JP2019218896A - 車両用部品及びこれを備えた燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】そこで、本発明は、溶接部に発生する応力を低減し、疲労強度を向上させる車両用部品、又はこれを備えた燃料ポンプを提供することを目的とする。【解決手段】第１金属部品と、前記第１金属部品に形成される挿入穴に挿入されて固定される第２金属部品と、により構成される車両用部品において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する溶接部と、前記溶接部に対して溶接方向の側において、かつ前記溶接部から離れた位置において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する固定部と、を備え、前記固定部において前記第２金属部品が前記挿入穴の外径に対し径方向外側にはみ出る径方向長さが４０μｍ以上となるように構成された。【選択図】 図６

Description

本発明は車両用部品について、特にエンジンに燃料を高圧で供給する燃料ポンプに関する。

近年、自動車のエンジンに燃料を供給する燃料ポンプ（高圧燃料供給ポンプ）では、燃料圧力を上昇することで燃費を向上させる技術が開発されており、より高圧に耐える溶接構造が求められている。溶接部を含む燃料供給ポンプでは、疲労強度を向上するため、特開２０１６−１５１１８５号公報（特許文献１）に記載の技術がある。この公報には、「媒体の圧力が作用する空間が内部に形成された第１部材と、前記第１部材に嵌め合う第２部材と、前記空間の外周側に設けられ、前記第１部材と前記第２部材とを溶接して連結する環状溶接部を備え、前記環状溶接部は、当該環状溶接部の内周側の前記第１部材との境界と前記第２部材との境界とを結ぶ内周側曲面の垂線に対して、所定角だけ傾斜して形成されていることを特徴とする接合体」という記載がある。

特開２０１６−１５１１８５号公報

燃料供給ポンプは、円柱状空間が内部に形成された複数の部材を含んで構成される。この複数の部材が溶接されて環状溶接部を形成し、その内部の円柱状空間に媒体（燃料）が流れる。特に燃料供給ポンプは吐出圧力が２０ＭＰａ以上の高圧燃料を吐出することが要求されるなど、高圧化が促進されている。この場合には、溶接部の表面に応力が発生し、溶接の疲労強度が低下する虞があることを本発明者は見出したものである。

そこで、本発明は、溶接部に発生する応力を低減し、疲労強度を向上させる車両用部品、又はこれを備えた燃料ポンプを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、第１金属部品と、前記第１金属部品に形成される挿入穴に挿入されて固定される第２金属部品と、により構成される車両用部品において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する溶接部と、前記溶接部に対して溶接方向の側において、かつ前記溶接部から離れた位置において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する固定部と、を備え、前記固定部において前記第２金属部品が前記挿入穴の外径に対し径方向外側にはみ出る径方向長さが４０μｍ以上となるように構成された。

本発明によれば、溶接部に発生する応力を低減し、疲労強度を向上させる車両用部品、又はこれを備えた燃料ポンプを提供することが可能となる。
本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

燃料ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。 燃料ポンプの縦断面図である。 燃料ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 燃料ポンプの図２と別方向から見た縦断面図である。 溶接前の接合体６０の断面図である。 溶接後の接合体６０の断面図である。 嵌合部１ｆを単に圧入した場合と焼きばめ（もしくは冷やしばめ）した場合の図６のＡ点〜Ｇ点における応力を数値解析により算出した結果である。 本発明の実施例２における溶接後の接合体の断面図である。 本発明の実施例３における溶接後の接合体の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず本発明の第一実施例について図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すエンジンシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。破線で囲まれた部分が高圧燃料ポンプ（以下、燃料ポンプと呼ぶ）の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はボディ１（ポンプボディと呼んでも良い）に一体に組み込まれていることを示す。

燃料タンク１０２の燃料は、エンジンコントロールユニット１０１（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ１０２によって燃料タンク１０３から汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて燃料配管１０４を通して燃料ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

吸入配管５（図１には図示無）の低圧燃料吸入口１０ａから流入したした燃料は圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構である電磁吸入弁機構３の吸入ポート３１に至る。

電磁吸入弁機構３に流入した燃料は、吸入弁３ｂを通過し、ボディ１に形成された吸入通路１ａを流れた後に加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９１によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３ｂから燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。加圧室１１の圧力が設定値を超えると、吐出弁機構８が開弁し、圧力センサ１０５が装着されているコモンレール１０６へ高圧燃料が圧送される。そしてＥＣＵ１０１からの信号に基づきインジェクタ１０７がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ１０７がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される燃料ポンプである。燃料ポンプは、ＥＣＵ１０１から電磁吸入弁機構３への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。

図２は本実施例の燃料ポンプの垂直方向の断面で見た縦断面図を示し、図３は燃料ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図４は燃料ポンプを図２と別の垂直方向断面で見た縦断面図である。図５は吸入配管５の一例の水平方向断面図である。

本実施例の燃料ポンプはボディ１に設けられた取付けフランジ１ｅ（図３）を用いエンジン（内燃機関）の燃料ポンプ取付け部９０（図２、４）に密着し、図示しない複数のボルトで固定される。

図２、４に示すように燃料ポンプ取付け部９０とボディ１との間のシールのためにＯリング９３がボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

図２、４に示すようにボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。また燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。

シリンダ６はその外周側においてボディ１と圧入される。またボディ１を内周側（径方向内側）へ変形させることでシリンダ６の固定部６ａを図中上方向へ押圧し、シリンダ６の上端面で加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。すなわち、加圧室１１は、ボディ１、電磁吸入弁機構３、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム９１の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット９２が設けられている。プランジャ２はリテーナ１５を介してばね１８にてタペット９２に圧着されている。これによりカム９１の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

また、シールホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下方部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールしエンジン内部へ流入するのを防ぐ。同時にエンジン内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がボディ１の内部に流入するのを防止する。

図２、３に示すリリーフ弁機構４は、シート部材４ｅ、リリーフ弁４ｄ、リリーフ弁ホルダ４ｃ、リリーフばね４ｂ、及びばね支持部材４ｅで構成される。ばね支持部材４ｅはリリーフばね４ｂを内包しリリーフ弁室を形成するリリーフボディとしても機能する。リリーフ弁機構４のばね支持部材４ｅ（リリーフボディ）がボディ１に形成された横孔に圧入されて固定される。リリーフばね４ｂは、一端側がばね支持部材４ｅに当接し、他端側がリリーフ弁ホルダ４ｃに当接している。リリーフ弁４ｄは、リリーフばね４ｂの付勢力がリリーフ弁ホルダ４ｃを介して作用してリリーフ弁シート（シート部材４ｅ）に押圧されることで燃料を遮断する。リリーフ弁４ｄの開弁圧力は、リリーフばね４ｂの付勢力によって決定される。本実施例ではリリーフ弁機構４は、リリーフ通路を介して加圧室１１に連通しているが、これに限定されるわけではなく、低圧通路（低圧燃料室１０又は吸入通路１０ｄ等）に連通するようにしても良い。リリーフ弁機構４は、コモンレール１０６やその先の部材に何らかの問題が生じ、コモンレール１０６が異常に高圧になった場合に作動するよう構成された弁である。

つまりリリーフ弁機構４は、リリーフ弁４ｄの上流側と下流側との差圧が設定圧力を超えた場合に、リリーフばね４ｂの付勢力に抗してリリーフ弁４ｄが開弁するように構成される。コモンレール１０６やその先の部材内の圧力が高くなった場合に開弁し、燃料を加圧室１１または低圧通路（低圧燃料室１０又は吸入通路１０ｄ等）に戻すという役割を有する。なお、図２、３においてはリリーフ弁機構４は開弁した場合に加圧室１１に戻す構造を示している。そのため、所定の圧力以下では閉弁状態を維持する必要があり、高圧に対抗するために非常に強力なリリーフばね４ｂを有している。

図３、４に示すように燃料ポンプのボディ１の側面部には吸入配管５が取り付けられている。吸入配管５は、車両の燃料タンク１０３からの燃料を供給する低圧配管１０４に接続されており、燃料はここから燃料ポンプ内部に供給される。吸入配管５の先の吸入流路５ａ内の吸入フィルタ１７は、燃料タンク１０３から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって燃料ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁機構３の吸入ポート３ｋに至る。

カム９１の回転により、プランジャ２がカム９１の方向に移動して吸入行程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入ポート３ｋの圧力よりも低くなると、吸入弁３ｂは吸入弁シート部３ａから離れ開口状態になる。燃料は吸入弁３ｂの開口部３ｆを通り、加圧室１１に流入する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで電磁コイル３ｇは無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね３ｍは、無通電状態において吸入弁３ｂを開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁３ｂの開口部３ｆを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。

この状態で、エンジンコントロールユニット１０１（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁機構３に印加されると、電磁コイル３ｇには端子１６を介して電流が流れる。電磁コイル３ｇに電流が流れると磁気コア３ｅとアンカー３ｈとの間に磁気吸引力が作用し、磁気コア３ｅ及びアンカー３ｈが磁気吸引面で接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね３ｍの付勢力に打ち勝ってアンカー３ｈを付勢し、アンカー３ｈがロッド凸部３ｊと係合して、ロッド３ｉを吸入弁３ｂから離れる方向に移動させる。

よって、吸入弁付勢ばね３ｌによる付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３ｂが閉弁する。閉弁後、加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口１２ａの圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール１０６へと供給される。この行程を吐出行程と称する。なお、ボディ１の横穴に吐出ジョイント１２が挿入され、吐出ジョイント１２の内部空間により燃料吐出口１２ａが形成される。なお、吐出ジョイント１２は溶接部１２ｂにより溶接でボディ１の横穴に固定される。

すなわち、プランジャ２の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構３のコイル３ｇへの通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル３ｇへ通電するタイミングを早くすれば、上昇行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば上昇行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル３ｇへの通電タイミングは、ＥＣＵ１０１からの指令によって制御される。

以上のように電磁コイル３ｇへの通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量をエンジンが必要とする量に制御することが出来る。ボディ１の加圧室１１出口側の吐出弁機構８は、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、及び吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成されている。吐出弁ストッパ８ｄは燃料の外部への漏洩を遮断するプラグ８ｅに圧入されている。プラグ８ｅは溶接部８ｆで溶接により接合される。吐出弁８ｂの二次側には、吐出弁室８ｇが形成され、この吐出弁室８ｇがボディ１に水平方向に形成される横穴を介して燃料吐出口１２ａと連通する。

加圧室１１と吐出弁室８ｇの間に燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃの付勢力により吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が吐出弁室８ｇの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃの付勢力に逆らって開弁する。吐出弁８ｂが開弁すると、加圧室１１内の高圧の燃料は、吐出弁室８ｇ、燃料吐出口１２ａを経てコモンレール１０６（図１参照）へ吐出される。以上のような構成により、吐出弁機構８は、燃料の流通方向を制限する逆止弁として機能する。

低圧燃料室１０には燃料ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管１０４へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。一度、加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３ｂを通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅにより低圧燃料室１０と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、燃料ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

燃料ポンプ１００は、繰り返しガソリンを高圧にするため、各溶接部に発生する応力が大きくなる。よって各溶接部の疲労強度の低下が特に問題となる。燃料ポンプ１００内の特に圧力の高い溶接部は２か所ある。まず吐出ジョイント１２とボディ１との溶接部位であり、突合せ面１ｃの位置に形成される第１溶接部１２ｂである。次に電磁吸入弁機構３とボディ１との溶接部位であり、突合せ面９１の位置に形成される第２溶接部である。これらの溶接部位は、いずれも環状であり、それぞれの外周の一周に亘って溶接され、内部空間と外部空間とをシールする。但し、本発明は、この二つの溶接部位に限定されるわけではない。以下、吐出ジョイント１２とボディ１の溶接部位について説明するが、電磁吸入弁機構３とボディ１の溶接部位にも同様にして適用可能である。

図５は、溶接前の吐出ジョイント１２とボディ１との接合体６０の断面図である。円柱状空間１ｂは、吐出ジョイント１２の内周側に形成されており、燃料吐出口１２ａと連通する空間であり、ここに媒体であるガソリンが流れ、圧力が作用する。図５では図示していないが、この円柱状空間１ｂにはばね支持部材４ａ（リリーフボディ）が配置される。接合体６０の突合せ面１ｃは、溶接によって封止される面である。突合せ面１ｃと円柱状空間１ｂの間には、周方向に環状に形成される環状空間１ｄが形成されている。吐出ジョイント１２の嵌合部１２ｃは、ボディ１に圧入されて嵌合面１ｆを形成する。嵌合面１ｆは、嵌合部１２の外周部とボディ１の内周部とで形成される。

環状空間１ｄは、嵌合部２２によって閉塞されてトーラス状となり、円柱状空間１ｂと分離されている。よって溶接で発生したスパッタは、この環状空間１ｄの内部に留まる。言い換えると、環状空間１ｄは、溶接で発生したスパッタが円柱状空間１ｂ内に混入するのを抑制している。なお、環状空間１ｄは上流側環状面１ｄ１と下流側環状面１ｄ２とを有する。

接合体６０の突合せ面１ｃを溶接するには、レーザ光Ｌを、突合せ面１ｃに対して傾斜させて照射させる。つまりレーザ光Ｌは、円柱状空間１ｂの外周側（径方向外側）において、吐出ジョイント１２の中心軸方向から外周側（径方向外側）に傾斜する。また、レーザ光Ｌの照射位置は、図５の突合せ面１ｃではなく、吐出ジョイント表面の側（図５の左側）にずらした位置である。これは、円柱状空間１ｂの側まで突合せ面１ｃ近傍を溶融しつつ確実に凝固させるためである。

図６は、燃料ポンプにおける吐出ジョイント１２とボディ１とを溶接した後の接合体６０の断面図である。溶接後の接合体６０は、吐出ジョイント１２とボディ１と、これらを溶接して連結する環状溶接部１２ｂとを含んで構成される。環状溶接部１２ｂの溶接部表面１２ｂ１が外部に面すると共に、溶接部裏面１２ｂ２が環状空間１ｄに面している。溶接部表面１２ｂ１は、ボディ１との境界と吐出ジョイント１２との境界とを結ぶ曲面で形成される。また溶接部裏面１２ｂ２は、ボディ１との境界と吐出ジョイント１２との境界とを結ぶ曲面で形成される。

この接合体６０は、レーザ光Ｌが突合せ面１ｃに対して傾斜して照射されることで、吐出ジョイント１２とボディ１とがレーザ溶接されて形成される。レーザ光Ｌの傾斜により、環状溶接部１２も、これに対応して中心軸に対して傾斜した形状になる。突合せ面１ｃが完全に溶融凝固し、溶接部裏面１２ｂ２は、環状空間１ｄに達する。これにより突合せ面１ｃが溶け残ることによる疲労強度低下を抑制することが可能である。

図７を用いて本実施例の燃料ポンプが解決する課題について説明する。燃料ポンプ１００は、吐出ジョイント１２と、ボディ１とを固定する溶接部１２ｂと、嵌合面１ｆを備えており、稼動時に高圧燃料が円柱状空間１ｂを流れる。図７の横軸は図６の環状空間１ｄを形成する上流側環状面１ｄ１と下流側環状面１ｄ２の各点（Ａ点〜Ｇ点）に対応し、本実施例を採用した場合の応力を１０２で示し、本実施例を採用しない場合の応力を線１０１で示す。線１０１に示すように、図６における溶接部裏面１２ｂ２のＣ点〜Ｅ点に応力が集中していることが分かる。すなわち、本発明者らは、高圧燃料が円柱状空間１ｂを流れる際に、嵌合部１ｆがずれることで、Ｃ点〜Ｅ点近傍に応力集中が生じ、疲労強度が低下する虞があるという課題を突き止めた。そこで本実施例では、嵌合部１ｆのずれを抑制して疲労強度を向上する燃料ポンプについて説明する。

図６に示すように本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第１金属部品（ボディ１）と、第１金属部品（ボディ１）に形成される挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入されて固定される第２金属部品（吐出ジョイント１２）により構成される。また、車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する溶接部１２ｂと、溶接部１２ｂに対して溶接方向の側において、かつ溶接部から離れた位置において、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する固定部（嵌合部１ｆ）と、を備える。溶接方向とは図６のレーザ光Ｌの方向であり、溶接部表面１２ｂ１の中心から溶接部裏面１２ｂ２の中心へ向かう方向ということができる。そして図５、６に示すように、本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、固定部（嵌合部１ｆ）において第２金属部品（吐出ジョイント１２）が挿入穴（円柱状空間１ｂ）の外径に対し径方向外側（図５、６では右側）にはみ出る径方向長さが４０μｍ以上となるように構成される。このはみ出る径方向長さのことを締め代と呼んでも良い。

本実施例では、挿入穴（円柱状空間１ｂ）の外径に対してはみ出る径方向長さを４０μｍ以上とすることで、固定部（嵌合部１ｆ）の締結力を向上させることができるため、固定部（嵌合部１ｆ）にずれが生じることを抑制できる。これにより図７に示したように、図６のＣ点〜Ｅ点近傍の応力集中を緩和することができ、疲労強度を向上することが可能である。なお、本実施例では上記第１金属部品は加圧室１１を形成するボディ１であり、上記第２金属部品は、ボディ１に形成される挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入されて固定される吐出ジョイント１２である。但し、本発明はこれらの構成に限定されるわけではない。なお、本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、溶接部１２ｂと固定部（嵌合部１ｆ）との間に形成された空隙（環状空間１ｄ）を有する。

また上記構成において、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する固定部（嵌合部１ｆ）は、第２金属部品（吐出ジョイント１２）が加熱膨張した第１金属部品（ボディ１）の挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入されることにより、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定することが望ましい。すなわち、第１金属部品（ボディ１）を加熱膨張することで、挿入穴（円柱状空間１ｂ）の内径が大きくなり、この状態において、第２金属部品（吐出ジョイント１２）を挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入するものである。その後、第１金属部品（ボディ１）が常温に戻ると、第１金属部品（ボディ１）が冷却して収縮することで、挿入穴（円柱状空間１ｂ）の内径も同じく収縮する。これにより、図５、６に示すように第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）との接合部（嵌合面１ｆ）が半径方向内側（図５、６では左側）に力を受け、双方を締結することが可能となる。したがって、本実施例によれば、外径の大きい第２金属部品（吐出ジョイント１２）を内径の小さい挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入することが可能となる。この挿入方法のことを焼きばめと呼んでも良い。

外径の大きい部品をこの外径よりも小さい内径の挿入穴に圧入で挿入する場合には、はみ出る径方向長さに比例して圧入による締結力が大きくなり、施工性が悪化する。しかし本実施例によれば、上記のようにボディ１を加熱膨張させて挿入することで、はみ出る径方向長さが大きい場合であっても、容易に挿入することが可能となり、安定して双方を固定することが可能である。なお、加熱膨張したボディ１が常温に戻り収縮すると、挿入穴（円柱状空間１ｂ）の内径も同じく収縮する。この場合、図５、６に示すように第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）との接合部（嵌合面１ｆ）は半径方向内側（図５、６では左側）に力を受ける。この力は締め代が大きいほど大きくなるものであり、これにより第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）との締結力を上げることが可能である。

なお、上記構成において、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する固定部（嵌合部１ｆ）は、冷却収縮した第２金属部品（吐出ジョイント１２）が第１金属部品（ボディ１）の挿入穴に挿入されることにより、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定することでも良い。すなわち、第２金属部品（吐出ジョイント１２）を冷却収縮することで、第２金属部品（吐出ジョイント１２）の外径が小さくなり、この状態において、第２金属部品（吐出ジョイント１２）を挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入するものである。その後、第２金属部品（吐出ジョイント１２）が常温に戻ると、第２金属部品（吐出ジョイント１２）が温まることで膨張するため、これにより、図５、６に示すように第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）との接合部（嵌合面１ｆ）が半径方向内側（図５、６では左側）に力を受け、双方を締結することが可能となる。したがって、外径の大きい第２金属部品（吐出ジョイント１２）を内径の小さい挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入することが可能となる。これにより施工性を向上しつつ、はみ出る径方向長さが大きい場合であっても、容易に挿入することが可能となり、安定して双方を固定することが可能である。この挿入方法のことを冷やしばめと呼んでも良い。

図７は嵌合部１ｆを単に圧入した場合と焼きばめ（もしくは冷やしばめ）した場合の図６のＡ点〜Ｇ点における応力を数値解析により算出した結果である。線１０１が圧入の場合の応力を示し、先１０２が焼きばめ（もしくは冷やしばめ）の場合の応力を示す。疲労強度向上のためには応力を低減する必要がある。図７に示すように線１０１に示す圧入時の応力に比べて、線１０２に示す焼きばめ（もしくは冷やしばめ）の場合の応力は低減されることが分かる。特に圧入の場合には、Ｃ点〜Ｅ点における応力が大きく、これらの箇所において応力集中により疲労強度が低下する虞があった。これに対して、本実施例によれば、上記したようにＣ点〜Ｅ点における応力を低減することができ、上記のような応力集中による疲労強度低下を抑制することが可能である。

なお、第２金属部品（吐出ジョイント１２）を第１金属部品（ボディ１）の挿入穴に挿入した場合、比較的大きな押し込み力で吐出ジョイント１２を挿入する。この場合、その固定部（嵌合部１ｆ）の断面組織は、押し込み方向（圧入方向）のメタルフローが見られる。これに対して本実施例の焼きばめ（もしくは冷やしばめ）の場合、第１金属部品（ボディ１）を加熱膨張させる、又は第２金属部品（吐出ジョイント１２）冷却収縮させることから、圧入に比べて、小さい押し込み力で挿入が可能であるため、圧入に比べて押し込み方向（圧入方向）のメタルフローは見られない。逆にその固定部（嵌合部１ｆ）の断面組織は、圧入方向と直交する方向へのメタルフローが見られる。

図８を用いて本発明の第２の実施例について説明する。燃料ポンプの基本的な構造は実施例１と同じであるため、以下において実施例１と同様の構成については説明を省略する。図８は本実施例における溶接後の接合体６０Ａの断面図である。基本的な燃料ポンプ１００の構造は実施例１と同じであるため、同じ構成については説明を省略する。本実施例の燃料ポンプ１００では、先に述べたように、高圧燃料が流れた際に生じる嵌合部１ｆのずれを抑制する必要がある。

図８に示すように本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第１金属部品（ボディ１）と、第１金属部品（ボディ１）に形成される挿入穴（円柱状空間１ｂ）に挿入されて固定される第２金属部品（吐出ジョイント１２）とにより構成される。そして車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する溶接部１２ｂと、溶接部１２ｂに対して溶接方向の側において、かつ溶接部から離れた位置において、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定する第２溶接部１２ｄとを備える。この構成によれば、ボディ１と吐出ジョイント１２の嵌合面１ｆを締結力の高い溶接で固定することで、嵌合面１ｆのずれを抑制することができる。これにより、Ａ点近傍の応力集中を緩和することができ、疲労強度を向上することが可能である。

なお、上記構成において、第２溶接部１２ｄは、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とがリングマッシュ溶接により溶接されることで、第１金属部品（ボディ１）と第２金属部品（吐出ジョイント１２）とを固定することが望ましい。ここで嵌合面１ｆは溶接部１２ｂに対して径方向内側に位置するため施工性が良くない。これに対して上記構成によれば、この嵌合面１ｆに外側から施工可能なリングマッシュ溶接を実施することで、施工性を向上しつつ、嵌合面１ｆを固定することが可能である。なお、リングマッシュ溶接の場合、第１金属部品（ボディ１）の挿入穴（円柱状空間１ｂ）を加圧通電することにより塑性流動させ、これにより、挿入穴（円柱状空間１ｂ）の内周部と、第２金属部品（吐出ジョイント１２）の外周部とを固相接合させるものである。

図８に示す燃料ポンプ１００では、先に述べたように、高圧燃料が流れた際に生じる嵌合部１ｆのずれを抑制する必要がある。そのため本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第２溶接部１２ｄの中心軸が溶接部１２ｂの中心軸と対応する位置に形成されることが望ましい。また本実施例の車両用部品（燃料ポンプ１００）は、第２溶接部１２ｄが溶接部１２ｂを形成する際の溶接ビームにより形成されたことが望ましい。これにより溶接部１２ｂに対して径方向内側に位置する嵌合部１ｆを同じ溶接部１２ｂのレーザ光Ｌにより溶接することが可能であり、施工性を向上しつつ嵌合面１ｆを安定して固定することが可能である。

図９は、本発明の第３の実施例における溶接後の接合体６０Ｂの断面図である。燃料ポンプの基本的な構造は実施例１と同じであるため、以下において実施例１と同様の構成については説明を省略する。本実施例の接合体６０Ｂは、第１の実施例の接合体６０とは異なり、嵌合部１２ｃの表面（嵌合面１ｆ側）をローレット加工した後に、圧入して接合する。本実施例におけるローレット加工とは、第２金属部品（吐出ジョイント１２）の外周部の金属に細かい凹凸状の加工を施すものである。第１金属部品（ボディ１）の内周部にこの加工を施しても構わない。このうえで、第２金属部品（吐出ジョイント１２）を第１金属部品（ボディ１）の内周部に圧入で挿入する。これにより上記した細かい凹凸状の加工部により吐出ジョイント１２とボディ１の嵌合面１ｆに硬度差が生じ、締結力が大きくなる。つまり滑り止めの効果を有する。このように嵌合部１２ｃをローレット加工した場合でも、第１の実施例と同様に、疲労強度を向上させることができる。

１ ボディ
２ プランジャ
３ 電磁吸入弁機構
４ リリーフ弁機構
５ 吸入配管
５ａ 吸入配管取付部位
６ シリンダ
７ シールホルダ
８ 吐出弁機構
９ 圧力脈動低減機構
１０ａ 低圧燃料吸入口
１１ 加圧室
１２ 吐出ジョイント
１３ プランジャシール

Claims (9)

1. 第１金属部品と、前記第１金属部品に形成される挿入穴に挿入されて固定される第２金属部品と、により構成される車両用部品において、
   前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する溶接部と、
   前記溶接部に対して溶接方向の側において、かつ前記溶接部から離れた位置において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する固定部と、を備え、
   前記固定部において前記第２金属部品が前記挿入穴の外径に対し径方向外側にはみ出る径方向長さが４０μｍ以上となるように構成された車両用部品。
2. 請求項１に記載の車両用部品において、
   前記固定部は、前記第２金属部品が加熱膨張した前記第１金属部品の前記挿入穴に挿入されることにより、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する車両用部品。
3. 請求項１に記載の車両用部品において、
   前記固定部は、冷却収縮した前記第２金属部品が前記第１金属部品の前記挿入穴に挿入されることにより、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する車両用部品。
4. 第１金属部品と、前記第１金属部品に形成される挿入穴に挿入されて固定される第２金属部品と、により構成される車両用部品において、
   前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する溶接部と、
   前記溶接部に対して溶接方向の側において、かつ前記溶接部から離れた位置において、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する第２溶接部と、を備えた車両用部品。
5. 請求項４に記載の車両用部品において、
   前記第２溶接部は、前記第１金属部品と前記第２金属部品とがリングマッシュ溶接により溶接されることで、前記第１金属部品と前記第２金属部品とを固定する車両用部品。
6. 請求項４に記載の車両用部品において、
   前記第２溶接部の中心軸が前記溶接部の中心軸と対応する位置に形成されるように構成された車両用部品。
7. 請求項４に記載の車両用部品において、
   前記第２溶接部は前記溶接部を形成する際の溶接ビームにより形成された車両用部品。
8. 請求項１に記載の車両用部品を備えた燃料ポンプにおいて、
   前記第１金属部品は加圧室を形成するボディであり、
   前記第２金属部品は、前記ボディに形成される前記挿入穴に挿入されて固定される吐出ジョイントである燃料ポンプ。
9. 請求項８に記載の燃料ポンプにおいて、
   前記溶接部と前記固定部との間に形成された空隙を有する燃料ポンプ。

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