JPH08232802A - 高圧流体流路の接続部における応力を緩和する方法および前記方法により形成された接続部 - Google Patents

高圧流体流路の接続部における応力を緩和する方法および前記方法により形成された接続部

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JPH08232802A
JPH08232802A JP7329091A JP32909195A JPH08232802A JP H08232802 A JPH08232802 A JP H08232802A JP 7329091 A JP7329091 A JP 7329091A JP 32909195 A JP32909195 A JP 32909195A JP H08232802 A JPH08232802 A JP H08232802A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本体内の高圧流体流路の接続部におけるたが
張り応力に起因する亀裂等の発生を阻止するための応力
を緩和する方法、前記方法により形成された接続部およ
び該接続部を含む内燃機関用の燃料燃焼器を提供する。 【解決手段】 この応力を緩和する方法は二次流体流路
１４と交差した一次流体流路１２の内壁部２０にくぼみ
２４を形成することを含む。くぼみ２４は二次流体流路
１４の出口１６をほぼ包囲しかつ該出口から隔置される
ように形成されている。一実施例においては、くぼみ２
４は円形、すなわち、リング形である。流路（１２、１
４）内の等静圧分布Ｐが出口１６における本体１０の材
料内にたが張り応力パターンＣを発生し、それにより出
口と隣接した部分（１０ａ，１０ｂ）からの応力を出口
から離れる位置に導き、または少なくともその応力集中
を緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は本体内の高圧流体流
路の接続部における応力を緩和する方法および前記方法
により形成された接続部に関する。本発明は内燃機関の
燃料噴射器の分野に特に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】高圧流体
流路が本体内に接続部を形成するために交差している場
合には、たが張り応力に起因する応力が接続部に局部的
に集中する。その結果、接続部における本体の材料に亀
裂が発生することがある。接続部における本体の材料
は、もしも接続部が一次流体流路と前記一次流体流路に
対して鋭角をなして該一次流体流路と接続された出口を
有する二次流体流路とを備えていれば、特に亀裂または
この性質のあるその他の損傷を受けやすい。
【０００３】このような接続部に集中するたが張り応力
を緩和する一つの既知の方法は出口の位置における一次
流体流路のまわりに延びる環状のみぞを形成することで
ある。この方法はたが張り応力を出口と隣接した本体の
材料から離れるように導くことを助けるが、経験によ
り、この方法がその実施にあたり部分的にのみ成功する
ことが判明している。
【０００４】前記一次流体流路に対する二次流体流路の
交差角を９０°に可能な限り増大することもまた有用で
ある。しかしながら、交差流体流路を本体内に配置する
ための設計上の制約から、これを実行することが不可能
であることがある。
【０００５】このような接続部に集中するたが張り応力
を緩和するさらに一つの既知の方法は二次流体流路の出
口に隣接しかつ該出口を包囲する内壁部にポケット（く
ぼみ）を電気化学的に機械加工することを含む。これに
より出口においてより広いランドが得られ、それにより
応力の集中を緩和することができる。しかしながら、一
次流体流路の壁部により担持される応力は接続部におけ
る出口を包囲する高い応力の領域に依然として導かれ、
従って、この既知の方法の効果を阻害する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的は、
本体内の高圧流体流路の接続部における応力を緩和する
方法および前記方法により形成された接続部を提供する
ことにある。
【０００７】本発明の第１局面によれば、本体内の高圧
流体流路の接続部における応力を緩和する方法にして、
前記方法が一次流体流路と該一次流体流路と接続された
二次流体流路の出口との接続部において前記一次流体流
路の内壁部にくぼみを形成する工程を含み、前記くぼみ
が前記出口をほぼ包囲しかつ前記出口から隔置されるよ
うに形成されている方法が提供される。
【０００８】本発明の方法のその他の特徴は特許請求の
範囲から明らかであろう。
【０００９】本発明の第２局面によれば、一次流体流路
と、前記一次流体流路と交差しかつ該一次流体流路と接
続された出口を有する二次流体流路とを備えている本体
内の高圧流体流路の接続部にして、一次流体流路の内壁
部に前記出口を包囲しかつ前記出口から隔置されたくぼ
みが形成されている接続部が提供される。
【００１０】本発明の接続部のその他の特徴は特許請求
の範囲から明らかになろう。
【００１１】本発明の第３局面によれば、本発明の第２
局面による接続面を含む内燃機関用の燃料噴射器が提供
される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の前記の特徴およびその他
の特徴は添付図面を参照して記載した好ましい実施例の
以下の説明からさらに容易に理解されよう。図１は二次
流体流路１４が鋭角をなして交差した一次流体流路１２
を備えている本体１０内の高圧流体流路の間の慣用の接
続部を例示し、二次流体流路１４の出口１６が前記一次
流体流路１２と連絡している。この図は二次流体流路１
４の出口１６のまわりの本体１０の材料にたが張り応力
の集中を生ずる流体流路１２，１４の内部に存在する等
静圧分布Ｐを例示している。このたが張り応力は一次流
体流路１２に対して鋭角を形成する出口１６の側（Ｂ）
において特に集中する。ある場合には、接続部における
本体１０の材料が亀裂を生じ、またはあるその他の類似
の形態の損傷を受けることがあり、例えば、壁部の破壊
はおそらくは壁部の一部分の明確な破断をひき起こし、
そして前記流路１２，１４内の流体の流れの中に達す
る。
【００１３】図２は接続部における応力集中を緩和する
第１の既知の方法を例示している。この方法は出口１６
の位置における一次流体流路１２の内壁部２０のまわり
に延びる環状みぞ１８を形成することを含む。環状のみ
ぞ１８は、例えば、電気化学的な機械加工を含む任意の
好適な手段により形成することができる。経験により、
流路１２，１４内の流体の等静圧Ｐに起因するたが張り
応力が依然として出口１６のまわりに集中しているの
で、この解決方法では限られた程度の成功のみが得られ
ることが判明した。
【００１４】図３は出口１６の位置における一次流体流
路１２の内壁部２０内にポケット２２を電気化学的に機
械加工することにより接続部における応力を緩和する第
２の既知の方法を例示している。この方法は出口１６の
まわりのたが張り応力の集中を多少とも解決するが、こ
の方法は応力を出口１６から遠い本体１０のその他の領
域に導くためには十分な効果を発揮しない。図４におい
ては、流体流路１２，１４内の流体の等静圧Ｐに起因す
るたが張り応力パターンＣが依然として出口１６のまわ
りの本体の材料内に集中し、従って、出口１６における
材料の損傷が明確に発生する可能性が残っていることが
理解できよう。
【００１５】本発明の方法は図５ないし図９に例示して
ある。同様な部分を示すために、同様な符号が使用され
ている。これらの図から、この方法が一次流体流路１２
と連絡する二次流体流路１４の出口１６をほぼ包囲しか
つ出口１６から隔置されるように一次流体流路１２の内
壁部２０にくぼみ２４を形成することを本質的に含むこ
とが理解できよう。出口１６をほぼ包囲し、しかも出口
１６からある距離を隔てた位置においてくぼみ２４を形
成することがたが張り応力を前記出口１６から離れるよ
うに導くのみならず、また流路１２，１４内の流体の等
静圧Ｐが出口１６と隣接した本体１０を圧縮することが
驚異的に判明した。
【００１６】図８は本発明の方法を特に良好に例示して
いる。図８から、流路１２，１４内の流体の等静圧Ｐが
出口１６における本体１０の材料にたが張り応力パター
ンＣを発生し、等静圧分布により出口１６と隣接した部
分１０ａ．１０ｂからの応力を導き、または少なくとも
その応力集中を緩和することが理解できよう。従って、
接続部のこれらの臨界的な部分における本体１０の材料
が破損する可能性が実質的に減少する。
【００１７】くぼみ２４は電気化学的な機械加工または
任意のその他の好適な方法により形成することができ
る。くぼみ２４が形成された後に、少なくとも一次流体
流路１２の内壁部２０を前記内壁部の表面を仕上げるた
めにホーニング仕上げすることができる。これにより、
くぼみ２４の端縁が鋭利になるが、このように形成され
た改良された接続部の応力除去特性に不利な影響をおよ
ぼさない。
【００１８】図５ないし図８に示した第１実施例におい
ては、くぼみ２４のすべての部分が二次流体流路１４の
出口１６から等距離だけ離れるように、くぼみ２４が出
口１６を完全に包囲しかつ円形に形成されている。しか
しながら、応力分析技術により、出口１６からのくぼみ
２４の部分の距離を含むくぼみ２４の所望の寸法を決定
するために計算を行うことができることは理解されよ
う。また、くぼみ２４を例えば、流体流路の直径、二次
流体流路１４の一次流体流路１２に対する角度および本
体１０の材料のような要素による可変の距離だけ出口１
６から外方に隔置することができることは理解されよ
う。
【００１９】図９に示した第２実施例においては、くぼ
み２４は１対の腎臓形のくぼみ２４ａおよび２４ｂを備
えている。腎臓形くぼみ（２４ａ，２４ｂ）は第２流体
流路１４の出口１６を包囲し、しかも出口１６から隔置
されるように相互に向かって内方に湾曲している。この
型式のくぼみ２４は、例えば、電気化学的な機械加工に
より形成することができ、それにより交差した一次流体
流路および二次流体流路１２，１４が本体内に形成され
た後、マスクが二次流体流路１４の出口１６を包囲する
ために一次流体流路１２内に配置される。このマスクは
電気化学的に機械加工すべきでない流路の部分を保護す
る。従って、この実施例の場合には、マスクはこのよう
に形成された腎臓形くぼみ（２４ａ，２４ｂ）のサイズ
を決定する腎臓形開口部を有している。
【００２０】使用中に出口１６およびそれと隣接した周
囲部分を保護するマスクの中央部分がマスクの残りの部
分に支持ウエブにより連結されている。これらのウエブ
は腎臓形くぼみの間の領域２６に相当している。くぼみ
（２４ａ，２４ｂ）を形成する場合には、腎臓形くぼみ
（２４ａ，２４ｂ）を形成する開口部が一次流体流路１
２の流体の流れの方向にほぼ平行に配置されるようにマ
スクが配置されることが重要である。従って、機械加工
されない領域２６は該領域がくぼみ（２４ａ，２４ｂ）
の応力除去効果に不利な影響をおよぼさないように配置
される。
【００２１】くぼみ２４を電気化学的に機械加工するた
めのマスクには２個よりも多数の支持ウエブを形成する
ことができることは理解されよう。しかしながら、ウエ
ブはこのようなマスクを使用して形成されたくぼみの間
の領域がこのように形成されたくぼみの応力除去効果を
無効にする位置に配置されないように注意深く配置され
ることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】簡単な形状の高圧流体流路の接続部を例示した
本体の一部分の断面を示した側面図。
【図２】図１と同様な図であり、しかも接続部における
応力を緩和するための第１の既知の方法を例示した図。
【図３】図１と同様な図であり、しかも接続部における
応力を緩和するための第２の既知の方法を例示した図。
【図４】接続部におけるたが張り応力を例示した図３の
端部の断面図。
【図５】本発明の第１実施例により形成された接続部を
例示した本体の一部分の断面を示した側面図。
【図６】図５をＡ−Ａ線に沿って裁った端部の断面図。
【図７】本発明の第１実施例により形成された接続部を
例示した一次流体流路の内側から見た図。
【図８】接続部における一次流体流路内の等静圧分布と
前記接続部を包囲する前記流体流路の壁部においてその
結果発生したたが張り応力パターンとを例示した図６の
一部分を拡大した縮尺で示した図。
【図９】本発明の第２実施例により形成された接続部を
例示した一次流体流路の内側から見た図。
【符号の説明】
１０ 本体 １０ａ 出口に隣接した部分 １０ｂ 出口に隣接した部分 １２ 一次流体流路 １４ 二次流体流路 １６ 出口 ２０ 内壁部 ２４ くぼみ Ｐ 等静圧 ２４ａ 腎臓形くぼみ ２４ｂ 腎臓形くぼみ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体内の高圧流体流路の接続部における
    応力を緩和する方法にして、前記方法が一次流体流路と
    該一次流体流路と接続された二次流体流路の出口との接
    続部において前記一次流体流路の内壁部にくぼみを形成
    する工程を含み、前記くぼみが前記出口の周辺で前記出
    口から隔置されるように形成されている方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法にして、前記方法
    が前記出口を包囲するくぼみを応力を該応力により耐え
    得る本体の部分に導くために十分な距離だけ外方に隔置
    することを含む方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の方法に
    して、前記方法がくぼみの部分を流体流路の直径に関す
    る応力分析計算から決定された距離だけ出口から外方に
    隔置することを含む方法。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか一
    項に記載の方法にして、前記方法が前記くぼみを前記出
    口を完全に包囲するように形成することを含む方法。
  5. 【請求項５】 請求項１、請求項２および請求項４のい
    ずれか一項に記載の方法にして、前記方法がくぼみを平
    面図においてほぼ円形（リング形）に形成することを含
    む方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項４までのいずれか一
    項に記載の方法にして、前記方法が前記くぼみを電気化
    学的な機械加工により形成することを含む方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の方法にして、前記方法
    がくぼみを前記出口を包囲する相互に向かって内方に湾
    曲した１対の腎臓形のくぼみとして形成することを含
    み、前記腎臓形のくぼみが一次流体流路内の流体の流れ
    の方向にほぼ平行に配置されている方法。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７までのいずれか一
    項に記載の方法にして、前記方法がくぼみが形成された
    後に少なくとも一次流体流路の内壁部をホーニング仕上
    げする工程を含む方法。
  9. 【請求項９】 一次流体流路と、前記一次流体流路と交
    差しかつ該一次流体流路と接続された出口を有する二次
    流体流路とを備えている本体内の高圧流体流路の接続部
    にして、一次流体流路の内壁部に前記出口の周辺で前記
    出口から隔置されたくぼみが形成されている接続部。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の接続部にして、くぼ
    みが応力を該応力により耐え得る本体の部分に導くため
    に十分な距離だけ前記出口を囲むように外方に隔置され
    ている接続部。
  11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０に記載の接
    続部にして、くぼみが出口を完全に包囲している接続
    部。
  12. 【請求項１２】 請求項９から請求項１１までのいずれ
    か一項に記載の接続部にして、くぼみが平面図において
    ほぼ円形（リング形）である接続部。
  13. 【請求項１３】 請求項９または請求項１０に記載の接
    続部にして、くぼみが出口をほぼ包囲し、しかも出口か
    ら隔置された相互に向かって内方に湾曲した１対の腎臓
    形くぼみを備え、かつ前記腎臓形くぼみが一次流体流路
    内の流体の流れの方向にほぼ平行に配置されている接続
    部。
  14. 【請求項１４】 請求項９から請求項１３までのいずれ
    か一項に記載の接続部を含む内燃機関用の燃料噴射器。
JP7329091A 1994-12-16 1995-12-18 高圧流体流路の接続部における応力を緩和する方法および前記方法により形成された接続部 Pending JPH08232802A (ja)

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GB94254141 1994-12-16
GB9425414A GB2296039A (en) 1994-12-16 1994-12-16 Stress reduction at a high pressure fluid passage junction

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GB (1) GB2296039A (ja)

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