JP5771545B2 - レーザ溶接接合構造および方法、レーザ溶接接合構造を有する高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、筒状乃至は環状の金属材製の２部材を重ねてレーザ溶接によって接合する溶接接合構造および溶接接合方法に関する。また、当該接合方法によって接合された接合構造を有する高圧燃料供給ポンプに関する。

従来のレーザ溶接では、レーザ発振器によって生成されたレーザビームを、光ファイバあるいはミラーを用いて伝送し、レンズ群を介して接合部に集光することで接合部に高密度の熱エネルギーを与え接合部材を溶融し、接合する。このとき、特に肉厚部材を溶接する場合、レーザビームが集光した溶接点は、極めて高いエネルギー密度となり、被接合部材の金属は、沸点以上の温度に加熱され、高温高圧の金属蒸気となって噴出することがある。その際、金属蒸気は周囲の溶融金属を巻き込みながら噴出するため、製品や加工機に溶接スパッタが付着し、製品外観の悪化のみならず、スパッタの付着によって製品や加工機の機能が損なわれる可能性が生じるという問題がある。

この点に関し、特許文献１の燃料高圧ポンプの製造方法では、肉厚の筒状部材（ポンプハウジング）に肉薄の筒状部材（ダンパカバー）を嵌合し、接合部に突合せ継手部を構成する。そして、突合せ継手部のそれらの突合せ部をレーザ溶接によって接合する構造が開示されている。特許文献１では突合せ継手部のレーザの貫通部に中空室を設け、発生したスパッタを中空室内に閉じ込め、燃料が流れる内部側にスパッタが噴出し難くしている。

しかし、この場合、接合時の発生熱で外側の接合部材が変形し、突合せ位置が浮き上がる問題があり、このため接合部材同士の突合せ位置を正確に位置決めする必要がある。その結果被接合部材および接合部材に対して高い加工精度が要求される。また接合部材の厚さを薄くできないという問題もある。さらに、溶接接合機自体にも高い制御精度が要求され、実用的でない。

特許文献２のガスセンサの製造方法では、ガス検出素子を取囲む筒状の主体金具と、この主体金具に装着され、ガス検出素子の先端を覆うプロテクタとを嵌め合わせて突合せ継手部を構成する。特許文献２では突合せ継手部の嵌合部に中空室を設け、レーザが突合せ部から離れた中空室部を貫通して環状にレーザ溶接する方法が開示されている。

なお、溶接スパッタの発生を抑制する手段として、溶接点のエネルギー密度を低下させ、被接合部材を沸騰させることなく溶接する方法があるが、当該方法で肉厚部材を接合する場合、溶接速度を低速にする必要があるため、生産性が悪化するとともに、接合部材の熱変形が増大し、所望の組立精度が得られなくなる。

特開２００５−２７９７７８号公報 特開２００５−２９２１１９号公報

上記特許文献２の方法では、突合せ部において接合時の発生熱で外側の接合部材が変形し、突合せ位置が浮き上がる問題は解消されるものの、接合時の発生熱で外側の接合部材が変形することは変わらず、その結果、接合部材同士の突合せ部はレーザ溶接の途中で、位置がずれるという問題がある。

そこで本発明は、上記の問題に鑑み、レーザ溶接を実施する際の溶接スパッタの飛散を抑制するレーザ溶接構造とレーザ溶接による熱の影響を受けにくいレーザ溶接接合構造およびその方法を得ると共に、そのレーザ溶接接合構造を用いた高圧燃料供給ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、レーザ溶接部の構造を筒状の被接合部材と筒状の接合部材を重ね接合継手とし、両接合部材同士を圧入嵌め合いによって仮固定し、その重ね合わされた筒状部材同士の半径方向境界部には部分的に環状の溝部を設け、前記圧入嵌め合い部は環状の溝部の両側部において外部から密閉された環状の中空形状となるように構成されており、当該密閉された環状の中空形状の環状の溝部を貫通するように筒状の接合部材の外側から筒状の被接合部材まで達するようにレーザを照射して筒状の接合部材の外側全周をレーザ溶接して重ね接合継手を構成するレーザ溶接接合部とした。

より具体的には、重ね継ぎ手の境界部の溝形状の空間部は、あらかじめ切削加工あるいは成型加工によって接合部材が加工されている。

上記のように構成した本発明によれば圧入によって溝の両側で筒状部材同士を仮固定したうえで溶接を実施するため、外部の位置決め拘束具を使用することなく、溶接時の変形を抑制することができる。

実施例１のレーザ溶接接合構造物の断面図。 図１の溶接部拡大図。 実施例２のレーザ溶接接合構造物の断面図。 実施例３のレーザ溶接接合構造物の断面図。 実施例４のレーザ溶接接合構造物の断面図。 実施例５のレーザ溶接接合構造物の断面図。 実施例６のレーザ溶接接合構造物の断面図。 本発明が実施された高圧燃料供給ポンプの縦断面図。 図８のＷ部拡大図。

以下に説明する複数の実施例になるレーザ溶接接合構造物の共通の特徴は以下の通りである。

図１に示すように、レーザ溶接部Ｇの構造を筒状の被接合部材１と筒状の接合部材２とを重ね接合継手とし、両接合部材１、２同士を圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２によって仮固定する。

その重ね合わされた筒状の被接合部材１、筒状の接合部材２同士の半径Ｒ１方向境界部Ｂ１には環状の溝３を設ける。

圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２は環状の溝３の軸方向両側部に形成されており、環状の溝３は圧入嵌め合い部Ｐ１とＰ２との間に筒状（環状でも良い）の中空部４を形成している。筒状の中空部４は圧入嵌め合い部Ｐ１とＰ２によって外部（内部空間Ｓ１、外部空間Ｓ２）から隔離されている。隔離された筒状の中空部４としての環状の溝３を貫通するように筒状の接合部材２の外側から筒状の被接合部材１まで達するようにレーザを照射して筒状の接合部材２の外側全周をレーザ溶接して重ね接合継手を構成した。

両接合部材１、２同士を圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２によって仮固定しているので両者の軸方向および径方向に対する位置決めが突合せ接合より確実になり、レーザ溶接時の熱で、両者の位置関係がずれることがない。

環状の溝３によって筒状の中空部４は筒状の被接合部材１と筒状の接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２に於いて内部空間としての外部Ｓ１、外部空間としての外部Ｓ２から密閉されている。その結果レーザ溶接時の筒状の中空部４内で発生する溶接スパッタ７Ｓや溶接ヒューム７Ｆおよび筒状の接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇは筒状の中空部４内に確実に閉じ込められ、外部に放出することは無い。

その結果例えばレーザ溶接接合構造物が燃料を扱う装置に使用されるような場合でも、溶接時の析出物（溶接スパッタ７Ｓや溶接ヒューム７Ｆあるいは油分が蒸発したガス７Ｇなどに起因する化学物質）と燃料とが接触して燃料が劣化するような問題が生じにくい。また従来の突合せ接合による場合に比べ、溶接時の溶接スパッタ７Ｓや溶接ヒューム７Ｆあるいは油分が蒸発したガス７Ｇおよびそれらに起因する化学物質が大気に放出される量も軽減できる。

筒状の中空部４を形成する環状の溝３は筒状の被接合部材１の外周かもしくは筒状の接合部材２の内周、あるいはその両方にあらかじめ切削加工あるいは成型加工によって加工されている。

［実施例１］
第１の実施例を図１、図２に基づき具体的に説明する。
筒状の被接合部材１の外周部に、筒状の接合部材２を圧入嵌め合いにより組付け、重ね継手構造を形成する。筒状の被接合部材１の外径部には切削あるいは成型加工によって環状の溝３を形成し、筒状の接合部材２との嵌め合いによって筒状もしくは筒状の中空部４を形成する。得られた筒状の中空部４に対して、筒状の接合部材２の外径側からレーザビーム（図示せず）を全周に亘って照射し、筒状の接合部材２を貫通し、溶融金属が筒状の中空部４を分断するように形成され、溶融接合部が筒状の被接合部材１の環状の溝３の表面から筒状の被接合部材１の内部にまで達するレーザ溶接部５を得る。レーザ溶接部５は筒状の中空部４の全周に亘って環状の溝３を軸方向に２つの環状の領域４Ａと４Ｂに分断する。領域４Ａは被接合部材１と接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１とレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって内部空間Ｓ１から隔絶される。領域４Ｂは被接合部材１と接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１とレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって外部囲まれた外部空間Ｓ２から隔絶される。かくして内部空間Ｓ１と外部空間（外気）Ｓ２との気密性が確保され、内部流体が流出したり、大気や水分が内部空間Ｓ１に進入したりしない。領域４Ａは内部空間Ｓ１内の流体がたとえ圧入嵌め合い部Ｐ１から洩れたとしてもその内部流体の流出に対してこれを捕獲するバッファとなる。

一方、領域４Ｂは外部空間Ｓ１の流体（例えば空気や水）がたとえ圧入嵌め合い部Ｐ２から進入してきたとしてもその外部流体の流入に対してこれを捕獲するバッファとなる。また、レーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆは筒状の中空部４を環状の領域４Ａと４Ｂとに分断して、環状の領域４Ａと４Ｂとの間の気体や流体の流通を遮断するシール部を構成している。

その結果、本実施例によれば、レーザ溶接接合構造物の重ね接合継手部に形成されるレーザ溶接接合部Ｇにおいて、レーザ溶接接合部の内外の気密が確実に保てる。

図２は図１におけるレーザ溶接接合部Ｇの拡大図である。レーザ溶接を実施する際、レーザビーム照射部６における筒状の接合部材２は高温高圧の金属蒸気となり一部が筒状の接合部材２の外部に噴出するが、溶融が筒状の中空部４にまで達すると、中空部内にも蒸気圧力が開放されるため、筒状の接合部材２の外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、蒸気に巻き込まれて噴出される溶接スパッタ７Ｓ、および筒状の接合部材２や筒状の被接合部材１に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆが筒状の中空部４に捕獲され、溶接時生成物としての溶接スパッタ７Ｓおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆが筒状の接合部材２の外部へ飛散および付着するのを抑制することができる。なお、筒状の中空部４に捕獲された溶接スパッタ７Ｓおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆは外部に噴出するためには環状の領域４Ａ、４Ｂを通り、さらに圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２の隙間を通って流出しなければならないが、環状の領域４Ａ、４Ｂ内でまず圧力が低下し、筒状の中空部４の内周壁面から放熱することで、温度が急激に低下することで、圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２の隙間を通って流出するエネルギー（放出圧力）を喪失させることができる。

同じ理由で、筒状の接合部材２のレーザ溶接時の圧力や熱による変形もなくなり、圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２による位置決めに影響を与えることが無くなった。

［実施例２］
図３に示す第２実施例では、筒状の被接合部材１の外周部に、筒状の接合部材２を圧入嵌め合いにより組付け、重ね継手構造を形成する。接合部材２の内径部には切削あるいは成型加工によって形成された環状の溝８を設け、被接合部材１との嵌め合いによって筒状の中空部９を形成する。筒状の中空部９に対して、筒状の接合部材２の外周側からレーザビーム照射部６において図示矢印方向にレーザビームを全周に亘って照射し、筒状の接合部材２を貫通し、溶融金属（溶接ヒューム７Ｆ）が筒状の中空部９を分断するように形成され、金属の溶融が筒状の被接合部材１の内部にまで達するレーザ溶接部５を形成する。

レーザ溶接部５は筒状の中空部９の全周に亘って環状の溝８を軸方向に２つの環状の領域９Ａと９Ｂに分断する。領域９Ａは被接合部材１と接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１とレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって内部空間Ｓ１から隔絶される。領域９Ｂは被接合部材１と接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１とレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって外部囲まれた外部空間Ｓ２から隔絶される。かくして内部空間Ｓ１と外部空間（外気）Ｓ２との気密性が確保され、内部流体が流出したり、大気や水分が内部空間Ｓ１に進入したりしない。領域９Ａは内部空間Ｓ１内の流体がたとえ圧入嵌め合い部Ｐ１から洩れたとしてもその内部流体の流出に対してこれを捕獲するバッファとなる。

一方、領域９Ｂは外部空間Ｓ２の流体（例えば空気や水）がたとえ圧入嵌め合い部Ｐ２から進入してきたとしてもその外部流体の流入に対してこれを捕獲するバッファとなる。また、レーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆは筒状の中空部９を環状の領域９Ａと９Ｂとに分断して、環状の領域９Ａと９Ｂとの間の気体や流体の流通を遮断するシール部を構成している。これにより、レーザ溶接部５の内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との気密性が確保される。

また、実施例１で説明したように、レーザ溶接時の金属蒸気の圧力が筒状の中空部９と筒状の接合部材２の外部とに分散され、筒状の接合部材２の外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームが筒状の中空部９に捕獲され、溶接時生成物としての溶接スパッタ７Ｓおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆが筒状の接合部材２の外部へ飛散および付着するのを抑制することができる。なお、筒状の中空部９に捕獲された溶接スパッタ７Ｓおよび両接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆは外部に噴出するためには環状の領域９Ａ、９Ｂを通り、さらに圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２の隙間を通って流出しなければならないが、環状の領域９Ａ、９Ｂ内でまず圧力が低下し、筒状の中空部９の内周壁面から放熱することで、温度が急激に低下することで、圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２の隙間を通って流出するエネルギー（放出圧力）を喪失させることができる。

同じ理由で、筒状の接合部材２のレーザ溶接時の圧力や熱による変形もなくなり、圧入嵌め合い部Ｐ１、Ｐ２による位置決めに影響を与えることが無くなった。

実施例２では、筒状の接合部材２として筒状の被接合部材１より軟質の金属を用いる場合に好適である。軟質の金属には環状の溝８の加工がしやすいからである。また、レーザビーム照射部６において筒状の接合部材２の肉厚を薄くできることから、レーザエネルギーを弱くでき、エネルギーの消費を低減できる効果がある。レーザエネルギーを弱くできれば溶接スパッタ７Ｓおよび両接合部材に付着した油分が蒸発したガス７Ｇ、あるいは溶接ヒューム７Ｆが外部に噴出するエネルギーも低くできる。また、発生熱も低く抑制されるので、筒状の接合部材２の熱や圧力による変形も少なくできる。

［実施例３］
図４に示す第２実施例では、筒状の被接合部材１の外周部には切削あるいは成型加工によって形成された環状の溝１０を設け、一方筒状の接合部材２の内径部には切削あるいは成型加工によって形成された環状の溝１１を設ける。

筒状の被接合部材１の外周部に、筒状の接合部材２を圧入嵌め合いにより組付け、重ね継手構造を形成するに当たり、環状の溝１０と環状の溝１１の軸方向両端部が正確に対面するように位置決めされる。これによって、被接合部材１と接合部材２の嵌め合い境界部Ｂ１には環状の溝１０と環状の溝１１によって筒状の中空部１２が形成される。

このようにして形成された筒状の中空部１２に対して、筒状の接合部材２の外周側から筒状の接合部材２を貫通して筒状の被接合部材１に達するように、レーザビーム（図示せず）を全周に照射する。これによって金属の溶融が筒状の被接合部材１の内部にまで達するレーザ溶接部５を得る。この際、溶融金属（溶接ヒューム７Ｆ）が筒状の中空部１２を分断するように形成することでレーザ溶接部５の内部と外部との気密性が確保される。

これにより、被接合部材の内部と外部との気密性が確保されるとともに、実施例１で説明したように、レーザ溶接時の金属蒸気の圧力が筒状の中空部１２と筒状の接合部材２の外部とに分散され、筒状の接合部材２の外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、溶接スパッタおよび接合部材や被接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームが筒状の中空部１２に捕獲され、それら溶接時生成物の、筒状の接合部材２の外部への飛散および付着を抑制することができる。

［実施例４］
本実施例では、図５に示すように、実施例１におけるレーザビームの照射位置を調整し、レーザ溶接部５が環状の溝３の端部に形成されるようにし、筒状の中空部４を分断することなく溶接を施工する。これにより、被接合部材の内部と外部との気密性が確保されるとともに、前記実施例１にて説明したように、溶接金属蒸気の圧力が筒状の中空部４と接合部材外部とに分散され、接合部材外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームが筒状の中空部４に取り込まれ、それら溶接時生成物の、接合部材外部への飛散および付着を抑制することができる。また、本実施例によると、接合部に荷重が付加された際に、溶接部と被接合部材とに荷重が分散されるため、図１にて示した構造よりも優れた耐荷重強度を得ることができる。

［実施例５］
本実施例では、図６に示すように、実施例２におけるレーザビームの照射位置を調整し、レーザ溶接部５が環状の溝８の端部に形成されるようにし、筒状の中空部９を分断することなく溶接を施工する。これにより、被接合部材の内部と外部との気密性が確保されるとともに、前記実施例１にて説明したように、溶接金属蒸気の圧力が筒状の中空部９と接合部材外部とに分散され、接合部材外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームが筒状の中空部９に取り込まれ、それら溶接時生成物の、接合部材外部への飛散および付着を抑制することができる。また、本実施例によると、接合部に荷重が付加された際に、溶接部と被接合部材とに荷重が分散されるため、図３にて示した構造よりも優れた耐荷重強度を得ることができる。

［実施例６］
本実施例では、図７に示すように、実施例３におけるレーザビームの照射位置を調整し、レーザ溶接部５が環状の溝１０および環状の溝１１の端部に形成されるようにし、筒状の中空部１２を分断することなく溶接を施工する。これにより、被接合部材の内部と外部との気密性が確保されるとともに、前記実施例１にて説明したように、溶接金属蒸気の圧力が筒状の中空部１２と接合部材外部とに分散され、接合部材外部への蒸気噴出は抑制される。その結果、溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームが筒状の中空部１２に取り込まれ、それら溶接時生成物の、接合部材外部への飛散および付着を抑制することができる。また、本実施例によると、接合部に荷重が付加された際に、溶接部と被接合部材とに荷重が分散されるため、図４にて示した構造よりも優れた耐荷重強度を得ることができる。

［実施例７］
図８は本発明のレーザ溶接接合構造が実施された高圧燃料供給ポンプについて説明するための縦断面図である。図９は図８の波線丸枠部Ｗの拡大図である。

ポンプボディ１３はダンパ２０を収納するダンパ収納室２１を有する。ポンプボディ１３はダンパ収納室２１を形成するための筒状の外壁１３Ａを有する。

ポンプボディ１３のダンパ収納室２１を覆うようにしてダンパカバー１４がポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの先端部外周に圧入嵌め合いによって仮固定される。ダンパカバー１４は吸入ジョイント１４Ｂが固定される上面部とこの周囲から下方に伸びる筒状のスカート部１４Ａを有する。一方、ポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの先端部外周にはダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａの肉厚とほぼ同じ深さの削り取り段部が形成されている。ダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａの内周面がこのポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの先端部外周面に形成された削り取り段部に嵌め合わされ圧入によって仮固定される。ダンパカバー１４は圧入嵌め合い部をレーザ溶接によって全周溶接することで、ポンプボディ１３に溶接接合される。

具体的には、筒状の被接合部材としてのポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの外周部に、筒状の接合部材としてのダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａが圧入嵌め合いにより組付けられて、重ね継手構造を形成している。

筒状の被接合部材としてのポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの外径部には切削あるいは成型加工によって環状の溝１９が形成されている。

筒状の接合部材としてのダンパカバー１４のスカート部１４Ａを環状の溝１９を覆うようにして、ポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの外周部に圧入嵌め合わせて筒状の中空部１８を形成する。また両者の圧入嵌め合わせの結果、筒状の中空部１８の軸方向両側に、圧入嵌め合い部１７Ａ、１７Ｂが形成される。

筒状の中空部１８に対して、ダンパカバー１４のスカート部１４Ａの外径側からレーザビーム照射部６において図示矢印方向にレーザビーム（図示せず）を照射し、ダンパカバー１４のスカート部１４Ａを貫通し、溶融金属が筒状の中空部１８を分断するように全周に亘ってレーザ溶接する。かくして溶融接合部が環状の溝１９の表面からポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの内部にまで達するレーザ溶接部５を形成する。

レーザ溶接部５は筒状の中空部１８の全周に亘って形成されることで、筒状の中空部１８（結果的に、環状の溝１９）を軸方向に２つの環状の領域１８Ａと１８Ｂに分断する。領域１８Ａはポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａとダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａとの圧入嵌め合い部１７Ａとレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって内部空間Ｓ１から隔絶される。領域４Ｂは被接合部材１と接合部材２との圧入嵌め合い部Ｐ１とレーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆとによって外部囲まれた外部空間としてのダンパ収納室２１から隔絶される。かくしてダンパ収納室２１と外部空間（外気）との気密性が確保され、内部の燃料が流出したり、大気や水分がダンパ収納室２１に進入したりしない。領域１８Ａはダンパ収納室２１内の燃料がたとえ圧入嵌め合い部１７Ａから洩れたとしても燃料の流出に対してこれを捕獲するバッファとなる。

一方、領域１８Ｂは空気や水がたとえ圧入嵌め合い部１７Ｂから進入してきたとしてもその空気や水の流入に対してこれを捕獲するバッファとなる。

また、レーザ溶接部５の溶接ヒューム７Ｆは筒状の中空部１８を環状の領域１８Ａと１８Ｂとに分断して、環状の領域１８Ａと１８Ｂとの間の気体や流体の流通を遮断するシール部を構成している。

その結果、本実施例によれば、ポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａとダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａとの重ね接合継手部に形成されるレーザ溶接接合部において、ダンパ収納室２１（ひいてはポンプの内部）と外気との間の気密が確実に保てる。

図９は図８におけるレーザ溶接接合部の拡大図である。レーザ溶接を実施する際、レーザビーム照射部６におけるダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａは高温高圧の金属蒸気となり一部がダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａの外部に噴出するが、金属の溶融が筒状の中空部１８にまで達すると、筒状の中空部１８内にも蒸気圧力が開放されるため、ダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａの外部への蒸気噴出は抑制される。

その結果、蒸気に巻き込まれて噴出される溶接スパッタ、およびポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａとダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａに付着した油分が蒸発したガス、あるいは溶接ヒューム７Ｆが領域１８Ａ、１８Ｂに捕獲され、溶接時の生成物としての溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、あるいは溶接ヒューム７Ｆがダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａの外部へ飛散および付着するのを抑制することができる。なお、領域１８Ａ、１８Ｂに捕獲された溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、あるいは溶接ヒューム７Ｆは外部に噴出するためには環状の領域１８Ａ、１８Ｂを通り、さらに圧入嵌め合い部１７Ａ、１７Ｂの隙間を通って流出しなければならないが、環状の領域１８Ａ、１８Ｂ内で、まず圧力が低下し、筒状の中空部１８の内周壁面から放熱することで、温度が急激に低下し、圧入嵌め合い部１７Ａ、１７Ｂの隙間を通って流出するエネルギー（放出圧力）を喪失させることができる。

同じ理由で、ダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａのレーザ溶接時の圧力や熱による変形もなくなり、圧入嵌め合い部１７Ａ、１７Ｂによる位置決めに影響を与えることが無くなった。

このように構成された高圧燃料供給ポンプは、燃料吸入ジョイント１４Ｂより導入される燃料を、電磁駆動機構１５Ｄによって制御される電磁吸入弁１５によって燃料吸入口１５Ｃの開閉を制御することで所望の流量に制御する。電磁吸入弁１５は電磁駆動機構１５Ｄによって制御されるプランジャ１５Ｂとその先端に設けられた吸入弁１５Ａとから構成されている。

燃料吸入ジョイント１４Ｂより導入された燃料はダンパ２０が収納されたダンパ収納室２１を通って燃料吸入口１５Ｃに導かれ、吸入弁１５Ａを通って加圧室２５に流入する。

加圧室２５に流入した燃料は外部の駆動機構（図示しない）によって往復動するプランジャ１６によって圧縮され、高圧状態で燃料吐出弁部２５Ａから吐出され、吐出ジョイント２５Ｂから高圧配管（図示しない）に吐出される。

図９に示されるように、ポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの外径部には溝深さｄ、溝幅ｈからなる環状の溝１９が全周にわたって形成されている。

レーザ溶接部５は、環状の溝１９とダンパカバー１４の筒状のスカート部１４Ａによって形成された筒状の中空部１８を貫通して全周に亘って形成され、その結果、筒状の中空部１８を環状の領域１８Ａ、１８Ｂに分割する。

レーザ溶接部５の、ポンプボディ１３への食い込み深さＤｗは、ポンプ内外の気密性を確保するように、溶接シーム（レーザ溶接部５の外表面部に形成された溶接痕）の全周にわたって環状の溝１９の溝深さｄより大きく形成される。また、レーザ溶接部５の幅Ｈｗは、環状の溝１９の溝幅ｈよりも全周にわたって小さく、なおかつポンプ駆動中に生じる振動および荷重に対して十分な強度が得られるように設定される。

これによって、レーザ溶接時に生じる溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームの一部が、溶接シーム全周にわたって、環状の溝１９とレーザ溶接部５との間の空間に閉じ込められ、外部への飛散が抑制される。

また、環状の溝１９は、ポンプボディ１３とダンパカバー１４との境界部としての圧入嵌め合い部１７Ａ、１７Ｂによって密閉されているため、当該環状の溝１９からポンプ内部への溶接スパッタおよび残留油分の蒸発ガスの漏洩が阻止される。

さらに、環状の溝１９は、ポンプボディ１３の製作時に機械加工によって形成され、なおかつポンプボディ１３とダンパカバー１４とは圧入によって密着固定されるため、中空部の寸法ばらつきは小さく、安定したレーザ溶接を実施することができる。

レーザ溶接部５は、その幅Ｈｗの端面のいずれかが環状の溝１９に露出していれば、溶接スパッタおよびガスと溶接ヒュームの閉じ込め効果が得られるため、溶接部の形成位置は環状の溝１９の範囲内で軸方向に任意の位置で選択することができる。このことは、レーザ溶接時におけるレーザ照射位置のばらつきに対し、十分大きな溝幅を確保することができる本実施例の重ね継手構造では有利である。特に大量生産において高いプロセスの安定性を提供することができる。

本実施例の構成において、環状の溝の幅を、ポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの加工寸法精度より大きくすることにより、レーザ溶接時の溶接位置がポンプボディ１３の筒状の外壁１３Ａの加工寸法のばらつきの範囲内で変動した場合でも、上記の利点を損なうことなく安定して溶接することができる。

１ 被接合部材
２ 接合部材
３、１０、１１、１９ 環状の溝（溝加工部）
４、９、１２、１８ 筒状の中空部
５ レーザ溶接部
６ レーザビーム照射部
７Ｆ 溶接ヒューム
７Ｓ 溶接スパッタ
１３ ポンプボディ
１４ ダンパカバー
１７Ａ、１７Ｂ、Ｐ１、Ｐ２ 圧入嵌め合い部
ｄ 溝深さ
Ｄｗ 食い込み深さ
ｈ 溝幅
Ｈｗ レーザ溶接部の幅

Claims (9)

1. レーザ溶接部の構造を筒状の被接合部材と筒状の接合部材を重ね接合継手とし、両接合部材同士を圧入嵌め合いによって仮固定し、
   その重ね合わされた筒状部材同士の半径方向境界部には環状の溝部を設け、
   前記圧入嵌め合い部は前記環状の溝部の両側部に形成されており、前記環状の溝部は前記圧入嵌め合い部の間に筒状の中空部を形成しており、
   当該筒状の中空部は前記圧入嵌め合い部によって外部から隔離されており、
   当該隔離された筒状の中空部としての前記環状の溝部を貫通するように前記筒状の接合部材の外側から筒状の被接合部材まで達するようにレーザを照射して前記筒状の接合部材の外側全周をレーザ溶接して重ね接合継手を構成した
   レーザ溶接接合構造物。
2. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記筒状の中空形状の環状の溝部が前記筒状の被接合部材と前記筒状の接合部材との圧入嵌め合い部に於いて内外から密閉されている
   レーザ溶接接合構造物。
3. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記筒状の中空部を形成する前記環状の溝は前記筒状の被接合部材の外周に加工されている
   レーザ溶接接合構造物。
4. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記筒状の中空部を形成する前記環状の溝は前記筒状の接合部材の内周に加工されている
   レーザ溶接接合構造物。
5. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記筒状の中空部を形成する前記環状の溝は前記筒状の被接合部材の外周と前記筒状の接合部材の内周に加工されている
   レーザ溶接接合構造物。
6. 請求項３ないし５のいずれかに記載のものにおいて、
   前記筒状の中空部を形成する前記環状の溝はあらかじめ切削加工あるいは成型加工によって前記筒状の被接合部材の外周、前記筒状の接合部材の内周のいずれかもしくは両方に加工されている
   レーザ溶接接合構造物。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のものにおいて、
   前記環状の溝によって構成される前記筒状の中空部は、溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームを閉じ込める空間を形成している
   レーザ溶接接合構造物。
8. 請求項７に記載のものにおいて、
   前記溶接スパッタおよび接合部材に付着した油分が蒸発したガス、および溶接ヒュームを閉じ込める空間は、溶接部全周にわたって連続していることを特徴とするレーザ溶接接合構造物。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のものにおいて、
   前記筒状の被接合部材がポンプ本体として、前記筒状の接合部材が当該ポンプ本体に接合されるダンパカバーとして、前記レーザ溶接接合構造が実施された
   高圧燃料供給ポンプ。