JP2008202592A - 燃料ポンプの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加締め部による軸力を十分に確保しつつ、カバーとインペラとのクリアランスを高精度で管理できる、燃料ポンプの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】開口部１１ａを有する筒形状のハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されるインペラ２３と、インペラ２３に対して開口部１１ａの側に位置して開口部１１ａを覆うカバー２２とを備える燃料ポンプ１０の製造方法であって、ハウジング１１の内部にカバー２２を挿入して配置するカバー挿入工程と、ハウジング１１のうち開口部１１ａの周縁に位置する加締め部１１ｂ、１１ｃを加熱する加熱工程と、加熱工程の後、加締め部１１ｂ、１１ｃをカバー２２に加締めることによりカバー２２をハウジング１１に固定する加締め工程と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジングをカバーに加締め固定した構造の燃料ポンプを製造する、製造方法および製造装置に関する。

従来、図２０に示すように、開口部１１ａを有する筒形状のハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されるインペラ（図示せず）と、開口部１１ａを覆うカバー２２とを備える燃料ポンプが知られている。なお、インペラは、カバー２２に対して反開口部側に形成されたポンプ室２２ａに収容されている。そして、特許文献１記載の燃料ポンプでは、ハウジング１１のうち開口部１１ａの周縁に位置する加締め部１１ｂ、１１ｃをカバー２２に加締めることにより、カバー２２をハウジング１１に固定している。

特開２００５−２０７３２０号公報

ところで、カバー２２とインペラとのクリアランスは燃料ポンプの流量特性の良否に大きく影響を与える。そのため、燃料ポンプの製造過程では、上記クリアランスが所定の値となるように高精度で管理されている。
すなわち、加締め部１１ｂ、１１ｃのうち折り曲げられる部分（符号１１ｂに示す部分）には、加締め加工後のスプリングバック（図２０中の符号ＳＢ参照）が生じるため、ハウジング１１へのカバー２２の押し付けが不十分になることが懸念される。そして、このように押し付けが不十分である場合には、カバー２２がハウジング１１から抜け出ようとする力を押さえ付ける力（以下、軸力Ｆ１と呼ぶ）が不足する。その結果、加締め部１１ｂがカバー２２から遠ざかる向きに変形し、ひいては、カバー２２がインペラから遠ざかる向きに移動して上記クリアランスが増大してしまい、燃料ポンプの流量特性悪化を招いてしまう。

この問題に対し、ハウジング１１を加締める際の加締め荷重を、スプリングバックを加味して増大させるといった製造方法を本願の発明者は検討した（図４に例示される従来品Ａ参照）。しかしながら、加締め部１１ｂ、１１ｃおよびカバー２２にかかる過度な荷重により加締め部１１ｂおよびカバー２２等に変形が生じるため、前記クリアランスは大きく変動してしまうとの知見を得た。よって、前記クリアランスを高精度で管理できず、流量特性悪化を回避できない。

また、本願の発明者は、カバー２２に凹部２２ｂ（図２０参照）を形成し、加締め部１１ｂ、１１ｃを全周に亘って加締めた後、加締め部１１ｂのうち凹部２２ｂに対向する部分のみを凹部２２ｂに押し付けるといった、切込み加締めを行うことを検討した（図４に例示される従来品Ｂ参照）。この切込み加締めによれば、前記スプリングバックの発生をほとんど回避できるため、加締め部１１ｂ、１１ｃによる軸力Ｆ１を十分に確保できることが分かった。しかしながら、カバー２２がハウジング１１から抜け出ようとする力が、ハウジング１１のうち凹部２２ｂに押し付けられて形成された切込部に集中してしまうため、切込部がカバー２２から遠ざかる向きに変形し、結局は、カバー２２がインペラから遠ざかる向きに移動して上記クリアランス増大を招いてしまうとの知見を得た。よって、前記クリアランスを高精度で管理できず、流量特性悪化を回避できない。

そこで、本発明の目的は、加締め部による軸力を十分に確保しつつ、カバーとインペラとのクリアランスを高精度で管理できる、燃料ポンプの製造方法および製造装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、ハウジングの加締め部を加熱する加熱工程と、加熱工程の後、加締め部をカバーに加締める加締め工程とを含む。
これによれば、加締め部はカバーに加締められる前に加熱されているので、加締められた後の加締め部は温度低下により熱収縮する。すると、この熱収縮により加締め部はカバーに押し付けられることとなる。そのため、ハウジングを加締める際の加締め荷重を増大させることなく、加締め部による上記軸力Ｆ１を増大させることができる。よって、過度な加締め荷重による加締め部およびカバー等の変形を回避できるので、カバーとインペラとのクリアランス増大を抑制しつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。

また、熱収縮により加締め部はカバーに押し付けられるので、図２０に示す切込み加締めも不要にしつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。よって、カバーがハウジングから抜け出ようとする力がハウジングの一部分に集中して変形することを回避できるので、カバーとインペラとのクリアランス増大を抑制しつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。

以上により、本発明によれば、加締め部による軸力を十分に確保しつつ、カバーとインペラとのクリアランスを高精度で管理できる。
請求項２記載の発明では、加熱工程において、電磁誘導コイルを有する電磁誘導ヒータにより加締め部を加熱する。
そのため、ハウジングのうち加締め部を局部加熱できるので、ハウジングのうち加締め部以外の部分、つまり、軸力増大に寄与しない部分にて生じる不要な熱収縮変形を抑制できる。

請求項３記載の発明では、ハウジングのうち、加締め工程にて折り曲げられる部分（図１（Ｃ）中の符号１１ｂに例示される部分）を折曲部とし、折曲部に隣接するとともにカバーの側方に対向する部分（図１（Ｃ）中の符号１１ｃに例示される部分）を側方対向部とし、加熱工程において、折曲部および側方対向部を加締め部として加熱する。

そのため、折曲部のみを加熱した場合、或いは側方対向部のみを加熱した場合に比べて、加締め部の熱収縮を大きくでき、ひいては、加締め部による軸力Ｆ１を増大させることができる。
請求項４記載の発明では、ハウジングの材料を鉄系金属にするので、ハウジングの強度を容易に確保できる。また、電磁誘導ヒータにより加締め部を加熱する場合には、ハウジングの材料を非鉄系金属にした場合に比べて、電磁誘導ヒータによる加熱効率を向上できる。

請求項５記載の発明では、カバーの材料を非鉄系金属または樹脂にするので、カバーの材料に鉄系金属を採用した場合に比べてカバーの熱収縮量を小さくできる。よって、カバーとインペラとのクリアランスをより一層高精度で管理できる。特に、電磁誘導ヒータにより加締め部を加熱する場合には、加熱によるカバーの温度上昇を著しく小さくできるので、カバーの熱収縮量をより一層小さくできる。

請求項６記載の発明では、加締め工程において、加締め部にパンチを押し込むことにより加締め部を折り曲げ、その後、加締め部がカバーに接触する直前でパンチの押し込み作動を停止させ、その後、加熱された加締め部が熱収縮によりカバーに押し付けられることで、加締め部をカバーに加締める。
そのため、加締め部がカバーに接触してもなおパンチを押し込む場合に比べて、加締め荷重がカバーにかかることを抑制できるので、加締め荷重によるカバー等の変形を低減できる。よって、カバーとインペラとのクリアランスをより一層高精度で管理できる。

請求項７記載の発明では、ハウジングのうち開口部の周縁に位置する加締め部を加熱する加熱手段と、ハウジング内部に挿入されたカバーに加締め部を加締めるパンチとを備える。
これによれば、パンチによりカバーを加締める前に、加熱手段により加締め部を加熱することができ、このような加工により、加締められた後の加締め部は温度低下により熱収縮する。すると、この熱収縮により加締め部はカバーに押し付けられることとなる。そのため、請求項１記載の発明と同様にして、ハウジングを加締める際の加締め荷重を増大させることなく、加締め部による上記軸力Ｆ１を増大させることができる。また、図２０に示す切込み加締めも不要にしつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。従って、加締め部による軸力を十分に確保しつつ、カバーとインペラとのクリアランスを高精度で管理できる。

請求項８記載の発明では、加熱手段は電磁誘導コイルを有する電磁誘導ヒータである。
そのため、ハウジングのうち加締め部を局部加熱できるので、ハウジングのうち加締め部以外の部分、つまり、軸力増大に寄与しない部分にて生じる不要な熱収縮変形を抑制できる。

請求項９記載の発明では、加熱手段は、ハウジングの折曲部（図１（Ｃ）中の符号１１ｂに例示される部分）および側方対向部（図１（Ｃ）中の符号１１ｃに例示される部分）を加締め部として加熱する。
そのため、折曲部のみを加熱した場合、或いは側方対向部のみを加熱した場合に比べて、加締め部の熱収縮を大きくでき、ひいては、加締め部による軸力Ｆ１を増大させることができる。

請求項１０記載の発明では、パンチは、加締め部を押し込むことにより加締め部を折り曲げ、かつ、加締め部がカバーに接触する直前で押し込み作動が停止されるように制御される。
そのため、加締め部がカバーに接触してもなおパンチを押し込む場合に比べて、加締め荷重がカバーにかかることを抑制できるので、加締め荷重によるカバー等の変形を低減できる。よって、カバーとインペラとのクリアランスをより一層高精度で管理できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る燃料ポンプの製造方法および製造装置を図１〜図１０に基づいて説明する。
先ず、図２を用いて燃料ポンプ１０の全体構造を説明する。なお、当該燃料ポンプ１０は、例えば図示しない二輪または四輪車両等の燃料タンク内に収容されており、燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側に供給するものである。

燃料ポンプ１０は、ポンプ部２０とこのポンプ部２０を駆動するモータ部５０とから構成されている。モータ部５０はブラシ付の直流モータであり、円筒状のハウジング１１内に永久磁石を環状に配置し、この永久磁石の内周側に同心円上に電機子５２を配置した構成となっている。
ポンプ部２０は、ケーシング２１、カバー２２およびインペラ２３等から構成されている。ケーシング２１およびカバー２２により一つの流路部材が構成され、その内部にポンプ室が形成されている。そして、ポンプ室にはインペラ２３が回転可能に収容されている。ケーシング２１の端面２１１（以下、ツバ面と呼ぶ）とカバー２２の端面２２１とは重ね合わせられ、ケーシング２１とカバー２２とはハウジング１１の反エンドカバー側端部に固定されている。

インペラ２３は樹脂製であり、外周縁に全周にわたり羽根と、羽根の間に形成された羽根溝とを有している。ケーシング２１およびカバー２２は金属製であり、本実施形態ではアルミニウムのダイカスト成形により形成されている。ケーシング２１の中心には軸受部材３０が嵌着されており、この軸受部材３０により、電機子５２の回転軸５５の一方の端部は回転可能に支持されている。回転軸５５の他方の端部は、軸受部材４０により回転可能に支持されている。なお、軸受部材４０は、ハウジング１１の一端部に固定されたベアリングホルダ４２の中央部に保持されている。

ケーシング２１およびカバー２２には燃料が流通するポンプ流路５６が形成されており、ポンプ流路５６は、昇圧流路５７、導出口５８および導入口５９から構成されている。昇圧流路５７は、ケーシング２１に設けられた環状に延びる凹部６３の底面にＣ字状に開口する溝６１の内面と、カバー２２に設けられたＣ字状に開口する溝６２の内面と、インペラ２３との間に形成される。導出口５８は、ケーシング２１に形成されており、昇圧流路５７で昇圧された燃料を燃料室５１へと導出する。

電機子５２はモータ部５０内に回転可能に収容され、コイルがコア５３の外周に巻回されている。そして、図示しない電源から、コネクタハウジング６７に埋設されたターミナル６８、ブラシ６９、整流子５４を介してコイルに電力が供給される。
供給された電力により電機子５２が回転すると、電機子５２の回転軸５５とともにインペラ２３が回転する。インペラ２３が回転すると、カバー２２に形成された燃料入口６０からポンプ流路５６に燃料が吸入され、インペラ２３の回転により昇圧され、ポンプ流路５６から燃料室５１に排出される。燃料室５１に排出された燃料は、電機子５２の周囲を通過し吐出口６５から燃料ポンプ外に吐出される。

次に、本実施形態の要部であるポンプ部２０の詳細構造および製造方法について説明する。なお、図３は燃料ポンプ１０の分解図であり、このように分解している状態において、以下に説明する各工程Ｓ１〜Ｓ５（図４参照）を行う。
ハウジング１１は鉄系金属製であり、軸方向に延びる筒形状である。そして、ケーシング２１を収容する大径円筒部１１ｃ、および大径円筒部１１ｃの内径よりも小さい内径の小径円筒部１１ｄを同軸上に有する。そして、ハウジング１１の外径寸法は、大径円筒部１１ｃおよび小径円筒部１１ｄにて同一寸法である。従って、大径円筒部１１ｃの肉厚は小径円筒部１１ｄの肉厚よりも薄くなっている。

ケーシング２１はアルミニウム製であり、ハウジング１１の開口部１１ａからハウジング１１内に挿入される。また、ケーシング２１は圧入部２１ａおよび収容円筒部２１ｂを有しており、これらの圧入部２１ａおよび収容円筒部２１ｂはダイカストにより一体に成形されている。
収容円筒部２１ｂは円筒形状であり、ハウジング１１の大径円筒部１１ｃ内に位置する。収容円筒部２１ｂの内周面はインペラ２３の外周面と対向している。圧入部２１ａは円筒形状であり、ハウジング１１の小径円筒部１１ｄの内周面に圧入される。この圧入時には、収容円筒部２１ｂのツバ面２１１を治具により小径円筒部１１ｄに向けて軸方向に押し込む（Ｓ１：ケーシング圧入工程）。

ケーシング２１とカバー２２で囲まれる空間、つまり大径円筒部１１ｃの内部空間は、ポンプ室２２ａ（図３参照）を形成しており、上記ケーシング圧入工程Ｓ１の後、ハウジング１１の開口部１１ａからインペラ２３を挿入してポンプ室２２ａに配置するとともに、インペラ２３を回転軸５５に組み付ける（Ｓ２：インペラ組立工程）。

カバー２２は、被加締め部２２３および本体部２２２を有しており、これらの被加締め部２２３および本体部２２２はダイカストにより一体に成形されたアルミニウム製である。被加締め部２２３は、本体部２２２から径方向に延出した円板形状であり、開口部１１ａを覆う形状である。そして、上記インペラ組立工程Ｓ２の後、ハウジング１１の開口部１１ａからカバー２２を挿入して、被加締め部２２３を大径円筒部１１ｃの内側に配置する（Ｓ３：カバー挿入工程）。

ここで、ハウジング１１のうち、大径円筒部１１ｃに隣接するとともに開口部１１ａの周縁に位置する部分、かつ、後述する加締め工程Ｓ５にて折り曲げられる部分を折曲部１１ｂと呼ぶ。また、大径円筒部１１ｃは、特許請求の範囲に記載の「側方対向部」に相当する。また、ハウジング１１のうち折曲部１１ｂおよび大径円筒部１１ｃからなる部分は、特許請求の範囲に記載の「加締め部」に相当し、以下、加締め部１１ｂ、１１ｃと呼ぶ場合もある。

次に、上記カバー挿入工程Ｓ３の後、ハウジング１１のうち開口部１１ａの周縁に位置する加締め部１１ｂ、１１ｃを加熱し（Ｓ４：加熱工程）、その後、加締め部１１ｂ、１１ｃをカバー２２に加締めることによりカバー２２をハウジング１１に固定する（Ｓ５：加締め工程）。以下、これらの加熱工程Ｓ４および加締め工程Ｓ５について詳細に説明する。

加熱工程Ｓ４では、図１（Ａ）に示すように、電磁誘導コイル１１１を有する電磁誘導ヒータ１１０（所謂、ＩＨ(Induction Heating)ヒータ）により加締め部１１ｂ、１１ｃを加熱する。電磁誘導ヒータ１１０は、ハウジング１１の外周側にて加締め部１１ｂ、１１ｃと対向する位置に、周方向に複数並べて配置されている。

なお、ハウジング１１の表面には亜鉛めっきクロメート等のめっきが施してあり、電磁誘導ヒータ１１０による加締め部１１ｂ、１１ｃの加熱温度は、前記めっきの耐熱温度（例えば２００℃）よりも低い温度（例えば１８０℃）に設定されている。
加締め工程Ｓ５では、図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、パンチ１２０により加締め部１１ｂ、１１ｃを軸方向（図１の上下方向）にプレスして、カバー２２の被加締め部２２３に加締め部１１ｂ、１１ｃを加締める。パンチ１２０は、折曲部１１ｂに対向して接触するテーパ面を有するとともに環状に延びる、すり鉢形状である。

図５に示す加締め装置１００は、加熱工程Ｓ４および加締め工程Ｓ５を行うためのものであり、図１（Ｂ）に示す位置までパンチ１２０を下降させた後、図１（Ｃ）に示す位置までパンチ１２０を下降させて加締め部１１ｂ、１１ｃをプレスする。このとき、折曲部１１ｂが折り曲げられ、かつ、折曲部１１ｂが被加締め部２２３に接触する直前で、パンチ１２０の下降を停止するように制御する。

なお、図５中の中心線から左半分に示す従来の加締め装置１００'は電磁誘導ヒータ１１０を備えていないのに対し、中心線から右半分に示す本実施形態の加締め装置１００には電磁誘導ヒータ１１０が備えられている。電磁誘導ヒータ１１０はパンチ１２０の径方向外側に配置されている。
また、加締め装置１００'では、本体１２２にボルト１２３で締結されたホルダ１２１、１２４とパンチ１２０とを別体に形成しており、ホルダ１２１、１２４間にパンチ１２０を挟持させている。これに対し、加締め装置１００では、ホルダ１２４を廃止するとともにホルダ１２１とパンチ１２０を一体に形成している。これにより、パンチ１２０の径方向外側に電磁誘導ヒータ１１０の設置スペースを確保できる。

図６は、加締め工程Ｓ５が終了した時点におけるポンプ部２０の拡大図であり、図中の符号ＣＬ１はインペラ２３とカバー２２とのクリアランスを示し、図中の符号ＣＬ２はインペラ２３とケーシング２１とのクリアランスを示す。そして、上記加締め工程Ｓ５では、これらのクリアランスＣＬ１、ＣＬ２が所定の値となるように高精度で管理されている。

以上により、本実施形態によれば、加締め部１１ｂ、１１ｃは被加締め部２２３に加締められる前に加熱されているので、加締められた後の加締め部１１ｂ、１１ｃは常温まで温度低下することにより熱収縮する。すると、このように折曲部１１ｂおよび大径円筒部１１ｃが熱収縮することにより、折曲部１１ｂが被加締め部２２３の上面に押し付けられ、かつ、折曲部１１ｂおよび大径円筒部１１ｃが被加締め部２２３に径方向内側へ食い込むこととなる。

そのため、ハウジング１１を加締める際の加締め荷重を増大させることなく、加締め部１１ｂ、１１ｃによる軸力Ｆ１を増大させることができる。よって、過度な加締め荷重（パンチ１２０によるプレス荷重）による加締め部１１ｂ、１１ｃおよびカバー２２等の変形を回避できるので、インペラ２３に関する上記クリアランスＣＬ１、ＣＬ２のばらつきを抑制しつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。

また、熱収縮により加締め部１１ｂ、１１ｃは被加締め部２２３に押し付けられるので、図２０および図４の符号Ｓ７に示す切込み加締め工程Ｓ７も不要にしつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。よって、カバー２２がハウジング１１から抜け出ようとする力がハウジング１１の一部分に集中して変形することを回避できるので、上記クリアランスＣＬ１、ＣＬ２のばらつきを抑制しつつ上記軸力Ｆ１を増大できる。

以上により、本実施形態によれば、加締め部１１ｂ、１１ｃによる軸力Ｆ１を十分に確保しつつ、上記クリアランスＣＬ１、ＣＬ２を高精度で管理でき、燃料ポンプ１０の流量特性悪化を抑制できる。
さらに、本実施形態によれば、電磁誘導ヒータ１１０により加締め部１１ｂ、１１ｃを加熱するので、ハウジング１１のうち加締め部１１ｂ、１１ｃを局部加熱できる。よって、ハウジング１１のうち加締め部１１ｂ、１１ｃ以外の部分、つまり、軸力増大にあまり寄与しない小径円筒部１１ｄにて生じる不要な熱収縮変形を抑制できる。

また、本実施形態によれば、折曲部１１ｂおよび大径円筒部１１ｃを加締め部として加熱する。そのため、折曲部１１ｂのみを加熱した場合、或いは大径円筒部１１ｃのみを加熱した場合に比べて、加締め部１１ｂ、１１ｃの熱収縮量（特に軸方向の熱収縮量）を大きくでき、ひいては、加締め部１１ｂ、１１ｃによる軸力Ｆ１を増大させることができる。

さらに、本実施形態によれば、ハウジング１１の材料には、電気抵抗が高いことに起因して電磁誘導ヒータ１１０による加熱効率が高い鉄系金属を採用し、カバー２２の材料には、電気抵抗が低いことに起因して電磁誘導ヒータ１１０による加熱効率が低い非鉄系金属としてのアルミニウムを採用している。そのため、電磁誘導ヒータ１１０によりハウジング１１を所定温度に加熱するにあたり、カバー２２が電磁誘導ヒータ１１０により加熱される度合いを小さくできる。よって、加締め部１１ｂ、１１ｃの熱収縮量を大きく確保しつつもカバー２２の熱収縮量を小さくできるので、軸力Ｆ１をより一層増大させることができる。

また、本実施形態によれば、加締め工程Ｓ５において、折曲部１１ｂが被加締め部２２３に接触する直前でパンチ１２０の下降を停止させる。その後、加熱された加締め部１１ｂ、１１ｃが熱収縮により被加締め部２２３に押し付けられることで、加締め部１１ｂ、１１ｃを被加締め部２２３に加締める。
そのため、折曲部１１ｂが被加締め部２２３に接触してもなおパンチ１２０を下降させる場合に比べて、加締め荷重がカバー２２にかかることを抑制できるので、加締め荷重によるカバー２２等の変形を低減できる。よって、上記クリアランスＣＬ１、ＣＬ２のばらつきをより一層抑制できる。

ここで、本実施形態では、上述の如く加締め部１１ｂ、１１ｃの加熱温度を１８０℃に設定しているが、当該温度にて十分な軸力Ｆ１を確保できることを、図７を用いて以下に説明する。
上記実施形態の燃料ポンプ１０について行った試験によれば、１２ｋＮの加締め荷重で折曲部１１ｂを軸方向に約３７μｍプレスした場合には、軸方向におけるスプリングバック量は約１９μｍとなることが分かった。よって、軸方向における加締め部１１ｂ、１１ｃの熱収縮量が約１９μｍとなるように上記加熱温度を設定すれば、スプリングバックによる軸力Ｆ１の低下を無くすことができることとなる。

図７に示すように、常温２０℃のときの加締め部１１ｂ、１１ｃの熱収縮量をゼロとして、加締め部１１ｂ、１１ｃが電磁誘導ヒータ１１０により加熱されたときの温度を１８０℃とした場合には、加熱温度から常温まで１６０℃温度低下することとなる。そして、鉄の線膨張係数は１１．７×１０^-6／℃であり、加締め部１１ｂ、１１ｃの軸方向長さＬは１０ｍｍであるため、計算上の熱収縮量は、１６０×１１．７×１０^-6×１０＝１８．７μｍとなる。よって、上述の如く加熱温度を１８０℃に設定すれば、スプリングバック量１９μｍと熱収縮量１８．７μｍとはほぼ同じ値となるため、スプリングバックによる軸力Ｆ１の低下を無くすことができる。

図８に示すように電磁誘導ヒータ１１０をハウジング１１のポイントＰ１付近すなわち加締め部１１ｂ、１１ｃ付近に位置させ加熱を開始し、加熱を開始してからの経過時間に対する加熱温度の変化を測定した試験結果を図９に示す。図９中の符号ｐ１に示す曲線は、図８に示すハウジング１１のポイントＰ１における温度変化を示しており、１８０℃まで上昇している。図９中の符号ｐ４に示す曲線は、図８に示すカバー２２のポイントＰ４における温度変化を示しており、１００℃まで上昇している。図９中の符号ｐ５に示す曲線は、図８に示すケーシング２１のポイントＰ５における温度変化を示しており、６７℃まで温度上昇している。

そしてこの試験により、ハウジング１１のポイントＰ１からカバー２２のポイントＰ４およびケーシング２１のポイントＰ５へ熱伝播する時間に起因して、ポイントＰ１の温度がピークに達してから約１０秒後にポイントＰ４およびポイントＰ５の温度がピークに達することが分かった。
よって、ハウジング１１の加締め部１１ｂ、１１ｃ付近を局部加熱してから図９中の符号Ｔ１に示す期間内に加締め工程Ｓ５を行えば、カバー２２の被加締め部２２３およびケーシング２１の収容円筒部２１ｂの温度がピークに達する前に、上述の如く熱収縮を利用した加熱加締めを行うことができるので、不要な熱収縮によるポンプ部２０の歪みを低減できる。

次に、加熱を開始してからの経過時間に対する加熱温度の変化を示す別の試験結果を図１０に示す。この試験では、上述の試験と同様、図８に示す電磁誘導ヒータ１１０をハウジング１１のポイントＰ１付近に位置させ加熱を開始している。図１０中の符号ｐ１、ｐ２およびｐ３に示す曲線は、それぞれ、図８に示すハウジング１１のポイントＰ１、Ｐ２およびＰ３における温度変化を示している。また、符号ｐ４およびｐ５に示す曲線は、それぞれ、カバー２２のポイントＰ４およびケーシング２１のポイントＰ５における温度変化を示している。

図１０に示すように、ハウジング１１のポイントＰ１、Ｐ２およびＰ３における温度は、期間Ｔ２内でピークに達している。一方、カバー２２のポイントＰ４およびケーシング２１のポイントＰ５における温度は、ハウジング１１のポイントＰ１、Ｐ２およびＰ３における温度がピークに達した後、遅れてピークに達している。
よって、この試験結果においても、ハウジング１１の加締め部１１ｂ、１１ｃ付近を局部加熱してから図１０中の符号Ｔ２に示す期間内に加締め工程Ｓ５を行えば、カバー２２の被加締め部２２３およびケーシング２１の収容円筒部２１ｂの温度がピークに達する前に、上述の如く熱収縮を利用した加熱加締めを行うことができることが分かる。

以下、本発明の別の実施形態について説明する。なお、別の実施形態について、上述の実施形態１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
（実施形態２）
本発明の実施形態２では、折曲部１１ｂが被加締め部２２３に接触した後、折曲部１１ｂが弾性変形域内で所定の加圧力で加圧されるまでパンチ１２０を下降させている。本発明の実施形態２により製造される燃料ポンプの（１）製造工程における軸力Ｆ１の変化、および（２）環境温度変化における軸力Ｆ１の変化、を図１１に示す。

（１）製造工程における軸力Ｆ１の変化
以下、燃料ポンプの製造工程において生じる軸力Ｆ１の変化について説明する。まず、図１１（Ａ）に示す組付工程においてハウジング１１の内側にケーシング２１およびカバー２２が挿入される。次に、図１１（Ｂ）に示す加熱工程において電磁誘導ヒータ１１０によってハウジング１１の加締め部１１ｂ、１１ｃ付近が一時的に局部加熱される。これにより、加締め部１１ｂ、１１ｃはハウジング１１の軸方向に伸びる。このとき、軸力Ｆ１は生じていない。

加締め部１１ｂ、１１ｃが局部加熱され加締め部１１ｂ、１１ｃの温度がピークに達すると、図１１（Ｃ）に示す加締め工程においてパンチ１２０が下降し折曲部１１ｂをプレスする。本実施形態では、パンチ１２０の下降によって折曲部１１ｂが折り曲げられカバー２２に接触した後、さらにパンチ１２０を下降させている。これにより、折曲部１１ｂは弾性変形域内で所定の加圧力で加圧される。その結果、軸力Ｆ１すなわち折曲部１１ｂからカバー２２に作用する軸方向の力が生じる。なお、このときの軸力Ｆ１は、図１１下段の軸力Ｆ１のグラフに示すように、許容軸力の範囲内にある。

図１１（Ｄ）に示すように、パンチ１２０が上昇しパンチ１２０による折曲部１１ｂへの荷重が解除されると、加締め部１１ｂ、１１ｃにスプリングバックが生じる。このとき、折曲部１１ｂはカバー２２から離れるため、軸力Ｆ１は生じない。
そして、一時的に局部加熱されハウジング１１の軸方向に伸びていた加締め部１１ｂ、１１ｃは、温度が常温へ移行すると、図１１（Ｅ）に示すようにハウジング１１の軸方向に熱収縮する。これにより、折曲部１１ｂはカバー２２に接し、さらにカバー２２をケーシング２１側へ押し付ける。その結果、折曲部１１ｂによる軸力Ｆ１が生じる。このとき、すなわち常温時の軸力Ｆ１は、図１１下段の軸力Ｆ１のグラフに示すように、ケーシング２１およびカバー２２をハウジング１１内部に保持するために折曲部１１ｂに要求される必要軸力より大きく、かつ許容軸力の範囲内にある。

（２）環境温度変化における軸力Ｆ１の変化
以下、環境温度が変化したとき燃料ポンプに生じる軸力Ｆ１の変化について説明する。
図１１（Ｆ）に示すように、環境温度が常温から高温（例えば８０℃）に変化すると、ハウジング１１、カバー２２およびケーシング２１は、熱膨張によりハウジング１１の軸方向に膨張する。本実施形態の場合、ハウジング１１は鉄系金属製であり、カバー２２およびケーシング２１はアルミニウム製である。アルミニウムは鉄系金属よりも熱膨張率が大きいため、カバー２２およびケーシング２１は、ハウジング１１よりも膨張の度合いが大きい。そのため、カバー２２は、ハウジング１１の折曲部１１ｂを、常温時に比べてより押し付ける。その結果、折曲部１１ｂからカバー２２に作用する軸方向の力すなわち軸力Ｆ１は、常温時に比べてより大きくなる。このとき、すなわち高温時の軸力Ｆ１も、図１１下段の軸力Ｆ１のグラフに示すように、折曲部１１ｂに要求される必要軸力より大きく、かつ許容軸力の範囲内にある。

図１１（Ｇ）に示すように、環境温度が常温または高温から低温（例えば−４０℃）に変化すると、ハウジング１１、カバー２２およびケーシング２１は、ハウジング１１の軸方向に収縮する。アルミニウム製のカバー２２およびケーシング２１は、鉄系金属製のハウジング１１よりも収縮率が大きい。そのため、常温時または高温時に比べて軸力Ｆ１は小さくなるものの、低温時においても必要軸力は確保されている。

比較のため、加熱加締めを行わず単に加締めを行って製造した場合すなわち従来の方法により製造した場合の燃料ポンプにおける軸力Ｆ１の変化を、図１１下段の軸力Ｆ１のグラフに点線で示す。この点線によるグラフは、加熱加締めを行わずに製造した燃料ポンプの場合、高温時（例えば８０℃）においては必要軸力を確保できるものの、常温時または低温時（例えば−４０℃）においては必要軸力を確保できないことを示している。

（実施形態３）
本発明の実施形態３により製造された燃料ポンプの部分断面を図１３に示す。図１３に示すハウジング１１の折曲部１１ｂは、上述の実施形態１により製造された燃料ポンプの折曲部１１ｂの変形例である。
図１２に示すように、本発明の実施形態１により製造された燃料ポンプの折曲部１１ｂは、ハウジング１１の軸と平行な面による断面が直線状になっている。一方、図１３に変形例として示すハウジング１１の折曲部１１ｂは、ハウジング１１の軸と平行な面による断面が曲線状になっている。このように、折曲部１１ｂの形状をカバー２２の被加締め部２２３の形状に合わせることによって、カバー２２のハウジング１１からの抜け出しをより低減することができる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４に係る燃料ポンプ製造装置、およびその製造装置により製造された燃料ポンプのハウジング１１の部分断面を図１４から図１７に示す。図１４から図１７に示すハウジング１１の折曲部１１ｂは、上述の実施形態１により製造された燃料ポンプの折曲部１１ｂのさらに別の変形例である。
図１４から図１７に示すハウジング１１の折曲部１１ｂは、段階的な形状に折り曲げられている。例えば、図１４に示すパンチ１２０は、加締め工程の際にハウジング１１の折曲部１１ｂに接触する壁面として壁面１２５および壁面１２６を有している。壁面１２５および壁面１２６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面が直線状に形成され、ハウジング１１の軸に対してそれぞれ所定の角度で傾斜している。すなわち、図１４に示すパンチ１２０は、折曲部１１ｂに対向して接触する段階的なテーパ面を有するとともに環状に延びる、すり鉢形状である。加締め工程において、上述のようなパンチ１２０を折曲部１１ｂに押し込むと、折曲部１１ｂには、パンチ１２０のテーパ面と同様の角度のテーパ面が形成される。すなわち、折曲部１１ｂのテーパ面を形成する壁面１１５および壁面１１６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がどちらも直線状に形成され、それぞれハウジング１１の軸に対して所定の角度で傾斜した形状に形成される。なお、図中の点線は、パンチ１２０の壁面１２５および壁面１２６、折曲部１１ｂの壁面１１５および壁面１１６の領域を明確にするために記載している。

図１５に示すパンチ１２０の場合、壁面１２５および壁面１２６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がそれぞれ直線状および曲線状に形成されている。これにより、パンチ１２０を折曲部１１ｂに押し込むと、折曲部１１ｂの壁面１１５はハウジング１１の軸と平行な面による断面が直線状に形成され、折曲部１１ｂの壁面１１６はハウジング１１の軸と平行な面による断面が曲線状に形成される。

図１６に示すパンチ１２０の場合、壁面１２５および壁面１２６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がどちらも曲線状に形成されている。そのため、パンチ１２０を折曲部１１ｂに押し込むことにより、折曲部１１ｂの壁面１１５および壁面１１６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がどちらも曲線状に形成される。

図１７に示すパンチ１２０の場合、壁面１２５および壁面１２６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がそれぞれ曲線状および直線状に形成されている。そのため、パンチ１２０を折曲部１１ｂに押し込むことにより、折曲部１１ｂの壁面１１５および壁面１１６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面がそれぞれ曲線状および直線状に形成される。

上述のように、図１４から図１７に示すハウジング１１の折曲部１１ｂの変形例では、折曲部１１ｂの壁面１１５および壁面１１６は、ハウジング１１の軸と平行な面による断面が直線状のみの組み合わせ、曲線状のみの組み合わせ、または直線状および曲線状の組み合わせとなるように形成されている。このように、折曲部１１ｂの壁面を段階的なテーパ面で形成することにより、折曲部１１ｂの形状をカバー２２の被加締め部２２３の形状に合わせることができるとともに、ハウジング１１の折曲部１１ｂにおけるスプリングバック量を低減することができる。

（実施形態５）
本発明の実施形態５に係る燃料ポンプ製造方法により製造された燃料ポンプの部分断面を図１８に示す。燃料ポンプ７０は、ハウジング１１、ケーシング２１、カバー２２およびインペラ２３を備えている。ケーシング２１には溝７１１および溝７２１が形成されており、カバー２２には溝７１２および溝７２２が形成されている。溝７１０、溝７１１およびインペラ２３との間には燃料が流通する流路７１０が形成されており、溝７２１、溝７２２およびインペラ２３との間には燃料が流通する流路７２０が形成されている。ハウジング１１の折曲部１１ｂは、上述の実施形態１と同様の熱加締めによりハウジング１１の径方向内側に折り曲げられ、ハウジング１１の内部に挿入されているケーシング２１、カバー２２およびインペラ２３を保持している。上述のように、燃料ポンプ７０のケーシング２１およびカバー２２には、溝７１１、溝７２１、溝７１２および溝７２２が形成されている。そのため、ケーシング２１およびカバー２２は、構造的に強度が低く、過度な力が加わると変形し易い。このような燃料ポンプ７０に対して本発明の熱加締めを適用することによって、加締めの際にケーシング２１およびカバー２２に加わる過度な荷重を低減することができ、ひいては過度な荷重によるケーシング２１およびカバー２２の変形を低減することができる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６に係る燃料ポンプ製造方法により製造された燃料ポンプの部分断面を図１９に示す。燃料ポンプ８０は、ハウジング１１、ケーシング２１、カバー２２、インペラ２３、ケーシング２４およびインペラ２５を備えている。ハウジング１１の折曲部１１ｂは、上述の実施形態１と同様の熱加締めによりハウジング１１の径方向内側に折り曲げられ、ハウジング１１の内部に挿入されているケーシング２１、カバー２２、インペラ２３、ケーシング２４およびインペラ２５を保持している。ケーシング２１はケーシング２４との間にインペラ２５を挟み、ケーシング２４はカバー２２との間にインペラ２３を挟んでいる。このように、ケーシング２１、ケーシング２４およびカバー２２は、間にインペラ２３およびインペラ２５を挟みこむため、板厚が小さく設定されている。そのため、ケーシング２１、ケーシング２４およびカバー２２は、構造的に強度が低く、過度な力が加わると変形し易い。このような燃料ポンプ８０に対して本発明の熱加締めを適用することによって、加締めの際にケーシング２１、ケーシング２４およびカバー２２に加わる過度な荷重を低減することができ、ひいては過度な荷重によるケーシング２１、ケーシング２４およびカバー２２の変形を低減することができる。
（他の実施形態）

本発明では、加熱工程Ｓ４が加締め工程Ｓ５の前に行われていればよく、他の工程Ｓ１〜Ｓ３の順番は上記実施形態の順に限定されるものではない。例えば、各工程Ｓ１〜Ｓ３のうち少なくとも一つの工程を加熱工程Ｓ４の後に行うようにしてもよい。但し、加熱してから加締めるまでの時間が短いほど加熱温度を低く設定できるので、この点を鑑みれば上記実施形態の順番が好適である。

また、上述の各実施形態では、加熱手段として電磁誘導ヒータ１１０を用い、電磁誘導ヒータ１１０による加熱効率の高さから、ハウジング１１の材料を鉄系金属としている。しかしながら、本発明に係る加熱手段はこれに限られるものではなく、例えば、熱板加熱、レーザ加熱、超音波振動加熱、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いてもよい。
従って、本発明に係るハウジング１１は鉄系金属に限られるものではなく、例えばステンレスやアルミニウムなどの非鉄系金属であってもよい。また、本発明に係るケーシング２１およびカバー２２はアルミニウム等の非鉄系金属に限られるものではなく、例えば鉄系金属、ステンレスあるいは樹脂であってもよい。

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、上記各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

本発明の実施形態１に係る燃料ポンプ製造方法および製造装置を模式的に示す図であり、（Ａ）は加熱工程時、（Ｂ）は加締め工程開始時点、（Ｃ）は加締め工程終了時点を示す。 図１に示す工程により製造された燃料ポンプを示す断面図。 図２に示す燃料ポンプの分解図。 図１の製造方法を示すフローチャート。 従来の燃料ポンプ製造装置および本発明の実施形態１に係る燃料ポンプ製造装置を示す断面図。 インペラのクリアランスを示す図２の拡大図。 加締め部の熱収縮量と加熱温度との関係を示すグラフ。 燃料ポンプの温度変化を測定する試験における温度測定部位を示す断面図。 図８に示す測定部位における温度を測定した試験結果を示すグラフ。 図８に示す測定部位における温度を測定した別の試験結果を示すグラフ。 上段は本発明により製造される燃料ポンプの各製造工程および各環境温度において生じる軸力を示す模式図、下段は軸力の変化を示すグラフ。 本発明により製造された燃料ポンプの部分断面図。 本発明により製造された燃料ポンプの部分断面図。 本発明の燃料ポンプ製造装置、およびその製造装置により製造される燃料ポンプのハウジングの部分断面図。 本発明の燃料ポンプ製造装置、およびその製造装置により製造される燃料ポンプのハウジングの部分断面図。 本発明の燃料ポンプ製造装置、およびその製造装置により製造される燃料ポンプのハウジングの部分断面図。 本発明の燃料ポンプ製造装置、およびその製造装置により製造される燃料ポンプのハウジングの部分断面図。 本発明により製造された燃料ポンプの部分断面図。 本発明により製造された燃料ポンプの部分断面図。 従来の燃料ポンプの部分斜視図。

符号の説明

１０：燃料ポンプ、１１：ハウジング、１１ａ：開口部、１１ｂ：折曲部（加締め部）、１１ｃ：大径円筒部（加締め部、側方対向部）、２１：ケーシング、２２：カバー、２３：インペラ、１００：加締め装置、１１０：電磁誘導ヒータ（加熱手段）、１１１：電磁誘導コイル、１２０：パンチ、Ｓ１：ケーシング圧入工程、Ｓ２：インペラ組立工程、Ｓ３：カバー挿入工程、Ｓ４：加熱工程、Ｓ５：加締め工程

Claims (10)

1. 開口部を有する筒形状のハウジングと、前記ハウジング内に収容されるインペラと、前記インペラに対して前記開口部の側に位置して前記開口部を覆うカバーとを備える燃料ポンプの製造方法であって、
   前記ハウジングの内部に前記カバーを挿入して配置するカバー挿入工程と、
   前記ハウジングのうち前記開口部の周縁に位置する加締め部を加熱する加熱工程と、
   前記加熱工程の後、前記加締め部を前記カバーに加締めることにより前記カバーを前記ハウジングに固定する加締め工程と、
   を含むことを特徴とする燃料ポンプの製造方法。
2. 前記ハウジングの材料を金属にし、
   前記加熱工程では、電磁誘導コイルを有する電磁誘導ヒータにより前記加締め部を加熱する請求項１記載の燃料ポンプの製造方法。
3. 前記ハウジングのうち、前記加締め工程にて折り曲げられる部分を折曲部とし、前記折曲部に隣接するとともに前記カバーの側方に対向する部分を側方対向部とし、
   前記加熱工程では、前記折曲部および前記側方対向部を前記加締め部として加熱する請求項１または２記載の燃料ポンプの製造方法。
4. 前記ハウジングの材料を鉄系金属にする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料ポンプの製造方法。
5. 前記カバーの材料を非鉄系金属または樹脂にする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料ポンプの製造方法。
6. 前記加締め工程では、
   前記加締め部にパンチを押し込むことにより前記加締め部を折り曲げ、その後、前記加締め部が前記カバーに接触する直前で前記パンチの押し込み作動を停止させ、その後、加熱された前記加締め部が熱収縮により前記カバーに押し付けられることで、前記加締め部を前記カバーに加締める請求項１から５のいずれか一項記載の燃料ポンプの製造方法。
7. 開口部を有する筒形状のハウジングと、前記ハウジング内に収容されるインペラと、前記インペラに対して前記開口部の側に位置して前記開口部を覆うカバーとを備える燃料ポンプの製造装置であって、
   前記ハウジングのうち前記開口部の周縁に位置する加締め部を加熱する加熱手段と、
   前記ハウジング内部に挿入された前記カバーに前記加締め部を加締めるパンチと、
   を備えることを特徴とする燃料ポンプの製造装置。
8. 前記加熱手段は、電磁誘導コイルを有する電磁誘導ヒータである請求項７記載の燃料ポンプの製造装置。
9. 前記ハウジングのうち、前記パンチにより折り曲げられる部分を折曲部とし、前記折曲部に隣接するとともに前記カバーの側方に対向する部分を側方対向部とし、
   前記加熱手段は、前記折曲部および前記側方対向部を前記加締め部として加熱する請求項７または８記載の燃料ポンプの製造装置。
10. 前記パンチは、
    前記加締め部を押し込むことにより前記加締め部を折り曲げ、かつ、前記加締め部が前記カバーに接触する直前で押し込み作動が停止されるように制御される請求項７から９のいずれか一項記載の燃料ポンプの製造装置。

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