JP4046334B2 - Connection structure of branch connection for common rail - Google Patents
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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蓄圧式燃料噴射システムに使用される高圧燃料多岐管等のようなコモンレールにおける分岐枝管もしくは分岐金具等による分岐接続体の接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の分岐接続体の接続構造として図3に示すものがある(特許文献1参照)。この分岐接続体の接続構造は、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部に外方に開口する受圧座面11−3が形成され、該受圧座面付近の本管レール11の外周壁に筒状のスリーブニップル13が溶接またはろう付けにより取着され、前記流通路11−1に通ずる流路12−1を有する分岐接続体12の先端部に設けた接続頭部12−2のなす押圧座面12−3を前記受圧座面11−3に当接係合せしめ、予め分岐接続体側に外嵌固着したスリーブワッシャ15に外装された締付け用袋ナット14を前記スリーブニップル13に螺合することにより、前記接続頭部12−2首下での押圧に伴って締着して分岐接続体12を接続する方式となっている。
すなわち、この分岐接続体の接続構造は、分岐接続体12に外嵌固着したスリーブワッシャ15にて当該分岐接続体12に作用する軸力による挫屈や変形を防止し、シールと噴射圧の安定性を確保したものである。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−82664号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の分岐接続体の接続構造においては、図示のようにスリーブニップル13の管軸と本管レール11の受圧座面11−3の中心とが一致するように当該スリーブニップル13が本管レール11の外周壁に取着されているときは高いシール性を得ることができるが、スリーブニップル13の中心がずれて本管レール11に取着されているときは、締付け用袋ナット14による分岐接続体のシール力の低下やシート部の変形によりシールが不十分となるという問題があった。また、分岐接続体の直線性にばらつきがあったり、分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致しないで僅かに傾斜した場合にもシールが不十分となるという問題があった。
【0005】
本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたものであり、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されているときでも、また分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致していないで僅かに傾斜したときでも高シール性を確保できるコモンレール用分岐接続体の接続構造を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造は、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分岐孔の周面部に形成した外方へ開口する受圧座面を囲むように、当該受圧座面と同心に筒状のスリーブニップルを溶接またはろう付けにより本管レールに取着し、前記流通路に通ずる流路を有する分岐接続体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、予め分岐接続体側に外嵌したスリーブワッシャに外装した締付け用袋ナットを前記スリーブニップルに螺合することにより、前記接続頭部首下での押圧に伴って締着して分岐接続体を接続する方式のコモンレール用分岐接続体の接続構造において、前記スリーブワッシャをフランジ付きワッシャとフランジなしワッシャとからなる二分割構造として両ワッシャをその当接面で相互に横ずれ可能に分岐接続体に外嵌し、かつ該フランジ付きスリーブワッシャの内径を分岐接続体の外径より僅かに大径となし、前記スリーブニップルの基部と反対側開口部の内径を前記二分割構造のスリーブワッシャの外径より僅かに大径となしたことを特徴とするものである。
また、前記フランジなしワッシャが接続頭部首下に圧嵌された構成となしたことを特徴とし、さらに、前記フランジ付きワッシャのフランジ部背面を球面もしくはテーパ面となし、該球面もしくはテーパ面と接する前記締付け用袋ナットの内面を当該球面と同一曲率半径の湾曲面または、テーパ面となしたことを特徴とするものである。
【0007】
本発明において、スリーブワッシャを二分割構造として両ワッシャをその当接面で相互に横ずれ可能に分岐接続体に外嵌したのは、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されているときに、そのずれを吸収できるようにするためである。また、フランジなしワッシャを接続頭部首下に圧嵌したのは、配管接続時に袋ナットを過大に締付けた場合に、その過大な締付けトルクで生じる軸力を吸収し、ワッシャの変形を防止するとともに座屈強度が向上し、かつ曲げ疲労強度も向上するためである。さらに、締付け用袋ナットの内面と接するスリーブワッシャ背面を球面となし、該球面と接する前記締付け用袋ナットの内面を湾曲面またはテーパ面としたのは、分岐接続体の管軸と相手取付軸が一致していないときでも、該スリーブワッシャの背面と締付け用袋ナットの接触部の面圧を常に均一に保持するためである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の一実施例を示す縦断面図、図2は同じくコモンレール用分岐接続体の接続構造の他の実施例を示す縦断面図であり、1は本管レール、2は分岐接続体、3はスリーブニップル、4は締付け用袋ナット、5−1、5−2は二分割構造のスリーブワッシャ、6、7は隙間である。
【0009】
コモンレールとしての本管レール1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STS48相当の高圧配管用の鋼管であって、その軸芯内部を流通路1−1となしている。
【0010】
本管レール1と別体のスリーブニップル3を有するコモンレールの場合は、前加工工程において、この本管レール1の外周壁に、外周面に分岐接続体2側に組込まれる締付け用袋ナット4と螺合する螺子面3−1を設けたスリーブニップル3を継手金具となしてその基端部を直接溶接またはろう付けして取付ける。このスリーブニップル3の基端部と反対側の開口部は、二分割構造のスリーブワッシャ5−1、5−2の外周面との間に隙間7ができるように、該スリーブワッシャの外径より大径となしている。続いて、仕上加工工程において、本管レール1の前記スリーブニップル3で囲まれた部分に当該本管レール1の流通路1−1に通じ該流通路に連通する円形の外方に開口する周面を受圧座面1−3となす分岐孔1−2を形成する。
【0011】
一方、分岐接続体2は、分岐枝管あるいは分岐金具からなるものであって、その内部に本管レール1の流通路1−1に通ずる流路2−1を有してその端部に例えば球面状の先端シール面に連設した先細円錐状の挫屈成形による拡径した接続頭部2−2のなす押圧座面2−3を設けてなる。
【0012】
二分割構造のスリーブワッシャは、フランジ付きワッシャ5−1とフランジなしワッシャ5−2とからなり、図1に示す接続構造は、締付け用袋ナット4の内面とフランジ付きワッシャ5−1の背面は互いに平坦面接触となっており、かつその内径は分岐接続体2の外径より僅かに大径となしている。
一方、図2に示す接続構造は、フランジ付きワッシャ5−1のフランジ部背面を球面もしくはテーパ面5−1aとなし、かつ内径は前記と同様分岐接続体2の外径より僅かに大径となしている。そして、このフランジ付きワッシャ5−1の球面もしくはテーパ面5−1aと接する締付け用袋ナット4の内面をテーパ面または該球面と同一曲率半径もしくは僅かに大きな曲率半径の湾曲面4−1として、フランジ付きワッシャ5−1の背面と締付け用袋ナット4の内面とを好ましくは球面接触させて圧嵌せしめるものである。
6はフランジ付きワッシャ5−1の内面と分岐接続体2の外面との間に設けた隙間である。
また、フランジなしワッシャ5−2には、前記分岐接続体2の接続頭部2−2の首下部外周面を覆う段付き拡径部5−2aが設けられ、該ワッシャの段付き拡径部側端面に前記接続頭部2−2の最大径部を被せた構造となっている(特開2002−54770号公報参照)が、この形状に限定されるものではない。
【0013】
なお上記スリーブワッシャ5−1、5−2の材質は、本管レール1と同一材質またはそれ以上の強度を有するものが好ましく、例えばS45C、SCM435などの硬質材を使用することができる。
【0014】
図1に示す本発明の分岐接続体2の接続構造は、分岐接続体2側の接続頭部2−2のなす押圧座面2−3を本管レール1側の受圧座面1−3に当接係合せしめ、予め分岐接続体2側に二分割構造のスリーブワッシャ5−1、5−2に外装した締付け用袋ナット4を前記スリーブニップル3に螺合することにより、前記接続頭部2−2首下での締付け用袋ナット4を介したスリーブワッシャ5−1、5−2の押圧に伴って締着して接続構成するものである。
ここで図1に示す接続構造は、スリーブワッシャがフランジ付きワッシャ5−1とフランジなしワッシャ5−2とから構成された二分割構造となっており、かつフランジ付きワッシャ5−1の内面と分岐接続体2の外面との間と、該スリーブワッシャ5−1、5−2とスリーブニップル3との間にそれぞれ隙間6、7が設けられているため、スリーブニップル3の中心がずれて本管レールに取着されていても、フランジ付きワッシャ5−1とフランジなしワッシャ5−2の当接面でそのずれ(横ずれ)を吸収することができ、分岐接続体2に作用する軸力を損失することなくシート面に均一に伝達することができる。
また、図2に示す接続構造は、締付け用袋ナット4の内面とフランジ付きワッシャ5−1の背面とを球面接触、テーパ面接触、あるいは球面とテーパ面接触させたことにより、前記図1に示す接続構造の作用効果に加えて、ナット締め付け時において何らかの原因で分岐接続体2が本管レールの分岐孔1−2の軸芯に対して僅かに傾いたり偏心したりしても、フランジ付きワッシャ5−1の背面と締付け用袋ナット4の接触部は常に均一な面圧を保持して十分なスラスト力を発生させ、シール面もむらのない均一な面圧分布でシールされる。
【0015】
さらに、図1、図2に示す接続構造の場合は、分岐接続体2の接続頭部2−2の首下部外周面を覆うスリーブワッシャに段付き拡径部5−2aを設けたことにより分岐接続体2の内圧疲労強度を確保できる上、分岐接続体2のスリーブワッシャ5−1、5−2を外嵌する部分の肉厚を厚肉とすることにより曲げ疲労強度を確保できる。
【0016】
なおここでは、レール1とスリーブニップル3が別体のもので説明したが、スリーブニップルがレールと一体のものであっても、シート面1−3とスリーブ部のねじ3−1の加工時に芯ずれが生じた場合等に本発明が有効であ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用分岐接続体の接続構造は、スリーブニップルを溶接またはろう付けにより本管レールに取着し、該スリーブニップルに螺合する袋ナットを締着して分岐接続体を接続する構造において、予め分岐接続体の外周に嵌合するスリーブワッシャを二分割構造とし、かつ該ワッシャの背面と締付け用袋ナットの内面とを球面接触、テーパ面接触、あるいは球面対テーパ面接触としたことにより、スリーブニップルの中心がずれて本管レールに取着されていても、分岐接続体に作用する軸力を損失することなくシート面に均一に伝達することができるという効果が得られる。また、分岐接続体が本管レールの分岐孔の軸芯に対して僅かに傾いたり偏心したりしても、スリーブワッシャの背面と締付け用袋ナットの接触部の面圧を常に均一に保持することができるので、高シール性を確保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】本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】本発明に係るコモンレール用分岐接続体の接続構造の他の実施例を示す縦断面図である。
【図3】この発明の対象とする従来のコモンレール用分岐接続体の接続構造例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 本管レール
1−1 流通路
1−2 分岐孔
1−3 受圧座面
2 分岐接続体
2−1 流路
2−2 接続頭部
2−3 押圧座面
3 スリーブニップル
3−1 螺子面
4 締付け用袋ナット
5−1 フランジ付きワッシャ
5−1a 球面もしくはテーパ面
5−2 フランジなしワッシャ
5−2a 段付き拡径部
6、7 隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a connection structure of a branch connection body such as a branch branch pipe or a branch fitting in a common rail such as a high pressure fuel manifold used in an accumulator fuel injection system in a diesel internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a structure shown in FIG. 3 as a connection structure of this type of branch connector (see Patent Document 1). The connection structure of this branch connection body has a pressure receiving seat surface 11-that opens outwardly in a branch hole 11-2 that communicates with an internal flow passage 11-1 provided in a peripheral wall portion on the
That is, the connection structure of the branch connection body prevents the buckling and deformation due to the axial force acting on the
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-82664
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional connection structure of the branch connection body, as shown in the drawing, the
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and even when the center of the sleeve nipple is deviated and attached to the main rail, the pipe shaft of the branch connection body and the mating mounting shaft are also provided. Therefore, it is an object of the present invention to provide a connection structure for a branch connection body for a common rail that can ensure a high sealing performance even when they are not matched and are slightly inclined.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The connection structure of the branch connection body for the common rail according to the present invention includes an outer surface formed on the peripheral surface portion of the branch hole provided with a space in the axial peripheral wall portion of the main rail having a flow passage in the axial direction inside. Branch connecting body having a flow path that is connected to the main rail by welding or brazing a cylindrical sleeve nipple concentrically with the pressure receiving seating surface so as to surround the pressure receiving seating surface that opens in the direction The press seat surface formed by the connection head provided at the end of the sleeve is brought into contact with and engaged with the pressure-receiving seat surface, and a tightening cap nut externally mounted on a sleeve washer previously fitted on the branch connector is screwed onto the sleeve nipple. In the connection structure of the branch connection body for the common rail, which is fastened with the pressure under the connection head neck to connect the branch connection body, the sleeve washer is connected to the flanged washer and the flange without the flange. As a two-part structure composed of a washer, both washers are fitted on the branch connector so that they can be laterally displaced from each other at their abutment surfaces, and the inner diameter of the flanged sleeve washer is slightly larger than the outer diameter of the branch connector None, the inside diameter of the opening opposite to the base of the sleeve nipple is slightly larger than the outside diameter of the sleeve washer having the two-part structure.
Further, the flangeless washer is configured to be press-fitted under the neck of the connecting head, and further, the flange portion back surface of the flanged washer is formed as a spherical surface or a tapered surface, and the spherical surface or the tapered surface is provided. The inner surface of the fastening nut that is in contact is a curved surface or a tapered surface having the same curvature radius as the spherical surface.
[0007]
In the present invention, the sleeve washer is divided into two parts and externally fitted to the branch connecting body so that both washers can be laterally displaced from each other at the abutment surface thereof, and the center of the sleeve nipple is displaced and is attached to the main rail. This is because sometimes the deviation can be absorbed. Also, the flangeless washer is press-fitted under the neck of the connecting head, so that if the cap nut is tightened excessively when the pipe is connected, the axial force generated by the excessive tightening torque is absorbed to prevent the washer from being deformed. In addition, the buckling strength is improved and the bending fatigue strength is also improved. Further, the back surface of the sleeve washer in contact with the inner surface of the tightening bag nut is a spherical surface, and the inner surface of the tightening bag nut in contact with the spherical surface is a curved surface or a tapered surface. This is because the surface pressure of the contact portion between the back surface of the sleeve washer and the tightening cap nut is always kept uniform even when they do not match.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a connection structure for a common rail branch connection according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the connection structure for a common rail branch connection, 1 is a main rail, 2 is a branch connection body, 3 is a sleeve nipple, 4 is a cap nut for tightening, 5-1 and 5-2 are sleeve washers having a two-part structure, and 6 and 7 are gaps.
[0009]
The
[0010]
In the case of a common rail having a
[0011]
On the other hand, the
[0012]
The sleeve washer having a two-part structure is composed of a flanged washer 5-1 and a flangeless washer 5-2. The connection structure shown in FIG. 1 has an inner surface of the fastening
On the other hand, in the connection structure shown in FIG. 2, the rear surface of the flange portion of the washer 5-1 with flange is formed as a spherical surface or a tapered surface 5-1a, and the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the
6 is a gap provided between the inner surface of the flanged washer 5-1 and the outer surface of the
Further, the flangeless washer 5-2 is provided with a stepped enlarged diameter portion 5-2a that covers the outer peripheral surface of the neck lower portion of the connection head 2-2 of the
[0013]
The material of the sleeve washers 5-1 and 5-2 is preferably the same material as that of the
[0014]
In the connection structure of the
Here, the connection structure shown in FIG. 1 is a two-part structure in which the sleeve washer is composed of a flanged washer 5-1 and a flangeless washer 5-2, and the inner surface of the flanged washer 5-1 branches off. Since the
Further, the connection structure shown in FIG. 2 is obtained by bringing the inner surface of the tightening
[0015]
Further, in the case of the connection structure shown in FIG. 1 and FIG. 2, branching is achieved by providing a stepped enlarged diameter portion 5-2 a on the sleeve washer that covers the outer peripheral surface of the neck lower part of the connection head 2-2 of the
[0016]
Here, the
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the common rail branch connection structure according to the present invention has a branch structure in which a sleeve nipple is attached to a main rail by welding or brazing, and a cap nut screwed into the sleeve nipple is fastened. In the structure for connecting the connection body, the sleeve washer that is fitted to the outer periphery of the branch connection body is divided into two parts in advance, and the back surface of the washer and the inner surface of the fastening nut are spherical contact, tapered surface contact, or spherical pair. By adopting the tapered surface contact, even if the center of the sleeve nipple is shifted and attached to the main rail, the axial force acting on the branch connection body can be uniformly transmitted to the seat surface without loss. An effect is obtained. Even if the branch connector is slightly inclined or eccentric with respect to the axis of the branch hole of the main rail, the contact pressure between the back surface of the sleeve washer and the contact portion of the fastening nut is always kept uniform. Therefore, an excellent effect that a high sealing performance can be secured is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a connection structure for a common rail branch connection body according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the connection structure of the common rail branch connection body according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a connection structure of a conventional common rail branch connection body to which the present invention is applied;
[Explanation of symbols]
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