JPH08189440A - 高圧燃料噴射管材 - Google Patents

高圧燃料噴射管材

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JPH08189440A
JPH08189440A JP33944394A JP33944394A JPH08189440A JP H08189440 A JPH08189440 A JP H08189440A JP 33944394 A JP33944394 A JP 33944394A JP 33944394 A JP33944394 A JP 33944394A JP H08189440 A JPH08189440 A JP H08189440A
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Masayoshi Usui
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐エロージョン性を発揮することはもとよ
り、内管と外管との間に隙間がなくフレッティング摩耗
現象を防止でき、さらに電縫溶接によるビード部付近に
結晶粒の成長がない高圧燃料噴射管材を提供する。 【構成】 厚肉の鋼製外管1の内周面に薄肉のステンレ
ス製内管2を圧嵌してなる高圧燃料噴射管材において、
前記内管2がSiを1重量%を超え3重量%以下含有す
るフェライト系ステンレス鋼材の電縫管からなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル内燃機関にお
けるポンプとノズルホルダー間の配管、及び該配管に蓄
圧部を介在した高圧燃料配管などに用いるディーゼル噴
射のための高圧燃料管(以下「高圧燃料噴射管」とい
う)用の管材に関するものであって、管径20mm程度
以下の比較的細径厚肉からなるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の高圧燃料噴射管材として
は、近来燃料の噴射圧の高圧化に伴って発生する内周面
でのキャビテーション・エロージョン・コロージョン
(以下単にエロージョンと云う)を防止するのに関連し
て、フェライト組織を有し厚肉の高圧配管用炭素鋼鋼管
材からなる外管の内周面の全長に亘ってオーステナイト
系ステンレス鋼材からなる薄肉の内管を伸管加工により
重合した管材が知られており(特公平1−46712号
公報)、この管材の両側端部にその外周面を相手座部へ
の押圧面となす接続頭部を成形して高圧燃料噴射管が構
成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフェライト組織を有する炭素鋼の外管にオーステナ
イト組織を有するステンレス鋼の内管を重合した従来技
術においては、下記のような問題がある。即ち、重合管
製造のための伸管加工直後の加工熱が150°C程度に
ある時は重合管の内管と外管の合わせ部は密着状態にあ
る。しかし常温まで冷却すると、フェライト組織を有す
る外管より熱膨脹係数の大きいオ−ステナイト組織の内
管を使用しているため、内管と外管との間に隙間が生
じ、かかる重合管を高圧の繰り返し内圧がかかる噴射管
として使用した場合、内管と外管の隙間部の周壁間にフ
レッティング摩耗現象が生じ、割れ(破壊)を起こす可
能性があった。
【0004】また、伸管加工後の歪み取り焼鈍処理にお
ける冷却後にはより一層大きな隙間が生じ、前記と同様
のフレッティング摩耗現象の傾向は顕著となった。
【0005】このようなフレッティング摩耗現象を防止
するため、熱膨脹係数を外管の炭素鋼材にほぼ合致する
よう内管を標準型のフェライト系ステンレス鋼材とする
ことが提案されたが、標準型のフェライト系ステンレス
鋼材製のフープ材を電縫溶接により造管すると、造管後
に前記電縫溶接によるビード部付近の広い範囲で結晶粒
成長を生ずる新たな問題が発生した。
【0006】この結晶粒成長部は、素材伸管加工、重合
管伸管加工などの精密伸管加工において軸方向割れなど
のクラックを生じるため、高圧燃料噴射管材として後に
伸管加工などの塑性加工を加える管材としては適当でな
かった。
【0007】本発明は、従来技術の有する前記問題に鑑
みてなされたものであり、エロージョンの防止はもとよ
り、塑性加工時や使用時などの高温から低温に亘る温度
変動があっても内管と外管との間に隙間がなくフレッテ
ィング摩耗現象を防止でき、さらに電縫溶接によるビー
ド部付近に結晶粒の成長がない高圧燃料噴射管材を提供
することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、厚肉の鋼製外管の内周面に薄肉のステンレス
製内管を圧嵌してなる高圧燃料噴射管材において、前記
内管がSiを1重量%を超え3重量%以下含有するフェ
ライト系ステンレス鋼材の電縫管からなることを特徴と
する高圧燃料噴射管材を要旨とするものである。
【0009】
【作用】本発明は上記した通り、外管とほぼ等しい熱膨
脹係数を有し、かつSiを1重量%を超え3重量%以下
含有したフェライト系ステンレス鋼材の電縫管からなる
薄肉の内管を、鋼材からなる厚肉の外管に圧嵌して重合
管として構成してなるものである。
【0010】内管に外管とほぼ等しい熱膨脹係数を有す
るフェライト系ステンレス鋼材を使用することにより塑
性加工および伸管加工後の歪み取り焼鈍処理などの熱処
理加工時や使用時などにおいて高温から低温に亘る温度
変動があっても内管と外管との間に隙間がなくフレッテ
ィング摩耗現象を防止できるようになった。
【0011】一方、Siの含有量を上記の通り1重量%
を超え3重量%以下とした理由は、Siが1重量%以下
では電縫溶接時にビード部付近に生じる結晶粒成長があ
まり押さえられず、塑性加工時にビード部に沿って軸方
向の割れを生じ、これに対しSiが3重量%を超える
と、母材の伸びがなくなり伸管加工時に引きちぎれが起
きやすくなるため、縮径率を大きく取れないからであ
る。なお、結晶粒成長を押さえ、電縫溶接のビード部の
割れを防ぎ縮径率を大きくとるためにはSiを1.5〜
2.5重量%とすることが好ましい。
【0012】なお、外管は、炭素鋼材であれば各種のも
のが使用できるが、好適な例としては、STS、STK
M、SPCCなどが挙げられ、単層の厚肉管が好ましい
が、2つ以上の単層管または二重巻管を相互に重合して
厚肉管としてもよい。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
すれば、図1は本発明による高圧燃料噴射管材の中央断
面図、図2は本発明の高圧燃料噴射管材を製造する1工
程を示す伸管加工時の一部切欠き縦断面による説明図で
あり、(1)は、管径15mm程度以下の比較的細径で
厚肉の炭素鋼材からなる外管であり、その内部の4mm
程度以下の管孔周面のなす全長に亘って、肉厚0.3乃
至1.2mm程度で、Siを1重量%を超え3重量%以
下含有したフェライト系ステンレス鋼材からなり電縫溶
接された薄肉の内管(2)を挿入、圧嵌して重合管とし
たものである。
【0014】かかる重合管は、図2に示すように厚肉の
炭素鋼材からなる外管材(1')の内周面に、Siを1重
量%を超え3重量%以下含有したステンレス鋼材の電縫
管からなる内管材(2')を緩合した状態でダイス(3)
に通して一体絞りによる伸管加工を少なくとも1回施
し、全体を縮径して圧嵌、重合した後、両端部分に接続
頭部を形成して製品としての高圧燃料噴射管とするもの
である。 実施例1 材質 JIS G 3455 STS 35のフェライ
ト系炭素鋼からなる外管(外径9.5mm、肉厚2.3
5mm、内径4.3mm)に、Siの含有量が2.0重
量%となるよう調整したSUS 405をベースとする
フェライト系ステンレス鋼材製のフープ材から造管した
電縫管からなる内管(外径4mm、肉厚0.4mm、内
径3.2mm)を挿入して緩合せしめた。次いで図2に
示すように固定ダイスにより、矢印方向へ一体絞りによ
る伸管加工を2回行って全体を全長に亘り縮径せしめ、
その後矯正加工をして外径6.4mm、肉厚2.2m
m、内径2.0mmからなる高圧噴射管材を得た。
【0015】得られた管材の内管と外管の熱膨脹係数が
ほぼ等しいことにより、両管の間には隙間が発生せず、
その後の伸管加工が不要となると共に、歪み取り焼鈍処
理を施しても隙間の発生は見られなかった。 実施例2 STKM 11A ECのフェライト系炭素鋼からなる
外管(外径9.5mm、肉厚2.35mm、内径4.8
mm)に、実施例1と同様にSiの含有量が1.6重量
%となるように調整したSUS 405をベースとする
フェライト系ステンレス鋼材製のフープ材から造管した
電縫管からなる内管(外径4.0mm、肉厚0.4m
m、内径3.2mm)を挿入して実施例1と同様の加工
を1回施し、外径6.4mm、肉厚2.2mm、内径
2.0mmの重合管を得た。
【0016】得られた管材の内管と外管の間には隙間が
なく、その後の伸管加工が不要となると共に、歪み取り
焼鈍処理を施しても隙間の発生は見られなかった。 実施例3 前処理を施した後、表面に造管時の溶着用のCuめっき
層約3μmを有するSPCCのフェライト系炭素鋼材を
使用して、外管用として外径10.0mm、肉厚1.0
mm、内径8.0mmと、外径7.94mm、肉厚1.
0mm、内径5.94mmとの2つの二重巻管を準備
し、一方内管としてSiの含有量が2.8重量%となる
ように調整したSUS 405をベースとしたフェライ
ト系ステンレス鋼材製のフープ材から造管した電縫管
(外径5.0mm、肉厚0.5mm、内径4.0mm)
を準備した。
【0017】これら3本を管を相互に緩合せしめ図2に
示すように固定ダイスにより、矢印方向へ一体絞りによ
る伸管加工を1回行って全体を全長に亘り縮径し、その
後矯正加工をして外径6.0mm、肉厚2.0mm、内
径2.0mmからなる五重巻の高圧噴射管材を得た。
【0018】得られた管材の各管の間には隙間がなく、
その後の伸管加工が不要となると共に、歪み取り焼鈍処
理を施しても隙間の発生は見られなかった。
【0019】比較例1 実施例1と同様のSTS 35のフェライト系炭素鋼か
らなる外管(外径9.5mm、肉厚2.35mm、内径
4.8mm)に、通常のSUS 405(Si含有量
1.0重量%以下)製の電縫管からなる内管(外径4.
0mm、肉厚0.4mm、内径3.2mm)を挿入して
実施例1と同様の加工を施すために、前記SUS 40
5製のフープ材をロールフォーミングにより造管した
後、電縫溶接したが、ビード部に沿って軸方向の割れを
生じて内管を製造できず、重合管による高圧燃料噴射管
材を製造することができなかった。
【0020】比較例2 内管として標準型SUS 304(Si含有量1.0重
量%以下)のオーステナイト系炭素鋼からなる電縫管を
用いた以外は実施例1と同様の構成とした。
【0021】得られた管材の内管と外管の間には片側で
5μmの隙間が存在した。この隙間を取り除くためには
その外径の1%前後の伸管加工を施す必要があった。し
かしこのような加工を行っても、その後の歪み取り焼鈍
処理(500℃で15分間)を施すと、再度片側15μ
mの隙間が発生し、この隙間を取り除くためには追加の
伸管加工をさらに行う必要があった。
【0022】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、外管と
ほぼ等しい熱膨脹係数を有し、かつSiを1重量%を超
え3重量%以下含有したフェライト系ステンレス鋼材の
電縫管からなる薄肉の内管を、フェライト組織を有する
炭素鋼材からなる厚肉の外管に圧嵌して重合管として高
圧燃料噴射管材を構成したため、内管のステンレス鋼材
により耐エロージョン性を発揮することは勿論のこと、
伸管加工や焼鈍処理などの熱処理加工に伴う内、外管の
間に隙間の発生がないため、製品としての高圧燃料噴射
管がどのような温度条件下にあっても前記隙間に基づく
内、外管間のフレティング摩耗現象による摩耗がなく、
かつ圧力変動による内管の膨脹がなくなり内管の疲労破
壊を防止することができる。さらに、電縫管からなる内
管を使用しても電縫溶接によるビード部に結晶粒の成長
がなく塑性加工時にビード部に割れが生じることがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高圧燃料噴射管材の中央断面図で
ある。
【図2】本発明の高圧燃料噴射管材を製造する1工程を
示す伸管加工時の一部切欠き縦断面による説明図であ
る。
【符号の説明】
1 外管 1´ 外管材 2 内管 2´ 内管材 3 ダイス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚肉の鋼製外管の内周面に薄肉のステン
    レス製内管を圧嵌してなる高圧燃料噴射管材において、
    前記内管がSiを1重量%を超え3重量%以下含有する
    フェライト系ステンレス鋼材の電縫管からなることを特
    徴とする高圧燃料噴射管材。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2747740A1 (fr) * 1996-04-22 1997-10-24 Usui Kokusai Sangyo Kk Tuyau d'injection de carburant a haute pression pour moteur a combustion interne de type diesel
FR2871853A1 (fr) * 2004-06-17 2005-12-23 Usui Kokusai Sangyo Kk Tuyau d'injection de carburant a haute pression
JP2007177683A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 燃料噴射管及びその製造方法

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JP4619286B2 (ja) * 2005-12-27 2011-01-26 臼井国際産業株式会社 燃料噴射管及びその製造方法

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