JP5884696B2

JP5884696B2 - コモンレール及びコモンレール式燃料噴射装置

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Publication number: JP5884696B2
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Inventors: 正西脇
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Description

本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において用いられるコモンレール、及びコモンレール式燃料噴射装置に関する。

ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタと、管状に形成され、高圧の燃料を複数のインジェクタに供給するとともに、高圧の燃料を保持する蓄圧器であるコモンレールと、燃料タンクからインジェクタの要求する所定圧力まで燃料の圧力を昇圧してコモンレールに供給するサプライポンプを有したコモンレール式燃料噴射装置が知られている。

このような燃料噴射装置に用いられるコモンレールにおいては、鋳造等によって製造された一つの一体成形のコモンレールが用いられることが一般的に知られている。その一方で、一つの一体成形によって製造されたコモンレールでは、内燃機関の気筒にインジェクタを取り付ける位置、及び内燃機関のサイズに対し、その都度型から新規設定を行うことで対応せねばならず、内燃機関側の要望に対して完全には対応できないという課題があった。

上記課題を解決すべく、内燃機関に設けられる気筒の数等の仕様に対してコモンレールを分割することによって対応するものが知られている。

このようなコモンレールとして、例えば特許文献１に記載の燃料噴射装置において用いられるコモンレールでは、コモンレールの構成を二つに分けた第１コモンレールと第２コモンレールとを有し、第１コモンレールと第２コモンレールとを、レール接続パイプを介して接続することによって内燃機関の仕様に対応させたコモンレールを提供している。

特開２００５−１６３５５６号公報

しかし、特許文献１に記載のコモンレールでは、内燃機関の気筒数が多い大排気量内燃機関に用いることを前提としており、内燃機関に設けられた気筒数が１つ乃至３つなどの少ない構成である、いわゆる小排気量の内燃機関には対応しておらず、さらには気筒毎に設けられるインジェクタへ燃料を供給する配管の方向を変更することは困難である。

また、特許文献１に記載のコモンレールでは、第１コモンレール及び第２コモンレールを、レール接続パイプを介して接続することにより、第１コモンレールにおいて燃料噴射によって増減する燃料の圧力と、第２コモンレールにおいて燃料噴射によって増減する燃料の圧力との間において圧力差が生じることとなり、レール接続パイプを用いて間接的にコモンレールを接続する方法では圧力差を抑制することが困難であった。

総じて、特許文献１に記載のコモンレールは、レール接続パイプという部品等を要することで部品点数の増加、及びコストの増加につながる構成となると共に、様々な種類の内燃機関の気筒の方向、サイズに対して柔軟に対応ができるものではない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒数、あるいは、インジェクタの取付方向等の異なる種々の内燃機関に対して設計的な柔軟性を向上させ、内燃機関へ容易に適用可能であり、また、分割コモンレール間に圧力差が生じにくいコモンレール、及び該コモンレールを備えたコモンレール式燃料噴射装置を提供することである。

本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射するコモンレール式燃料噴射装置において用いられるコモンレールであって、前記コモンレール（１）は、複数のコモンレール分割体（１００）が、連結部材（３００）を介在させて連結されて構成されており、前記コモンレール分割体（１００）は、前記燃料を保持する空間である内部通路（１２１）を有した管状の本体部（１２０）と、外部の配管を接続可能であり、前記本体部（１２０）に交差して配設された配管接続部（１１０）と、前記本体部（１２０）の端部に配設され、前記本体部（１２０）の内部通路（１２１）と連通すると共に外部に開口した連結端部（１４０）と、を有し、連結される二つのコモンレール分割体（１００）の前記連結端部（１４０）は、各々、前記本体部（１４０）の軸方向、かつ前記外部開口側に向けて外径が小さくなるように形成された略円錐状の凸部（２２３）を有する雄連結端部（２２０）であり、前記連結部材（３００）は、両端が前記雄連結端部（２２０）の前記凸部（２２３）に嵌め合う凹部（３２１）を有する略円筒状の雌連結部材（３２０）であり、前記二つのコモンレール分割体（１００）は、各々の前記雄連結端部（２２０）の間に前記雌連結部材（３２０）が嵌め合わされた状態で締結部材（２４０）により締結されていることを特徴とする。

本発明では、雄連結端部と雄連結端部との間に連結部材として雌連結部材を介し、分割されたコモンレールであるコモンレール分割体同士が直接連結されてコモンレールを構成する構造とすることにより、異なる気筒数や異なる方向にインジェクタを有する内燃機関に対しコモンレール分割体同士の組み合わせで対応が可能になることに加え、分割コモンレール同士が実質的に直接連結されるようにしているので、分割コモンレール間に圧力差を生じ難くすることが可能となる。

なお、特許請求の範囲、及び上記課題を解決するための手段に記載した括弧内の符号は、
一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、
本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１の実施形態における、コモンレール式燃料噴射装置の全体説明図。第１の実施形態における、コモンレールの全体断面図。第１の実施形態における、コモンレールの連結部を示した要部断面図。（Ａ）は第１の実施形態における、コモンレールの連結部に用いられる締結部材の正面図、（Ｂ）は同締結部材の側面断面図。第２の実施形態における、コモンレールの全体を示した模式断面図。第３の実施形態における、コモンレールの全体を示した模式断面図。第４の実施形態における、コモンレールの全体を示した模式断面図。第５の実施形態における、コモンレールの連結部を示した要部断面図。第６の実施形態における、コモンレールの連結部を示した要部断面図。第６の実施形態における、コモンレールの全体を示した模式断面図。第７の実施形態における、コモンレールの連結部を示した要部断面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１〜図４を用いて説明する。

図１は第１の実施形態におけるコモンレール式燃料噴射装置の全体図である。

図１に示すコモンレール燃料噴射装置は、内燃機関の各気筒に燃料噴射を行う装置であり、コモンレール１、インジェクタ３、サプライポンプ２、ＥＣＵ４等から構成されている。

コモンレール１はインジェクタ３に供給する高圧燃料を保持する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当する圧力が蓄圧される。また、ポンプ配管７を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ２の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ３へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管６が接続されている。

コモンレール１には減圧弁８、および燃圧センサ９が配設されている。減圧弁８は、コモンレール１内の圧力が所定圧以上となった際に、コモンレール１内の燃料圧力を調整すべくＥＣＵ４から与えられる指示信号に沿って開弁し、リリーフ配管１０を介してコモンレール１内の圧力を急速に減圧するものである。このようにコモンレール１に減圧弁８を搭載することによってＥＣＵ４はコモンレール１内の圧力を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御する。また、燃圧センサ９は、サプライポンプ２から供給される燃料の圧送量を調整するべく、コモンレール１内の圧力を測定し、測定した圧力値をＥＣＵ４に伝えることで、ＥＣＵ４がサプライポンプ２に制御信号を送信し、サプライポンプ２から供給される燃料の圧送量を調整する。

インジェクタ３は内燃機関の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管６の下端が接続されている。また、インジェクタ３にもリリーフ配管１０が接続されており、インジェクタ３でリークした燃料をインジェクタ３から排出する。

サプライポンプ２は、燃料を高圧にするとともにコモンレール１に高圧燃料を送る高圧燃料ポンプであり、燃料タンク５から燃料を導くフィードポンプと、フィードポンプから導かれた燃料量を調整する燃料調量弁と、燃料を高圧に圧縮する加圧室を有する高圧ポンプ等からなる。上記燃料調量弁はＥＣＵ４からの駆動信号によって制御され、高圧ポンプの加圧室内へ流入する燃料の量を調整する。この燃料調量弁によって、高圧ポンプによって圧縮する燃料の量を調整することで、コモンレール１へ吐出される燃料の圧力が調整されている。

ＥＣＵ４は、入出力回路と、演算処理を行うＣＰＵと、ＲＯＭ等の記憶装置とからなる周知構造のマイクロコンピュータ、及び、インジェクタ、サプライポンプ等の駆動回路を有するものであり、車両走行状態に応じて回転数センサ、水温センサなどのセンサ類から受けた信号を基に演算するとともに各種制御を行う。

即ち、ＥＣＵ４は、各インジェクタ３、サプライポンプ２、減圧弁８、及び燃圧センサ９と接続されており、燃圧センサ９からコモンレール１内の圧力値を取得し、サプライポンプ２の燃料圧力制御、減圧弁８の動作制御を行う。また、ＥＣＵ４は各インジェクタ３において燃料噴射タイミングや燃料噴射量を制御する。

このようなコモンレール式燃料噴射装置に用いられる本実施形態のコモンレール１の構成について図２に示す。図２はコモンレール１の全体断面図である。なお、減圧弁８、及び燃圧センサ９については模式的な外観を示しており、周知の減圧弁８、及び燃圧センサ９を適用することが可能である。

コモンレール１は連結部２００においてコモンレール分割体１００を連結して構成されており、本実施形態では第１コモンレール分割体１０１と、第２コモンレール分割体１０２とを締結部材２４０によって締結している。

以下に図２、及び図３を用いて、コモンレール分割体１００について詳細を述べる。

コモンレール分割体１００は、管状の本体部１２０と、本体部１２０に直交して配設された配管接続部１１０と、本体部１２０の端部に形成された連結端部１４０からなる。

本体部１２０は、強度の高い材料である鉄鋼材料からなり、管状に形成されるとともにサプライポンプ２から昇圧された燃料を保持する内部通路１２１を有している。

内部通路１２１は、一方の端部において形成された連結端部１４０から他方の端部に形成された連結端部１４０まで連通して設けられており、内部通路１２１は連結端部１４０にて開口している。

配管接続部１１０は本体部１２０と同等の強度を有する鉄鋼材料から構成されている。また、配管接続部１１０の内部には本体部１２０の内部通路１２１と連通する通路が形成されており、配管接続部１１０において本体部１２０と接続されていない端部は内部通路１２１が開口している。

配管接続部１１０には、インジェクタ３に燃料を供給するインジェクタ配管６、またはサプライポンプ２から燃料をコモンレール１の内部通路１２１に導入するポンプ配管７等の外部の配管が取り付けられ、この配管を差し込まれた配管接続部１１０の外周を固定ナット１３０によって固定することによって、上記のインジェクタ配管６及びポンプ配管７などの外部の配管は配管接続部１１０に接続される。

この固定ナット１３０は一方の端部の径が小さく形成された径小部を有する略円筒状のナットであり、径小部に外部の配管を係止し、配管接続部１１０の外周に設けられた螺子部にナットを螺合させることで外部の配管を配管接続部１１０に固定している。

このようなコモンレール分割体１００において、第１コモンレール分割体１０１は、本体部１２０に配管接続部１１０が３つ形成されており、本体部１２０の両端には連結端部１４０が形成されている。この連結端部１４０には、一方にアタッチメント取付部１５０、他方には雌連結端部２１０が形成されている。なお、本実施形態においては第１コモンレール分割体１０１の３つの配管接続部１１０のうち、２つはインジェクタ側接続部１１１、１つはポンプ側接続部１１２として用いられる。

第２コモンレール分割体１０２は、本体部１２０に配管接続部１１０が２つ形成されており、本体部１２０の両端には連結端部１４０が形成されており、一方の連結端部１４０には雄連結端部２２０、他方の連結端部１４０にはアタッチメント取付部１５０が形成されている。また、２つの配管接続部１１０はインジェクタ側接続部１１１としてインジェクタ配管６が取り付けられる。

アタッチメント取付部１５０には、コモンレール１の内部通路１２１の燃料圧力を測定する燃圧センサ９や、燃料圧力を減圧することが可能な減圧弁８、及びコモンレール１内の燃料圧力が適宜設定される限界圧力を上回った場合に機械的にコモンレール１内の燃料圧力を減圧することを目的としたプレッシャリミッタ等を取り付けることが可能であり、本実施形態においては第１コモンレール分割体１０１のアタッチメント取付部１５０には燃圧センサ９、第２コモンレール分割体１０２のアタッチメント取付部１５０には減圧弁８が取り付けられている。

このように第１コモンレール分割体１０１と第２コモンレール分割体１０２によって構成された本実施形態のコモンレール１は、ポンプ側接続部１１２を１つ有し、４つのインジェクタ側接続部１１１を有した４気筒の内燃機関において用いられるコモンレールである。

本実施形態のコモンレール１は、前述のように第１コモンレール分割体１０１と第２コモンレール分割体１０２が連結されて構成されており、一方のコモンレール分割体１００の雄連結端部２２０と他方のコモンレール分割体１００の雌連結端部２１０が嵌め合わされ、締結部材２４０によって締結されることによって、コモンレール分割体１００同士は連結される。

次に、図３を用いて雄連結端部２２０と雌連結端部２１０との連結部２００について説明する。図３は本実施形態における連結部２００の要部断面図である。

コモンレール分割体１００の連結部２００は、本体部１２０の軸方向、かつ外部開口側に向けて外径が小さくなるように形成された略円錐状の凸部２２３を有する雄連結端部２２０と、この雄連結端部２２０の凸部２２３に嵌め合わされるように、本体部１２０の軸方向、かつ外部開口側へ向けて内径が大きくなるように形成された略円錐状の凹部２１３を有する雌連結端部２１０とを嵌合させ、外周を締結部材２４０によって固定することによって構成される。

雄連結端部２２０は、本体部１２０から連続して略円筒状に形成されており、内周に本体部１２０の内部通路１２１が延長されている。また、雄連結端部２２０の外周には第１螺子部として雄側螺子部２２１が形成されており、右螺子方向にねじ切りがされている。さらに、雄連結端部２２０の開口側と軸方向において反対側の雄連結端部２２０外周には、本体部１２０、及び雄連結端部２２０の外周よりも径が大きい締結支持部２３０が形成されている。

締結支持部２３０は外周が六角形に形成されており、締結部材２４０を雌連結端部２１０及び雄連結端部２２０に螺合する際に、コモンレール分割体１００が締結部材２４０の回転に応じて回転することを防止するべく、治具等で固定する。

雌連結端部２１０は、本体部１２０から連続して略円筒状に形成されており、内周に本体部１２０の内部通路１２１が延長されている。また、雌連結端部２１０の外周には第２螺子部として雌側螺子部２１１が形成されており、左螺子方向にねじ切りがされている。前述したように、第１螺子部である雄側螺子部２２１は右螺子方向であるため、第２螺子部である雌側螺子部２１１は雄連結端部２２０の第１螺子部とは逆螺子方向にあたる。なお、雌連結端部２１０にも雄連結端部２２０と同様に、雌連結端部の開口側と軸方向において反対側の雌連結端部２１０外周には締結支持部２３０が形成されている。

雌連結端部２１０において、略円錐状の凹部２１３が形成されていることからも分かるように、凹部２１３の開口側から内部通路１２１の壁面までテーパ面が形成されており、本体部１２０の内部通路１２１の軸方向中心線からテーパ面の角度が鋭角に形成されている。また、雄連結端部２２０においても、本体部１２０の外周から先端である内部通路１２１の開口側にはテーパ面が形成されており、本体部１２０の内部通路１２１の軸方向中心線からテーパ面の角度が鋭角に形成されている。

このテーパ面において、雌連結端部２１０のテーパである雌側テーパ２１２は雄連結端部２２０のテーパである雄側テーパ２２２と比較して同じか、もしくは若干大きく形成されており、例えば本実施形態における雌側テーパ２１２のテーパの角度Ｘは６０°であり、雄側テーパ２２２のテーパの角度Ｙは５９°である。

次に締結部材２４０について図４を用いて説明する。図４の（ａ）は本実施形態における、コモンレール１の連結部２００に用いられる締結部材２４０の正面図、図４の（ｂ）は同図（ａ）のＡ方向から見た同締結部材２４０の断面図である。

本実施形態において、締結部材２４０には内周に螺子部が形成されたナット状の締結体を使用している。締結体には内周に正方向螺子山部２４１と逆方向螺子山部２４２とが形成されており、その二つの間には間隙部２４３が設けられている。この間隙部２４３は正方向螺子山部２４１と逆方向螺子山部２４２とを区画している。

次に、コモンレール分割体１００同士の連結行程について説明する。

まず、雄連結端部２２０の外周に形成された雄側螺子部２１１に締結部材２４０の正方向螺子山部２４１を螺合させ、締結部材２４０を軸方向における雄連結端部２２０の先端と反対側に移動させる。次に、締結部材２４０の逆方向螺子部を雌連結端部２１０の外周に形成された雌側螺子部２１１をかみ合わせ、雄連結端部２２０、及び雌連結端部２１０の締結支持部２３０を冶具等で固定しながら締結部材２４０を回転させて螺合する。

雄連結端部２２０と雌連結端部２１０の外周に形成された螺子部は互いに逆方向にねじ切りされているため、締結部材２４０を回転させることで、雄連結端部２２０は雌連結端部２１０側へ、雌連結端部２１０は雄連結側へと、互いに軸方向において対向する方向に向けて進み、雌連結端部２１０の凹部２１３に雄連結端部２２０の凸部２２３が当接し、さらに締結部材２４０を回転させることによって雌連結端部２１０と雄連結端部２２０が強固に嵌め合わされ、コモンレール分割体１００同士の連結が完了する。

嵌め合わされた後、雌連結端部２１０の凹部２１３のテーパ角度Ｘが雄連結端部２２０の凸部２２３のテーパ角度Ｙよりも大きく形成されていることにより、雄連結端部２２０の凸部２２３の先端は凹部２１３と内部通路１２１との合流部をさらに軸方向雌連結端部２１０側に進み、雌連結端部２１０の内部通路１２１と雄連結端部２２０の内部通路１２１が合流し、間隙が形成されることなくコモンレール連結体の内部通路１２１が連通する。

次に、本実施形態における発明の効果を述べる。

本実施形態では、雄連結端部２２０と雌連結端部２１０とからなる連結部２００において、分割されたコモンレールであるコモンレール分割体１００同士を直接連結してコモンレール１を構成する構造としている。従って、異なる気筒数の内燃機関に対してコモンレール分割体１００同士の組み合わせで対応が可能となる。

また、内燃機関の気筒などの配設方向に対しても、連結部２００の締結部材２４０の固定位置を操作することによって、本体部１２０から突出した配管接続部１１０の方向を変更することができる。

すなわち、内燃機関に応じて配管接続部の方向を設計変更するという作業が不必要となるということから、作業性が向上すると共に、内燃機関にコモンレール１を搭載する現場において、コモンレール分割体１００の配管接続部１１０の方向を選択でき、異なる設計の内燃機関に柔軟に対応することができるコモンレールを提供できる。

また、コモンレール分割体１００同士を直接連結することにより、内部通路１２１が複数のコモンレール分割体１００の内部を連通し、従来の一体成形型のコモンレール１と同様の内部通路１２１となることから、コモンレール分割体１００同士の圧力差の影響が少なくなり、部品点数及びコストの削減にもなる。

さらに、コモンレール分割体１００同士の連結部２００は雄連結端部２２０の外周に形成された第１螺子部である正方向にねじ切りされた雄側螺子部２２１と雌連結端部２１０の外周に形成された第２螺子部である逆方向にねじ切りされた雌側螺子部２１１とを締結部材２４０の内周に形成された螺子山部を螺合させることによって、雄連結端部２２０の凸部２２３と雌連結端部２１０の凹部２１３が嵌合して構成される。従って、部品点数を抑えながらもコモンレール分割体１００を強固に嵌合させることができ、コモンレール１内に蓄圧される燃料がコモンレール外へ漏出することを防止することが可能となる。

加えて、雌連結端部２１０のテーパである雌側テーパ２１２は雄連結端部２２０のテーパである雄側テーパ２２２よりも若干大きく形成されている。これは、雌側テーパ２１２の角度を雄側テーパ２２２の角度よりも大きく形成することで雄連結端部２２０と雌連結端部２１０との当接面がより雄連結端部２２０の先端側となり、雄連結端部２２０が略円錐状であるから、先端側が高圧燃料からの圧力を受ける面積を小さくすることができ、その結果、両連結端部が受ける軸方向の圧力を減少させることできる。従って、雄連結端部２２０と雌連結端部２１０が燃料の高圧を受けて軸方向に移動することを抑制し、燃料の外部への漏出を防止することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、第２コモンレール分割体１０２を２つ用いてコモンレール１を構成する形態であり、配管接続部１１０の一つをポンプ側接続部１１２とし、その他をインジェクタ側接続部１１１とした、例えば３気筒の内燃機関に用いることが可能なコモンレールである。

図５に本実施形態におけるコモンレール１全体の断面図を示す。なお、図５は全体の構成の概要のみを示した模式断面図である。ここで、連結部２００は第１の実施形態と同様の構成である。

一方の第２コモンレール分割体１０２には、両端の連結端部１４０のうち一方の連結端部１４０にアタッチメント取付部１５０、他方の連結端部１４０に雌連結端部２１０が形成されており、さらに他方の第２コモンレール分割体１０２には両端の連結端部１４０のうち、一方の連結端部１４０に雄連結端部２２０、他方の連結端部１４０にアタッチメント取付部１５０が形成されている。

また、一方の第２コモンレール分割体１０２のアタッチメント取付部１５０には燃圧センサ９が取り付けられており、他方の第２コモンレール分割体１０２のアタッチメント取付部１５０には減圧弁８が取り付けられている。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、連結部２００は雄連結端部２２０と雌連結端部２１０とを締結部材２４０によって締結され、雄連結端部２２０と雌連結端部２１０が嵌合して構成されており、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では配管接続部１１０の一つをポンプ側接続部１１２として用いており、本体部１２０の径方向の一方側に配管を偏らせることが可能となるので全体的に小規模な構成とすることができる。このようなコモンレール１を用いることで、スペースの限られた内燃機関の配置スペースや、小さい排気量の内燃機関の配置スペースに用いる際にコモンレール１の占める空間を抑えることができる。

（第３の実施形態）
本実施形態は、第１コモンレール分割体１０１、及び第２コモンレール分割体１０２を２つ用いた合計３つのコモンレール分割体１００を連結して構成する形態であり、第１コモンレール分割体１０１の配管接続部１１０の一つをポンプ側接続部１１２とし、その他の配管接続部１１０をインジェクタ側接続部１１１とした、例えば６気筒の内燃機関に用いることが可能なコモンレールである。

図６に本実施形態におけるコモンレール１全体の断面図を示す。なお、図６は全体の構成の概要のみを示した模式断面図である。ここで、連結部２００は第１の実施形態と同様の構成である。

第１コモンレール分割体１０１には、両端の連結端部１４０のうち一方の連結端部１４０にアタッチメント取付部１５０、他方の連結端部１４０に雌連結端部２１０が形成されている。また、一方の第２コモンレール分割体１０２には両端の連結端部１４０のうち、一方の連結端部１４０に雄連結端部２２０、他方の連結端部１４０に雌連結端部２１０が形成されており、さらに他方の第２コモンレール分割体１０２の一方の連結端部１４０には雄連結端部２２０が、他方の連結端部１４０にはアタッチメント取付部１５０が形成されている。

第１コモンレール分割体１０１のアタッチメント取付部１５０には燃圧センサ９が取り付けられており、他方の第２コモンレール分割体１０２のアタッチメント取付部１５０には減圧弁８が取り付けられている。

本実施形態においても、第１、及び第２の実施形態と同様に、連結部２００は雄連結端部２２０と雌連結端部２１０とが締結部材２４０によって締結され、また、雄連結端部２２０と雌連結端部２１０が嵌合して構成されており、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では３つのコモンレール分割体１００でコモンレール１が構成されており、コモンレール分割体１００が連結部２００において締結される際に締結の回転位置を操作することで、各コモンレール分割体１００の本体部１２０からの径方向における配管接続部１１０の位置を変更し、多気筒におけるそれぞれの気筒の位置に合わせて位置を決めるといった設計的な柔軟性が高くなる。

（第４の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態において、第２コモンレール分割体１０２のアタッチメント取付部１５０が形成された箇所を雌連結端部２１０とし、該雌連結端部２１０に通路封止部材４００を取り付けた形態である。図７に本実施形態におけるコモンレール１の模式全体断面図を示す。なお、連結部２００は第１の実施形態と同様の構成としている。

本実施形態における通路封止部材４００は、雌連結端部２１０の凹部２１３に嵌合される封止凸部４３０と、コモンレール分割体１００の外径と同じ径を有した胴体部４１０と、封止頭部４２０とを有している。

通路封止部材４００の胴体部４１０には雄連結端部２２０と同様に正方向螺子部が形成されており、雌連結端部２１０の凹部２１３に通路封止部材４００の封止凸部４３０を嵌合させ、第１の実施形態と同様の締結部材２４０を用いて螺合することで通路封止部材４００はコモンレール分割体１００に締結される。

なお、コモンレール１には必ずしも減圧弁８、もしくは燃圧センサ９が取り付けられているものではなく、減圧弁８、もしくは燃圧センサ９を廃止してもよい。また、図６に示す第３の実施形態の構成において、第２コモンレール分割体１０２を一つのみ用い、かつアタッチメント取付部１５０が必要のない場合もある。

このような場合には、本実施形態のように通路封止部材４００を用いることで、開口した雌連結端部２１０を封止し、内部通路１２１を外部と隔絶する。また、第１の実施形態と同様の連結部２００を通路封止部材４００に適用することによって強固に嵌合させることができ、内部通路１２１に保持される高圧の燃料が外部に漏出することを防止することができる。

（第５の実施形態）
本実施形態は連結部２００において、雌連結端部２１０と雌連結端部２１０とを連結部材３００である雄連結部材３１０を介し、かつ雌連結端部２１０の外周を締結部材２４０によって締結することによって連結する。図８に本実施形態における連結部２００の要部断面図を示す。

連結部材３００は雄連結端部、もしくは雌連結端部同士の嵌合の際に用いる部材であり、コモンレール分割体１００の本体部１２０と同等の強度を持つ鉄鋼材料からなる。
連結部材３００である雄連結部材３１０は両端が雌連結端部２１０の凹部２１３に嵌め合う円錐状の部材凸部３１２を有した略円筒部材であり、コモンレール分割体１００の本体部１２０と同等の強度を持つ鉄鋼材料からなる。

本実施形態では一方の雌連結端部２１０の外周に形成された雌側螺子部２１１には正方向にねじ切りがされており、他方の雌連結端部２１０の外周に形成された雌側螺子部２１１には一方の雌側螺子部とは逆方向のねじ切りがされている。

この二つの向き合う雌連結端部２１０のうち、まず一方の雌側螺子部２１１に締結部材２４０の正方向螺子山部２４１を螺合させるとともに、雄連結部材３１０の部材凸部３１２を一方の雌連結端部２１０の凹部２１３に嵌め合わせる。その後、雄連結部材３１０の嵌め合わされた方向とは逆方向側から他方の雌連結端部２１０の凹部２１３を嵌め合わせ、締結部材２４０の逆方向螺子山部２４２を他方の雌連結端部２１０の雌側螺子部２１１にかみ合わせ、互いの雌連結端部２１０に形成された締結支持部２３０を治具等で固定しながら締結部材２４０を螺合し、連結が完了する。

なお、部材凸部３１２によって形成される雄部材側テーパ３１３は、第１の実施形態における雄側テーパ２２２と同様に、雌側テーパ２１２と同じか、もしくは若干小さく形成されている。

第１の実施形態における連結部２００の構成では、雄連結端部２２０と雌連結端部２１０の締結の構成を示したが、雌連結端部２１０と雌連結端部２１０とでは互いに凹形状を有していることから他部材を用いずに嵌合させることができない。このような場合に本実施形態の雄連結部材３１０を用いることで雌連結端部２１０同士の連結を実現させることが可能となり、第１の実施形態における連結部２００の置換構造として用いることが可能である。

（第６の実施形態）
本実施形態では、第５の実施形態において用いた雄連結部材３１０にオリフィスとしての機能を備えさせたものである。本実施形態について図９及び図１０を用いて説明する。図９は本実施形態におけるコモンレール１の要部断面図、図１０は本実施形態におけるコモンレール１の模式全体断面図である。

本実施形態の雄連結部材３１０は円筒内径が内部通路１２１の内径よりも小さく形成されており、オリフィス通路３１１を形成している。

このオリフィス通路３１１を有した雄連結部材３１０は第５の実施形態における雄連結部材３１０と同様の方法でコモンレール１の連結部２００に用いることが可能である。

本実施形態の雄連結部材３１０は、図１０に示すように、第２コモンレール分割体１０２にポンプ側接続部１１２を有する拡張本体部１３０を連結する際に用いるのが好ましい。

拡張本体部１３０は、本体部と同等の強度を持つ鉄鋼材料からなり、一方の端部に連結端部１４０を、他方に配管接続部１１０を有している。

本実施形態においてはこの拡張本体部１３０の連結端部１４０には雌連結端部２１０が形成されており、第２コモンレール分割体１０２の雌連結端部２１０と雄連結部材３１０を介して締結部材２４０を締結されることによって、拡張本体部１３０は第２コモンレール分割体１０２と連結している。

オリフィス通路３１１を有した雄連結部材３１０をポンプ配管７から燃料が流入する流入口付近に配設することによって、サプライポンプ２等で生じた圧力脈動をオリフィス通路３１１で低減させることができ、雄連結部材３１０は本体部１２０の内部通路１２１への圧力脈動の影響を受けにくくすることが可能となる。

（第７の実施形態）
本実施形態は連結部２００において、雄連結端部２２０と雄連結端部２２０とを連結部材３００である雌連結部材３２０を介し、かつ雄連結端部２２０の外周を締結部材２４０によって締結することによって連結する。図１１に本実施形態における連結部２００の要部断面図を示す。

連結部材３００である雌連結部材３２０は、両端が雄連結端部２２０の凸部２２３に嵌め合う円錐状の部材凹部３２１を有した略円筒部材であり、コモンレール分割体１００の本体部１２０と同等の強度を持つ鉄鋼材料からなる。

本実施形態では一方の雄連結端部２２０の外周に形成された雄側螺子部２２１には正方向にねじ切りがされており、他方の雄連結端部２２０の外周に形成された雄側螺子部２２１には一方の雌側螺子部とは逆方向のねじ切りがされている。

この二つの向き合う雄連結端部２２０のうち、まず一方の雄側螺子部２２１に締結部材２４０の正方向螺子山部２４１を螺合させるとともに、雌連結部材３２０の部材凹部３２１を一方の雄連結端部２２０の凸部２２３に嵌め合わせる。その後、雌連結部材３２０の嵌め合わされた方向とは逆方向側から雌連結部材３２０の部材凹部３２１に他方の雄連結端部２２０の凸部２２３を嵌め合わせ、締結部材２４０の逆方向螺子山部２４２を他方の雄連結端部２２０の雄側螺子部２２１にかみ合わせ、互いの雄連結端部２２０に形成された締結支持部２３０を治具等で固定しながら締結部材２４０を螺合し、連結が完了する。

なお、部材凹部３２１によって形成される雌部材側テーパ３２２は、第１の実施形態における雌側テーパ２１２と同様に、雄側テーパ２１２と同じか、もしくは若干大きく形成されている。

第５の実施形態でも示したように、第１の実施形態における連結部２００の構成では、雄連結端部２２０と雄連結端部２２０とでは互いに凸形状を有していることから他部材を用いずに嵌合させることができない。このような場合に本実施形態の雌連結部材３２０を用いることで雄連結端部２２０同士の連結を実現させることが可能となり、第１の実施形態における連結部２００の置換構造として用いることが可能であり、設計的な柔軟性の向上につながる。

以上、それぞれ本発明となる実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

例えば、第１乃至第４の実施形態における連結部２００の雄連結端部２２０側当接面、第５又は第６の実施形態における連結部２００の雄連結部材３１０側当接面、及び第７の実施形態における連結部２００の雄連結端部２２０側の当接面においては、球面加工を施すのが望ましい。この場合には、よりシール性に優れた嵌合をすることができる。

また、連結部２００において雄連結端部２２０、又は雌連結端部２１０の外周に形成されているねじ切りの方向については、一方の雄連結端部２２０、又は雌連結端部２１０の外周に形成されている螺子部と、他方の雄連結端部２２０、又は雌連結端部２１０の外周に形成されている螺子部とが互いに逆方向のねじ切りがされていれば足りる。すなわち、雄側螺子部２２１、及び雌側螺子部２１１の方向は、その連結部２００を形成する締結部材２４０、及び連結部材３００の選択によって連結部２００を形成する一方の第１螺子部と他方の第２螺子部とが逆方向のねじ切り形成となるように適宜選択すればよい。

１コモンレール、２サプライポンプ、３インジェクタ、１００コモンレール分割体、１０１第１コモンレール分割体、１０２第２コモンレール分割体、１１０配管接続部、１２０本体部、１２１内部通路、１４０連結端部、１５０アタッチメント取付部、２００連結部、２１０雌連結端部、２１１雌側螺子部、２１３凹部、２２０雄連結端部、２２１雄側螺子部、２２３凸部、２３０締結支持部、２４０締結部材、３００連結部材、３１０雄連結部材、３１１オリフィス通路、３１２部材凸部、３１３雄部材側テーパ、３２０雌連結部材、４００通路封止部材

Claims

内燃機関の気筒内に燃料を噴射するコモンレール式燃料噴射装置において用いられるコモンレールであって、
前記コモンレール（１）は、複数のコモンレール分割体（１００）が、連結部材（３００）を介在させて連結されて構成されており、
前記コモンレール分割体（１００）は、
前記燃料を保持する空間である内部通路（１２１）を有した管状の本体部（１２０）と、
外部の配管を接続可能であり、前記本体部（１２０）に交差して配設された配管接続部（１１０）と、
前記本体部（１２０）の端部に配設され、前記本体部（１２０）の内部通路（１２１）と連通すると共に外部に開口した連結端部（１４０）と、を有し、
連結される二つのコモンレール分割体（１００）の前記連結端部（１４０）は、各々、前記本体部（１４０）の軸方向、かつ前記外部開口側に向けて外径が小さくなるように形成された略円錐状の凸部（２２３）を有する雄連結端部（２２０）であり、
前記連結部材（３００）は、両端が前記雄連結端部（２２０）の前記凸部（２２３）に嵌め合う凹部（３２１）を有する略円筒状の雌連結部材（３２０）であり、
前記二つのコモンレール分割体（１００）は、各々の前記雄連結端部（２２０）の間に前記雌連結部材（３２０）が嵌め合わされた状態で締結部材（２４０）により締結されていることを特徴とするコモンレール。
請求項１に記載のコモンレールにおいて、
前記締結部材（２４０）は、内周に螺子部が形成されたナット状の締結体であり、
前記一方の連結端部（１４０）の外周には第１螺子部が形成されており、
前記他方の連結端部（１４０）の外周には第２螺子部が形成されており、
前記第１螺子部及び前記第２螺子部は、互いに逆方向に螺子切りされており、
前記締結部材（２４０）が前記第１螺子部及び前記第２螺子部に螺合された状態で二つの前記コモンレール分割体（１００）が締結されていることを特徴とするコモンレール。
請求項１または２に記載のコモンレールにおいて、
前記コモンレール分割体（１００）に形成された複数の前記配管接続部（１１０）は、
前記燃料を昇圧するサプライポンプ（２）に接続される少なくとも一つのポンプ側接続部（１１２）と、
前記本体部（１２０）の内部通路（１２１）に保持された燃料を前記内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタ（３）に接続される複数のインジェクタ側接続部（１１１）と、
からなることを特徴とするコモンレール。
請求項１乃至３の何れか１つに記載のコモンレールにおいて、
前記コモンレール分割体（１００）は、
他の前記コモンレール分割体（１００）が連結されていない前記連結端部（１４０）に、アタッチメント取付部（１５０）を少なくとも一つ有し、
前記アタッチメント取付部（１５０）には前記本体部（１２０）の内部通路（１２１）に保持された燃料の圧力を測定する燃圧センサ（９）が取り付けられていることを特徴とするコモンレール。
請求項１乃至４の何れか１つに記載のコモンレールにおいて、
前記コモンレール分割体（１００）は、
他の前記コモンレール分割体（１００）が連結されていない前記連結端部（１４０）に、アタッチメント取付部（１５０）を少なくとも一つ有し、
前記アタッチメント取付部（１５０）には前記本体部（１２０）の内部通路（１２１）に保持された燃料の圧力を低減させる減圧弁（８）が取り付けられていることを特徴とするコモンレール。
請求項１乃至５の何れか１つに記載されたコモンレール（１）を備え、前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射することを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。