JP2012158990A - 高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】内部に生じる圧力変動に伴う応力集中に対する強度、および、燃料に対する耐食性が高い高圧ポンプを提供する。
【解決手段】ハウジング３０は、ステンレスにより形成され、燃料が吸入される吸入口３１、シリンダ部２８、プランジャ２８により内部が加圧される加圧室３３、燃料が吐出される吐出口３４、吸入口３１と接続する吸入通路３５１、流体室３２３および吸入通路３５２、吸入通路３５２と加圧室３３とを接続する中間通路３６、ならびに、加圧室３３と吐出口３４とを接続する吐出通路３７を有し、中間通路３６を形成する内壁のうち吸入弁部５０の係止部材５３が嵌め込まれる係止溝３６２の近傍から加圧室３３までの部分と、加圧室３３を形成する内壁と、シリンダ部２８の内壁と、吐出通路３７を形成する内壁とを含む圧力作用壁部２００を有している。圧力作用壁部２００には、オートフレッテージ処理による残留応力が付与されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに供給する燃料を加圧し吐出する高圧ポンプに関する。

従来、プランジャの往復移動により加圧される加圧室を有する高圧ポンプが知られている。この高圧ポンプでは、作動時、加圧室を形成する壁面、および、当該加圧室に接続する通路を形成する壁面に、加圧室の圧力または当該圧力に起因する比較的大きな力が作用する。そのため、前記壁面には、加圧室の圧力の変動に伴う応力の負荷が集中的に繰り返される。よって、前記壁面は、強度が高く設定されていることが望ましい。

また、ガソリンエンジン用の高圧ポンプでは、燃料としてのガソリンを加圧し吐出する。そのため、高圧ポンプの加圧室および通路を形成する内壁は、アルコールおよび水分を含むガソリンに晒される。よって、加圧室および通路を形成する部材には高い耐食性が要求される。

独国特許発明第１０２００６０５４４４０号明細書

ところで、特許文献１には、ディーゼルエンジン用のコモンレールに用いられる高圧インジェクタが開示されている。この高圧インジェクタを構成する部材の通路を形成する壁面にはオートフレッテージ処理による残留応力が付与され、当該壁面の強度の向上が図られている。特許文献１の高圧インジェクタはディーゼルエンジン用のため、高い耐食性が要求されない。よって、この高圧インジェクタを構成する部材は鉄により形成されている。そのため、上述のガソリンエンジン用の高圧ポンプに対し、特許文献１の高圧インジェクタに用いられる技術を単に適用した場合、すなわち、オートフレッテージ処理を施した鉄部材を高圧ポンプの構成部材として用いた場合、強度については高められるものの、燃料に対する耐食性は低いものとなる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部に生じる圧力変動に伴う応力集中に対する強度、および、燃料に対する耐食性が高い高圧ポンプを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、プランジャとハウジングと吸入弁部とを備えている。ハウジングは、ステンレスにより形成されている。ハウジングは、燃料が吸入される吸入口、プランジャを往復移動可能に支持するシリンダ部、当該シリンダ部の内側空間と接続しプランジャの往復移動により内部が加圧される加圧室、燃料が吐出される吐出口、吸入口と接続する吸入通路、吸入通路と加圧室とを接続する中間通路、および、加圧室と吐出口とを接続する吐出通路を有している。吸入弁部は、ハウジングの中間通路に設けられている。吸入弁部は、弁ボディおよび吸入弁を有している。弁ボディには、燃料が流通可能な通孔が形成されている。吸入弁は、弁ボディの弁座から離間または当接することにより中間通路の燃料の流れを許容または遮断可能である。

本発明では、ハウジングは、中間通路を形成する内壁の少なくとも一部と、加圧室を形成する内壁と、シリンダ部の内壁と、吐出通路を形成する内壁とを含む圧力作用壁部を有している。当該圧力作用壁部には、高圧ポンプの作動時、加圧室の圧力または当該圧力に起因する力が作用する。そして、本発明では、圧力作用壁部にはオートフレッテージ処理による残留応力が付与されている。すなわち、圧力作用壁部は、例えば製造工程においてオートフレッテージにより圧力が印加されて残留応力が付与されることで、圧力作用壁部以外の部分よりも強度が高められている。

高圧ポンプの作動時、プランジャの往復移動により、加圧室の圧力は変動する。加圧室の圧力が高まると、圧力作用壁部には、加圧室の圧力または当該圧力に起因する力が作用する。よって、高圧ポンプの作動時、圧力作用壁部には、加圧室の圧力変動に伴う応力の負荷が集中的に繰り返される。本発明では、オートフレッテージ処理により圧力作用壁部の強度が高められているため、加圧室の圧力変動に伴う繰返応力での疲労破壊が抑制される。

また、ハウジングは、ステンレスにより形成されている。一般に、ステンレスは、鉄等の金属と比べ耐食性が高い。そのため、本発明では、ハウジングは、例えば鉄製のハウジングと比べ耐食性が高い。よって、燃料として例えばガソリンを用いても、ハウジングの内部の各通路等を形成する内壁の腐食を抑制することができる。

なお、本発明では、ハウジングは、圧力作用壁部に対してのみ、オートフレッテージ処理による残留応力が付与されている。そのため、ハウジングの圧力作用壁部以外の部分、すなわち高圧ポンプ作動時に比較的小さな力が作用する部分は、残留応力による塑性変形または破壊を免れることができる。

請求項２に記載の発明では、リリーフ弁部をさらに備えている。リリーフ弁部は、吐出通路の途中と加圧室とを接続するようハウジングに形成されるリリーフ通路に設けられている。リリーフ弁部は、吐出通路の圧力が所定値以上になると開弁し、リリーフ通路における吐出通路側から加圧室側への燃料の流れを許容する。そして、本発明では、圧力作用壁部は、ハウジングのリリーフ通路を形成する内壁を含む。すなわち、リリーフ通路を形成する内壁に対してもオートフレッテージ処理による残留応力が付与され、当該内壁の強度が高められている。これにより、高圧ポンプの作動時、加圧室の圧力変動に伴う繰返応力での疲労破壊を抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、ハウジングは、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成されている。一般に、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスは、ステンレスの中では比較的耐食性が高いものの、強度が低い。本発明では、圧力作用壁部はオートフレッテージ処理により強度が高められている。よって、本発明では、ハウジングの耐食性および強度の両方をより高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプの製造方法を例示するものである。一方、請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の、リリーフ弁部を備える高圧ポンプの製造方法を例示するものである。
請求項４に記載の高圧ポンプの製造方法の発明は、ハウジングを形成する部材に、シリンダ部、加圧室、吐出口、中間通路および吐出通路を形成する第１段階と、当該第１段階の後、圧力作用壁部にオートフレッテージ処理を施すことにより残留応力を付与する第２段階と、当該第２段階の後、前記ハウジングを形成する部材に吸入口および吸入通路を形成する第３段階とを含む。
請求項５に記載の高圧ポンプの製造方法の発明は、ハウジングを形成する部材に、シリンダ部、加圧室、吐出口、中間通路、吐出通路およびリリーフ通路を形成する第１段階と、当該第１段階の後、圧力作用壁部にオートフレッテージ処理を施すことにより残留応力を付与する第２段階と、当該第２段階の後、前記ハウジングを形成する部材に吸入口および吸入通路を形成する第３段階とを含む。

高圧ポンプの製造工程において、ハウジングを形成する部材に吸入口および吸入通路を形成した後に、圧力作用壁部にオートフレッテージ処理を行う場合、吸入通路を形成する部材の内壁が、オートフレッテージ処理による圧力によって変形するおそれがある。
そこで、請求項４および５に記載の発明では、オートフレッテージ処理を行う第２段階の後に、ハウジングを形成する部材に吸入口および吸入通路を形成する。これにより、吸入通路を形成する部材の内壁が、オートフレッテージ処理による圧力によって変形するのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態による高圧ポンプを示す断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 ステンレスの種類毎の特性を説明するための模式図。 本発明の一実施形態による高圧ポンプのハウジングを形成する部材を示す断面図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 本発明の一実施形態による高圧ポンプのハウジングを示す断面図。 図６を矢印ＶＩＩの方向から見た図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による高圧ポンプを図１に示す。高圧ポンプ１は、例えばガソリンエンジンのインジェクタに、燃料としてのガソリンを供給する燃料ポンプである。例えば、高圧ポンプ１は、図示しない燃料タンク側から燃料を吸入し、図示しないデリバリパイプ側へ吐出する。これにより、デリバリパイプ内の燃料は、蓄圧され、デリバリパイプに接続するインジェクタからエンジンに噴射供給される。

高圧ポンプ１は、プランジャ２０、ハウジング３０、吸入弁部５０およびリリーフ弁部９０等を備えている。プランジャ２０は、金属により中実円筒状に形成されている。プランジャ２０は、大径部２１と小径部２２とからなる。小径部２２は、大径部２１の端部中央から軸方向に延びるようにして形成され、外径が大径部２１の外径よりも小さい。

ハウジング３０は、例えばオーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成され、吸入口３１、凹部３２、加圧室３３、吐出口３４、吸入通路３５１、吸入通路３５２、中間通路３６、吐出通路３７、シリンダ部３８およびリリーフ通路３９等を有している。凹部３２は、例えばハウジング３０を形成する部材の外壁を切削等することにより形成されている。これにより、凹部３２の内側には、略円柱状の内側空間３２１が形成されている。加圧室３３は、ハウジング３０の略中央に形成されている。

シリンダ部３８は、ハウジング３０を形成する部材を加圧室３３に向かって例えば切削等することにより略円筒状に形成されている。シリンダ部３８の内側空間３８１は加圧室３３に接続している。内側空間３８１には、プランジャ２０の大径部２１が挿入されている。シリンダ部３８の内径は、大径部２１の外径よりもやや大きい。これにより、シリンダ部３８は、大径部２１と摺動可能であり、プランジャ２０を軸方向に往復移動可能に支持している。

吸入通路３５１は、吸入口３１と凹部３２の内側空間３２１とを接続するよう形成されている。内側空間３２１には、吸入通路３５２が接続している。中間通路３６は、ハウジング３０の略円筒状の内壁により形成され、吸入通路３５２と加圧室３３とを接続している。ハウジング３０の、中間通路３６の加圧室３３とは反対側の端部には、開口部３６１が形成されている。当該開口部３６１は、後述する電磁駆動部６０のフランジ６６によって塞がれている。吐出通路３７は、加圧室３３と吐出口３４とを接続するよう形成されている。

ハウジング３０の凹部３２には、カバー部材４０が設けられている。カバー部材４０は、例えばステンレス等の金属により有底筒状に形成されている。カバー部材４０は、底部とは反対側の端部の内壁が、ハウジング３０の凹部３２（内側空間３２１）の径方向外側の外壁に当接するよう設けられることで、凹部３２との間に略円柱状の流体室３２３を形成している。ここで、流体室３２３は、内側空間３２１を含んでいる。また、カバー部材４０の底部とは反対側の端部の内壁と、ハウジング３０の凹部３２の径方向外側の外壁とは、全周に亘って溶接されている。これにより、流体室３２３の内側と外側とは液密に保たれている。

流体室３２３には、パルセーションダンパ４１が設けられている。パルセーションダンパ４１は、例えば２つの円形皿状の金属製ダイアフラムの外縁部を合わせ、溶接することにより形成されている。これにより、パルセーションダンパ４１の内側には、ダンパ室４１１が形成されている。ダンパ室４１１には、例えばヘリウムガスまたはアルゴンガス、あるいはこれらの混合気体が封入されている。パルセーションダンパ４１は、ダンパ室４１１の容積が増減するよう変形することにより、流体室３２３に生じる燃料の圧力脈動を低減可能である。

パルセーションダンパ４１は、略円筒状の上支持体４２と下支持体４３とに挟まれるようにして流体室３２３内で支持されている。上支持体４２とカバー部材４０との間には、付勢部材４４が設けられている。付勢部材４４は、上支持体４２、パルセーションダンパ４１および下支持体４３を凹部３２に押し付けている。

上述の構成により、吸入口３１は、吸入通路３５１、流体室３２３（内側空間３２１）、吸入通路３５２、中間通路３６、加圧室３３および吐出通路３７を経由して吐出口３４に連通している。ここで、ハウジング３０、フランジ６６およびカバー部材４０は、特許請求の範囲における「ハウジング」を構成している。また、吸入通路３５１、流体室３２３および吸入通路３５２は、特許請求の範囲における「吸入通路」を構成している。すなわち、流体室３２３は、「吸入通路」の一部を構成している。

吸入口３１には、燃料タンクの燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプに連通する低圧燃料配管２が接続される。また、吐出口３４には、デリバリパイプに連通する高圧燃料配管３が接続される（図２参照）。これにより、燃料タンクの燃料は、低圧燃料配管２を経由して吸入口３１からハウジング３０の内部に吸入され、高圧燃料配管３を経由して吐出口３４からデリバリパイプへ吐出される。

図２に示すように、リリーフ通路３９は、吐出通路３７の途中と加圧室３３とを接続するようハウジング３０に形成されている。リリーフ通路３９は、吐出通路３７に接続する第１リリーフ通路３９１と、加圧室３３に接続する第２リリーフ通路３９２とからなる。ハウジング３０の、第１リリーフ通路３９１の吐出通路３７とは反対側の端部には、開口部３９３が形成されている。

吸入弁部５０は、中間通路３６に設けられている。以下、吸入弁部５０のより具体的な構成を説明する。図１に示すように、吸入弁部５０は、弁ボディ５１、吸入弁５２、係止部材５３、ストッパ５４およびスプリング５５等を有している。
弁ボディ５１は、有底筒状に形成され、中間通路３６のうち加圧室３３から所定の距離離れた箇所に設けられている。弁ボディ５１は、筒部５１１および底部５１２を有している。底部５１２は、筒部５１１の加圧室３３とは反対側の端部を塞いでいる。また、底部５１２には、燃料が流通可能な通孔５１３が複数形成されている。

吸入弁５２は、軸部５２１および傘部５２２からなり、弁ボディ５１の底部５１２に形成された穴部により軸部５２１が摺動可能に支持されている。これにより、吸入弁５２は、軸方向に往復移動可能である。傘部５２２は、底部５１２の加圧室３３側壁面の通孔５１３の外周に形成された弁座５１４に当接可能である。吸入弁５２は、傘部５２２が弁座５１４から離間または弁座５１４に当接することにより、通孔５１３の燃料の流れ、すなわち中間通路３６の燃料の流れを許容または遮断可能である。

係止部材５３は、環状に形成され、中間通路３６を形成するハウジング３０の内壁に形成された係止溝３６２に嵌め込まれている。係止部材５３は、弁ボディ５１の底部５１２側の端部を係止することで、弁ボディ５１の加圧室３３とは反対側への移動を規制している。これにより、弁ボディ５１は、加圧室３３とは反対側への抜けが抑制されている。

ストッパ５４は、弁ボディ５１の筒部５１１の内側、つまり、底部５１２の加圧室３３側に設けられている。ストッパ５４は、傘部５２２が当接したとき、吸入弁５２の加圧室３３側への移動を規制する。また、ストッパ５４には、ストッパ５４の底部５１２側と加圧室３３側とを接続する通孔が複数形成されている。
スプリング５５は、傘部５２２とストッパ５４との間に設けられ、吸入弁５２を加圧室３３とは反対側へ付勢している。

吸入弁部５０の加圧室３３とは反対側には、電磁駆動部６０が設けられている。電磁駆動部６０は、ニードル６１、可動コア６２、固定コア６３、コイル６４、スプリング６５およびフランジ６６等を有している。フランジ６６は、ハウジング３０に形成された中間通路３６の開口部３６１を塞ぐようにして設けられている。ニードル６１は、フランジ６６に形成された穴部により往復移動可能に支持され、一方の端部が吸入弁５２の軸部５２１の傘部５２２とは反対側の端部に当接可能である。可動コア６２は、磁性材料により形成され、ニードル６１の他方の端部に取り付けられている。固定コア６３は、磁性材料により形成され、可動コア６２の加圧室３３とは反対側に固定されている。コイル６４は、固定コア６３の径方向外側に設けられており、端子６４１を経由して外部から電力が供給されることにより磁界を生じる。コイル６４に磁界が生じると固定コア６３および可動コア６２に磁気回路が形成され、可動コア６２は、ニードル６１とともに固定コア６３側へ吸引される。

スプリング６５は、可動コア６２と固定コア６３との間に設けられ、可動コア６２およびニードル６１を加圧室３３側へ付勢している。ここで、スプリング６５の付勢力は、スプリング５５の付勢力よりも大きく設定されている。そのため、コイル６４に電力が供給されていないとき、吸入弁５２は、可動コア６２およびニードル６１を経由してスプリング６５の付勢力により加圧室３３側へ付勢され、ストッパ５４に当接した状態となる。このとき、吸入弁５２の傘部５２２は弁ボディ５１の弁座５１４から離間しているため、中間通路３６の燃料の流れは許容されている。一方、コイル６４に電力が供給されることにより可動コア６２およびニードル６１が固定コア６３側に吸引されると、吸入弁５２は、スプリング５５の付勢力等により付勢されて加圧室３３とは反対側へ移動し、傘部５２２が弁ボディ５１の弁座５１４に当接する。これにより、中間通路３６の燃料の流れが遮断される。
このように、吸入弁部５０は、電磁駆動部６０の作動により、中間通路３６の燃料の流れを許容または遮断可能である。なお、本実施形態では、電磁駆動部６０および吸入弁部５０は、所謂ノーマリーオープンタイプの弁装置を構成している。

ハウジング３０の吐出通路３７には、吐出弁部８０が設けられている。吐出弁部８０は、吐出弁８１、筒部材８２およびスプリング８３を有している。吐出弁８１は、有底筒状に形成され、底部側の端部が、ハウジング３０の内壁（吐出通路３７）に形成された弁座に当接可能である。また、吐出弁８１には複数の通孔が形成されている。筒状の筒部材８２は、吐出弁８１の加圧室３３とは反対側に設けられている。筒部材８２は、ハウジング３０の吐出通路３７を形成する内壁に圧入固定されている。スプリング８３は、吐出弁８１の底部と筒部材８２との間に設けられ、吐出弁８１を加圧室３３側へ付勢している。

図２に示すように、ハウジング３０のリリーフ通路３９には、リリーフ弁部９０が設けられている。リリーフ弁部９０は、リリーフ弁９１、筒部材９２、スプリング９３および栓部材９４を有している。リリーフ弁９１、筒部材９２、スプリング９３および栓部材９４は、第１リリーフ通路３９１に設けられている。

リリーフ弁９１は、有底筒状に形成され、底部側の端部が、ハウジング３０の内壁（第１リリーフ通路３９１）に形成された弁座に当接可能である。また、リリーフ弁９１とハウジング３０の内壁との間には所定の隙間または溝が形成されている。

筒部材９２は、リリーフ弁９１の吐出通路３７とは反対側に設けられている。筒部材９２は、有底筒状に形成され、底部が吐出通路３７とは反対側に位置するよう、ハウジング３０の第１リリーフ通路３９１を形成する内壁に圧入固定されている。スプリング９３は、リリーフ弁９１の底部と筒部材９２の底部との間に設けられ、リリーフ弁９１を吐出通路３７側へ付勢している。なお、筒部材９２の底部には通孔が形成されている。

栓部材９４は、ハウジング３０に形成された開口部３９３を塞ぐようにして設けられている。栓部材９４は、有底筒状に形成され、開口部３９３にねじ込まれるようにして設けられている。ここで、筒部材９２の底部側端部は、栓部材９４の内側に位置している。また、筒部材９２の外壁と栓部材９４の内壁との間には、所定の隙間が形成されている。

図１に示すように、プランジャ２０の小径部２２の大径部２１とは反対側の端部には、スプリングシート１１が取り付けられている。ハウジング３０のスプリングシート１１側端面には、加圧室３３側へ環状に凹む収容溝３８２が形成されている。当該収容溝３８２には、シールホルダ１５が収容されている。スプリングシート１１とシールホルダ１５との間には、スプリング１２が設けられている。スプリング１２は、スプリングシート１１を図示しないカムの方向へ付勢している。プランジャ２０は、図示しないタペットを介してカムと接し、カムが回転することにより軸方向に往復駆動される。

シールホルダ１５とプランジャ２０の小径部２２との間には、シール部材１３およびオイルシール１４が設けられている。シール部材１３は、小径部２２周囲の燃料油膜の厚さを調整し、プランジャ２０の摺動によるエンジン側への燃料のリークを抑制する。オイルシール１４は、小径部２２周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ２０の摺動によるオイルのリークを抑制する。

次に、本実施形態の高圧ポンプ１の製造方法について説明する。
高圧ポンプ１の製造方法は、以下に示す第１段階、第２段階および第３段階を含む。第１段階、第２段階および第３段階を経ることにより、ハウジング３０が形成される。

「第１段階」
第１段階では、図４および５に示すように、ハウジング３０を形成するための部材１００に、シリンダ部３８、加圧室３３、吐出口３４、中間通路３６、吐出通路３７およびリリーフ通路３９を例えば切削等により形成する。また、中間通路３６を形成する部材１００の内壁に、係止部材５３を嵌め込むための係止溝３６２を形成する。ここで、部材１００は、例えばオーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成されている。図３に示すように、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスは、一般に、マルテンサイト系ステンレスと比べ、耐食性は高いものの、強度は低い。そのため、この段階（第１段階）では、部材１００の強度は、比較的低い。

「第２段階」
第１段階の後の第２段階では、部材１００の圧力作用壁部２００にオートフレッテージ処理を施すことにより残留応力を付与する。ここで、圧力作用壁部２００とは、ハウジング３０（部材１００）の、中間通路３６を形成する内壁のうち係止溝３６２の近傍から加圧室３３までの部分と、加圧室３３を形成する内壁と、シリンダ部３８の内壁と、吐出通路３７を形成する内壁と、リリーフ通路３９を形成する内壁と、を含む部分のことである。すなわち、圧力作用壁部２００は、図４および５に格子状の網掛けで示す部分であって、各通路および加圧室３３等を形成する内壁から所定の深さまでを含む部分である。なお、圧力作用壁部２００は、高圧ポンプ１の作動時、加圧室３３の圧力に起因する比較的大きな力が作用する部位である。

第２段階でのオートフレッテージ処理について、より具体的に説明する。まず、中間通路３６の開口部３６１、シリンダ部３８の加圧室３３とは反対側の開口部、吐出口３４、および、第１リリーフ通路３９１の開口部３９３を、閉塞部材または流体供給口で塞ぐ。続いて、流体供給口から高圧の流体を部材１００の内部へ供給することにより、圧力作用壁部２００に対し所定の圧力を印加する。ここで、所定の圧力とは、部材１００の引張り強度と塑性強度との間の塑性域になるような圧力のことである。これにより、圧力作用壁部２００は、残留圧縮応力が印加された状態となる。

なお、このとき、圧力作用壁部２００に対し所定の圧力を印加するために、閉塞部材に例えば開閉弁を設け、当該弁の開度を調節することにより圧力を調節してもよい。また、中間通路３６を形成する内壁に対しては、「係止溝３６２の近傍から加圧室３３までの部分」に残留応力を付与するため、閉塞部材または流体供給口を開口部３６１から所定の位置（係止溝３６２の加圧室３３とは反対側の所定の位置：図４にＬで示す位置）まで挿入した状態でオートフレッテージ処理を行う。

「第３段階」
第２段階の後の第３段階では、部材１００に吸入口３１および「吸入通路」を形成する。すなわち、図６および７に示すように、部材１００に、吸入口３１、吸入通路３５１、凹部３２（内側空間３２１）および吸入通路３５２を例えば切削等により形成する。また、部材１００の凹部３２とは反対側の端面に、シールホルダ１５を収容するための収容溝３８２を形成する。これにより、圧力作用壁部２００にのみ残留応力が付与されたハウジング３０を得ることができる（図６参照）。

次に、本実施形態の高圧ポンプ１の作動について説明する。
「吸入行程」
プランジャ２０が図１の下方へ移動するとき、コイル６４への通電は停止されている。そのため、吸入弁５２は、電磁駆動部６０のスプリング６５から力を受けている可動コア６２と一体のニードル６１により加圧室３３側へ付勢されている。その結果、吸入弁５２は、弁ボディ５１の弁座５１４から離間している。また、プランジャ２０が図１の下方へ移動するとき、加圧室３３の圧力は低下する。そのため、吸入弁５２が弁ボディ５１の底部５１２側の燃料から受ける力は、加圧室３３側の燃料から受ける力よりも大きくなる。これにより、吸入弁５２には弁座５１４から離間する方向へ力が加わり、吸入弁５２は、ストッパ５４に当接するまで移動する。吸入弁５２が弁座５１４から離間、すなわち開弁することにより、流体室３２３は、吸入通路３５２および中間通路３６を経由して加圧室３３に連通する。したがって、流体室３２３の燃料は、吸入通路３５２および中間通路３６をこの順で経由して加圧室３３に吸入される。

「調量行程」
プランジャ２０が下死点から上死点に向かって上昇するとき、加圧室３３から吸入弁５２側すなわち流体室３２３側へ排出される燃料の流れにより、吸入弁５２には加圧室３３側の燃料から弁座５１４に当接する方向へ力が加わる。しかし、コイル６４に通電していないとき、ニードル６１は、スプリング６５の付勢力により吸入弁５２側へ付勢されている。そのため、吸入弁５２は、ニードル６１によって弁座５１４側への移動が規制される。また、吸入弁５２は、加圧室３３側がストッパ５４によって覆われている。これにより、加圧室３３から流体室３２３側へ排出される燃料の流れが、吸入弁５２に直接衝突することはない。そのため、燃料の流れにより吸入弁５２に加わる閉弁方向への力が緩和される。

調量行程においては、コイル６４への通電が停止されている間、吸入弁５２は弁座５１４から離間した状態を維持する。これにより、プランジャ２０の上昇によって加圧室３３から排出される燃料は、流体室３２３から加圧室３３へ吸入される場合と逆に、中間通路３６および吸入通路３５２をこの順で経由して流体室３２３へ戻される。
調量行程の途中にコイル６４へ通電すると、コイル６４に発生した磁界により、固定コア６３および可動コア６２に磁気回路が形成される。これにより、互いに離間している固定コア６３と可動コア６２との間には磁気吸引力が発生する。固定コア６３と可動コア６２との間に発生する磁気吸引力がスプリング６５の付勢力よりも大きくなると、可動コア６２は固定コア６３側へ移動する。そのため、可動コア６２と一体のニードル６１も、固定コア６３側へ移動する。ニードル６１が固定コア６３側へ移動すると、吸入弁５２とニードル６１とは離間し、吸入弁５２はニードル６１から力を受けない。その結果、吸入弁５２は、スプリング５５の付勢力、および、加圧室３３から流体室３２３側へ排出される燃料の流れにより吸入弁５２に加わる閉弁方向の力によってストッパ５４から離間し弁座５１４側へ移動する。これにより、吸入弁５２が閉弁する。

プランジャ２０が上昇するとき、通孔５１３、すなわち加圧室３３と流体室３２３との間を閉鎖することにより、加圧室３３から流体室３２３へ戻される燃料の量が調整される。その結果、加圧室３３で加圧される燃料の量が決定される。吸入弁５２が弁座５１４側へ移動し、吸入弁５２が弁座５１４に当接、すなわち閉弁することにより、通孔５１３が閉鎖され、中間通路３６を流通する燃料の流れが遮断される。これにより、加圧室３３から流体室３２３へ燃料を排出する調量行程は終了する。

「加圧行程」
加圧室３３と流体室３２３との間が閉鎖された状態でプランジャ２０がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室３３の燃料の圧力は上昇する。加圧室３３の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁部８０のスプリング８３の付勢力と弁座下流側の燃料から吐出弁８１が受ける力とに抗して、吐出弁８１は弁座から離間する。これにより、吐出弁部８０が開弁し、加圧室３３で加圧された燃料は吐出通路３７を通り高圧ポンプ１から吐出される。高圧ポンプ１から吐出された燃料は、図示しないデリバリパイプに供給されて蓄圧され、インジェクタに供給される。
また、このとき、吐出通路３７の圧力が所定値以上になると、リリーフ弁部９０のスプリング９３の付勢力と弁座下流側の燃料からリリーフ弁９１が受ける力とに抗して、リリーフ弁９１は弁座から離間する。これにより、リリーフ弁部９０が開弁し、吐出通路３７の燃料は、リリーフ通路３９を経由して加圧室３３へ戻される。

プランジャ２０が上死点まで移動すると、コイル６４への通電が停止され、吸入弁５２は再び弁座５１４から離間する。このとき、プランジャ２０は再び図１の下方へ移動し、加圧室３３の燃料の圧力は低下する。これにより、加圧室３３には流体室３２３から燃料が吸入される。

なお、吸入弁５２が閉弁し、加圧室３３の燃料の圧力が所定値まで上昇したとき、コイル６４への通電は停止してもよい。加圧室３３の燃料の圧力が上昇すると、吸入弁５２が弁座５１４から離間する方向へ受ける力よりも、加圧室３３側の燃料によって弁座５１４に当接する方向へ受ける力が大きくなる。そのため、コイル６４への通電を停止しても、吸入弁５２は加圧室３３側の燃料から受ける力によって弁座５１４への当接状態を維持する。このように、所定の時期にコイル６４への通電を停止することにより、電磁駆動部６０の消費電力を低減することができる。

上記の「吸入行程」、「調量行程」および「加圧行程」を繰り返すことにより、高圧ポンプ１は吸入した燃料を加圧して吐出する。燃料の吐出量は、電磁駆動部６０のコイル６４への通電タイミングを制御することにより調節される。
高圧ポンプ１の作動時、「吸入行程」、「調量行程」および「加圧行程」が繰り返されることにより、加圧室３３の圧力は周期的に変動する。そのため、加圧室３３に連通する流体室３２３には、燃料の圧力脈動が生じる。本実施形態では、流体室３２３にパルセーションダンパ４１を設けることにより、当該燃料の圧力脈動を抑制している。

なお、「加圧行程」では、加圧室３３の圧力が上昇することにより、ハウジング３０の、中間通路３６を形成する内壁のうち「係止溝３６２の加圧室３３側」から加圧室３３までの部分と、加圧室３３を形成する内壁と、シリンダ部３８の内壁と、吐出通路３７を形成する内壁と、リリーフ通路３９を形成する内壁と、に加圧室３３の圧力または当該圧力に起因する力が作用するため、応力が生じる。また、このとき、吸入弁５２が弁ボディ５１の弁座５１４に押し付けられるため、弁ボディ５１を係止する係止部材５３が係止溝３６２の壁面に押し付けられる。その結果、ハウジング３０の中間通路３６の内壁のうち係止溝３６２の加圧室３３とは反対側にも応力が生じる。
このように、高圧ポンプ１の作動時、圧力作用壁部２００には、加圧室３３の圧力または当該圧力に起因する力が作用し応力が生じる。よって、圧力作用壁部２００には、加圧室３３の圧力の変動に伴う応力の負荷が集中的に繰り返される。

以上説明したように、本実施形態では、高圧ポンプ１の製造工程において、ハウジング３０（部材１００）の、中間通路３６を形成する内壁のうち係止部材５３が嵌め込まれる係止溝３６２の近傍から加圧室３３までの部分と、加圧室３３を形成する内壁と、シリンダ部３８の内壁と、吐出通路３７を形成する内壁と、リリーフ通路３９を形成する内壁と、を含む部分（圧力作用壁部２００）に、オートフレッテージ処理による残留応力が付与される。すなわち、圧力作用壁部２００は、製造工程においてオートフレッテージにより圧力が印加されて残留応力が付与されることで、圧力作用壁部２００以外の部分よりも強度が高められている。

高圧ポンプ１の作動時、プランジャ２０の往復移動により、加圧室３３の圧力は変動する。加圧室３３の圧力が高まると、圧力作用壁部２００には、加圧室３３の圧力または当該圧力に起因する力が作用する。また、加圧室３３の圧力が高まると、弁ボディ５１が加圧室３３とは反対側へ押されるため、係止部材５３が嵌め込まれた係止溝３６２には、比較的大きな力が作用する。よって、高圧ポンプ１の作動時、圧力作用壁部２００には、加圧室３３の圧力変動に伴う応力の負荷が集中的に繰り返される。本実施形態では、オートフレッテージ処理により圧力作用壁部２００の強度が高められているため、加圧室３３の圧力変動に伴う繰返応力での疲労破壊が抑制される。

また、ハウジング３０は、ステンレスにより形成されている。一般に、ステンレスは、鉄等の金属と比べ耐食性が高い。そのため、本実施形態では、ハウジング３０は、例えば鉄製のハウジングと比べ耐食性が高い。よって、燃料としてガソリンを用いる場合でも、ハウジング３０の内部の各通路等を形成する内壁の腐食を抑制することができる。

なお、本実施形態では、ハウジング３０は、圧力作用壁部２００に対してのみ、オートフレッテージ処理による残留応力が付与されている。そのため、ハウジング２０の圧力作用壁部２００以外の部分、すなわち高圧ポンプ１の作動時に比較的小さな力が作用する部分（吸入通路３５１、凹部３２および吸入通路３５２等）は、残留応力による塑性変形または破壊を免れることができる。

また、本実施形態では、ハウジング３０は、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成されている。一般に、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスは、ステンレスの中では比較的耐食性が高いものの、強度が低い。本実施形態では、圧力作用壁部２００はオートフレッテージ処理により強度が高められている。よって、本実施形態では、ハウジング３０の耐食性および強度の両方をより高めることができる。

高圧ポンプ１の製造工程において、例えば、ハウジング３０を形成する部材１００に吸入口３１および「吸入通路」（吸入通路３５１、凹部３２、吸入通路３５２）を形成した後に、圧力作用壁部２００にオートフレッテージ処理を行う場合、「吸入通路」を形成する部材１００の内壁が、オートフレッテージ処理による圧力によって変形するおそれがある。

そこで、本実施形態では、オートフレッテージ処理を行う第２段階の後に、ハウジング３０を形成する部材に吸入口３１および「吸入通路」（吸入通路３５１、凹部３２、吸入通路３５２）を形成する。これにより、「吸入通路」を形成する部材１００の内壁が、オートフレッテージ処理による圧力によって変形するのを防ぐことができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、ハウジングをオーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ハウジングをマルテンサイト系ステンレス、または、二相系ステンレスで形成してもよい。また、上記実施形態では、係止部材５３が弁ボディ５１の底部５１２側の端部を係止することによって、弁ボディ５１の抜け止めとした例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、弁ボディ５１がハウジング３０の中間通路３６を形成する内壁にねじ締結されるようにしても良い。この場合、当該ねじ締結部から加圧室３３までの部分にオートフレッテージ処理による残留応力を付与することになる。

また、本発明の他の実施形態では、ハウジングにリリーフ通路を形成せず、リリーフ弁部を備えない構成としてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、吐出弁部を設けない構成としてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、高圧ポンプの製造工程において、第３段階の後に第２段階を実施してもよい。すなわち、ハウジングを形成する部材に加圧室および各通路等を形成した後にオートフレッテージ処理を行うこととしてもよい。

上述の実施形態では、高圧ポンプをガソリンエンジン用の燃料ポンプとして用いる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、高圧ポンプをディーゼルエンジン用の燃料ポンプとして用いてもよい。また、本発明の他の実施形態では、高圧ポンプを、燃料以外の流体、例えば水や油を加圧して吐出するポンプとして用いることも可能である。

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形態で実施可能である。

１ ・・・・・高圧ポンプ
２０ ・・・・プランジャ
３０ ・・・・ハウジング
３１ ・・・・吸入口
３２ ・・・・凹部
３２３ ・・・流体室（吸入通路）
３３ ・・・・加圧室
３４ ・・・・吐出口
３５１、３５２ ・・・・吸入通路
３６ ・・・・中間通路
３７ ・・・・吐出通路
３８ ・・・・シリンダ部
３８１ ・・・内側空間
４０ ・・・・カバー部材（ハウジング）
５０ ・・・・吸入弁部
５１ ・・・・弁ボディ
５１３ ・・・通孔
５１４ ・・・弁座
５２ ・・・・吸入弁
２００ ・・・圧力作用壁部

Claims (5)

1. プランジャと、
   ステンレスにより形成され、燃料が吸入される吸入口、前記プランジャを往復移動可能に支持するシリンダ部、当該シリンダ部の内側空間と接続し前記プランジャの往復移動により内部が加圧される加圧室、燃料が吐出される吐出口、前記吸入口と接続する吸入通路、前記吸入通路と前記加圧室とを接続する中間通路、および、前記加圧室と前記吐出口とを接続する吐出通路を有するハウジングと、
   前記中間通路に設けられ、燃料が流通可能な通孔が形成される弁ボディ、および前記弁ボディの弁座から離間または当接することにより前記中間通路の燃料の流れを許容または遮断可能な吸入弁を有する吸入弁部と、を備え、
   前記ハウジングは、前記中間通路を形成する内壁の少なくとも一部と、前記加圧室を形成する内壁と、前記シリンダ部の内壁と、前記吐出通路を形成する内壁とを含む、前記加圧室の圧力または当該圧力に起因する力が作用する圧力作用壁部を有し、
   前記圧力作用壁部には、オートフレッテージ処理による残留応力が付与されていることを特徴とする高圧ポンプ。
2. 前記吐出通路の途中と前記加圧室とを接続するよう前記ハウジングに形成されるリリーフ通路に設けられ、前記吐出通路の圧力が所定値以上になると開弁し、前記リリーフ通路における前記吐出通路側から前記加圧室側への燃料の流れを許容するリリーフ弁部をさらに備え、
   前記圧力作用壁部は、前記ハウジングの前記リリーフ通路を形成する内壁を含むことを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
3. 前記ハウジングは、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレスまたは析出硬化系ステンレスにより形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプの製造方法であって、
   前記ハウジングを形成する部材に、前記シリンダ部、前記加圧室、前記吐出口、前記中間通路および前記吐出通路を形成する第１段階と、
   前記第１段階の後、前記圧力作用壁部にオートフレッテージ処理を施すことにより残留応力を付与する第２段階と、
   前記第２段階の後、前記部材に前記吸入口および前記吸入通路を形成する第３段階と、
   を含むことを特徴とする高圧ポンプの製造方法。
5. 請求項２または３に記載の高圧ポンプの製造方法であって、
   前記ハウジングを形成する部材に、前記シリンダ部、前記加圧室、前記吐出口、前記中間通路、前記吐出通路および前記リリーフ通路を形成する第１段階と、
   前記第１段階の後、前記圧力作用壁部にオートフレッテージ処理を施すことにより残留応力を付与する第２段階と、
   前記第２段階の後、前記部材に前記吸入口および前記吸入通路を形成する第３段階と、
   を含むことを特徴とする高圧ポンプの製造方法。

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