JP4039937B2 - 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 - Google Patents
燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4039937B2 JP4039937B2 JP2002342820A JP2002342820A JP4039937B2 JP 4039937 B2 JP4039937 B2 JP 4039937B2 JP 2002342820 A JP2002342820 A JP 2002342820A JP 2002342820 A JP2002342820 A JP 2002342820A JP 4039937 B2 JP4039937 B2 JP 4039937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- branch
- container
- hole
- cylindrical
- peripheral wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料多岐管や高圧燃料ブロックのような円筒状燃料蓄圧容器や球状燃料蓄圧容器における分岐枝管もしくは分岐継手金具による接続体の接続構造に係り、特にディーゼル内燃機関での1000kgf/cm2以上にも及ぶ高圧燃料を供給する燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料蓄圧容器は、その一例を図22に示すごとく、内部を流通路111−1とする円筒状燃料容器としての円筒状容器111に、分岐接続体としての枝管112を直接または継手金具等を介して接続した構成となしている。また、球面状の内周壁面を有する球状燃料蓄圧容器は、その一例を図23に示すごとく、少なくとも一部に球面状の内周壁面を有する空間121−1となす球状燃料容器としての球状容器121に、分岐接続体としての枝管112を直接または継手金具等を介して接続した構成となしている。なお、球状容器121の構造は、図示のように、半球形の凹部を有する上型121aと下型121bをボルト121cにより締結した構造となしている。121dはシール用パッキンである。
【0003】
前記図22に示す円筒状燃料蓄圧容器の分岐接続体の接続構造としては、円筒状容器111の周壁部に設けた該流通路に通ずる貫孔111−2に枝管112側の管径そのままの接続端部112−1を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着等)して接続構成したものや、図24に示すように、貫孔111−2に分岐継手金具114の接続端部114−1を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着等)し、枝管112をナット115により分岐継手金具114を介して接続して構成したもの等がある。
また、図23に示す球状燃料蓄圧容器の分岐接続体の接続構造は、球状容器121の周壁部に設けた該空間121−1に通ずる貫孔121−2に枝管112側の管径そのままの接続端部112−1を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着等)して接続構成したものや、図25に示すように、貫孔121−2に分岐継手金具114の接続端部114−1を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着等)し、枝管112をナット115により分岐継手金具114を介して接続して構成したもの等がある。
なお、円筒状燃料蓄圧容器の分岐接続体の接続構造の場合、枝管112または分岐継手金具114の先端部は、図26に拡大して示すように枝管112または分岐継手金具114の外周端縁112a、114aが貫孔111−2の内壁に接するように当該枝管112または分岐継手金具114を嵌挿して貫孔111−2開口部に凹部111−3を形成させて接合させるものがある。
【0004】
しかしながら、このような接続構造にあっては、1000kgf/cm2以上にも及ぶ高圧流体の絶えず繰返される供給圧力の急激な変動と、特に機関からの加振及び雰囲気温度の上昇、下降による相手部材(相手座面)どうしの相対寸法変化に起因して、該分岐接続体としての枝管112または分岐継手金具114の蓄圧容器開口端部Pに大きな応力が発生し、当該開口端部Pが起点となって亀裂が生じ易く、しばしば燃料の漏れ等を招く可能性があった。なお、円筒状燃料蓄圧容器の場合は、図22(b)に示すように管軸方向の2点の開口端部Pが大きな応力発生位置となる。
【0005】
かかる対策として、一般的には次のような対策がとられている。分岐接続体の蓄圧容器開口端部の内圧疲労強度を高めるために、高強度鋼を用いる方法、浸炭窒化等を含む熱処理により材料強度を高める方法、蓄圧容器の形態を鍛造タイプまたは組立てタイプ(アイジョイントタイプ)とする方法等がある。
【0006】
しかしながら、分岐接続体としての枝管や継手金具に高強度鋼を用いる方法は、高強度鋼が非常に溶接しにくい上、熱処理により硬化させることができないために耐久性に問題がある。また、浸炭窒化等を含む熱処理により材料強度を高める方法は、炉中ろう付け品は熱処理によりろう材が劣化するために強度を高めることができないことから高圧用に耐えられないという難点がある。さらに、鍛造および組立てタイプは、重量が重い上、高価につくという欠点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術の有する前記問題に鑑みてなされたものであり、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する最大応力値を下げて内圧疲労強度を向上させることが可能な燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造は、円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料容器内にあって、内部の流通路に通ずる円筒状容器の軸方向にわたる周壁部もしくは球状容器の周壁部に少なくとも1つの個所での貫孔を設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる円筒状燃料蓄圧容器もしくは球状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部もしくは容器内部まで突出させて接続構成したことを特徴とするものである。また、本発明の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造は、少なくとも一部に円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器もしくは少なくとも一部に球面状の内周湾曲壁面を有する球状燃料容器内にあって、内部の流通路に通ずる円筒状容器の軸方向にわたる円筒状周壁部もしくは球状容器の球面状周壁部に少なくとも1つの個所での貫孔を設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる円筒状燃料蓄圧容器もしくは球状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔の少なくとも軸方向位置の内周壁面部に該貫孔に接するように平坦状面を設け、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部もしくは容器内部まで突出させて接続構成したことを特徴とするものである。
さらに、本発明では前記分岐接続体の先端部の蓄圧容器内周壁面から流通路内部までの突出長さLを、分岐接続体の肉厚tと同寸以上としたり、この分岐接続体には、蓄圧容器外周面部との当接部に一体もしくは別体の拡径部を設けたり、前記分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体の先端部の内径を細径となしてオリフィス効果が得られるように形成したり、前記貫孔が蓄圧容器内周面に向って拡径するテーパ孔となしたりするものである。
また、本発明は前記円筒状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔の内側開口端部にバーリング壁を設け、該貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を前記バーリング壁より前記流通路内部まで突出させて接続構成したことを特徴とし、さらにまた、前記バーリング壁の付根部周囲の内周壁面部に該バーリング壁に連なる平坦状面を設けたことを特徴とするものである。
さらに、本発明では前記分岐接続体の接合方法として、該分岐接続体を圧入もしくは焼ばめあるいは冷しばめ後、ろう付けまたは拡散接合手段を用いて接合する方法を用いることができる。
なお、本発明における円筒状燃料容器、球状燃料容器とは、あくまで蓄圧容器の内周面の形状がそれぞれ円筒状、球状を有する蓄圧容器のことであり、蓄圧容器の外観形状を形容したものではない。また、外観形状が内周面の形状と同じ蓄圧容器もあることはいうまでもない。
【0009】
すなわち、本発明は分岐接続体の先端部を円筒状容器または球状容器の内周壁面より深く挿入して流通路内部に突出させることにより、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する疲労応力を、その突出部にかかる内圧と外圧との相殺により軽減して、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する最大引張応力値を下げるものである。また、分岐接続体と円筒状容器または球状容器の接合部分(ろう付け部または拡散接合部)には、分岐接続体の流路側からの圧力が分岐接続体の壁を通じ作用し、当該接合部分を強固にすることができる。
【0010】
また、本発明は円筒状容器または球状容器の内周壁面に接合用貫孔に接するように平坦状面を設け、この平坦状面に接して穿設された貫孔に分岐接続体を接続する方式を採用することにより、従来のP点(円筒状容器の場合は軸方向位置であり、その位置は方向性を有し、球状容器の場合は方向性を有しないため貫孔の全周)のような応力集中点の発生を防止しようとするものである。
【0011】
さらに、本発明は分岐接続体の先端部を円筒状容器または球状容器の平坦状内周壁面より深く挿入して流通路内部に突出させることにより、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する疲労応力を、その突出部にかかる内圧と外圧との相殺により軽減するのみならず、平坦状内周壁面による形状効果に伴なう応力分散作用により、分岐接続体としての枝管や継手金具の下端内周縁部に発生する最大引張応力値をよりいっそう下げるものである。
【0012】
この発明において、分岐接続体の先端部の蓄圧容器内周壁面から流通路内部までの突出長さLは僅かで良いが、実際には分岐接続体の肉厚tと同寸以上とするのが好ましい。その理由は、その突出部に内圧と同じ外圧を発生させて両者をバランスさせるためである。すなわち、分岐接続体にかかる内圧と当該突出部にかかる外圧とをバランスさせることによって、分岐接続体の下端内周縁部に発生する疲労応力を軽減させるためには、前記突出長さLを当該分岐接続体の肉厚tと同寸以上とするのが好ましいためである。なお、突出長さLの上限値は、円筒状容器または球状容器の内径、肉厚等を考慮して適宜定めることとする。
【0013】
なお、円筒状燃料容器の場合、前記平坦状面の軸線と直角方向寸法Wは、前記貫孔の孔径dの1/2より大きくかつ貫孔孔径dの2倍以下であるのが好ましい。また、球状燃料容器の場合、前記平坦状面の貫孔径方向寸法Yは、前記貫孔の孔径dの1.1dより大きくかつ貫孔孔径dの2倍以下であるのが好ましい。その理由は、円筒状燃料容器の場合、平坦状面の軸線と直角方向寸法W、球状燃料容器の場合、平坦状面の貫孔径方向寸法Yがそれぞれ貫孔の孔径dの1/2未満、1.1d未満では、平坦状面が小さく応力の分散作用が十分に得られず、他方、軸線と直角方向寸法W、貫孔径方向寸法Yがそれぞれ貫孔孔径dの2倍を超える寸法では、効果に差がなく、かつ成形し難いためである。
【0014】
本発明における上記平坦状面の形成方法としては、例えば外圧方式にて押圧力を付与して内周面に平坦状面を形成する方法や、鍛造時に内周壁面に平坦状面を形成する方法、押出し成形時に平坦状面を形成する方法等を採用することができる。なお、外圧方式にて押圧力を付与して内周壁面に平坦状面を形成する方法では、平坦状面は内方に突出する円弧状面を含む面となる場合がある。したがって、本発明における平坦状面は、完全な平坦面ではなく前記円弧状面、楕円状面等、種々の曲面形状を含むものとする。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器における分岐接続体の接続構造に係る枝管と分岐継手金具による接続部の実施例で、図1は枝管による接続部の第1実施例を示す断面図、図2は分岐継手金具による接続部の第2実施例を示す断面図、図3は円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する枝管による接続部の第3実施例を示す断面図、図4は同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する枝管による接続部の第4実施例を示す断面図、図5は同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する分岐継手金具による接続部の第5実施例を示す断面図、図6は同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する分岐継手金具による接続部の第6実施例を示す断面図、図7〜図10は本発明の球面状の内周壁面を有する球状燃料容器における分岐接続体の接続構造に係る枝管と分岐継手金具による接続部の実施例で、図7は枝管による接続部の第7実施例を示す断面図、図8は同じく枝管による接続部の第8実施例を示す断面図、図9は分岐継手金具による接続部の第9実施例を示す断面図、図10は同じく分岐継手金具による接続部の第10実施例を示す断面図、図11(a)は円筒状燃料容器および球状燃料容器における分岐接続体の当該容器内部までの突出長さLと疲労応力軽減作用の説明図、図11(b)は円筒状燃料容器における分岐接続体の当該容器内部までの突出長さLの説明図、図12、図13は本発明の接続構造の平坦状面を説明するための概念図で、図12は円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器の場合の平坦状面を説明するための概念図、図13は球面状の内周壁面を有する球状燃料容器の場合の平坦状面を説明するための概念図、図14〜図17は枝管による接続部の他の実施例を示す断面図、図18は本発明の接続構造における円筒状容器の接続用貫孔と枝管の他の実施例を示す断面図、図19は本発明における分岐接続体の接続構造に係る枝管または分岐継手金具の接続構造の一部を拡大して示す断面図、図20は本発明の枝管による接続部の第11実施例を示す断面図、図21は同じく枝管による接続部の第12実施例を示す断面図である。
【0016】
図1〜図6に示す円筒状の内周壁面を有する円筒状容器1、11は、内部を流通路1−1、11−1となして管径30m/m程度以下の圧力配管炭素鋼管あるいはステンレス鋼管等の厚肉鋼管材からなるものである。そして、図1、図2に示す円筒状容器1は、該流通路1−1に通じて軸方向にわたる周壁部の内周壁面に単数もしくは間隔を保持して複数個所での貫孔1−2を有している。また、図3〜図6に示す円筒状容器11は、該流通路11−1に通じて軸方向にわたる周壁部の内周壁面に単数もしくは周方向あるいは軸方向に間隔を保持して複数個所での平坦状面11−2を設け、この平坦状面に接しかつ該平坦状面の軸芯方向中心線とその中心をほぼ一致させて貫孔11−3を有している。
【0017】
また、図7〜図10に示す球面状の内周壁面を有する球状容器21は、内部に直径50m/m程度の球面状部を有する空間21−1が形成され、枝管2または分岐継手金具3が接続される周壁部は15m/m程度以上の厚肉で、容器自体は各種鋼材からなるものである。なおここでは、球状容器21の周壁部の内周壁面に単数もしくは間隔を保持して複数個所での平坦状面21−2を設け、この平坦状面に接して貫孔21−3を有する球状容器を例示した。
【0018】
一方、分岐接続体としての枝管2および分枝継手金具3は、共に管径20m/m程度以下の前記円筒状容器1または球状容器21と同種鋼管材もしくは鋼材からなるものである。2−1、3−1は流路である。
【0019】
図1に示す接続構造は、内部を流通路1−1となした円筒状の内周壁面を有する円筒状容器1の軸方向にわたる周壁部の内周壁面に穿設した貫孔1−2に枝管2を管径そのままの接続端部2−2を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着、拡散接合等)して接続構成するものであって、その際、前記貫孔1−2に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を円筒状容器1の内周壁面1−1aより流通路1−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。この接続構造において、貫孔1−2に枝管2の先端部を挿入して突出部2−3を形成する場合は、前記図26に示すような凹部111−3が形成されないように突出部2−3を形成する。
【0020】
図2に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管2に替えて分岐継手金具3で構成したもので、分岐継手金具3は軸芯部にドリル加工等の孔あけ加工により流路3−1を設け、続いて外側端部に外方にラッパ状に開口する受圧座面3−2の加工と螺子壁3−3での加工とをそれぞれ施してなるものである。そして、この分岐継手金具3の螺子壁3−3と反対側のストレート筒部を前記枝管2と同様に、貫孔1−2に深く挿入して該継手金具3の先端部をレール内周壁面1−1aより流通路1−1内部まで突出させて突出部3−4を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0021】
図3に示す接続構造は、内部を流通路11−1となした円筒状の内周壁面を有する円筒状容器11の軸方向にわたる周壁部の内周壁面に、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面11−2を設け、この平坦状面に接して貫孔11−3を穿設したもので、枝管2は貫孔11−3に管径そのままの接続端部2−2を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着、拡散接合等)して接続構成するものであって、その際、前記貫孔11−3に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を平坦状面11−2より流通路11−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。
【0022】
図4に示す接続構造は、押出し成形時に内周壁面に平坦状面を形成する方法により、内部を流通路11−1となした円筒状の内周壁面を有する円筒状容器11の軸方向にわたる周壁部の内周壁面に平坦状面11−2を設けたもので、この場合も図3と同様、枝管2は前記平坦状面11−2に接して設けた貫孔11−3に管径そのままの接続端部2−2を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着、拡散接合等)して接続構成するものであって、その際、前記貫孔11−3に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を平坦状面11−2より流通路11−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。
【0023】
図5に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管2に替えて、前記図2に示す分岐継手金具3で構成したもので、前記図3に示す円筒状容器11と同様、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面11−2を設けた円筒状容器11に、分枝継手金具3を介して枝管2を接続する方式である。この場合は、分岐継手金具3の螺子壁3−3と反対側のストレート筒部3−5を前記枝管2と同様に、前記平坦状面11−2に接して設けた貫孔11−3に深く挿入して該継手金具3の先端部を平坦状面11−2より流通路11−1内部まで突出させて突出部3−4を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0024】
図6に示す接続構造は、前記図4の円筒状容器11と同様、押出し成形時に内周壁面に平坦状面を形成する方法により、内部を流通路11−1となした円筒状の内周壁面に平坦状面11−2を形成した円筒状容器11に、図5に示す分岐継手金具3を介して枝管2を接続する方式であり、この場合も分岐継手金具3の螺子壁3−3と反対側のストレート筒部3−5を前記枝管2と同様に、前記平坦状面11−2に接して設けた貫孔11−3に深く挿入して該継手金具3の先端部を平坦状面11−2より流通路11−1内部まで突出させて突出部3−4を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0025】
図7に示す接続構造は、内部に球面状部分を有する空間21−1となした球面状の内周壁面を少なくとも一部に有する球状容器21の球面状周壁部に貫孔21−3を穿設したもので、枝管2は前記図1に示す接続構成と同様、各貫孔21−3に管径そのままの接続端部2−2を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着、拡散接合等)して接続構成するものであって、その際、各貫孔21−3に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を内周壁面より球状の空間21−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。
【0026】
図8に示す接続構造は、鍛造成形時に内周壁面に平坦状面を形成する方法により、内部が球状の空間21−1となした球面状の内周壁面を有する球状容器21の周壁部の内周壁面に平坦状面21−2を設けたもので、この場合も図4と同様、枝管2は前記平坦状面21−2に接して設けた貫孔21−3に管径そのままの接続端部2−2を嵌挿した状態をもって相互に接合(ろう着、拡散接合等)して接続構成するものであって、その際、前記貫孔21−3に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を平坦状面21−2より球状の空間21−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着もしくは拡散接合して接続構成する。
【0027】
図9に示す接続構造は、分岐接続体を前記の枝管2に替えて分岐継手金具3で構成したもので、外圧方式にて押圧力を付与して平坦状面21−2を設けた球状容器21に、分枝継手金具3を介して枝管2を接続する方式であり、この場合も前記図5、図6に示す接続構造と同様、分岐継手金具3の螺子壁3−3と反対側のストレート筒部3−5を前記枝管2と同様に、平坦状面21−2に接して穿設した貫孔21−3に深く挿入して該継手金具3の先端部を平坦状面21−2より球状の空間21−1内部まで突出させて突出部3−4を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0028】
図10に示す接続構造は、前記図8に示す球状容器21と同様、鍛造時に内周壁面に平坦状面を形成する方法により、球面状の内周壁面に平坦状面21−2を形成した球状容器21に、前記図9に示す分岐継手金具3を介して枝管2を接続する方式であり、この場合も分岐継手金具3の螺子壁3−3と反対側のストレート筒部3−5を前記枝管2と同様に、前記平坦状面11−2に接して設けた貫孔21−3に深く挿入して該継手金具3の先端部を平坦状面21−2より球状の空間21−1内部まで突出させて突出部3−4を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0029】
上記図1〜図10に示す接続構造における枝管2および分岐継手金具3のそれぞれの突出部2−3、3−4の長さLは、図11(a)に示すように、内周壁面1−1a、平坦状面11−2、21−2からの長さ、または図11(b)に示すごとく内周壁面からの長さ(円筒状容器1の場合は平坦状面11−2、21−2の幅が貫孔11−3、21−3の孔径dより短い場合もあるため)であって、その蓄圧容器内部までの突出長さLは当該枝管2または分岐継手金具3の肉厚tと同寸以上とするのが好ましい。
【0030】
図12、図13はそれぞれ円筒状燃料容器と球状燃料容器の平坦状面の説明図である。すなわち、円筒状燃料容器の場合は前記したごとく応力集中点Pは軸方向位置であり、その位置は方向性を有するため、平坦状面11−2は少なくとも円筒状容器の軸方向位置に形成し、そのサイズは図12に示すごとく、平坦状面の軸線と直角方向寸法の最大寸法Wは貫孔11−3の孔径dの1/2より大きく、最小寸法wは貫孔孔径dの2倍以下とするのが好ましい。したがって、円筒状燃料容器の場合は斜線部が平坦状面を形成する範囲である。
一方、球状燃料容器の場合は応力集中点Pは方向性を有しないため平坦状面21−2は貫孔21−3と同芯円状に形成すればよく、そのサイズは図11に示すごとく、平坦状面の貫孔径方向寸法の最小寸法yは貫孔21−3の孔径dの1.1dより大きく、最大寸法Yは貫孔孔径dの2倍以下とするのが好ましい。したがって、球状燃料容器の場合は貫孔21−3の周囲の斜線部が平坦状面を形成する範囲である。なお、球状燃料容器の場合の平坦状面はほぼリング状の平坦状面となる。
【0031】
本発明では、上記のごとく枝管2および分岐継手金具3のそれぞれの先端部を円筒状容器1、11の内周壁面あるいは平坦状面11−2、球状容器21の内周壁面あるいは平坦状面21−2よりそれぞれ流通路1−1、11−1内部、球状の空間21−1内部まで挿入して突出部2−3、3−4を形成することにより、図11に示すごとく、該突出部を含む枝管2、分岐継手金具3の接続端部の壁には矢印イで示す内圧が作用すると同時に、突出部2−3、3−4の外壁部には前記内圧と同じ圧力の外圧(矢印ロ)が作用することにより、この内圧と外圧が相殺される結果、枝管2および分岐継手金具3の円筒状容器1、11、球状容器21の開口端部には引張応力はほとんど発生しないばかりでなく、枝管2および分岐継手金具3は平坦状面11−2、21−2に固着されているので応力集中点がなくなる。また、枝管2および分岐継手金具3と円筒状容器1、11、球状容器21の接合部分のろう材16(または拡散接合部)は、枝管2または分岐継手金具3の流路2−1、3−1側からの圧力が枝管2または分岐継手金具3の壁を通じ作用して圧縮されることにより、引抜耐力が大きくなる。
【0032】
次に、図14に示す接続構造は、枝管2の円筒状容器1、11、球状容器21のそれぞれの外周面部との当接部に一体形拡径部2−4を形成して接合したもので、この枝管2の場合は、一体形拡径部2−4によってストッパー作用が得られるため、この一体形拡径部2−4を設ける位置を選択することによって、円筒状容器1、11、球状容器21の貫孔1−2、11−3、21−3に挿入されて流通路内部に形成される突出部2−3の長さを容易にかつ的確に設定することができる。
【0033】
また、図15に示す接続構造は、図14に示す一体形拡径部2−4に替えて、枝管2の円筒状容器1、11、球状容器21の外周面部との当接部に別体形拡径部2−5を外嵌固着して接合したもので、この場合も前記図14に示す接続構造と同様、別体形拡径部2−5を設ける位置を選択することによって、円筒状容器1、11、球状容器21の貫孔1−2、11−3、21−3に挿入されて流通路1−1内部に形成される突出部2−3の長さを容易にかつ的確に設定することができる。なお、別体形拡径部2−5の固着手段には、ろう着、拡散接合、溶接等を用いることができる。
【0034】
図16、図17に示す接続構造は、流体の円滑な流れを確保するためと、エンジンへの噴射による脈動を抑えるために、それぞれ枝管2の先端部または突出部2−3にオリフィス2a、2bを設けたもので、図16に示す枝管2は、外径そのままで先端部の流路2−1を細径にしてオリフィス2aを形成し、図17に示す枝管2は、当該外径を細くして先端部の流路2−1を細径にしてオリフィス2bを形成したもので、その接続構造はいずれも前記と同様、貫孔1−2、11−3、21−3に枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部を円筒状容器1、11の流通路1−1、11−1、球状容器21の内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成する。
【0035】
図18に示す接続構造は、円筒状容器1に設ける貫孔1−2をレール内周壁面1−1aに向って拡径するテーパ孔からなる貫孔1−3となし、このテーパ孔からなる貫孔1−3に分岐接続体としての枝管2の接続端部2−2を深く挿入して該枝管2の先端部をレール内周壁面1−1aより流通路1−1内部まで突出させて突出部2−3を形成した状態をもって相互にろう着などにより接合して接続構成するもので、この場合は貫孔1−3に枝管2を圧入もしくは焼ばめあるいは冷しばめ後、相互にろう着して構成する。
なお、テーパ孔からなる貫孔1−3の径d1、d2と、円筒状容器1の肉厚lは、例えば使用圧力が2000barで、d1が6.35mm、lが1.15mmの場合、d2はd1+2〜3μm程度である。
この接続構造の場合は、貫孔1−3がレール内周壁面1−1aに向って拡径するテーパ孔からなっているため、枝管2の接続端部2−2の内壁に作用する内圧により当該枝管2が拡径されて貫孔1−3に沿って変形し、大きな引抜き耐力が得られる。
【0036】
上記した本発明における接続構造の場合、枝管2または分岐継手金具3の先端部は図19に拡大して示すごとく、枝管2または分岐継手金具3の外周端縁2c、3cが円筒状容器1、11または球状容器21の内周壁面に接するように当該枝管2または分岐継手金具3を貫孔に嵌挿して接合してもよい。この場合は、管軸方向のみに突出部2−3、3−4が形成される。
【0037】
上記した図1〜図19に示す本発明の接続構造は、枝管2および分岐継手金具3のそれぞれの先端部を円筒状容器1、11の内周壁面あるいは平坦状面11−2、球状容器21の内周壁面あるいは平坦状面21−2よりそれぞれ流通路1−1、11−1内部、球状の空間21−1内部まで挿入して突出部2−3、3−4を形成することにより、図11に示すごとく、内圧(矢印イ)と外圧(矢印ロ)が相殺される結果、枝管2および分岐継手金具3の円筒状容器1、11、球状容器21の開口端部には引張応力はほとんど発生しないばかりでなく、ろう材16(または拡散接合部)にかかる引張力も小さくなり大きな引抜耐力が得られるが、図20、図21に示す本発明の他の実施例は、枝管2または分岐継手金具3先端部の突出部2−3、3−4に替えて、円筒状容器1、11または球状容器21の貫孔の内側開口端部にバーリング壁31を形成し、このバーリング壁31に作用する外圧(矢印ロ)と枝管2または分岐継手金具3からの内圧(矢印イ)を相殺させることによって、バーリング壁31部付近のろう材16(または拡散接合部)にかかる引張力の低減をはかる接合構造であり、さらに図21に示すようにバーリング壁31の付根部周囲の内周壁面部に図3と同じ平坦状面32を形成することにより、ろう材16(または拡散接合部)にかかる引張力の低減と応力集中のさらなる軽減をはかることができる。
なお、バーリング壁31の形成方法としては、例えば先に円筒状容器1、11、球状容器21に小径の孔を穿孔し、その小径孔に所定の径のポンチを打込んで形成する方式を用いることができる。また、平坦状面32の形成方法としては、前記したように外圧方式にて形成する方法や、鍛造時あるいは押出し成形時に平坦状面を形成する方法を用いることができる。
【0038】
本願発明における枝管2や分岐継手金具3からなる分岐接続体の接合手段としては、銅ろう付け、ニッケルろう付けなどの炉中ろう付けが好ましい。また、貫孔1−2、11−3、21−3と枝管2や分岐継手金具3からなる分岐接続体の表面を高精度に仕上げ前処理により活性化させた後、好ましくはさらにニッケルや銅などのめっき被膜を施し、貫孔に分岐接続体を挿入し、拡散温度に十分な時間保持して拡散接合する方法も可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による円筒状燃料蓄圧容器や球状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造は、枝管あるいは分枝継手金具からなる分岐接続体の先端部を蓄圧容器の内部まで挿入して突出部を形成せしめて相互にろう付けした接続構造となしているので、前記突出部の外壁部に内圧とほぼ同じ外圧が作用して双方が相殺される結果、分岐接続体の蓄圧容器開口端部Pにおける疲労応力を著しく軽減せしめる効果が得られ、また同時に、分岐接続体と蓄圧容器の接合部分のろう材や拡散接合部が分岐接続体に作用する内圧により圧縮されることにより大きな引抜耐力が得られる。さらに、円筒状容器または球状容器の内周面に平坦状面を設け、この平坦状面に接して穿設した貫孔に分岐接続体を接続する方式を採用したことにより、前記P点のような応力集中点の発生を防止することができ、蓄圧容器開口端部における疲労応力をよりいっそう軽減せしめる効果が得られる。従って、本発明によれば、ろう付けや拡散接合等の熱処理を伴う製造工程を経ても高い内圧疲労特性を有する高圧用の分岐接続体の接続構造を安価に提供する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】本発明の円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器における分岐接続体の接続構造に係る枝管と分岐継手金具による接続部の実施例で、枝管による接続部の第1実施例を示す断面図である。
【図2】同じく分岐継手金具による接続部の第2実施例を示す断面図である。
【図3】同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する枝管による接続部の第3実施例を示す断面図である。
【図4】同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する枝管による接続部の第4実施例を示す断面図である。
【図5】同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する分岐継手金具による接続部の第5実施例を示す断面図である。
【図6】同じく円筒状の内周壁面の一部に平坦状面を有する分岐継手金具による接続部の第6実施例を示す断面図である。
【図7】本発明の球面状の内周壁面を有する球状燃料容器における分岐接続体の接続構造に係る枝管と分岐継手金具による接続部の実施例で、枝管による接続部の第7実施例を示す断面図である。
【図8】同じく枝管による接続部の第8実施例を示す断面図である。
【図9】同じく分岐継手金具による接続部の第9実施例を示す断面図
【図10】同じく分岐継手金具による接続部の第10実施例を示す断面図である。
【図11】(a)は円筒状燃料容器および球状燃料容器における分岐接続体の当該容器内部までの突出長さLと疲労応力軽減作用の説明図、(b)は円筒状燃料容器における分岐接続体の当該容器内部までの突出長さLの説明図である。
【図12】本発明の接続構造の平坦状面を説明するための概念図で、円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器の場合の平坦状面を説明するための概念図である。
【図13】同じく球面状の内周壁面を有する球状燃料容器の場合の平坦状面を説明するための概念図である。
【図14】本発明に係る枝管による接続部の他の実施例を示す断面図である。
【図15】同じく枝管による接続部の他の実施例を示す断面図である。
【図16】同じく枝管による接続部の他の実施例を示す断面図である。
【図17】同じく枝管による接続部の他の実施例を示す断面図である。
【図18】本発明の接続構造における円筒状容器の接続用貫孔と枝管の他の実施例を示す断面図である。
【図19】本発明における分岐接続体の接続構造に係る枝管または分岐継手金具の接続構造の一部を拡大して示す断面図である。
【図20】本発明の枝管による接続部の第11実施例を示す断面図である。
【図21】同じく枝管による接続部の第12実施例を示す断面図である。
【図22】従来の円筒状燃料容器における分岐接続体の接続構造を例示したもので、(a)は部分破断側面図、(b)は(a)のアーア線上の断面図である。
【図23】従来の球状燃料容器における分岐接続体の接続構造の一例を示す断面図である。
【図24】図22に示す接続構造において、分岐接続体として分岐継手金具を用いた接続構造を示す図2相当図である。
【図25】図23に示す接続構造において、分岐接続体として分岐継手金具を用いた接続構造を示す図9相当図である。
【図26】従来の接続構造に係る枝管または分岐継手金具の接続構造の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
1、11 円筒状容器
1−1、11−1 流通路
1−2、11−3、21−3 貫孔
2 枝管
2−1、3−1 流路
2−2 接続端部
2−3、3−4 突出部
3 分岐継手金具
11−2 21−2、32 平坦状面
21 球状容器
21−1 球状の空間
31 バーリング壁
Claims (10)
- 円筒状もしくは球面状の内周湾曲壁面を有する燃料容器内にあって、内部の流通路に通ずる円筒状容器の軸方向にわたる周壁部もしくは球状容器の周壁部に少なくとも1つの個所での貫孔を設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる円筒状燃料蓄圧容器もしくは球状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部もしくは容器内部まで突出させて接続構成したことを特徴とする燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 少なくとも一部に円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器もしくは少なくとも一部に球面状の内周湾曲壁面を有する球状燃料容器内にあって、内部の流通路に通ずる円筒状容器の軸方向にわたる円筒状周壁部もしくは球状容器の球面状周壁部に少なくとも1つの個所での貫孔を設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる円筒状燃料蓄圧容器もしくは球状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔の少なくとも軸方向位置の内周壁面部に該貫孔に接するように平坦状面を設け、前記貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を容器内周壁面より前記流通路内部もしくは容器内部まで突出させて接続構成したことを特徴とする燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記分岐接続体の先端部の蓄圧容器内周壁面から流通路内部までの突出長さLは、分岐接続体の肉厚tと同寸以上であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記分岐接続体は、蓄圧容器外周面部との当接部に一体もしくは別体の拡径部を有することを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体の先端部の内径を細径となしてオリフィス効果が得られるように形成したことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記貫孔が蓄圧容器内周面に向って拡径するテーパ孔となしたことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 円筒状の内周壁面を有する円筒状燃料容器内にあって、内部の流通路に通ずる円筒状容器の軸方向にわたる周壁部に少なくとも1つの個所での貫孔を設け、該貫孔に分岐枝管もしくは分岐継手金具からなる分岐接続体を嵌挿した状態をもって相互に接合して接続構成してなる円筒状燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造において、前記貫孔の内側開口端部にバーリング壁を設け、該貫孔に分岐接続体を深く挿入して該分岐接続体の先端部を前記バーリング壁より前記流通路内部まで突出させて接続構成したことを特徴とする燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記バーリング壁の付根部周囲の内周壁面部に該バーリング壁に連なる平坦状面を設けたことを特徴とする請求項7記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記分岐接続体を圧入もしくは焼ばめあるいは冷しばめ後、接合することを特徴とする請求項1ないし8のうちいずれか1項記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
- 前記分岐接続体の接合手段として、ろう付けまたは拡散接合手段を用いることを特徴とする請求項1ないし9のうちいずれか1項記載の燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002342820A JP4039937B2 (ja) | 2001-12-20 | 2002-11-26 | 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-387366 | 2001-12-20 | ||
JP2001387366 | 2001-12-20 | ||
JP2002011772 | 2002-01-21 | ||
JP2002-11772 | 2002-01-21 | ||
JP2002342820A JP4039937B2 (ja) | 2001-12-20 | 2002-11-26 | 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003278623A JP2003278623A (ja) | 2003-10-02 |
JP2003278623A5 JP2003278623A5 (ja) | 2006-02-02 |
JP4039937B2 true JP4039937B2 (ja) | 2008-01-30 |
Family
ID=29255075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002342820A Expired - Fee Related JP4039937B2 (ja) | 2001-12-20 | 2002-11-26 | 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4039937B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005264883A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | 高圧燃料蓄圧容器の継手構造 |
JP2005273475A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Sanoh Industrial Co Ltd | フューエルインジェクションレール |
JP4332877B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2009-09-16 | 臼井国際産業株式会社 | コモンレールのシール方法 |
US7275521B2 (en) | 2004-06-17 | 2007-10-02 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | Joint structure of diverging branch pipe in fuel rail for internal combustion engine, diverging branch pipe and manufacture method of its diverging branch pipe |
GB2431211B (en) | 2004-07-16 | 2008-07-02 | Waters Investments Ltd | A tube joint and a method of bonding tubes |
JP2007016668A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | 直噴ガソリンエンジン用燃料レール |
JP4618679B2 (ja) * | 2005-07-14 | 2011-01-26 | 臼井国際産業株式会社 | ろう付け製コモンレールにおける分岐接続体の接続構造 |
JP4863255B2 (ja) * | 2005-11-04 | 2012-01-25 | 臼井国際産業株式会社 | 蓄圧容器に分岐接続体を接続する方法 |
JP5039507B2 (ja) * | 2007-10-31 | 2012-10-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 高圧燃料供給ポンプおよびその製造方法 |
JP2011052554A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Aisin Seiki Co Ltd | フューエルデリバリパイプ |
CA2875512C (en) | 2014-12-18 | 2015-12-08 | Westport Power Inc. | Sealing structure for gaseous fuel |
-
2002
- 2002-11-26 JP JP2002342820A patent/JP4039937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003278623A (ja) | 2003-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100609675B1 (ko) | 연료 압력 축적 용기에서의 분기 접속체의 연결 구조 | |
JP4039937B2 (ja) | 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 | |
US9157401B2 (en) | Apparatus for coupling components of a fuel delivery system | |
US6126208A (en) | Common rail and method of manufacturing the same | |
US20050275218A1 (en) | Joint structure of branch connector for common rail | |
US20040003795A1 (en) | Accumulation type fuel injection system for engine | |
JP2007016668A (ja) | 直噴ガソリンエンジン用燃料レール | |
JP2005009394A (ja) | コモンレール用分岐接続体の接続構造 | |
JP2008542624A (ja) | 高圧絞りを備えた高圧アキュムレータ | |
JP2000088167A (ja) | 分岐管の接続構造 | |
JP4236723B2 (ja) | コモンレール | |
JP2001280217A (ja) | コモンレール | |
US20100052318A1 (en) | System and Method of Joining Fluid Transporting Tube and Header Using Internal Ferrule | |
CN210738715U (zh) | 用于油轨的主管件 | |
JPH10246378A (ja) | コモンレール | |
JPH10196869A (ja) | コモンレール | |
JP4618679B2 (ja) | ろう付け製コモンレールにおける分岐接続体の接続構造 | |
JP4039563B2 (ja) | 燃料蓄圧容器における分岐接続体の接続構造 | |
US7000851B2 (en) | Integrated injection line and injection nozzle | |
JP2873975B2 (ja) | フユーエルデリバリパイプとその製造方法 | |
JPH10159676A (ja) | コモンレール | |
JP2024011883A (ja) | フューエルレール | |
JP2005264883A (ja) | 高圧燃料蓄圧容器の継手構造 | |
JP2001041119A (ja) | インテークマニホールドのサージタンク構造 | |
JPH09250663A (ja) | アイジョイントと細径金属管との接続構造およびその連結方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070816 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071106 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4039937 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131116 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |