JP2898385B2 - 高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高圧燃料多岐管や高圧燃料ブロックのような
燃料レールにおける分岐枝管や分岐金具等のような分岐
接続体の接続構造に係り、特にディーゼル内燃機関への
燃料供給路となる1000kg f/cm²以上の高圧燃料レールに
おける分岐接続体の接続構造に関する。

（従来の技術） 第８図は従来の燃料レールとしての多岐管における分
岐接続体、例えば分岐枝管の接続構造を示すもので、高
圧燃料本管11に管軸に対して直角方向に穿設したストレ
ート孔12に、分岐枝管13を嵌挿した状態で相互に溶接し
て接続構成したものがある。

しかし、このような接続構造では1000kg f/cm²以上に
及ぶ超高流圧の繰返しの供給、並びに機関からの加振等
によって、しばしば溶接部14の脆化による燃料の飛散が
発生し、場合によっては分岐枝管13の離脱が起こること
もある。

この問題を解決するために、前述の接続構造に代え
て、本管と分岐枝管とを凹凸嵌合方式によって機械的に
接続する接続構造が、本出願人によって提案されてい
る。

この提案に係る接続構造は第９図に示すように、本管
11に穿設する分岐孔を逆円錐形の分岐孔16とし、該分岐
孔の内周面を受圧座面となして、分岐枝管17の接続端部
に形成した截頭円錐状の押圧頭部18を、椀状のシール部
材19を介して前記受圧座面16に押圧嵌合せしめ、ナット
20にて緊締する方式である。

（発明が解決しようとする課題） このような凹凸嵌合方式の接続構造の場合、前記第８
図に示す接続構造に比しシール効果は大きいが、第10図
に示すごとく、ナット20を締付けていくにしたがい椀状
のシール部材19が受圧座面16の管外面側エッジ部21に喰
い込むとともに押圧頭部18に引張られ変形するため、受
圧座面との間に隙間が生じることがある。また第11図に
示すように押圧頭部18の倒れや偏心によって、押圧頭部
18の片側が管外面側エッジ部21に喰い込んで変形し、反
対側の押圧頭部18が分岐孔16から浮いた状態となり隙間
が生じ、ナット20を螺合して締付けトルクを上昇させて
も均一な面圧が得られなくなる。これは、ナット20によ
る締付けトルクが、押圧頭部18の片側の管外面側エッジ
部21での喰い込みによって、正常に軸力（スラスト力）
として働かなくなるからである。

このようにして第10図及び第11図において、シール部
材19と受圧座面或いは押圧頭部18の押圧座面と受圧座面
間で面圧が得られなかったり隙間が生じたりすることが
あり、この場合隙間等から燃料が飛散して漏れが発生
し、場合によっては分岐枝管17が離脱することもある。

本発明は前に述べたような実情よりみて、凹凸嵌合方
式の接続構造における押圧頭部の押圧座面又はシール部
材の本管外面側エッジ部への喰い込みによる変形を防止
し、より大きなシール効果が得られる分岐接続体の接続
構造を提案することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的は、燃料レール内に軸方向に形成された高圧
燃料が流通する流通路の周壁に、軸方向の複数位置にお
いて貫孔が形成され、該貫孔にそれぞれ前記流通路に通
じる流路を有する分岐接続体が連設されるように、前記
燃料レールには周面方向に拡大開口した受圧座面が形成
され、該受圧座面に前記分岐接続体の前記燃料レールと
の接続端部に形成された押圧頭部を当接係合させて、前
記分岐接続体を前記燃料レールに固定する高圧燃料レー
ルにおける分岐接続体の接続構造であり、前記受圧座面
を前記貫孔の軸芯を中心とする回転面に形成し、前記押
圧頭部を前記回転面との接続線が円形となる回転面に形
成し前記受圧座面の前記燃料レールの外面側開口端部の
少くとも長手方向の両側には略円弧状面を形成し、前記
押圧頭部を前記受圧座面に凹凸嵌合させ、前記燃料レー
ルに前記分岐接続体に接続固定することにより達成され
る。

（作 用） このような構成としたため、燃料レールの受圧座面の
外面側開口端部は角のない略円弧状面となっていて、分
岐接続体の押圧頭部を受圧座面に押圧嵌合させた場合
に、押圧頭部の押圧座面が受圧座面の外側面エッジ部に
喰い込むことがなく、従って押圧頭部の押圧座面と受圧
座面間に隙間が生じることがない。

すなわち、分岐接続体の押圧頭部の押圧座面又はシー
ル部材に喰い込みがないためシール面での面圧が均一且
つ充分に上昇し（分岐接続体側に組込んだナット又は該
分岐接続体の締着に伴なうスラスト力が前記シート面に
充分に伝わり）、高いシール性が得られることにより、
超高流圧の急激かつ頻繁の圧力変動を繰返しにも充分に
絶え得るという優れた効果を奏する。

なお、燃料レールに分岐接続体を接続する機械的手段
としては、例えば燃料レール側に受圧座面を囲むように
継手金具を外嵌し、該継手金具に分岐接続体側の押圧頭
部を内嵌した状態で、分岐接続体側に組込んだナットを
前記継手金具に内嵌螺合せしめて緊締する方式を採用す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図（イ）及び（ロ）は本発明の第１の実施例を説
明する図で、第１図（イ）は要部の縦断正面図、第１図
（ロ）は受圧座面部の拡大説明図である。第１図に示す
ように第１の実施例では燃料レールとして高圧燃料が流
される、例えば外径20mm、肉厚6mmの比較的肉厚の金属
管からなる燃料多岐管としての本管１が用いられてい
る。この本管１には流通路1aが軸芯方向に形成され、こ
の流通路1aには軸芯方向の複数個所に管壁を貫通して貫
孔1bが形成されている（第１図には一つの貫孔1bのみが
示されている）。この貫孔1bの端部側には本管１の半径
方向に拡大開口し、貫孔1bの軸芯を中心とする、円錐
面、回転円弧面、回転楕円面、回転双曲線面、回転放物
線面等のような回転面である略円錐状の受圧座面２が形
成されている。

本管１に対して受圧座面２を囲繞して継手金具６が設
けられこの継手金具６には螺子孔6aが形成されている。

第１の実施例は分岐接続体として、端部に押圧頭部４
が形成されている分岐枝管３が用いられ、この分岐枝管
３が椀状のシール部材５を介して、前記受圧座面２に押
圧頭部４の押圧座面４−１を圧接して、前記螺子孔6a内
にワッシャ８を介して締結ナット７により締付け配置さ
れている。

この押圧座面４−１は受圧座面２同様の回転面であ
り、押圧頭部４の押圧座面４−１が円錐面の場合で、受
圧座面２を円錐面とすると押圧座面４−１とは帯状の面
接触をし、又その他の凹状の回転面とすると押圧座面４
−１とはまず線接触をしナット等の締付けトルクが上昇
すると細帯状の面接触が得られる。又押圧頭部４の押圧
座面４−１が凸状の回転面とすると受圧座面２の形状に
係わりなくまず線接触をしナット等の締付けトルクが上
昇すると細帯状の面接触が得られる。

そして、第１の実施例においては、第１図（ロ）及び
第２図（イ）に示すように、受圧座面２の本管１の外面
側の開口端部に略円弧状面２−２をその全周に亘り形成
されているが、本発明では第２図（ロ）のように受圧座
面の外面側開口端部の少くとも長手方向の両側に形成す
ることが必須条件である。この略円弧状面２−２の輪郭
は、第３図（イ）のように単純な曲線のみならず、第３
図（ロ）のように多段の直線の連続又は第３図（ハ）の
ように多段の曲線の連続であってもよく、且つ該略円弧
状面２−２は受圧座面２及び本管１外面側に対し不連続
であってもよい。いずれにしても、組立時に押圧座面４
−１又はシール部材５が喰い込まない程度に設定されて
いる。前記継手部材６は短寸状の円環体又は角環体等か
らなり、受圧座面２を囲繞して本管１に外嵌している。

本管１に分岐枝管３を接続する際は、分岐枝管３の押
圧頭部４を前記継手金具６の螺子孔6aに挿入し、椀状の
シール部材５を介して受圧座面２に嵌合させた状態で、
分岐枝管側に組込んだ締結ナット７を継手金具６に内嵌
螺合することにより緊締する。

その時、ナット７を締付けていくにしたがい、シール
部材５は押圧頭部４と受圧座面２との間で挟圧されるも
のの、受圧座面２の管外面側開口端部が略円弧状面２−
２で形成されているため、シール部材５は本管１に喰い
込むことなく締付けられ、受圧座面２とシール部材５と
の間、及び押圧頭部４の押圧座面４−１とシール部材５
との間の面圧が均一且つ充分に上昇して完全にシールさ
れる。

なお、シール部材５がない場合も本発明は同様の効果
があることは当然であって、この場合は受圧座面２と押
圧座面４−１の間のシールが完全に行われることにな
る。一方、シール部材５としてはインジュウム、銀、
銅、真鍮、あるいはアルミニウム等による比較的軟質の
金属材料によるものが好適である。

第４図は第２の実施例の要部の縦断正面図であり、こ
の実施例は継手金具を設けず、本管１の流通路1aを本管
１に偏心して穿設し、その厚肉部に流通路1aと連通する
貫孔1b、受圧座面２及び螺子孔6aを設けている。そして
この螺子孔6aに直接締付けナット７を螺合している。

第２の実施例によると、分岐接続体の組付け時に本管
と継手金具との芯出し作業の必要が無く、且つ部品点数
を減らして全体をコンパクトに小型化して構成すること
ができる。第２の実施例のその他の部分の構成、動作及
び効果はすでに説明した第１の実施例と同一である。

第５図は第３の実施例の要部の縦断正面図であり、こ
の第３の実施例は分岐接続体が分岐金具５′で構成さ
れ、燃料レールには本管が使用されている。この実施例
は分岐枝管を曲げ加工するに際し大きな曲率に伴って生
ずる他の部品との干渉を避けるために、エルボ等の分岐
金具を用いる場合や、等圧弁、減衰弁、送出し弁及び吐
出弁等の機構を内設する分岐金具を使用する場合等を考
慮してなされたものである。第３の実施例では本管１に
接続される分岐接続体が分岐金具５′で構成され、分岐
金具５′の一端には前記実施例同様の回転面が形成され
た押圧頭部４を有し、分岐金具５′の外周に設けた螺子
壁21を継手金具６の螺子孔6aに螺合することにより本管
１の受圧座面２に分岐金具５′を当接係合させている。
一方分岐金具５′の他端にはスリーブ22を介して袋ナッ
ト23を螺合することにより固定される分岐枝管３′が接
続される構成となっている。

この第３の実施例によると本管１の長手方向に平行に
分岐枝管３′を導出することができる。

第６図は第４の実施例の要部の縦断正面図であり、こ
の実施例は袋ナット24により分岐接続体である分岐枝管
３が、燃料レールである本管１に接続されている。この
袋ナット24には中央に円柱状の突出部25が形成されてお
り、袋ナット24の内周螺子24′を継手金具６の外周の螺
子16′に螺合するに伴いこの突出部25によりワッシャ26
を介して環状突出部20aを下方に押圧して押圧頭部４の
押圧座面４−１を受圧座面２に当接係合せしめるもので
ある。

第７図は各実施例の本管に代えて本発明の燃料レール
として使用される燃料ブロックの説明図であり、肉厚の
ブロック30に高圧燃料が流される流通路31,32が形成さ
れ、これらの流通路に通じる取付孔部33a〜33d、34a〜3
4dがブロック30の表面に形成されている。これらの取付
孔部33a…,34a…には各実施例で説明した受圧座面が形
成され、且つ取付孔部33a〜33d、34a〜34dの内周面には
螺子が形成されている。

この燃料ブロック35を燃料レールとして使用する場合
には、それぞれの取付孔部33a〜33d、34a〜34dに対して
分岐接続体を、取付孔部内周の螺子に締付けナットによ
り締付け固定する。

（発明の効果） 以上説明したごとく、本発明にかかる分岐接続体の接
続構造は、燃料レール側の受圧座面の管外面側開口端部
を略円弧状面としたことにより、受圧座面の管外面側開
口端部に押圧頭部の押圧座面が喰い込むことが防止され
る。このため押圧座面と受圧座面間の隙間の発生が皆無
となりシール面の面圧が均一に上昇するため燃料漏れを
完全に防止することが可能となる。

したがって、超高流圧の繰返しの流通のもとでの加振
状態下にあってもシール性能が低下するようなことはな
く、長期にわたり分岐接続体の接続機能が保持され、高
圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造として安全
性、信頼性に富むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）及び（ロ）は本発明の第１の実施例を説明
する図で第１図（イ）は要部の縦断正面図、第１図
（ロ）は受圧座面部の拡大説明図、第２図（イ）及び
（ロ）は受圧座面の実施例を示す拡大平面図、第３図
（イ）乃至（ハ）は略円弧状面の各実施例を示す部分拡
大断面図、第４図乃至第６図はそれぞれ本発明の第２乃
至第４の実施例の要部の縦断正面図、第７図は本発明の
燃料レールとして使用される燃料ブロックの斜視説明
図、第８図及び第９図は従来の接続構造例を示す一部破
断正面図、第10図及び第11図は従来の接続構造の変形状
態を示す説明図である。 １……本管、２……受圧座面、２−２……略円弧状面、
３……分岐枝管、４……押圧頭部、４−１……押圧座
面、６……継手金具、７……締結ナット。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料レール内に軸方向に形成された高圧燃
   料が流通する流通路の周壁に、軸方向の複数位置におい
   て貫孔が形成され、該貫孔にそれぞれ前記流通路に通じ
   る流路を有する分岐接続体が連設されるように、前記燃
   料レールには周面方向に拡大開口した受圧座面が形成さ
   れ、該受圧座面に前記分岐接続体の前記燃料レールとの
   接続端部に形成された押圧頭部を当接係合させて、前記
   分岐接続体を前記燃料レールに固定する高圧燃料レール
   における分岐接続体の接続構造であり、前記受圧座面は
   前記貫孔の軸芯を中心とする回転面に形成され、前記押
   圧頭部は前記回転面との接触線が円形となる回転面に形
   成され、前記受圧座面の前記燃料レールの外面側開口端
   部の少くとも長手方向の両側には略円弧状面が形成さ
   れ、前記押圧頭部を前記受圧座面に凹凸嵌合させて、前
   記燃料レールに前記分岐接続体が接続固定されているこ
   とを特徴とする高圧燃料レールにおける分岐接続体の接
   続構造。
2. 【請求項２】請求項（１）に記載の高圧燃料レールにお
   ける分岐接続体の接続構造において、分岐接続体側に組
   込んだナット又は該分岐接続体に設けた螺子壁を燃料レ
   ール又は燃料レールを囲繞するように設けられた継手金
   具の螺子孔に締着することにより、燃料レールに分岐接
   続体が接続されていることを特徴とする高圧燃料レール
   における分岐接続体の接続構造。
3. 【請求項３】受圧座面が円錐面で押圧頭部が截頭円錐状
   に形成されていることを特徴とする請求項（１）に記載
   の高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造。
4. 【請求項４】分岐接続体が分岐枝管又は分岐金具で構成
   されていることを特徴とする請求項（１）に記載の高圧
   燃料レールにおける分岐接続体の接続構造。
5. 【請求項５】燃料レールが燃料多岐管又は燃料ブロック
   で構成されていることを特徴とする請求項（１）に記載
   の高圧燃料レールにおける分岐接続体の接続構造。