JP6969129B2

JP6969129B2 - 配管部品の製造方法

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Publication number: JP6969129B2
Application number: JP2017057937A
Authority: JP
Inventors: 健次石黒; 幸彦渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-03-23
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Description

本発明は、配管部品の製造方法に関する。

従来より、高圧の燃料や作動油等の高圧流体を流通させる配管部品を、鍛造で成形する技術が知られている。例えば特許文献１には、中実棒状の母材を鍛造し、その鍛造品にドリル加工を施して流路を形成することで、高圧燃料を噴射する燃料噴射弁のボデーを配管部品として製造する方法が開示されている。

特開２００６−１８１５７７号公報

ここで本発明者らは、以下に説明する構造の配管部品を、上述の如く鍛造で製造することを検討した。この配管部品は、中央配管部と、中央配管部の長手方向と交差する向きに中央配管部から突出する形状の分岐配管部とを備える。中央配管部の内部には上記長手方向に延びる中央流路が形成され、分岐配管部の内部には中央流路から分岐する分岐流路が形成されている。

この種の構造では、中央流路と分岐流路とが交差する部分（交差部）への、高圧流体の圧力による応力集中が懸念される。そのため、応力集中により交差部が損傷しないように交差部の形状や肉厚を設定する必要がある。しかしながら、上述の如く鍛造で製造した場合、数値解析による応力分布から想定される以上に、実際には交差部が損傷しやすくなっていることを本発明者らは見出した。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、応力集中による損傷の抑制を図った配管部品の製造方法を提供することにある。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明は、
所定の長手方向に延びて流体を流通させる中央流路（１１ａ）が内部に形成された中央配管部（１１）と、
長手方向と交差する向きに中央配管部から突出する形状であり、中央流路から分岐する分岐流路（１２ａ）の少なくとも一部が内部に形成された分岐配管部（１２）と、を備える配管部品（１０）の製造方法であって、
長手方向に延びる中実棒状の母材であって中心偏析により自身の中心線に沿う部分に不純物（ＩＰ）が分布した母材（５０）を鍛造用の金型（２０、３０、２００、３００）に配置する準備工程（Ｓ３）と、
金型に荷重を付与して母材を鍛造して、中央配管部に相当する部分である中央鍛造部（６１）および分岐配管部に相当する部分である分岐鍛造部（６２、６２０）を有する鍛造品（６０、６００、６０１）を成形する鍛造工程（Ｓ４）と、
鍛造品に穴あけ加工し中央流路および分岐流路を形成する穴あけ工程（Ｓ７）と、
を備え、
鍛造工程では、中心線に沿って延びる中央鍛造部から長手方向と交差する向きに中央鍛造部から突出する形状であり、中央鍛造部に対して分岐鍛造部の反対側に位置するダミー鍛造部（６３、６３０、６３１、６３２、６３３）が鍛造品に設けられるように、且つ鍛造品において不純物が分岐鍛造部側とダミー鍛造部側とに対称に拡がるように鍛造し、
鍛造工程の後、ダミー鍛造部を除去する除去工程（Ｓ６）をさらに備える配管部品の製造方法である。

さて、配管部品を鍛造で製造した場合、数値解析による応力分布から想定される以上に実際には交差部が損傷しやすくなっていることは、先述した通りである。その原因について、本発明者らは以下に説明する知見を得た。

鍛造の母材には、酸化カルシウムや酸化マンガン等の酸化物や、炭素、リン、硫黄等の元素が不純物として含まれている。そして、その母材が所定の長手方向に延びる中実棒状である場合、母材の中心線に沿う部分に不純物が分布（中心偏析）している場合がある。この現象は、母材を鋳造する際の冷却過程で次のように生じる。上記冷却過程において、母材に含まれる鉄成分は外表面から中心に向けて順に冷却されて固化していくのに対し、母材に含まれる不純物は、外表面から順に固化していく鉄成分に押し退けられて中心に移動していく。このように、鋳造での冷却が完了した時点で、不純物が中心に偏析する場合がある。

そして、上記発明に反してダミー鍛造部を鍛造品に設けない場合には、中心偏析した不純物の多くは中央流路に位置することになるので、鍛造品から除去されることになる。しかしながら、配管部品が、中央配管部から突出する分岐配管部を有した形状であることに起因して、鍛造される母材は、中央鍛造部から分岐鍛造部へ向けて延びるように塑性変形する。したがって、中心偏析した不純物の分布は、母材の塑性変形に伴い中央鍛造部から分岐鍛造部へ向けて拡がることになる。このように拡がった位置に分布する不純物は、中央流路から外れた位置に存在し、鍛造品から除去されずに残存する可能性がある。そして、残存した不純物が、中央流路と分岐流路との交差部に位置していると、交差部の強度が想定よりも低下した状態になる。

この知見に基づき、上記発明では、鍛造工程において、中央鍛造部に対して分岐鍛造部の反対側にダミー鍛造部を設け、その後の除去工程でダミー鍛造部を除去する。そのため、鍛造される母材は、中央鍛造部から分岐鍛造部へ向けて延びるように塑性変形すると同時に、中央鍛造部からダミー鍛造部へ向けて延びるようにも塑性変形する。したがって、中心偏析した不純物の分布は、母材の塑性変形に伴い中央鍛造部から分岐鍛造部へ向けて拡がると同時に、ダミー鍛造部へ向けても拡がる。そして、ダミー鍛造部は中央鍛造部に対して分岐鍛造部の反対側に位置するので、不純物が分岐鍛造部へ向けて拡がる範囲は、その反対側（ダミー鍛造部の側）へも不純物が拡がることにより縮小される。これにより、不純物が分岐鍛造部の側へ拡がって交差部に達するおそれを低減できるので、応力集中による交差部の損傷抑制を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る製造方法により製造されたコモンレールの正面図。図１のＩＩ−ＩＩ断面図。第１実施形態に係る製造方法の手順を示すフローチャート。図３の各工程での製造状況を説明する平面図。第１実施形態に係る中間成形用金型の断面図。図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図であって、第１実施形態に係る最終成形用金型の断面図。図３の各工程での製造状況を説明する断面図であって、中心偏析した不純物と鍛造品との位置関係について第１実施形態と比較例との違いを示す図。本発明の第２実施形態に係る鍛造品を示す断面図。本発明の第３実施形態に係る製造方法により製造されたコモンレールの正面図。第１実施形態に対する変形例を示す鍛造品の断面図。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
図１に示す配管部品は、車両用の内燃機関に設けられたコモンレール１０である。内燃機関は、複数の気筒を有する圧縮自着火式であり、コモンレール１０へ供給される燃料は軽油である。コモンレール１０は、高圧ポンプから吐出された高圧流体である燃料を蓄圧し、各気筒に設けられた燃料噴射弁へ燃料を分配する。コモンレール１０は、図示しないクランプにより車両のエンジンルーム内の所定部位に固定される。

コモンレール１０は、中央配管部１１および分岐配管部１２を備える金属製である。これらの中央配管部１１および分岐配管部１２は、鍛造により一体に成形された金属製である。

中央配管部１１は、所定の長手方向（図１の上下方向）に延びる円筒形状であり、中央配管部１１の内部には、上記長手方向に延びる中央流路１１ａが形成されている。中央流路１１ａは、中央配管部１１を貫通する断面円形の形状である。長手方向に対して垂直な面における中央流路１１ａの断面形状は、長手方向に均一である。中央配管部１１の中心軸線Ａ１と中央流路１１ａの中心軸線とは一致する。

分岐配管部１２は、中央配管部１１の中心軸線Ａ１と交差する向きに、中央配管部１１から突出する円筒形状であり、複数備えられている。図１に示す例では、分岐配管部１２の中心軸線Ａ２は、中央配管部１１の中心軸線Ａ１と直交する。分岐配管部１２の内部には、中央流路１１ａから分岐する分岐流路１２ａの一部が形成されている。分岐流路１２ａは、分岐配管部１２を貫通する断面円形の形状である。分岐配管部１２の中心軸線Ａ２と分岐流路１２ａの中心軸線とは一致する。分岐流路１２ａのうち中央流路１１ａと連通する部分は細孔流路１２ｂと呼ばれ、分岐流路１２ａのうち細孔流路１２ｂの部分は、他の部分に比べて流路断面積が小さい。細孔流路１２ｂは中央配管部１１の内部に位置する。

中央流路１１ａおよび分岐流路１２ａは、高圧ポンプから供給される高圧燃料で満たされる。具体的には、高圧ポンプから吐出された高圧燃料は、先ず中央流路１１ａへ流入し、その後、各々の分岐流路１２ａへ分配される。分岐流路１２ａの細孔流路１２ｂで絞られた高圧燃料は、分岐配管部１２に接続された図示しない高圧配管を通じて燃料噴射弁へ供給される。

図２に示すように、中央配管部１１のうち中央流路１１ａと分岐流路１２ａとが交差する部分を交差部１１ｐと呼ぶ。また、交差部１１ｐの内壁面は、中心軸線Ａ２の方向において中央流路１１ａの側から分岐流路１２ａの側に見て円形のエッジ形状である。図２に示す例では、交差部１１ｐは断面直角の壁面を有するエッジ形状である。

図１および図２に示すように、複数の分岐配管部１２は所定の基準面Ｂ１に対して同じ側（図２の右側）に位置する。この基準面Ｂ１は、中央配管部１１の中心軸線Ａ１を含み、かつ分岐配管部１２の中心軸線Ａ２に直交する面である。複数の分岐配管部１２の中心軸線Ａ２は同一平面上に位置し、複数の分岐配管部１２の中心軸線Ａ２は互いに平行である。また、複数の分岐配管部１２は長手方向において等ピッチで配置されている。

次に、コモンレール１０の製造方法について、図３〜図７を用いて説明する。なお、図４の符号（１）に示す欄は鍛造用の金型の下型２０を示す平面図、（２）欄は下型２０に母材５０を配置した平面図、（３）欄は脱型直後の鍛造品６０Ａを示す平面図である。また、図４の符号（４）に示す欄は、鍛造品６０Ａから鍛造バリ６０ｘを除去した状態の鍛造品６０を示す平面図である。この鍛造品６０から図１に示すコモンレール１０が製造される。

先ず、図３に示す工程Ｓ１において、コモンレール１０の母材となる円柱形状の鋼材を、所定長さに切断する。続く工程Ｓ２では、工程Ｓ１で切断した鋼材（母材）を所定温度に加熱する。この所定温度は、母材が再結晶する温度（例えば数百度）に設定されている。続く工程Ｓ３（準備工程）では、図４（１）欄に示す鍛造用の金型（下型２０）に、工程Ｓ２で加熱された母材５０を配置する（図４（２）欄参照）。

厳密には、本実施形態では２種類の金型を用いて段階的に鍛造しており、先ず、図５に示す中間成形用の金型で鍛造した後、図６に示す最終成形用の金型で鍛造する。

これらの金型は下型２０、２００および上型３０、３００を備える。下型２０、２００には下側キャビティ２０ａ、２００ａが形成され、上型３０、３００には上側キャビティ３０ａ、３００ａが形成されている。工程Ｓ３では、下側キャビティ２０ａ、２００ａの直上に上側キャビティ３０ａ、３００ａが位置するように、下型２０、２００に配置された母材５０の直上位置に上型３０、３００を設置する。

なお、中間成形に係る鍛造と最終成形に係る鍛造とでは、キャビティ形状が異なる金型を用いるものの、その製造手順については同じであるため、図４の記載および以下の説明では、中間成形用の金型を省略して最終成形用の金型について説明する。また、本発明の実施にあたり、中間成形用の金型を用いること無く最終成形用の金型で鍛造してもよい。

続く工程Ｓ４（鍛造工程）では、鍛造用プレス機のハンマーで上型３０を打撃して、上型３０と下型２０の間で母材５０を加圧する。これにより、キャビティ２０ａ、３０ａの形状に倣って母材５０は塑性変形する。

続く工程Ｓ５では、上型３０および下型２０を脱型して、図４（３）欄に示す鍛造品６０Ａを取り出す。脱型直後の鍛造品６０Ａは、中央鍛造部６１、分岐鍛造部６２、ダミー鍛造部６３および鍛造バリ６０ｘを有する。中央鍛造部６１は、コモンレール１０の中央配管部１１に相当する部分である。分岐鍛造部６２は、コモンレール１０の分岐配管部１２に相当する部分であり、分岐配管部１２と同様にして複数設けられている。ダミー鍛造部６３は、上記長手方向と交差する向きに中央鍛造部６１から突出する円柱形状であり、中央鍛造部６１に対して分岐鍛造部６２の反対側に位置する。

ここで図６に示す下側キャビティ２０ａおよび上側キャビティ３０ａの各々は、中央鍛造部６１を成形する中央部２１、３１、分岐鍛造部６２を成形する分岐部２２、３２およびダミー鍛造部６３を成形するダミー部２３、３３を有する。そして、中央鍛造部６１、分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３の上半分が上型３０で鍛造され、下半分が下型２０で鍛造される。母材５０のうち下型２０と上型３０の間からはみ出た部分が鍛造バリ６０ｘとなる。工程Ｓ３では、母材５０の中心軸線が中央部２１、３１の中心軸線と一致するように、母材５０が金型内に配置される。

鍛造品６０の説明に戻り、ダミー鍛造部６３は、分岐鍛造部６２の各々に対応して複数設けられており、ダミー鍛造部６３の数と分岐鍛造部６２の数は同じである。図４（４）欄に示すように、各々のダミー鍛造部６３は、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とが一致するように配置されている。

ダミー鍛造部６３および分岐鍛造部６２は互いに円柱形状であり同じ形状である。また、ダミー鍛造部６３の大きさは分岐鍛造部６２の大きさと同じである。よって、ダミー鍛造部６３の体積は分岐鍛造部６２の体積と同じである。ここで定義されるダミー鍛造部６３の体積は、円柱形状の中央鍛造部６１を分岐鍛造部６２とともに鍛造品６０から除いた部分の体積である。また、ここで定義される分岐鍛造部６２の体積は、円柱形状の中央鍛造部６１をダミー鍛造部６３とともに鍛造品６０から除いた部分の体積である。

続く工程Ｓ６では、トリミング作業により鍛造バリ６０ｘを除去して、図４（４）欄に示す鍛造品６０を取り出す。さらに工程Ｓ６（除去工程）では、鍛造バリ６０ｘとともにダミー鍛造部６３を除去する。具体的には、旋盤等の切削ツールを用いてダミー鍛造部６３を除去する。続く工程Ｓ７（穴あけ工程）では、鍛造品６０に穴あけ加工を施して中央流路１１ａおよび分岐流路１２ａを形成する。

続く工程Ｓ８では、分岐配管部１２の先端および中央配管部１１の両端に面取り加工を施し、工程Ｓ７の穴あけ加工で生じたバリを除去する。これにより、鍛造品６０からコモンレール１０が製造される。つまり、１本の母材５０から１本のコモンレール１０が製造される。

なお、図１に示すコモンレール１０には、図示しないポンプ配管、分配配管および圧力センサ等が取り付けられている。ポンプ配管は、先述した高圧ポンプとコモンレール１０とに接続され、高圧ポンプから吐出された燃料をコモンレール１０へ供給する配管であり、例えば中央配管部１１の一端に取り付けられる。分配配管は、先述した燃料噴射弁とコモンレール１０とに接続され、コモンレール１０から燃料噴射弁へ燃料を分配供給する配管であり、分岐配管部１２に取り付けられる。圧力センサは、コモンレール１０内の燃料圧力を検出するセンサであり、例えば中央配管部１１の他端に取り付けられる。

次に、母材５０に含まれる先述した不純物ＩＰについて、図４および図７を用いて以下に説明する。図中の網点は不純物ＩＰの分布範囲を示す。図示される分布範囲は、所定濃度以上に不純物が存在する範囲を示すものであり、分布範囲外であっても不純物ＩＰが所定濃度未満で存在する場合がある。

図７の符号（１）に示す欄は、鍛造直前の母材５０の断面図、図７（２）欄は、図４（２）欄に示す鍛造品６０Ａの断面図、図７（３）欄は、鍛造バリ６０ｘおよびダミー鍛造部６３が除去された状態の鍛造品６０の断面図である。また、図７（４）（５）欄は、本実施形態の比較例としての鍛造品６０ＡＲ、６０Ｒを示す断面図である。この比較例では、本実施形態に反してダミー鍛造部６３を備えておらず、本実施形態と同じ形状の母材５０から鍛造されたものである。図７（４）欄に示す鍛造品６０ＡＲは、中央鍛造部６１Ｒ、分岐鍛造部６２Ｒおよび鍛造バリ６０ｘを有する。図７（５）欄に示す鍛造品６０Ｒは、鍛造品６０ＡＲから鍛造バリ６０ｘを除去した状態のものである。

図４（２）欄および図７（１）欄に示すように、鍛造前の時点における不純物ＩＰは、母材５０の断面中心に分布（中心偏析）している。その分布範囲は、母材５０の断面中心から真円状に拡がる範囲である。なお、図中の一点鎖線に示す基準面Ｂ１は、母材５０の中心軸線Ａ１を含み、かつ、金型の分割面Ｃ１（図６参照）に直交する面であり、鍛造品６０Ａ、６０の中心軸線Ａ１を含む基準面Ｂ１でもあり、図２に示す基準面Ｂ１と一致する。

図４（３）欄および図７（２）欄に示すように、鍛造品６０Ａに含まれる不純物ＩＰの分布は、鍛造により母材５０が塑性変形することに伴い、その変形する方向へ拡がっている。その分布範囲は、母材５０の断面中心から楕円状に拡がる範囲である。したがって、分布範囲の楕円長手方向は、分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３の突出方向と一致する。また、分岐鍛造部６２が突出する側（図７の右側）とダミー鍛造部６３が突出する側（図７の左側）の両方へ不純物ＩＰは拡がるので、不純物ＩＰの分布中心（楕円の中心）が、中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１からずれることが抑制される。図４（４）欄の例では、上記楕円の中心は中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１と一致する。

図７（３）欄に示すように、トリミング後の鍛造品６０に含まれる不純物ＩＰの分布は、トリミング前の鍛造品６０Ａに含まれる不純物ＩＰの分布と同じである。つまり、不純物ＩＰの分布中心（楕円の中心）は中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１と一致している。換言すれば、鍛造品６０Ａ、６０に含まれる不純物ＩＰの分布は、中心軸線Ａ１方向に見て基準面Ｂ１を中心に、分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３の突出方向において対称に拡がっている。

これにより、コモンレール１０の交差部１１ｐには不純物ＩＰが存在しなくなる。より詳細には、中央配管部１１のうち中心軸線Ａ１方向に見て基準面Ｂ１に対して分岐配管部１２の反対側（図２の左側）の部分には不純物ＩＰが存在する。しかし、中央配管部１１のうち基準面Ｂ１に対して分岐配管部１２と同じ側（図２の右側）の部分には不純物ＩＰが存在しない。

これに対し比較例の鍛造品６０ＡＲは、ダミー鍛造部６３を備えていないので、図７（４）欄に示すように分岐鍛造部６２Ｒが突出する側（図７の右側）へ不純物ＩＰが大きく拡がる一方で、その反対側（図７の左側）へは大きく拡がらない。そのため、不純物ＩＰの分布中心（楕円の中心）が、中央鍛造部６１Ｒの中心軸線Ａ１から分岐鍛造部６２Ｒの側へ大きくずれることとなる。

したがって、トリミング後の鍛造品６０Ｒに含まれる不純物ＩＰの分布についても、図７（５）欄に示すように、不純物ＩＰの分布中心（楕円の中心）は、中央鍛造部６１Ｒの中心軸線Ａ１から分岐鍛造部６２Ｒの側へ大きくずれている。換言すれば、鍛造品６０ＡＲ、６０Ｒに含まれる不純物ＩＰの分布は、中心軸線Ａ１方向に見て基準面Ｂ１に対して分岐鍛造部６２Ｒの側に偏って拡がっている。よって、比較例の鍛造品６０Ｒからコモンレールを製造した場合、コモンレールの交差部に不純物ＩＰが存在する蓋然性が高くなる。

次に、本実施形態による作用効果について説明する。

上述した本実施形態では、中央流路１１ａが内部に形成された中央配管部１１と、中央配管部１１から突出する形状であり分岐流路１２ａの一部が内部に形成され分岐配管部１２と、を備えるコモンレール１０を、以下のように製造する。すなわち、中実棒状の母材５０を金型に配置して、中央配管部１１に相当する中央鍛造部６１、分岐配管部１２に相当する分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３を有する鍛造品６０を成形する。そして、鍛造後にダミー鍛造部６３を除去し、中央流路１１ａおよび分岐流路１２ａを穴あけ加工してコモンレール１０を製造する。ダミー鍛造部６３は、中央鍛造部６１の長手方向と交差する向きに中央鍛造部６１から突出する形状であり、中央鍛造部６１に対して分岐鍛造部６２の反対側に位置する。

これによれば、鍛造される母材５０は、中央鍛造部６１から分岐鍛造部６２へ向けて延びるように塑性変形すると同時に、中央鍛造部６１からダミー鍛造部６３へ向けて延びるようにも塑性変形する。したがって、中心偏析した不純物ＩＰの分布は、母材５０の塑性変形に伴い中央鍛造部６１から分岐鍛造部６２へ向けて拡がると同時に、ダミー鍛造部６３へ向けても拡がる。そして、ダミー鍛造部６３は中央鍛造部６１に対して分岐鍛造部６２の反対側に位置するので、不純物ＩＰが分岐鍛造部６２へ向けて拡がる範囲は、その拡がりと同時に不純物ＩＰがダミー鍛造部６３へ向けて拡がることにより縮小される。これにより、不純物ＩＰが分岐鍛造部６２の側へ拡がって交差部１１ｐに達するおそれを低減できるので、応力集中による交差部１１ｐの損傷を抑制できる。

さらに本実施形態では、分岐鍛造部６２とダミー鍛造部６３とが、中央鍛造部６１の長手方向において重複する位置関係となるように鍛造する。また、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とが同一平面上に位置するように鍛造する。具体的には、分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３は、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とが一致する位置関係である。これによれば、「不純物ＩＰが分岐鍛造部６２へ向けて拡がる範囲は、その拡がりと同時に不純物ＩＰがダミー鍛造部６３へ向けて拡がることにより縮小される」といった先述の効果（拡大抑制効果）が顕著になる。そのため、不純物ＩＰの分岐鍛造部６２側へ拡がる範囲の縮小が促進され、不純物ＩＰが交差部１１ｐに達するおそれの低減を促進できる。

さらに本実施形態では、複数の分岐鍛造部６２の全てが、中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１を含む所定の基準面Ｂ１に対して一方の側（図７（２）欄の右側）に配置されている。また、複数のダミー鍛造部６３の全てが、基準面Ｂ１に対して他方の側（図７（２）欄の左側）に配置されている。これによれば、中心偏析している不純物ＩＰが、中央鍛造部６１の長手方向の全体に亘って他方の側に引き寄せられるので、長手方向の所定部分だけを他方の側に引き寄せる場合に比べて、先述した拡大抑制効果を向上できる。

さらに本実施形態では、分岐鍛造部６２の各々に対応してダミー鍛造部６３も複数設けられている。具体的には、全ての分岐鍛造部６２に対応してダミー鍛造部６３が設けられており、ダミー鍛造部６３は分岐鍛造部６２と同数設けられている。そのため、先述の拡大抑制効果が全ての分岐鍛造部６２に対して発揮され、交差部１１ｐ損傷抑制を促進できる。

さらに本実施形態では、分岐鍛造部６２の各々とダミー鍛造部６３の各々とが、中央鍛造部６１の長手方向において重複する位置関係となるように鍛造する。具体的には、全てのダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３が、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２と一致する。これによれば、全ての分岐鍛造部６２に対して拡大抑制効果の促進を図ることができ、交差部１１ｐ損傷抑制を促進できる。

さらに本実施形態では、ダミー鍛造部６３の体積が分岐鍛造部６２体積以上である。つまり、任意の１つの分岐鍛造部６２に対応するダミー鍛造部６３の体積は、その対応する分岐鍛造部６２の体積以上である。具体的には、ダミー鍛造部６３は分岐鍛造部６２と同体積である。これによれば、ダミー鍛造部６３の体積が分岐鍛造部６２の体積より小さい場合に比べて、先述の拡大抑制効果が顕著になるので、不純物ＩＰの分岐鍛造部６２側へ拡がる範囲の縮小を促進でき、不純物ＩＰが交差部１１ｐに達するおそれの低減を促進できる。

また、各々のダミー鍛造部６３が、対応する分岐鍛造部６２の体積以上であり、かつ、ダミー鍛造部６３は分岐鍛造部６２と同数設けられているので、複数のダミー鍛造部６３の総体積が、複数の分岐鍛造部６２の総体積以上となっている。これによれば、ダミー鍛造部６３の総体積が分岐鍛造部６２の総体積より小さい場合に比べて、先述の拡大抑制効果が顕著になるので、不純物ＩＰの分岐鍛造部６２側へ拡がる範囲の縮小を促進できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、図７（２）（３）欄に示すように、複数の分岐鍛造部６２の全てが、中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１を含む基準面Ｂ１に対して一方の側に配置され、複数のダミー鍛造部６３の全てが基準面Ｂ１に対して他方の側に配置されている。これに対し本実施形態では、図８に示すように、複数の分岐鍛造部６２、６２０のうちの特定の分岐鍛造部６２０は、基準面Ｂ１に対して他の分岐鍛造部６２とは反対の側（他方の側）に配置されている。したがって、特定の分岐鍛造部６２０に対応するダミー鍛造部６３０は、他の分岐鍛造部６２に対応するダミー鍛造部６３とは反対の側（一方の側）に配置されている。要するに、基準面Ｂ１に対して一方の側には分岐鍛造部６２とダミー鍛造部６３０とが混在して配置され、基準面Ｂ１に対して他方の側にも分岐鍛造部６２０とダミー鍛造部６３とが混在して配置されている。

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様にして、分岐鍛造部６２、６２０の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３、６３０の中心軸線Ａ３とが同一平面上に位置する。また、複数の分岐鍛造部６２、６２０および複数のダミー鍛造部６３、６３０の全てについて、中心軸線Ａ２、Ａ３が同一平面上に位置する。

また、一方の側に配置された分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３０は、長手方向において等ピッチで配置されている。他方の側に配置された分岐鍛造部６２０およびダミー鍛造部６３は、長手方向において等ピッチで配置されている。

本実施形態に係る製造方法の手順は、図３に示す第１実施形態の手順と同じであり、中央鍛造部６１、分岐鍛造部６２、６２０およびダミー鍛造部６３、６３０を備える鍛造品６０１を鍛造する。その後、鍛造バリ６０ｘとともにダミー鍛造部６３、６３０を除去し、穴あけ加工を施してコモンレール１０を製造する。

以上により、基準面Ｂ１に対して異なる側に突出する分岐鍛造部６２、６２０が設けられている本実施形態においても、分岐鍛造部６２、６２０の各々に対して中央鍛造部６１の反対側にダミー鍛造部６３、６３０が設けられている。よって、上記第１実施形態と同様にして、「不純物ＩＰが分岐鍛造部６２、６２０へ向けて拡がる範囲は、その拡がりと同時に不純物ＩＰがダミー鍛造部６３、６３０へ向けて拡がることにより縮小される」といった先述の効果が発揮される。よって、不純物ＩＰが交差部１１ｐに達するおそれを低減できる。

（第３実施形態）
図９に示すように、本実施形態に係る製造方法により製造されたコモンレール１００は取付ボス１４を備える。取付ボス１４には貫通穴１４ａが形成されており、貫通穴１４ａには図示しないボルトが挿入され、そのボルトを車両の所定部位に締結することで、コモンレール１００は車両の所定部位に固定される。

したがってコモンレール１００の前駆体となる鍛造品（図示せず）は、第１実施形態と同様の中央鍛造部６１、分岐鍛造部６２およびダミー鍛造部６３に加えて、取付ボス１４に相当する部分である取付鍛造部（図示せず）を備える。取付鍛造部は、中央鍛造部６１に対して分岐鍛造部６２の反対側に位置する。取付鍛造部と分岐鍛造部６２とは長手方向において重複する位置関係である。

重複の位置関係となる分岐鍛造部６２および取付鍛造部について、取付鍛造部の体積が分岐鍛造部６２の体積以上である。また、複数の取付鍛造部およびダミー鍛造部６３の総体積が、複数の分岐鍛造部６２の総体積以上である。また、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２と取付鍛造部の中心軸線Ａ４（図９参照）とが同一平面上に位置する。また、ダミー鍛造部６３の数と取付鍛造部の数との合計は、分岐鍛造部６２と同数である。

要するに、第１実施形態に係る鍛造品６０のうち、２つのダミー鍛造部６３を取付鍛造部に置き替えたのが本実施形態の鍛造品である。そして本実施形態では、ダミー鍛造部６３については鍛造後に除去するものの、取付鍛造部については除去せずに貫通穴１４ａを形成して取付ボス１４としている。但し、ダミー鍛造部６３が円柱形状であるのに対し、取付鍛造部は板形状である。

以上により、取付ボス１４がコモンレール１００に形成されている本実施形態においても、分岐鍛造部６２の各々に対して中央鍛造部６１の反対側にダミー鍛造部６３または取付鍛造部が設けられている。よって、上記第１実施形態と同様にして、「不純物ＩＰが分岐鍛造部６２へ向けて拡がる範囲は、その拡がりと同時にダミー鍛造部６３または取付鍛造部へ向けて不純物ＩＰが拡がることにより縮小される」といった効果が発揮される。よって、取付ボス１４に対応した位置の分岐配管部１２についても、不純物ＩＰが交差部１１ｐに達するおそれを低減できる。

（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態では、分岐鍛造部６２とダミー鍛造部６３とが、中央鍛造部６１の長手方向において重複する位置関係となっている。具体的には、図４（４）欄に示すように、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とが一致している。これに対し、図１０に示す鍛造品６００を用いて以下に説明する実施形態は、上述した重複の位置関係でありつつも、互いの中心軸線Ａ２、Ａ３が一致しないように配置される、第１実施形態に対する変形例である。

図１０中の符号Ｗは、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２方向から見た分岐鍛造部６２の投影範囲を示す。したがって、分岐鍛造部６２が円柱形状であることに伴い、投影範囲Ｗも円柱形状である。図１０中の符号６３、６３１、６３２、６３３の各々は、上述した重複の位置関係となっているダミー鍛造部を示す。中央鍛造部６１の中心軸線Ａ１および分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２の両方に対して垂直な方向、つまり図１０の紙面垂直方向から見て、ダミー鍛造部の少なくとも一部が投影範囲Ｗ内に存在していれば、上述した「重複する位置関係」であると言える。

ダミー鍛造部６３は、上記第１実施形態と同様にして、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とが一致している。そして、ダミー鍛造部６３の全体が、投影範囲Ｗに含まれて中央鍛造部６１の長手方向において分岐鍛造部６２と重複する。

ダミー鍛造部６３１は、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３とがずれているものの、ダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３は投影範囲Ｗに含まれている。そして、ダミー鍛造部６３１の半分以上が、投影範囲Ｗに含まれて中央鍛造部６１の長手方向において分岐鍛造部６２と重複する。

ダミー鍛造部６３２は、ダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３が投影範囲Ｗに含まれていないものの、ダミー鍛造部６３２の一部は投影範囲Ｗに含まれており、中央鍛造部６１の長手方向において分岐鍛造部６２と重複する。

ダミー鍛造部６３３は、複数の投影範囲Ｗに跨って配置されている。換言すれば、ダミー鍛造部６３３は、図４（４）欄に示す複数のダミー鍛造部６３を複合させたものである。図１０に示す例では、ダミー鍛造部６３３は中央鍛造部６１の長手方向に延びる断面楕円の形状であり、かつ、２つの投影範囲Ｗに跨って配置されている。そして、ダミー鍛造部６３３の中心軸線Ａ３は、隣り合う２つの分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２の間に位置する。

以上に説明したいずれのダミー鍛造部６３、６３１、６３２、６３３についても、分岐鍛造部６２に対して中央鍛造部６１の反対側に設けられ、鍛造後には除去される。よって、上記第１実施形態と同様にして、先述の拡大抑制効果が発揮され、不純物ＩＰが交差部１１ｐに達するおそれを低減できる。

（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

上記第１実施形態に係る製造方法で製造されたコモンレール１０は、中央配管部１１のうち基準面Ｂ１に対して分岐配管部１２と同じ側（図２の右側）の部分には不純物ＩＰが存在しない。これに対し、中央配管部１１のうち基準面Ｂ１に対して分岐配管部１２と同じ側の部分に不純物ＩＰが存在するように製造されていてもよい。但し、交差部１１ｐの部分には不純物ＩＰが存在しないように製造することが望ましい。

図１に示すコモンレール１０は、１本の中央配管部１１から複数の分岐配管部１２が突出する形状であるが、１本の分岐配管部１２が突出する形状であってもよい。また、図９に示す取付ボス１４は１つでもよい。

上記各実施形態では、図３の工程Ｓ２に示すように母材を加熱して熱間鍛造で配管部品を製造しているが、常温の母材を鍛造する冷間鍛造で配管部品を製造してもよい。上記各実施形態では、燃焼に用いる燃料を配管部品に流通させる高圧流体として適用させているが、油圧アクチュエータ等に用いる作動油を上記高圧流体として適用させてもよい。

図９に示すコモンレール１００は、図４（４）欄に示す鍛造品６０のダミー鍛造部６３を取付鍛造部に置き替えた鍛造品から製造されている。これに対し、図４（４）欄に示す鍛造品６０に取付鍛造部を追加した鍛造品から製造されるコモンレールについても、本発明は適用可能である。

上記第１実施形態では、ダミー鍛造部６３の体積は分岐鍛造部６２の体積と同じであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダミー鍛造部６３の体積は分岐鍛造部６２の体積より大きくてもよいし小さくてもよい。なお、このようにダミー鍛造部６３と分岐鍛造部６２とで体積を異ならせる場合、ダミー鍛造部６３の中心軸線Ａ３方向の長さを分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２方向の長さと異ならせてもよいし、径方向の大きさを異ならせてもよい。

図１０に示す変形例では、ダミー鍛造部６３、６３１、６３２、６３３の中心軸線Ａ３は、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２と平行であるが、非平行であってもよい。また、ダミー鍛造部６３、６３１、６３２、６３３の中心軸線Ａ３と、分岐鍛造部６２の中心軸線Ａ２とは同一平面上に位置していなくてもよい。要するに、中央鍛造部６１からのダミー鍛造部の突出方向と分岐鍛造部６２の突出方向とが異なっていてもよい。

上記第１実施形態では、ダミー鍛造部６３は分岐鍛造部６２と同数設けられている。これに対し、ダミー鍛造部６３の数は分岐鍛造部６２の数より少なくてもよいし、多くてもよい。

本発明では、中央流路１１ａが中央配管部１１の中央に位置することに限定されるものではなく、中央からずれて位置していてもよい。その意味では、「中央流路」を「主通路」と呼び、「中央配管部」を「主配管部」と呼び、「中央鍛造部」「主鍛造部」と呼んでもよい。

１０配管部品（コモンレール）、１１中央配管部、１１ａ中央流路、１２分岐配管部、１２ａ分岐流路、５０母材、６０、６００、６０１鍛造品、６１中央鍛造部、６２、６２０分岐鍛造部、６３、６３０、６３１、６３２、６３３ダミー鍛造部、Ｓ３準備工程、Ｓ４鍛造工程、Ｓ７穴あけ工程。

Claims

所定の長手方向に延びて流体を流通させる中央流路（１１ａ）が内部に形成された中央配管部（１１）と、
前記長手方向と交差する向きに前記中央配管部から突出する形状であり、前記中央流路から分岐する分岐流路（１２ａ）の少なくとも一部が内部に形成された分岐配管部（１２）と、を備える配管部品（１０）の製造方法であって、
前記長手方向に延びる中実棒状の母材であって中心偏析により自身の中心線に沿う部分に不純物（ＩＰ）が分布した母材（５０）を鍛造用の金型（２０、３０、２００、３００）に配置する準備工程（Ｓ３）と、
前記金型に荷重を付与して前記母材を鍛造して、前記中央配管部に相当する部分である中央鍛造部（６１）および前記分岐配管部に相当する部分である分岐鍛造部（６２、６２０）を有する鍛造品（６０、６００、６０１）を成形する鍛造工程（Ｓ４）と、
前記鍛造品に穴あけ加工し前記中央流路および前記分岐流路を形成する穴あけ工程（Ｓ７）と、
を備え、
前記鍛造工程では、前記中心線に沿って延びる前記中央鍛造部から前記長手方向と交差する向きに前記中央鍛造部から突出する形状であり、前記中央鍛造部に対して前記分岐鍛造部の反対側に位置するダミー鍛造部（６３、６３０、６３１、６３２、６３３）が前記鍛造品に設けられるように、且つ前記鍛造品において前記不純物が前記分岐鍛造部側と前記ダミー鍛造部側とに対称に拡がるように鍛造し、
前記鍛造工程の後、前記ダミー鍛造部を除去する除去工程（Ｓ６）をさらに備える配管部品の製造方法。
前記鍛造工程では、前記分岐鍛造部と前記ダミー鍛造部とが前記長手方向において重複する位置関係となるように鍛造する請求項１に記載の配管部品の製造方法。
前記重複の位置関係となる前記分岐鍛造部および前記ダミー鍛造部について、前記ダミー鍛造部の体積が前記分岐鍛造部の体積以上である請求項２に記載の配管部品の製造方法。
前記鍛造品は、１つの前記中央鍛造部から複数の前記分岐鍛造部および複数の前記ダミー鍛造部が突出した形状であり、
複数の前記ダミー鍛造部の総体積が、複数の前記分岐鍛造部の総体積以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の配管部品の製造方法。
前記鍛造工程では、前記分岐鍛造部の中心軸線と前記ダミー鍛造部の中心軸線とが同一平面上に位置するように鍛造する請求項１〜４のいずれか１つに記載の配管部品の製造方法。
前記鍛造品は、１つの前記中央鍛造部から複数の前記分岐鍛造部および複数の前記ダミー鍛造部が突出した形状であり、
複数の前記分岐鍛造部の全てが、前記中央鍛造部の中心軸線を含む所定の基準面（Ｂ１）に対して一方の側に配置され、
複数の前記ダミー鍛造部の全てが、前記基準面に対して他方の側に配置されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の配管部品の製造方法。
前記鍛造品は、１つの前記中央鍛造部から複数の前記分岐鍛造部および複数の前記ダミー鍛造部が突出した形状であり、
前記ダミー鍛造部は前記分岐鍛造部と同数設けられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の配管部品の製造方法。