JP2016089790A - ガソリン直噴エンジン用燃料レール - Google Patents

Abstract

【課題】 分岐接続体の部品交換を簡易化したガソリン直噴エンジン用燃料レールを提供。
【解決手段】 管体からなる主管に、枝管を連設する外方への開口する受圧座面を形成した分岐接続体を設けるガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、主管に凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式であって、前記凹形接続部材は主管にろう付け又は溶接により固着され、該凹形接続部材に分岐接続体が凹凸嵌合しかつねじ締結方式もしくはボルト締結方式により着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材と分岐接続体との間に介在させたＯリングが締付けられて凹形接続部材と分岐接続体間がシールされる構造となし、前記分岐接続体の硬度を対向する前記枝管よりも低くしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子燃料噴射式自動車エンジン等の燃料加圧ポンプから送給された高圧燃料をエンジンのシリンダー内に直接噴射する燃料インジェクター（噴射ノズル）を介して供給するための燃料レールに係り、より詳しくは主管に分岐接続体（接続ニップル又はインレット）を取付ける方式のガソリン直噴エンジン用燃料レールに関する。

従来、この種のガソリン直噴エンジン用燃料レールとして、主管と分岐接続体（接続ニップル又はインレット）が鍛造工法により一体に作られたもの、あるいは主管に分岐接続体を溶接又はろう付けにて接続したものが知られている。このうち、主管に分岐接続体を溶接又はろう付けにて固着する方式のガソリン直噴エンジン用燃料レールとしては、例えば図７に示すように鋼製又はステンレス製の管体からなる主管２１の軸方向の周壁部に、当該主管２１の流通路２１−１に通じる貫孔２１−２が形成され、この貫孔２１−２に通じる通孔２２−１が形成された分岐接続体２２をろう付けにて固着し、該分岐接続体の通孔２２−１の先端に設けられた外方に開口する受圧座面２２−２に、各気筒の噴射ノズル（図示せず）に燃料を供給する枝管２３の接続頭部２３−１のなす押圧座面２３−２を当接接合せしめ、予め枝管２３側に組込んだ締結用ナット２４を前記分岐接続体２２に螺合することにより前記接続頭部２３−１首下での押圧に伴って締結して接続構成したものが一般的である。このような構成に類似したものとして、特許文献１に開示されているディーゼルエンジン用コモンレールがある。このディーゼルエンジン用コモンレールは、厚肉鋼管等からなるコモンレール本体に、各気筒の噴射ノズルに燃料を供給する枝管をナットにて締結する分岐接続体を摩擦溶接にて固着した構成となしたものである。

特開２００６−２３３９６４号公報（図２２、図２３参照）

しかしながら、鋼製又はステンレス製の管体からなる主管２１に分岐接続体２２を直接ろう付け又は溶接する方式の前記従来のガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいては、分岐接続体２２側の受圧座面２２−２と枝管２３側の接続頭部２３−１のなす押圧座面２３−２のシール部は、分岐接続体２２と枝管２３のどちらか一方に硬度差を持たせてシールをしているため、例えば枝管２３よりも分岐接続体２２側の硬度が低い（柔らかい）場合、分岐接続体２２側の受圧座面２２−２は経年による塑性変形が生じる。このため、経年によるシール部の漏洩を防止するために部品交換を必要とするが、従来構造の場合、分岐接続体２２側を交換する場合には主管２１に分岐接続体２２が固着されているため分岐接続体２２が固着された状態で燃料レール一式を交換する必要があり、部品交換に多くの手間と時間がかかると共に、交換部品として燃料レール一式を手配しなければならないため部品交換に要する費用も高くつくという問題がある。又、分岐接続体２２側よりも枝管２３の硬度が低い（柔らかい）場合には、経年による部品交換の際に、交換部品として枝管一式を手配しなければならないため前記と同様に部品交換に要する費用が高くつくという問題がある。

本発明は、前記した従来の燃料レールの有する問題を解消するためになされたものであり、特に分岐接続体の部品交換を簡易化したガソリン直噴エンジン用燃料レールを提供することを目的とするものである。

本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールは、分岐接続体のみを簡単に取り替え可能な構造となしたもので、その要旨は、第１の発明として、鋼製又はステンレス製の管体からなる主管に、枝管を連設する外方への開口する受圧座面を形成した分岐接続体を設けるガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、前記主管に当該主管に形成された貫孔に通じる通孔が形成された凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式であって、前記凹形接続部材は主管にろう付け又は溶接により固着され、該凹形接続部材に分岐接続体の下端部が凹凸嵌合しかつねじ締結方式にて着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材と分岐接続体との間に介在させたＯリングが締付けられて凹形接続部材と分岐接続体間がシールされる構造となし、前記分岐接続体の硬度を対向する前記枝管よりも低くしたことを特徴とするものである。
又、第２の発明として、鋼製又はステンレス製の管体からなる主管に、枝管を連設する外方への開口する受圧座面を形成した分岐接続体を設けるガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、前記主管に当該主管に形成された貫孔に通じる通孔が形成された凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式であって、前記凹形接続部材は主管にろう付け又は溶接により固着され、該凹形接続部材に分岐接続体の下端部が凹凸嵌合しかつボルト締結方式により着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材と分岐接続体との間に介在させたＯリングが締付けられて凹形接続部材と分岐接続体間がシールされる構造となし、前記分岐接続体の硬度を対向する前記枝管よりも低くしたことを特徴とするものである。
なお、前記ねじ締結方式の凹形接続部材とボルト締結方式の凹形接続部材は、それぞれ主管の外周部を囲繞して装着する方式のリング状（環状）の凹形接続部材としてもよい。

本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールは、主管に対する分岐接続体の取着方式として、ねじ締結方式による凹形接続部材、又はボルト締結方式による凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式を採用するとともに、シール方式にＯリングシール方式を採用し、凹形接続部材に螺合して締結される分岐接続体の締め付けにより発生する軸力、又は凹形接続部材にボルト締結される分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、凹形接続部材と分岐接続体間に介在させたＯリングが締付けられてシールされる構成となして、分岐接続体を凹形接続部材に着脱可能な構造とし、前記分岐接続体の硬度を対向する枝管よりも低くしたことにより、経年により部品交換時には分岐接続体部の部分的な交換、即ち分岐接続体及びＯリングのみで済むため、その交換作業が簡易化されるのみならず、部品交換に要する費用の大幅な低減も可能となる。

本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第１実施例を示す部分縦断面図である。 本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第２実施例を示す部分縦断面図である。 本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第３実施例を示す部分横断面図である。 本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第４実施例を示す部分横断面図である。 本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第５実施例を示す部分横断面図である。 本発明に係るガソリン直噴エンジン用燃料レールの第６実施例を示す部分横断面図である。 従来のガソリン直噴エンジン用燃料レールの一例を示す部分縦断面図である。

図１に示す第１実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、内部を流通路１−１となした鋼製又はステンレス製の管体からなる主管１の軸方向にわたる周壁部に穿設した貫孔１−２に、中央部に当該貫孔に通じる通孔３−１が形成された凹形接続部材３が相互にろう付け又は溶接により接合され、前記凹形接続部材３に分岐接続体２の下端部が凹凸嵌合されかつねじ締結方式にて着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体２の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材３と分岐接続体２との間に介在させたＯリング４が締付けられて凹形接続部材３と分岐接続体２間がシールされる構造となしたものである。
ここで、前記分岐接続体２は、前記したように経年による部品交換の簡易化をはかるため、枝管６の接続頭部６−１のなす押圧座面６−２及び凹形接続部材３よりも硬度の低いものとする。又、前記凹形接続部材３の凹部は、小径孔部３−２と大径孔部３−３とで構成され、かつ大径孔部３−３の内周に雌ねじ３−３ａが形成されている。一方、主管１の貫孔１−２に通じる通孔２−１の先端に外方に開口する受圧座面２−２が形成された分岐接続体２には、その上部に締結用ナット７と螺合する雄ねじ２−５が形成され、当該分岐接続体の下端部を前記凹形接続部材３に凹凸嵌合させるため前記凹形接続部材３の小径孔部３−２と大径孔部３−３に対応する小径筒部２−３と大径筒部２−４が形成され、かつ大径筒部２−４には前記凹形接続部材３の雌ねじ３−３ａに螺合する雄ねじ２−４ａが形成され、前記小径筒部２−３と大径筒部２−４の境界部にシール用のＯリング４を組み込むための環状溝２−６が形成されている。５はろう付け部である。

上記図１に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールの製造に際しては、主管１の軸方向にわたる周壁部に穿設した貫孔１−２に対し、例えばろう付け工程において凹形接続部材３のろう付けを行う。その際、凹形接続部材３は前記貫孔１−２に対応させて配置し、主管１の外周面にろう付けにより接合する。そして、その状態で分岐接続体２を前記凹形接続部材３にねじ締結して着脱可能に接続構成する。その際、予め分岐接続体２の下端部の環状溝２−６にＯリング４を外嵌した状態で分岐接続体２を凹形接続部材３にねじ込んで接合する。この時、分岐接続体２の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材３と分岐接続体２との間に介在させたＯリング４が締付けられて凹形接続部材３と分岐接続体２間がシールされる。前記凹形接続部材３に分岐接続体２を接合すると、分岐接続体の通孔２−１の先端に設けられた外方に開口する受圧座面２−２に、各気筒の噴射ノズル（図示せず）に燃料を供給する枝管６の接続頭部６−１のなす押圧座面６−２を当接接合せしめ、予め枝管６側に組込んだ締結用ナット７を前記分岐接続体２に螺合することにより前記接続頭部６−１首下での押圧に伴って締結して接続構成する。

上記構成の図１に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、分岐接続体２の受圧座面２−２が経年により塑性変形して部品交換の必要が生じた場合には、凹形接続部材３にねじ締結している旧分岐接続体２を凹形接続部材３より外し、新しい分岐接続体２と交換する。その際、Ｏリング４は必要に応じて交換する。このように部品の交換に際しては、凹形接続部材３にねじ締結している分岐接続体２部の部分的な交換だけで済むため、部品交換時の作業が簡易迅速に行えるとともに、交換に要する費用も大幅に低減できる。又、分岐接続体２の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材３と分岐接続体２との間に介在させたＯリング４が締付けられて凹形接続部材３と分岐接続体２間がシールされるので、シールの安定性、信頼性も確保される。

図２に示す第２実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レール、及び、図３に示す第３実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、それぞれＯリング４によるシール部分の構造のみを変更し、他は前記図１に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールと同様の構成を有するもので、このうち図２に示す第２実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、主管１にろう付け又は溶接により接合された凹形接続部材３の小径孔部３−２に凹凸嵌合される分岐接続体２の下端部を截頭円錐形に形成した小径筒部２−３ａとし、この小径筒部２−３ａと凹形接続部材３の小径孔部３−２との隙間にＯリング４を介在させた構造となしたものである。従って、この図２に示す第２実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールの場合も、前記図１に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールと同様に、分岐接続体２の締め付けにより発生する軸力によりＯリング４が締付けられて分岐接続体２と凹形接続部材３間がシールされるので、シールの安定性、信頼性が確保される。
又、図３に示す第３実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、主管１にろう付け又は溶接により接合された凹形接続部材３の小径孔部３−２に凹凸嵌合される分岐接続体２の小径筒部２−３の下端面に形成した環状溝２−７にＯリング４を装着し、分岐接続体２の締め付けにより発生する軸力によりＯリング４が締付けられて分岐接続体２と凹形接続部材３間がシールされる構造となしたもので、このシール構造においても前記図１、図２に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールと同様に、シールの安定性、信頼性が確保される。

図４に示す第４実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、内部を流通路１−１となした鋼製又はステンレス製の管体からなる主管１の軸方向にわたる周壁部に穿設した貫孔１−２に、中央部に当該貫孔に通じる通孔１３−１が形成された凹形接続部材１３が相互にろう付け又は溶接により接合され、前記凹形接続部材１３に分岐接続体１２の下端部が凹凸嵌合されかつボルト締結方式により着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体１２の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材１３と分岐接続体１２との間に介在させたＯリング１４が締付けられて凹形接続部材１３と分岐接続体１２間がシールされる構造となしたものである。
ここで、前記凹形接続部材１３は前記のものと同様に中央部に小径孔部１３−２と大径孔部１３−３からなる凹部が形成され、かつ前記凹部の開口部周囲に分岐接続体１２のボルト締結面１３−４が形成されている。一方、主管１の貫孔１−２に通じる通孔１２−１の先端に外方に開口する受圧座面１２−２が形成された分岐接続体１２には、その上部に締結用ナット７と螺合する雄ねじ１２−９が形成され、当該分岐接続体の下端部を前記凹形接続部材１３に凹凸嵌合させるため前記凹形接続部材１３の小径孔部１３−２と大径孔部１３−３に対応する小径筒部１２−３と大径筒部１２−４が形成され、かつ大径筒部１２−４の上方部に前記ボルト締結面１３−４と相対向するボルト締結用フランジ１２−５が水平に突設され、前記小径筒部１２−３と大径筒部１２−４の境界部にシール用のＯリング１４を組み込むための環状溝１２−６が形成されている。１５はろう付け部である。

上記図４に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールの製造に際しては、前記のものと同様に主管１の軸方向にわたる周壁部に穿設した貫孔１−２に対し、例えばろう付け工程において凹形接続部材１３のろう付けを行う。しかる後、主管１の外周面にろう付けにより接合された前記凹形接続部材１３に前記分岐接続体１２をボルト締結して着脱可能に接続構成する。その際、予め分岐接続体１２の下端部の環状溝１２−６にＯリング１４を外嵌した状態で当該分岐接続体１２を凹形接続部材１３に凹凸嵌合するとともに、ボルト締結用フランジ１２−５の部分を締結ボルト１７にて締付けて分岐接続体１２を凹形接続部材１３に接合する。この時、締結ボルト１７の締め付けにより発生する軸力により、前記環状溝１２−６に外嵌したＯリング１４が締付けられて凹形接続部材１３と分岐接続体１２間がシールされる。前記凹形接続部材１３に分岐接続体１２を接合すると、前記のものと同様に分岐接続体の通孔１２−１の先端に設けられた外方に開口する受圧座面１２−２に、各気筒の噴射ノズル（図示せず）に燃料を供給する枝管６の接続頭部６−１のなす押圧座面６−２を当接接合せしめ、予め枝管６側に組込んだ締結用ナット７を前記分岐接続体１２に螺合することにより前記接続頭部６−１首下での押圧に伴って締結して接続構成する。なお、かかる構成においても、経年による部品交換の簡易化を考慮して、分岐接続体１２は枝管６の接続頭部６−１のなす押圧座面６−２及び凹形接続部材１３よりも硬度の低いものとする。

上記構成の図４に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、分岐接続体１２の受圧座面１２−２が経年により塑性変形して部品交換の必要が生じた場合には、凹形接続部材１３にボルト締結している旧分岐接続体１２を凹形接続部材１３より外し、新しい分岐接続体１２と交換する。このように本実施例においても部品の交換に際しては、凹形接続部材１３にボルト締結している分岐接続体１２部の部分的な交換だけで済むため、部品交換時の作業が簡易迅速に行えるとともに、交換費用の低減も可能となる。又、締結ボルト１７の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材１３と分岐接続体１２との間に介在させたＯリング１４が締付けられて凹形接続部材１３と分岐接続体１２間がシールされるので、シールの安定性、信頼性も確保される。

図５に示す第５実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レール、及び、図６に示す第６実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、それぞれ前記分岐接続体１２と凹形接続部材１３の凹凸嵌合部を単純化するとともに、Ｏリング１４によるシール部分の構造を前記図２、図３に示すものと同様の構成に変更したもので、このうち図５に示す第５実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、主管１にろう付けにより接合された凹形接続部材１３の中央部に形成したストレート孔１３−５に対応する分岐接続体１２の凸部の下端部を截頭円錐形に形成したストレート筒部１２−８とし、このストレート筒部１２−８と凹形接続部材１３のストレート孔１３−５との隙間にＯリング１４を介在させた構造となしたものである。従って、この図５に示す第５実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールの場合も、前記図４に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールと同様に、分岐接続体１２の締め付けにより発生する軸力によりＯリング１４が締付けられて分岐接続体１２と凹形接続部材１３間がシールされるので、シールの安定性、信頼性が確保される。
又、図６に示す第６実施例のガソリン直噴エンジン用燃料レールは、主管１にろう付けにより接合された凹形接続部材１３のストレート孔１３−５に凹凸嵌合される分岐接続体１２のストレート筒部１２−８の下端面に形成した環状溝１２−７にＯリング１４を装着し、締結ボルト１７の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材１３と分岐接続体１２との間に介在させたＯリング１４が締付けられて凹形接続部材１３と分岐接続体１２間がシールされる構造となしたもので、このシール構造においても前記図４、図５に示すガソリン直噴エンジン用燃料レールと同様に、シールの安定性、信頼性が確保される。

なお、前記ねじ締結方式の凹形接続部材１３とボルト締結方式の凹形接続部材１３は、それぞれ主管１の外周部を囲繞して装着する方式のリング状（環状）の凹形接続部材（図示せず）としてもよい。

１ 主管
１−１ 流通路
１−２ 貫孔
２−２ １２−２ 受圧座面
２、１２ 分岐接続体
２−１、３−１、１２−１、１３−１ 通孔
２−３、２−３ａ、１２−３ 小径筒部
２−４、１２−４ 大径筒部
２−４ａ、２−５、１２−９ 雄ねじ
２−６、２−７、１２−６、１２−７ 環状溝
３、１３ 凹形接続部材
３−２、１３−２ 小径孔部
３−３、１３−３ 大径孔部
３−３ａ 雌ねじ
４、１４ Ｏリング
５、１５ ろう付け部
６ 枝管
６−１ 接続頭部
６−２ 押圧座面
７ 締結用ナット
１２−５ ボルト締結用フランジ
１２−８ ストレート筒部
１３−４ ボルト締結面
１３−５ ストレート孔
１７ 締結ボルト

Claims (3)

1. 鋼製又はステンレス製の管体からなる主管に、枝管を連設する外方への開口する受圧座面を形成した分岐接続体を設けるガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、前記主管に当該主管に形成された貫孔に通じる通孔が形成された凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式であって、前記凹形接続部材は主管にろう付け又は溶接により固着され、該凹形接続部材に分岐接続体の下端部が凹凸嵌合しかつねじ締結方式にて着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材と分岐接続体との間に介在させたＯリングが締付けられて凹形接続部材と分岐接続体間がシールされる構造となし、前記分岐接続体の硬度を対向する前記枝管よりも低くしたことを特徴とするガソリン直噴エンジン用燃料レール。
2. 鋼製又はステンレス製の管体からなる主管に、枝管を連設する外方への開口する受圧座面を形成した分岐接続体を設けるガソリン直噴エンジン用燃料レールにおいて、前記主管に当該主管に形成された貫孔に通じる通孔が形成された凹形接続部材を介して分岐接続体を取着する方式であって、前記凹形接続部材は主管にろう付け又は溶接により固着され、該凹形接続部材に分岐接続体の下端部が凹凸嵌合しかつボルト締結方式により着脱可能に締結されるとともに、分岐接続体の締め付けにより発生する軸力により、前記凹形接続部材と分岐接続体との間に介在させたＯリングが締付けられて凹形接続部材と分岐接続体間がシールされる構造となし、前記分岐接続体の硬度を対向する前記枝管よりも低くしたことを特徴とするガソリン直噴エンジン用燃料レール。
3. 前記ねじ締結方式の凹形接続部材と前記ボルト締結方式の凹形接続部材は、それぞれ主管の外周部を囲繞して装着する方式のリング状（環状）の凹形接続部材とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のガソリン直噴エンジン用燃料レール。

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