JP4226732B2 - コモンレール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4及び図5は従来のコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール51を示し、中心部にレール長方向に延びるレール穴52が形成されている。レール穴52の内径はその全長にわたって一定であり、後述するように必要内容積とサイズ上の制約とから内径が決められている。レール穴52を取り囲む筒壁部53の複数箇所には、内側から外側へ順に、レール穴52に交差開口してレール長直角方向に延びる複数(図示例では四つ)の分岐穴54と、分岐穴54より内径の大きい連通穴55と、テーパー状のシール面56とが、各々連通するように形成されている。複数の分岐穴54はレール穴52の全長において均等に開口するように大きい相互間隔をおいて分散配置されている。複数のシール面56には、各々インジェクタへ延びるインジェクションパイプ(図示略)の端部のシール面が密着するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記レール穴52は、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保する必要があるが、長くなりすぎるとコモンレール51が長さ方向に大型化してエンジンにおける取付スペースに収まらなくなるため、長さに制約を受ける。そこで従来は、まず、コモンレール51を取付スペースに収める観点から、レール穴52の長さが決められ、次に、その長さで必要内容積を除算して、レール穴52の断面積・内径が決められていた。
【0004】
このようにして決められるレール穴52の内径はどうしても大きくなりやすいため(例えば9〜13mm程度)、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部53の内周面に負荷される応力が大きくなりやすい。その応力は、筒壁部53の内周面のうちでもとりわけレール穴52に開口する分岐穴54の穴周囲部57に集中するため、該穴周囲部57が強度的に最弱部位(ボトルネック)となり、場合によっては応力過大部位となる。
【0005】
特に最近は、エンジン性能の向上に伴い、コモンレールに対する超高圧化対応のニーズがあり、今後ますます内圧を高める必要があるため、上記の通り最弱部位である穴周囲部57に集中する応力を低減させることが最重要課題である。
【0006】
本発明の目的は、上記課題を解決し、コモンレールを長さ方向に大型化させることなく、レール穴の必要内容積を確保することができるとともに、分岐穴の穴周囲部に集中する応力を効果的に低減させることができ、超高圧化のニーズにも対応することができるコモンレールを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、中心部にレール穴が形成され、該レール穴を取り囲む筒壁部にレール穴に開口する複数の分岐穴が形成されたコモンレールにおいて、前記レール穴を、内径が5〜7mmであり、前記複数の分岐穴が開口する一つの連続した主通路部と、レール穴の必要内容積を確保できるよう内径が前記主通路部の内径より相対的に大きく調整され、前記複数の分岐穴が開口しない一つの連続した内容積調整部とから構成し、前記一つの主通路部と前記一つの内容積調整部とをコモンレールの長さ方向に単純に並べた配置とした。
【0008】
この分岐穴の配置により、主通路部に複数の分岐穴が開口し、各分岐穴の穴周囲部には応力が集中する。しかし、主通路部の内径を小さくしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部の内周面に負荷される応力が小さくなるので、穴周囲部に集中する応力も低減される。主通路部の内径は、内容積調整部の内径より小さく分岐穴より大きい範囲で、できる限り小さいことが好ましいが、加工性、内容積確保の観点より5〜7mmである。なお、分岐穴の内径は、特に限定されないが、0.7〜3.0mmが好ましい。
【0009】
レール穴の内容積は、主通路部の内容積と内容積調整部の内容積との和である。主通路部の内径を小さくした分だけレール穴の内容積が小さくなるので、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保するために、内容積調整部の内径を大きくして調整する。内容積調整部の内径を大きくすると、筒壁部の内周面に負荷される応力が大きくなるが、内容積調整部には分岐穴が開口せず、最弱部位である穴周囲部がないので、強度上の問題は生じない。内容積調整部の内径は、主通路部の内径より大きい限り特に限定されず、必要内容積を確保できるよう適宜決めることができる。
【0010】
主通路部と内容積調整部との数及び配置の仕方は、一つの主通路部と一つの内容積調整部とを単純に並べた配置とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態例について、図1〜図3を参照して説明する。図3はディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略を示し、コモンレール1の側部には、燃料ポンプ2を接続するためのパイプ3と、インジェクタ4を接続するためのインジェクションパイプ5(カラー、ユニオン等がアッシー化されている)とが接続され、コモンレール1の端部には、リリーフバルブ6と圧力センサ7とが接続される。燃料ポンプ2とインジェクタ4は電子制御装置8により制御される。
【0012】
図1及び図2に示すように、金属製のコモンレール1の中心部にはレール長方向に延びるレール穴10が形成され、該レール穴10は、内径が相対的に小さい(具体的には5.5mm)図1中左側の主通路部11と、内径が相対的に大きい(具体的には17mm)図1中右側の内容積調整部12とから構成されている。本例のコモンレール1は、内径11mmのレール穴を有する従来品のコモンレールを置き換えるものとして開発されたものであり、レール穴10の長さ及び内容積は該従来品のレール穴の長さ及び内容積と略同一であるが、主通路部11の内径は該従来品のレール穴10の内径に対して0.5倍に細径化されており、内容積調整部12の内径は該従来品のレール穴10の内径に対して約1.55倍に太径化されている。なお、本例では、主通路部11の左側に、該従来品のレール穴10の内径と同程度の内径部分が形成されている。
【0013】
レール穴10のうち主通路部11を取り囲む筒壁部13aの複数箇所には、内側から外側へ順に、主通路部11に交差開口してレール長直角方向に延びる複数(図示例では四つ)の分岐穴14と、分岐穴14より内径の大きい連通穴15と、テーパー状のシール面16とが、各々連通するように形成されている。このように、複数の分岐穴14は、主通路部11に開口して内容積調整部12には開口しない(内容積調整部12に開口する分岐穴14は無い)ように左側に偏在配置されている。本例における分岐穴14の内径は0.9mmである。複数のシール面16には、各々インジェクションパイプ5の端部の凸球面状のシール面(図示略)が密着するようになっている。
【0014】
燃料ポンプ2により加圧してコモンレール1に送られた燃料は、レール穴10の主に主通路部11を通過して各分岐穴14に分岐され、インジェクションパイプ5からインジェクタ4に送られる。
【0015】
上記のような分岐穴14の配置により、主通路部11に複数の分岐穴14が開口し、図2(b)に示すように、各分岐穴14の穴周囲部17(特に分岐穴14の左右部)には応力が集中する。しかし、主通路部11の内径を小さくしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部13aの内周面に負荷される応力が小さくなるので、穴周囲部17に集中する応力も低減される。よって、超高圧化のニーズにも対応することができる。本例では、主通路部11の内径が従来品の内径に対して0.5倍に細径化された結果、図2(c)に示すように、筒壁部13aの内周面に負荷される応力が従来品より約20%低減された。
【0016】
レール穴10の内容積は、主通路部11の内容積と内容積調整部12の内容積との和である。主通路部11の内径を小さくした分だけレール穴10の内容積が小さくなるので、コモンレールとしての機能上必要な内容積を確保するために、内容積調整部12の内径を大きくして調整している。内容積調整部12の内径を大きくすると、内容積調整部12を取り囲む筒壁部13bの内周面に負荷される応力が大きくなるが、内容積調整部12には分岐穴が開口せず、最弱部位である穴周囲部がないので、強度上の問題は生じない。
【0017】
また、レール穴10の長さを増加させなくても、上記の通りレール穴10の必要内容積を確保することができるため、コモンレール1は長さ方向に大型化せず、エンジンにおける取付スペースに容易に収めることができる。
【0018】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
(1)内容積調整部12を、互いに内径の異なる複数段で構成すること。
(2)実施形態例における各部の寸法は例示であり、本発明の趣旨の範囲で各部の寸法を適宜変更することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のコモンレールによれば、コモンレールを長さ方向に大型化させることなく、レール穴の必要内容積を確保することができるとともに、主通路部の内径を5〜7mmにしたことにより、加圧燃料によるレール穴内圧によって筒壁部の内周面に負荷される応力が小さくなるので、分岐穴の穴周囲部に集中する応力を効果的に低減させることができ、超高圧化のニーズにも対応することができ、また、加工性、内容積を確保することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るコモンレールの断面図である。
【図2】(a)は図1の部分拡大断面図、(b)は(a)のIIb−IIb断面図、(c)は筒壁部の内周面に負荷される応力とレール穴(主通路部)の内径との関係を示すグラフである。
【図3】エンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略図である。
【図4】従来例に係るコモンレールの断面図である。
【図5】(a)は図4の部分拡大断面図、(b)は(a)のVb−Vb断面図である。
【符号の説明】
1 コモンレール
10 レール穴
11 主通路部
12 内容積調整部
13a 筒壁部
13b 筒壁部
14 分岐穴
17 穴周囲部
Claims (1)
- 中心部にレール穴が形成され、該レール穴を取り囲む筒壁部にレール穴に開口する複数の分岐穴が形成されたコモンレールにおいて、前記レール穴を、内径が5〜7mmであり、前記複数の分岐穴が開口する一つの連続した主通路部と、レール穴の必要内容積を確保できるよう内径が前記主通路部の内径より相対的に大きく調整され、前記複数の分岐穴が開口しない一つの連続した内容積調整部とから構成し、前記一つの主通路部と前記一つの内容積調整部とをコモンレールの長さ方向に単純に並べた配置としたことを特徴とするコモンレール。
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