JP2005201254A

JP2005201254A - ディーゼルエンジン用高圧燃料配管

Info

Publication number: JP2005201254A
Application number: JP2004358758A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Usui; 正佳臼井; Kikuo Asada; 菊雄浅田; Teruhisa Takahashi; 輝久高橋
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2005-07-28
Also published as: DE102004061175A1; FR2863668A1; US20050127665A1; CN1637273A; CN100378322C; FR2863668B1; KR20050061374A; KR100611092B1

Abstract

【課題】耐内圧疲労特性、耐振動疲労特性、耐キャビテーション性、耐シート面疵付き性、曲げ形状安定性に優れ、さらに薄肉化および軽量化できるディーゼルエンジン用高圧燃料配管の提供。
【解決手段】残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼からなり、流路内表面の疵深さが２０μｍ以下であって、流路内表面に塑性加工を施したディーゼルエンジン用高圧燃料配管。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン内燃機関の高圧燃料配管（コモンレール、コモンレール用フィードパイプ、燃料噴射管を含む）に関するものである。

ディーゼルエンジン用高圧燃料配管の一つである燃料噴射管としては、例えば図１に示すごとく、厚肉鋼管１１の端部に設けてなる外側周面を直線状シート面１３とする截頭円錐状の接続頭部１２、あるいは図２に示すごとく、厚肉鋼管２１の端部に設けてなる外側周面を円弧状シート面２３とする接続頭部２２が、それぞれ外方からのパンチ部材による軸芯方向への押圧による挫屈加工によって成形されたものなどが知られている（特許文献１等参照）。
このようなディーゼルエンジン用燃料噴射管には、一般に引張り強さ３４０Ｎ／ｍｍ^２級〜４１０Ｎ／ｍｍ^２級の鋼管（ＪＩＳＧ３４５５のＳＴＳ３７０、４１０）が使用されてきたが、ディーゼルエンジンの排ガス規制による浄化技術の開発に伴い、燃料を高圧、微粒化噴射することによって排ガスを清浄化する手法がとられるようになったことから、燃料噴射管には従来の１２００ｂａｒからそれ以上の高内圧が負荷されるようになり、高い内圧疲労強度が要求されるようになり、その対応策として、引張り強さ４９０Ｎ／ｍｍ^２級〜６００Ｎ／ｍｍ^２級の高抗張力鋼管が使用される傾向にある。
このような高抗張力鋼管は、インゴットから熱間で製管される際、およびその大径管から引抜き加工（伸管）にて必要寸法に加工される際に、内面に深さ１００μｍ程度の微細なしわ疵（欠陥）が発生することがある。このしわ疵は、伸管加工時に管の外径をダイスにより縮径し内側よりプラグにて圧延するときに発生する外側と内側との材料の流れの差に起因することが知られている。すなわち、このような現象は、厚肉管においては顕著に発生する。また、プラグにより圧延される内側のしわも延性が少ないためにしわ疵となって残る。特に、管内面に深さ１００μｍ程度の微細なしわ疵が存在すると、管内に１２００ｂａｒ〜１６００ｂａｒの高内圧が繰返してかかったときに当該しわ疵部分に生じる応力集中により疲労破壊が起こる。

かかる対策として、従来は内圧疲労破壊の起点となる管内周面の前記しわ疵を特殊な切削技術により除去する方法がある。しかし、特殊切削により内圧疲労破壊の起点となる内周面の欠陥を除去し、内圧疲労強度を高めることはできるが、材料の強度上の限界から１８００ｂａｒ程度以上の圧力に耐えることができなかった。一方、振動疲労強度はほとんど上昇しないため、外表面が起点となって破壊が進行する振動疲労破壊に対しては効果がなかった。

一方、管内に圧力をかけ内表面に圧縮残留応力を発生させる方法（オートフレッテージ法）がある。しかし、この方法はその後の塑性変形により残留応力の分布が変化し消失する。また、内表面に圧縮残留応力を発生させた場合、内表面は加工硬化するが、通常の材料の加工硬化程度では内面疲労強度が不足である。振動疲労は、主に管の外表面が起点となって進行するが、外表面の強度は一切向上しないため振動疲労特性は全く改善されなかった。

また、ディーゼルエンジン用高圧燃料配管のうちのコモンレールとしては、例えば図３に示すごとく本管レール３１に該本管レール３１と一体のボス３３ｃを形成し、分岐枝管３２の接続頭部３２−２のなす押圧座面３２−３を本管レール３１側の受圧座面３１−３に当接係合せしめ、前記ボス３３ｃの外周面に設けた螺子部３３−２に螺合する袋ナット３６を締着して接続する方式のものや、図４に示すごとく本管レール３１側の周壁部に設けた内部の断面円形の流通路３１−１に通ずる分岐孔３１−２部を外方に開口する受圧座面３１−３となし、該受圧座面附近の本管レール３１の外周部を囲繞するリング状の継手金具３３を使用し、端部に例えば先細円錐状の挫屈成形による拡径した分岐接続体としての分岐枝管３２側の接続頭部３２−２のなす押圧座面３２−３を当接係合せしめ、前記本管レール３１の径方向に突出するよう該継手金具に設けた本管レール３１の外方に突出する螺子壁３３−１部と予め分岐枝管３２側にスリーブワッシャー３５を介して組込んだナット３４の螺合による前記接続頭部３２−２首下での押圧に伴って締着して接続する方式のもの、あるいは図５、図６に示すごとくリング状の継手金具３３に替えて、筒状のスリーブニップル３３ａ、３３ｂを本管レール３１の径方向で外方に突出するようそれぞれ凹凸嵌合螺着方式、溶接などにより直接本管レール３１の外周壁に取着し、分岐枝管３２側の接続頭部３２−２のなす押圧座面３２−３を本管レール３１側の受圧座面３１−３に当接係合せしめ、前記スリーブニップル３３ａ、３３ｂに螺合するナット３４を締着して接続する方式のものや、ブロックレール型コモンレール（図面省略）なども知られている（特許文献２等参照）。

しかるに、上記した従来のコモンレールはいずれも、本管レール３１の内圧と、分岐枝管３２のような分岐接続体の接続頭部３２−２の押圧に伴って受圧座面３１−３にかかる軸力により分岐孔３１−２の下端内周縁部Ｐに大きな応力が発生し、当該下端内周縁部Ｐが起点となって亀裂が生じ易く、燃料の洩れを招く可能性があった。また、つぎに亀裂の生じやすいのは本管レールの内表面である。本管レールは厚肉円筒ではあるが、内径が大きいため内表面に大きな円周方向の引張り応力が生じるためである。
特開２００２−２９５３３６特開２００２−３１００３４

本発明は、前記した従来の問題を解決するためになされたもので、耐内圧疲労特性、耐振動疲労特性および耐キャビテーション性に優れ、かつ耐シート面疵付き性、曲げ形状安定性も優れ、さらに薄肉化、軽量化がはかられるディーゼルエンジン用高圧燃料配管を提供することを目的とするものである。

本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料配管は、残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼からなることを特徴とし、また、流路内表面の疵深さが２０μｍ以下であること、流路内表面に塑性加工を施したことを特徴とするものである。

本発明において、低合金変態誘起塑性型強度鋼の残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％と限定したのは、５ｗｔ％未満では高い応力にさらされた時、残留オーステナイトからマルテンサイトへの変態量が少なく十分な強度アップがはかれず、他方、４０ｗｔ％を超えると所望の強度を確保し難いためである。

また、流路内表面の疵深さを２０μｍ以下としたのは、当該鋼中の非金属介在物の大きさが一般的に２０μｍを超えているからである。

また、流路内表面に塑性加工を施すのは、マルテンサイト変態を誘起させて抗張力をさらに高めて高内圧疲労強度とするためである。

本発明に係るディーゼルエンジン用高圧燃料配管は、塑性変形能が高く、かつ塑性加工によりマルテンサイト組織となり強度、硬さ共に高い低合金変態誘起塑性型強度鋼製であるため、管全体が高強度、高硬度であり、耐内圧疲労特性、耐振動疲労特性、耐キャビテーション性、シート面の耐疵付き性および曲げ形状安定性に優れ、かつ薄肉軽量化も可能である。
また、加工途中においては加工性が良く、内表面の平滑な（疵のない）管となっている。さらに、伸管時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らすことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸管機、小さなダイスで加工が可能である等の効果を奏する。

本発明における低合金変態誘起塑性型強度鋼は、近年、乗用車の足回りプレス成形部品の軽量化を目的として開発されたもので、残留オーステナイト（γ_R ）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレス成形性を著しく改善したフエライト（α_f ）＋ベイナイト（α_b ）＋γ_R 複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニティックフェライト（α_bf）＋γ_R 鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、ＴＢ鋼］である。
ここで変態誘起塑性とは、科学的に不安定な状態で存在するオーステナイト（γ）層が、力学的エネルギーの付加によりマルテンサイトへと変態する際に相伴う大きな伸びのことである。
すなわち、ＴＲＩＰ鋼とは、ある限定された塑性の鋼において特定な熱処理を施すことにより、α層の粒界を中心に残留オーステナイトやベイナイト組織の混在した金属組織を得た鋼のことである。このような金属組織を有するＴＲＩＰ鋼の特徴としては、塑性変形能が高いこと、加工によりマルテンサイト組織となるため強度が高くかつ硬くなることなどがあげられる。

本発明に係る高圧燃料配管は、このような特性を備えた残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼製であるので、加工途中においては加工性が良く、かつ流路内表面は疵深さが２０μｍ以下の管となっている。また伸管時のリダクションが大きくとれるので伸管回数を減らすことができ、さらに同じリダクションであれば小さな伸管機、小さなダイスで加工が可能である。
また、オーステナイト（γ）組織であったものが加工誘起マルテンサイトの析出により、硬さ、引張り強さ共に向上するので、耐内圧疲労特性、耐キャビテーション性、シート面の耐疵付き性、曲げ形状安定性が優れている。
さらに、低合金変態誘起塑性型強度鋼は、局部的に変形した部分のオーステナイトが硬質なマルテンサイトに変態し、その部分を強化するという特性（ＴＲＩＰ現象）を有するので、この低合金変態誘起塑性型強度鋼製の高圧燃料配管の場合は、振動疲労や内圧疲労が進んでも、前記特性によりその疲労部分が強化されて管の破壊を阻止する抵抗力が生じるため、従来のＪＩＳＧ３４５５のＳＴＳ３７０、４１０に比し高寿命である。

本発明に係る高圧燃料配管の製造方法としては、（Ａ）残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼製母管を用いて伸管・熱処理を繰返した後、残留オーステナイト析出のための処理を施して最終伸管加工を施し、製品寸法においての完全焼鈍を行なうことなく、継手部成形、曲げを行なう方法、（Ｂ）同変態誘起塑性型強度鋼製母管を用いて伸管・熱処理を繰返し、最終伸管工程を経て製品寸法に仕上げた後に残留オーステナイト析出のための処理を施し、さらに継手部成形および曲げ加工を施して製作した管体の内表面層を塑性加工する方法、（Ｃ）同変態誘起塑性型強度鋼成分を有する鋼管において、内表面の疵取り加工（疵深さを２０μｍ以下とする）および伸管加工を施し所望のサイズに仕上げた後、当該鋼管を９５０℃に加熱しオーステナイト単層とし、しかる後急冷し、３５０℃〜５００℃の間でオーステンパー処理を施し、冷却後、内表面の平滑化を施し、しかる後継手部成形、曲げ加工を行なう方法等を用いることができる。
なお本発明における塑性加工手段としては、内圧をかけて内周表面のみ塑性変形（オートフレッテージ加工）させる方法が好適である。その理由は、オートフレッテージ加工の場合は、オートフレッテージ加工による残留応力が内圧疲労強度に対し有効であるからである。すなわち、当該鋼種は残留オーステナイトを含まない鋼種よりも加工硬化性が高い。したがって、オートフレッテージ加工による硬度増加による内圧疲労強度の増加度も大きい。
［実施例］

以下、本発明の実施例について説明する。なお、実施例１〜６および比較例１〜６は、図１、図２に示す高圧燃料噴射管の場合であり、実施例７、８は図３に示すボス一体型のコモンレール、実施例９は図４〜６に示す鋼管製のコモンレールの実施例をそれぞれ示す。

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４５０℃で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率５．０％）、しかる後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、製品寸法においての焼鈍を行なわずに、継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４２５℃で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率１１．２％）、しかる後製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施した。

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を７８０℃×１２分間のオーステナイト化後、４００℃の温度で１０分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率１３．７％）、冷却後、外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４５０℃の温度で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率２２．０％）、冷却後、内面清浄化処理および外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施して製品とした。

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４２５℃の温度で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率３４．４％）、冷却後、内面清浄化処理および外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施して製品とした。

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を７８０℃×１２分間のオーステナイト化後、４００℃の温度で１０分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率３９．２％）、冷却後、内面清浄化処理および外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施して製品とした。
［比較例１］

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４００℃で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率４．２％）、しかる後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、製品寸法においての焼鈍を行なわずに、継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。
［比較例２］

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４７５℃で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率１．７％）、しかる後製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施した。
［比較例３］

表１に示す成分を有するＡ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、５００℃で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率０％）、しかる後製品寸法での継手部成形、曲げ加工およびオートフレッテージ加工（内圧は内表面から肉厚の５０％までが降伏する圧力）を施した。
［比較例４］

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により流路内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４００℃の温度で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率４．５％）、冷却後、外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。
［比較例５］

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により流路内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、４７５℃の温度で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率２．３％）、冷却後、外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。
［比較例６］

表１に示す成分を有するＢ鋼製であって、寸法が外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、内径２５ｍｍのシームレス鋼管（母管）を用い、切削加工により流路内表面の疵取り加工を施して流路内表面の疵深さを２０μｍ以下とし、所定の伸管、焼鈍を繰返した後、最終伸管加工を施して製品寸法が外径８ｍｍ、肉厚２ｍｍ、内径４ｍｍのＴＢ鋼製管を得、得られたＴＢ鋼製管を９５０℃×１２分間のオーステナイト化後、５００℃の温度で５分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率０％）、冷却後、外面防錆処理を施し、しかる後、製品寸法での継手部成形および曲げ加工を施して製品とした。

上記実施例１〜６および比較例１〜６で得られた製品の耐久試験結果を表２に示す。なお、表２における耐久試験結果は、ベース圧１８〜ピーク圧までの油圧による５００万回の繰返し試験の結果である。
表２の結果より明らかなごとく、残留オーステナイトの体積率が５％以上のＴＲＩＰ鋼製の本発明品（実施例１〜６）はすべて、最終伸管加工によって誘起されるマルテンサイト変態により耐内圧疲労特性が優れているのに対し、同じＴＲＩＰ鋼製でも残留オーステナイトの体積率が５％未満のＴＲＩＰ鋼製の比較例１〜６では、耐内圧疲労特性が劣ることが判明した。

なお比較のため、通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製のシームレス鋼管を用いて製造した伸管完成品は、加工硬化して頭部成形および曲げ加工が不可能であったし、また通常の熱処理（焼入れ・焼戻し）を実施したものは、曲げ加工が不可能であった。

表１に示す成分を有するＡ鋼製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、熱間鍛造温度まで加熱、型鍛造にてボス一体型のコモンレール素材（管状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、次いで切削などにより内径１０ｍｍφ、ボス部分岐孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部など所望個所を加工し、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、４００℃×３分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率５．０％）、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有するボス一体型のコモンレールとし、しかる後、このコモンレールの各ボスの分岐孔部に外圧方式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生させた。なお、切削加工時には、残留オーステナイト層やベイナイト組織が少ないので引張り強度が低く伸びも小さいので加工が極めて容易であった。
このコモンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、比較材として用いた通常の高強度鋼（ＳＣＭ４３５）（Ｃ０．３３〜０．３８ｍａｓｓ％、Ｓｉ０．１５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．６０〜０．８５ｍａｓｓ％、Ｐ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｓ０．０３０ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ０．９０〜１．２０ｍａｓｓ％、Ｍｏ０．１５〜０．３０ｍａｓｓ％）製の同一サイズのコモンレールの場合は、１８０〜１５００Ｂａｒの油圧による繰返し試験において８０万回で破損したのに対して、本発明に係るコモンレールは、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性を示した。

表１に示す成分を有するＡ鋼製の鍛造用丸棒を所定寸法に切断、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０〜４７５℃の範囲で３分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率１１．２％）、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織とし、これを型鍛造にてボス一体型のコモンレール（管状部の外径３４ｍｍφ）を鍛造し、次いで切削などにより内径１０．６ｍｍφ、ボス部分岐孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部など所望個所を加工し、ボス一体型のコモンレールとし、しかる後、このコモンレールの各ボスの分岐孔部に外圧方式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生させた。なお、鍛造時には、残留オーステナイト層やベイナイト組織が存在するが、引張り強度が高いものの伸びが大きいために鍛造加工は可能であった。さらに管状部の内圧は内表面から肉厚の５０％までを降伏させることができる内圧を作用させてオートフレッテージ加工を施した。
このコモンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、２４００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、より優れた耐内圧疲労特性耐久性を示した。

表１に示す成分を有するＡ鋼製のシームレス鋼管を所定寸法に切断したコモンレール素材（管の外径３６ｍｍφ、内径１０ｍｍφ）に、切削などにより分岐孔径３ｍｍφ、シート面、ネジ部など所望加工を施し、これを９５０℃×２０分間のオーステナイト化後、３５０℃〜４７５℃の範囲で３分間保持のオーステンパー処理を施し（残留オーステナイトの体積率１３．７％）、α層の粒界を中心に残留オーステナイト（γ）層やベイナイト組織の混在した組織を有するコモンレールとし、しかる後、このコモンレールの分岐孔部に外圧方式にて押圧力を付与して分岐孔の本管レール流通路開口端部周辺に圧縮残留応力を発生させた。なお、切削加工時には、残留オーステナイト層やベイナイト組織が少ないので引張り強度が低く伸びも小さいので加工は極めて容易であった。
このコモンレールを繰返し圧力試験機にかけて疲労限界を調べた結果、本実施例においても、２２００Ｂａｒで１０００万回の繰返し試験でも破損することがなく、優れた耐内圧疲労特性耐久性を示した。

本発明の対象とする高圧燃料噴射管の一例を示す要部断面図である。本発明の対象とする高圧燃料噴射管の他の例を示す要部断面図である。本発明の対象とするボス一体型のコモンレールの一例を示す縦断正面図である。同じくリング状の継手金具を使用したコモンレールの一例を示す要部縦断側面図である。同じく筒状のスリーブニップルを凹凸嵌合螺着方式にて本管レールに取着した構成のコモンレールの一例を示す縦断側面図である。同じく筒状のスリーブニップルを溶接にて本管レールに取着した構成のコモンレールの一例を示す縦断側面図である。

符号の説明

１１、２１厚肉鋼管
１２、２２接続頭部
１３、２３シート面
３１本管レール
３１−１流通路
３１−２分岐孔
３１−３受圧座面
３１−２ａＲ面取部
３２分岐枝管
３２−２接続頭部
３２−３押圧座面
３３継手金具
３４、３６ナット
３５スリーブワッシャー

Claims

残留オーステナイトを５〜４０ｗｔ％有する低合金変態誘起塑性型強度鋼からなるディーゼルエンジン用高圧燃料配管。
流路内表面の疵深さが２０μｍ以下である請求項１記載のディーゼルエンジン用高圧燃料配管。
流路内表面に塑性加工を施した請求項１または２記載のディーゼルエンジン用高圧燃料配管。
前記塑性加工は、オートフレテージ加工である請求項３記載のディーゼルエンジン用高圧燃料配管。
前記低合金変態誘起塑性型強度鋼は、残留オーステナイト（γ_R ）のひずみ誘起変態（ＴＲＩＰ）を利用してプレス成形性を改善したフエライト（α_f ）＋ベイナイト（α_b ）＋γ_R 複合組織鋼［ＴＲＩＰ型Ｄｕａｌ−Ｐｈａｓｅ鋼、ＴＤＰ鋼］、およびベイニティックフェライト（α_bf）＋γ_R 鋼［ＴＲＩＰ型ベイナイト鋼、ＴＢ鋼］である請求項１記載のディーゼルエンジン用高圧燃料配管。