JP5251970B2

JP5251970B2 - 燃料供給ポンプ

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Publication number: JP5251970B2
Application number: JP2010282634A
Authority: JP
Inventors: 徹也吉村; 克己森; 賢一新沼
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: DE102011055871A1; JP2012132319A; US20120152112A1; DE102011055871B4; US9151290B2

Description

本発明は、燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプに関するものであり、特に、コモンレールを介して内燃機関に高圧の燃料を供給するための燃料供給ポンプに係わる。

従来から、燃料供給ポンプ１００では、図５に示すように、軸方向に往復動するプランジャ１０１と、プランジャ１０１を軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔１０２を有するシリンダボディ１０３と、内燃機関（図示せず）から伝達された回転運動を直線往復運動に変換してプランジャ１０１に伝達するプランジャ駆動機構（図示せず）とを備えるものが公知となっており、例えば、１００ＭＰａを超える高圧の燃料を、コモンレールを介して内燃機関に噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置に適用されている。

また、従来の燃料供給ポンプ１００は、シリンダ孔１０２の軸方向一端をプランジャ１０１により液密的に区画して燃料の加圧室１０４を形成する。そして、燃料供給ポンプ１００は、プランジャ１０１をシリンダ孔１０２で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて加圧室１０４の容積を可変することで、加圧室１０４に燃料を吸入したり、加圧室１０４から燃料を吐出したりする。

すなわち、加圧室１０４には、加圧された燃料を吐出するための吐出流路１０６が接続し、加圧室１０４を形成するシリンダ孔１０２の孔壁には吐出流路１０６の接続口１０７が形成されている。また、吐出流路１０６には加圧室１０４への燃料の逆流を阻止する逆止弁１０８が設けられ、逆止弁１０８は、加圧室１０４の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁して、加圧室１０４で加圧された燃料を燃料供給ポンプ１００の外に導く。これにより、加圧室１０４にて加圧された燃料は、吐出流路１０６を通って燃料供給ポンプ１００の外に吐出されてコモンレールに供給される。

ところで、従来の燃料供給ポンプ１００によれば、接続口１０７の口縁１０９の近傍部分は、加圧室１０４の燃料圧増減の繰り返しに伴って、応力の負荷が集中的に繰り返される部分となっている。このため、口縁１０９の近傍部分は耐圧性を高めることが要求されている。

ここで、耐圧性を高める手段として、オートフレッテージにより残留圧縮応力を付与して耐圧性を高める手段が考えられており、蓄圧式の燃料噴射装置を構成するコモンレールやインジェクタにオートフレッテージを適用した技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
そこで、燃料供給ポンプ１００にも、オートフレッテージを適用して接続口１０７の口縁１０９の近傍部分の耐圧性を高めることが考えられる。

しかし、口縁１０９はシリンダ孔１０２の孔壁に形成されており、シリンダ孔１０２の孔壁は、プランジャ１０１の摺接に対する耐焼付き性を確保する必要性から、浸炭、窒化または焼入れ熱処理等により硬度が高められている。このため、口縁１０９近傍部分の耐圧性を高めるべく、シリンダ孔１０２の孔壁にオートフレッテージにより圧力を印加しても、残留圧縮応力を付与するのが困難であり、結果的に、接続口１０７の口縁１０９近傍部分の耐圧性を高めることができない。

独国特許発明第１０２００６０５４４４０号明細書

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料供給ポンプにおいて、シリンダ孔の孔壁におけるプランジャの摺接に対する耐焼付き性を確保しつつ、シリンダ孔の孔壁に形成される吐出流路の接続口の口縁近傍部分の耐圧性を高めることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、燃料供給ポンプは、軸方向に往復動するプランジャと、プランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディとを備え、シリンダ孔の軸方向一端をプランジャにより液密的に区画して燃料の加圧室を形成し、プランジャをシリンダ孔で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて加圧室の容積を可変することで、加圧室に燃料を吸入したり、加圧室から燃料を吐出したりする。

また、加圧室には、加圧された燃料を吐出するための吐出流路が接続し、加圧室を形成するシリンダ孔の孔壁には吐出流路の接続口が形成されており、加圧室にて加圧された燃料は、吐出流路を通って燃料供給ポンプの外に吐出される。そして、シリンダ孔の孔壁、および吐出流路の流路壁は、接続口の口縁を含む範囲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圧縮応力が付与されている。
そして、シリンダ孔の孔壁は、プランジャの摺接を受ける摺接壁部と、プランジャの摺接を受けない非摺接壁部とに区画され、接続口は非摺接壁部に接続している。さらに、オートフレッテージによる圧力印加の直前において、摺接壁部は、接続口の口縁よりも硬度が高くなっている。

これにより、シリンダ孔の孔壁、および吐出流路の流路壁において、少なくとも、耐圧性を高める必要がある接続口の口縁およびその近傍部分は、残留圧縮応力の付与が可能となるように設けられ、オートフレッテージにより残留圧縮応力が付与されている。
このため、燃料供給ポンプにおいて、シリンダ孔の孔壁の摺接壁部におけるプランジャの摺接に対する耐焼付き性を確保しつつ、接続口の口縁近傍部分の耐圧性を高めることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、非摺接壁部ばかりでなく、摺接壁部と非摺接壁部との境界を越えて摺接壁部の一部に広がっている。

これにより、シリンダ孔の孔壁においてオートフレッテージの圧力印加範囲を設定するための治具（例えば、圧力印加媒体としての高圧液体の注入範囲を区画するために、シリンダ孔に挿入される封鎖部材）の位置を高精度に設定する必要がなくなる。このため、オートフレッテージに係わる作業の煩雑さを緩和することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段によれば、シリンダ孔の孔壁の内、オートフレッテージによる圧力印加範囲は非摺接壁部のみである。
これにより、シリンダ孔の孔壁において残留圧縮応力の付与が不要な範囲には全く圧力を印加しないので、オートフレッテージに係わる動力コストを低減することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段によれば、吐出流路には加圧室への燃料の逆流を阻止する逆止弁が設けられ、逆止弁は、加圧室の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁して、加圧室で加圧された燃料を燃料供給ポンプの外に導く。また、吐出流路の流路壁には、逆止弁の弁体が離着を繰り返すシート部が設けられ、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、吐出流路の流路壁においてシート部に達しない。

逆止弁のシート部は、弁体の離着の繰り返しに対する耐摩耗性を確保する必要性から硬度が高められている。このため、オートフレッテージによりシート部に圧力を印加することは、不要かつ困難である。
そこで、オートフレッテージによる圧力印加範囲を、吐出流路の流路壁においてシート部に達しないようにする。これにより、吐出流路の流路壁においても、残留圧縮応力の付与が不要な範囲に圧力を印加しなくなるので、オートフレッテージに係わる動力コストを低減することができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段によれば、オートフレッテージによる圧力印加の直前における摺接壁部と接続口の口縁との硬度差はＨＶ１００以上である。
これにより、接続口の口縁に対するオートフレッテージによる残留圧縮応力の付与と、摺接壁部における耐焼付き性の確保とを確実に両立することができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段によれば、摺接壁部は、浸炭、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れにより処理されて硬度が高められている。
この手段は、摺接壁部の硬度を高めるための具体的な態様を例示するものである。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段によれば、接続口の口縁は、防炭処理されてから浸炭処理される。
これにより、接続口の口縁およびその近傍部分の硬度を高めることなく、接続口の口縁およびその近傍部分以外の部分の硬度を高めた上で、オートフレッテージによる圧力印加を行うことができる。このため、シリンダ孔の孔壁全部に圧力を印加することで、接続口の口縁およびその近傍部分にのみ残留圧縮応力を付与することができるので、シリンダ孔の孔壁において圧力印加範囲を設定する必要がなくなり、オートフレッテージに係わる作業の煩雑さを緩和することができる。

〔請求項８の手段〕
請求項８の手段によれば、接続口の口縁は、浸炭、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れによる処理後、表層部が除去されている。
これにより、例えば、シリンダ孔の孔壁全部の硬度を高めた上で、接続口の口縁およびその近傍部分の表層部を除去して接続口の口縁およびその近傍部分の硬度を下げてから、オートフレッテージによる圧力印加を行うことができる。このため、請求項７の手段と同様の効果を得ることができる。

燃料供給ポンプの全体構成図である（実施例１）。（ａ）は燃料供給ポンプにおける高硬度部位、低硬度部位およびオートフレッテージによる圧力印加範囲を示す要部構成図であり、（ｂ）は燃料供給ポンプにおける残留圧縮応力の付与領域を示す要部構成図である（実施例１）。（ａ）は燃料供給ポンプにおける高硬度部位、低硬度部位およびオートフレッテージによる圧力印加範囲を示す要部構成図であり、（ｂ）は燃料供給ポンプにおける残留圧縮応力の付与領域を示す要部構成図である（実施例２）。（ａ）は燃料供給ポンプにおける高硬度部位、低硬度部位およびオートフレッテージによる圧力印加範囲を示す要部構成図であり、（ｂ）は燃料供給ポンプにおける残留圧縮応力の付与領域を示す要部構成図である（実施例３）。燃料供給ポンプの要部構成図である（従来例）。

実施形態１の燃料供給ポンプは、軸方向に往復動するプランジャと、プランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディとを備え、シリンダ孔の軸方向一端をプランジャにより液密的に区画して燃料の加圧室を形成し、プランジャをシリンダ孔で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて加圧室の容積を可変することで、加圧室に燃料を吸入したり、加圧室から燃料を吐出したりする。

また、加圧室には、加圧された燃料を吐出するための吐出流路が接続し、加圧室を形成するシリンダ孔の孔壁には吐出流路の接続口が形成されており、加圧室にて加圧された燃料は、吐出流路を通って燃料供給ポンプの外に吐出される。そして、シリンダ孔の孔壁、および吐出流路の流路壁は、接続口の口縁を含む範囲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圧縮応力が付与されている。

また、シリンダ孔の孔壁は、プランジャの摺接を受ける摺接壁部と、プランジャの摺接を受けない非摺接壁部とに区画され、接続口は非摺接壁部に接続している。そして、オートフレッテージによる圧力印加の直前において、摺接壁部は、接続口の口縁よりも硬度が高く、オートフレッテージによる圧力印加の直前における摺接壁部と接続口の口縁との硬度差はＨＶ１００以上である。
なお、摺接壁部は、浸炭処理されて硬度が高められており、接続口の口縁は、防炭処理されてから浸炭処理される。

実施形態２の燃料供給ポンプによれば、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、非摺接壁部ばかりでなく、摺接壁部と非摺接壁部との境界を越えて摺接壁部の一部に広がっている。
実施形態３の燃料供給ポンプによれば、吐出流路には加圧室への燃料の逆流を阻止する逆止弁が設けられ、逆止弁は、加圧室の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁して、加圧室で加圧された燃料を燃料供給ポンプの外に導く。また、吐出流路の流路壁には、逆止弁の弁体が離着を繰り返すシート部が設けられ、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、吐出流路の流路壁においてシート部に達しない。

〔実施例１の構成〕
実施例の燃料供給ポンプ１の構成を、図１に基づいて説明する。
燃料供給ポンプ１は、例えば、車両の内燃機関（図示せず）に噴射供給すべき燃料を加圧して吐出するものである。そして、燃料供給ポンプ１は、例えば、所定の蓄圧容器としてのコモンレールで高圧状態に蓄圧された燃料をエンジンに噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置の一部を構成し、燃料タンクから汲み上げた燃料を加圧して吐出することでコモンレールに供給する。なお、燃料噴射装置は、各機器の動作を制御する電子制御ユニット（図示せず：以下、ＥＣＵと呼ぶ）を備えており、燃料供給ポンプ１の動作もＥＣＵにより制御される。

燃料供給ポンプ１は、シリンダ孔２でプランジャ３を軸方向に摺動自在に支持して収容するとともに燃料の加圧室４を形成する高圧ポンプ５と、内燃機関から伝達された回転運動をカム６の回転に応じて直線往復運動に変換してプランジャ３に伝達するプランジャ駆動機構７とを備え、プランジャ３の往復動に応じて、加圧室４に燃料を吸入したり加圧室４から燃料を吐出したりすることで、内燃機関に燃料を供給するものである（以下の説明では、軸方向という場合、特に断らない限りプランジャ３の軸方向を意味するものとする。）。

また、燃料供給ポンプ１は、加圧室４への燃料の流出入を断続する電磁弁９を備え、ＥＣＵは、電磁弁９のソレノイドコイル１０への通電を制御することで燃料供給ポンプ１の動作を制御する。なお、電磁弁９は、高圧ポンプ５に形成される燃料流路１１〜１４、１６、１７の内、加圧室４よりも上流側（つまり、燃料タンク側）の燃料流路１１、１２、１４、１６、１７と加圧室４との間を開閉するように、高圧ポンプ５に組み付けられている。

高圧ポンプ５は、プランジャ駆動機構７により軸方向の一方側に駆動されるプランジャ３と、シリンダ孔２を具備してプランジャ３を軸方向に摺動自在に支持するシリンダボディ１９と、プランジャ３を軸方向の他方側に付勢するスプリング２０と、燃料供給ポンプ１外の吐出側の配管（図示せず）内と加圧室４との間を開閉する逆止弁２１とを有する。

プランジャ３は、他端部がシリンダ孔２から突出するように、かつ、一端部がシリンダ孔２内で往復動するように支持される。そして、加圧室４は、シリンダ孔２の一端側領域がプランジャ３により液密的に区画されて形成されており、プランジャ３の往復動に応じて圧縮または膨張する。

シリンダボディ１９は、軸方向の一端側が凹状に設けられており、この凹状部分は他方側に向かって段階的に小径化するように設けられ、最も他端側の底面にシリンダ孔２の一端（つまり、加圧室４の一端）が開口している。そして、加圧室４の一端側開口を封鎖するように、流路形成部材２３が凹状部分の他端側底部に配置されている。なお、流路形成部材２３は、電磁弁９の弁室２４と加圧室４との間を連通する連通路２５を有するものである。また、流路形成部材２３は、電磁弁９の弁部２６が離着座する座部として機能するとともに、弁部２６の他方側への移動を規制するストッパとしても機能する。

また、流路形成部材２３の一端側には、電磁弁９の弁ボディ２７が流路形成部材２３に当接するように収容されており、シリンダボディ１９と弁ボディ２７との間には環状の燃料流路１１が形成されている。なお、シリンダボディ１９において、燃料流路１１を形成する部分よりも一端側の内周には、電磁弁９の雄ネジと螺合する雌ネジが設けられており、電磁弁９はシリンダボディ１９にネジ締結されている。

さらに、シリンダボディ１９には、環状の燃料流路１１に接続する燃料流路１２、加圧室４にて加圧された燃料を燃料供給ポンプ１の外に吐出するための吐出流路としての燃料流路１３が設けられている。また、燃料流路１２の上流側は、シリンダボディ１９と後記するポンプハウジング２９とにより形成される環状の燃料流路１４に接続している。そして、ポンプハウジング２９には、燃料タンクから汲み上げられた燃料を燃料流路１４に導くことができるように燃料導入管３０が装着されている。

スプリング２０は、他端がロアシート３１を介して後記するタペットボディ３２に支持され、一端がアッパーシート３３に支持されて一方側への伸長が規制されている。そして、スプリング２０は、プランジャ３の他端（以下、プランジャヘッド３４と呼ぶ。）がロアシート３１を介して、常時、タペットボディ３２に当接するようにプランジャ３を他方側に付勢する。同時に、スプリング２０は、ロアシート３１を介してタペットボディ３２を他方側に付勢することで、プランジャ駆動機構７の全体を他方側に付勢している。

逆止弁２１は、加圧室４を燃料供給ポンプ１外の吐出側配管内に対して開閉する弁体３７と、加圧室４を燃料供給ポンプ１外の吐出側配管内に対して閉鎖する方向に弁体３７を付勢するスプリング３８とを有し、燃料流路１３に収容されている。すなわち、逆止弁２１は、コモンレール内の高圧の燃料が燃料供給ポンプ１外の吐出側配管を通じて加圧室４に逆流するのを阻止するものであり、加圧室４の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁して、加圧室４で加圧された燃料をコモンレールに導く。なお、燃料流路１３の流路壁には、弁体３７が加圧室４の開閉の度に離着を繰り返すシート部３９が設けられている。

プランジャ駆動機構７は、円筒状の支持孔４０に収容されて支持され、軸方向に往復動するタペットボディ３２と、円柱状に設けられてタペットボディ３２内に収容され、カム６の外周に当接してカム６の回転により回転しながら軸方向に往復動するローラ４１と、タペットボディ３２内に固定されて軸方向に往復動するとともに、ローラ４１を外周側から軸受するシュー４２とを有する。

ここで、タペットボディ３２の内周には、軸方向に厚みを有してプランジャヘッド３４の当接を受ける区画部４３が設けられ、タペットボディ３２の内周領域は、区画部４３によって一端側と他端側とに区画されている。そして、区画部４３の一端面に、プランジャヘッド３４の当接部、およびロアシート３１を介するスプリング２０の支持座が設けられている。また、区画部４３の他端側にローラ４１およびシュー４２が収容されており、ローラ４１は、回転軸心が軸方向と直角をなすように収容されている。

また、支持孔４０は、高圧ポンプ５が取り付けられるポンプハウジング２９に設けられている。そして、高圧ポンプ５は、支持孔４０と同軸をなすようにポンプハウジング２９に装着されて支持孔４０の一端側を封鎖している。また、支持孔４０の他端はカム６を収容するカム室４４に開口しており、支持孔４０の他端側で、ローラ４１の外周面とカム６の周縁とが当接してローラ４１がカム６により回転駆動される。なお、カム６は駆動軸４５の周囲に、例えば１２０°間隔で頂部を形成するように設けられており、駆動軸４５は内燃機関により駆動される。

また、プランジャ駆動機構７には、プランジャ駆動機構７自身の軸心を中心とする回転を抑制するべく、回り止め４６が設けられている（なお、プランジャ駆動機構７の軸心は軸方向に平行である。）。回り止め４６は、プランジャ駆動機構７を周方向に位置決めするための位置決め部材４６ａがタペットボディ３２の外周に圧入固定され、位置決め部材４６ａが支持孔４０の壁面に設けられたスライド溝４６ｂに嵌まり込んで形成されている。

そして、位置決め部材４６ａは、プランジャ３の往復動に応じてスライド溝４６ｂの形成面を摺動しながらプランジャ駆動機構７とともに往復動する。また、スライド溝４６ｂには潤滑油が供給されて潤滑される。
ここで、潤滑油は、潤滑油吸入口から支持孔４０の孔壁とタペットボディ３２の外周面との間の摺動クリアランスに供給され、支持孔４０の孔壁とタペットボディ３２との間、位置決め部材４６ａとスライド溝４６ｂの形成面との間、ローラ４１とシュー４２との間、およびローラ４１とカム６との間等を潤滑してカム室４４に溜まる。そして、カム室４４に溜まった潤滑油は潤滑油吸出口から吸出される。

電磁弁９は、ＥＣＵにより通電制御されるソレノイドコイル１０、ソレノイドコイル１０への通電により磁束を通すステータ４７、ステータ４７との間で磁束を受け渡すとともに一方側に磁気吸引されるアーマチャ４８、アーマチャ４８を他方側に付勢するスプリング４９、アーマチャ４８と一体化されて軸方向に移動するとともに上流側の燃料流路１６、１７と加圧室４との間を開閉する弁体５０、弁体５０の軸部５１を軸方向に摺動自在に支持するとともに弁体５０の弁部２６を収容する弁室２４を形成する弁ボディ２７を有する。

ここで、弁ボディ２７には、軸部５１を摺動自在に収容する摺動孔５２が弁ボディ２７を軸方向に貫通するように設けられ、摺動孔５２の他端に弁室２４が形成されている。
また、弁体５０では、摺動孔５２から突出する軸部５１の一端にアーマチャ４８が固定され、軸部５１の他端側の部分は軸部５１よりも縮径して摺動孔５２の壁面との間に環状の燃料流路１６を形成している。そして、弁ボディ２７には、燃料流路１１、１６を接続するように燃料流路１７が設けられている。

また、弁室２４の一端側のテーパ状の壁面は、ソレノイドコイル１０への通電に伴いアーマチャ４８および弁体５０が一方側に移動したときに弁部２６が着座する座面５３をなす。そして、弁部２６が座面５３に着座することで弁室２４と燃料流路１６との間が閉鎖される。また、ソレノイドコイル１０への通電停止に伴いアーマチャ４８および弁体５０がスプリング４９に付勢されて他方側に移動すると、弁部２６が座面５３から離座して弁室２４と燃料流路１６との間が開放される。この際、弁体５０は、弁部２６が流路形成部材２３に当接することにより他方側への移動を規制される。

以上の構成により、燃料供給ポンプ１は、例えば、プランジャ３が加圧室４を圧縮するように一方側に移動しているときに電磁弁９を動作させることで、加圧室４からの燃料の吐出量を調量する吐出量調量型ポンプとして動作する。

すなわち、プランジャ３が加圧室４を圧縮するように一方側に移動しているときに、電磁弁９において、ＥＣＵからの指令に応じてソレノイドコイル１０に通電が行われると、弁部２６により弁室２４と燃料流路１６との間が閉鎖され、加圧室４と上流側の燃料流路１６、１７との間が閉鎖される。これにより、加圧室４の燃料圧が増加して逆止弁２１の開弁圧よりも大きくなり、逆止弁２１が開弁して燃料供給ポンプ１からコモンレールへの燃料の供給が始まる。

そして、ＥＣＵからの指令に応じてソレノイドコイル１０への通電が停止されると、弁部２６により弁室２４と燃料流路１６との間が開放され、加圧室４と上流側の燃料流路１６、１７との間が開放される。これにより、加圧室４の燃料圧が減少して逆止弁２１の開弁圧よりも小さくなり、逆止弁２１が閉弁して燃料供給ポンプ１からコモンレールへの燃料の供給が終わる。

〔実施例１の特徴〕
実施例１の燃料供給ポンプ１の特徴を、図１および図２を用いて説明する。
まず、加圧室４には、吐出流路としての燃料流路１３が接続し、加圧室４を形成するシリンダ孔２の孔壁には燃料流路１３の接続口５６が形成されている。また、シリンダ孔２の孔壁は、プランジャ３の摺接を受ける摺接壁部５７と、プランジャ３の摺接を受けない非摺接壁部５８とに区画され、燃料流路１３は非摺接壁部５８に接続しており、加圧室４は主に非摺接壁部５８により形成されている。

そして、シリンダ孔２の孔壁および燃料流路１３の流路壁は、接続口５６の口縁５９および口縁５９の近傍部分を含む範囲Ａ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圧縮応力が付与されている。なお、残留圧縮応力が付与される範囲Ａは、非摺接壁部５８に、燃料流路１３の流路壁の内でシート部３９よりも上流側の流路壁を併せた領域である。

また、オートフレッテージとは、例えば、加圧室４のような燃料流動部等に、運転使用時の燃料圧よりも高い圧力の高圧液体を圧力印加媒体として注入し、燃料流動部等を形成する壁面等に圧力を印加して残留圧縮応力を付与するものである。

ここで、実施例１の燃料供給ポンプ１によれば、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、シリンダ孔２および燃料流路１３の全体に圧力印加媒体を注入することで、非摺接壁部５８ばかりでなく、摺接壁部５７と非摺接壁部５８との境界６０を越えて摺接壁部５７に広がっている。そして、実施例１の燃料供給ポンプ１では、以下のような処理手順を経てオートフレッテージによる圧力印加を施すことで範囲Ａにのみ残留圧縮応力が付与されている。

すなわち、シリンダ孔２の孔壁および燃料流路１３の流路壁の内、摺接壁部５７およびシート部３９は、それぞれ、プランジャ３の摺接に対する耐焼付き性、および弁体３７の離着に対する耐摩耗性を確保するために硬度を高める必要がある。そこで、オートフレッテージによる圧力印加前に、摺接壁部５７およびシート部３９を含む、シリンダ孔２の孔壁および燃料流路１３の流路壁の全体に浸炭処理が施される。そして、この浸炭処理は、範囲Ａに相当する領域をマスキング等により防炭処理した後に施される。

このため、範囲Ａに相当する領域では浸炭処理後も硬度が高まっておらず、浸炭処理後、かつ、オートフレッテージによる圧力印加前の状態では、範囲Ａに相当する領域と摺接壁部５７およびシート部３９との硬度差がＨＶ１００以上となっている。
この結果、オートフレッテージにより、シリンダ孔２の孔壁および燃料流路１３の流路壁全体に圧力が印加されるものの、範囲Ａのみに残留圧縮応力が付与されている。

〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料供給ポンプ１によれば、シリンダ孔２の孔壁、および吐出流路としての燃料流路１３の流路壁の内、少なくとも、耐圧性を高める必要がある接続口５６の口縁５９およびその近傍部分を含む範囲Ａに、オートフレッテージにより圧力が印加されて残留圧縮応力が付与されている。
このため、燃料供給ポンプ１において、シリンダ孔２の孔壁におけるプランジャ３の摺接に対する耐焼付き性を確保しつつ、接続口５６の口縁５９近傍部分の耐圧性を高めることができる。

また、オートフレッテージによる圧力印加前の状態では、接続口５６の口縁５９およびその近傍部分と摺接壁部５７およびシート部３９との硬度差がＨＶ１００以上となっている。
これにより、接続口５６の口縁５９およびその近傍部分に対するオートフレッテージによる残留圧縮応力の付与と、摺接壁部５７における耐焼付き性の確保とを確実に両立することができる。

さらに、範囲Ａに含まれる接続口５６の口縁５９およびその近傍部分は、防炭処理されてから浸炭処理される。
これにより、接続口５６の口縁５９およびその近傍部分の硬度を高めることなく、接続口５６の口縁５９およびその近傍部分以外の部分の硬度を高めた上で、オートフレッテージによる圧力印加を行うことができる。このため、シリンダ孔２の孔壁全面に圧力を印加することで、口縁５９およびその近傍部分にのみ残留圧縮応力を付与することができるので、シリンダ孔２の孔壁において圧力印加範囲を設定する必要がなくなり、オートフレッテージに係わる作業の煩雑さを緩和することができる。

〔実施例２〕
実施例２の燃料供給ポンプ１によれば、図３に示すように、シリンダ孔２に高圧液体の注入範囲を区画するための封鎖部材６３が挿入されている。そして、封鎖部材６３の存在により、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、摺接壁部５７の全部には及ばず、境界６０を越えて摺接壁部５７の一部に広がっている。

これにより、封鎖部材６３の位置を高精度に設定しなくても、残留圧縮応力を付与する必要がある最低限の範囲Ａに相当する領域にオートフレッテージによって圧力を印加することができる。このため、オートフレッテージによる圧力印加範囲をシリンダ孔２の孔壁の全部ではなく一部に限定したい場合に、封鎖部材６３の位置設定精度を下げてオートフレッテージに係わる作業の煩雑さを緩和することができる。

また、シリンダ孔２の孔壁の全部にオートフレッテージによって圧力を印加するのではなく、残留圧縮応力の付与が不要な範囲における圧力印加範囲を大幅に削減できるので、オートフレッテージに係わる動力コストを低減することができる。
なお、範囲Ａに相当する領域には、実施例１と同様に防炭処理されてから浸炭処理されており、浸炭処理後にオートフレッテージによって圧力を印加される。

〔実施例３〕
実施例３の燃料供給ポンプ１によれば、図４に示すように、燃料流路１３においても高圧液体の注入範囲を区画するために封鎖部材６４が挿入されている。そして、封鎖部材６４は、オートフレッテージによる圧力印加範囲が燃料流路１３の流路壁においてシート部３９に達しないように挿入されている。

逆止弁２１のシート部３９は、弁体の離着の繰り返しに対する耐摩耗性を確保する必要性から硬度が高められており、オートフレッテージによってシート部３９に圧力を印加することは、不要かつ困難である。
そこで、オートフレッテージによる圧力印加範囲を、封鎖部材６４により燃料流路１３の流路壁においてシート部３９に達しないようにする。これにより、燃料流路１３の流路壁においても、残留圧縮応力の付与が不要な範囲に圧力を印加しなくてもよくなるので、オートフレッテージに係わる動力コストを低減することができる。

〔変形例〕
燃料供給ポンプ１の態様は、実施例１〜３に限定されず、種々の態様を考えることができる。
例えば、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１によれば、摺接壁部５７やシート部３９は、浸炭処理により硬度が高められていたが、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れにより処理して硬度を高めてもよい。

また、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１によれば、範囲Ａに相当する領域をオートフレッテージによる圧力印加前に低硬度にしておくために、範囲Ａに相当する領域は防炭処理されてから浸炭処理が施されていたが、圧力印加前に範囲Ａに相当する領域を低硬度にしておくための態様はこのようなものに限定されない。例えば、範囲Ａに相当する領域を含む全てのシリンダ孔２の孔壁および燃料流路１３の流路壁に浸炭、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れによる処理を施した後、範囲Ａに相当する領域の表層部を除去することで、範囲Ａに相当する領域を低硬度としてもよい。
なお、焼入れにより硬度を高めた場合には、範囲Ａに相当する領域の硬度を焼き戻しにより下げてもよい。

また、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１によれば、オートフレッテージによる圧力印加範囲は、摺接壁部５７と非摺接壁部５８との境界６０を越えて摺接壁部５７に広がっていたが、シリンダ孔２の孔壁の内、オートフレッテージによる圧力印加範囲を非摺接壁部５８のみに限定するようにしてもよい。
この場合、シリンダ孔２の孔壁において残留圧縮応力の付与が不要な範囲には全く圧力を印加しないので、オートフレッテージに係わる動力コストをさらに低減することができる。

また、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１によれば、逆止弁２１は、シリンダボディ１９に設けられた燃料流路１３に配置されていたが、逆止弁２１を収容する部材をシリンダボディ１９とは別部材とし、例えば、逆止弁２１を収容する部材をシリンダボディ１９にネジ締結等により締結するようにしてもよい。

さらに、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１によれば、カム６は駆動軸４５の周囲に１２０°間隔で頂部を形成するように設けられていたが、例えば、駆動軸４５の周囲に１８０°間隔で頂部を形成するようにカム６を設けてもよい。

また、実施例１〜３の燃料供給ポンプ１は吐出量調量型ポンプであったが、例えば、電磁弁９に替えて、加圧室４への燃料の吸入量を調量する電磁式の吸入調量弁を燃料供給ポンプ１に装着して燃料供給ポンプ１を吸入量調量型ポンプとしてもよい。

１燃料供給ポンプ
２シリンダ孔
３プランジャ
４加圧室
１３燃料流路（吐出流路）
１９シリンダボディ
２１逆止弁
３７弁体（逆止弁の弁体）
３９シート部
５６接続口
５７摺接壁部
５８非摺接壁部
５９口縁（接続口の口縁）
６０境界
Ａ範囲（接続口の口縁を含む範囲）

Claims

軸方向に往復動するプランジャと、このプランジャを軸方向に摺動自在に支持して収容するシリンダ孔を有するシリンダボディとを備え、
前記シリンダ孔の軸方向一端を前記プランジャにより液密的に区画して燃料の加圧室を形成し、
前記プランジャを前記シリンダ孔で軸方向に摺動自在に支持するとともに往復動させて前記加圧室の容積を可変することで、前記加圧室に燃料を吸入したり、前記加圧室から燃料を吐出したりする燃料供給ポンプにおいて、
前記加圧室には、加圧された燃料を吐出するための吐出流路が接続し、前記加圧室を形成する前記シリンダ孔の孔壁には前記吐出流路の接続口が形成されており、
前記加圧室にて加圧された燃料は、前記吐出流路を通って前記燃料供給ポンプの外に吐出され、
前記シリンダ孔の孔壁、および前記吐出流路の流路壁は、前記接続口の口縁を含む範囲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圧縮応力が付与されており、
前記シリンダ孔の孔壁は、前記プランジャの摺接を受ける摺接壁部と、前記プランジャの摺接を受けない非摺接壁部とに区画され、
前記接続口は前記非摺接壁部に接続しており、
オートフレッテージによる圧力印加の直前において、前記摺接壁部は、前記接続口の口縁よりも硬度が高いことを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項１に記載の燃料供給ポンプにおいて、
オートフレッテージによる圧力印加範囲は、前記非摺接壁部ばかりでなく、前記摺接壁部と前記非摺接壁部との境界を越えて前記摺接壁部の一部に広がっていることを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項１に記載の燃料供給ポンプにおいて、
前記シリンダ孔の孔壁の内、オートフレッテージによる圧力印加範囲は前記非摺接壁部のみであることを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の燃料供給ポンプにおいて、
前記吐出流路には前記加圧室への燃料の逆流を阻止する逆止弁が設けられ、この逆止弁は、前記加圧室の燃料圧が所定の開弁圧を超えると開弁して、前記加圧室で加圧された燃料を前記燃料供給ポンプの外に導き、
前記吐出流路の流路壁には、前記逆止弁の弁体が離着を繰り返すシート部が設けられ、
オートフレッテージによる圧力印加範囲は、前記吐出流路の流路壁において前記シート部に達しないことを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の燃料供給ポンプにおいて、
オートフレッテージによる圧力印加の直前における前記摺接壁部と前記接続口の口縁との硬度差はＨＶ１００以上であることを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載の燃料供給ポンプにおいて、
前記摺接壁部は、浸炭、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れにより処理されて硬度が高められていることを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項６に記載の燃料供給ポンプにおいて、
前記接続口の口縁は、防炭処理されてから浸炭処理されることを特徴とする燃料供給ポンプ。
請求項６に記載の燃料供給ポンプにおいて、
前記接続口の口縁は、浸炭、窒化、高周波焼入れ、またはレーザー焼入れによる処理後、表層部が除去されていることを特徴とする燃料供給ポンプ。