專利名稱：高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如經(jīng)常作為柴油內(nèi)燃機(jī)中的燃料供給通道等配 置的、由直徑較細(xì)的厚壁鋼管形成的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以往，作為具有這種連接頭部的高壓燃料噴射管，已知如例示于
圖17所示那樣在直徑較細(xì)的厚壁鋼管111的連接端部具有連接頭部 112的高壓燃料噴射管；該連接頭部112由球面狀的座面113、從該座 面113沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部115、及與上述座面113 相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部115且朝前端成為細(xì)頭的圓弧面114形成 (參照專利文獻(xiàn)1的圖4 )。這種連接頭部112由從外方用沖壓構(gòu)件朝 軸心方向進(jìn)行推壓的壓曲加工成形，隨著利用該推壓進(jìn)行壓曲加工， 周壁朝外側(cè)擴(kuò)展，在該頭部內(nèi)周面由內(nèi)徑的大徑化和應(yīng)力集中產(chǎn)生內(nèi) 表面拉伸應(yīng)力上升了的凹坑(環(huán)狀凹部)116,在該狀態(tài)下進(jìn)行使用， 配置使用時的高壓流體在該凹坑附近產(chǎn)生氣蝕，在該連接頭部以凹坑 為起點(diǎn)由疲勞破壞以放射狀產(chǎn)生徑向龜裂，在凹坑的周圍由疲勞破壞 產(chǎn)生周向的龜裂。
作為對策，本申請人在此之前提出一些方法，例如，作為其中的 一個方法，高壓燃料噴射管在直徑較細(xì)的厚壁鋼管的連接端部具有連 接頭部；該連接頭部由^^面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔 設(shè)置的環(huán)狀凸緣部、及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部且朝前 端成為細(xì)頭的圓錐面形成；其中在上迷圓錐面的一部分設(shè)置深度較 淺的環(huán)狀彎曲凹槽，從而使隨著該連接頭部的成形產(chǎn)生的該頭部內(nèi)側(cè) 的凹坑深度淺并且比較平緩(參照專利文獻(xiàn)l的圖1);作為另一方法， 由嵌裝在連接頭部內(nèi)側(cè)的金屬制圓筒構(gòu)件覆蓋在隨著連接頭部的成形
而產(chǎn)生的該頭部內(nèi)側(cè)的凹坑，該連接頭部的外側(cè)周面為接觸在對方座
部的截頭圓錐狀或截頭圓弧狀的座面(專利文獻(xiàn)2)。 專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-336560號公報 專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-180218號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，該 高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)對于防止在頭部成形時隨著上述凹坑
的形成所發(fā)生的該凹坑的谷部的龜裂、配置使用時高壓流體流動引起 的在該凹坑部附近的氣蝕所導(dǎo)致的龜裂，及上述頭部成形時隨著凹坑 的形成產(chǎn)生的內(nèi)徑大徑化和應(yīng)力集中帶來的內(nèi)表面的拉伸應(yīng)力上升現(xiàn) 象，可獲得大體等同或超過上述現(xiàn)有技術(shù)的效果。
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑 鋼管的連接端部具球面狀的座面，從該座面沿軸心方向隔開間隔形成 的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸 緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與上 述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在于 在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場合，從連接頭部末 端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D 0.6D、上述座面的 球體半徑R為0.45D ~ 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl為1.2D ~ 1.4D, 該頭部內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向截面的輪廓大 致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
另外，本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)在直徑較細(xì)的厚 壁細(xì)徑鋼管的連接端部具球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間 隔形成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該 環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插 入與上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特 征在于在t(壁厚)/D(外徑)>0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場合，從連 接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D~0.7D、上
述座面的球體半徑R為0.45D 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl為 1.2D ~ 1.4D,該頭部內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向 截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
另外，本發(fā)明的特征在于上述連接頭部的、與上述球面狀的座
的圓錐面(推壓座面)的頂角角度6為50~60度，該圓錐面的最大直 徑D3為1.03D 1.09D，而且上述圓錐面的最大直徑部分與上述環(huán)狀 凸緣部由圓錐面，或輪廓為凸?fàn)罨虬紶畹膱A錐面，或圓筒狀面連接。
本發(fā)明的上述連接頭部的上述環(huán)狀凸緣部最好形成為比構(gòu)成座面 的球面的最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀，另外，也可在上述 環(huán)狀凸緣部的頸下部緊密配合或間隙配合圓筒狀或帶凸緣的圓筒狀的 墊圏。另外，也可在上述環(huán)狀凸緣部的背面?zhèn)扰c該背面相連地按與上 述墊圏的長度相當(dāng)?shù)拈L度設(shè)置管外徑1.02D~ 1.08D的大直徑部，與該 大直徑部相連地設(shè)置外徑沿管軸方向平滑地縮徑的錐部。上述墊圏的 長度最好為0.5D~2.0D。另外，也可將上述墊圈的與上述緊固螺母的 接觸面形成為球半徑1.0D~2.5D的球面，另外，也可將上述緊固螺母 的墊圈接觸面形成為頂角6 1為90~ 150度的圓錐面。
另外，本發(fā)明的上述圓錐狀面在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑為Din 的場合，最好上述連接頭部內(nèi)面形成為圓錐狀，并使得連接頭部開口 部直徑DT為1.2Din 1.6Din,該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3Ll。另外，最好上述環(huán)狀凸緣部的背面形成為相對管軸垂直的面或 朝管軸的后方縮徑的圓錐面，而且，最好上述環(huán)狀凸緣部背面的圓錐 面的頂角62為75~ 120度。
另外，本發(fā)明在上述座面的球體半徑R為0.57D~0.65D的場合， 最好上述連接頭部內(nèi)徑部為上述圓錐狀，另外，在上述環(huán)狀凸緣部的 背面為圓錐面的場合，上述連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀，另外， 在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑Din為0.4D~0.63D的場合，上述連接頭 部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
也可在本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的上述座面設(shè)置
軟質(zhì)層，另外，最好上述軟質(zhì)層為脫碳層。另外，頭部開口部最好為 錐形倒角或圓形倒角的喇叭狀。
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)由于該連接頭部內(nèi)周面 具有接近該鋼管的內(nèi)周面的管軸方向截面輪廓大致平直的面，所以， 在該連接頭部的內(nèi)側(cè)基本上不存在由塑性加工發(fā)生的凹坑(環(huán)狀凹 部)，所以，可消除該頭部成形時的凹坑部谷部龜裂的發(fā)生和該頭部內(nèi) 的流體壓力產(chǎn)生的氣蝕所導(dǎo)致龜裂發(fā)生的擔(dān)憂，以及上述頭部成形時 伴隨著該凹坑形成的內(nèi)徑大直徑化和應(yīng)力集中所導(dǎo)致的內(nèi)表面拉伸應(yīng) 力上升現(xiàn)象，而且，可大幅度減小連接頭部內(nèi)周面成為疲勞破壞的起 點(diǎn)的可能性。
另外，通過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度和最大直徑，使連 接時雙方的座面的寬度變大，可防止最大接觸面壓變大，減小雙方的 座面的變形，可減小連接解除時對方座面的殘余變形量。
另外，本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)在高壓燃料噴射管的壁厚較薄、連
接頭部座面的球體較大的場合(例如管內(nèi)徑Din為0.4D~0.63D，座 面的球體半徑R為0.57D~0.65D的場合)，將連接頭部的內(nèi)徑部形成 為圓錐狀，使構(gòu)成該連接頭部的空間體積增大，從而使鋼材的體積減 小，通過在頭部成形時將心棒積極地接觸于內(nèi)面，可使壓曲變小，進(jìn) 一步減小凹坑。另外，例如即使管內(nèi)徑Din處于0.4D 0.63D的范圍， 環(huán)狀凸緣部背面為圓錐狀，也可進(jìn)一步減小凹坑。另外，即使處于上 述范圍外，例如管內(nèi)徑Din不到0.4D，或座面的球體半徑R不到0.57D， 通過使連接頭部的內(nèi)徑部為圓錐狀，也可獲得可進(jìn)一步減小或消除凹 坑的效果。
而且，在本發(fā)明中，通過在座面設(shè)置軟質(zhì)層，可減小共軌等對方 部分接頭部的密封面(座面)的塑性變形量，獲得反復(fù)連接時的高密 封性。另外，本發(fā)明的連接頭部的從該頭部末端到環(huán)狀凸緣部的距離 相比之下縮短了，所以，球面狀座部的剛性增大，可防止隨著連接產(chǎn) 生的頭部開口部的狹塞等永久變形，同時，相對于對方部件接頭部的 受壓座面的入座也穩(wěn)定，相對超高壓燃料流的反復(fù)加壓、柴油內(nèi)燃機(jī)
等的振動也可防止燃料的泄漏導(dǎo)致的飛濺、連接部的脫離的發(fā)生，上 述凹坑基本上不存在，使得燃料的流動平穩(wěn)化，由此作用使得可更正 確地進(jìn)行燃料噴射。
圖1為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例 的縱剖側(cè)視圖。
圖2為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖3為放大示出圖2所示第2實(shí)施例的座面部的縱剖側(cè)視圖。
圖4為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第3實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖5為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖6為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第5實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖7為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第6實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例的對方座面的變形量(接觸深度h)的說明圖。
圖9為示出在圖1所示連接頭部嵌合墊圏(套筒墊圏)的狀態(tài)的 側(cè)視圖。
圖IO為放大示出該墊圏與螺母的接觸接合部的縱剖視圖。
圖11為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部的結(jié)構(gòu)的第7實(shí)施
例的縱剖側(cè)視圖。
圖12為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第8實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖13為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第9實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖14為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第IO實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖15為示出圖l所示連接頭部的成形方法的加工工序的一例的由
縱剖面獲得的說明圖。200780006843.0 說明書第6/22頁
圖16為示出圖l所示連接頭部的成形方法的加工工序的另一例的 由縱剖面獲得的說明圖。
圖17為示出作為本發(fā)明對象的現(xiàn)有的高壓燃料噴射管的連接頭 部的一例的縱剖側(cè)視圖。
符號說明
1厚壁細(xì)徑鋼管
2連接頭部
2a圓錐狀面
2-1大直徑部
2-2錐部
3球面狀的座面
4、 4a、 4b、 4c大致接近球面的圓錐面
4d圓筒狀面
5環(huán)狀凸緣部
5a環(huán)狀凸緣部的背面
6對方部件
6a座面
6a'壓痕
7頭部開口部
8墊圈 9緊固螺母 10、 10'夾具 11沖壓構(gòu)件
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚 壁細(xì)徑鋼管的場合，將從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向 距離Ll限定為0.38D 0.6D，原因在于，當(dāng)不到0.38D時，不能形成
頭部，另一方面，當(dāng)超過0.6D時，發(fā)生凹坑，同時，該凹坑逐'漸變大。 另外，將上述座面的球體半徑R設(shè)為0.45D~0.65D，原因在于，當(dāng)不 到0.45D時，不能形成頭部，另一方面，當(dāng)超過0.65D時，發(fā)生凹坑， 同時，該凹坑逐漸變大。另夕卜，將上述環(huán)狀凸緣部外徑D1設(shè)為1.2D~ 1.4D，原因在于，當(dāng)不到1.2D時，在與對方部件連接之際，不能確保 用于傳遞高軸力的寬的推壓面積，另一方面，當(dāng)超過1.4D時，發(fā)生凹 坑，同時，該凹坑逐漸變大。
另外，在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在t(壁厚)/D(外徑)> 0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場合，將從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面 的軸向距離Ll限定為0.38D~0.7D，原因在于，當(dāng)不到0.38D時，不 能形成頭部，另一方面，當(dāng)超過0.7D時，發(fā)生凹坑，同時，該凹坑逐 漸變大。關(guān)于上述座面的球體半徑R和上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl的數(shù) 值限定理由，與上述t (壁厚)/D (外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場 合相同，故加以省略。
下面，說明在本發(fā)明中將與球面狀的座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸 緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面的頂角角度6限 定為50~60度的理由。
在本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在噴射管側(cè)為材 質(zhì)硬度比對方部件高或接近對方部件硬度的材料的場合，末端緊固時 由連接頭部的座面使對方座面產(chǎn)生塑性變形，存在使該座面產(chǎn)生壓痕 (凹部)的危險。為此，本發(fā)明采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)定連接頭部的圓錐面的 頂角角度的技術(shù)手段。即，通過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度， 增大噴射管連接時產(chǎn)生的對方座面(受壓座面)的接觸面的寬度，從 而可防止最大接觸面壓變高，減小對方座面的變形(接觸深度)，可減 小對方座面的殘余變形量，基于這一認(rèn)識，找到該圓錐面的頂角的適 當(dāng)角度為50 60度。在這里，當(dāng)圓錐面的頂角角度不到50度時，不 能充分地獲得增大與對方座面的接觸面的效果，對方座面變形，產(chǎn)生 凹部，另一方面，當(dāng)圓錐面的頂角角度6超過60度時，比通常頂角 60度的作為圓錐面的對方座面的頂角角度大，不能安裝。
在本發(fā)明中將噴射管側(cè)的圓錐面的頂角角度e限定為50~60度，
是考慮到噴射管側(cè)為材質(zhì)硬度比對方部件高或接近對方部件的硬度的 材料的場合，但在對方部件側(cè)的硬度比噴射管側(cè)高的場合，即使噴射
管側(cè)的圓錐面的頂角角度為凹坑更難形成的25 ~ 40度左右，也足以能 夠使用。
另外，在本發(fā)明中，將上述圓錐面的最大直徑D3限定為1.03D-1.09D，原因在于，當(dāng)不到1.03D時，末端緊固時該圓錐面的最大直徑 部的棱邊接觸在對方座面，該部分的接觸面壓變高，對方座面(受壓 座面)的變形變大，另一方面，當(dāng)超過1.09D時，該連接頭部的外側(cè) 的體積變得過大，有在該連接頭部的內(nèi)面形成折皺等的危險。
另外，設(shè)上述墊圏的長度為0.5D~2.0D，原因在于，當(dāng)不到0.5D 時，該墊圏的在高壓燃料噴射管的安裝作業(yè)性惡化，另一方面，當(dāng)超 過2.0D時，螺母的全長變長，布局性變差，而且重，導(dǎo)致成本上升。
作為本發(fā)明的厚壁細(xì)徑鋼管的鋼種，最好為不銹鋼鋼管、托立普
(卜y少y)鋼鋼管、碳素鋼鋼管等。
在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，將上述環(huán)狀凸緣部形成為比構(gòu)成座 面的球面的最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀，原因在于，當(dāng)與 對方部件連接時，為了傳遞高軸力，需要確保寬的推壓面積。
另外，將上述墊圏的緊固螺母接觸面形成為球面，將該球半徑限 定為1.0D 2.5D，原因在于，當(dāng)不到1.0D時，與螺母的接觸部處于 墊圈的內(nèi)徑附近，存在使墊圈朝內(nèi)徑側(cè)變形而咬入到管表面的危險， 另一方面，當(dāng)超過2.5D時，與螺母的接觸部處于墊圈的外周附近，存 在使墊圈外周端部朝外徑側(cè)變形而接觸于螺母內(nèi)周面的危險。
另外，將上述螺母的墊圏接觸面形成為圓錐面，將該圓錐面頂角 6 1限定為90~150度，原因在于，當(dāng)不到卯度時，與墊圏的接觸部 處于該墊圏的外周附近，使螺母的內(nèi)周面朝外徑側(cè)變形，存在使軸力 下降的危險，另一方面，當(dāng)超過150度時，與墊圈的接觸部處于該墊 圏的內(nèi)徑附近，存在使墊圏朝內(nèi)徑側(cè)變形而咬入到管表面的危險。
另外，在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，作為上述圓錐狀面的形成條
件，在將上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑形成為Din時，在上述連接頭部的 內(nèi)面將連接頭部開口部直徑DT設(shè)為1.2Din~1.6Din，將該圓錐狀面 的錐深LT設(shè)為0.65L1 1.3L1，理由在下面說明。
當(dāng)連接頭部開口部直徑DT不到1.2Din時，構(gòu)成連接頭部的空間 小，需要較大的鋼材體積，凹坑難以變小，另一方面，當(dāng)超過1.6Din 時，連接頭部前端部的壁厚變得非常薄，在幾何形狀上不成立，同時， 與對方部件連接時，連接頭部的前端部容易變形。
另外，當(dāng)錐深LT不到0.65L1時，連接頭部前端部的空間體積增 大，不能充分地獲得減小鋼材體積的效果，另一方面，當(dāng)超過1.3L1 時，由成形模的心棒和夾具夾住的壁厚變得比原來的壁厚小，加工變 得困難，同時，耐振動彎曲疲勞性下降。
在本發(fā)明中，將頭部開口部形成為喇叭狀，是為了減小燃料向管 內(nèi)的流入阻力，減小壓力損失。
[實(shí)施例I
圖1為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例 的縱剖側(cè)視圖，圖2為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的縱剖側(cè)視 圖，圖3為放大示出圖2所示第2實(shí)施例的座面部的縱剖側(cè)視圖，圖 4為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第3實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖5 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖6 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第5實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖7 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第6實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖8 為本發(fā)明實(shí)施例的對方座面的變形量(接觸深度h)的說明圖，圖9 為示出在圖1所示連接頭部嵌合墊圏(套筒墊圏)的狀態(tài)的側(cè)視圖， 圖10為放大示出該墊圏與螺母的接觸接合部的縱剖視圖，圖11為示 出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部的結(jié)構(gòu)的第7實(shí)施例的縱剖側(cè)視 圖，圖12為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第8實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖13 為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第9實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖14為示出該連 接頭部結(jié)構(gòu)的第IO實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖15為示出圖l所示連接 頭部的成形方法的加工工序的一例的由縱剖面獲得的說明圖，圖16
為示出圖1所示連接頭部的成形方法的加工工序的另一例的由縱剖面
獲得的說明圖，符號l為厚壁細(xì)徑鋼管，符號2為連接頭部，符號2a 為圓錐狀面，符號3為球面狀的座面(推壓座面)，符號4、 4a、 4b、 4c大致為圓錐面，符號4d為圓筒狀面，符號5為環(huán)狀凸緣部，符號 5a為成為圓錐狀面(錐面)的背面，符號6為對方部件，符號6a為 座面(受壓座面)，符號7為頭部開口部，符號8為墊圏(套筒墊圏)， 符號9為緊固螺母，符號IO、 10'為夾具，符號ll為沖壓構(gòu)件。
厚壁細(xì)徑鋼管1由預(yù)先切斷成定尺的不銹鋼、托立普(卜！J少，) 鋼、高壓配管用碳素鋼、合金鋼等鋼材構(gòu)成的管徑D為6mm到10mm、 壁厚t為1.25mm到3.5mm左右的較細(xì)徑厚壁的管構(gòu)成。
圖1所示第1實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)在厚壁細(xì)徑 鋼管1的連接端部具有連接頭部2，該連接頭部2的外側(cè)周面由接觸 于對方座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸心方向隔開間隔i殳置 的環(huán)狀凸緣部5、與上述座面3相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部5且朝前 端成為細(xì)頭的管軸方向截面的輪廓為曲線或直線狀的圓錐面4、及喇 叭狀的頭部開口部7構(gòu)成，而且在該厚壁細(xì)徑鋼管1的內(nèi)部具有接近 該鋼管的內(nèi)周面的管軸方向截面輪廓大致平直的圓筒面，所以，基本 上不存在凹坑。在上述座面3可設(shè)置軟質(zhì)層(脫碳層)。
在上述連接頭部2中，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向if巨離Ll，如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D不到0.3，則為0.38D 0.6D， 如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D在0.3以上，則為0.38D 0.7D，上述座面3 的球體半徑R為0.45D ~ 0.65D,上述環(huán)狀凸緣部5的外徑Dl為1.2D ~ 1.4D。在這里，上述座面3的球體中心位置P比環(huán)狀凸緣部5的管前 端側(cè)位置在管軸方向更處于非管前端側(cè)。
圖2、圖3所示第2實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)具有 連接頭部2,該連接頭部2由接觸于對方座部的球面狀的座面3，從該 座面3沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座 面3相連并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直 徑D3為1.03D~1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑部分相連、形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓筒狀面4d，及喇叭狀的頭部開口 部7構(gòu)成外側(cè)周面，而且在該厚壁鋼管1的內(nèi)部具有接近該鋼管內(nèi)周 面直徑的管軸方向截面輪廓大致平直的面，所以，基本上不存在凹坑。 在該連接頭部的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖l所示場合相同。圖中，符號6為對方部件，符號6a為對方 部件6的座面。
圖4所示第3實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)與上述圖2、 圖3所示場合同樣，由接觸于對方座部的球面狀的座面3，從該座面3 沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相 連并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3 為1.03D-1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、 形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓錐面4a構(gòu)成外側(cè)周面。
在該連接頭部的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖1所示場合相同。
圖5所示第4實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)與上述圖4 所示場合同樣，由接觸于對方座部的球面狀的座面3，從該座面3沿 軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相連 并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3為 1.03D~ 1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、 形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓筒狀面4d構(gòu)成外側(cè)周面。
在該連接頭部的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖1所示場合相同。
圖6所示第5實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)的外側(cè)周面 由接觸于對方座部的球面狀的座面3,從該座面3沿軸心方向隔開間 隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5,與上述球面狀的座面3相連并且在上述環(huán)狀 凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3為1.03D 1.09D
的圓錐面4,與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、形成于上述環(huán)狀 凸緣部5間的半徑Rl的管軸方向截面輪廓大致為圓弧狀的凹狀圓錐 面4b構(gòu)成。
而且，在該連接頭部的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部 5背面的軸向距離L1、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中 心位置也與上述圖l所示場合相同。
圖7所示第6實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)的外側(cè)周面 由接觸于對方座部的球面狀的座面3,從該座面3沿軸心方向隔開間 隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相連并且在上述環(huán)狀 凸緣部側(cè)接近大致球面、角度6為50 60度、最大直徑D3為1.03D~ 10.9D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連而且形成于 上述環(huán)狀凸緣部5間的、半徑R2的大體接近圓弧的、管軸方向截面 輪廓為凸?fàn)畹膱A錐面4c構(gòu)成。
而且，在該連接頭部的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部 5背面的軸向距離L1、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中 心位置也與上述圖l所示場合相同。
在上述圖1所示高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的場合，當(dāng)如上 迷那樣該噴射管的硬度比對方部件高或接近對方部件的硬度時，如圖 8所示那樣，緊固轉(zhuǎn)矩越高，連接頭部的座面3咬入對方部件6的座 面6a(受壓座面)、雙方變形而在對方座面6a產(chǎn)生接觸深度h所示壓 痕6a'的危險越大。然而，在圖2~圖7所示高壓燃料噴射管的連接頭 部結(jié)構(gòu)的場合，連接頭部的圓錐面4的角度大，從而使連接時的接觸 面的寬度變大，所以，即使噴射管的硬度比對方部件6高或接近對方 部件的硬度，也可改善產(chǎn)生于對方座面6a'的深度h，可減小對方座面 的殘余變形量。
另外，圖9、圖IO所示本發(fā)明的墊圈8通過鑿緊等手段與環(huán)狀凸 緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合。該墊圏8的緊固螺母9接觸面 8-1成為球面，該球半徑R2為1.0D~2.5D。另外，上述緊固螺母9 的墊圈8接觸面9-l成為圓錐面，該圓錐的頂角61為90~150度。
作為與環(huán)狀凸緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合的墊圈，除了 圓筒狀的墊圍以外，還有在頭部前端側(cè)或后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀的 墊圈等。在頭部的后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀墊圈的場合，也將緊固螺 母接觸面形成為球面。另外，在上述后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀的墊圏 的場合，與緊固螺母9的接觸面也可為與管軸垂直的平坦面、朝管軸 后方縮徑的錐面或凸?fàn)畹那蛎妗?br>
圖11所示第7實(shí)施例的高壓燃料噴射管的連接頭部2與上述環(huán)狀 凸緣部5的背面相連，在與上述墊圈8的長度大體相當(dāng)?shù)拈L度，管外 徑D2具有1.02D~ 1.08D的大直徑部2-1，而且具有與該大直徑部2-1 相連、在管軸方向平滑地縮小外徑的錐部2-2。
另外，圖12所示第8實(shí)施例為例示管壁厚較薄(內(nèi)徑Din例如為 0.4D 0.63D)、前端座面的球體較大(座面的球體半徑R例如為 0.57D 0.65D)高壓燃料噴射管的連接頭部2的場合，該連接頭部2 在設(shè)厚壁細(xì)徑鋼管1的內(nèi)徑為Din的場合，在該連接頭部的內(nèi)面形成 該連接頭部開口部直徑DT為1.2Din~ 1.6Din、圓錐狀面的錐深LT為 0.65L1-1.3L1的圓錐狀面2a。這樣，通過在連接頭部2的內(nèi)徑部設(shè) 置圓錐狀面2a，可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材體積， 通過在由采用后述的心棒的頭部成形方法進(jìn)行頭部成形時將上述心棒 積極地接觸于頭部內(nèi)面，可使壓曲變小，進(jìn)一步消除或盡可能地減小 凹坑。
另外，圖13所示第9實(shí)施例與上述圖12所示第8實(shí)施例所示高 壓燃料噴射管同樣，為管壁厚較薄的厚壁細(xì)徑鋼管(內(nèi)徑Din例如為 0.4D~0.63D)，在上述連接頭部的內(nèi)面形成該連接頭部2的開口部直 徑DT為1.2Din~ 1.6Din、圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3L1的圓 錐狀面2a,而且，環(huán)狀凸緣部5的背面5a形成為朝管軸后方縮徑的 圓錐面(錐面)。即使在該管內(nèi)徑Din例如處于0.4D 0.63D的范圍的 環(huán)狀凸緣部5的背面5a形成為圓錐面的連接頭部2的場合，通過使內(nèi) 徑部形成為圓錐狀，可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材 體積，所以，可消除或盡可能地減小形成于頭部內(nèi)面的凹坑。而且，
本實(shí)施例的連接頭部結(jié)構(gòu)的Ll如圖所示那樣為從連接頭部末端到環(huán) 狀凸緣部5的背面?zhèn)榷瞬块g的軸向距離。
上述圖12、圖13所示實(shí)施例分別示出形成了圓錐狀面錐深LT為 1.3L1的、深度比到環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離Ll長的圓錐狀面 2a的連接頭部，但圖14所示第10實(shí)施例示出形成了圓錐狀面錐深 LT為0.7L1的、深度比到環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離Ll長的圓錐 狀面2a的短連接頭部。在該連接頭部2的場合，也將內(nèi)徑部形成為圓 錐狀，從而可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材的體積， 所以，可消除或盡可能地減小形成于頭部內(nèi)面的凹坑。
下面，根據(jù)圖15、圖16說明本發(fā)明圖l所示高壓燃料噴射管的 連接頭部2的頭部成形方法。
在本發(fā)明中，設(shè)置連接頭部2的加工余量L，用夾具10、 10'夾住， 作為其沖壓構(gòu)件ll,使用形成了與連接頭部2的球面狀的座面3、圓 錐面4、環(huán)狀凸緣部5、墊圏8、從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背 面的軸向距離Ll、環(huán)狀凸緣部外徑D1、座面3的球體半徑R分別對 應(yīng)的球面ll-l、圓錐面11-2、平直部11-3、心棒ll-4的沖壓構(gòu)件。
在圖15所示頭部成形方法的場合，當(dāng)成形時，在切斷成規(guī)定產(chǎn)品 長度而且對開口端部進(jìn)行了倒角加工的厚壁細(xì)徑鋼管1的端部，預(yù)先 在前端側(cè)留有連接頭部的頭部加工余量，組裝短尺寸筒狀的墊圏8， 然后，在將該鋼管l保持于夾具10的狀態(tài)下，由上述沖壓構(gòu)件ll朝 軸心方向推壓該鋼管1的前端部。由該推壓使厚壁鋼管1的頭部加工 余量的部分產(chǎn)生塑性流動，在厚壁鋼管1的前端部形成連接頭部2, 該連接頭部2由接觸于對方座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸 心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5、與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán) 狀凸緣部5且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面4、及喇p八狀的頭部開口部7 構(gòu)成外側(cè)周面，而且該頭部內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平 直的面，另外，在該頭部內(nèi)周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。在該方法的場 合，預(yù)先在前端側(cè)留有連接頭部的頭部加工余量L，組裝墊圏8，然 后在將端部附近保持于夾具10的狀態(tài)下進(jìn)行壓力成形，所以，上述墊
圏8被壓嵌到頭部頸下部，但也可使墊圈8從夾具10離開，在將其與 該鋼管間隙配合的狀態(tài)下進(jìn)行壓力成形，然后，將該墊圏8嵌裝到該 頭部頸下部。作為在將該墊圏8間隙配合的狀態(tài)下成形連接頭部的方 法，如在圖16示出其一例那樣，在切斷成規(guī)定產(chǎn)品長度而且對開口端 部進(jìn)行了倒角加工的厚壁細(xì)徑鋼管1,使墊圏8從夾具IO'離開，在將 其與該鋼管間隙配合的狀態(tài)下，留有頭部加工余量L，保持于夾具10'， 在該狀態(tài)下由沖壓構(gòu)件11朝軸心方向推壓該鋼管1的前端部。與上述 同樣，由該推壓使厚壁鋼管1的頭部加工余量L的部分產(chǎn)生塑性流動， 在厚壁鋼管1的前端部獲得連接頭部2，該連接頭部2由接觸于對方 座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀 凸緣部5、與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部5且朝前端成為細(xì) 頭的圓錐面4、及喇叭狀的頭部開口部7構(gòu)成外側(cè)周面，而且該頭部 內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平直的面，另外，在該頭部內(nèi) 周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。在該方法的場合，在壓力成形后使墊圏8 移動到頭部頸下部嵌裝。
在成形圖11所示具有大直徑部2-1和錐部2-2的連接頭部的場合， 當(dāng)然使用與該大直徑部2-1和錐部2-2的尺寸相應(yīng)的夾具10、 10'。另 外，在連接頭部開口端部為喇叭狀、C面、R面的高壓燃料噴射管或 內(nèi)徑部為圓錐狀的高壓燃料噴射管的連接頭部的場合，可使用將上述 圖12所示頭部成形方法中的沖壓構(gòu)件11的心棒ll-4部的根部增大直 徑成錐狀的夾具進(jìn)行成形(參照日本特公昭55-35220號的圖12/圖13/ 圖14/圖15)。
即，按照上述本發(fā)明的成形方法，可獲得這樣的連接頭部2,該 連接頭部2的從連接頭部2末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離 Ll，如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D不到0.3，則為0.38D 0.6D，如該厚壁 細(xì)徑鋼管1的t/D在0.3以上，則為0,38D~0.7D，上述座面3的球體 半徑R為0.45D ~ 0.65D，上述環(huán)狀凸緣部5的外徑Dl為1.2D ~ 1.4D, 在環(huán)狀凸緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合墊圏8，而且該頭部內(nèi) 周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平直的面，所以，在該頭部內(nèi)周
面基本上不存在凹坑，在該頭部內(nèi)周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。另外，
即使在管壁厚較薄、前端座面的球體較大(座面的球體半徑R例如為 0.57D~0.65D)高壓燃料噴射管的連接頭部2的場合，除了上述軸向 距離Ll、座面3的球體半徑R和環(huán)狀凸緣部5外徑Dl的條件外，通 過將連接頭部的內(nèi)部形成為圓錐狀，并使得開口部直徑DT為1.2Din ~ 1,6Din，該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 1.3L1，可消除或盡可能地 減小凹坑。
上述圖2~圖7所示高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)作為防止對 方部件的座面的變形(凹部)的手段，確定了連接頭部側(cè)的圓錐面的 頂角角度和圓錐面的最大直徑，但也可考慮與此相反地在對方部件的 座面預(yù)先形成估計了該對方部件的座面變形量的凸部。作為該場合的 形成于對方部件側(cè)的凸部的條件，當(dāng)然考慮噴射管和對方部件的材質(zhì)、 座面的硬度、接觸面的寬度等。
在上述本發(fā)明的連接頭部2中，設(shè)在上述座面3上的軟質(zhì)層(脫 碳層)在成形加工前或成形加工后通過熱處理進(jìn)行設(shè)置。
在這里，示出連接頭部2的環(huán)狀凸緣部5的背面具有相對管軸垂 直的環(huán)狀的平坦面和朝管軸后方縮徑的圓錐面(錐面)的場合，但該 環(huán)狀凸緣部5的背面不限于與管軸垂直的環(huán)狀的平坦面和朝管軸后方 縮徑的圓錐面(錐面)，當(dāng)然也可為環(huán)狀凸球面、凹球面或朝管軸后方 縮徑的凸?fàn)罨蚯妗?br>
實(shí)施例1
使用管徑D為8.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355),對該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接頭 部。相對于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t,獲得的連接 頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的 球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為Ll=3.9mm、 R=4.2mm、 Dl=10.0mm，但在連接頭部內(nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例2
使用管徑D為8.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑r、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐面的頂角角度6、及圓錐面 的最大直徑D3分別為Ll=3.9mm、 R=4.2mm、 Dl=10.0mm、 6=56 度、D3=8.5mm，座面附近的硬度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對方部件后將其解除時對方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對方部件，此后解除時，殘留于 座面的接觸深度h在圖1所示連接頭部的場合為25 Mm,而在本實(shí)施 例的連接頭部的場合為15 jj m，可將殘留于對方部件的座面的變形量 改善40%。
實(shí)施例3
使用管徑D為6.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為1.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT分別為Ll=3.0mm、 R=3.75mm、 Dl=8.4mm、 LT=2.8mm、 DT=4.2mm，但在連接頭部內(nèi)周面幾乎未發(fā) 現(xiàn)有凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例4
使用管徑D為6.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為1.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部
進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT、環(huán)狀凸緣部5的背面5a的頂角62分 別為Ll-2.8mm、 R=3.75mm、 Dl=8.4mm、 LT=3.5mm、 DT=3.8mm、 6 2=90度，但在連接頭部內(nèi)周面僅發(fā)生極輕微的凹坑(環(huán)狀凹部)。 實(shí)施例5
4吏用管徑D為6.35mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為1.675mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.264)(材質(zhì)EN E355 )，對該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接 頭部。相對于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為Ll=2.5mm、 R=3.75mm、 Dl=8.2mm，但在連接頭部內(nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例6
使用管徑D為9.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.278)(材質(zhì)EN E355 )，對該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐面的頂角角度e 、及圓錐面 的最大直徑D3分別為Ll=4.5mm、 R=4.75mm、 Dl=12mm、 6=56 度、D3=9.4mm，座面附近的石更度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對方部件后將其解除時對方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對方部件，此后解除時，殘留于
座面的接觸深度h在圖l所示連接頭部的場合為25 (J m，而在本實(shí)施 例的連接頭部的場合為15jum，可將殘留于對方部件的座面的變形量 改善40%。 實(shí)施例7
使用管徑D為7.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.286)(材質(zhì)EN E355 )，對該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11,成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT分別為Ll=3.5mm、 R=3.7mm、 Dl=9.2mm、 LT=3.0mm、 DT=3.7mm，但在連接頭部內(nèi)周面幾乎未發(fā) 現(xiàn)有凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例8
使用管徑D為10mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為3.0mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.3)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，成形圖l所示連接頭 部。相對于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連接 頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的 球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為Ll=5.0mm、 R=5.5mm、 Dl=13.0mm，但在連接頭部內(nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例9
使用管徑D為9mm、管內(nèi)徑Din為3.5mm、壁厚t為2.75mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.306)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t,獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面
的球體半徑r、環(huán)狀凸緣部外徑Di、圓錐面的頂角角度e、及圓錐面
的最大直徑D3分別為Ll=4.5mm、 R=4.75mm、 Dl=12.0mm、 6=56 度、D3=9.4mm，座面附近的硬度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對方部件后將其解除時對方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對方部件，此后解除時，殘留于 座面的接觸深度h在圖1所示連接頭部的場合為25nm，而在本實(shí)施 例的連接頭部的場合為15|um，可將殘留于對方部件的座面的變形量 改善40%。
實(shí)施例10
使用管徑D為8mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為2.5mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.313)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為 Ll=5.1mm、 R=4.325mm、 Dl=11.0mm，但在連接頭部內(nèi)周面幾乎未 發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例11
使用管徑D為9mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為3mm的厚 壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.333)(材質(zhì)EN E355 )，對該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4的 根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11,成形圖12所示帶圓錐狀面的 連接頭部。相對于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT、環(huán)狀凸緣部5的背面5a的頂角62分 另i為Ll=6.3mm、 R=4.75mm、 Dl=12,0mm、 LT=4.0mm、 DT=3.7mm、 6 2=90度，但在連接頭部內(nèi)周面僅發(fā)生極輕微的凹坑(環(huán)狀凹部)。 實(shí)施例12
使用管徑D為10mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為3.5mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.35)(材質(zhì)ENE355)，對該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接頭部。 相對于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連接頭部 的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的球體 半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為Ll=7.0mm、 R=5.5mm 、 Dl=13.0mm,但在連接頭部內(nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部由于基本上不存在由塑性加 工在該連接頭部的內(nèi)側(cè)發(fā)生的凹坑(環(huán)狀凹部)，所以，可消除該頭部
致的龜裂的發(fā)生的擔(dān)憂，以及上述頭部成形時伴隨著該凹坑形成的內(nèi) 徑大直徑化和應(yīng)力集中所導(dǎo)致的內(nèi)表面拉伸應(yīng)力上升現(xiàn)象，而且，可 大幅度減小連接頭部內(nèi)周面成為疲勞破壞的起點(diǎn)的可能性。另外，通 過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度和最大直徑，使連接時雙方的座 面的寬度變大，可防止最大接觸面壓變大，減小雙方的座面的變形， 可減小連接解除時對方座面的殘余變形量。另外，本發(fā)明的連接頭部 結(jié)構(gòu)在高壓燃料噴射管的壁厚較薄、連接頭部座面的球體較大的場合， 將連接頭部的內(nèi)徑部形成為圓錐狀，可減小凹坑，另外，即使環(huán)狀凸 緣部背面為圓錐狀，也可減小凹坑。
另外，通過在座面設(shè)置軟質(zhì)層，可減小共軌等對方部分接頭部的 密封面(座面)的塑性變形量，獲得反復(fù)連接的高密封性。另外，本 發(fā)明的連接頭部的從該頭部末端到環(huán)狀凸緣部的距離相比之下縮短， 所以，球面狀座部的剛性增大，可防止隨著連接產(chǎn)生的頭部開口部的 狹塞等永久變形，同時，相對于對方部件接頭部的受壓座面的入座也 穩(wěn)定，相對于超高壓燃料流的反復(fù)加壓、柴油內(nèi)燃機(jī)等的振動也可防
止燃料的泄漏導(dǎo)致的飛濺、連接部的脫離的發(fā)生，通過使上述凹坑基 本上不存在，使得燃料的流動平穩(wěn)化，由此作用使得可更正確地進(jìn)行 燃料噴射。
因此，本發(fā)明不限于作為柴油內(nèi)燃機(jī)的燃料供給通道經(jīng)常酉'己置使
用的高壓燃料噴射管，也可適用于具有由細(xì)徑厚壁鋼管構(gòu)成的連接頭 部的各種高壓金屬配管。
權(quán)利要求
1. 一種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑鋼管的連接端部具有球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔形成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在于在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離L1為0.38D～0.6D、上述座面的球體半徑R為0.45D～0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑D1為1.2D～1.4D，該連接頭部的該頭部內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
2. —種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑 鋼管的連接端部具有球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔形 成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀 凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與 上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在 于在t(壁厚)/D(外徑)>0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場合，從連接頭 部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D~0.7D、上述座 面的球體半徑R為0.45D 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑D1為1.2D~ 1.4D，該連接頭部的該頭部內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管 軸方向截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)， 其特征在于上述連接頭部的、與上述球面狀的座面相連而到達(dá)上述 環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面的頂角角 度6為50~60度，該圓錐面的最大直徑D3為1.03D~ 1，09D,而且上 述圓錐面的最大直徑部分與上述環(huán)狀凸緣部由圓錐面，或輪廓為凸?fàn)?或凹狀的圓錐面，或圓筒狀面連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述環(huán)狀凸緣部形成為比構(gòu)成座面的球面的 最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于圓筒狀或帶凸緣的圓筒狀的墊圏與上述環(huán)狀 凸緣部的頸下部緊密配合或間隙配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特 征在于與上述環(huán)狀凸緣部的背面相連地按與上述墊圏的長度相當(dāng)?shù)?長度具有管外徑為1.02D 1.08D的大直徑部，而且與該大直徑部相連 地設(shè)置外徑沿管軸方向平滑地縮徑的錐部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)， 其特征在于上述墊圏全長為0.5D~2.0D。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于將上述墊圈的與上述緊固螺母的接觸面形成為球面，該球半徑為1.0D 2.5D。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5 8中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于將上述緊固螺母的墊圏接觸面形成為圓錐面， 該圓錐面的頂角6 1為90~ 150度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 9中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于在上述座面上具有軟質(zhì)層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于上述軟質(zhì)層為脫碳層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l-ll中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連 接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于頭部開口部為實(shí)施了錐形倒角或圓形倒角 的喇，，八狀。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1~12中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連 接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述圓錐狀面，在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi) 徑為Din的場合，上述連接頭部的內(nèi)面為，該連接頭部開口部直徑DT 為1.2Din~ 1.6Din、該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3L1 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1~13中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述環(huán)狀凸緣部的背面形成為相對管軸垂 直的面或朝管軸的后方縮徑的圓錐面。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于上述環(huán)狀凸緣部背面的圓錐面的頂角62為75~120度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于在上述座面的球體半徑R為0.57D 0.65D的場合，上述 連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié) 構(gòu)，其特征在于在上述環(huán)狀凸緣部的背面為圓錐面的場合，上述連 接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑Din為0.4D ~ 0.63D的場合， 上述連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
全文摘要
提供一種高壓燃料噴射管，該高壓燃料噴射管可防止頭部成形時的凹坑部的龜裂發(fā)生、氣蝕導(dǎo)致的龜裂的發(fā)生及隨著凹坑的形成產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力的發(fā)生，抗疲勞破壞的能力強(qiáng)。高壓燃料噴射管在厚壁細(xì)徑鋼管的連接端部具有球面狀的座面、環(huán)狀凸緣部及與上述座面相連的圓錐面，組裝墊圈與緊固螺母；其特征在于形成連接頭部，該連接頭部在t(壁厚)/D(外徑)＜0.3的管材的場合，從連接頭部末端到環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離為0.38D～0.6D，座面的球體半徑為0.45D～0.65D，環(huán)狀凸緣部外徑為1.2D～1.4D，該頭部內(nèi)周面具有大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面；在t(壁厚)/D(外徑)0.3的管材的場合，從連接頭部末端到環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離為0.38D～0.7D。
文檔編號F02M55/02GK101389851SQ20078000684
公開日2009年3月18日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者加藤信夫, 林耕一, 臼井正一郎 申請人:臼井國際產(chǎn)業(yè)株式會社