JP3806302B2

JP3806302B2 - コモンレール

Info

Publication number: JP3806302B2
Application number: JP2000357852A
Authority: JP
Inventors: 菊雄浅田; 正一郎臼井
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2001280217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にディーゼル内燃機関における高圧燃料多岐管あるいはブロック・レールなどのようなコモンレールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のコモンレールとしては、例えば図５に示すように、円形パイプからなる本管レール３１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個のボス部３１−４に、本管レール３１の流通路３１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面３１−３を有する分岐孔３１−２を穿設し、噴射管３２側の接続頭部３２−２のなす押圧座面３２−３を本管レール３１側の受圧座面３１−３に当接係合せしめ、予め噴射管側に組込んだ締付け用外ねじナット（または袋ナッテ）３３を前記ボス部３１−４に螺合することにより前記接続頭部３２−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式のものが知られている。図中、３２−１は枝管３２の流路、３４は締付け用スリーブワッシャである。
【０００３】
このようなコモンレールにおいて、コモンレールとノズルの間に配管する噴射管は、コモンレール内の圧力損失を生じさせることなく燃焼室内へ十分な量を噴射できるようにするためと配管上の利便さを考慮して短かくなっている。しかし、このような短い噴射管でも、燃料噴射後弁が閉じる時には該噴射管内には圧力変動が起きる。この圧力変動は脈動となって本管レール３１の流通路３１−１に達し、さらに分岐孔３１−２を通って次の気筒の噴射管にも影響を与えるために安定した燃料の噴射を行うことができないという問題が発生した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる対策としては、例えば本管レール３１の内径を大きくして管の内容積を増やすことにより圧力変動を小さくすることは可能であるが、脈動が速く伝わるという欠点が生じる。そこで、脈動を低く抑えかつ伝幡を遅くするためにコモンレールにオリフィスを設ける方法が開発された。この方法には、本管レール３１のボス部３１−４に設ける分岐孔３１−２の径をより小さくしてオリフィス機能を付与する方法と、図６に示すごとく本管レール３１の分岐孔３１−２の部分に押圧座面３５−１と受圧座面３５−２を有するオリフィス付きの金属リング部材（駒）３５を分岐孔３１−２の受圧座面３１−３と噴射管接続頭部３２−２との間に介在させる方法が知られており、いずれの方法も脈動を低く抑えかつ伝幡を遅くすることは可能である。しかし、分岐孔の径をより小さくしてオリフィス機能を付与する方法は、分岐孔部に高圧の繰返し圧力がかかるために肉厚の最も薄いところでも７ｍｍ以上あり、さらにボス部端面から深い位置での加工となるためオリフィス形成における細径孔加工が容易でないという難点がある。また、オリフィス付きの金属リング部材（駒）３５を分岐孔３１−２の受圧座面３１−３と噴射管接続頭部３２−２との間に介在させる方法は、噴射管側に組込んだ一つの締付け用外ねじナット３３による軸力で２箇所、すなわち分岐孔の受圧座面３１−３と金属リング部材３５の押圧座面３５−１とのシール部と、金属リング部材３５の受圧座面３５−２と噴射管接続頭部の押圧座面３２−３とのシール部の２箇所をシールするためにシールの安定性に乏しいという欠点がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、分岐孔にオリフィス管を設けてオリフィス機能を発揮させることにより、脈動を低く抑えかつ伝幡を遅くして安定した燃料の噴射を行うことができるコモンレールを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、その軸芯方向内部に流通路を有する本管レールの軸方向の周壁部に間隔を保持して設けた複数個の一体型ボス部または別体型ボス部に、前記流通路に通じかつ外方に開口する受圧座面を有する分岐孔を設け、前記流通路に通ずる流路を有しその端部に設けた接続頭部のなす押圧座面部を前記受圧座面に当接係合せしめ、締付けナットの螺合による前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続してなるコモンレールにおいて、前記受圧座面と当接係合する前記押圧座面部をもった前記接続頭部より先端に位置する前記分岐孔内に、当該分岐孔の孔径とほぼ同一径の外径及び該分岐孔の孔径より小径のオリフィス孔を有するオリフィス管を備え、該オリフィス管は、硬質金属製の管体と、該管体の接続頭部側の端部に外嵌した、噴射管の流路径より大径の軟質金属製のリングとで構成されたもの、または硬質金属製の内管と、噴射管の接続頭部側の端部に噴射管の流路径より大径の厚肉のフランジ部を有する軟質金属製の外管とで構成されたものであることを特徴とするものである。
【０００７】
すなわち、本発明は本管レールの分岐孔内にオリフィス管を設けることにより、このオリフィス管がオリフィスの役目をしてシール性に影響を与えずに、脈動を低く抑えかつ伝幡を遅くして安定した燃料の噴射を行うことができるように構成したものである。また、フランジ部を有するオリフィス管の場合、フランジ部が軟質であるとナットの軸力を相殺することがなく、シール面圧を降下させることがない。
【０００８】
なお、本発明におけるオリフィスの管の固定手段としては、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いることができる。また、オリフィス管はフランジ部が分岐孔の受圧座面と噴射管の接続頭部先端で挟まれ固定されるので、分岐孔の孔径より小径（分岐孔にスライドして内挿される程度の径）でもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明に係るコモンレールを例示したもので、図１は一体型ボス部を有するコモンレールの一実施例（第１実施態様）を示す縦断面図、図２は同じく一体型ボス部を有するコモンレールの他の実施例（第２実施態様）を示す縦断面図、図３は別体型ボス部を有するコモンレールの一実施例（第３実施態様）を示す縦断面図、図４はブロック・レール型コモンレールの一実施例（第４実施態様）を示す縦断面図、図５は図１と同様の一体型ボス部を有するコモンレールの別の実施例（第５実施態様）を示す縦断面図、図６は図５と同様の一体型ボス部を有するコモンレールのさらに他の実施例（第６実施態様）を示す縦断面図であり、１、１１、２１、３１は本管レール、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ２ｅ、２ｆは噴射管、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆはオリフィス管、４、１４、２４、３４は締付け用ナット、５、１５はスリーブワッシャ、１３は継手金具である。
【００１０】
すなわち、図１に示すコモンレールは、円形パイプからなる本管レール１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個の一体型ボス部１−４に、本管レール１の流通路１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面１−３を有する分岐孔１−２を穿設し、この分岐孔１−２内に、当該分岐孔の孔径とほぼ同径の外径を有し、かつより小径のオリフィス孔３ａ−１を有し、さらにフランジ３ａ−２付きのオリフィス管３ａを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管３ａには受圧座面１−３に接触して固定されるように、フランジ３ａ−２を噴射管の流路径より大径の厚肉となしてその外周端面に前記受圧座面１−３と同じ傾斜面となすシート面３ａ−３を設けている。
一方、流路２ａ−１を有する噴射管２ａ側には接続頭部２ａ−２のなす押圧座面２ａ−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め噴射管側にスリーブワッシャ５を介して組込んだ締付け用ナット４を前記ボス部１−４に螺合することにより前記接続頭部２ａ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。なお前記オリフィス管３ａの固着手段としては、前記したごとく圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
【００１１】
次に、図２に示すコモンレールは、図１と同様、円形パイプからなる本管レール１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個のボス部１−４に、本管レール１の流通路１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面１−３を有する分岐孔１−２を穿設し、この分岐孔１−２の部分に、当該分岐孔の孔径より遥かに小径のオリフィス孔３ｂ−１を有し、かつ分岐孔１−２より大径のオリフィス管３ｂを内嵌固着して構成したものである。
一方、流路２ｂ−１を有する噴射管２ｂ側には、図１と同様、接続頭部２ｂ−２のなす押圧座面２ｂ−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め噴射管側にスリーブワッシャ５を介して組込んだ締付け用ナット４を前記ボス部１−４に螺合することにより前記接続頭部２ｂ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。なお前記オリフィス管３ｂの固着手段としては、前記と同様、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
【００１２】
次に、図３に示す別体型ボス部を有するコモンレールは、円形パイプからなる本管レール１１側の周壁部に設けた内部の流通路１１−１に通ずる分岐孔１１−２部を外方に開口する受圧座面１１−３となし、該受圧座面付近の本管レール１１の外周部を囲繞するリング状の継手金具１３の使用により、前記と同様の流路２ｃ−１を有する噴射管２ｃ側の接続頭部２ｃ−２のなす押圧座面２ｃ−３を当接係合せしめ、該継手金具１３に突設した螺子壁１３−１部と予め噴射管２ｃ側にスリーブワッシャ１５を介して組込んだ締付け用ナット１４の螺合による前記接続頭部２ｃ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式において、前記分岐孔１１−２内に、当該分岐孔の孔径とほぼ同径の外径を有し、かつより小径のオリフィス孔３ｃ−１を有し、さらにフランジ３ｃ−２付きのオリフィス管３ｃを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管３ｃには前記図１に示すものと同様、受圧座面１１−３に接触して固定されるように、フランジ３ｃ−２の外周端面に受圧座面１１−３と同じ傾斜面となすシート面を設けている。
なお前記オリフィス管３ｃの固着手段も前記と同様、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
【００１３】
さらに、本発明は図４に示すようなブロック・レール型コモンレールにも適用できる。
すなわち、図４に示すブロック・レール型コモンレール用噴射管の接続構造は、内部に流通路２１−１を有する断面矩形のブロックからなる本管レール２１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個の接続孔部２１−４の底部に、本管レール２１の流通路２１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面２１−３を有する分岐孔２１−２を穿設し、この分岐孔２１−２の部分に当該分岐孔の孔径より遥かに小径のオリフィス孔３ｄ−１を有し、かつ分岐孔２１−２より大径のオリフィス管３ｄを内嵌固着して構成したものである。
一方、流路２ｄ−１を有する噴射管２ｄ側には、前記と同様の接続頭部２ｄ−２のなす押圧座面２ｄ−３を本管レール２１側の受圧座面２１−３に当接係合せしめ、予め噴射管２ｄ側に組込んだ締付け用外ねじナット２４を前記接続孔部２１−４に螺合することにより前記接続頭部２ｄ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
なお前記オリフィス管３ｄの固着手段も前記と同様、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
【００１４】
一方、図５、図６は材質の異なる金属で製作したオリフィス管を図１に示す一体型ボス部を有するコモンレールに適用した例である。
すなわち、図５に示すコモンレール、オリフィス管３ｅ以外は図１に示すコモンレールと同様の構成で、円形パイプからなる本管レール１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個の一体型ボス部１−４に、本管レール１の流通路１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面１−３を有する分岐孔１−２を穿設し、この分岐孔１−２内に、当該分岐孔の孔径とほぼ同径の外径を有する硬質金属製の管体３ｅ−１と、該管体の接続頭部２ｅ−２側の端部に外嵌した噴射管２ｅの流路径より大径の軟質金属製のリング３ｅ−２とからなるオリフィス管３ｅを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管３ｅの軟質金属製のリング３ｅ−２は相手部材に接触して固定されるように厚肉となしている。なお前記オリフィス管３ｅの固着手段も、前記と同様、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
流路２ｅ−１を有する噴射管２ｅ側には図１と同様、接続頭部２ｅ−２のなす押圧座面２ｅ−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め噴射管側にスリーブワッシャ５を介して組込んだ締付け用ナット４を前記ボス部１−４に螺合することにより前記接続頭部２ｅ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
【００１５】
図６に示すコモンレールは、図５に示すコモンレールと同様、オリフィス管３ｆ以外は図１に示すコモンレールと同様の構成で、円形パイプからなる本管レール１側の軸方向の周壁部に間隔を置いて設けた複数個の一体型ボス部１−４に、本管レール１の流通路１−１に通じ、かつ外方に開口する受圧座面１−３を有する分岐孔１−２を穿設し、この分岐孔１−２内に、当該分岐孔の直径とほぼ同一径の外径を有しかつ噴射管２ｆの接続頭部２ｆ−２側の端部に噴射管の流路径より大径のフランジ部３ｆ−２´を有する軟質金属製の外管３ｆ−２と、この外管とほぼ同一肉厚の硬質金属製の内管３ｆ−１とからなるオリフィス管３ｆを内嵌固着して構成したもので、このオリフィス管３ｆの外管３ｆ−２のフランジ部３ｆ−２´は相手部材に接触して固定されるように厚肉となしている。なお前記オリフィス管３ｆの固着手段も、前記と同様、圧入、かしめ、焼きばめ、冷しばめ、ろう付け、接着等の手段を用いる。
一方、流路２ｆ−１を有する噴射管２ｆ側には図１と同様、接続頭部２ｆ−２のなす押圧座面２ｆ−３を本管レール１側の受圧座面１−３に当接係合せしめ、予め噴射管側にスリーブワッシャ５を介して組込んだ締付け用ナット４を前記ボス部１−４に螺合することにより前記接続頭部２ｆ−２首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式となっている。
【００１６】
前記実施例におけるコモンレールとしての本管レール１、１１は、例えば直径２８ｍｍ、肉厚９ｍｍの、比較的厚肉の管状部を有するような材質Ｓ４５Ｃなどの多くは鍛造品であって、ボーリング、ガンドリルなどの機械加工によってその軸芯内部を流通路となして、軸方向の周壁部に間隔を保持して複数個の一体型ボス部または別体型ボス部、ブロック・レール型の場合は接続孔部がそれぞれ設けられている。また、一体型ボス部を有するコモンレールとしては上記の接続構造に限定されるものではなく、図示しないが流通路に通ずる分岐孔をボス部の自由端部付近まで延長せしめ、受圧座面を前記ボス部の自由端部に露出するよう形成せしめ、当該ボス部の内周に雌ねじを加工してナットを前記雌ねじに螺合することにより噴射管の接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続構成する方式のものなどにも適用できることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係るコモンレールは、分岐孔部または接続孔部にオリフィス管を内嵌固着して構成したことにより、このオリフィス管がオリフィスの役目のみをしてシール性に影響を与えないためシールの安定性が高く、また脈動を低く抑えかつ伝幡を遅くして安定した燃料の噴射を行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一体型ボス部を有するコモンレールの一実施例（第１実施態様）を示す縦断面図である。
【図２】同じく本発明の一体型ボス部を有するコモンレールの他の実施例（第２実施態様）を示す縦断面図である。
【図３】同じく本発明の別体型ボス部を有するコモンレールの一実施例（第３実施態様）を示す縦断面図である。
【図４】同じく本発明のブロック・レール型コモンレールの一実施例（第４実施態様）を示す縦断面図である。
【図５】同じく本発明の一体型ボス部を有するコモンレールの別の実施例（第５実施態様）を示す縦断面図である。
【図６】同じく本発明の一体型ボス部を有するコモンレールのさらに他の実施例（第６実施態様）を示す縦断面図である。
【図７】本発明の対象とする従来のコモンレールの噴射管接続構造部の一例を示す縦断面図である。
【図８】同上のコモンレールの噴射管接続構造における圧力変動抑制手段の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１本管レール
１−１、１１−１、２１−１流通路
１−２、１１−２、２１−２分岐孔
１−３、１１−３、２１−３受圧座面
１−４ボス部
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ噴射管
２ａ−１、２ｂ−１、２ｃ−１、２ｄ−１、２ｅ−１、２ｆ−１流路
２ａ−２、２ｂ−２、２ｃ−２、２ｄ−２、２ｅ−２、２ｆ−２接続頭部
２ａ−３、２ｂ−３、２ｃ−３、２ｄ−３、２ｅ−３、２ｆ−３押圧座面
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆオリフィス管
３ａ−１、３ｂ−１、３ｃ−１、３ｄ−１オリフィス孔
４、１４、２４締付け用ナット
５、１５スリーブワッシャ
１３継手金具

Claims

その軸芯方向内部に流通路を有する本管レールの軸方向の周壁部に間隔を保持して設けた複数個の一体型ボス部または別体型ボス部に、前記流通路に通じかつ外方に開口する受圧座面を有する分岐孔を設け、前記流通路に通ずる流路を有しその端部に設けた接続頭部のなす押圧座面部を前記受圧座面に当接係合せしめ、締付けナットの螺合による前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して接続してなるコモンレールにおいて、前記受圧座面と当接係合する前記押圧座面部をもった前記接続頭部より先端に位置する前記分岐孔内に、当該分岐孔の孔径とほぼ同一径の外径及び該分岐孔の孔径より小径のオリフィス孔を有するオリフィス管を備え、該オリフィス管は、硬質金属製の管体と、該管体の接続頭部側の端部に外嵌した、噴射管の流路径より大径の軟質金属製のリングとで構成されたもの、または硬質金属製の内管と、噴射管の接続頭部側の端部に噴射管の流路径より大径の厚肉のフランジ部を有する軟質金属製の外管とで構成されたものであることを特徴とするコモンレール。