿入される占有部材４７０は、複数の円柱状部材４７０ｐを組み合わせてなる。このように複数の円柱状部材４７０ｐを組み合わせてなる占有部材４７０であれば、コモンレール１００の主孔部２１の大きさに対応させて、円柱状部材４７０ｐの数を調整することができる。このように、主孔部２１の大きさの異なるコモンレール１００に対して、円柱状部材４７０ｐの組み合わせを変更することで調整できることによれば、占有部材４７０の共用化によって生産性の向上に貢献し得るのである。

（第五、第六実施形態）
図９および図１０に示すように、本発明の第五および第六実施形態は、第二実施形態のさらに別の変形例である。第五実施形態の挿入工程において挿入される占有部材５７０は、四角柱形状を呈している。また、第六実施形態の挿入工程において挿入される占有部材６７０は、円柱形状を呈している。これらの占有部材５７０，６７０は、重力によって主孔部２１の分岐孔部３１とは反対側に寄せた状態となっている。故に、充填工程において充填されるオイル７２を、壁部２３ａと占有部材５７０，６７０との間に確実に介在させることができる。以上によって、加圧工程においてオイル７２に印加された圧力は、壁部２３ａに確実に伝播されて、当該壁部２３ａに圧縮残留応力を確実に発生させ得るのである。したがって、コモンレール１００の生産性を向上し得るとともに、その製造品質を確実に維持することができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

第一実施形態では、主孔部２１の軸方向を重力方向に沿って主孔部保持ピン６１，６２に保持させるとともに、占有部材７０を主孔部保持ピン６１に支持させていた。また、第二〜第六実施形態では、主孔部２１の軸方向を重力方向と直交する方向に向けて主孔部保持ピン２６１，２６２に保持させるとともに、占有部材をいずれの主孔部保持ピンにも支持させない構成とした。しかし、主孔部２１の保持方向と占有部材の支持の有無との組み合わせを限定するものではなく、主孔部２１の軸方向を重力方向に沿って主孔部保持ピンに保持させるとともに、占有部材をいずれの主孔部保持ピンにも支持させない構成としてもよい。又は、主孔部２１の軸方向を重力方向と直交する方向に向けて主孔部保持ピンに保持させるとともに、占有部材をいずれかの主孔部保持ピンに支持させてもよい。さらには、占有部材が二つの主孔部保持ピンにともに支持される構成であってもよい。

上記実施形態では、充填工程において充填される圧力伝播媒体としてオイル７２を用いていたが、圧力伝播媒体をオイル７２に限定するものではない。管状部材の流体通路内に充填可能であって、高圧発生装置からの圧力を伝播し得るだけの流動性を有する媒体であれば、例えば水等の液体であってもよい。

上記実施形態では、挿入工程において、燃料流路１０１の主孔部２１の形状に倣って成形された長手形状の占有部材を、当該主孔部２１内に挿入していた。しかし、占有部材の形状は長手形状に限定するものではなく、燃料流路１０１の容積の少なくとも一部を占有し得る形状であれば、例えば粒状に成形されていてもよい。

上記実施形態では、管状部材としてコモンレール１００の製造方法を例に詳細に説明した。しかし、管状部材はコモンレール１００に限定するものではない。分岐孔部の有無にかかわらず、種々の管状部材の内壁部に圧縮残留応力を生じさせる加工に、本発明は適用することができるのである。

１０ 燃料供給システム、１１ 燃料タンク、１２ フィードポンプ、１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｃ，１５ｄ 燃料配管、１３ 高圧燃料ポンプ、１４ インジェクタ、１４ａ 弁部、１５ａ コモンレールセンサ、１５ｂ 圧力レギュレータ、１７ 機関制御装置、２０ レール本体部、２１ 主孔部、２３，２３ａ，３３ 壁部、２４，２５ 端部、２４ａ，２５ａ，３４ａ 雌ねじ部、２４ｂ、２５ｂ、３５ 座面部、３０ 分岐レール部、３１ 分岐孔部、３４ 先端部、５０ オートフレッテージ処理装置、５１ 高圧発生装置、５１ａ 加圧ピストン、５６、２５６ 支持台、６０ 保持冶具、６１，６２，２６１，２６２ 主孔部保持ピン、６１ａ，６２ａ，６５ａ，２６１ａ，２６２ａ シート部、６１ｂ 支持穴、６２ｂ 充填経路、６５ 分岐孔部保持ピン、７０，２７０，３７０，４７０，５７０，６７０ 占有部材、７０ａ，２７０ａ，３７０ａ 欠損部、３７０ｂ 角部、４７０ｐ 円柱状部材、７２ オイル（圧力伝播媒体）、１００ａ 第四加工物、１００ コモンレール（管状部材）、１０１ 燃料流路（流体通路）

Claims (11)

1. 少なくとも一部に圧縮残留応力を付与された壁部によって形成される流体通路を備える管状部材の製造方法であって、
   前記流体通路の容積の少なくとも一部を占有する占有部材を前記流体通路内に挿入する挿入工程と、
   前記挿入工程において、前記占有部材を挿入された前記流体通路内に圧力を伝播する圧力伝播媒体を充填して封止する充填工程と、
   前記充填工程において充填された圧力伝播媒体に圧力を印加して、前記壁部に圧縮残留応力を発生させる加圧工程と、を含むことを特徴とする管状部材の製造方法。
2. 前記挿入工程において、前記流体通路の形状に倣って成形された長手形状の前記占有部材を、前記流体通路内に挿入することを特徴とする請求項１に記載の管状部材の製造方法。
3. 前記壁部によって軸方向に沿って形成される主孔部、および前記主孔部から分岐する分岐孔部を有する前記流体通路を備える管状部材の製造方法であって、
   前記挿入工程において、前記占有部材を、前記主孔部に挿入するとともに、前記主孔部の前記分岐孔部とは反対側に寄せた状態とすることを特徴とする請求項２に記載の管状部材の製造方法。
4. 前記挿入工程において、前記占有部材を、前記主孔部を保持する保持冶具に支持させることで、前記主孔部に対する前記占有部材の位置を固定することを特徴とする請求項３に記載の管状部材の製造方法。
5. 前記挿入工程において、軸方向に沿って外形の一部が欠損された欠損部を有する前記占有部材を、前記欠損部を前記分岐孔部側に向けて前記保持冶具に支持させることを特徴とする請求項４に記載の管状部材の製造方法。
6. 前記挿入工程において、軸方向に沿って外形の一部が欠損された欠損部を有し、前記主孔部に嵌合する占有部材を、前記欠損部を前記分岐孔部側に向けて、前記主孔部に挿入することを特徴とする請求項２に記載の管状部材の製造方法。
7. 前記挿入工程において、前記主孔部の軸方向を重力方向に沿う方向に向けて前記保持冶具に保持させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法。
8. ディーゼル機関に搭載されて、昇圧された燃料を貯留および分配するコモンレールである管状部材の製造方法であって、
   請求項３〜７のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法。
9. 前記挿入工程において、複数の部材を組み合わせてなる前記占有部材を前記流体通路内に挿入することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法。
10. 前記挿入工程において、前記加圧工程で印加される圧力よりも降伏応力の高い材料よりなる前記占有部材を前記流体通路内に挿入することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法。
11. 前記充填工程において、前記加圧工程で印加される圧力においても流動性を維持するオイルを前記圧力伝播媒体として前記流体通路内に充填することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の管状部材の製造方法。

Images