JP4106339B2 - Production method of fuel injection pump - Google Patents
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Description
本発明は、分配型燃料噴射ポンプの構造に関するものであり、より詳しくは、プランジャバレル等の摺動面の精度を保証するための技術に関する。 The present invention relates to a structure of a distribution type fuel injection pump, and more particularly to a technique for assuring the accuracy of a sliding surface such as a plunger barrel.
プランジャバレル内にてプランジャを上下動させる、従来の燃料噴射ポンプにおいては、前記プランジャバレルは、ハイドロリックヘッドに対し焼嵌めによって結合されるものである。この焼嵌めに関するハイドロリックヘッドの生産工程は、例えば、図5に示されるごとくのものであり、熱処理後のプランジャバレルを、ハイドロリックヘッドに対し規定の温度帯にて焼嵌めするものであり、該焼嵌めの後に、プランジャバレルの内側、即ち、プランジャ摺動面のホーニングを行うものとしている。このホーニングにより、プランジャ摺動面の精度を確保し、プランジャの焼き付きが生じないようにしている。また、分配型の燃料噴射ポンプにおいては、プランジャバレルと同様、分配軸スリーブをハイドロリックヘッドに焼嵌めて結合させるようにしており、該分配軸スリーブの内側をホーニングすることにより、分配軸の焼き付きが生じないようにしている。以上のハイドロリックヘッドの構成は、周知となっている(例えば、特許文献1参照。)。また、これら焼嵌めやホーニングに関する技術については、周知技術といえるものである。 In the conventional fuel injection pump in which the plunger is moved up and down within the plunger barrel, the plunger barrel is coupled to the hydraulic head by shrink fitting. The production process of the hydraulic head related to this shrink fitting is, for example, as shown in FIG. 5, and the plunger barrel after the heat treatment is shrink fitted to the hydraulic head in a specified temperature range. After the shrink fitting, the inside of the plunger barrel, that is, the plunger sliding surface is honed. This honing ensures the accuracy of the plunger sliding surface and prevents the plunger from being seized. Further, in the distribution type fuel injection pump, like the plunger barrel, the distribution shaft sleeve is shrink-fitted and coupled to the hydraulic head, and the distribution shaft is seized by honing the inside of the distribution shaft sleeve. Is prevented from occurring. The structure of the above hydraulic head is known (for example, refer to Patent Document 1). Moreover, it can be said that these techniques related to shrink fitting and honing are well-known techniques.
しかし、上述の図5に示される工程においては、以下のような問題があった。
即ち、プランジャバレルや分配軸スリーブを焼嵌める際には、これらとハイドロリックヘッドの焼嵌め面M3・M4(図6参照)との間に残留応力が生じるものであり、該残留応力が時間経過によって、プランジャバレルや分配軸スリーブの摺動面の精度に悪影響するといった問題である。図6は、ホーニング直後における摺動面S3・S4の表面高さG3・G4と、ホーニング後の数時間経過後における摺動面S3・S4の表面高さL3・L4の計測結果を対照して表したものであり、時間の経過によって、摺動面の高さが大きく変化することが確認されている。即ち、ホーニングによって摺動面S3・S4を精度よく加工したとしても、時間経過によって、その精度が損なわれてしまうことになる。
However, the process shown in FIG. 5 has the following problems.
That is, when the plunger barrel and the distribution shaft sleeve are shrink-fitted, residual stress is generated between these and the hydraulic head shrink-fit surfaces M3 and M4 (see FIG. 6). This adversely affects the accuracy of the sliding surfaces of the plunger barrel and the distribution shaft sleeve. FIG. 6 compares the measurement results of the surface heights G3 and G4 of the sliding surfaces S3 and S4 immediately after the honing and the surface heights L3 and L4 of the sliding surfaces S3 and S4 after several hours after the honing. It is shown, and it has been confirmed that the height of the sliding surface changes greatly with the passage of time. That is, even if the sliding surfaces S3 and S4 are processed with high accuracy by honing, the accuracy is impaired with the passage of time.
このように、ホーニングによって得られた精度が維持されないと、プランジャとプランジャバレルとの間での摩耗、また、分配軸と分配軸スリーブとの間での摩耗が発生し、さらには、焼き付きといった問題につながってしまうことになる。また、高圧燃料が存在する環境下であるため、燃料圧力が、前記残留応力と相まって摺動面の精度に悪影響を及ぼすことにもなる。 In this way, if the accuracy obtained by honing is not maintained, wear between the plunger and the plunger barrel, wear between the distribution shaft and the distribution shaft sleeve, and further problems such as seizure occur. It will lead to. In addition, since the high pressure fuel is present, the fuel pressure may adversely affect the accuracy of the sliding surface in combination with the residual stress.
本発明は、以上の問題に鑑み、焼嵌め面に生じる前記残留応力を、減少させることにより、プランジャや分配軸の摺動面の精度を保証するための技術を提案するものである。 In view of the above problems, the present invention proposes a technique for guaranteeing the accuracy of the sliding surfaces of the plunger and the distribution shaft by reducing the residual stress generated on the shrink-fit surface.
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
シリンダ部を有する筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、ハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めして結合してなる燃料噴射ポンプの生産方法であって、前記筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、加熱したハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めする第一の工程と、該第一の工程の後に、電気炉等の加熱炉内にて、焼嵌めした後のプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)とハイドロリックヘッド(1)を、加熱・冷却するテンパー処理を行う第二の工程と、該第二の工程の後に前記シリンダ部の摺動面をホーニングする第三の工程と、を具備し、前記テンパー処理を行う第二の工程について、テンパー処理において設定される温度帯(T2)の上限値を、筒状部材を焼嵌めする第一の工程において、該ハイドロリックヘッド(1)を加熱する時の規定の温度帯(T1)の上限値と略同一とするものである。 A method for producing a fuel injection pump, wherein a plunger barrel (2), which is a cylindrical member having a cylinder part, and a distribution shaft sleeve (3) are shrink-fitted and coupled to a hydraulic head (1). A first step of shrink fitting the plunger barrel (2) and the distribution shaft sleeve (3), which are shaped members, to the heated hydraulic head (1), and a heating furnace such as an electric furnace after the first step A second step of performing a tempering process for heating and cooling the plunger barrel (2), the distribution shaft sleeve (3) and the hydraulic head (1) after shrink fitting , A third step of honing the sliding surface of the cylinder portion later, and for the second step of performing the tempering process, an upper limit value of a temperature zone (T2) set in the tempering process is defined as a cylindrical shape Shrink fitting In the first step, it is to substantially the same as the upper limit of the temperature zone defined at the time (T1) for heating the hydraulic head (1).
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
シリンダ部を有する筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、ハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めして結合してなる燃料噴射ポンプの生産方法であって、前記筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、加熱したハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めする第一の工程と、該第一の工程の後に、電気炉等の加熱炉内にて、焼嵌めした後のプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)とハイドロリックヘッド(1)を、加熱・冷却するテンパー処理を行う第二の工程と、該第二の工程の後に前記シリンダ部の摺動面をホーニングする第三の工程と、を具備し、前記テンパー処理を行う第二の工程について、テンパー処理において設定される温度帯(T2)の上限値を、筒状部材を焼嵌めする第一の工程において、該ハイドロリックヘッド(1)を加熱する時の規定の温度帯(T1)の上限値と略同一とするので、摺動面の精度が長時間経過後も保証されることにより、シリンダ部の摺動面とプランジャや分配軸等との間での摩擦の発生を防止することができ、これらの部材の摩耗を防止できる。また、摺動面における部材の焼き付きを防止することができる。また、テンパー処理により、ハイドロリックヘッドの内部歪みが除去され、これによって品質の安定化を図ることができる。 A method for producing a fuel injection pump, wherein a plunger barrel (2), which is a cylindrical member having a cylinder part, and a distribution shaft sleeve (3) are shrink-fitted and coupled to a hydraulic head (1). A first step of shrink fitting the plunger barrel (2) and the distribution shaft sleeve (3), which are shaped members, to the heated hydraulic head (1), and a heating furnace such as an electric furnace after the first step A second step of performing a tempering process for heating and cooling the plunger barrel (2), the distribution shaft sleeve (3) and the hydraulic head (1) after shrink fitting , A third step of honing the sliding surface of the cylinder portion later, and for the second step of performing the tempering process, an upper limit value of a temperature zone (T2) set in the tempering process is defined as a cylindrical shape Shrink fitting In the first step, since substantially the same as the upper limit of the temperature zone (T1) of a prescribed time to heat the hydraulic head (1), the accuracy of the sliding surface is ensured also after long Thus, it is possible to prevent the friction between the sliding surface of the cylinder part and the plunger, the distribution shaft, etc., and to prevent wear of these members. In addition, seizure of the member on the sliding surface can be prevented. Moreover, the internal distortion of the hydraulic head is removed by the tempering process, thereby stabilizing the quality.
また、前記第二の工程につき、テンパー処理において設定される温度帯T2の上限値を、第一の工程の焼嵌めにおいて設定される温度帯T1の上限値と略同一とすることにより、シリンダ部2aの摺動面S1・S2の表面硬さの低下を許容範囲内に抑えることとするものである。
つまり、前記第二の工程においてテンパー処理を高温で行うと、シリンダ部2aの摺動面S1・S2(図3参照)の表面硬さが低下することになる。この表面硬さの低下量は、テンパー処理の温度が高い程に大きくなる。このため、テンパー処理を行う際に設定される温度帯の上限値を、高温としない温度に規定する必要が生じる。また、前記デフレクタ2d(図1参照)が焼嵌められた状態ともなっているので、該デフレクタ2dの硬度低下を防ぎ、スピル圧力によるデフレクタ2dの浸食を防ぐ必要があるといった点からも、前記温度帯の最適な設定が必要となる。
そこで、本発明においては、前記第二の工程につき、テンパー処理において設定される温度帯T2の上限値を、第一の工程の焼嵌めにおいて設定される温度帯T1の上限値と略同一とすることにより、高温とはならないようにして、シリンダ部2aの摺動面S1・S2の表面硬さの低下を許容範囲内に抑えることが出来るのである。
つまり、この温度帯T2の上限値の設定により、シリンダ部2aの摺動面S1・S2において、設定され得る表面硬さの下限値F1よりも、高い表面硬さを実現させるものである。このように、表面硬さの低下を許容範囲内にとどめることにより、プランジャバレル2や分配軸スリーブ3の摩耗や、摺動面における焼き付きの発生を防止することができるのである。
Further, by setting the upper limit value of the temperature zone T2 set in the tempering process to be substantially the same as the upper limit value of the temperature zone T1 set in the shrink fitting of the first step for the second step, the cylinder portion The decrease in the surface hardness of the sliding surfaces S1 and S2 of 2a is suppressed within an allowable range.
That is, when the tempering process is performed at a high temperature in the second step, the surface hardness of the sliding surfaces S1 and S2 (see FIG. 3) of the
Therefore, in the present invention, for the second step, the upper limit value of the temperature zone T2 set in the temper process is made substantially the same as the upper limit value of the temperature zone T1 set in the shrink fitting of the first step. As a result, the decrease in the surface hardness of the sliding surfaces S1 and S2 of the
That is, by setting the upper limit value of the temperature zone T2, the surface hardness higher than the lower limit value F1 of the set surface hardness can be realized on the sliding surfaces S1 and S2 of the
焼嵌め面に生じる前記残留応力を減少させることにより、プランジャや分配軸の摺動面の精度を保証するという目的を、ハイドロリックヘッドに、シリンダ部を有する筒状部材を焼嵌めして結合してなる燃料噴射ポンプの生産方法であって、前記シリンダ部を有する筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、ハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めして結合してなる燃料噴射ポンプの生産方法であって、前記筒状部材であるプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)を、加熱したハイドロリックヘッド(1)に焼嵌めする第一の工程と、該第一の工程の後に、電気炉等の加熱炉内にて、焼嵌めした後のプランジャバレル(2)と分配軸スリーブ(3)とハイドロリックヘッド(1)を、加熱・冷却するテンパー処理を行う第二の工程と、該第二の工程の後に前記シリンダ部の摺動面をホーニングする第三の工程と、を具備し、前記テンパー処理を行う第二の工程について、テンパー処理において設定される温度帯(T2)の上限値を、筒状部材を焼嵌めする第一の工程において、該ハイドロリックヘッド(1)を加熱する時の規定の温度帯(T1)の上限値と略同一とする生産方法である。 To reduce the residual stress generated on the shrink-fit surface and to guarantee the accuracy of the sliding surface of the plunger and distribution shaft, a tubular member having a cylinder part is shrink-fitted to the hydraulic head. A plunger barrel (2), which is a cylindrical member having the cylinder portion, and a distribution shaft sleeve (3) are shrink-fitted and coupled to a hydraulic head (1). A fuel injection pump production method comprising: a first step of shrink fitting the plunger barrel (2) and the distribution shaft sleeve (3), which are the cylindrical members, to the heated hydraulic head (1); Temper for heating and cooling the plunger barrel (2), distribution shaft sleeve (3), and hydraulic head (1) after shrink fitting in a heating furnace such as an electric furnace after the first step. A second step of performing a physical, comprising a third step of honing the sliding surface of the cylinder portion after said second step, a, a second step of performing said tempering, the tempering The upper limit value of the set temperature zone (T2) is substantially the same as the upper limit value of the specified temperature zone (T1) when the hydraulic head (1) is heated in the first step of shrink fitting the cylindrical member. The production method is the same.
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明にかかる燃料噴射ポンプのハイドロリックヘッド1について示す図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a
図1に示される構成においては、ハイドロリックヘッド1に、プランジャバレル2及び分配軸スリーブ3を焼嵌めしてなる構成としている。また、プランジャバレル2のシリンダ部2aには、プランジャ4が上下摺動自在に挿入されている。プランジャバレル2の外周には、環状の燃料ギャラリ2bが形成されるとともに、該燃料ギャラリ2bからシリンダ部2a内に向かってスピルポート2cが形成されており、該スピルポート2cを通って、シリンダ部2a内と燃料ギャラリ2bとの間での燃料の給排が行われるようになっている。また、プランジャバレル2において、前記スピルポート2cに対応する位置には、高圧燃料のスピル圧力(排出圧力)がハイドロリックヘッド1に直接作用するのを防ぐべく、デフレクタ2dが仕組まれる。また、分配軸スリーブ3の内側のシリンダ部3aには、分配軸5が回転自在に挿入されている。
In the configuration shown in FIG. 1, the
図2は、ハイドロリックヘッド1の生産工程につき、本発明に特に関連する工程を示すものである。即ち、プランジャバレル2や分配軸スリーブ3等のシリンダ部を有する筒状部材をハイドロリックヘッド1に焼嵌めして結合してなる燃料噴射ポンプの生産方法であって、前記筒状部材を焼嵌めする第一の工程と、該第一の工程の後にテンパー処理を行う第二の工程と、該第二の工程の後に前記シリンダ部2a・3aの摺動面をホーニングする第三の工程と、を具備する生産方法とするものである。
FIG. 2 shows a process particularly related to the present invention regarding the production process of the
前記第一の工程においては、例えば、焼嵌め装置により、規定の温度帯T1にてハイドロリックヘッド1に対し、プランジャバレル2等の筒状部材が焼嵌めされるものである。尚、図1に示されるごとくのプランジャバレル2と分配軸スリーブ3が別体に構成される(比較的小型の)燃料噴射ポンプでは、焼嵌め面M1・M2(図3参照)の面積が小さくなるため、規定の温度帯T1の下限値は、焼嵌めによる結合力が確保できる値に設定されるものである。例えば、図1に示される構成において、ハイドロリックヘッド1及び筒状部材を、合金工具鋼(SKD11)から構成する場合においては、温度帯T1を250℃〜270℃とする等であり、このように、焼嵌め面の面積や、筒状部材の材質に応じて温度帯T1が設定されるものである。
In the first step, for example, a tubular member such as the
次に、前記第二の工程においては、加熱炉(例えば、電気炉)により、テンパー処理が行われるものである。尚、このテンパー処理は、熱処理の一種である。このテンパー処理によって、ハイドロリックヘッド1と筒状部材との焼嵌め面M1・M2(図3参照)に生じた残留応力を除去することができるようになる。
Next, in the second step, tempering is performed by a heating furnace (for example, an electric furnace). This temper treatment is a kind of heat treatment. By this tempering treatment, residual stress generated on the shrink-fitting surfaces M1 and M2 (see FIG. 3) between the
次に、前記第三の工程においては、ホーニングマシンにより、筒状部材のシリンダ部2aの摺動面をホーニングするものである。ここでは、摺動面をホーニングすることにより、規定の真円度を達成するものである。そして、このホーニングがされる際には、前記第二の工程によりテンパー処理が施されて前記残留応力が除去されているため、ホーニング直後における真円度が長時間経過後においても維持されることになる。即ち、摺動面の精度を、長時間経過後も保証することができるものである。
Next, in the third step, the sliding surface of the
図3は、以上の工程により生産される燃料噴射ポンプにつき、ホーニング直後に計測される摺動面S1・S2の表面高さG1・G2から、数時間経過後の摺動面S1・S2の表面高さL1・L2が大きく変化しないことを示している。これは、前記第二の工程におけるテンパー処理により、焼嵌め面M1・M2に生じた残留応力が除去されたことによるものである。本願出願人は、試験により、テンパー処理を行わない従来の生産方法によるものと比較して、前記表面高さの変化量が、最大変化量で比較して略20分の1に抑えられる結果を確認している(図4、図6を比較参照)。このようにして、摺動面の精度が長時間経過後も保証されることにより、摺動面とプランジャ4や分配軸5との間での摩擦の発生を防止することができ、これらの部材の摩耗を防止できるととともに、摺動面における部材の焼き付きを防止することができる。また、テンパー処理により、ハイドロリックヘッドの内部歪みが除去され、これによって品質の安定化を図ることができる。
FIG. 3 shows the surface of the sliding surfaces S1 and S2 after several hours from the surface heights G1 and G2 of the sliding surfaces S1 and S2 measured immediately after honing for the fuel injection pump produced by the above process. It shows that the heights L1 and L2 do not change greatly. This is because the residual stress generated on the shrink-fitting surfaces M1 and M2 has been removed by the temper treatment in the second step. The applicant of the present application has shown that the amount of change in the surface height can be suppressed to about one-twentieth as compared with the maximum amount of change, as compared with a conventional production method that does not perform tempering. This is confirmed (see FIG. 4 and FIG. 6 for comparison). In this way, since the accuracy of the sliding surface is ensured even after a long time has elapsed, the occurrence of friction between the sliding surface and the
図4に示すごとく、前記第二の工程においてテンパー処理を行うと、シリンダ部2aの摺動面S1・S2(図3参照)の表面硬さが低下することになる。この表面硬さの低下量は、テンパー処理の温度が高い程に大きくなる。このため、テンパー処理を行う際に設定される温度帯の上限値を規定する必要が生じる。また、前記デフレクタ2d(図1参照)が焼嵌められた状態ともなっているので、該デフレクタ2dの硬度低下を防ぎ、スピル圧力によるデフレクタ2dの浸食を防ぐ必要があるといった点からも、前記温度帯の最適な設定が必要となる。そこで、本実施例においては、前記第二の工程につき、テンパー処理において設定される温度帯T2の上限値を、第一の工程の焼嵌めにおいて設定される温度帯T1の上限値と略同一とすることにより、シリンダ部2aの摺動面S1・S2の表面硬さの低下を許容範囲内に抑えることとするものである。つまり、この温度帯T2の上限値の設定により、シリンダ部2aの摺動面S1・S2において、設定され得る表面硬さの下限値F1よりも、高い表面硬さを実現させるものである。このように、表面硬さの低下を許容範囲内にとどめることにより、プランジャバレル2や分配軸スリーブ3の摩耗や、摺動面における焼き付きの発生を防止することができる。
As shown in FIG. 4, when the temper process is performed in the second step, the surface hardness of the sliding surfaces S1 and S2 (see FIG. 3) of the
本発明は、エンジンの潤滑油によりカム室内の駆動系部品が潤滑される構成の、プランジャバレルと分配軸スリーブとが設けられた、分配型燃料噴射ポンプにおいて適用可能である。 The present invention can be applied to a distribution type fuel injection pump provided with a plunger barrel and a distribution shaft sleeve, in which a drive system component in a cam chamber is lubricated by engine lubricating oil.
1 ハイドロリックヘッド
2 プランジャバレル
2a シリンダ部
3 分配軸スリーブ
S1 摺動面
S2 摺動面
DESCRIPTION OF
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