JP3880670B2

JP3880670B2 - コモンレールの製造方法

Info

Publication number: JP3880670B2
Application number: JP33776396A
Authority: JP
Inventors: 祐治宮内; 修遠藤
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2016-11-11
Also published as: JPH10141172A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉弁を設けた噴射ノズル又は高圧ポンプに連結される分岐枝管又は分岐金具等のような分岐接続体が接続され、蓄圧室として作用する高圧燃料多岐管又は高圧燃料ブロック等のようなコモンレールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンにおけるパーティキュレート及びＮＯ_ｘを低減するために、近年供給燃料を高圧化する傾向となっているが、燃料を高圧で供給すればする程、燃料噴射装置における燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとのタイミング、特に噴射初期と噴射終期におけるタイミングの制御が、極めて困難となってきた。
そこで、予め燃料を高圧ポンプにより加圧してそれを蓄圧室に貯え、噴射ノズルには機械的又は電気的に制御される開閉弁を設けて、加圧された高圧燃料の燃焼室への供給を制御する方式が提案された。
このような方式において蓄圧室として働く高圧燃料多岐管又は高圧燃料ブロックが、コモンレールと呼ばれるもので、このコモンレールの径方向に互いにほぼ直角となるように前記ポンプ又はノズルに連結される分岐枝管又は分岐金具等のような分岐接続体を接続するものである。
【０００３】
この場合、前記コモンレールに使用される高圧燃料多岐管又は高圧燃料ブロックは、従来次のようにして製造されていた。
すなわち、高圧燃料ブロックの場合は、鍛造加工で成形された金属ブロックに、ガンドリルによる穿孔加工を施して形成された流通路を有する厚肉細径ブロックを用いていた。また、高圧燃料多岐管の場合は、金属管に４〜５回の熱処理と伸管加工を繰り返し、流通路が形成された厚肉細径管を用いていた。
【０００４】
しかしながら、ガンドリルを用いて仕上げられたコモンレールの流通路の内周面の性状は、切削加工ないし研削加工によるため、その仕上げ面には粗い凹凸が残存しており、流通路内部を流通する燃料が１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上という高圧であること、および流通路内部の燃料の急激な圧力変動により、流通路の内周面に亀裂の発生やその成長が認められることがあり、さらには流通路を流通する燃料によって、流通路の内周面に引きおこされる高圧の急激な圧力変動の繰返し疲労やエンジン等の振動に起因して、コモンレールの破損事故等が発生する可能性があった。
【０００５】
また、金属管に４〜５回の熱処理と伸管加工を繰り返し、流通路を形成した厚肉細径管を用いる場合には、この厚肉細径管が熱間加工により形成されるものであるため、加工途中の流通路の内周面にはプラグ等により微細なひび割れや凹状のしわをもった黒皮層が存在せざるを得ない。この場合、化学溶液への浸漬処理により仕上げ処理を施しても、流通路の内周面より黒皮を完全に除去して、周壁を均一な平滑面に仕上げることは容易でなく、さらに流通路に残存した黒皮は、流通路を燃料が通過する際に内周面より剥離して、ディーゼル機関の燃料噴射ノズルを閉塞する事態を発生させことがあった。
【０００６】
かかる事態の発生を防止するため、本出願人は、さきに、最終伸管加工の前工程で切削、研削等の機械的手段を導入する製造方法を特公昭５１−２１３９１号公報で提案し、さらに特開平５−１５４５３６号公報により一端に切削刃を有する芯金を被加工パイプに対して相対的に引っ張って、パイプ内を移動させるとともに、被加工パイプと芯金を相対的に回転させることにより被加工パイプの流通路の内周面を仕上げる製造方法を提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の製造方法は何れも、流通路の内周面を切削加工ないし研削加工により仕上げているため、仕上げ面に生ずる凹凸ないし微細なひび割れを完全になくすることは困難であり、さらに、最終引き抜き加工の段階で、流通路の内周面に、せっかく付与した圧縮残留応力が切削加工ないし研削加工によって解除されてしまう欠点を避けることができなかった。
【０００８】
本発明は、コモンレールの流通路の内周面に生ずる凹凸ないし微細なひび割れをほぼ皆無にできるとともに、ローラ・バニッシング加工によって、流通路の内周面に圧縮応力を残留せしめて耐久性の高いコモンレールを製造する方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、高圧燃料が流通する軸方向に延在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、夫々前記の流通路に通じる流路を有する分岐接続体が連接されるよう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接続端部に形成された押圧座面を当接係合させ、前記分岐接続体と接続させたコモンレールの製造方法において、前記流通路の内周面をローラ・バニッシング加工にて仕上げる方法であって、ローラ・バニッシング加工装置をコモンレールに対して軸方向に相対的に引っ張るとともに、該コモンレールと相対回転させ、さらに前記流通路の内周面をローラにより叩きながらバニッシング加工を施して仕上げることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明においては、ローラをコイルスプリングを介して軸方向に引張る構成となしたローラ・バニッシング加工装置を用いて仕上げることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に関して、図面を参照しながら以下に詳述すると、図１は本発明によるローラ・バニッシング加工時の半截側面図、図２は図１のＡ−Ａ線上の断面図で、（ａ）はバニッシング加工装置の一実施例を示す図、（ｂ）は他の実施例を示す図、図３はコイルスプリングを介在させたバニッシング加工装置の実施例を示す半截図で、（ａ）はその一実施例を示す図、（ｂ）は他の実施例を示す図、図４ないし図７はそれぞれコモンレールの各種実施例の要部の縦断正面図である。
【００１２】
本発明は、図１に示されるような、回転駆動機構によってシャンク（図示せず）を介して回転駆動されるマンドレル１と、該マンドレル１の外周面に形成された円錐面１ａ上で前記マンドレル１に係合して回転自在に配設された複数のローラ２と、該ローラ２をマンドレル１の円錐面１ａに保持するリテーナ３を備えたローラ・バニッシング加工装置ＲＢを用い、被加工コモンレール１０の中空部に前記バニッシング加工装置ＲＢを導入し、マンドレル１の円錐面１ａ上で転動する複数のローラ２が流通路の内周面１１を転圧加工してコモンレールの内周面１１をローラ・バニッシング加工するものである。
【００１３】
本発明の実施に際して利用したローラ・バニッシング加工装置ＲＢは、マンドレル１をコモンレール１０に対して軸方向に相対的に引っ張ると共に、前記コモンレール１０と相対回転させるためのモータ（図示せず）、或いは固定させるための固定具（図示せず）と接続する軸体５をマンドレル１に取り付けたものであるが、本発明はこのような図示のローラ・バニッシング装置のみならず、実開平７−４２６８１号公報に示されるような公知の装置も用いることができる。
【００１４】
本発明の実施により得られたコモンレールの流通路の内周面１１は、切削加工や研削加工でなく、図２（ａ）のようにローラ２の転圧動作によって、或いは図２（ｂ）のようにローラ２の転圧動作と叩き動作によって、発生した微細なひびやしわが押し潰され、凸部を凹部へ押し均された鏡面仕上げとなるため、前記微細なひびやしわのない、滑らかな表面となり、電食が起こりにくくない耐食性が向上し、さらにコモンレールの流通路の内周面に圧縮残留応力が付与されるので、コモンレールの耐疲労強度も向上する。
同時に、ローラ２の転圧動作によって表面を加工されたコモンレールの流通路の内周面１１は、加工硬化により優れた耐摩耗性を示し、さらに仕上げ精度も向上する。また、ローラ・バニッシング加工は切削加工に比較して短時間で処理できるため製造効率も高められる。
【００１５】
以上のようにして、コモンレール１０の流通路の内周面１１に生ずる凹凸ないし微細なひび割れをほぼ皆無にできるとともに、ローラ・バニッシング加工によって流通路の内周面１１に圧縮残留応力を付与し、さらに図２（ｂ）のような叩きバニッシング加工によって流通路の内周面１１に大きく深い圧縮残留応力を付与して、耐久性の高いコモンレールの製造方法を提供することが可能になったものである。
【００１６】
さらに図３のようにベアリング４とマンドレル１の環状フランジ１ｂの間（図３（ａ）参照）、或いはリテーナ３とベアリング４の間（図３（ｂ）参照）にコイルスプリング１２を介在させることによって、ローラ２をコイルスプリング１２を介して引っ張る構成とすることにより、ガンドリルによる穿孔の際に伸管加工の際にプラグによって生じた流通路の内周面１１の内径精度の僅かなばらつきやうねりによる偏心や偏肉にもローラ２が追随するため、バニッシング加工により全体に亘って平滑な表面仕上げが得られる。
【００１７】
このようにしてローラ・バニッシング加工を施された内周面１１を有するコモンレール１０の使用例を図４〜図７に示す。
【００１８】
図４は、コモンレール１０を高圧燃料多岐管１０ａとして形成した例であり、分岐接続体としての分岐枝管１２ａを継手金具１３を介して締付けナット１４により前記高圧燃料多岐管１０ａに接続したものである。
また図５は、コモンレール１０を突出部１５を有する高圧燃料ブロック１０ｂとして形成した例であり、分岐接続体としての分岐枝管１２ａを、前記突出部１５の外周に設けたねじ面１５ａに袋ナット１６を螺合して前記高圧燃料多岐管１０ｂに接続したものである。
さらに、図６は図５の実施例と類似する構成を有するが、この例では袋ナット１６に替えて突出部１５の内面に設けられたねじ面１５ｂに、締付けナット１４を螺合して分岐枝管１２ａを接続したものである。
さらにまた、図７は、分岐接続体として分岐金具１２ｂを用いた例を示し、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等を使用する場合を考慮してなされたものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明によれば、コモンレールの流通路の内周面仕上げに、バニッシング加工、特に叩きバニッシング加工を導入することによって、流通路の内周面に生ずる凹凸ないし微細なひび割れをほぼ皆無にでき、またコイルスプリングを介在させることによって、ガンドリルによる穿孔の際に伸管加工の際にプラグによって生じた中空部の内周面の内径精度の僅かなばらつきやうねりによる偏心や偏肉にもローラが追随するため、内周面が鏡面となって電食も起こりにくくなり耐食性が向上するとともに、ローラ・バニッシング加工によって流通路の内周面に圧縮残留応力を付与して内部疲労の進行を抑制して内部疲労強度を上昇させて、耐久性の高いコモンレールを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバニッシング加工時の半截側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線上の断面図で、（ａ）はバニッシング加工装置の一実施例を示す図、（ｂ）は他の実施例を示す図である。
【図３】コイルスプリングを介在させたバニッシング加工装置の実施例を示す半截図で、（ａ）はその一実施例を示す図、（ｂ）は他の実施例を示す図である。
【図４】コモンレールの一実施例の要部の縦断正面図である。
【図５】コモンレールの他の実施例の要部の縦断正面図である。
【図６】コモンレールのさらに他の実施例の要部の縦断正面図である。
【図７】コモンレールのさらに別の実施例の要部の縦断正面図である。
【符号の説明】
１マンドレル
１ａ円錐面
２ローラ
３リテーナ
１０被加工コモンレール
１１周壁
１２コイルスプリング
ＲＢバニッシング加工装置

Claims

高圧燃料が流通する軸方向に延在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、夫々前記の流通路に通じる流路を有する分岐接続体が連接されるよう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接続端部に形成された押圧座面を当接係合させ、前記分岐接続体と接続させたコモンレールの製造方法において、前記流通路の内周面をローラ・バニッシング加工にて仕上げる方法であって、ローラ・バニッシング加工装置をコモンレールに対して軸方向に相対的に引っ張るとともに、該コモンレールと相対回転させ、さらに前記流通路の内周面をローラにより叩きながらバニッシング加工を施して仕上げることを特徴とするコモンレールの製造方法。
ローラをコイルスプリングを介して軸方向に引張る構成となしたローラ・バニッシング加工装置を用いることを特徴とする請求項１に記載のコモンレールの製造方法。