JP4854548B2 - 接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼル内燃機関のコモンレールによる蓄圧式燃料噴射システム等に使用される高圧用燃料噴射管（以下「噴射管」と略称する。）とその製造方法に関する。

従来、この種の噴射管としては、図５に例示するように、比較的細径からなる厚肉鋼管２１の接続端部に、球面状のシート面２３と、該シート面２３から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２５と、前記シート面２３に連なって前記環状フランジ部２５まで先端に向って先細りとなる円弧面２４とから形成された接続頭部２２を有し、かつ曲げ加工部（屈曲部分）２６を有するものが知られている（特許文献１の図４参照）。この種の接続頭部２２は、外方からのパンチ部材による軸芯方向への押圧による挫屈加工によって成形されるのに関連して、該押圧による挫屈加工に伴う周壁の外側への拡がりによって、該頭部内周面にポケット（環状凹部）２７を生ぜしめて構成され、かかる状態で使用に供されてきたが、ポケット部の形成に伴う内径の大径化とそのポケットの谷部に発生する亀裂により内周面の応力が上昇、並びに配設使用時の高圧流体に起因して該ポケット部付近に発生するキャビテーションエロージョンにより、該接続頭部にポケットを起点に径方向の亀裂が放射状に生じたり、ポケットの周囲に円周方向の亀裂が生じるという問題があった。すなわち、従来の噴射管は、鋼管端末をプレス成形して接続頭部形状としているため、ポケット部周辺の硬さが加工前より１０〜２０％程度アップしていること、また、ポケット内周面の残留応力（歪み）の分布等が要因となってキャビテーションエロージョンの発生状況にばらつきが生じる。そして、この噴射管の硬さ、端末形状によって、ポケット部の亀裂の進展速さによって破壊に差異が生じる。

かかる対策として、本出願人は、例えば比較的細径からなる厚肉鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向って先細りとなる円錐面とから形成された接続頭部を有する噴射管において、前記円錐面の一部に深さの浅い環状の湾曲凹溝を設けることによって、該接続頭部の成形に伴って生ずる該頭部内側のポケットを深さが浅くかつなだらかとする方法（特許文献１の図１参照）や、外側周面を相手座部への截頭円錐状、もしくは截頭円弧状のシート面とする接続頭部の成形に伴って生ずる該頭部内側のポケットを、該頭部内側に嵌着する金属製円筒部材で被覆する方法（特許文献２）等を先に提案した。

また、この種の噴射管における曲げ加工部（屈曲部分）については、当該噴射管の耐久性（内圧繰返し強度）に影響を与える管体の偏平現象が問題となる。従来のディーゼルエンジン用噴射管は、外径が６φ、６．３５の場合、内径φ２が主流でφ１．４〜φ２．２（肉厚／外径の比率＝０．３２以上）のものが使用されているため、ＣＮＣベンダー等の曲げ加工手段により曲げ加工を施しても曲げ加工部（屈曲部分）に発生する偏平現象は極めて少なく、また、従来のエンジンの管内圧は直接噴射式燃料噴射システムでも最高１２０ＭＰａ程度である為、前記偏平現象が当該噴射管の耐久性（内圧繰返し強度）に影響を与えることはなく、さらに従来のディーゼルエンジン用噴射管は、コモンレールシステム用噴射管と比べると長さが長いため、曲げＲは大きなＲ（標準曲げＲ：外径×３．０以上）を使用することができた。
特開２００３−３３６５６０号公報 特開２００５−１８０２１８号公報

ところで、最近のディーゼルエンジンのコモンレールによる蓄圧式燃料噴射システムに使用される噴射管は、排ガス規制等から使用時の圧力が２００ＭＰａ以上に高くなる傾向にあり、このような超高圧に耐えられる内圧疲労強度が要求されている。
従来、噴射管の接続頭部については、前記したごとく、配設使用時の高圧流体に起因して該ポケット部付近に発生するキャビテーションエロージョンによる前記亀裂の発生を防止する手段として、頭部内側のポケットを深さが浅くかつなだらかとする方法や、頭部内側のポケットを金属製円筒部材で被覆する方法等が提案されているが、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を確保するためには技術的には必ずしも十分とは言えなかった。

また、この燃料噴射システムに使用される噴射管は、以下に記載する理由により、前記した偏平部分の破損の危険性が増大している。
すなわち、最近の蓄圧式燃料噴射システムの高圧仕様に伴い、燃料噴射による脈動が大きくなり、その影響は多数回噴射を行う場合、プレ噴射による圧力変動がメイン噴射時の圧力すなわち噴射量に影響を与える時の弊害が大きいため、この脈動を減少させるためには管内径を大きくする必要が生じ、前記した肉厚／外径の比率が小さくなる傾向にあること、コモンレールシステムの場合は、ポンプとノズルの間にコモンレールが入るために噴射管自体の長さが短くなり、かつ狭い場所（空間）での配管が必要となったことにより、曲げ加工部（屈曲部分）の曲げＲが小さくなり、内径偏平率が１０％を超えるようになったこと、内圧による繰返し疲労に起因する破壊を防止するために噴射管の内表面精度をより高める必要があること（内面疵を小さくすること）等である。

本発明は、従来のこのような現状に鑑みてなされたもので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を確保し得る接続頭部と、曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止し得る、コモンレールシステムに使用される接続頭部と曲げ部を有する噴射管およびその製造方法を提案することを目的とするものである。

本発明に係る接続頭部と曲げ部を有する噴射管は、比較的細径からなる厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を持つ接続頭部を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなる、曲げ部を有する高圧用燃料噴射管において、内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さがＨｖ２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であり、かつまた接続頭部のプレスによる挫屈成形前に前記シート面に誘導加熱により軟化させた軟質層を有することを特徴とし、また、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を備えたことを特徴とし、また、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒが０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を備えたことを特徴とし、さらに前記環状フランジ部の首下部にワッシャーを組込んで構成することを好ましい態様とするものである。
また、本発明の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管の製造方法は、最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得、該管材を規定の製品長さに切断し、次いで該所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位の表面層を誘導加熱により軟化し、さらに予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からのプレスにより挫屈成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部および前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を形成せしめた後、当該鋼管に曲げ加工を施して内径偏平率が６％以下の曲げ部を形成することを特徴とするものである。
さらに本発明方法は、前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残して短寸筒状のワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態で挫屈成形し、かつ前記接続頭部の形成に伴って、該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を嵌着せしめることを特徴とするものである。
なお、本発明においてシート面の表面層を軟化させる方法として用いる誘導加熱手段としては、高周波誘導加熱方式が好ましい。また、本発明方法は、前記シート面形成部位の加熱による軟化時に、加熱前に予熱および／または加熱後に徐冷することを特徴とし、その際前記予熱および／または徐冷を加熱炉中にて保持または通電による加熱により行うことを好ましい態様とするものである。

本発明に係る頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を設けた噴射管は、硬さがＨｖ２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であるから、該頭部成形時におけるポケット部の谷部の亀裂の発生、および該頭部内での流体圧によるキャビテーションエロージョンによる亀裂の発生の憂い、並びに前記頭部成形時における該ポケットの形成に伴う内径の大径化による内表面の引張応力の上昇現象をなくし、かつ該頭部内周面が疲労破壊の起点となる可能性を大幅に減少させることができる上、耐内圧疲労特性のみならず耐振動曲げ疲労特性にも優れる。このため、仮に頭部の内側に小さなポケット（環状凹部）が存在したとしても、エンジン等の噴射圧力の変動により前記ポケット部に亀裂等が発生するおそれはほとんどない。また、少なくともシート面表層に誘導加熱による軟質層が存在するので、相手部材（コモンレール、インジェクター、高圧ポンプ等）の継ぎ手部のシール面（シート面）を塑性変形させることが皆無となり、高いシール性が得られる。さらに、本発明のシート面に形成する軟質層は、複雑な形状をした接続頭部ではなく、単純な円筒状の管端部の誘導加熱により施すので、局部的な過昇温に伴う熱劣化を生じることなく簡単に精度よく接続頭部のシート面の表層に加熱による軟質層を設けることができる。
またさらに、本発明に係る噴射管は、曲げ加工部の偏平率が６％以下と小さいので、当該曲げ部が内周面から疲労破壊することがなく、偏平部分の破損の危険性が大幅に少なくなる。
さらにまた、本発明に係る噴射管の製造方法によれば、最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼入れ・焼戻し処理を施すことにより、管端末および直管部等が前記熱処理によって残留応力が除去され、かつ強度が高くなるので、接続頭部の形状およびポケットの大きさは適宜選択することができる上、プレス成形においてポケットに有害な亀裂の発生がない形状が選定できる。さらに好ましくは、前記したポケット（環状凹部）がほとんど存在しないように接続頭部を成形することにより、該頭部内周面からの疲労破壊を大幅に減少させることが可能となり、さらに曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止することが可能となるので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を有する噴射管を得ることができる。

本発明における厚肉細径鋼管の鋼種としては、特に限定するものではないが、高圧配管用炭素鋼鋼管が好適である。また、この厚肉細径鋼管のサイズとしては、管径Ｄが６ｍｍ乃至１０ｍｍ、肉厚ｔが１．２５ｍｍ乃至３．５ｍｍ程度である。

本発明において、曲げ部の内径偏平率を６％以下としたのは、６％を超えると偏平部の内周面が疲労破壊を生じる危惧があるためである。また、該噴射管の硬さをＨｖ２８５以上、引張強度を９００ＭＰａ以上としたのは、硬さがＨｖ２８５未満あるいは引張強度が９００ＭＰａ未満では耐内圧疲労性が確保できないためである。さらに、焼入れ・焼戻し処理により伸びが５％以上の管材を得ることとしたのは、その後の曲げ加工を施すのに少なくとも５％以上の伸びを必要とするためである。

また、本発明において、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１を０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒを０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１を１．２Ｄ〜１．４Ｄとしたのは、以下に記載する理由による。
すなわち、接続頭部端末から前記環状フランジ部２−３背面までの軸方向距離Ｌ１を０．３８Ｄ〜０．６Ｄとしたのは、０．３８Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．６Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。また、前記シート面の球体半径Ｒを０．４５Ｄ〜０．６５Ｄとしたのは、０．４５Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．６５Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。さらに、前記環状フランジ部外径Ｄ１を１．２Ｄ〜１．４Ｄとしたのは、１．２Ｄ未満では相手部品と締結する際、高い軸力を伝達するめの広い押圧面積か確保できず、他方、１．４Ｄを超えるとポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。
また、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１を０．３８Ｄ〜０．７Ｄとしたのは、前記と同様、０．３８Ｄ未満では頭部を形成できず、他方、０．７Ｄを超えると、ポケットが発生するとともに該ポケットが次第に大きくなるためである。

最終伸管後に熱処理工程にて行なう厚肉細径鋼管の焼入れ・焼戻しは常法により実施する。具体的には、例えば連続炉またはバッチ炉にて９５０℃の温度に１０分保持後、流体による焼入れを行う方法、または高周波加熱機にて１０５０℃〜１１００℃の温度に５秒保持後、流体による焼入れを行う方法を用いることができる。ここで、流体による焼入れは、ワッシャーやナット等の部品の焼割れを防止するために油による焼入れが望ましい。焼戻しは、例えば６００℃の温度に２０分保持後、徐冷する方法により行うことができる。

また、少なくとも前記シート面に軟質層を設ける方法としては、プレスにより接続頭部を挫屈成形する前に、直管状の厚肉細径鋼管端部の少なくともシート面形成部位を誘導加熱により軟化させる方法を採用する。この方法の場合は、誘導加熱方式により局部的に軟化焼鈍する方法であるも、複雑な形状をした接続頭部ではなく、単純な円筒状の管端部を誘導加熱するため温度管理を適正に行なうことが容易であり、かつ均一に加熱することができるのでシート部に焼鈍むらが発生することもない。なお、上記した誘導加熱方式によるシート面形成部位の軟化焼鈍は７００〜８００℃程度で行なわれることが好ましい。また、軟化焼鈍前に予熱したり軟化焼鈍後に徐冷することによりシート面形成部位の急冷による硬さの軟化不足が妨げられてよい。

本発明に係る噴射管の接続頭部の成形方法は、規定の製品長さに切断された厚肉細径鋼管の端部に、誘導加熱によりシート面形成部位を軟化させた後、予め先端側に接続頭部の加工代を残して短寸筒状のワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からプレス成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部を形成せしめると共に、該形成に伴って、該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を圧嵌せしめる方法を用いることができる。
ここで、前記シート面形成部位の加熱による軟化時には、加熱前に予熱および／または加熱後に徐冷することが好ましく、また前記予熱および／または徐冷は加熱炉中にて保持または通電による加熱により行うのが好ましい態様である。

噴射管の曲げ加工方法は、特に限定するものではないが、曲げロール、クランプ治具および反力受具等の曲げ加工治具で噴射管を略真円状に保持した状態で曲げ加工を施す方法、前記曲げ加工治具により噴射管を保持した状態で、当該噴射管の曲げ部に相当する部分を曲げ平面に対し偏平部の短軸が垂直な方向になるように偏平させ、その偏平させた状態で曲げ加工を施す方法、噴射管に曲げ加工を施した後その曲げ加工部の偏平部を当該偏平が小さくなるように矯正する方法、前記噴射管の曲げ部に相当する部分を曲げ加工によって生ずる偏平方向とは逆方向に予め押圧偏平化した後、曲げ加工を施す方法、曲げ加工を施した後、該曲げ加工によって生じた偏平部に対し、偏平が小さくなるように当該偏平部の長軸方向から潰し加工を施す方法等を採用することができる。なお、噴射管を曲げ加工する際には、予め管体内に媒体を充填して曲げ加工を施し、曲げ加工後前記媒体を除去する。
前記した曲げ加工方法を実施するための装置としては、例えば上下二分割構造の曲げロール、この曲げロールの周面に噴射管を押圧しながら、この噴射管を介してロール周面上を所定角度回動して当該噴射管を順次曲げ加工する上下二分割構造のクランプ治具および反力受具を有する曲げ手段を備えた装置を用いることができる。
［実施例］

図１は本発明に係る噴射管の一実施例を示す平面図、図２は同上噴射管の接続頭部を示す縦断側面図、図３は被加工管である噴射管の曲げ部を平型で押圧して偏平化する方法の一例を示す概略説明図で、（ａ）は押圧前の状態を示す側面図、（ｂ）は同上縦断正面図、図４は噴射管の接続頭部のシート面形成部位を高周波誘導加熱方式により軟化する方法を例示したもので、（ａ）は高周波誘導加熱コイルに厚肉細径鋼管を直接挿入して加熱する方法、（ｂ）は渦巻状電極を厚肉細径鋼管端部に間隔配置し、厚肉細径鋼管を回転させて加熱する方法をそれぞれ示す概略図であり、１は噴射管、２は接続頭部、３曲げ部、４はワッシャー、５は締付ナット、６−１は下型、６−２は上型、７は高周波誘導加熱コイル、８は渦巻状電極である。

本発明に係る噴射管１は、厚肉細径鋼管１−１の接続端部に、外側周面を相手座部への球面状のシート面２−１と、該シート面２−１から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２−３と、前記シート面２−１に連なって前記環状フランジ部２−３まで先端に向って先細りとなる円錐面２−２とから構成され、かつ頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部２を有している。
この接続頭部は、前記したごとく前記厚肉細径鋼管の外径をＤとした場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離Ｌ１はｔ／Ｄが０．３未満であれば０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、ｔ／Ｄが０．３以上であれば０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径Ｒは０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径は１．２Ｄ〜１．４Ｄとなっている。

この噴射管１を製造する方法としては、前記したごとく端末加工前に最終伸管後の厚肉細径鋼管１−１を焼き入れ・焼戻し処理した後、シート面形成部位の表面層を誘導加熱により軟化し、端末加工を施した後に曲げ加工を施す方法がとられる。
すなわち、まず最終伸管後の厚肉細径鋼管１−１を熱処理工程にて焼き入れ・焼戻し処理を施す。具体的には、例えば連続炉またはバッチ炉にて９５０℃の温度に１０分保持後、油または水による焼入れを行う方法、または高周波加熱機にて１０５０℃〜１１００℃の温度に５秒保持後、油または水による焼入れを行う方法等を用いる。また、焼戻しは、例えば６００℃の温度に２０分保持後、徐冷する方法により行う。
熱処理が終了すると、規定の製品長さに切断し、該厚肉細径鋼管１−１のシート面形成部位の表面層を誘導加熱により軟化する。この軟化処理は、例えば図４（ａ）に示すごとく、厚肉細径鋼管１−１のシート面形成部位１−２を高周波誘導加熱コイル７に挿通し、該シート面形成部位１−２を直接加熱して７００〜８００℃程度の温度で行なう方法、または図４（ｂ）に示すごとく、厚肉細径鋼管１−１の接続端部に間隔ｗを有して渦巻状電極８を対向配置し、該渦巻状電極８を固定した状態で厚肉細径鋼管１−１を回転させながら加熱周波数４０ＫＨｚ程度でシート面形成部位１−２を軟化温度（７００〜８００℃程度）に加熱して行う方法を用いることができる。その際、通電もしくは炉中に保持することにより徐冷して加熱後に急冷されることによる硬化を防止したり、あるいは通電もしくは炉中加熱により予熱して加熱後に急冷されることによる硬化を防止することが好ましい。
端末加工は、上記軟化処理後の厚肉細径鋼管１−１の端部に、予め先端側に接続頭部の頭部加工代を残して短寸筒状のワッシャー（スリーブワッシャー）４を組込み、しかる後当該鋼管１−１をチャックに保持した状態で当該鋼管１−１の先端部をパンチ部材により軸芯方向へ押圧する。この押圧により厚肉鋼管１−１の頭部加工代の部分が塑性流動し、厚肉鋼管１−１の先端部に、外側周面を相手座部への球面状のシート面２−１と、該シート面２−１から軸芯方向に間隔をおいて設けた環状フランジ部２−３と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部２−３まで先端に向って先細りとなる円錐面２−２とから構成され、かつ頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部２が得られる。この接続頭部２の前記球面状のシート面２−１の表面層には、該頭部成形前に施した前記高周波誘導加熱コイル７による軟化処理により形成された軟質層が存在している。
なお、前記端末加工方法の場合は、成形加工の際、予め先端側に接続頭部の加工代を残してワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態でプレス成形するので、前記ワッシャー部材は頭部首下部に圧嵌されるが、所定長さの厚肉細径鋼管にワッシャー部材をチャックから離して当該鋼管に遊嵌せしめた状態で前記プレス成形を施して接続頭部を成形し、しかる後に該頭部首下部に前記短寸筒状のワッシャー部材を移動させて嵌着せしめてもよい。

前記端末加工後に行なう管の曲げ加工では、前記したごとく噴射管１の曲げ部３の内径偏平率Ｐｒを６％以下とする。この内径偏平率Ｐｒは本願出願人が先に提案した特願２００４−３６２０６８に記載の下記式１で定義される値である。

［式１］
Ｐｒ＝［（ＭａｘｈーＭｉｎｈ）／ ｈ ］×１００（％）
Ｍａｘｈ：曲げ加工後の管の最大内径（ｍｍ）
Ｍｉｎｈ：曲げ加工後の管の最小内径（ｍｍ）
ｈ ：曲げ加工前の管の平均内径（ｍｍ）

本発明において、噴射管１の曲げ部３の内径偏平率Ｐｒを６％以下としたのは、以下に記載する理由による。
すなわち、燃料噴射管の高圧繰返し試験を行うと、曲げ部３の曲げ平面に垂直な管内（中立軸付近）壁を起点に疲労破壊が発生する。この要因としては、管の曲げ加工により曲げ部は加工硬化されるが、特に中立軸付近では他の部位に比べ変形が少なく硬化が少ないため、疲労限界の向上が乏しく、また、断面が曲げ加工により潰れるため、中立軸付近が応力集中し易い形になることが考えられる。このため、曲げ加工品のＦＥＭ解析を行うと、曲げ部３の内径偏平率Ｐｒが６％を超える７％の潰れ部分では最大４０％アップの応力増加となっていることが判明した。かかる知見より、本発明では曲げ部３の内径偏平率Ｐｒを６％以下と規定した。

また、曲げ加工治具で曲げ加工を施した後、図３に示す装置により被加工管１−１を平型で押圧する場合は、加圧面が平坦面の下型６−１の上面に被加工管１−１を載置し（図ａ）、同じく加圧面が平坦面の上型６−２により被加工管１−１を押圧し偏平させる（図ｂ）。また、この装置による場合は、下型６−１、上型６−２を離間した状態で当該両型を管軸方向に移動させて再度押圧して被加工管１−１を偏平させる方法（型側を移動させる方式）を、あるいは下型６−１、上型６−２を離間した状態で被加工管１−１側を移動させて下型６−１および上型６−２を再度押圧して偏平させる方法（管側を移動させる方式）を採用することもできる。

なお、本発明では、必要に応じてオートフレッテージ処理やヒートソーク（低温焼鈍処理）を行うこともある。

本発明に係る頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を設けた高圧用燃料噴射管は、硬さがＨｖ２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であるから、該頭部成形時におけるポケット部の谷部の亀裂の発生、および該頭部内での流体圧によるキャビテーションエロージョンによる亀裂の発生の憂い、並びに前記頭部成形時における該ポケットの形成に伴う内径の大径化による内表面の引張応力の上昇現象をなくし、かつ該頭部内周面が疲労破壊の起点となる可能性を大幅に減少させることができる上、耐内圧疲労特性のみならず耐振動曲げ疲労特性にも優れる。このため、仮に頭部の内側に小さなポケット（環状凹部）が存在したとしても、エンジン等の噴射圧力の変動により前記ポケット部に亀裂等が発生するおそれはほとんどない。また、少なくともシート面表層に誘導加熱による軟質層が存在するので、相手部材（コモンレール、インジェクター、高圧ポンプ等）の継ぎ手部のシール面（シート面）を塑性変形させることが皆無となり、高いシール性が得られる。さらに、本発明のシート面に形成する軟質層は、複雑な形状をした接続頭部ではなく、単純な円筒状の管端部の誘導加熱により施すので、簡単に精度よく接続頭部のシート面の表層に加熱による軟質層を設けることができる。
さらに、本発明に係る噴射管は、曲げ加工部の内径偏平率が６％以下と小さいので、当該曲げ部が内周面から疲労破壊することがなく、偏平部分の破損の危険性が大幅に少なくなる。
さらにまた、本発明に係る噴射管の製造方法によれば、最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼入れ・焼戻し処理を施すことにより、管端末および直管部等が前記熱処理によって残留応力が除去され、かつ強度が高くなるので、接続頭部の形状およびポケットの大きさは適宜選択することができる上、プレス成形においてポケットに有害な亀裂の発生がない形状が選定できる。さらに好ましくは、前記したポケット（環状凹部）がほとんど存在しないように接続頭部を成形することにより、該頭部内周面からの疲労破壊を大幅に減少させることが可能となり、さらに曲げ加工部における疲労破壊を可及的に防止することが可能となるので、２００ＭＰａ以上の内圧疲労強度を有する噴射管を得ることができる。

本発明に係る高圧用燃料噴射管の一実施例を示す平面図である。 同上高圧用燃料噴射管の接続頭部を示す縦断側面図である。 被加工厚肉細径鋼管の曲げ部を平型で押圧して偏平化する方法の一例を示す概略説明図で、（ａ）は押圧前の状態を示す側面図、（ｂ）は同上縦断正面図である。 本発明に係る高圧用燃料噴射管の接続頭部のシート面形成部位を加熱軟化する方法を例示したもので、（ａ）は高周波誘導加熱コイルに厚肉細径鋼管を直接挿通して加熱する方法、（ｂ）は渦巻状電極を厚肉細径鋼管端部に間隔配置し、厚肉細径鋼管を回転させながら加熱する方法をそれぞれ示す概略図である。 本発明の対象とする従来の高圧用燃料噴射管の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 高圧用燃料噴射管
２ 接続頭部
３ 曲げ部
４ ワッシャー
５ 締付ナット
６−１ 下型
６−２ 上型
７ 高周波誘導加熱コイル
８ 渦巻状電極

Claims (6)

1. 厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を持つ接続頭部を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなり、また内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さがＨｖ２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であり、かつまた接続頭部のプレスによる挫屈成形前に前記シート面に誘導加熱により軟化させた軟質層を有する、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管において、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）＜０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離が０．３８Ｄ〜０．６Ｄ、前記シート面の球体半径が０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を備えた、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
2. 厚肉細径鋼管の接続端部に、球面状のシート面と、該シート面から軸芯方向に間隔をおいて形成された環状フランジ部と、前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を持つ接続頭部を有し、前記環状フランジ部の受圧面と係合する締付ナットを組込んでなり、また内径偏平率が６％以下の曲げ部を有し、かつ硬さがＨｖ２８５以上、引張強度が９００ＭＰａ以上であり、かつまた接続頭部のプレスによる挫屈成形前に前記シート面に誘導加熱により軟化させた軟質層を有する、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管において、前記厚肉細径鋼管がｔ（肉厚）／Ｄ（外径）≧０．３の場合に、接続頭部端末から前記環状フランジ部背面までの軸方向距離が０．３８Ｄ〜０．７Ｄ、前記シート面の球体半径が０．４５Ｄ〜０．６５Ｄ、前記環状フランジ部外径Ｄ１が１．２Ｄ〜１．４Ｄであって、該頭部内周面が当該鋼管の内周面に近いフラットな面を有する接続頭部を備えた、接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管。
3. 最終伸管後の厚肉細径鋼管を熱処理工程にて焼入れ・焼戻し処理し伸びが５％以上の管材を得、該管材を規定の製品長さに切断し、次いで該所定長さの厚肉細径鋼管の端部の少なくともシート面形成部位の表面層を誘導加熱により軟化し、さらに予め先端側に接続頭部の加工代を残してチャックに保持した状態で押型を備えたパンチ部材による軸方向先端部外方からのプレスにより挫屈成形して、端部に外側周面を球面となすシート面を有する接続頭部と、該頭部に連なる拡径した環状フランジ部および前記シート面に連なって前記環状フランジ部まで先端に向かって先細りとなる円錐面を形成せしめた後、当該鋼管に曲げ加工を施して内径偏平率が６％以下の曲げ部を形成することを特徴とする接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管の製造方法。
4. 前記所定長さの厚肉細径鋼管の端部に、予め先端側に接続頭部の加工代を残して短寸筒状のワッシャー部材を組込み、しかる後に端部付近をチャックに保持した状態で挫屈成形し、かつ前記接続頭部の形成に伴って、該直管部分に位置して前記ワッシャー部材を嵌着せしめることを特徴とする請求項３に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管の製造方法。
5. 前記シート面形成部位の加熱による軟化時に、加熱前に予熱および／または加熱後に徐冷することを特徴とする請求項３または４に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管の製造方法。
6. 前記予熱および／または徐冷を加熱炉中にて保持または通電による加熱により行うことを特徴とする請求項５に記載の接続頭部と曲げ部を有する高圧用燃料噴射管の製造方法。
   

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