DE102018101018A1

DE102018101018A1 - Fluiddurchgangsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102018101018A1
Application number: DE102018101018.4A
Authority: DE
Inventors: Masashi Nakano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2038-01-19
Also published as: DE102018101018B4; JP2018168794A; JP6794900B2; US20180283337A1; US10920725B2

Abstract

Eine Fluiddurchgangsvorrichtung, welche einen Durchgang für strömendes Hochdruckfluid eines vorbestimmten oder höheren Drucks aufweist, weist einen Sackbohrungszylinder (10) aus einem Metall auf, welcher darin einen geschlossenen Durchgang (21a) und einen Zweigdurchgang (32a) aufweist. Der geschlossene Durchgang (21a) ist geformt, um sich gerade in einer vorbestimmten Richtung zu erstrecken und hat ein geschlossenes oberes Ende, und der Zweigdurchgang (32a) ist von dem geschlossenen Durchgang (21a) abgezweigt. Ein oberer Endteil des geschlossenen Durchgangs (21a) an seiner geschlossenen Seite ist durch eine Deckenwandoberfläche (22), welche rechtwinklig zu der vorbestimmten Richtung ist, eine Durchgangswandoberfläche (21), welche parallel zu der vorbestimmten Richtung ist, und eine Verbindungswandoberfläche (23), welche die Deckenwandoberfläche (22) und die Durchgangswandoberfläche (23) verbindet, begrenzt. Die Verbindungswandoberfläche (23) ist geformt, um sich in einer Richtung zu krümmen, um den geschlossenen Durchgang (21a) zu erweitern.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluiddurchgangsvorrichtung bzw. Fluiddurchflussvorrichtung, welche einen Durchgang für strömendes Fluid hat, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
HINTERGRUND
Als eine Fluiddurchgangsvorrichtung, welche einen Hauptdurchgang für strömendes Fluid und einen Körper hat, in welchem ein Zweigdurchgang, welcher von dem Hauptdurchgang abgezweigt ist, in seinem Metallmaterial gebildet ist, werden eine gemeinsame Kraftstoffleitung bzw. Common Rail, eine Kraftstoffpumpe, ein Kraftstoffeinspritzventil und dergleichen, welche für eine Maschine mit interner Verbrennung genutzt werden, genutzt. In der Fluiddurchgangsvorrichtung dieser Art konzentriert sich, da Hochdruck auf eine Durchgangswand ausgeübt wird, eine Belastung an einem Eckteil, an welchem sich der Hauptdurchgang und der Zweigdurchgang kreuzen. Es ist demnach wahrscheinlich, dass ein Kreuzungsteil beschädigt wird, beispielsweise der Eckteil abbricht bzw. abplatzt. Um diesem möglichen Problem zu begegnen, schlägt das Patentdokument JP 2001-200773 A vor, Kugelstrahlen bzw. Verfestigungsstrahlen dadurch durchzuführen, dass verursacht wird, dass Strahlmaterialien mit dem Kreuzungsteil nach einem Bohren von Löchern bzw. Bohrungen in dem Hauptdurchgang und dem Zweigdurchgang kollidieren, wodurch eine Zugspannung beseitigt wird und eine verbleibende Druckspannung auf den Kreuzungsteil ausgeübt wird.
Insbesondere wird nach dem Bohren einer Durchgangsbohrung als dem Hauptdurchgang eine Einspritzdüse von einem von offenen Enden der Durchgangsbohrung eingeführt und ein Reflexionselement wird getrennt von dem anderen offenen Ende der Durchgangsbohrung eingeführt. Die Einspritzdüse ist zum Einspritzen des Strahlmaterials in eine Durchgangsbohrungsrichtung. An einem oberen Ende des Reflexionsmaterials ist eine Reflexionsoberfläche zum Rückprallen der Strahlmaterialien, welche von der Einspritzdüse eingespritzt bzw. eingedüst werden, in einer rechtwinkligen Richtung gebildet. Durch ein Positionieren des Reflexionselements an einer Position, so dass die Reflexionsoberfläche dem Kreuzungsteil zugewandt ist, werden die Strahlmaterialien veranlasst, mit dem Kreuzungsteil zu kollidieren, um dadurch die verbleibende Druckspannung auszuüben.
Auch in dem Fall, dass ein oberes Ende des Hauptdurchgangs, welches für die Fluiddurchgangsvorrichtung benötigt wird, in einer geschlossenen Form ist, ist es eine allgemeine Praxis, die Durchgangsbohrung zuerst durch ein Bohren zu bilden, um eine Einführung des Reflexionselements zu erlauben und das andere offene Ende der Durchgangsbohrung nach dem Kugelstrahlen zu verschließen.
Gemäß dem herkömmlichen Herstellungsverfahren, welches obenstehend beschrieben ist, muss jedoch das Reflexionsmaterial häufig ersetzt werden, da die Reflexionsoberfläche in Kürze abgenutzt ist. Für eine Massenherstellung der Fluiddurchgangsvorrichtung ist die Produktivität des herkömmlichen Herstellungsverfahrens niedrig aufgrund von oftmaligen Ersetzungen von abgenutzten Elementen wie beispielsweise Reflexionsmaterial.
Der Erfinder studierte ein Herstellungsverfahren, welches kein Reflexionsmaterial benötigt durch ein Verwenden einer Injektionsdüse, welche in der Lage zum Einspritzen in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung einer Durchgangsbohrung ist. Die Einspritzdüse dieses Typs ist strukturiert, um eine Reflexionsoberfläche zu haben, welche die Einspritzung durch ein Reflektieren von Strahlmaterialien, welche in die Richtung der Durchgangsbohrung eingespritzt werden, ändert. Obwohl diese Struktur das Reflexionsmaterial nicht benötigt, ist am Ende der Verschleiß bzw. die Abnutzung der Reflexionsoberfläche, welche in der Einspritzdüse vorgesehen ist, nicht verhindert. Da die Einspritzdüse ersetzt werden muss, wenn der Verschleiß voranschreitet, ist es nicht ausreichend, einer niedrigen Produktivität entgegenzuwirken.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung adressiert das Problem, welches obenstehend beschrieben ist, und hat eine Aufgabe, eine Fluiddurchgangsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen derselben vorzusehen, welche eine Ersetzung eines abgenutzten Teils verringern.
Gemäß einem Aspekt weist eine Fluiddurchgangsvorrichtung, welche einen Durchgang für strömendes Fluid aufweist, einen Metallkörper auf, welcher darin einen geschlossenen Durchgang aufweist, welcher geformt ist, um sich gerade in einer vorbestimmten Richtung zu erstrecken und ein geschlossenes oberes Ende hat, und einen Zweigdurchgang, welcher von dem geschlossenen Durchgang abgezweigt ist. Ein oberer Endteil des geschlossenen Durchgangs an einer geschlossenen Seite ist durch eine Deckenwandoberfläche, welche rechtwinklig zu der vorbestimmten Richtung ist, eine Durchgangswandoberfläche, welche parallel zu der vorbestimmten Richtung ist und eine Verbindungswandoberfläche begrenzt, welche die Deckenwandoberfläche und die Durchgangswandoberfläche verbindet. Die Verbindungswandoberfläche ist geformt, um sich in einer Richtung zu krümmen, um den verschlossenen Durchgang zu erweitern.
Gemäß der Fluiddurchgangsvorrichtung, welche obenstehend beschrieben ist, ist die Verbindungswandoberfläche, welche die Deckenwandoberfläche und die Durchgangswandoberfläche der oberen Endwandoberfläche verbindet, welche den oberen Endteil der geschlossenen Seite des geschlossenen Durchgangs bildet, in der Richtung gekrümmt, um den geschlossenen Durchgang zu erweitern. Mit dieser Konfiguration wird eine verbleibende Druckspannung ausgeübt durch ein Einspritzen bzw. Eindüsen von Strahlmaterialien, um mit einem Kreuzungsteil zu kollidieren, an welchem sich die Wandoberfläche des geschlossenen Durchtritts und die Wandoberfläche des Zweigdurchgangs kreuzen, d.h. dem Kreuzungsteil (Eckteil) zwischen dem geschlossenen Durchgang und dem Zweigdurchgang, welcher wahrscheinlich durch eine Belastungskonzentration beschädigt wird, und zwar in der folgenden Art und Weise. Das heißt, dass durch ein Einführen einer Einspritzdüse von der Öffnung des geschlossenen Durchgangs und ein Einspritzen der Strahlmaterialien von der Einspritzdüse in der vorbestimmten Richtung die eingespritzten Strahlmaterialien nicht nur mit dem Kreuzungsteil nach einem Reflektieren auf der Deckenwandoberfläche kollidieren sondern auch mit dem Kreuzungsteil nach dem Reflektieren auf der Verbindungswandoberfläche kollidieren. Als ein Ergebnis muss, da der Körper gebildet ist, um die Funktion der Reflexion zu haben, was herkömmlicherweise durch ein Reflexionselement erreicht wird, das herkömmliche Reflexionselement nicht vorgesehen werden und abgenutzte Elemente müssen nicht häufig ersetzt werden.
In dem anderen Aspekt weist ein Verfahren zum Herstellen einer Fluiddurchgangsvorrichtung einen Bohrschritt, einen Strahlvorbereitungsschritt und einen Strahlschritt auf. Der Bohrschritt bildet einen geschlossenen Durchgang durch ein Bohren einer Bohrung in einen Körper an einem Teil, welcher dem geschlossenen Durchgang entspricht ohne ein Durchdringen. Der Strahlvorbereitungsschritt führt in dem geschlossenen Durchgang eine Einspritzdüse ein, welche eine Einspritzöffnung zum Einspritzen von Strahlmaterialien hat, und zwar nach dem Bohrschritt. Der Strahlschritt spritzt die Strahlmaterialien von der Einspritzöffnung in einer Richtung der Einführung nach dem Strahlvorbereitungsschritt ein. Der Strahlvorbereitungsschritt platziert die Einspritzöffnung an einer Position näher als ein Zweigdurchgang in der Richtung der Einführung und der Strahlschritt spritzt die Strahlmaterialien ein, um mit einem Kreuzungsteil zu kollidieren, an welchem eine Wandoberfläche des geschlossenen Durchgangs und eine Wandoberfläche des Zweigdurchgangs sich kreuzen, nach einem Reflektiert-Werden an einer oberen Endwandoberfläche, welche einen oberen Endteil einer geschlossenen Seite des geschlossenen Durchgangs bildet.
Gemäß dem anderen Aspekt werden für die Kollision der Strahlmaterialien gegen den Kreuzungsteil, an welchem sich die Wandoberfläche des geschlossenen Durchgangs und die Wandoberfläche des Zweigdurchgangs kreuzen, das heißt den Eckteil, welcher wahrscheinlich durch eine Belastungskonzentration beschädigt wird, die Strahlmaterialien eingespritzt, um auf der oberen Endwandoberfläche des Körpers vor der Kollision reflektiert zu werden. Als ein Ergebnis muss, da der Körper gebildet ist, um die Reflexionsfunktion zu haben, welche herkömmlicherweise durch ein separates Reflexionselement erreicht wird, das herkömmliche Reflexionselement nicht vorgesehen sein und abgenutzte Elemente müssen nicht häufig ersetzt werden.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, welche eine Fluiddurchgangsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang einer Linie II-II in 1;
3 ist ein Flussdiagramm, welches Prozesse eines Verfahrens zum Herstellen der Fluiddurchgangsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine diagrammatische Ansicht, welche eine Bohrung zeigt, welche in einem Bohrprozess in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
5 ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand eines Einspritzens von Strahlmaterialien in der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine schematische Ansicht, welche einen Reflexionspfad der Strahlmaterialien in der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Schnittansicht, welche einen Bereich zeigt, welcher Kugelstrahlen bzw. Verfestigungsstrahlen in der ersten Ausführungsform benötigt;
8 ist eine Veranschaulichung, welche ein Simulationsergebnis einer Beziehung zwischen einer Kollisionswahrscheinlichkeit des Strahlmaterials mit einem Kreuzungsteil zeigt;
9 ist eine Schnittansicht, welche eine Fluiddurchgangsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
10 ist eine Schnittansicht, welche eine Fluiddurchgangsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Fluiddurchgangsvorrichtung und ein Herstellungsverfahren für dieselbe werden untenstehend unter Bezugnahme auf mehrere Ausführungsformen, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, beschrieben werden. In jeder Ausführungsform werden eine gleiche Struktur und ein gleiches Verfahren, welche in vorangehenden Ausführungsformen beschrieben sind, mit demselben Bezugszeichen zur Vereinfachung der Beschreibung bezeichnet werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine Fluiddurchgangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wird auf eine Hochdruckkraftstoffpumpe, welche in einem Fahrzeug montiert ist, angewandt. Die Hochdruckkraftstoffpumpe beaufschlagt Kraftstoff bis zu einem vorbestimmten Druck oder einem höheren Druck mit Druck und führt den Hochdruckkraftstoff (Fluid) einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (Common Rail) zu. Die gemeinsame Kraftstoffleitung sammelt den Hochdruckkraftstoff, welcher von der Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführt wird, an und verteilt den Hochdruckkraftstoff zu einer mehrfachen Anzahl von Kraftstoffeinspritzventilen. Das Kraftstoffeinspritzventil spritzt den verteilten Hochdruckkraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Maschine mit interner Verbrennung ein. Die Hochdruckkraftstoffpumpe hat einen Sackbohrungszylinder 10, welcher in 1 gezeigt ist, und einen Kolben, welcher nicht gezeigt ist, um Niedrigdruckkraftstoff, welcher in den Sackbohrungszylinder 10 strömt, durch den Kolben mit Druck zu beaufschlagen und führt den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff der gemeinsamen Kraftstoffleitung zu.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Sackbohrungszylinder 10 eine Metallkomponente bzw. ein Metallbestandteil, welcher ein Zylinderteil 20 und einen Abführteil 30 hat. Der Zylinderteil 20 und der Abführteil 30 sind integral durch ein Bearbeiten eines Metallblocks gebildet. Der Sackbohrungszylinder 10 ist ein Metallkörper, in welchem ein geschlossener Durchgang 21a, welcher später beschrieben wird, und ein Abzweigdurchgang 31a, 32a gebildet sind. In dem Zylinderteil 20 wird der Kraftstoff durch den Kolben mit Druck beaufschlagt, welcher nicht gezeigt ist, und der Hochdruckkraftstoff, welcher in dem Zylinderteil 20 mit Druck beaufschlagt wird, wird von Abführteil 30 abgeführt.
Innerhalb des Zylinderteils 20 ist ein geschlossener Durchgang 21a in einer Form geformt, welche sich gerade in einer vorbestimmten Richtung (Oben-Unten-Richtung in 1) erstreckt und an seinem oberen Ende (obere Seite in 1) geschlossen ist. Der geschlossene Durchgang 21a hat eine kreisförmige Form im Querschnitt. Die vorbestimmte Richtung ist eine Richtung der Elongation bzw. Längung, in welcher sich eine Mittellinie C1 des geschlossenen Durchgangs 21a erstreckt. Eine Öffnung 21b des geschlossenen Durchgangs 21a, welche an einer Endoberfläche des Zylinderteils 20 platziert ist, ist in einer kreisförmigen Form, wenn in der Richtung der Mittellinie C1 (von der Bodenseite in 1) betrachtet. Ein Teil des Zylinderteils 20, welcher die Öffnung 21b bildet, ist in einer zylindrischen Form, welche sich longitudinal in Richtung der Mittellinie C1 erstreckt. Eine Mittellinie des Zylinderteils 20 und die Mittellinie C1 des geschlossenen Durchgangs 21a fallen zusammen.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, wird inmitten einer Wandoberfläche, welche einen oberen Endteil der geschlossenen Seite des geschlossenen Durchgangs 21a bildet, auf eine Oberfläche rechtwinklig zu der Richtung der Mittellinie C1 (vorbestimmte Richtung) des geschlossenen Durchgangs 21a Bezug genommen als eine Deckenwandoberfläche 22 und auf eine Oberfläche parallel zu der Richtung der Mittellinie C1 wird Bezug genommen als eine Durchgangswandoberfläche 21. Die Durchgangswandoberfläche 21, die Deckenwandoberfläche 22 und eine Verbindungswandoberfläche 23 sind aus einem Metall integral durch Bearbeiten gebildet. Auf eine Oberfläche, welche die Deckenwandoberfläche 22 und die Durchgangswandoberfläche 21 verbindet wird Bezug genommen als die Verbindungswandoberfläche 23. In 2 zeigt das Bezugszeichen A1 einen Bereich der Durchgangswandoberfläche 21 an, Bezugszeichen A2 zeigt einen Bereich der Deckenwandoberfläche 22 an und Bezugszeichen A3 zeigt einen Bereich der Verbindungswandoberfläche 23 an.
Die Durchgangswandoberfläche 21 ist eine ringförmige Umfangsoberfläche mit ihrer Mitte auf der Mittellinie C1 und in einer ringförmigen Ringform, wenn in der Richtung der Mittellinie C1 betrachtet. Die Deckenwandoberfläche 22 ist eine flache Oberfläche, welche sich rechtwinklig relativ zu der Mittellinie C1 erstreckt und in einer kreisförmigen Form, wenn in der Richtung der Mittellinie C1 betrachtet. Die Verbindungswandoberfläche 23 erstreckt sich ringförmig mit ihrer Mitte auf der Mittellinie C1 und ist in einer Form, welche in einer Richtung gekrümmt ist, um den geschlossenen Durchgang 21a zu erweitern. Das heißt, dass die Verbindungswandoberfläche 23 in einer bogenförmigen Form ist, gekrümmt in einer radial nach außen gerichteten Richtung in einer Schnittansicht, welche die Mittellinie C1 einschließt. Die Verbindungswandoberfläche 23 ist demnach in einer konvexen Form in der radial nach außen gerichteten Richtung.
In der ersten Ausführungsform wird auf die Wandoberfläche, welche den oberen Endteil der geschlossen Seite des geschlossenen Durchgangs 21a bildet, Bezug genommen als eine obere Endwandoberfläche 20a. Die obere Endwandoberfläche 20a weist wenigstens die Deckenwandoberfläche 22 und die Verbindungswandoberfläche 23 auf. Der Durchmesser des geschlossenen Durchgangs 21a ist einheitlich in dem Bereich der Durchgangswandoberfläche 21, angezeigt durch das Bezugszeichen A1 und wird schrittweise in der Richtung zu der Deckenwandoberfläche 22 in dem Bereich der Verbindungswandoberfläche 23 verringert, angezeigt durch das Bezugszeichen A3.
Innerhalb des Abführteils 30 sind Zweigdurchgänge 31a und 32a gebildet, um von dem geschlossenen Durchgang 21a abzuzweigen. Eine Richtung einer Mittellinie C2 der Zweigdurchgänge 31a und 32a ist rechtwinklig zu der Richtung der Mittellinie C1 (vorbestimmte Richtung). Die Zweigdurchgänge 31a und 32a sind in einer kreisförmigen Form im Querschnitt. Eine Öffnung 31b des Zweigdurchgangs 31a, welcher an der Endoberfläche des Abführteils 30 platziert ist, ist kreisförmig, wenn sie in der Richtung der Mittellinie C2 (von der rechten Seite in 1) betrachtet wird. Ein Teil des Abführteils 30, welcher die Öffnung 31b bildet, ist in einer zylindrischen Form, welche sich in der Richtung der Mittellinie C2 erstreckt. Aufgrund des Kreuzens der Mittellinie C2 der Zweigdurchgänge 31a und 32a und der Mittellinie C1 des geschlossenen Durchgangs 21a unter einem rechten Winkel (90°), ist eine Kommunikationsöffnung 32b der Zweigdurchgänge 31a und 32a, welche mit dem geschlossenen Durchgang 21a kommuniziert, in einer kreisförmigen Form, wenn in der Richtung der Mittellinie C2 betrachtet.
Die Kommunikationsöffnung 32b ist im Durchmesser kleiner als die Öffnung 31b, welche in einer Endoberfläche des Abführteils 30 gebildet ist. In den Zweigdurchgängen 31a und 32a wird auf einen Teil, welcher die Kommunikationsöffnung 32b aufweist, Bezug genommen als Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers und auf einen Teil, welcher die Öffnung 31b aufweist, wird Bezug genommen als ein Durchgang 31a großen Durchmessers. Ein Durchgangsdurchmesser des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers ist eingestellt, um kleiner zu sein als derjenige des Zweigdurchgangs 31a großen Durchmessers. Auf eine Wandoberfläche, welche den Zweigdurchgang 31a großen Durchmessers bildet, wird Bezug genommen als eine Wandoberfläche 31 großen Durchmessers und auf eine Wandoberfläche, welche den Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers bildet, wird Bezug genommen als eine Wandoberfläche 32 kleinen Durchmessers. Die Kommunikationsöffnung 32b ist in der Durchgangswandoberfläche 21 gebildet. Um detaillierter zu sein, ist ein gesamter Teil der Kommunikationsöffnung 32b in der Durchgangswandoberfläche 21 platziert. Das heißt, dass der gesamte Teil der Verbindungswandoberfläche 23 an einer Seite (obere Seite in 1 und 2) der Deckenwandoberfläche 22 relativ zu der Kommunikationsöffnung 32b platziert ist.
Inmitten des Sackbohrungszylinders 10 (Körper) wird auf einen Teil, an welchem die Durchgangswandoberfläche 21 des geschlossenen Durchgangs 21a und die Wandoberfläche 32 kleinen Durchmessers des Zweigdurchgangs 32a sich kreuzen, als ein Kreuzungsteil bzw. kreuzender Teil 11 Bezug genommen. Der Kreuzungsteil 11 ist ein Teil, welcher um die Kommunikationsöffnung 32b herum ist. In dem Kreuzungsteil 11 ist ein Teil (Eckteil) benachbart zu der Kommunikationsöffnung 32b in einer Form eines rechten Winkels wie in der Schnittansicht gezeigt ist, welche in 1 gezeigt ist. Der Kreuzungsteil 11 wird durch Kugelstrahlen bzw. Verfestigungsstrahlen bearbeitet, wie später beschrieben wird, so dass die Zugspannung beseitigt wird und die verbleibende Druckspannung ausgeübt wird.
Ein Herstellungsprozess des Sackbohrungszylinders 10 (Fluiddurchgangsvorrichtung), welcher in der Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist, wird als nächstes unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
Zuerst wird ein metallisches Produkt durch ein Bearbeiten einer äußeren Oberfläche eines Metallbasismaterials vorgesehen. Dieses Metallprodukt hat den geschlossenen Durchgang 21a nicht und in diesem Stadium auch nicht die Zweigdurchgänge 31a und 32a. Bei Schritt S10 (Bohrprozess), welcher in 3 gezeigt ist, wird der geschlossene Durchgang 21a durch Bohren (drill-boring) einer Bohrung in das Metallprodukt gebildet.
In dem Bohrprozess bei Schritt S10 wird, wie in 4 gezeigt ist, eine Pilotbohrung 210a an einem Ort, welcher dem geschlossenen Durchgang 21a des Körpers entspricht, bei Schritt S11 durch eine Pilotbohrungs-Bohrung 51 gebildet. Das Bohren ist beschränkt, so dass die Pilotbohrungs-Bohrung 51 den Körper nicht durchdringt. Beim nächsten Schritt S12 wird die Pilotbohrung 210a auf einen erwünschten Durchmesser durch eine Grobfertigstellungsbohrung 52 gebohrt. Beim nächsten Schritt S13 wird die Verbindungswandoberfläche 23 auf einen gewünschten Krümmungsradius durch eine obere End-R-Bearbeitungsbohrung (top end R-machining drill) gebildet.
Nach dem Bohren des geschlossenen Durchgangs 21a bei Schritt S10 werden die Zweigdurchgänge 31a und 32a durch ein Bohren von Bohrungen in dem Metallprodukt, in welchem der geschlossene Durchgang 21a gebildet ist, bei Schritt S20 gebildet. Genauer wird die Pilotbohrung zuerst durch die Pilotbohrungs-Bohrung an einem Ort gebohrt, welcher den Zweigdurchgängen 31a und 32a des Körpers entspricht. Dann wird der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers durch eine Bohrung kleinen Durchmessers gebildet und nachfolgend wird der Zweigdurchgang 31a großen Durchmessers durch einen Zweigdurchgang 32a großen Durchmessers gebildet.
Bei Schritt S20 wird nach dem Bohren der Zweigdurchgänge 31a und 32a ein Kugelstrahlen an dem Kreuzungsteil 11 des Körpers, das heißt an dem Teil, an welchem die verbleibende Druckspannung anzuwenden ist, bei dem folgenden Schritt S30 durchgeführt. Genauer wird bei Schritt S31 (Strahlvorbereitungsprozess) eine Einspritzdüse 60, welche in 5 gezeigt ist, in den geschlossenen Durchgang 21a von der Öffnung 21b (Bodenseite in 1) eingeführt. Die Einspritzdüse 60 ist eine Verrohrung, welche Strahlmaterialien 90 wie beispielsweise Glaskugel bzw. Glasperlen einspritzt. Die Einspritzdüse 60 ist innerhalb eines Strahldurchgangs 61 zum Zuführen der Strahlmaterialien 90 gebildet. Die Strahlmaterialien 90 werden von einer Einspritzöffnung 62, welche ein offenes Ende eines Strahldurchgangs 61 ist, eingespritzt.
Die Einspritzdüse 60 ist in einer Position platziert, so dass eine Mittellinie C3 der Einspritzdüse 60 mit der Mittellinie C1 zusammenfällt. Die Einspritzdüse 60 ist positioniert, so dass die Einspritzöffnung 62 an einer vorderen Seite (Seite der Öffnung 21b) der Kommunikationsöffnung 32b platziert ist und der Deckenwandoberfläche 22 zugewandt ist. Nach einem demgemäßen Positionieren der Einspritzdüse 60 werden die Strahlmaterialien 90 von der Einspritzöffnung 62 beim nächsten Schritt S32 (Strahlprozess) eingespritzt.
Wie in 6 gezeigt ist, werden die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, an der Deckenwandoberfläche 22 und der Verbindungswandoberfläche 23 (obere Endwandoberfläche 20a) reflektiert und kollidieren dann mit einer Reformieroberfläche 11a, welche die Durchgangswandoberfläche 21 in dem Kreuzungsteil 11 des Körpers bildet. In 7 entspricht ein Teil, welcher durch Punkte angezeigt ist, der Reformieroberfläche 11a, mit welcher die Strahlmaterialien 90 kollidieren.
Ein Pfad Y1, welcher durch eine durchgezogene Linie in 6 angezeigt ist, zeigt einen Pfad an, entlang welchem die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren nachdem sie mit der Deckenwandoberfläche 22 kollidiert sind. Ein Pfad Y2, welcher durch eine gepunktete Linie in 6 angezeigt ist, zeigt einen Pfad an, entlang welchem die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren, nachdem sie mit der Verbindungswandoberfläche 23 und dann der Deckenwandoberfläche 22 kollidiert sind. Ein Pfad Y3, welcher durch eine eingepunktete Strichpunktlinie in 6 angezeigt ist, zeigt einen Pfad an, entlang welchem die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren, nachdem sie mit der Verbindungswandoberfläche 23 kollidiert sind. Die Pfade Y1 und Y3 zeigen Beispiele von Kollisionen mit der Reformieroberfläche 11a nach einer Reflexion an der oberen Endoberfläche 20a. Der Pfad Y2 zeigt ein Beispiel einer Kollision an der Reformieroberfläche 11a nach zwei Reflexionen an der oberen Endwandoberfläche 20a.
Es ist bevorzugt, dass die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, welche nicht mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren, so wenig wie möglich sind. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Anzahl von Malen von Reflexionen der Strahlmaterialien 90 an der oberen Endwandoberfläche 20a zweimal oder kleiner auch in dem Fall der Kollision an der Reformieroberfläche 11a ist. Das heißt, dass es bevorzugt ist, dass so viel wie möglich Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren nach einer Anzahl von zwei oder kleiner von Malen von Reflexionen. Zum Erreichen des bevorzugten Kollisionszustands werden verschiedene Abmaße wie folgt eingestellt.
Wie in 6 und in 7 gezeigt ist, ist der geschlossene Durchgang 21a eingestellt, um einen Durchmesser Da zu haben, der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers (Zweigdurchgang) ist eingestellt, um einen Durchmesser D zu haben und die Verbindungswandoberfläche 23 ist eingestellt, um einen Krümmungsradius R zu haben. Eine Länge in der vorbestimmten Richtung (in der Richtung der Mittellinie C1) von dem Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers zu der Deckenwandoberfläche 32 ist auf H eingestellt. Genauer ist die Länge in der vorbestimmten Richtung von dem Endteil der Kommunikationsöffnung 32 auf der Seite der Deckenwandoberfläche 22 gleich H. Eine Länge in der vorbestimmten Richtung von dem Zweigdurchgang 32a zu der Einspritzdüse 60 ist auf Ha eingestellt. Insbesondere ist die Länge in der vorbestimmten Richtung von dem Endteil der Kommunikationsöffnung 32b auf der Seite der Einspritzdüse 60 zu der Einspritzöffnung 62 auf Ha eingestellt. Das heißt, dass die Einspritzdüse 60 mit ihrer Einspritzöffnung 62 nahe zu der Öffnung 21b mit der Länge Ha von der Kommunikationsöffnung 32a positioniert ist.
Es wurde durch den vorliegenden Erfinder eine Simulation hinsichtlich Änderungen der Wahrscheinlichkeit der Kollision auf der Reformieroberfläche 11a in zwei oder einer kleineren Anzahl von Reflexionsänderungen unter Variationen von fünf Parametern Da, D, R, H und Ha, welche obenstehend beschrieben sind, durchgeführt. 8 zeigt ein Simulationsergebnis, welches eine Beziehung zwischen der Kollisionswahrscheinlichkeit (%) der Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a in zwei oder einer kleineren Anzahl von Reflexionen anzeigt.
In dieser Simulation werden dreiundzwanzig Kombinationen der Parameter Nr. 1 bis Nr. 23 eingestellt und die Wahrscheinlichkeit wird für jede Kombination von fünf Parametern berechnet. Jeder Parameterwert in dreiundzwanzig Kombinationen von Parametern wird basierend auf DOE (Design von Experimenten=design of experiments=DOE) bestimmt.
Beispielsweise sind die Parameterwerte in der Kombination Nr. 8 in 8 R=0,5 mm, H=3,2 mm, Da=6,42 mm, D=1 mm und Ha=3 mm. Unter dieser beispielhaften Bedingung ist inmitten 100 Schüssen, welche unter einem einheitlichen Winkelintervall eingespritzt werden, die Anzahl der Kollisionen der Einspritzmaterialien bzw. Schussmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a ohne Reflexion (keine Reflexion) an einer beliebigen Wandoberfläche zwei, die Anzahl von Kollisionen der Einspritzmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a nach einer Reflexion an der oberen Endwandoberfläche 20a ist sechs und die Anzahl von Kollisionen der Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a nach zwei Reflexionen an der oberen Endwandoberfläche 20a ist elf. Aus diesem Grund ist die Anzahl von Strahlmaterialien 90, welche mit der Reformieroberfläche 11a nach zwei oder einer kleineren Anzahl von Reflexionen kollidieren, neunzehn aus einhundert. Das heißt, dass die Wahrscheinlichkeit der Kollision auf der Reformieroberfläche 11a nach zwei oder einer kleineren Anzahl von Reflexionen 19 % ist. Jede Wahrscheinlichkeit von dreiundzwanzig Kombinationen, welche in derselben Art und Weise berechnet ist wie obenstehend beschrieben, ist in der am weitesten rechts gelegenen Spalte in der Tabelle, welche in 8 gezeigt ist, angezeigt.
Als nächstes wird eine Beziehung zwischen den fünf Parametern und der Wahrscheinlichkeit basierend auf dem Simulationsergebnis, welches in 8 gezeigt ist, berechnet. Beispielsweise wird, basierend auf RSM (Antwortoberflächemethodik = response surface methodology) eine Kombination von Parameterwerten gesucht, welche zu einem maximalen Wert der Wahrscheinlichkeit (maximale Wahrscheinlichkeit) führt. Dann wird ein Bereich von Parameterwerten, welche die Parameterwerte aufweisen, welche zu der maximalen Wahrscheinlichkeit, welche obenstehend beschrieben ist, führen, und zu einer Wahrscheinlichkeit von 95 % oder einem höheren Prozentsatz der maximalen Wahrscheinlichkeit führt, bestimmt. Das Folgende ist basierend auf diesem Berechnungsergebnis beschrieben. Das heißt, dass durch ein Einstellen von vier Parametern Da, D, R und H, um die Bedingungen der Gleichung 1, Gleichung 2 und Gleichung 3 zu erfüllen, es möglich ist, eine hohe Wahrscheinlichkeit (Kollisionswahrscheinlichkeit) zu erreichen, welche gleich oder höher als 95 % der maximalen Wahrscheinlichkeit ist. Diese Schlussfolgerung beruht auf einer Annahme, dass Ha in einem Bereich von 0 mm bis 3 mm eingestellt ist. $f1 (D, Da, R) = (0,019 \times Da - 0,0050 \times D + 0,077) \times R + (0,16 \times Da - 0,68 \times D + 0,70)$
$f2 (D, Da, R) = (- 0,018 \times Da+ 0,011 \times D + 0,35) \times R + (0,16 \times Da - 0,49 \times D + 1,6)$
$f1 (D,Da, R) \leq H \leq f2 (D, Da, R)$
In Zusammenfassung ist f1 (D, Da, R) der Gleichung 1 eine Funktion, welche einen unteren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als den Parametern bestimmt. f2 (D, Da, R) der Gleichung 2 ist eine Funktion, welche einen höheren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als den Parametern bestimmt. Es ist durch den Erfinder bestätigt, dass die Gleichungen 1 bis 3 für drei Muster von Ha=1, Ha=1,5 und Ha=3 angemessen sind.
Es ist in hohem Maße wahrscheinlich, dass ein Winkel Θ der Streuung (angle Θ of diffusion) (es sei Bezug genommen auf 5) der Strahlmaterialien, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, faktisch in einem Bereich von 90° bis 120° ist und demnach wird in der Simulation, welche obenstehend beschrieben ist, angenommen, dass der Streuwinkel Θ 120° ist. Es wird durch den Erfinder bestätigt, dass die Gleichungen 1 bis 3 nach wie vor angemessen sind, sofern der Streuwinkel Θ in einem Bereich von 90° bis 120° ist, auch in dem Fall, dass er anders ist als 120°.
In Hinsicht auf den Punkt, welcher obenstehend beschrieben ist, wird die Einspritzdüse 60 bei Schritt S31 positioniert, so dass Ha innerhalb des Bereiches von 0 mm bis 3 mm ist, und die Strahlmaterialien 90 werden bei Schritt S32 eingespritzt, so dass der Streuwinkel Θ in dem Bereich 90° bis 120° ist. Als ein Ergebnis wird erwartet, dass die Strahlmaterialien 90, welche von der Öffnung 62 eingespritzt werden, mit der Reformieroberfläche 11a mit einer Wahrscheinlichkeit der Kollision kollidieren, welche gleich oder höher 95 % der maximalen Wahrscheinlichkeit ist.
In der Simulation, welche obenstehend beschrieben ist, wird überprüft, ob die Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a kollidieren, basierend auf einer Annahme, dass die Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a in einem Fall kollidieren, dass die Strahlmaterialien 90 mit einer Fläche kollidieren, welche breiter ist als die Kommunikationsöffnung 23b, und zwar um 1 mm in der radialen Richtung der Kommunikationsöffnung 32b. Im Fall, dass die verbreiterte Fläche größer als 1 mm ist, wird die Wahrscheinlichkeit der Kollision weiter erhöht. Aus diesem Grund wird angenommen, dass die verbreiterte Fläche in der Simulation, welche obenstehend beschrieben ist, gleich 1 mm oder mehr ist.
Im Fall, dass H eingestellt ist, um kleiner zu sein als der untere Grenzwert f1 (D, Da, R) nimmt die Anzahl der Strahlmaterialien 90, welche mit der Reformieroberfläche 11a entlang des Pfades Y2, welcher in 6 gezeigt ist, kollidieren ab und die Wahrscheinlichkeit der Kollision auf der Reformieroberfläche 11a nimmt entsprechend ab. Im Fall, dass H eingestellt ist, um größer zu sein als der höhere Grenzwert f2 (D, Da, R), nimmt die Anzahl der Strahlmaterialien 90, welche im Fall kollidieren, dass H eingestellt ist, um kleiner zu sein als die untere Grenze f1 (D, Da, R), die Anzahl der Strahlmaterialien 90, welche mit der Reformieroberfläche 11a entlang des Pfades Y2, welcher in 6 gezeigt ist, kollidieren, ab, und die Wahrscheinlichkeit der Kollision mit der Reformieroberfläche 11a nimmt dementsprechend ab.
Bei Schritt S10 wird der geschlossene Durchgang 21a gebildet, so dass die Werte von Da, D, R und H alle Bedingungen der Gleichung 1, der Gleichung 2 und der Gleichung 3 erfüllen. Beispielsweise wird bei Schritt S13 die Verbindungswandoberfläche 23a gebildet, um ein optimales R zu haben durch ein Auswählen der oberen End-R-Bearbeitungsbohrung 53, welche den Wert von R (optimales R) hat, welches die Bedingungen, welche obenstehend beschrieben sind, erfüllt. Bei den Schritten S11 und S12 wird die Durchgangswandoberfläche 21 gebildet, um eine optimale Länge H in der vorbestimmten Richtung zu haben durch ein Anpassen einer Tiefe des Bohrens der Bohrung 51 und der Bohrung 52, um den Wert H zu erfüllen (optimales H), welches die Bedingungen, welche obenstehend beschrieben sind, erfüllt. Ähnlich werden der geschlossene Durchgang 21a und der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers gebohrt, so dass ein optimales Da und ein optimales D, welche die Bedingungen, welche obenstehend beschrieben sind, erfüllen, erhalten werden.
Es ist alternativ möglich, die Werte von Da und D basierend auf einer Leistung, welche für den Sackbohrungszylinder 10 benötigt wird, einzustellen, und einen Schritt des Bildens von Bohrungen (Bohrprozesse) bei den Schritten S10 und S20 durchzuführen, um die eingestellten Werte zu erreichen. In diesem Fall können zwei Parameter R und H eingestellt werden, um alle Bedingungen der Gleichung 1, der Gleichung 2 und der Gleichung 3 durch ein Substituieren des Satzes von Werten von Da und D für die Gleichung 1 und die Gleichung 2 zu erfüllen.
Wie obenstehend beschrieben ist, wird bei dem Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der geschlossene Durchgang 21a durch den Bohrschritt S10 gebildet, die Einspritzdüse 60 wird in den geschlossenen Durchgang 21a bei dem folgenden Strahlvorbereitungsschritt S31 eingeführt und die Strahlmaterialien 90 werden von der Einspritzöffnung 62 in der Einführrichtung bei dem folgenden Strahlschritt S32 eingespritzt. In dem Strahlvorbereitungsschritt S31 ist die Einspritzöffnung 62 an einer Position platziert, welche näher zu der Öffnung 21b ist als es der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers (Zweigdurchgang) in der Einführrichtung ist. In dem Strahlschritt S32 werden die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, veranlasst, an der oberen Endwandoberfläche 20a reflektiert zu werden, welche den oberen Endteil des geschlossenen Durchgangs 21a bildet, und mit dem Kreuzungsteil 11 zu kollidieren.
Demnach führt, da die Strahlmaterialien 90 veranlasst werden, mit dem Kreuzungsteil 11 (Eckteil) durch ein Reflektieren der Strahlmaterialien 90 an der oberen Endwandoberfläche 20a des Körpers zu kollidieren, der Sackbohrungszylinder 10 (Körper) die Reflexionsfunktion des herkömmlichen Reflexionselements durch, welches separat vorgesehen ist. Als ein Ergebnis muss das herkömmliche Reflexionselement nicht verwendet werden und häufige Ersetzungen von abgenutzten Teilen werden verringert.
Ferner ist bei dem Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform die Verbindungswandoberfläche 23 in der Form gekrümmt, um den geschlossenen Durchgang 21a zu erweitern. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Strahlmaterialien 90, welche an der oberen Endwandoberfläche 20a reflektiert werden, auf der Reformieroberfläche 11a mit hoher Wahrscheinlichkeit zu kollidieren im Vergleich mit einem Fall, in dem die Verbindungswandoberfläche 23 nicht geformt ist, um sich zu krümmen, beispielsweise die Verbindungswandoberfläche 23 in einer konischen Form ist, welche den Endteil der Deckenwandoberfläche 22 und den Endteil der Durchgangswandoberfläche 23 gerade verbindet.
Ferner hat die Hochdruckkraftstoffpumpe (Fluiddurchgangsvorrichtung) gemäß der ersten Ausführungsform den Metallkörper (Sackbohrungszylinder 10) innerhalb welchem der geschlossene Durchgang 21a und die Zweigdurchgänge 31a und 32a gebildet sind. Der geschlossene Durchgang 21a ist geformt, um sich gerade in der vorbestimmten Richtung zu erstrecken und an dem oberen Ende geschlossen. Die Zweigdurchgänge 31a und 32a sind von dem geschlossenen Durchgang 21a abgezweigt. Die Wandoberfläche, welche den oberen Endteil des geschlossenen Durchgangs 21a bildet, weist die Deckenwandoberfläche 22, die Durchgangswandoberfläche 21 und die Verbindungswandoberfläche 23 auf. Die Deckenwandoberfläche 22 ist rechtwinklig zu der vorbestimmten Richtung des geschlossenen Durchgangs 21a. Die Durchgangswandoberfläche 21 ist parallel zu der vorbestimmten Richtung des geschlossenen Durchgangs 21a. Die Verbindungswandoberfläche 23 ist geformt, um die Deckenwandoberfläche 22 und die Durchgangswandoberfläche 21 zu verbinden und gekrümmt, um den geschlossenen Durchgang 21a in der radial nach außen gerichteten Richtung zu erweitern.
Als ein Ergebnis ist es möglich, die verbleibende Druckspannung durch ein Kollidieren der Strahlmaterialien 90 auf dem Kreuzungsteil 11, welcher wahrscheinlich durch Belastungskonzentration beschädigt wird, in der folgenden Art und Weise auszuüben. Das heißt, dass im Fall des Einführens der Einspritzdüse 60 von der Öffnung 21b des geschlossenen Durchgangs 21a und einem Einspritzen der Strahlmaterialien 90 von der Einspritzdüse 60 in der Richtung der Mittellinie C1 (Einführrichtung) des geschlossenen Durchgangs 21a es möglich ist, die Strahlmaterialien 90 zu veranlassen, an der Verbindungswandoberfläche 23 zu reflektieren und mit dem Kreuzungsteil mit hoher Wahrscheinlichkeit zu kollidieren. Als ein Ergebnis muss, da der Körper selbst die Reflexionsfunktion des herkömmlichen Reflexionselements hat, das herkömmliche Reflexionselement nicht verwendet werden und die Ersetzung von abgenutzten Teilen wird verringert.
Weiterhin werden bei dem Herstellungsverfahren und der Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform vier Parameter H, D, Da und R eingestellt, um die Bedingungen der Gleichungen 1 bis 3, welche obenstehend beschrieben sind, zu erfüllen. Da ist der Durchmesser des geschlossenen Durchgangs 21a. D ist der Durchmesser des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers (Zweigdurchgang). R ist der Krümmungsradius der Verbindungswandoberfläche 23. H ist die Länge von der Deckenwandoberfläche 22 zu dem Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers in der Richtung der Mittellinie C1 (vorbestimmte Richtung). Die Gleichungen 1 bis 3 werden durch eine numerische Analyse abgeleitet, so dass die Strahlmaterialien 90 mit der Reformieroberfläche 11a nach einer Reflexion an der oberen Endwandoberfläche 20a mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit kollidieren.
Insbesondere werden die Bereiche von Kombinationen der Parameter H, D, Da und R numerisch analysiert, um eine hohe Kollisionswahrscheinlichkeit zu erlangen, welche gleich oder höher als 95 % der maximalen Wahrscheinlichkeit der Kollision mit der Reformieroberfläche 11a nach zwei oder einer kleineren Anzahl von Reflexionen ist. Gemäß der ersten Ausführungsform, welche die Bedingungen der Gleichungen 1 bis 3 erfüllt, ist es, da eine hohe Wahrscheinlichkeit der Kollision, welche so hoch wie 95 % oder ein höherer Prozentsatz der maximalen Wahrscheinlichkeit ist, erreicht wird, möglich, eine Zeitdauer des Kugelstrahlprozesses zu kürzen.
(Zweite Ausführungsform)
Der Sackbohrungszylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform hat nur eine Reformieroberfläche 11a, welche das Kugelstrahlen benötigt. Gemäß einer zweiten Ausführungsform jedoch sind zwei Reformieroberflächen 11a vorgesehen, wie in 9 gezeigt ist.
Insbesondere hat ein Sackbohrungszylinder 10A zwei Zweigdurchgänge (Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers) in der zweiten Ausführungsform. Die Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers sind an derselben Position in der Richtung der Einführung der Einspritzdüse 60 (Oben-Unten-Richtung in 9) platziert. Zwei Kommunikationsöffnungen 32b sind vorgesehen, um einander zugewandt zu sein. Die andere Struktur und das Herstellungsverfahren sind allgemein dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform ist jedoch unterschiedlich darin, dass die Reformieroberflächen 11a, welche an zwei Orten vorgesehen sind, einem Kugelstrahlen der Strahlmaterialien 90 unterzogen werden, welche von der Einspritzdüse 60 eingespritzt werden.
In der zweiten Ausführungsform, in welcher die Reformieroberflächen 11a an mehreren Orten vorgesehen sind, ist die Einspritzöffnung 62 an der Position platziert, welche näher zu der Position des Einführens der Einspritzdüse 60 ist als die Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers (Zweigdurchgänge) in dem Strahlvorbereitungsschritt S31. In dem Strahlschritt S32 werden die Strahlmaterialien 90, welche von deren Einspritzöffnungen 62 eingespritzt werden, veranlasst, mit den Kreuzungsteilen 11 zu kollidieren, welche an zwei Orten vorgesehen sind, nach einem Reflektieren an der oberen Endwandoberfläche 20a, welche den oberen Endteil des geschlossenen Durchgangs 21a bildet.
Zum Kollidieren der Strahlmaterialien 90 auf den Kreuzungsteilen 11 (Eckteilen), welche an zwei Orten vorgesehen sind, werden die Strahlmaterialien 90 an der oberen Endwandoberfläche 20a des Körpers zur Kollision reflektiert. Als ein Ergebnis wird durch ein Durchführen der Funktion der Reflexion, die durch das herkömmliche Reflexionselement durchgeführt wird, durch den Sackbohrungszylinder 10B (Körper) das herkömmliche Reflexionselement nicht benötigt und abgenutzte Teile müssen nicht häufig ersetzt werden.
(Dritte Ausführungsform)
In der zweiten Ausführungsform sind zwei Reformieroberflächen 11a an derselben Position in der Richtung der Einführung der Einspritzdüse (Oben-Unten-Richtung in 9) vorgesehen. In einer dritten Ausführungsform jedoch sind zwei Reformieroberflächen 11a an unterschiedlichen Positionen in der Richtung der Einführung der Einspritzdüse vorgesehen, wie in 10 gezeigt ist.
Insbesondere ist ein Sackbohrungszylinder 10C gemäß der dritten Ausführungsform mit zwei Zweigdurchgängen (Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers) vorgesehen. Die zwei Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers sind an unterschiedlichen Positionen in der Richtung der Einführung der Einspritzdüse (Oben-Unten-Richtung in 10) vorgesehen. Ein Durchmesser des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers, welcher an einer entfernten Seite in der Richtung der Einführung (obere Seite in 10) platziert ist, ist kleiner als derjenige des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers, welcher an einer nahen Seite (Bodenseite in 10) platziert ist. Das heißt, dass die Kommunikationsöffnung 32b, welche an der entfernten Seite vorgesehen ist, kleiner ist als die Kommunikationsöffnung 32b, welche an der nahen Seite vorgesehen ist. Eine Position des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers an der entfernten Seite und eine Position des Zweigdurchgangs 32a kleinen Durchmessers an der nahen Seite sind in der Umfangsrichtung dieselben. Der Durchmesser des geschlossenen Durchgangs 21a, der mit der Kommunikationsöffnung 32b der entfernten Seite kommuniziert bzw. verbunden ist, ist kleiner als derjenige des geschlossenen Durchgangs 21a, welcher mit der Kommunikationsöffnung 32b der nahen Seite kommuniziert.
Die Deckenwandoberfläche 22 ist in der Nähe des geschlossenen Durchgangs 21a der entfernten Seite in der dritten Ausführungsform platziert. Gemäß der dritten Ausführungsform sind die Durchgangswandoberfläche 21 und die Verbindungswandoberfläche 23 in dem geschlossenen Durchgang 21a der entfernten Seite vorgesehen. Die obere Endwandoberfläche 20a, welche die Durchgangswandoberfläche 21 und die Verbindungswandoberfläche 23 aufweist, ist in dem geschlossenen Durchgang 21a des geschlossenen Durchgangs 21a vorgesehen. Es wird angenommen, dass die Wandoberfläche, welche den geschlossenen Durchgang 21a der nahen Seite bildet, eine nah-seitige Durchgangswandoberfläche 21x und eine nah-seitige Verbindungsdurchgangswandoberfläche 23x hat. Die nah-seitige Durchgangswandoberfläche 21x ist parallel zu der Richtung der Einspritzdüseneinführung (Oben-Unten-Richtung in 10). Die nah-seitige Verbindungsdurchgangswandoberfläche 23x verbindet die Wandoberfläche 21 und die nah-seitige Durchgangswandoberfläche 21x. Die nah-seitige Verbindungswandoberfläche 23x ist in einer gekrümmten Form, welche den nah-seitigen geschlossenen Durchgang 21a in der radial nach außen gerichteten Richtung erweitert.
Die andere Struktur und das Herstellungsverfahren sind allgemein dieselben wie diejenigen der zweiten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform ist jedoch darin unterschiedlich, dass die Einspritzöffnung 62 näher zu der Öffnung 21b platziert ist als der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers, welcher näher zu der Öffnung 21b ist.
In der dritten Ausführungsform, in welcher die Refomieroberflächen 11a an unterschiedlichen Orten in der Richtung der Einführung platziert sind, ist die Einspritzöffnung 62 an der Position platziert, welche näher zu der Position der Einführung der Einspritzdüse 60 ist als die Zweigdurchgänge 32a kleinen Durchmessers (Zweigdurchgänge) in dem Strahlvorbereitungsschritt S31. Genauer ist die Einspritzöffnung 62 an einer Position platziert, welche näher zu der Position der Einführung ist als der Zweigdurchgang 32a kleinen Durchmessers der nahen Seite. In dem Strahlschritt S32 kollidieren die Strahlmaterialien 90, welche von der Einspritzöffnung 62 eingespritzt werden, mit den Kreuzungsteilen 11, nachdem sie an der oberen Endwandoberfläche 20a reflektiert werden, welche den oberen Endteil des geschlossenen Durchgangs 21a der entfernten Seite bildet.
Zum Kollidieren der Strahlmaterialien 90 auf den Kreuzungsteilen 11 (Eckteile), welche an zwei Orten vorgesehen sind, werden die Strahlmaterialien 90 an der oberen Endwandoberfläche 20a, der Durchgangswandoberfläche 21, der nah-seitigen Verbindungswandoberfläche 23x und der nah-seitigen Durchgangswandoberfläche 21x des Körpers zur Kollision reflektiert. Als ein Ergebnis wird durch ein Durchführen der Funktion der Reflexion, welche durch das herkömmliche Reflexionselement durchgeführt wird, durch den Sackbohrungszylinder 10B (Körper) das herkömmliche Reflexionselement nicht benötigt und abgenutzte Teile müssen nicht häufig ersetzt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Fluiddurchgangsvorrichtung und das Herstellungsverfahren derselben obenstehend beschrieben sind, sind die Fluiddurchgangsvorrichtung und das Herstellungsverfahren nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, welche obenstehend beschrieben sind, sondern können auf verschiedenen Wegen wie untenstehend beispielhaft erläutert modifiziert werden. Ohne auf die Kombinationen beschränkt zu sein, welche ausdrücklich im Detail in jeder Ausführungsform beschrieben sind, können die Ausführungsformen teilweise kombiniert werden, solange die Kombination nicht zu einer Nichtbetreibbarkeit führt.
In der ersten Ausführungsform werden die Gleichungen 1 bis 3 berechnet, um innerhalb des Parameterbereichs zu sein, welcher die Wahrscheinlichkeit von mehr als einem vorbestimmten Prozentsatz der maximalen Wahrscheinlichkeit vorsieht, und der vorbestimmte Prozentsatz ist auf 95 % eingestellt. Der vorbestimmte Prozentsatz jedoch kann eingestellt sein, um höher zu sein als 95 % oder niedriger als 95 %, beispielsweise 90 %, 85 %, 80 % und dergleichen.
In der ersten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass der Bereich von H von 0 mm bis 3,2 mm ist und der Bereich von R von 0,5 mm bis 3,2 mm ist, im Fall, dass D in dem Bereich von 1,0 mm bis 2,1 mm ist. Die vier Parameter Da, D, R und H können eingestellt sein, um die Beziehung von H > D oder H < D zusätzlich zum Erfüllen der Gleichungen 1 bis 3 zu erfüllen.
In der ersten Ausführungsform ist die Einspritzdüse 60 bei Schritt S31 positioniert, so dass Ha in dem Bereich 0 mm bis 3 mm ist und die Strahlmaterialien 90 werden bei Schritt S32 eingespritzt, so dass der Streuwinkel Θ in dem Bereich von 90° bis 120° ist. Alternativ können die Strahlmaterialien 90 eingespritzt werden durch ein Einstellen von Ha, um 3 mm oder größer sein oder durch ein Einstellen des Streuwinkels Θ, um außerhalb des Bereiches von 90° bis 120° zu sein.
In jeder Ausführungsform, welche obenstehend beschrieben ist, ist die Verbindungswandoberfläche 23 geformt, um sich zu der Richtung zu krümmen, welche den geschlossenen Durchgang 21a erweitert. Alternativ kann die Verbindungswandoberfläche 23 in einer konischen Form oder einer rechtwinkligen Form sein. In der zweiten und dritten Ausführungsform sind die Reformieroberflächen 11a, für welche das Kugelstrahlen benötigt wird, an zwei Orten vorgesehen. Alternativ können die Reformieroberflächen 11a an drei oder mehr Orten vorgesehen sein.
In der ersten Ausführungsform ist die Einspritzdüse 60 positioniert, so dass die Mittellinie C3 der Einspritzdüse 60 und die Mittellinie C1 des geschlossenen Durchgangs 21a zusammenfallen. Alternativ kann die Mittellinie C3 der Einspritzdüse 60 positioniert sein, um von der Mittellinie C1 des geschlossenen Durchgangs 21a abzuweichen.
In der zweiten Ausführungsform sind zwei Kommunikationsöffnungen 32b platziert, um einander zugewandt zu sein und um 180° in der Umfangsrichtung abweichend. Alternativ können die zwei Kommunikationsöffnungen 32b platziert sein, um einander nicht zugewandt zu sein.
In jeder Ausführungsform, welche obenstehend beschrieben ist, sind der geschlossene Durchgang 21a und die Zweigdurchgänge durch Bohrbearbeitungsprozesse vorgesehen. Alternativ kann wenigstens einer des geschlossenen Durchgangs 21a und der Zweigdurchgänge durch einen Laserprozess vorgesehen sein.
In jeder Ausführungsform, welche obenstehend beschrieben ist, wird die Fluiddurchgangsvorrichtung in der Hochdruckkraftstoffpumpe verwendet, die Fluiddurchgangsvorrichtung kann in einer beliebigen Vorrichtung anders als der Hochdruckkraftstoffpumpe verwendet werden, sofern der Metallkörper mit dem geschlossenen Durchgang vorgesehen ist, welcher das geschlossene obere Ende hat und den Zweigdurchgang, welcher von dem geschlossenen Durchgang abgezweigt ist. Beispielsweise kann die Fluiddurchgangsvorrichtung in einem Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, welches Kraftstoff zur Verbrennung in eine Maschine mit interner Verbrennung einspritzt, oder in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung, welche Hochdruckkraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen verteilt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001200773 A [0002]

Claims

Fluiddurchgangsvorrichtung, welche einen Durchgang für ein strömendes Fluid aufweist, wobei der Fluiddurchgang Folgendes aufweist: einen Metallkörper (10, 10A, 10B), welcher darin einen geschlossenen Durchgang (21a) aufweist, welcher geformt ist, um sich gerade in einer vorbestimmten Richtung zu erstrecken und ein geschlossenes oberes Ende hat und einen Zweigdurchgang (31a, 32a), welcher von dem geschlossenen Durchgang (21a) abgezweigt ist, wobei ein oberer Endteil des geschlossenen Durchgangs (21a) an einer geschlossenen Seite durch eine Deckenwandoberfläche (22), welche rechtwinklig zu der vorbestimmten Richtung ist, eine Durchgangswandoberfläche (21), welche parallel zu der vorbestimmten Richtung ist, und eine Verbindungswandoberfläche (23), welche die Deckenwandoberfläche (22) und die Durchgangswandoberfläche (21) verbindet, begrenzt ist, und die Verbindungswandoberfläche (23) geformt ist, um sich in einer Richtung zu krümmen, um den geschlossenen Durchgang (21a) zu erweitern.
Fluiddurchgangsvorrichtung nach Anspruch 1, welche die folgenden Gleichungen 1, 2 und 3 erfüllt: $f1 (D, Da, R) = (0,019 \times Da - 0,0050 \times D + 0,077) \times R + (0,16 \times Da - 0,68 \times D + 0,70)$
$f2 (D, Da, R) = (- 0,018 \times Da + 0,011 \times D + 0,35) \times R + (0,16 \times Da - 0,49 \times D + 1,6)$
$f1 (D, Da, R) \leq H \leq f2 (D,DA, R)$
unter der Annahme, dass D ein Durchmesser des Zweigdurchgangs ist, Da ein Durchmesser des geschlossenen Durchgangs ist, R ein Krümmungsradius der Verbindungsoberfläche ist, H eine Länge von der Deckenwandoberfläche zu dem Zweigdurchgang in der vorbestimmten Richtung ist, f1 (D, Da, R) eine Funktion ist, welche einen unteren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als Parametern bestimmt, und f2 (D, Da, R) eine Funktion ist, welche einen höheren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als den Parametern bestimmt.
Herstellungsverfahren für eine Fluiddurchgangsvorrichtung, welche einen Metallkörper (10, 10A, 10B) aufweist, welcher darin einen geschlossenen Durchgang (21a) aufweist, welcher geformt ist, um sich gerade in einer vorbestimmten Richtung zu erstrecken und ein geschlossenes oberes Ende hat, und einen Zweigdurchgang (31a, 32a), welcher von dem geschlossenen Durchgang (21a) abgezweigt ist, wobei das Verfahren zum Herstellen der Fluiddurchgangsvorrichtung Folgendes aufweist: einen Bohrungsschritt (S10) zum Bilden des geschlossenen Durchgangs (21a) durch Bohren einer Bohrung in den Körper an einem Teil, welcher dem geschlossenen Durchgang (21a) entspricht, ohne Durchdringung; ein Strahlvorbereitungsschritt (S31) zum Einführen in den geschlossenen Durchgang (21a) einer Einspritzdüse (60), welche eine Einspritzöffnung (62) zum Einspritzen von Strahlmaterialien (90) hat, nach dem Bohrungsschritt (S10); und einen Strahlschritt (S32) zum Einspritzen der Strahlmaterialien (90) von der Einspritzöffnung (62) in einer Richtung der Einführung nach dem Strahlvorbereitungsschritt (S31), wobei der Strahlvorbereitungsschritt (S31) die Einspritzöffnung (62) an einer Position näher zu einer Position der Einführung in der Richtung der Einführung platziert, als es der Zweigdurchgang (31a, 32a) ist, und der Strahlschritt (S32) die Strahlmaterialien (90) einspritzt, um mit einem Kreuzungsteil (11) zu kollidieren, an welchem sich eine Wandoberfläche (21) des geschlossenen Durchgangs (21a) und eine Wandoberfläche (32) des Zweigdurchgangs (31a, 32a) kreuzen, nach einem Reflektiert-Werden an einer oberen Endwandoberfläche (20a), welche einen oberen Endteil einer geschlossenen Seite des geschlossenen Durchgangs (21a) bildet.
Verfahren zum Herstellen der Fluiddurchgangsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die obere Endwandoberfläche (20a) durch eine Deckenwandoberfläche (22), welche rechtwinklig zu der vorbestimmten Richtung ist, eine Durchgangswandoberfläche (21), welche parallel zu der vorbestimmten Richtung ist, und eine Verbindungswandoberfläche (23), welche die Deckenwandoberfläche (22) und die Durchgangswandoberfläche (21) verbindet, begrenzt ist, und der Bohrungsschritt (S10) die Verbindungswandoberfläche (23) bildet, um sich in einer Richtung zu krümmen, um den geschlossenen Durchgang (21a) zu erweitern.
Verfahren zum Herstellen der Fluiddurchgangsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: der Bohrungsschritt (S10) den geschlossenen Durchgang (21a) und den Zweigdurchgang (31a, 32a) bildet, um die folgenden Gleichungen 1, 2 und 3 zu erfüllen: $f1 (D, Da, R) = (0,019 \times Da - 0,0050 \times D + 0,077) \times R + (0,16 \times Da - 0,68 \times D + 0,70)$
$f2 (D, Da, R) = (- 0,018 \times Da + 0,011 \times D + 0,35) \times R + (0,16 \times Da - 0,19 \times D + 1,6)$
$f1 (D, Da, R) \leq H \leq f2 (D, Da, R)$
unter der Annahme, dass D ein Durchmesser des Zweigdurchgangs ist, Da ein Durchmesser des geschlossenen Durchgangs ist, R ein Krümmungsradius der Verbindungsoberfläche ist, H eine Länge von der Deckenwandoberfläche zu dem Zweigdurchgang in der vorbestimmten Richtung ist, f1 (D, Da, R) eine Funktion ist, welche einen unteren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als Parametern bestimmt, und f2 (D, Da, R) eine Funktion ist, welche einen höheren Grenzwert von H durch ein Verwenden von D, Da und R als den Parametern bestimmt.