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WO2019058707A1 - 高圧直噴用のレール - Google Patents

高圧直噴用のレール Download PDF

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WO2019058707A1
WO2019058707A1 PCT/JP2018/025304 JP2018025304W WO2019058707A1 WO 2019058707 A1 WO2019058707 A1 WO 2019058707A1 JP 2018025304 W JP2018025304 W JP 2018025304W WO 2019058707 A1 WO2019058707 A1 WO 2019058707A1
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洋行 西澤
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Usui Co Ltd
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    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/856—Mounting of fuel injection apparatus characterised by mounting injector to fuel or common rail, or vice versa

Definitions

  • the present invention addresses high pressure gasoline direct injection rails and relates to a high pressure direct injection rail manufactured by forging used at a high pressure such that the fuel pressure exceeds 50 MPa.
  • the fuel pressure of a system for gasoline direct injection that is generally known conventionally is 20 MPa or less, and an injector holder, mounting boss, etc. are connected by brazing to a rail body provided with a fuel passage inside. It is common to use. And in this region of fuel pressure, it is possible to secure a sufficient pressure resistance by making the thickness of the rail body thick, so O-ring seal is sufficient for connection between the injector holder and the injector. It is possible. Therefore, it is not necessary to use particularly high strength materials.
  • the bracket is also manufactured integrally with the rail main body, the arrangement angle between the bracket and the joint portion also has less freedom. Furthermore, when the rail body and the joint portion are integrally manufactured, in the case of forging, since the meat is moved from the straight base material to form the joint portion, the meat to be moved is insufficient when the distance is narrow. This makes it difficult to narrow the distance between the joint portions. Therefore, with the conventional rail as shown in Patent Document 1, it has been difficult to improve the layout property.
  • the present invention is intended to solve the problems as described above, and even in the case of a forged rail for high pressure direct injection, the degree of freedom in the mounting angle and mounting interval of the joint member connected to the joint member such as an injector. In order to improve the layout property and to keep the strength of the joint portion high, it is possible to reduce the manufacturing cost.
  • the present invention solves the problems as described above, and has a through-hole for connecting an axially extending fuel passage to the outside and is opened on a wall surface, and a rail main body manufactured by forging, and the rail main body A tubular joint member is manufactured separately and is fixed to the rail body at the position of the through hole, and enables the fuel to flow from the fuel passage through the through hole.
  • the degree of freedom of the attachment interval and the attachment angle of the joint member to the rail body is increased, and thus the layout property can be improved.
  • the material of the rail body as a general strength material and using the expensive high strength material only for the joint member, the strength at the joint portion can be maintained high, so the expensive high strength material can be obtained. It is not necessary to use the entire rail, and the manufacturing cost can be reduced.
  • a tubular joint member may be fixedly arranged, which is manufactured separately from the rail main body and allows fuel to flow from the fuel passage through one end of the rail main body.
  • the joint member may have a mechanical strength higher than that of the joint member connected to the joint member.
  • the present invention manufactures the joint member separately from the forged rail body as described above, the degree of freedom of the mounting interval and the mounting angle of the joint member to the rail body is increased, and the layout property is improved. .
  • a large cutting machine is required in the case of subjecting the joint portion to threading or the like. By making it into a body, it is not necessary to use a large cutting machine for processing into a joint member, so the processing operation can be made easy.
  • FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view of the first embodiment in a direction different from FIG. 1.
  • FIG. 4 is a partial enlarged cross-sectional view of line BB in FIG. 3;
  • FIG. 7 is a perspective view of a second embodiment.
  • Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • (1) is a rail main body and is manufactured by forging.
  • the pressure resistance of the rail body (1) itself can be enhanced, so that the fuel can be used in a high-pressure direct fuel injection system or the like.
  • the rail body (1) is provided with a fuel passage (2) in the axial direction thereof, and through holes (4) are formed in a plurality of places in a wall surface (3).
  • through holes (4) are formed in a plurality of places in a wall surface (3).
  • an annular connection recess (7) having a diameter larger than the outer diameter of the joint member (6) described below is formed on the outer periphery of the through hole (4) formed as described above. There is. Further, on the periphery of the through hole (4) located at the center of the connection recess (7), a planar circular engagement recess (13) is provided.
  • connection recess (7) a joint member (6) for manufacturing a separate body from the rail main body (1) and for connecting a joint member such as an injector is fixedly disposed.
  • the mechanical strength of the joint member (6) is higher than that of the joint member.
  • the joint member (6) is cylindrical, and the inside thereof is a fuel communication passage (11). Then, the proximal end portion (12) of the joint member (6) is reduced in diameter, and the proximal end portion (12) is inserted into the engaging recess (13) of the rail body (1) and fixed by brazing. Thus, the rail body (1) and the joint member (6) are connected and fixed. Further, as described above, by fixing the joint member (6) to the rail main body (1), as shown in FIGS. 2 and 4, the communication passage between the through hole (4) of the rail main body (1) and the joint member (6) (11) is in communication with each other.
  • a joint member (14) for connecting a pipe (not shown) from the high pressure pump is provided separately from the rail main body (1) there is.
  • the joint member (14) is cylindrical and has a communication passage (20) inside. Further, an annular projection (15) is provided in the circumferential direction so as to protrude on the outer periphery of the central portion in the longitudinal direction.
  • the base end of the joint member (14) 16) Insert and place on the inner circumference of one end (17) of this rail body (1) until the annular projection (15) comes in contact with the open end face (18) of the rail body (1) It is fixed.
  • the rail body (1) and the joint members (6) and (14) separately, it is possible to use high strength materials only for the joint members (6) and (14). In particular, the strength of the joint portion can be maintained high among the entire rails. Therefore, it is possible to cope with the high pressure of fuel, and it is possible to keep the cost low since it is not necessary to use the expensive high strength material for the entire rail.
  • the joint member (6) manufactured separately from the rail main body (1) can be appropriately connected to the desired position of the rail main body (1), the joint member (6) to the rail main body (1) The degree of freedom of mounting intervals and mounting angles is increased, and the layout can be improved. Furthermore, in the case of a conventional forged rail in which a joint portion is integrally formed on the rail main body, a large cutting machine is required when threading processing etc. is applied to the joint portion.
  • the joint members (6) and (14) can be assembled to the rail main body (1) after separately screwing the joint members (6) and (14) by separately manufacturing (14) Therefore, it is not necessary to use a large-sized cutting machine for processing to a joint member (6) (14), and processing operation can be made easy.
  • a joint member (14) for connecting a high pressure pump is provided at one end of the rail main body (1) in the axial direction of the rail main body (1). As shown, in the direction perpendicular to the rail body (1), a joint member (14) for connecting a high pressure pump is provided.
  • the fourth embodiment differs in that four components are provided in this embodiment. Except for the point and the portion of the joint member (14), the configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment.

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Abstract

高圧直噴向けの鍛造レールの場合でも、インジェクター等の継手部材に接続する被継手部材の取付角度や取付間隔に自由度を持たせてレイアウト性を高めるとともに、継手部分における強度を高く保ちながら製造コストを低減可能とする。 【解決手段】　軸方向に伸びる燃料通路2と外部とを連通させる貫通孔4を壁面3に開口するとともに鍛造にて製作されたレール本体1と、このレール本体1とは別体に製作された、上記貫通孔4の位置にてレール本体1に固定され上記燃料通路2から貫通孔4を通じて燃料を流通可能とする筒状の継手部材6とを備える。

Description

高圧直噴用のレール
　本発明は、ガソリン直噴レールの高圧化に対応するものであり、燃料圧力が５０MPaを超えるような高圧で使用する鍛造にて製作した高圧直噴用のレールに関するものである。
　従来より一般的に知られているガソリン直噴用のシステムの燃料圧力は２０MPa以下であり、内部に燃料通路を設けたレール本体に対し、インジェクタホルダーや取付ボス等をろう付けにて接続して使用するのが一般的である。そしてこの燃料圧力の領域では、レール本体の肉厚を厚いものとすることによって十分な耐圧強度を確保することが可能であるため、インジェクタホルダーとインジェクターとの連結にはＯリングシールで十分に対応することが可能である。従って、特に高強度材を用いる必要はない。
　一方、燃料圧力が高圧な燃料直噴システムでは、高耐圧性を確保するためレール本体自身を鍛造及び切削にて製作するのが一般的である。また高圧システムの場合には上記２０MPaの比較的低圧な場合とは異なり、高圧の影響を受けることからインジェクターをＯリングのみでインジェクタホルダーに連結することは困難である。そしてこのような高圧直噴用のレールの一例として、特許文献１に示す如く、鍛造等によりインジェクタホルダー等の継手部分をレール本体と一体に製作したものが既に知られている。
ＷＯ２０１６/０４２８９７号公報
　しかしながら、特許文献１に示す如き燃料レールの場合、鍛造を容易なものとするために全体の形状を平面的に形成する必要があるため、継手部分の形成方向が一定方向に定まり自由度が狭くなるという問題が生じる。そのため、このように一定方向の継手部分に接続するインジェクター等についても、レール本体に対する取付角度を所望の角度とすることが困難となりレイアウト性が低いものとなっていた。
　また鍛造の場合には、ブラケットもレール本体と一体に製作するものであるから、ブラケットと継手部分との配置角度についても自由度が少ないものとなる。更に、レール本体と継手部分とを一体に製作した場合には、鍛造の場合にはストレート状の母材から肉を移動させて継手部を形造るため、間隔が狭いと移動させる肉が不足することから、各継手部分の間隔を狭くすることが困難なものとなる。従って、特許文献１に示す如き従来のレールについては、レイアウト性の向上を図ることが困難なものとなっていた。
　また、耐圧性や継手部分の強度を十分に確保するために高強度材を使用することが考えられるが、鍛造の場合にはブラケットや継手部材をレール本体と一体に製作するため、レール全体に高強度材を使用しなければならずコストが高くつくものとなっていた。
　そこで、本発明は上記の如き課題を解決しようとするものであって、高圧直噴向けの鍛造レールの場合でも、インジェクター等、継手部材に接続する被継手部材の取付角度や取付間隔に自由度を持たせてレイアウト性を高めるとともに、継手部分における強度を高く保ちながら製造コストを低減可能にしようとするものである。
　本願発明は上述の如き課題を解決したものであって、軸方向に伸びる燃料通路と外部とを連通させる貫通孔を壁面に開口するとともに鍛造にて製作されたレール本体と、このレール本体とは別体に製作するとともに、上記貫通孔の位置にてレール本体に固定され、上記燃料通路から貫通孔を通じて燃料を流通可能とする筒状の継手部材とを備えたものである。
　上記の如く、鍛造成形したレール本体とは別体に継手部材を製作することにより、レール本体への継手部材の取付間隔や取付角度の自由度が高くなるため、レイアウト性を向上させることができる。また、レール本体の材料を一般的な強度の材料とし、継手部材のみにコストのかかる高強度の材料を用いることにより継手部分における強度を高く保持することができるため、コストのかかる高強度材をレール全体に使用する必要がなく製造コストを低く抑えることが可能となる。
　また、レール本体に継手部分を一体成形した鍛造レールにねじ切り加工を施す場合には大型の切削加工機が必要となるが、継手部材を別体に製作することによって、この継手部材を加工する際に大型の切削加工機を使用する必要がないため、加工作業を容易なものとすることができる。
　また、レール本体の一端には、このレール本体とは別体に製作するとともに、燃料通路からレール本体の一端を通じて燃料が流通可能とする筒状の継手部材を固定配置したものであってもよい。
　また、継手部材は、この継手部材に接続する被継手部材よりも機械的強度が高いものであってもよい。
　本願発明は上記の如く、鍛造成形したレール本体とは別体に継手部材を製作したものであるから、レール本体への継手部材の取付間隔や取付角度の自由度が高くなりレイアウト性が向上する。また、レール全体にコストのかかる材料を用いる必要がなく、継手部材のみにコストの高い高強度の材料を用いることにより継手部分における強度を高く保持することができるため、コストを低く抑えることが可能となる。
　また、レール本体に継手部分を一体に製作した従来の鍛造レールの場合は、この継手部分にねじ切り加工等を施す場合に大型の切削加工機を必要としていたが、本願発明の如く継手部材を別体に製作することにより、継手部材への加工に大型の切削加工機を使用する必要がないため、加工作業を容易なものとすることができる。
本発明の実施例１を示す斜視図。 図１のＡ－Ａ線部分拡大断面図。 実施例１において図１とは異なる方向の斜視図。 図３のＢ－Ｂ線部分拡大断面図。 実施例２の斜視図。
　本発明の実施例１について、図１～４において以下に説明する。まず、図１、３に示す如く(1)はレール本体であって、鍛造にて製作したものである。このようにレール本体(1)を鍛造にて製作することによりレール本体(1)自身の耐圧性を高めることができるため、燃料が高圧な燃料直噴システム等で使用することができる。
　またこのレール本体(1)は図２に示す如く、その内部軸方向に燃料通路(2)を設けるとともに、その壁面(3)には貫通孔(4)を複数個所に貫通形成している。このように貫通孔(4)を貫通形成することにより、この貫通孔(4)を通じてレール本体(1)の外方と燃料通路(2)とが連通した状態となる。また図１に示す如く、このレール本体(1)には固定用のブラケット(5)を軸方向に並列に複数個設けている。
　また上記の如く形成した貫通孔(4)外周には、図２に示す如く、以下で説明する継手部材(6)の外径よりも径大な環状の接続凹部(7)を凹設している。またこの接続凹部(7)の中央に位置する貫通孔(4)の周縁には、平面円形の係合凹部(13)を設けている。
　そして上記接続凹部(7)内には、レール本体(1)とは別体に製作するとともにインジェクターなどの被継手部材を接続するための継手部材(6)を固定配置している。尚、上記継手部材(6)の機械的強度は、上記被継手部材よりも高いものとしている。
　またこの継手部材(6)は円筒状であって、その内部を燃料の連通路(11)としている。そしてこの継手部材(6)の基端部分(12)を径小とし、この基端部分(12)をレール本体(1)の係合凹部(13)内に挿入配置するとともにろう付け固定することにより、レール本体(1)と継手部材(6)とを接続固定している。また上記の如くレール本体(1)に継手部材(6)を固定配置することにより、図２、４に示す如く上記レール本体(1)の貫通孔(4)と継手部材(6)の連通路(11)とが連通した状態となる。
　また、レール本体(1)の一端(17)にも、高圧ポンプからの配管(図示せず。)を接続するための継手部材(14)をこのレール本体(1)とは別体に設けている。この継手部材(14)は円筒状であって内部に連通路(20)を設けている。また長さ方向中央部の外周に環状突部(15)を円周方向に突設している。またこの継手部材(14)の基端(16)側の外径をレール本体(1)の一端(17)側の内径よりもやや小径に形成することにより、継手部材(14)の基端(16)をこのレール本体(1)の一端(17)内周に、上記環状突部(15)がレール本体(1)の開口端面(18)に当接する位置まで挿入配置するとともにろう付けにて固定している。
　上記の如く、レール本体(1)と継手部材(6)(14)とを別体に製作することにより、継手部材(6)(14)にのみ高強度の材料を用いることが可能となるため、レール全体の中でも特に継手部分の強度を高く保持することができる。従って、燃料の高圧化に対応することが可能となり、コストのかかる高強度材をレール全体に使用する必要がないためコストを低く抑えることができる。
　また、レール本体(1)とは別体に製作した継手部材(6)をレール本体(1)の所望の位置に適宜接続することができるため、レール本体(1)への継手部材(6)の取付間隔や取付角度の自由度が増し、レイアウト性を向上させることができる。更に、レール本体に継手部分を一体に製作した従来の鍛造レールの場合には、継手部分にねじ切り加工等を施す際に大型の切削加工機を必要としていたが、本願発明の如く継手部材(6)(14)を別体に製作することにより、継手部材(6)(14)単独でねじ切り加工を施した後に、この継手部材(6)(14)をレール本体(1)に組み付けることができるため、継手部材(6)(14)への加工に大型の切削加工機を使用する必要がなく加工作業を容易なものとすることができる。
　また、上記実施例１ではレール本体(1)の一端に、高圧ポンプを接続するための継手部材(14)をレール本体(1)の軸方向に設けているが、本実施例では図５に示す如く、レール本体(1)とは垂直方向に、高圧ポンプを接続するための継手部材(14)を設けている。尚、本実施例においてレール本体(1)とは垂直方向に設けた他の継手部材(6)を３箇所に設けている一方、上記実施例１では４箇所設けている点では異なるが、この点及び上記継手部材(14)の部分以外については、本実施例の構成は上記実施例１と同様である。
　１　レール本体
　２　燃料通路
　３　壁面
　４　貫通孔
　６、１４　継手部材
　１７　一端

Claims (3)

  1. 　軸方向に伸びる燃料通路と外部とを連通させる貫通孔を壁面に開口するとともに鍛造にて製作されたレール本体と、このレール本体とは別体に製作するとともに、上記貫通孔の位置にてレール本体に固定され上記燃料通路から貫通孔を通じて燃料を流通可能とする筒状の継手部材とを備えたことを特徴とする高圧直噴用のレール。
  2. 　レール本体の一端には、このレール本体とは別体に製作するとともに、燃料通路からレール本体の一端を通じて燃料が流通可能とする筒状の継手部材を固定配置したことを特徴とする請求項１の高圧直噴用のレール。
  3. 　継手部材は、この継手部材に接続する被継手部材よりも機械的強度が高いことを特徴とする請求項１、または２の高圧直噴用のレール。
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