WO2018078978A1 - 燃料配管 - Google Patents

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WO2018078978A1
WO2018078978A1 PCT/JP2017/027076 JP2017027076W WO2018078978A1 WO 2018078978 A1 WO2018078978 A1 WO 2018078978A1 JP 2017027076 W JP2017027076 W JP 2017027076W WO 2018078978 A1 WO2018078978 A1 WO 2018078978A1
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fuel
pipe
connection head
section
curved
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PCT/JP2017/027076
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French (fr)
Inventor
隼人 田所
祐二 小澤
盛皓 李
Original Assignee
三桜工業株式会社
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Publication date
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M55/004—Joints; Sealings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0275—Arrangement of common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
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    • F16L19/028—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member the pipe ends having integral collars or flanges the collars or flanges being obtained by deformation of the pipe wall
    • F16L19/0283—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member the pipe ends having integral collars or flanges the collars or flanges being obtained by deformation of the pipe wall and having a bell-mouthed shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L19/0212—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means
    • F16L19/0225—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means without sealing rings

Definitions

  • the present invention relates to a fuel pipe connected to a fuel distribution pipe that distributes and supplies fuel to a plurality of fuel injection devices.
  • a high-pressure fuel compressed by a high-pressure pump is distributed and supplied to a plurality of fuel injection devices using a fuel distribution and supply device.
  • the fuel distribution and supply device includes a fuel pipe connected to the high-pressure pump, a fuel distribution pipe connected to the plurality of fuel injection devices, and a cap nut that fastens the fuel pipe to the fuel distribution pipe.
  • connection head in the fuel distribution and supply device for gasoline, a stainless steel pipe having a connecting head formed by plastic processing of the tip of the pipe body is used as the fuel pipe (see, for example, Patent Document 1).
  • the plate thickness of the connection head is small, if the stress generated in the connection head increases, the connection head may buckle and bend inward.
  • connection head even in gasoline fuel pipes, it is considered to increase the strength of the connection head and prevent the connection head from buckling by increasing the thickness of the connection head like the fuel pipe for diesel. It is done. However, increasing the thickness of the connecting head is not practical because of increased costs.
  • an object of one aspect of the present invention is to provide a fuel pipe capable of improving the strength of the connection head without increasing the thickness of the connection head.
  • a fuel pipe is a fuel pipe connected to a fuel distribution pipe that distributes and supplies fuel to a plurality of fuel injection devices, and is fastened to the fuel distribution pipe by a pipe body and a cap nut.
  • a connecting head, the connecting head is circularly curved in a reference cross section perpendicular to the central axis of the fuel pipe, and abuts against a seat formed on the inner peripheral surface of the fuel distribution pipe
  • a first curved portion, a second curved portion that is curved in a circular shape in the reference cross section and is locked to a locking surface formed on the inner peripheral surface of the cap nut;
  • a linear portion connecting the bending portion and the second bending portion is a fuel pipe connected to a fuel distribution pipe that distributes and supplies fuel to a plurality of fuel injection devices, and is fastened to the fuel distribution pipe by a pipe body and a cap nut.
  • a connecting head, the connecting head is circularly curved in a reference cross section perpendicular to the central axis of the fuel pipe
  • the straight portion may be inclined with respect to the central axis so as to spread toward the tip of the connection head.
  • the connecting head is brought into contact with the seat formed on the inner peripheral surface of the fuel distribution pipe, whereas the straight portion extends toward the tip of the connecting head.
  • the direction can be directed to the seating surface.
  • the reaction force received from the seating surface can be received by the linear portion.
  • the inner diameter of the straight portion may be larger than the inner diameter of the tube body.
  • the inner diameter of the straight section is larger than the inner diameter of the pipe section main body, so that the connecting head can be manufactured easily and at low cost by plastic working the tip of the pipe section main body.
  • the plate thickness of the connection head may be the same as the plate body thickness.
  • the connecting head and the pipe body have the same plate thickness, the connecting head can be manufactured easily and at low cost by plastic working the tip of the pipe body.
  • the line segment connecting the point where the first curved part is brought into contact with the seat surface and the point where the second curved part is brought into contact with the locking surface is the center of the connecting head. You may incline so that it may spread toward a front-end
  • the axial force of the cap nut is input to the connection head from the point of contact with the seat surface and the point of contact with the locking surface. For this reason, the direction of the axial force input into a connection head can be directed to a seat surface because the line segment which connects the said point spreads toward the front-end
  • L / m may be 0.63 or more, where L is the length of the straight portion in the reference cross section and m is the inner diameter of the tube body.
  • L / m the ratio of the straight portion in the connection head becomes relatively large, and the ratio of the first bending portion and the second bending portion in the connection head, that is, The ratio of the circular portion becomes relatively small.
  • the portion where the maximum stress is generated is located in the vicinity of the tube body that is the base end of the connection head. For this reason, the bending moment which arises in a connection head becomes small, and the intensity of a connection head further improves.
  • the strength of the connection head can be improved without increasing the thickness of the connection head.
  • the present invention is described as being applied to a fuel distribution and supply device for a gasoline engine, but may be applied to a fuel distribution and supply device for another fuel such as a diesel engine.
  • symbol is attached
  • the fuel distribution supply device 1 distributes and supplies high-pressure fuel compressed by a high-pressure pump (not shown) to a fuel injection device 2 provided corresponding to each cylinder of an engine (not shown). To do.
  • the fuel distribution and supply device 1 is also called a fuel injection rail, a fuel delivery pipe, a common rail, or the like.
  • the fuel distribution and supply apparatus 1 includes a fuel distribution pipe 3 that distributes and supplies high-pressure fuel to a plurality of fuel injection apparatuses 2, and a fuel distribution pipe that supplies high-pressure fuel compressed by a high-pressure pump. And a cap nut 5 that fastens the fuel pipe 4 to the fuel distribution pipe 3.
  • the fuel distribution pipe 3 includes a pipe part 31 and a plurality of cup parts 32.
  • the pipe part 31 stores the fuel pumped from the high-pressure pump in a high-pressure state in order to supply the fuel to the plurality of fuel injection devices 2.
  • the pipe portion 31 is formed in a circular tube extending linearly along the cylinder row direction (crank shaft direction) of the engine.
  • the inner peripheral surface of the pipe part 31 forms a fuel flow path.
  • the tube shape of the tube part 31 does not necessarily need to be a circular tube extending linearly, and can be various shapes.
  • the pipe part 31 is fixed to one end part of the pipe part 31 and closes the one end part of the pipe part 31, and the connection fixed to the other end part of the pipe part 31 and connected to the fuel pipe 4.
  • Unit 34 The lid portion 33 and the connection portion 34 can be fixed to the tube portion 31 by, for example, brazing.
  • the one end portion of the pipe portion 31 refers to an end portion on the opposite side to the fuel pipe 4 among both end portions of the pipe portion 31.
  • the other end portion of the pipe portion 31 refers to an end portion on the fuel pipe 4 side among both end portions of the pipe portion 31.
  • a fuel pressure sensor or the like may be connected to one end portion of the pipe portion 31 instead of the lid portion 33.
  • the cup portion 32 is attached to each of the plurality of fuel injection devices 2 and supplies the fuel stored in the pipe portion 31 to each fuel injection device 2.
  • the cup part 32 is fixed to the pipe part 31 and holds the fuel injection device 2 so as to be airtight with the fuel injection device 2.
  • the cup part 32 can be fixed to the pipe part 31 by, for example, brazing.
  • the connecting portion 34 is formed in a circular tube shape.
  • the inner peripheral surface of the connecting portion 34 forms a fuel flow path.
  • the connecting portion 34 is fixed to the pipe portion 31 on the proximal end side, and is connected to the fuel pipe 4 on the distal end side.
  • a male screw 35 is engraved on the outer peripheral surface on the distal end side of the connection portion 34, and a seat surface 36 is formed on the inner peripheral surface on the distal end side of the connection portion 34.
  • the male screw 35 is a part for connecting to the fuel pipe 4.
  • the seating surface 36 is a part where the fuel pipe 4 is pressed and sealed with the fuel pipe 4.
  • the seat surface 36 is formed in a tapered shape (funnel shape) whose diameter increases toward the tip of the connecting portion 34 (tip of the fuel distribution pipe 3), and a cross section passing through the tube axis (center axis) of the connecting portion 34. It is a straight line.
  • the inclination angle of the seating surface 36 with respect to the tube axis of the connecting portion 34 can be set to 60 °, for example.
  • the fuel pipe 4 includes a pipe body 41 and a connection head 42.
  • the pipe body 41 is connected between the high-pressure pump and the fuel distribution pipe 3 and sends high-pressure fuel compressed by the high-pressure pump to the fuel distribution pipe 3.
  • the pipe part main body 41 is formed in an elongated pipe shape (circular tubular shape), and the inner peripheral surface of the pipe part main body 41 forms a fuel flow path.
  • the pipe part main body 41 has the same cross section (the same inner diameter and the same outer diameter) over the entire longitudinal direction.
  • the pipe body 41 is made of a metal material that can be plastically processed. As the material of the pipe body 41, stainless steel, steel, or the like is used.
  • connection head 42 is connected to the fuel distribution pipe 3.
  • the connection head 42 is formed in a circular tube shape, and the inner peripheral surface of the connection head 42 forms a fuel flow path.
  • the connection head 42 is formed by plastic processing the tip of the pipe body 41. That is, the connection head 42 is formed by expanding and reducing the diameter of the tip of the tube body 41 by plastic working. For this reason, the plate thickness (thickness) of the connection head 42 is the same as the plate thickness (thickness) of the pipe body 41.
  • the case where the plate thickness is the same includes not only the case where they are exactly the same but also the case where they are substantially the same.
  • the term “substantially the same” means that the design is the same and includes variations caused by manufacturing errors.
  • the plate thickness may vary by about 30%.
  • the plate thickness within ⁇ 30% of the plate thickness of the tube portion main body 41 is the same as the plate thickness of the tube portion main body 41.
  • connection head portion 42 includes a first bending portion 43, a second bending portion 44, and a straight portion 45.
  • the central axis of the fuel pipe 4 is referred to as a central axis A
  • a cross section perpendicular to the central axis A (the cross section shown in FIG. 2) is referred to as a reference cross section S.
  • the first curved portion 43 is a portion that is located at the tip of the connection head portion 42 and abuts against a seat surface 36 formed on the inner peripheral surface of the connection portion 34 (fuel distribution pipe 3).
  • the tip of the connection head 42 is the end of the connection head 42 opposite to the pipe body 41.
  • the first curved portion 43 is curved in a circular shape in the reference cross section S. That is, the first bending portion 43 is formed in a spherical shape with a point on the central axis A as the center.
  • both the outer peripheral surface of the 1st curved part 43 and an internal peripheral surface are circular in the reference
  • the second bending portion 44 is a portion that is located at the proximal end portion of the connection head portion 42 and is locked to a locking surface 54 formed on the inner peripheral surface of the cap nut 5.
  • the proximal end of the connection head 42 is the end of the connection head 42 on the pipe body 41 side.
  • the second curved portion 44 is curved in a circular shape in the reference cross section S. That is, the second bending portion 44 is formed in a spherical shape with a point on the central axis A as the center.
  • both the outer peripheral surface of the 2nd bending part 44 and an internal peripheral surface are circular in the reference
  • the outer peripheral surface of the first bending portion 43 and the outer peripheral surface of the second bending portion 44 have a concentric relationship with the point O on the central axis A as the center of curvature.
  • the radius of the outer peripheral surface of the first curved portion 43 and the radius of the outer peripheral surface of the second curved portion 44 may be the same, but the radius of the outer peripheral surface of the first curved portion 43 is the second curved portion. It is preferable to be smaller than the radius of the outer peripheral surface of 44.
  • the straight portion 45 is a portion that connects the first bending portion 43 and the second bending portion 44.
  • the connection head portion 42 is disposed in the order of the first bending portion 43, the straight portion 45, and the second bending portion 44 from the distal end portion toward the proximal end portion.
  • the straight portion 45 extends linearly in the reference cross section S. That is, the straight portion 45 is a portion that extends in a straight line between the first curved portion 43 and the second curved portion 44 in the reference cross section S.
  • the portion extending linearly in the reference cross section S means a portion extending substantially linearly in the reference cross section S.
  • the portion of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface in the reference cross section S is referred to.
  • a portion where the flatness is within 2 mm. That is, a portion where the flatness of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface is within 2 mm in the reference cross section S becomes the straight portion 45.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the connection head 42 are represented by lines. Therefore, in the reference cross section S, two straight lines in which the outer peripheral surface or the inner peripheral surface are arranged in parallel at intervals of 2 mm. The portion located between them is the straight portion 45.
  • the flatness is preferably within 1.5 mm, and more preferably within 1.0 mm.
  • the straight part 45 is formed by plastic working the tip part of the pipe part main body 41, both the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the straight part 45 extend linearly in the reference cross section S. Details of the straight line portion 45 will be described later.
  • connection head 42 is formed by plastic processing the tip of the pipe body 41, and therefore the inner diameter n of the straight portion 45 in the connection head 42 is greater than the inner diameter m of the pipe body 41. Is also big.
  • the ratio of the inner diameter n of the straight portion 45 to the inner diameter m of the pipe body 41 is not particularly limited, but is preferably 1.1 ⁇ n / m ⁇ 2.5, for example 1.1 ⁇ n / m ⁇ More preferably, it is set to 2.0.
  • the cap nut 5 is formed in a cylindrical shape in which a hole is formed in the central portion in the radial direction so that the connection head 42 is inserted on the inner peripheral surface side.
  • the cap nut 5 includes a screw part 51 and a locking part 52.
  • the screw part 51 is formed at the end part on the one end face 5 a side of the cap nut 5, and the locking part 52 is formed on the end part on the other end face 5 b side of the cap nut 5.
  • One end surface 5 a of the cap nut 5 refers to an end surface on the fuel distribution pipe 3 side among both end surfaces in the central axis direction of the cap nut 5.
  • the other end surface 5 b of the cap nut 5 is an end surface on the fuel pipe 4 side (opposite side to the fuel distribution pipe 3) among both end surfaces in the central axis direction of the cap nut 5.
  • a female screw 53 is engraved on the inner peripheral surface of the screw portion 51.
  • the female screw 53 is a part for fastening the fuel pipe 4 to the fuel distribution pipe 3 by the cap nut 5 by being screwed with the male screw 35 of the connection portion 34.
  • a locking surface 54 is formed on the inner peripheral surface of the locking part 52.
  • the locking surface 54 is a part for locking the connection head 42 inserted into the cap nut 5 from the one end surface 5a side from the other end surface 5b side.
  • the locking surface 54 is formed in a taper shape (funnel shape) whose diameter increases from the other end surface 5b side toward the one end surface 5a side, and a cross section passing through the tube axis (center axis) of the connection head 42 is a straight line. It has become.
  • the inclination angle of the locking surface 54 with respect to the tube axis of the connection head 42 can be set to 60 ° to 80 °, for example.
  • the female screw 53 is screwed into the male screw 35 with the pipe body 41 inserted into the cap nut 5 from the one end face 5 a side. .
  • the second curved portion 44 of the connection head 42 inserted into the cap nut 5 is brought into contact with the locking surface 54, and the connection head 42 is drawn toward the fuel distribution pipe 3 by the cap nut 5.
  • the first curved portion 43 is pressed against the seat surface 36 and the second curved portion 44 is pressed against the locking surface 54 by the axial force of the cap nut 5 on the fuel distribution pipe 3.
  • the fuel distribution pipe 3 and the fuel pipe 4 are fastened by the cap nut 5, and the fuel distribution pipe 3 and the fuel pipe 4 are connected and fixed.
  • the straight portion 45 is inclined with respect to the central axis A so as to spread toward the tip of the connection head 42 in the reference cross section S. That is, the straight portion 45 is formed in a truncated cone shape with the central axis A as the center. As described above, since the straight portion 45 is formed by plastic working the distal end portion of the tube portion main body 41, both the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the straight portion 45 have the central axis A in the reference cross section S. On the other hand, it inclines so that it may spread toward the front-end
  • the extension line of the outer peripheral surface of the straight portion 45 is a straight line L1
  • the angle in the direction in which the straight line L1 closes toward the tip of the connection head 42 with respect to the central axis A is an angle ⁇ .
  • ⁇ is less than 0 ( ⁇ ⁇ 0).
  • a point where the first curved portion 43 abuts against the seating surface 36 is a point T1
  • a point where the second curved portion 44 abuts the locking surface 54 is a point T2
  • a point T1 A line segment connecting the line T2 and the point T2 is defined as a line segment L2.
  • the line segment L2 is inclined with respect to the central axis A so as to spread toward the tip of the connection head 42. That is, in the reference cross section S, when the angle ⁇ is a direction in which the line segment L2 closes toward the tip of the connection head 42 with respect to the central axis A, the angle ⁇ is less than 0 ( ⁇ ⁇ 0). ing.
  • the length L / inner diameter m is 0.63 or more (L / m ⁇ 0. 63).
  • the length L of the straight line portion 45 in the reference cross section S is obtained as follows.
  • a circle passing through the outer peripheral surface of the first curved portion 43 with the point O as the center is defined as a circle C1
  • a circle passing through the outer peripheral surface of the second curved portion 44 with the point O as the center is defined as a circle C2
  • the straight portion 45 is obtained as follows.
  • An extension line of the outer circumferential surface of the first curved portion 43 is a straight line L1
  • an intersection point of the circle C1 and the straight line L1 in the vicinity of the first curved portion 43 is a point P1
  • an intersection point of the circle C2 and the straight line L1 in the vicinity of the second curved portion 44 is a point P2.
  • the length from the point P1 to the point P2 is defined as the length L of the straight line portion 45 in the reference cross section S.
  • connection head 42 is brought into contact with a seat surface 36 formed on the inner peripheral surface of the fuel distribution pipe 3, whereas the straight portion 45 faces the tip of the connection head 42. Since it spreads, the extending direction of the straight portion 45 can be directed to the seating surface 36. Thereby, the reaction force received from the seating surface 36 can be received by the linear portion 45. In addition, among the reaction force received from the seating surface 36, the component force in the direction in which the straight portion 45 is bent, that is, the component force in the direction perpendicular to the straight portion 45 can be reduced. As a result, since the maximum stress generated in the connection head 42 is reduced, the strength of the connection head 42 is further improved.
  • connection head part 42 is made easy and low-cost by carrying out plastic processing of the front-end
  • the axial force of the cap nut 5 is input to the connection head 42 from the point T 1 that comes into contact with the seat surface 36 and the point T 2 that comes into contact with the locking surface 54. For this reason, since the line segment L2 connecting the points T1 and T2 spreads toward the tip of the connection head 42, the direction of the axial force input to the connection head 42 can be directed to the seat surface 36. . Thereby, the strength of the connection head 42 is further improved.
  • the present inventor simulated the relationship between the angle ⁇ of the straight line L1 with respect to the central axis A, the angle ⁇ of the line segment L2 with respect to the central axis A, and the maximum stress generated in the connection head 42.
  • the simulation result is shown in FIG.
  • the length L of the straight portion 45 in the reference cross section S is obtained as follows.
  • a circle passing through the outer peripheral surface of the first curved portion 43 with the point O as the center is defined as a circle C1
  • a circle passing through the outer peripheral surface of the second curved portion 44 with the point O as the center is defined as a circle C2, and the straight portion 45.
  • An extension line of the outer circumferential surface of the first curved portion 43 is a straight line L1
  • an intersection point of the circle C1 and the straight line L1 in the vicinity of the first curved portion 43 is a point P1
  • an intersection point of the circle C2 and the straight line L1 in the vicinity of the second curved portion 44 is a point P2.
  • the length from the point P1 to the point P2 is defined as the length L of the straight line portion 45 in the reference cross section S.
  • the present inventor simulated the relationship between the angle ⁇ of the straight line L1 with respect to the central axis A, the length L of the straight portion 45, and the maximum stress generated in the connection head 42.
  • the inner diameter m of the tube body 41 was set to 5.5 mm.
  • the simulation result is shown in FIG. Normally, it is considered that the connecting head 42 does not deform even when the maximum stress generated in the connecting head 42 exceeds 460 MPa.
  • the reference stress is set to 460 MPa from the viewpoint of further preventing the connection head 42 from being deformed.
  • the inventor has simulated the relationship between the stress generated at an arbitrary point of the connection head 42 and the length L of the straight portion 45.
  • the inner diameter m of the tube body 41 was set to 5.5 mm.
  • the simulation result is shown in FIG. In FIG. 7, as in FIG. 6, the reference stress is set to 460 MPa from the viewpoint of further preventing the connection head 42 from being deformed.
  • SYMBOLS 1 Fuel distribution supply apparatus, 2 ... Fuel injection apparatus, 3 ... Fuel distribution piping, 4 ... Fuel piping, 5 ... Cap nut, 5a ... One end surface, 5b ... Other end surface, 31 ... Pipe part, 32 ... Cup part, 33 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cover part, 34 ... Connection part, 35 ... Male screw, 36 ... Seat surface, 41 ... Pipe part main body, 42 ... Connection head part, 43 ... First bending part, 44 ... Second bending part, 45 ... Straight part, 51: Screw part, 52: Locking part, 53: Female screw, 54: Locking surface, A: Center axis.

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Abstract

燃料を複数の燃料噴射装置２に分配供給する燃料分配管３に接続される燃料配管４であって、管部本体４１と、袋ナット５により燃料分配管３に締結される接続頭部４２と、を備え、接続頭部４２は、燃料配管４の中心軸線Ａに対して垂直な基準断面において円状に湾曲し、燃料分配管３の内周面に形成された座面３６に当接される第一湾曲部４３と、基準断面において円状に湾曲し、袋ナット５の内周面に形成された係止面５４に係止される第二湾曲部４４と、基準断面において直線状に延びて、第一湾曲部４３と第二湾曲部４４とを接続する直線部４５と、を有する。

Description

燃料配管
　本発明は、燃料を複数の燃料噴射装置に分配供給する燃料分配管に接続される燃料配管に関する。
　直噴エンジン等では、燃料分配供給装置を用いて、高圧ポンプにより圧縮された高圧の燃料を複数の燃料噴射装置に分配供給する。この燃料分配供給装置は、高圧ポンプに接続された燃料配管と、複数の燃料噴射装置に接続された燃料分配管と、燃料配管を燃料分配管に締結する袋ナットと、を備える。そして、袋ナットを締結すると、袋ナットに係止された燃料配管の接続頭部が燃料分配管のシール面に圧接されることで、接続頭部とシール面とがシールされる（例えば、特許文献１参照）。
ドイツ特許出願公開第１０２００５０４５７３１号明細書 ドイツ特許出願公開第１０２００７０４６２０３号明細書
　接続頭部は燃料分配管のシール面と袋ナットの係止面とに挟まれるため、袋ナットを締結すると、袋ナットの軸力により接続頭部に大きな応力が発生する。
　しかしながら、ガソリン用の燃料分配供給装置では、燃料配管として、管部本体の先端部を塑性加工して接続頭部を形成したステンレス製のものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。このように、ガソリン用の燃料配管では、接続頭部の板厚が小さいため、接続頭部に発生する応力が大きくなると、接続頭部が座屈して内側に曲がる可能性がある。
　ところで、ディーゼル用の燃料分配供給装置では、２００ＭＰａという高圧力に耐える必要があるため、燃料配管として、流路が直線状となるように増肉した鉄製の接続頭部を管部本体にろう付けしたものが用いられている（例えば、特許文献２参照）。
　そこで、ガソリン用の燃料配管においても、ディーゼル用の燃料配管のように接続頭部を増肉することで、接続頭部の強度を上げて、接続頭部が座屈するのを防止することが考えられる。しかしながら、接続頭部の増肉は、コストが高くなるため、現実的ではない。
　そこで、本発明の一側面は、接続頭部を増肉することなく接続頭部の強度を向上させることができる燃料配管を提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係る燃料配管は、燃料を複数の燃料噴射装置に分配供給する燃料分配管に接続される燃料配管であって、管部本体と、袋ナットにより燃料分配管に締結される接続頭部と、を備え、接続頭部は、燃料配管の中心軸線に対して垂直な基準断面において円状に湾曲し、燃料分配管の内周面に形成された座面に当接される第一湾曲部と、基準断面において円状に湾曲し、袋ナットの内周面に形成された係止面に係止される第二湾曲部と、基準断面において直線状に延びて、第一湾曲部と第二湾曲部とを接続する直線部と、を有する。
　この燃料配管では、円状に湾曲している第一湾曲部及び第二湾曲部に応力が集中しやすい。しかしながら、第一湾曲部と第二湾曲部との間に直線部が設けられているため、袋ナットの軸力を、直線部に分散させることができる。これにより、第一湾曲部及び第二湾曲部に発生する最大応力が小さくなるため、接続頭部を増肉しなくても、接続頭部の強度を向上させることができる。
　基準断面において、直線部は、中心軸線に対して、接続頭部の先端に向けて広がるように傾斜していてもよい。この燃料配管では、接続頭部が燃料分配管の内周面に形成された座面に当接されるのに対し、直線部が接続頭部の先端に向けて広がるため、直線部の延在方向を、座面に向けることができる。これにより、座面から受ける反力を直線部で受けることができる。また、座面から受ける反力のうち、直線部を曲げる方向の成分の力、つまり、直線部に対して垂直な方向の成分の力を低減させることができる。その結果、接続頭部に発生する最大応力が小さくなるため、接続頭部の強度が更に向上する。
　直線部の内径は、管部本体の内径よりも大きくてもよい。この燃料配管では、直線部の内径が管部本体の内径よりも大きいため、管部本体の先端部を塑性加工することにより、接続頭部を容易かつ低コストに製造することができる。
　接続頭部の板厚は、管部本体の板厚と同じであってもよい。この燃料配管では、接続頭部と管部本体の板厚が同じであるため、管部本体の先端部を塑性加工することにより、接続頭部を容易かつ低コストに製造することができる。
　基準断面において、第一湾曲部が座面に当接される点と第二湾曲部が係止面に当接される点とを結んだ線分は、中心軸線に対して、接続頭部の先端に向けて広がるように傾斜していてもよい。この燃料配管では、袋ナットの軸力は、座面に当接される点及び係止面に当接される点から接続頭部に入力される。このため、当該点を結ぶ線分が接続頭部の先端に向けて広がることで、接続頭部に入力される軸力の方向を、座面に向けることができる。これにより、接続頭部の強度が更に向上する。
　基準断面における直線部の長さをＬとし、管部本体の内径をｍとした場合に、Ｌ／ｍは０．６３以上であってもよい。この燃料配管では、Ｌ／ｍを０．６３以上とすることで、接続頭部における直線部の割合が相対的に大きくなり、接続頭部における第一湾曲部及び第二湾曲部の割合、つまり、円状の部分の割合が相対的に小さくなる。これにより、最大応力が発生する部分が、接続頭部の基端部である管部本体の近傍に位置することになる。このため、接続頭部に生じる曲げモーメントが小さくなることで、接続頭部の強度が更に向上する。
　本発明の一側面によれば、接続頭部を増肉することなく接続頭部の強度を向上させることができる。
燃料分配供給装置の一部を示す平面図である。 燃料分配管と燃料配管との接続部位を示す断面図である。 燃料分配管と燃料配管との接続部位を示す断面図である。 燃料分配管と燃料配管との接続部位を示す断面図である。 シミュレーション結果を示すグラフである。 シミュレーション結果を示すグラフである。 シミュレーション結果を示すグラフである。
　以下、図面を参照して、実施形態に係る燃料分配管を説明する。本実施形態は、本発明をガソリンエンジン用の燃料分配供給装置に適用したものとして説明するが、ディーゼルエンジン等の他の燃料用の燃料分配供給装置に適用したものとしてもよい。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示すように、燃料分配供給装置１は、高圧ポンプ（不図示）により圧縮された高圧の燃料を、エンジン（不図示）の各気筒に対応して設けられる燃料噴射装置２に分配供給するものである。燃料分配供給装置１は、フューエルインジェクションレール、フューエルデリバリーパイプ、コモンレール等とも呼ばれる。
　図１及び図２に示すように、燃料分配供給装置１は、高圧の燃料を複数の燃料噴射装置２に分配供給する燃料分配管３と、高圧ポンプにより圧縮された高圧の燃料を燃料分配管３に供給する燃料配管４と、燃料配管４を燃料分配管３に締結する袋ナット５と、を備える。
　燃料分配管３は、管部３１と、複数のカップ部３２と、を備える。
　管部３１は、複数の燃料噴射装置２に燃料を供給するために、高圧ポンプから圧送された燃料を高圧状態で貯留する。管部３１は、エンジンの気筒列方向（クランク軸方向）に沿って直線状に延びる円管状に形成されている。管部３１の内周面は、燃料の流路を形成する。なお、管部３１の管形状は、必ずしも直線状に延びる円管状である必要はなく、様々な形状とすることができる。
　管部３１は、管部３１の一方端部に固定されて管部３１の一方端部を閉塞する蓋部３３と、管部３１の他方端部に固定されて燃料配管４と接続される接続部３４と、を備える。管部３１に対する蓋部３３及び接続部３４の固定は、例えば、ろう付けにより行うことができる。管部３１の一方端部とは、管部３１の両端部のうち、燃料配管４とは反対側の端部をいう。管部３１の他方端部とは、管部３１の両端部のうち、燃料配管４側の端部をいう。なお、管部３１の一方端部には、蓋部３３ではなく燃圧センサー等が接続されていてもよい。
　カップ部３２は、複数の燃料噴射装置２にそれぞれ取り付けられて、管部３１に貯留されている燃料を各燃料噴射装置２に供給する。カップ部３２は、管部３１に固定されており、燃料噴射装置２との間が気密となるように燃料噴射装置２を保持する。管部３１に対するカップ部３２の固定は、例えば、ろう付けにより行うことができる。
　接続部３４は、円管状に形成されている。接続部３４の内周面は、燃料の流路を形成する。接続部３４は、基端側において、管部３１に固定されており、先端側において、燃料配管４に接続されている。接続部３４の先端側の外周面には、雄ネジ３５が刻設されており、接続部３４の先端側の内周面には、座面３６が形成されている。雄ネジ３５は、燃料配管４と接続するための部位である。座面３６は、燃料配管４が圧接されて、燃料配管４との間をシールする部位である。
　座面３６は、接続部３４の先端（燃料分配管３の先端）に向かうに従い拡径するテーパ状（漏斗状）に形成されており、接続部３４の管軸（中心軸線）を通る断面が直線となっている。接続部３４の管軸に対する座面３６の傾斜角度は、例えば、６０°とすることができる。
　燃料配管４は、管部本体４１と、接続頭部４２と、を備える。
　管部本体４１は、高圧ポンプと燃料分配管３との間に配管されて、高圧ポンプで圧縮された高圧の燃料を燃料分配管３に送る。管部本体４１は、細長いパイプ状（円管状）に形成されており、管部本体４１の内周面は、燃料の流路を形成する。管部本体４１は、長手方向全域に亘って同一断面（同一内径、同一外径）となっている。管部本体４１は、塑性加工が可能な金属材料により形成されている。管部本体４１の材料としては、ステンレス、鋼等が用いられる。
　接続頭部４２は、燃料分配管３に接続される。接続頭部４２は、円管状に形成されており、接続頭部４２の内周面は、燃料の流路を形成する。接続頭部４２は、管部本体４１の先端部を塑性加工して形成されている。つまり、管部本体４１の先端部を、塑性加工により拡径及び縮径させることにより、接続頭部４２を形成している。このため、接続頭部４２の板厚（肉厚）は、管部本体４１の板厚（肉厚）と同じである。ここで、板厚が同じであるとは、厳密に同じである場合だけでなく、実質的に同じである場合も含む。実質的に同じであるとは、設計上同じであればよく、製造誤差により変動したものも含まれることをいう。具体的には、管部本体４１の先端部を、塑性加工により拡径及び縮径させると、板厚が３０％程度変動する場合がある。このため、管部本体４１の板厚に対して±３０％以内の板厚は、管部本体４１の板厚と同じ板厚とする。
　図２及び図３に示すように、接続頭部４２は、第一湾曲部４３と、第二湾曲部４４と、直線部４５と、を備える。なお、以下の説明において、燃料配管４の中心軸線を中心軸線Ａといい、中心軸線Ａに対して垂直な断面（図２に示す断面）を、基準断面Ｓという。
　第一湾曲部４３は、接続頭部４２の先端部に位置して、接続部３４（燃料分配管３）の内周面に形成された座面３６に当接される部位である。接続頭部４２の先端部は、接続頭部４２における管部本体４１と反対側の端部である。第一湾曲部４３は、基準断面Ｓにおいて円状に湾曲している。つまり、第一湾曲部４３は、中心軸線Ａ上の点を中心とした球状に形成されている。なお、第一湾曲部４３は、管部本体４１の先端部を塑性加工することにより形成されているため、第一湾曲部４３の外周面及び内周面の両面が、基準断面Ｓにおいて円状に湾曲している。
　第二湾曲部４４は、接続頭部４２の基端部に位置して、袋ナット５の内周面に形成された係止面５４に係止される部位である。接続頭部４２の基端部は、接続頭部４２における管部本体４１側の端部である。第二湾曲部４４は、基準断面Ｓにおいて円状に湾曲している。つまり、第二湾曲部４４は、中心軸線Ａ上の点を中心とした球状に形成されている。なお、第二湾曲部４４は、管部本体４１の先端部を塑性加工することにより形成されているため、第二湾曲部４４の外周面及び内周面の両面が、基準断面Ｓにおいて円状に湾曲している。
　第一湾曲部４３の外周面と第二湾曲部４４の外周面とは、中心軸線Ａ上の点Ｏを曲率中心とした同心円の関係となっている。この場合、第一湾曲部４３の外周面の半径と第二湾曲部４４の外周面の半径とは同じであってもよいが、第一湾曲部４３の外周面の半径は、第二湾曲部４４の外周面の半径よりも小さいことが好ましい。
　直線部４５は、第一湾曲部４３と第二湾曲部４４とを接続する部位である。このため、接続頭部４２は、先端部から基端部に向けて、第一湾曲部４３、直線部４５、及び第二湾曲部４４の順に配置されている。直線部４５は、基準断面Ｓにおいて直線状に延びている。つまり、直線部４５は、基準断面Ｓにおいて、第一湾曲部４３と第二湾曲部４４との間の直線状に延びている部分をいう。ここで、基準断面Ｓにおいて直線状に延びている部分とは、基準断面Ｓにおいて実質的に直線状に延びている部分をいい、具体的には、基準断面Ｓにおける外周面又は内周面の平面度が２ｍｍ以内となる部分をいう。つまり、基準断面Ｓにおいて外周面又は内周面の平面度が２ｍｍ以内にある部分が、直線部４５となる。なお、基準断面Ｓでは接続頭部４２の外周面及び内周面が線で表わされるため、基準断面Ｓにおいて、外周面又は内周面が２ｍｍの間隔で平行に配置された２本の直線の間に位置する部分が、直線部４５となる。この場合、上記の平面度は、１．５ｍｍ以内であることが好ましく、１．０ｍｍ以内であることが更に好ましい。なお、直線部４５は、管部本体４１の先端部を塑性加工することにより形成されるため、直線部４５の外周面及び内周面の両面が、基準断面Ｓにおいて直線状に延びている。直線部４５の詳細については、後述する。
　上述したように、接続頭部４２は、管部本体４１の先端部を塑性加工して形成されることから、接続頭部４２における直線部４５の内径ｎは、管部本体４１の内径ｍよりも大きい。管部本体４１の内径ｍに対する直線部４５の内径ｎの比は、特に限定されないが、例えば、１．１≦ｎ／ｍ≦２．５とすることが好ましく、１．１≦ｎ／ｍ≦２．０とすることが更に好ましい。
　袋ナット５は、内周面側に接続頭部４２が挿入されるように、半径方向中心部に穴が形成された円筒状に形成されている。袋ナット５は、ネジ部５１と、係止部５２と、を備える。
　ネジ部５１は、袋ナット５の一方端面５ａ側の端部に形成されており、係止部５２は、袋ナット５の他方端面５ｂ側の端部に形成されている。袋ナット５の一方端面５ａとは、袋ナット５の中心軸線方向における両端面のうち、燃料分配管３側の端面をいう。袋ナット５の他方端面５ｂとは、袋ナット５の中心軸線方向における両端面のうち、燃料配管４側（燃料分配管３とは反対側）の端面をいう。
　ネジ部５１の内周面には、雌ネジ５３が刻設されている。雌ネジ５３は、接続部３４の雄ネジ３５と螺合されることで、袋ナット５により燃料配管４を燃料分配管３に締結するための部位である。
　係止部５２の内周面には、係止面５４が形成されている。係止面５４は、一方端面５ａ側から袋ナット５に挿入された接続頭部４２を、他方端面５ｂ側から係止するための部位である。係止面５４は、他方端面５ｂ側から一方端面５ａ側に向かうに従い拡径するテーパ状（漏斗状）に形成されており、接続頭部４２の管軸（中心軸線）を通る断面が直線となっている。接続頭部４２の管軸に対する係止面５４の傾斜角度は、例えば、６０°～８０°とすることができる。
　そして、袋ナット５により燃料配管４を燃料分配管３に締結する際は、一方端面５ａ側から袋ナット５に管部本体４１を挿入した状態で、雄ネジ３５に雌ネジ５３を螺合する。すると、袋ナット５に挿入された接続頭部４２の第二湾曲部４４が係止面５４に当接され、袋ナット５により接続頭部４２が燃料分配管３側に引き寄せられる。そして、燃料分配管３に対する袋ナット５の軸力により、第一湾曲部４３が座面３６に圧接されるとともに、第二湾曲部４４が係止面５４に圧接される。これにより、袋ナット５により燃料分配管３と燃料配管４とが締結されて、燃料分配管３と燃料配管４とが接続固定される。
　次に、直線部４５についてさらに詳しく説明する。
　図３及び図４に示すように、直線部４５は、基準断面Ｓにおいて、中心軸線Ａに対して、接続頭部４２の先端に向けて広がるように傾斜している。つまり、直線部４５は、中心軸線Ａを中心とした円錐台の筒状に形成されている。上述したように、直線部４５は、管部本体４１の先端部を塑性加工することにより形成されるため、直線部４５の外周面及び内周面の両面が、基準断面Ｓにおいて、中心軸線Ａに対して、接続頭部４２の先端に向けて広がるように傾斜している。基準断面Ｓにおいて、直線部４５の外周面の延長線を直線Ｌ１とし、中心軸線Ａに対して直線Ｌ１が接続頭部４２の先端に向けて閉じる方向の角度を角度αとした場合に、角度αは０未満（α＜０）となる。
　また、基準断面Ｓにおいて、第一湾曲部４３が座面３６に当接される点を点Ｔ１とし、第二湾曲部４４が係止面５４に当接される点を点Ｔ２とし、点Ｔ１と点Ｔ２とを結ぶ線分を線分Ｌ２とする。この場合、線分Ｌ２は、中心軸線Ａに対して、接続頭部４２の先端に向けて広がるように傾斜している。つまり、基準断面Ｓにおいて、中心軸線Ａに対して線分Ｌ２が接続頭部４２の先端に向けて閉じる方向の角度を角度βとした場合に、角度βは０未満（β＜０）となっている。
　また、基準断面Ｓにおける直線部４５の長さを長さＬとし、管部本体４１の内径を内径ｍとした場合、長さＬ／内径ｍは、０．６３以上（Ｌ／ｍ≧０．６３）となっている。基準断面Ｓにおける直線部４５の長さＬは、次のように求められる。基準断面Ｓにおいて、点Ｏを中心として第一湾曲部４３の外周面を通る円を円Ｃ１とし、点Ｏを中心として第二湾曲部４４の外周面を通る円を円Ｃ２とし、直線部４５の外周面の延長線を直線Ｌ１とし、第一湾曲部４３近傍における円Ｃ１と直線Ｌ１との交点を点Ｐ１とし、第二湾曲部４４近傍における円Ｃ２と直線Ｌ１との交点を点Ｐ２とする。そして、点Ｐ１から点Ｐ２までの長さを、基準断面Ｓにおける直線部４５の長さＬとする。
　以上説明したように、本実施形態に係る燃料配管４では、円状に湾曲している第一湾曲部４３及び第二湾曲部４４に応力が集中しやすい。しかしながら、第一湾曲部４３と第二湾曲部４４との間に直線部４５が設けられているため、袋ナット５の軸力を、直線部４５に分散させることができる。これにより、第一湾曲部４３及び第二湾曲部４４に発生する最大応力が小さくなるため、接続頭部４２を増肉しなくても、接続頭部４２の強度を向上させることができる。
　また、この燃料配管４では、接続頭部４２が燃料分配管３の内周面に形成された座面３６に当接されるのに対し、直線部４５が接続頭部４２の先端に向けて広がるため、直線部４５の延在方向を、座面３６に向けることができる。これにより、座面３６から受ける反力を直線部４５で受けることができる。また、座面３６から受ける反力のうち、直線部４５を曲げる方向の成分の力、つまり、直線部４５に対して垂直な方向の成分の力を低減させることができる。その結果、接続頭部４２に発生する最大応力が小さくなるため、接続頭部４２の強度が更に向上する。
　また、この燃料配管４では、接続頭部４２と管部本体４１の板厚が同じであるため、管部本体４１の先端部を塑性加工することにより、接続頭部４２を容易かつ低コストに製造することができる。
　また、この燃料配管４では、袋ナット５の軸力は、座面３６に当接される点Ｔ１及び係止面５４に当接される点Ｔ２から接続頭部４２に入力される。このため、当該点Ｔ１及び点Ｔ２を結ぶ線分Ｌ２が接続頭部４２の先端に向けて広がることで、接続頭部４２に入力される軸力の方向を、座面３６に向けることができる。これにより、接続頭部４２の強度が更に向上する。
　また、この燃料配管４では、Ｌ／ｍを０．６３以上とすることで、接続頭部４２における直線部４５の割合が相対的に大きくなり、接続頭部４２における第一湾曲部４３及び第二湾曲部４４の割合、つまり、円状の部分の割合が相対的に小さくなる。これにより、最大応力が発生する部分が、接続頭部４２の基端部である管部本体４１の近傍に位置することになる。このため、接続頭部４２に生じる曲げモーメントが小さくなることで、接続頭部４２の強度が更に向上する。
　ここで、本発明者は、中心軸線Ａに対する直線Ｌ１の角度αと、中心軸線Ａに対する線分Ｌ２の角度βと、接続頭部４２に発生する最大応力と、の関係についてシミュレーションした。シミュレーション結果を図５に示す。
　図５に示すように、角度α＜０である場合は、角度βに関わらず、角度α≧である場合に比べて、接続頭部４２に発生する最大応力が小さくなった。この結果から、基準断面Ｓにおいて、直線部４５が、中心軸線Ａに対して、接続頭部４２の先端に向けて広がるように傾斜していることで、接続頭部４２に発生する最大応力が小さくなることが分かった。
　特に、角度α＜０、且つ、角度β＜０である場合は、接続頭部４２に発生する最大応力が格段に小さくなった。この結果から、基準断面Ｓにおいて、直線部４５、及び、第一湾曲部４３が座面３６に当接される点Ｔ１と第二湾曲部４４が袋ナット５の係止面５４に係止される点Ｔ２とを結んだ線分が、中心軸線Ａに対して、接続頭部４２の先端に向けて広がるように傾斜していることで、接続頭部４２に発生する最大応力が格段に小さくなることが分かった。
　図３及び図４に示すように、基準断面Ｓにおける直線部４５の長さを長さＬとし、管部本体４１の内径を内径ｍとした場合、長さＬ／内径ｍは、０．６３以上（Ｌ／ｍ≧０．６３）となる。
　基準断面Ｓにおける直線部４５の長さＬは、次のように求められる。基準断面Ｓにおいて、点Ｏを中心として第一湾曲部４３の外周面を通る円を円Ｃ１とし、点Ｏを中心として第二湾曲部４４の外周面を通る円を円Ｃ２とし、直線部４５の外周面の延長線を直線Ｌ１とし、第一湾曲部４３近傍における円Ｃ１と直線Ｌ１との交点を点Ｐ１とし、第二湾曲部４４近傍における円Ｃ２と直線Ｌ１との交点を点Ｐ２とする。そして、点Ｐ１から点Ｐ２までの長さを、基準断面Ｓにおける直線部４５の長さＬとする。
　ここで、本発明者は、中心軸線Ａに対する直線Ｌ１の角度αと、直線部４５の長さＬと、接続頭部４２に発生する最大応力と、の関係についてシミュレーションした。このシミュレーションでは、管部本体４１の内径ｍを５．５ｍｍとした。シミュレーション結果を図６に示す。なお、通常は、接続頭部４２に発生する最大応力が４６０ＭＰａを超えても、接続頭部４２が変形しないと考えられる。しかしながら、図６では、接続頭部４２の変形をより防止する観点から、基準となる応力を４６０ＭＰａとした。
　図６に示すように、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ未満である場合は、接続頭部４２に発生する最大応力が４６０ＭＰａを超えるケースが散見されたが、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ以上である場合は、接続頭部４２に発生する最大応力が４６０ＭＰａを超えなかった。この結果から、管部本体４１の内径ｍが５．５ｍｍである場合に、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ以上であれば、接続頭部４２の変形をより防止できることが分かった。
　また、本発明者は、接続頭部４２の任意の点に発生する応力と、直線部４５の長さＬと、の関係についてシミュレーションした。このシミュレーションでは、管部本体４１の内径ｍを５．５ｍｍとした。シミュレーション結果を図７に示す。なお、図７でも、図６と同様に、接続頭部４２の変形をより防止する観点から、基準となる応力を４６０ＭＰａとした。
　図７に示すように、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ未満である場合は、接続頭部４２の任意の点に発生する応力が４６０ＭＰａを超えるケースが散見されたが、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ以上である場合は、接続頭部４２の任意の点に発生する応力が４６０ＭＰａを超えなかった。この結果から、管部本体４１の内径ｍが５．５ｍｍである場合に、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ以上であれば、接続頭部４２の変形をより防止できることが分かった。
　このように、図６及び図７の何れも、管部本体４１の内径ｍが５．５ｍｍである場合に、直線部４５の長さＬが３．５ｍｍ以上とすることで、接続頭部４２に発生する応力を４６０ＭＰａ未満に抑えられた。そして、この管部本体４１の内径ｍに対する直線部４５の長さＬの比を計算すると、Ｌ／ｍ≒０．６３となる。このため、長さＬ／内径ｍを０．６３以上とすることで、接続頭部４２の変形をより防止できることが推察される。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
　１…燃料分配供給装置、２…燃料噴射装置、３…燃料分配管、４…燃料配管、５…袋ナット、５ａ…一方端面、５ｂ…他方端面、３１…管部、３２…カップ部、３３…蓋部、３４…接続部、３５…雄ネジ、３６…座面、４１…管部本体、４２…接続頭部、４３…第一湾曲部、４４…第二湾曲部、４５…直線部、５１…ネジ部、５２…係止部、５３…雌ネジ、５４…係止面、Ａ…中心軸線。

Claims (6)

  1. 　燃料を複数の燃料噴射装置に分配供給する燃料分配管に接続される燃料配管であって、
    　管部本体と、
    　袋ナットにより前記燃料分配管に締結される接続頭部と、を備え、
    　前記接続頭部は、
    　　前記燃料配管の中心軸線に対して垂直な基準断面において円状に湾曲し、前記燃料分配管の内周面に形成された座面に当接される第一湾曲部と、
    　　前記基準断面において円状に湾曲し、前記袋ナットの内周面に形成された係止面に係止される第二湾曲部と、
    　　前記基準断面において直線状に延びて、前記第一湾曲部と前記第二湾曲部とを接続する直線部と、を有する、
    燃料配管。
  2. 　前記基準断面において、前記直線部は、前記中心軸線に対して、前記接続頭部の先端に向けて広がるように傾斜している、
    請求項１に記載の燃料配管。
  3. 　前記直線部の内径は、前記管部本体の内径よりも大きい、
    請求項１又は２に記載の燃料配管。
  4. 　前記接続頭部の板厚は、前記管部本体の板厚と同じである、
    請求項１～３の何れか一項に記載の燃料配管。
  5. 　前記基準断面において、前記第一湾曲部が前記座面に当接される点と前記第二湾曲部が前記係止面に当接される点とを結んだ線分は、前記中心軸線に対して、前記接続頭部の先端に向けて広がるように傾斜している、
    請求項１～４の何れか一項に記載の燃料配管。
  6. 　前記基準断面における前記直線部の長さをＬとし、前記管部本体の内径をｍとした場合に、Ｌ／ｍは０．６３以上である、
    請求項１～５の何れか一項に記載の燃料配管。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2612974A (en) * 2021-11-17 2023-05-24 Delphi Tech Ip Ltd Fuel-rail assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007077807A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 直噴用燃料配管接続構造における燃料配管の接続頭部およびその頭部成形方法
DE102005045731A1 (de) 2005-09-23 2007-04-12 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verbindungsanordnung für Rohre
DE102007046203A1 (de) 2007-09-27 2008-05-15 Audi Ag Verbindungsanordnung für Rohrleitungen
JP2008542601A (ja) * 2005-05-25 2008-11-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 接続システム

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2494128A (en) * 1945-11-14 1950-01-10 Nat Supply Co Method of increasing the axial tensile strength of threaded joints
DE2631984A1 (de) * 1976-07-16 1978-01-19 Schenk Horst Rohrverschraubung mit anschweisstutzen
US4266577A (en) * 1979-07-25 1981-05-12 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Collared fuel injection pipe for engines
US5529349A (en) * 1993-08-25 1996-06-25 Itt Corporation Mounting apparatus with reduced resistance bead seal
DE19701561C2 (de) * 1997-01-17 1998-10-22 Daimler Benz Ag Doppelkegel-Kupplungs-Nippel einer Stahlrohrleitung
JP4456192B2 (ja) * 1999-02-05 2010-04-28 臼井国際産業株式会社 金属管と相手部品との接続構造
JP2003021018A (ja) 2001-07-09 2003-01-24 Bosch Automotive Systems Corp レールと噴射管の接続装置
JP2004019541A (ja) 2002-06-17 2004-01-22 Denso Corp 高圧燃料噴射管
DE202004012959U1 (de) 2004-08-18 2004-10-14 Kohlhage Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Kugelbuchsenverschraubung
DE102006015652B3 (de) 2006-04-04 2007-07-19 Winkelmann Powertrain Components Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Anschließen eines Rohrabschnittes an einen Anschlussschraubstutzen
DE102007019464A1 (de) 2007-04-25 2008-10-30 Elringklinger Ag Abdichtvorrichtung für einen Kraftstoffleitungsanschluss
JP5178176B2 (ja) * 2007-12-17 2013-04-10 臼井国際産業株式会社 高圧燃料噴射管の接続頭部構造
US10215315B2 (en) * 2008-09-05 2019-02-26 Parker-Hannifin Corporation Tube compression fitting and flared fitting used with connection body and method of making same
US8196967B2 (en) 2009-02-04 2012-06-12 Robert Bosch Gmbh Improvements to high pressure fuel fittings
JP5455013B2 (ja) * 2009-03-24 2014-03-26 臼井国際産業株式会社 接続頭部を有する高圧燃料噴射管およびその製造方法
DE102009041056A1 (de) * 2009-09-10 2011-03-24 Voss Fluid Gmbh Rohrverschraubung und Verfahren zur Herstellung derselben
JP5394206B2 (ja) 2009-11-20 2014-01-22 三桜工業株式会社 配管締結構造
EP2360405A1 (de) * 2010-02-19 2011-08-24 TI Automotive (Heidelberg) GmbH Rohranschlusseinrichtung
JP5513191B2 (ja) * 2010-03-19 2014-06-04 株式会社ケーヒン 筒内噴射式燃料噴射弁への燃料供給装置
DE102011002996A1 (de) 2011-01-21 2012-07-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil mit verbessertem Hochdruckanschluss
JP5758640B2 (ja) * 2011-02-04 2015-08-05 株式会社フロウエル チューブ継手
EP2835568B1 (en) * 2012-04-02 2019-07-24 Mitsubishi Electric Corporation Pipe joint connected with a pipe, and connection method therefor
JP6730089B2 (ja) * 2016-05-19 2020-07-29 三桜工業株式会社 燃料分配装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008542601A (ja) * 2005-05-25 2008-11-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 接続システム
JP2007077807A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 直噴用燃料配管接続構造における燃料配管の接続頭部およびその頭部成形方法
DE102005045731A1 (de) 2005-09-23 2007-04-12 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verbindungsanordnung für Rohre
DE102007046203A1 (de) 2007-09-27 2008-05-15 Audi Ag Verbindungsanordnung für Rohrleitungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3533991A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2612974A (en) * 2021-11-17 2023-05-24 Delphi Tech Ip Ltd Fuel-rail assembly
GB2612974B (en) * 2021-11-17 2024-05-22 Delphi Tech Ip Ltd Fuel-rail assembly

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