CN103958085A

CN103958085A - 自应力加工装置

Info

Publication number: CN103958085A
Application number: CN201280059826.4A
Authority: CN
Inventors: 立山健太; 近藤文男; 原雄介
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: WO2013084533A1; EP2789409B1; EP2789409A1; EP2789409B8; JP2013116498A; EP2789409A4; JP5527312B2; CN103958085B

Abstract

本发明提供了对于起因于制品形状等的各种制约的解决对策。一种自应力加工装置，具备：工件，除了工件端部开口之外被密闭，作动油从工件端部开口充填至内压室；夹具，能够相对于工件接合和脱离，内部具有直线流路，直线流路经由密封部相对于工件端部开口无泄漏地连通；活塞，相对于设在夹具内部的直线流路的内壁形成间隙，该间隙具有给定的平均间隙量；以及驱动活塞的加压部。

Description

自应力加工装置

技术领域

本发明涉及自应力加工装置，这种自应力加工装置用于例如高压燃料喷射管和共轨等的加工装置，特别用于进行超高压下的自应力加工。

背景技术

如专利文献1、2所示，已知在密闭状态下施加高压在材料组织中留下残留应力而增加强度的加工方法（称为自应力加工）。

即，在自应力加工中，在工件的内部施加高压力，使得工件内侧塑性变形，并且在工件的外侧弹性变形而不塑性变形。由此，给工件施加残留压缩应力，增强工件的耐压疲劳强度。这样的加工方法用于对柴油共轨系统部件等需要耐压疲劳强度的部件施加残留压缩应力，以便增强疲劳强度。

在专利文献1中公开了在工件内部直接插入加压缸的活塞而升压的加工方法。在这样的加工方法中，起因于作为加工对象的工件的形状（细孔、短的管路等），会发生升压时的冲程不足或活塞不能插入工件内等各种制约。

专利文献

专利文献1：德国专利发明第102006054440号说明书（DE102006054440B3）；

专利文献2：日本特开2004-92551号公报。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而做出的，提供了对起因于制品形状等各种制约的解决策略。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的第一方面是一种自应力加工装置，具备：工件（1），所述工件（1）具有工件端部开口（14）和内压室（IC），该内压室（IC）除了所述工件端部开口（14）之外被密闭，作动油（2）从该工件端部开口（14）充填至该内压室（IC）；夹具（51），所述夹具（51）能够相对于该工件（1）接合和脱离，在内部具有直线流路（52），该直线流路（52）经由密封部（55）相对于所述工件端部开口（14）无泄漏地连通；活塞（42），所述活塞（42）相对于设在所述夹具内部的所述直线流路（52）的内壁形成间隙（3），该间隙（3）具有给定的平均间隙量（h）；以及加压部（40），所述加压部（40）驱动所述活塞（42），其特征在于，所述加压部（40）驱动所述活塞（42），使得所述活塞（42）在充填有所述作动油（2）的所述直线流路（52）中具有给定的送入速度（v），通过使所述给定的送入速度（v）比临界送入速度（Vc）快，对所述工件（1）进行自应力加工，其中，所述临界送入速度（Vc）与所述驱动造成从所述间隙（3）漏出的所述作动油（2）的单位时间内的最大漏出流量（Qmax）相对应。

由此，活塞不插入工件中，能够将活塞以临界送入速度Vc以上插入夹具的直线流路中。并且，通过活塞插入夹具，能够使成为超高压的作动油通过密封部充填至工件1的内压室IC中。因此，即使存在起因于送入速度限值和工件的制品形状等的各种制约，借助于能够相对于工件接合和脱离的夹具，能够任意地设计进行自应力加工所必要的条件（后述的进入区域宽度B和进入区域圆周长度L等）。即，通过使用夹具，即使存在各种制约，也能够适宜地设定临界送入速度Vc。另外，借助于设备的小型化和作业工序的简化（周期时间削减等），能够实现成本削减。

本发明的第二方面是，在发明的第一方面中，其特征在于，在所述夹具（51）中设有与所述直线流路（52）连通的空气排除通路（53）。由此，能够容易地进行作动油初期充填的空气排除。

本发明的第三方面是，在本发明的第二方面中，其特征在于，在所述空气排除通路（53）中设有空气排除通路的阻止栓（54）。

本发明的第四方面是，在本发明的第一至第三方面的任意一个中，其特征在于，所述密封部（55）通过将密封体（55’）在所述工件（1）的工件端部开口（14）和所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）之间无间隙地抵接而密封，连通孔（55’’）贯通所述密封体（55’）。由此，能够使得工件和夹具的密封完整。

本发明的第五方面是，在本发明的第四方面中，其特征在于，所述密封体（55’）以金属或合成树脂形成。

本发明的第六方面是，在本发明的第一至第三方面中的任一个中，其特征在于，所述密封部（55）将所述工件（1）的工件端部开口（14）和所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）无间隙地抵接或连结而密封。由此，能够使得工件和夹具的密封完整。

本发明的第七方面是，在本发明的第六方面中，其特征在于，在所述工件（1）的工件端部开口（14）或所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）中的一方或双方上设有O型环、圆环突起、锥形面或螺纹。由此，能够使得工件和夹具的密封完整。

另外，上述赋予的符号是显示与后述实施方式记载的具体实施方式的对应关系的一个例子。

附图说明

图1A是示意性地显示直接加压式自应力加工装置的说明图，是显示活塞42滑动开始之前的图。

图1B是示意性地显示直接加压式自应力加工装置的说明图，是显示活塞42滑动开始后的图。

图2是示意性显示直接加压式自应力加工装置的说明图。

图3A是显示在图1A、B所示的装置中以某个一定的送入速度V₀将活塞插入内压室IC，内压室IC的压力P上升情况下的压力和时间的关系的示意图。

图3B是说明图3A状况的说明图。

图4A是显示将活塞插入内压室IC的送入速度为V₁时的压力上升波形的特性图。

图4B是显示将活塞插入内压室IC的送入速度为V₂时的压力上升波形的特性图。

图4C是显示将活塞插入内压室IC的送入速度为Vc时的压力上升波形的特性图。

图4D是显示将活塞插入内压室IC的送入速度为V₃时的压力上升波形的特性图。

图4E是显示将活塞插入内压室IC的送入速度为V₄时的压力上升波形的特性图。

图5是用于解析漏出和压力的关系的说明图。

图6是用于说明求得临界送入速度Vc的一个例子的说明图。

图7是显示在变更平均间隙量h的情况下的内压室IC压力和漏出流量的关系以及临界送入速度Vc的特性图。

图8是显示变更作动油以及平均间隙量h的情况下的内压室压力与最大漏出流量Qmax的关系的特性图。

图9是显示间隙3的进入区域宽度L从a变更至b的情况下的压力上升波形的特性图。

图10是在柴油发动机中使用的燃料喷射阀的一个例子。

图11A是显示用于燃料喷射阀的一个部件的一个例子的截面图。

图11B是显示用于燃料喷射阀的一个部件的一个例子的截面图。

图12是说明本发明的一个实施方式的概略截面图。

图13是说明本发明的一个实施方式的概略截面图。

图14是说明图13的本发明的一个实施方式的概略斜视图。

图15A是显示密封体55’的一个例子的截面图。

图15B是显示密封体55’的变型例的截面图。

图15C是显示密封体55’的变型例的截面图。

图16A是显示密封部的变型例的截面图。

图16B是显示密封部的变型例的截面图。

图16C是显示密封部的变型例的截面图。

图16D是显示密封部的变型例的截面图。

图16E是显示密封部的变型例的截面图。

具体实施方式

如以下参照附图所说明的，如果思考本发明的实施方式的记载，能够更明确地理解本发明。以下参照附图说明本发明的一个实施方式。在各实施方式中，同一构成的部分赋予同一符号，省略其说明。本发明的各实施方式中，作为本发明基础的基础技术，同一构成的部分也赋予同一符号，省略其说明。

直接加压式自应力加工

在说明本发明的一个实施方式之前，首先说明作为本发明基础的基础技术的直接加压式自应力加工装置。其中，在本发明的一个实施方式中，也将直接加压式自应力加工装置作为前提。

图1A、2B、2是示意性显示直接加压式自应力加工的说明图。作为在高压下施加自应力加工的工件1的一个例子特别可以例举柴油共轨系统部件等需要耐压疲劳强度的部件。此外，本发明可以适用于以增强疲劳强度为目的而需要施加残留压缩的部件。在以下的说明中，例示了向作为工件1的高压燃料喷射管、共轨用的轨、缸泵等施加自应力加工，来说明本发明的一个实施方式。

在图1A、B中，作为示意性密闭的工件而示出的工件1的内部填充有作动油2，在具有伺服马达（驱动马达）的加压部40上连结有活塞42。其中，加压部40不一定必须与活塞42连结。

如图2所示，该活塞42相对于工件1的一端部的内壁具有由平均间隙量h（例如，1-30μm）构成的间隙3地插入。因此，为了即使插入活塞42也维持平均间隙量h，加压部40和工件1被固定到设备上，使得至少插入活塞42的范围的工件1内部的轴方向、活塞42的轴方向、以及加压部40的加压轴方向是一致的。

并且，工件1的配管口23被插入封闭部件24的状态下被施加压力W而密闭，工件1的另一端由密封销4密闭，因此工件1成为除了一端部之外闭锁的构造，由活塞42在工件1的内部形成内压室IC。另外，为了测量工件1的内压室IC的压力P，在活塞42上贴有应变计50，由活塞42的变形量计算内压室IC的压力P。其中，作为加压部40中包括的伺服马达，可以使用流体压致动器（油压致动器），或者也可以由电动马达使螺纹旋转而加压。

接下来说明上述构成的动作。由密封销4密闭工件1的另一端侧，将封闭部件24插入工件1的配管口23，施加压力W，在密闭的状态下向工件1填充作动油2。接着，将活塞42从工件1的一端侧插入，使活塞42的非插入侧与加压部40连结。由此，如上所述，活塞42被设定为相对于工件1的一端部的内壁具有由给定的平均间隙量h组成的间隙3，在活塞42和工件1的内壁之间完全不使用密封环等。

在该状态下，如果利用加压部40以给定的送入速度v将活塞42插入工件1中，则从工件1的内壁和活塞42之间的间隙3漏出作动油2，但通过将上述给定的送入速度设定为比该漏出速度快，即通过以作动油2从间隙3漏出速度以上的速度将活塞42插入工件1的内部，则充填到工件1内部的作动油2被压缩，工件1内部的压力上升。

通过这样，在自应力加工装置中，能够不使用密封环地进行自应力加工，能够极大地降低由磨耗导致的部件消耗。另外，现有技术中，如果由内压引起变形，则不能够使得间隙为零，因此作动油的增压部需要壁厚非常大的壳体，通过消除这样巨大、高价的增压部的壳体，能够使设备构造简化、变薄，能够以便宜的经费、折旧费进行自应力加工。

临界送入速度Vc和单位时间的最大漏出流量Qmax

接下来，说明上述将活塞42插入工件1时的给定送入速度v，并且说明临界送入速度Vc和单位时间内的最大漏出流量Qmax是什么。

油的压力以P表示时，充填到工件1的内部的作动油2的粘度η能够以如下的公式1表示。

η=η₀exp（αP）...公式1

此处，η₀是大气压下的粘度（常压粘度），α是粘度压力系数（液体固有的），所有的液体都成立（参照《摩擦学》第49卷第9号（2004年）720-721页等）。

由该公式1可知，压力P上升时，粘度η指数函数地增加。即，如果以高速降低活塞42，使工件1的内压室IC的压力P上升，则内部的作动油2的粘度上升，可以减少从间隙3的漏出流量。过去认为，由该作用，内压室IC的压力进一步上升，能够达到目标压力（进行自应力加工的高压力）。

但是，实际上，本发明人刻苦研究之后发现，并不是上述推测那样。以下对其内容进行说明。

图3A是用于说明在图1A、B所示的自应力加工装置中以某个一定的送入速度v=V₀将活塞42插入内压室IC中，使得内压室IC的压力P上升的情况下的压力和时间的关系的示意图，图3B是说明该状况的说明图。

如图3A所示，与前段的推测不同的是，发现尽管以给定的送入速度V₀将活塞42插入内压室IC，内压室IC的压力P直到时间T₂上升到压力P₂，但此后压力P不上升而变得饱和的状况发生，不能够达到目标压力（进行自应力加工的高压力）。

该状况使用图3B说明如下。

伴随着活塞42的下降，内压室IC的容积减少，同时作动油2从间隙3开始流出。由于活塞42的下降与作动油2的流出有时间延迟，因此内压室IC的压力P上升（时间T₁-T₂）。不久，作动油2的流出（漏出流量）增大，则内压室IC的容积减小速度也下降而成为定常状态，因此内压室IC的压力P饱和（时间T₂-T₃）。不久，活塞24停止（时间T₃），则仅发生作动油2的流出，可以认为压力变为0（时间T₄）的状况发生。

接着说明使一定的送入速度v变化时的压力和时间的关系。

图4A-4E分别是显示将活塞42插入内压室IC时的给定送入速度变更为V₁-V₄情况下的压力与时间的关系的特性图。

可了解到，将活塞42插入内压室IC的给定送入速度以V₁-V₄徐徐增加时，送入速度V₁、V₂、Vc下与图3A所示的示意图相同地，得到压力上升并最终成为饱和状态的特性图，但在超过送入速度Vc的送入速度V₃、V₄下，压力不饱和，在时间经过的同时内压室IC的压力P上升，直到达到超高压的水平。

即，在图1A、B所示的自应力加工装置中，在以一定的送入速度将活塞42插入内压室IC、使得内压室IC的压力P上升的情况下，只要活塞42的送入速度v大于送入速度Vc（临界送入速度），则能够使内压室IC的压力P不饱和，在时间经过的同时上升直到达到超高压水平。这样，将内压室IC的压力P的特性转变为不饱和、在时间经过的同时压力P上升直到达到超高压水平的情况下的送入速度确定为临界送入速度Vc。

接下来，例示说明上述临界送入速度Vc的求解方法。其中，临界送入速度Vc的求解方法也可以由实验确定。

图5是用于解析漏出流量和压力的关系的说明图，显示了通过将活塞42插入工件1的内部而使作动油2漏出的状态。

从间隙3（平均间隙量h）的漏出流量Q以如下的一般公式表示。

Q＝C×（B／12L）×（h³／η）×ΔP…公式2

此处，B是进入区域圆周长度（间隙3的中央部分的圆周长度），L是进入区域宽度（形成间隙3的区域的宽度），h是间隙3的平均间隙量，η是作动油2的粘性系数，ΔP是间隙3的入口、出口压力差。C是活塞和工件内部之间的表面形状决定的系数，表面粗糙度Rz=3.2左右的研磨面时，C=1。

（1）基于公式1，算出内压室IC为某个压力P时的作动油粘度η。

此时，常压粘度η₀以及粘度压力系数α由所使用的作动油2的种类而唯一确定。在如图6所示的一个例子中，以具有常压粘度η₀＝0.047（Pa·s）、粘度压力系数α＝10.328（Pa^-1）的特性值的醚类3作为作动油2来使用。此处，醚类3是指由聚氧乙烯聚氧丙醇烷基醚组成的作动油。

（2）接着，基于公式2算出内压室IC为某个压力P时从间隙3的漏出流量Q。

此时，进入区域圆周长度B和平均间隙量h是由制品形状唯一确定的，粘性系数η使用在上述（1）中求得的值。其中，关于进入区域宽度L，本来是随着活塞插入量增大的可变参数，但根据发明人的研究结果，作为固定值算出漏出流量Q大致也没有问题。

在图6所示的一个例子中，B=9.5（mm）、h=20（μm）、L=10（mm）。

（3）在内压0-800MPa程度之间，实施上述（1）和（2），求得各压力时的漏出流量Q，求出其中最大的漏出流量Qmax（称为最大漏出流量）。

（4）接着，（3）中算出的最大漏出流量Qmax除以活塞42的截面积A，算出临界送入速度Vc。

单位时间内从间隙3流出的作动油2的漏出流量与插入工件1内部的活塞42的单位时间内的体积相等，因此达到最大漏出流量Qmax时，活塞42的送入速度成为最快的速度，即，临界送入速度Vc。

这样，临界送入速度Vc和最大漏出流量Qmax被定义，它们的关系能够表示如下。

临界送入速度Vc=最大漏出流量Qmax/活塞42的截面积A…公式3

在图6中所示的一个例子的情况下，最大漏出流量Qmax=2329.32（mm³/sec）、活塞42的截面积A=70.8mm²，因此临界送入速度Vc=32.9（mm/sec）。

也就是说，当以超过该临界送入速度Vc=32.9（mm/sec）的速度将活塞42插入工件1内部，则如图4D、图4E所示，能够使内压室IC的压力P不饱和、在时间经过的同时上升，直到达到超高压水平。

接着，说明使用与图6所示的作动油2相同的作动油，同时变更间隙3的平均间隙量h的情况。

图7是示出变更间隙3的平均间隙量h的情况下的内压室IC的压力与漏出流量的关系的特性图。如图7所示，即使变更间隙3的平均间隙量h，但其特性是在压力变化的过程中会发生作为峰值的最大漏出流量Qmax，因此与上述同样地，算出与各个平均间隙量对应的临界送入速度Vc即可。

接下来，说明使用与图6所示的作动油2不同的作动油，并且变更间隙3的平均间隙量h的情况。

图8是显示变更作动油的种类和平均间隙量的情况下的内压室IC的压力和漏出流量的关系的特性图，作为作动油的种类，可以例示三酯类、醚类1、醚类5、单酯类。此处，醚类1是指聚乙二醇构成的作动油，醚类5是指由聚氧丙醇烷基醚构成的作动油。如图8所示，虽然使用与图6所示不同的上述作动油作为作动油，但进一步可以知道的是，即使在上述作动油的情况下变更间隙3的平均间隙量h，其特性是在压力变化的过程中会发生作为峰值的最大漏出流量Qmax。

根据以上说明的直接加压式自应力加工，通过由使用的作动油的特性（作动油粘度η）、以及工件1和活塞42的间隙3的规格（平均间隙量h、进入区域宽度B、进入区域圆周长度L）求出最大漏出流量Qmax，基于该最大漏出流量Qmax和活塞42的规格（截面积A）算出临界送入速度Vc，只要以比该临界送入速度Vc更快的速度送出活塞42，则能够使压力上升到自应力加工所必要的目标压力（作为一个例子，700MPa-800MPa）。由此，直接加压式自应力加工能够无需密封环，能够降低起因于密封环的磨耗的成本的增大。

直接加压式自应力加工的各种制约

如上所述，直接加压式自应力加工解决了现有技术的自应力加工的问题，但是也会发生起因于用于加压自应力作动油的加压部的送入速度限值和制品形状等的各种制约。

其中之一，例如，驱动加压部40的驱动马达的输出不足、从寿命出发的适当的输出限值，由这些要因，有时送入速度不能够上升到临界送入速度Vc。另外，在控制驱动马达的控制回路、自应力加工的压力控制装置（例如，施加给定压力之上的压力几秒钟的压力控制）中，如果应控制的对象过快则会发生控制回路和装置无法适当控制这样的制约。因此，利用某种程度较慢速度的送入速度v较容易控制，有必要将送入速度v限制为通常最大输出的7成左右。这样，由于从驱动马达、压力控制回路等产生的各种各样的制约，送入速度v存在上限，因此有时发生不能够将送入速度v上升到临界送入速度Vc的情况。

对于起因于上述驱动马达及其控制装置的限值送入速度的解决对策之一，具有如下所述的对策。通过示例对此进行说明的话，在进入区域宽度L=a的状态下，在第一临界送入速度Vca以上进行直接加压式自应力加工的情况下，由于因驱动马达、压力控制回路等产生的各种各样制约，存在不能够使送入速度上升到第一临界送入速度Vca的情况。即，如果将上述制约上的最大送入速度称为限值送入速度V₀，则存在V₀<Vca的情况。

在此情况下，只要能够暂时使活塞的进入区域宽度L成为比a长的b，则以比第二临界送入速度Vcb更大的送入速度，就能够进行直接加压式自应力加工。第一临界送入速度Vca和第二临界送入速度Vcb分别基于L=a、b根据公式2、3来确定。由于b>a，因此第二临界送入速度小于第一临界送入速度。

图9是显示间隙3的进入区域宽度L从a变更至b的情况下的压力上升波形的特性图。将间隙3的进入区域宽度L从a=10mm变更至b=20mm情况下的压力上升波形清楚地显示了自应力加工成为可能。a=10mm情况下的临界送入速度Vca=32.9mm/sec在b=20mm的情况下降低为临界送入速度Vcb=16.5mm/sec。这样，如果使活塞的进入区域宽度L成为比a更长的b，则能够将给定的输入速度v设定为比第二临界送入速度Vcb更快并且不到限值输入速度V₀的适当的值。

然而，根据工件1，起因于制品形状等，可能出现不能够使活塞的进入区域宽度L成为比a更长的b的情况。

并且，在进行直接加压式自应力加工时，起因于作为加工对象的工件的形状，可能发生以下的制约（冲程较短情况下的一个例子）。

图10是在柴油发动机中使用的燃料喷射阀的一个例子。图11A、B是显示用于燃料喷射阀的一个部件的一个例子的截面图。

对加工对象为用于柴油发动机的燃料喷射阀（作为一个例子，参照日本特开2009-203843号公报等）的情况进行说明。在该燃料喷射阀中，存在从共轨供给的高压侧管路101、直到关闭阀才喷射、使残留的燃料返回燃料箱的低压侧管路102。如图10所示，燃料喷射阀主体103内部的直径较大部分104（参照图11A、B）中，在主体的中心，活塞等配置为在致动器（螺线管或压电致动器）作用下上下运动，进行自应力加工的高压管路101必然变得偏芯。因此，如图11A所示的下部主体103’的上部管路101’倾斜，变得较短。另外，即使在图11B所示的情况下，管路101’’较短的情况也较多。进行自应力加工的管路如果较短，则可能无法确保活塞的送入速度超过临界送入速度Vc而达到给定的压力所必要的冲程。

另外，对加工对象为柴油发动机用的共轨系统的情况进行说明。从燃料泵输出的燃料被加压供给至共轨。共轨以高压状态蓄积从燃料泵压送的燃料，通过高压配管供给至各气缸的燃料喷射阀。图2的工件1例示了共轨，因此用于向各气缸的燃料喷射阀供给的配管口23配设有多个。在图2所示的工件1中，至少对交叉孔端部X也需要施加自应力加工，因此从工件1的一端侧至交叉孔端部X的距离需要比达到期望的压力所需的冲程更长。但是，依赖于工件1的形状，有时从工件1的一端侧至交叉孔端部X的距离比达到给定的压力所需要的冲程短。

因此，将活塞42相对于工件1的一端部的内壁插入的直接加压式自应力加工存在各种制约。如果反复整理这样的各种制约，能够例示如下内容。

（1）根据加压部的能力，不能够使活塞的给定送入速度变快的情况。

（2）根据加压部的能力，不能够确保活塞的按压力的情况，例如，工件的内压室IC的内径过大，给加压部的负荷过大的情况。

（3）根据工件的形状，不能够确保冲程的情况。

（4）根据工件的形状，插入活塞的直径变得过小，在插入活塞上产生强度方面问题的情况，即，工件的内压室IC的直径过小，活塞不能插入的情况。

本发明提供了针对于上述那样起因于加压部的送入速度限值和制品形状的各种制约的解决对策。

本发明的一个实施方式

图12、图13是说明本发明的一个实施方式的概略截面图。在图12中，工件1是高压供应泵，在图13中，工件1是燃料喷射阀主体103。图14是说明图13的本发明的一个实施方式的概略斜视图。

其中，图12的高压供应泵1向共轨压送燃料，从日本特开2010-229924号公报等已知。图12的部分11中拧入排出阀，部分12中拧入吸入阀。柱塞被插入13内部的IC中。部分13的外周是圆筒面，没有形成螺纹。

首先，说明本发明的一个实施方式的概略。在本发明的一个实施方式中，在进行自应力加工的工件1中存在上述各种制约的情况下，提供能够相对于工件1接合和脱离的夹具，进行自应力加工。在夹具内部具有直线流路52，直线流路52通过密封部55而与工件1的端部开口14连通。然后，活塞42不被插入工件中，能够将活塞42以临界送入速度Vc以上插入夹具51的直线流路52中。由此，能够使得变为超高压的作动油2通过密封体55’的连通孔55’’，充填至工件1的内压室IC中。

这样，即使存在起因于送入速度限值和工件的制品形状等的各种制约，借助于能够相对于工件1接合和脱离的夹具51，能够任意设计夹具51的从公式2所见的进入区域宽度L和进入区域圆周长度B等规格，使得适宜设定临界送入速度Vc成为可能。

即，对于之前例示的各种制约（1）、（3），即使在工件1中不能够确保进入区域宽度L或冲程，只要以夹具51确保进入区域宽度L或冲程即可。对于（2），即使在工件的内压室IC的内径过大（截面积大）、对加压部的负荷过大的情况下，由于能够使得夹具51的直线流路52的直径较小（截面积小），因此能够减轻加压部的马达的负荷。对于（4），即使在工件的内压室IC的内径过小，插入活塞42的直径较小，产生强度方面问题的情况下，由于能够加大夹具51的直线流路52的直径，因此能够解决活塞42的直径强度方面的问题。

以下，参照图12、13来说明本发明的一个实施方式。在图12中，工件1是高压供应泵，在图13中，工件1是燃料喷射阀主体103，但本实施方式不限于这样的工件。

在图12中，工件1是高压供应泵，工件1通过V块等载置在图中未示出的基座56（参照图14）上，将密封体55’分别插入工件1的端部开口14（工件端部开口）和直线流路52的端部开口52’（形成有连结端部开口、倒圆和倒角等），并且密封。为了将作动油2送入内压室IC，在密封体55’上设有连通孔55’’。在利用工件1的端部开口14的内周面的倒角等的情况下，即使密封部导致工件变形，作为制品也不会发生问题，因此很方便。

密封体55’处于工件1和夹具51之间，不能够出现密封泄漏，因此夹具51相对于工件以长形螺栓57在四个位置螺纹固定到基座56上而固定。图15A-C是密封体55’的变型例。图15A是如上所述的球密封，图15B是算盘算珠，图15C是在圆筒形的上下面进行了倒圆加工而成。这些仅是例子，不限于这些，存在各种各样的变型例。重要的是，密封体55’只要设计成与工件1和夹具51的各自的端部开口的形状相符、能够密封的结构即可。

密封体55’的材质不仅可以是铜等通常的密封金属，只要机械强度满足，合成树脂也可以。氨基甲酸酯、氟树脂、氯丁二烯、腈是合适的，乙烯、丁基橡胶等也可以使用。

作为金属和合成树脂的适当使用，在不伤害工件1的情况下，即需要制品完成时的密封面等性状不受损的情况下，使用合成树脂较好。即使有损伤也没问题的部分（图12的工件1的端部开口14内周形成倒角的部分等）使用金属较好。另外，即使是金属密封，在自应力加工结束后，如果能够在之后除去密封时由密封体55’产生的工件的凹陷部分，则没有问题。

在将活塞42插入直线流路52时，空气被混入，因此在夹具51中设有空气排除通路53，该空气排除通路53与直线流路52连通。并且，设有空气排除通路的阻止栓54，以使得作动油在自应力加工中不漏至空气排除通路53中。

其中，该阻止栓54不一定要设在夹具51中。例如，将与空气排除通路53连通的供给管配设在该空气排除通路53中，在该供给管的中途设置阀，由该阀开闭该供给管也可以。

另外，如图12所示，即使内压室IC的冲程不足，在工件1中无法确保冲程，也能够利用夹具51来确保冲程。

在图13中，工件1是燃料喷射阀主体103。如图14所示，燃料喷射阀主体103利用V块等载置在基座56上。利用密封体55’，分别密封燃料喷射阀主体103的内压室IC的端部开口和直线流路52的端部开口。密封体55’不能够出现密封泄漏，因此夹具51相对于燃料喷射阀主体103以长形螺栓57在四个位置螺纹固定到基座56上而固定。高压管路101的出口借助密封球20由螺纹帽21封闭。其它方面与图12的情况相同。

如果图13的情况成为内压室IC的直径过小、活塞无法插入的情况，则通过夹具51，能够增大直线流路52的直径，因此能够解决活塞42的直径强度方面的问题。

图16A-E是显示密封部55的其它变型例的截面图。

在图12、13中，使用密封体55’，构成密封部55。如图16A所示，密封部55不使用密封体55’，作为将工件1的端部开口面和夹具51的端部开口面直接接合的密封部55也可以。在此情况下，有必要使得工件1和夹具51的各自的端部开口面加工精良。在此情况下，工件1和夹具51之间也不能够出现密封泄漏，因此夹具51相对于工件以长形螺栓57在四个位置螺纹固定到基座56上而固定。根据情况的不同，为了密封不泄漏，长形螺栓57的固定扭矩稍高或者螺栓直径较大则较好。

在图16B中，使用O型环49构成密封部55。在图16A、B的情况下，工件1的端部开口面和夹具51的端部开口面的空间能够较大时有效。另外，在图16A、B的情况下，设在工件端部开口14、连结端部开口52’的锥形（包含倒角）或倒圆部不特别设置也可以。

作为制品，在工件1上存在锥形面的情况下，如图16C所示地构成密封部55也可以。在希望以边缘提高面压、增加密封性的情况下，如图16所示地形成圆环状、截面为山形的突起59也可以。在工件1的端部开口面上存在O型环插入槽等圆环槽的情况下，利用这些圆环槽，在夹具51的端部开口面设置圆环凸部59’，构成密封部55也可以。如同在图13的燃料喷射阀主体103中可见的，在制品端部（以螺纹部螺纹帽21封闭的部位）存在螺纹的情况下，设置内螺纹或外螺纹、使得能够封闭夹具51地构成密封部55也可以。

如以上说明的那样，即使存在起因于制品形状等的各种制约，只要提供能够相对于工件1接合和脱离的夹具地进行自应力加工，则能够取得各种如下所述的效果。

不依赖于工件的形状，如果具有夹具51的直线流路52，则能够任意地设计进入区域宽度L和进入区域圆周长度B等规格，适宜地设定临界送入速度Vc成为可能。对多个制品（工件）一起使用夹具也可以。也可以对于燃料喷射阀、缸泵等使用共用的夹具。由此，能够降低夹具51的制造成本。

在活塞42的直径较小的情况下，会发生活塞强度方面的问题，因此如图13那样内压室IC的直径过小的话，活塞不能够插入内压室IC中。然而，即使在这样的情况下，如果使用夹具51，能够增大夹具的直线流路52的直径，因此能够解决上述的活塞42的直径强度方面的问题。与此相反地，即使在工件的内压室IC的内径过大（即截面积大）、对加压部的负荷过大的情况下，由于能够使得夹具51的直线流路52的直径较小（即截面积小），因此能够减轻加压部的马达的负荷、必要荷重。因此，加压部能够使用小型的压力机，能够实现设备小型化。

过去在将活塞插入工件1的内压室IC的情况下，需要进行繁杂的定芯、定位作业，但是借助夹具51只要进行密封部55的作业即可，因此作业变得简单，不需要定位单元，能够削减周期时间。由此，能够获得成本降低、总投资额被抑制（原本需要5个台的情况下，4个台即可）的效果。

以例示为目的，参照选择的特定实施方式记述了本发明，但是本领域技术人员清楚的是，只要不脱离本发明的基础概念及其公开范围，能够进行多种变型。

符号说明

1 工件

2 作动油

3 间隙

14 工件端部开口

40 加压部

42 活塞

51 夹具

52 直线流路

52’ 连结端部开口

53 空气排除通路。

Claims

1.一种自应力加工装置，具备：

工件（1），所述工件（1）具有工件端部开口（14）和内压室（IC），该内压室（IC）除了所述工件端部开口（14）之外被密闭，作动油（2）从该工件端部开口（14）充填至该内压室（IC）；

夹具（51），所述夹具（51）能够相对于该工件（1）接合和脱离，在内部具有直线流路（52），该直线流路（52）经由密封部（55）相对于所述工件端部开口（14）无泄漏地连通；

活塞（42），所述活塞（42）相对于设在所述夹具内部的所述直线流路（52）的内壁形成间隙（3），该间隙（3）具有给定的平均间隙量（h）；以及

加压部（40），所述加压部（40）驱动所述活塞（42），

其特征在于，

所述加压部（40）驱动所述活塞（42），使得所述活塞（42）在充填有所述作动油（2）的所述直线流路（52）中具有给定的送入速度（v），

通过使所述给定的送入速度（v）比临界送入速度（Vc）快，对所述工件（1）进行自应力加工，其中，所述临界送入速度（Vc）与所述驱动造成从所述间隙（3）漏出的所述作动油（2）的单位时间内的最大漏出流量（Qmax）相对应。

2.如权利要求1所述的自应力加工装置，其特征在于，在所述夹具（51）中设有与所述直线流路（52）连通的空气排除通路（53）。

3.如权利要求2所述的自应力加工装置，其特征在于，在所述空气排除通路（53）中设有空气排除通路的阻止栓（54）。

4.如权利要求1至3中任一项所述的自应力加工装置，其特征在于，所述密封部（55）通过将密封体（55’）在所述工件（1）的工件端部开口（14）和所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）之间无间隙地抵接而密封，连通孔（55’’）贯通所述密封体（55’）。

5.如权利要求4所述的自应力加工装置，其特征在于，所述密封体（55’）以金属或合成树脂形成。

6.如权利要求1至3中任一项所述的自应力加工装置，其特征在于，所述密封部（55）将所述工件（1）的工件端部开口（14）和所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）无间隙地抵接或连结而密封。

7.如权利要求6所述的自应力加工装置，其特征在于，在所述工件（1）的工件端部开口（14）或所述夹具（51）的直线流路（52）的连结端部开口（52’）中的一方或双方上设有O型环、圆环突起、锥形面或螺纹。