WO2020255524A1

WO2020255524A1 - 接手構造及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプ

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Publication number: WO2020255524A1
Application number: PCT/JP2020/013948
Authority: WO
Inventors: 壮嗣秋山; 雅史根本; 菅波　正幸
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-12-24
Also published as: JP7249411B2; JPWO2020255524A1

Abstract

ポンプボディと機能部品により空隙が形成された溶接構造は空隙部が閉空間であるため、溶接時の熱影響で膨張した空気が溶接部バックビードを押しのけてしまい、バックビードの形状が安定せず（アンダーフィルの発生）、溶接部強度のばらつきが増える。本発明は、ポンプボディの内部に接続される吐出ジョイントと溶接により囲まれる空隙に隣接するように、前記溶接部と異なる位置においてポンプボディと吐出ジョイントが合わさる嵌合部が形成され、前記空隙と反対側において大気開放されている第２空間部を有し、前記嵌合部と径方向に重なる位置において、前記第２空間部と繋がる第１流路と、前記第１流路及び前記空隙と繋がるとともに前記ポンプボディ又は吐出ジョイントに周方向に形成される第２流路が形成される構造とした。

Description

接手構造及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプ

　本発明は、接手構造及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプに関し、特に溶接品質向上に関する。

　本発明の溶接構造の従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には「ポンプボディと、前記ポンプボディに取り付けられる機能部品と、前記ポンプボディに対して前記機能部品を固定する溶接部と、前記溶接部の溶接方向の先において前記溶接部と前記ポンプボディと前記機能部品とで形成された空隙と、を備え、前記用絶部の溶接方向における入り口面中央と前記空隙を形成する出口面の中央とを結ぶ直線が、前記機能部品の軸方向において取り付け方向に向かうにつれて前記機能部品の径方向外側から径方向内側に向かうように形成された」と記載されている（要約参照）。

特願２０１７－０１４９７０号公報

　特許文献１においては、ポンプボディと機能部品により空隙が形成されている。しかし、溶接部裏側が閉空間であるため、溶接時の熱影響で膨張した空気が溶接部バックビードを押しのけてしまい、バックビードの形状が安定せず（アンダーフィルの発生）、溶接部強度のばらつきが大きくなってしまう。

　上記目的を達成するために、本発明に係る継手構造は、穴部を有する第１部品と、前記第１部品の内部に接続される第２部品と、を接続する継手構造であって、前記第１部品と前記第２部品とを固定する溶接部と、前記第１部品と前記第２部品と前記溶接部とに囲まれる第１空間部と、前記第１空間部に隣接し、前記溶接部と異なる位置において前記第１部品と第２部品とが合わさる嵌合部と、前記穴部の一部を構成し、前記第１空間部と反対側において前記嵌合部と隣接する第２空間部と、前記嵌合部と径方向に重なる位置において、前記第２空間部と繋がる第１流路と、前記第１流路及び前記第１空間部と繋がるとともに前記第１部品又は前記第２部品に周方向に形成される第２流路と、を有する。

　本発明によれば、溶接品質向上が図れる。　
　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。

本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出ジョイントの溶接構造を示す。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出ジョイントの溶接構造を示す。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出プラグの溶接構造を示す。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。本発明の第一実施例による吸入ジョイントがポンプボディの側面に取り付けられた高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。本発明の第一実施例によるポンプボディと吐出ジョイントの溶接部の構造を示す断面図である。本発明の第一実施例によるポンプボディと吐出ジョイントの間に形成される流路構造を示す断面図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される切り欠き部を示す斜視図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される切り欠き部を示す正面図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される切り欠き部を示す斜視図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される貫通孔を示す斜視図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される切り欠き部を示す斜視図である。本発明の第一実施例による吐出ジョイントに形成される切り欠き部を示す斜視図である。

　以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

　図８は本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧ポンプと呼ぶ）が適用されたエンジンシステム８００の構成図を示す。破線で囲まれた部分は、高圧ポンプのポンプボディ１を示す。破線の中に示されている機構、部品は高圧ポンプのポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。

　燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

　低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過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を構成する電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３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の下降工程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇工程には、燃料が加圧される。燃料は、吐出弁機構８を介し、コモンレール２３へ圧送される。そして、ＥＣＵ２７からの信号に基づき、インジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。

　高圧ポンプ１００は、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。かくして、吸入ジョイント５１に導かれた燃料は、ポンプ本体１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２ｃからコモンレール２３に圧送される。

　コモンレール２３には、直接噴射用インジェクタ２４（所謂、直噴インジェクタ）及び圧力センサ２６が装着されている。直噴インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、燃料をシリンダ内に直接、噴射する。ＥＣＵ２７は、直噴インジェクタ２４の開閉弁を制御信号により制御する。

　直噴インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等に異常高圧が発生した場合、燃料吐出口１２ｃと加圧室１１の差圧がリリーフ弁機構２００の開弁圧力以上になると、リリーフ弁２０２が開弁する。異常高圧となった燃料は、リリーフ弁機構内を通りリリーフ通路２００ａから加圧室１１へと戻され、コモンレール２３等の高圧部配管が保護される。

　本実施例の高圧ポンプ１００は、インジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に燃料を直接、噴射する、いわゆる直噴エンジンシステム８００に適用される。

　図１は、本実施例の高圧ポンプ１００の縦断面図を示す。図２は、高圧ポンプ１００を上方から見た水平方向断面図である。また図３は、高圧ポンプを図１と別方向から見た縦断面図である。また、図９は、吸入ジョイント５１がポンプボディ１の側面に取り付けられた高圧ポンプ１００の縦断面図である。

　なお、図２においては吸入ジョイント５１がポンプボディ１の側面に設けられているが、本発明はこれに限定される訳でなく、吸入ジョイント５１がダンパーカバー１４の上面に設けられた高圧ポンプにも適用可能である。これらの図１、図２及び図３を用いて本実施例の高圧ポンプ１００について説明する。

　図１に図示しない吸入ジョイント５１の低圧燃料吸入口１０ａから流入した燃料はポンプボディ１の内部に形成された低圧流路を通って、ダンパ上部１０ｂ、ダンパ下部１０ｃに形成されるダンパ室に流れる。ここで、ダンパ室は、ポンプボディ１とダンパカバー１４により形成される空間を指す。燃料は、ダンパ室の圧力脈動低減機構９により、圧力脈動が低減する。燃料は、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

　図２及び図３に示すように、ポンプボディ１は取付けフランジ１ｅを備える。ポンプボディ１と内燃機関のシリンダヘッド９０とは、図示しない複数のボルトで固定され、密着する。また、Ｏリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、シリンダヘッド９０とポンプボディ１との間をシールする。これにより、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

　ポンプボディ１には、プランジャ２の往復運動をガイドするためのシリンダ６が取り付けられている。電磁吸入弁３００は、ポンプボディ１に形成された加圧室入口流路１ａを介して、燃料を加圧室１１に供給する。シリンダ６は、その外周側において、圧入とかしめによりポンプボディ１に固定される。シリンダ６をポンプボディ１に圧入することで、ポンプボディ１とシリンダ６との隙間から、加圧された燃料が低圧側に漏れないようにしている。また、シリンダ６をポンプボディ１の軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ１とシリンダ６との円筒状の圧入部のシールに加え、二重のシール機能を果たす。

　プランジャ２の下端には、タペット９２が設けられている。タペット９２は、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３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。プランジャ２は、リテーナ１５を介して、ばね４によりタペット９２に圧着されている。これにより、カム９３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の内周下端部には、プランジャシール１３が保持されている。図３に示すように、プランジャシール１３は、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の燃料が内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。また、内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

　図９に示すように、ポンプボディ１には、吸入ジョイント５１が取り付けられている。
吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されている。燃料は吸入ジョイント５１から高圧ポンプ内部に供給される。ポンプボディ１に圧入されている吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物の高圧ポンプ内への混入を防ぐ。

　図２、３に示すように加圧室１１の出口には、吐出弁機構８が設けられる。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、吐出弁プラグ８ｄ、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８ｅから構成される。吐出弁プラグ８ｄとポンプボディ１とは、当接部８ｆで溶接により接合され、燃料と外部を遮断している。

　加圧室１１と吐出弁室１２ａとの間で燃料差圧が無い場合、吐出弁８ｂは、吐出弁ばね８ｃによる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１２ａの燃料圧力よりも大きくなった場合に、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は、吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。

　吐出弁８ｂは、開弁した際、吐出弁ストッパ８ｅと接触し、ストロークが制限されるため、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｅによって適切に決定される。これにより、加圧室１１内への逆流を防止し、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ８ｅの外周面にてガイドしている。これにより、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

　以上のポンプボディ１、電磁吸入弁３００、プランジャ２、シリンダ６及び吐出弁機構８にて加圧室１１が構成される。

　カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入工程の場合、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。この工程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄの圧力よりも低くなると、弁体３０は開口状態にある。

　プランジャ２が吸入工程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ圧縮工程に移る。ここで、電磁コイル４３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４０は、無通電状態において弁体３０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。本実施例では、いわゆるノーマルオープン式の高圧ポンプを示しているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、ノーマルクローズ式の高圧ポンプにも適用可能である。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、再び開弁状態の弁体３０の開口部を通して吸入通路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。
この工程を「戻し工程」と称する。

　次に、電磁吸入弁３００の構造について図７を用いて説明する。電磁吸入弁３００とは、電磁コイル４３への通電により磁性コア３９、可動コア３６、ロッド３５とこれらに続き配置される弁体３０を可動させることで、燃料を吸入し、加圧室１１に送る機構のことを指す。本実施例の電磁吸入弁３００は、無通電状態では、強力なロッド付勢ばね４０によって、弁体３０が開弁方向に稼働するためにノーマルオープン式となっている。この場合、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。電流が流れることにより、磁性コア３９は磁気吸引力を生じる。

　このとき、磁気吸引面Ｓにおいて、可動コア３６が磁性コア３９の磁気吸引力により閉弁方向に引き寄せられる。可動コア３６の軸方向外側（図７の左側）の径方向内側には、ロッド３５のフランジ部３５ａが位置する。なお、ロッド付勢ばね４０は、蓋保持部材５０及び蓋部材４４により覆われている。ロッド３５はフランジ部３５ａにより可動コア３６と係合することで可動コア３６とともに閉弁方向に移動することができる。

　また、ロッド３５の外周部はロッドガイド部３７ｂの内周側に形成された貫通穴によりガイドされる。ロッドガイド部３７ｂは可動コア３６との間おいて可動コア３６を閉弁方向に付勢する閉弁付勢ばね４１を保持し、かつ燃料通路３７が形成される。

　ロッド３５軸方向内側（図７の右側）には弁体３０が位置し、さらに弁体３０の軸方向内側（図７の右側）に吸入弁付勢ばね３３、ストッパ３２が配置される。弁体３０は加圧室側に突出し、吸入弁付勢ばね３３によりガイドされる被ガイド部３０ｂが形成される。
弁体３０はロッド３５の移動に伴って弁体ストローク３０ｅの隙間の分だけ移動することで開弁状態となり、供給通路１０ｄから供給された燃料は加圧室１１に供給される。弁体３０は、固定されたストッパ３２に衝突することにより動きを停止する。なお、ロッド３５と弁体３０は別体で独立した構造である。

　弁体３０は吸入側に配置された弁座部材３１の弁座に接触することで加圧室１１への流路を閉じ、また弁座から離れることで加圧室１１への流路を開くように構成される。

　以上の通り、磁気付勢力がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動すると、吸入弁付勢ばね３３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３０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１２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２３へと供給される。この工程を「吐出工程」と称する。

　すなわち、プランジャ２の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程とからなる。そして、電磁吸入弁３００のコイル４３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４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きいため、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圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく吐出工程の割合が小さいため、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。

　次に図１、２に示すリリーフ弁機構２００について説明する。リリーフ弁機構２００は、リリーフ弁カバー２０１、ボール弁２０２、リリーフ弁押え２０３、ばね２０４、ばねホルダ２０５で構成される。

　リリーフ弁機構２００は、コモンレール２３やその先の部材に何らかの問題が生じ、異常に高圧になった場合に開弁し、燃料を加圧室に戻す機能を有する。

　図１、２に示す低圧燃料室（１０ａ、１０ｂ）には高圧ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８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。圧力脈動低減機構９の上下には上側低圧燃料室１０ｂ、下側低圧燃料室１０ｃが設けられている。
加圧室１１の燃料が、容量制御のため開弁状態の弁体３０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。

　ここで圧力脈動低減機構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いる。
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。取付金具９ａは、金属ダンパをポンプボディ１の内周部に固定するための取付金具である。取付金具９ａは、燃料通路上に設置されるため、周方向の一部において取付金具９ａの上下に流体を通過させる流路が形成される。

　図３に示すようにプランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャ２の往復運動によって副室７ａの体積が増減する。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。これにより、ポンプの吸入工程もしくは、戻し工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、高圧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。

　図２に示すように本実施例では、機能部品である、吸入ジョイント５１、吐出ジョイント１２ｃ、吐出弁機構８あるいは電磁吸入弁機構３００がポンプボディ１に形成された穴に対し、径方向内側に設置される。

　またポンプボディ１と機能部品は、溶接により接合される。ここで、ポンプボディ１の外表面から外側へ突き出す上記機能部品が例えばレーザ溶接により結合される場合、レーザ溶接のためのビームが、お互いの機能部品或いはフランジ１ｅと干渉することなく配置される必要がある。

　例えば、図１に示すように、吐出ジョイント１２ｃを溶接する場合に、レーザビーム５００が照射されるが、そのレーザビーム５００がフランジ１ｅやその他の機能部品と干渉しないような配置とする必要がある。この時、レーザビーム５００は、機能部品の軸方向と平行に近くなる様に照射されれば、干渉を防ぐことができ、各機能部品の配置の自由度をより高めることができる。

　各機能部品のポンプボディ１との結合部の信頼性は、高圧ポンプ内部の燃料が外部に漏れることを防止するためにも十分に確保する必要がある。すなわち、結合部は十分な強度を確保する必要がある。

　ここで図４、５を用いて機能部品の一つである吐出ジョイント１２ｃとポンプボディ１との接合方法について説明する。図４は吐出ジョイント１２ｃとポンプボディ１とが溶接される前の状態を示し、図５は吐出ジョイント１２ｃとポンプボディ１とが溶接される後の状態を示す。図５に示すように本実施例の高圧ポンプは、ポンプボディ１に対して吐出ジョイント１２ｃを固定する溶接部４０７と、溶接部４０７の溶接方向（レーザビーム５００の方向）の先において溶接部４０７とポンプボディ１と吐出ジョイント１２ｃとで形成された第１空間部４００とを備える。

　そして、溶接部４０７の溶接方向における入口面中央４０９と第１空間部４００を形成する出口面の中央４１０とを結ぶ直線５０１が、吐出ジョイント１２ｃの軸方向５０２（中心軸方向といっても良い）において取付方向に向かうにつれて吐出ジョイント１２ｃの径方向外側から径方向内側向かうように形成される。要するに、溶接部４０７の直線５０１が斜めに形成されるものである。なお、図５において、吐出ジョイント１２ｃの取付方向は上側から下側に向かう方向により定義される。

　また、溶接部４０７の入口面の中央４０９は、図５の溶接方向における断面図において、外部空間に面する最も径方向外側の一端４０９Ｅ１から最も径方向外側の他端４０９Ｅ２までを結ぶ直線の中央（真ん中）として定義される。あるいは、外部空間に面する最も径方向外側の一端４０９Ｅ１から最も径方向外側の他端４０９Ｅ２までを結ぶ溶接部４０７で形成される曲線の長さの中央（真ん中）として定義しても良い。同様に、溶接部４０７の出口面の中央４１０は、図５の溶接方向における断面図において、第１空間部４００に面する最も径方向外側の一端４１０Ｅ１から最も径方向外側の他端４１０Ｅ２までを結ぶ直線の中央（真ん中）として定義される。あるいは第１空間部４００に面する最も径方向外側の一端４１０Ｅ１から最も径方向外側の他端４１０Ｅ２までを結ぶ溶接部４０７で形成される曲線の長さの中央（真ん中）として定義しても良い。

　この時、ポンプボディ１に形成される穴部１ｃに挿入される機能部品、例えば図４に示す吐出ジョイント１２ｃは吐出ジョイント１２ｃの外周部１２ｄはポンプボディ１に形成された穴部１ｃの内周部１ｄに対して圧入部４０５において圧入により固定される。このとき、ポンプボディ１の圧入受面４０６は吐出ジョイント１２ｃの軸方向（５０２に示す方向）において、さらに取り付け方向（図４の上側から下側に向かう方向）への移動を規制する。

　この状態において、レーザビーム５００により、吐出ジョイント１２ｃの軸方向（５０２に示す方向）に対して斜めに傾斜するように構成された吐出ジョイント１２ｃとポンプボディ１との境界面４０３が接合され、レーザ照射面４０４に対して外周面と反対側に第１空間部４００が形成される。溶接部４０７は、吐出ジョイント１２ｃの外周を全周において溶接し内部の燃料をシールする。　
　溶接前の図４に示すように機能部品（吐出ジョイント１２ｃ）には突合せ部（境界面４０３）に対して、垂直となるような平面部４０４を設ける。この平面部４０４に対し、レーザ５００を垂直に照射する。つまり、突合せ部（境界面４０３）を構成する直線とレーザ５００の照射方向５０１の角度は同一である。これらに対し機能部品の平面部４０４は、垂直となるように形成する。レーザ５００の照射方向５０１と照射面（平面部４０４）を垂直とすることで、レーザの吸収効率が最も高くなり、安定した溶接が可能となる。

　なお、機能部品（吐出ジョイント１２ｃ）の側でなく、ポンプボディ１の側にレーザ５００の照射方向５０１に対して垂直となる垂直面を設けることでも可能である。ここで、機能部品とは高圧ポンプの性能を満たすための部品であり、上記の吐出ジョイント１２ｃの他に、例えば、吐出弁機構８が配置される空間を封止する吐出弁プラグ８ｄがある。

　図２に示す構造とは異なるがリリーフ弁機構２００が配置される空間をリリーフ弁プラグで封止する場合、これを機能部品としても良い。それ以外に吸入ジョイント５１に対しても適用可能であり、ポンプボディに対して溶接される部品であるが、上記した以外の部品を機能部品と呼んでも良く、本実施例が適用可能である。

　図５のように本実施例では溶接部４０７の入口面の中央４０９と出口面の中央４１０とを結ぶ直線５０１に対して、断面形状がほぼ左右対称となる溶接部４０７が形成される。

　溶接時の回転軸５０２に対するレーザビーム５００の入射角度において、レーザ照射面４０４を垂直に設け、境界面４０３を平行とすることにより、レーザの吸収率と溶接位置ズレのロバスト性を向上することが可能となる。すなわち、溶接部４０７がほぼ左右対称の形状となり、突合せ部（境界面４０３）に対してレーザ５００の照射位置が少しずれたとしても安定した溶接形状が得られ、強度の信頼性を確保することが可能となる。

　また、図５に示す第１空間部４００を形成するポンプボディ１の部位と溶接部４０７の部位４０７Ｐの全てが第１空間部４００の開始点となるポンプボディ内周面４０８に対して外周側（径方向外側）に位置するように構成される。これによりポンプボディ形状を簡素とすることができ、機械加工時における加工時間の短縮、刃具寿命の向上を図ることができる。

　また機能部品（吐出ジョイント１２ｃ）の軸線５０２と、溶接部４０７の入口面の中央４０９と出口面の中央４１０とを結ぶ直線５０１との交差角度が１０度～５０度となるように構成されることが望ましい。なお、ここでは機能部品は吐出ジョイント１２ｃを例として説明しているが、上記したその他の機能部品においても同様に適用可能である。軸線５０２は、吐出ジョイント１２ｃを軸方向から見た断面において、中心を通る線なので、中心軸線５０２と呼んでも良い。

　図４を用いて説明すると、本実施例では、レーザ照射５００の角度を面４０４と境界面４０３の角度を１０度から５０度までの間で任意の角度でレーザの照射を設定する。これにより、ポンプボディ１のフランジ１ｅとレーザ５００の干渉を回避することができることから、製品のレイアウトの自由度が向上する。

　なお、図６は高圧ポンプの吐出プラグ８ｄの溶接構造を示し、図４に対応して溶接前の状態について説明する図である。但し、機能部品それ自体は異なるが、基本的には図４と同じ内容であり、同じ符号については同様の意味であるため、詳細な説明は省略する。また、図６に示すような吐出プラグ８ｄの溶接後の状態については図示していないが、基本的には図４で示すものと同様の形状となるため、詳細な説明は省略している。

　また、図５に示すように、高圧ポンプ１００は吐出ジョイント１２ｃの軸線５０２（中心軸線と呼んでも良い）と、溶接部４０７の入口面の中央４０９と出口面の中央４１０とを結ぶ直線５０１との交差角度に対して、吐出弁プラグの中心軸線と、吐出弁プラグ８ｄの溶接部の入口面の中心と出口面の中心とを結ぶ直線との交差角度が小さくなるように構成されることが望ましい。

　吐出弁プラグ８ｄは、図３に示すように、溶接部のすべてがポンプボディ１の穴部入口面に対して内側に位置するように配置される。また、吐出弁プラグ８ｄの溶接部はそのすぐ径方向外側において、水平方向（つまり、吐出弁プラグ８ｄの軸方向）に沿うように壁面部１６が形成されるので、スペースがない。よって、レーザ照射を傾斜させると壁面部１６に干渉する虞がある。このように配置された機能部品については、機能部品（吐出弁プラグ８ｄ）の軸線（中心軸線）と、溶接部の入口面の中央と出口面の中央とを結ぶ直線との交差角度が１０度～３０度となるように構成されることが望ましい。

　一方で、吐出ジョイント１２ｃの溶接部４０７はそのすぐ径方向外側において、水平方向（つまり、吐出ジョイント１２ｃの軸方向）に沿うような壁面部が形成されていないためスペースに余裕がある。図１に示す壁面部１７はレーザをある程度、傾斜させたとしても干渉するものではない。

　よってこのように、レーザ照射を３０度～５０度、傾斜させたとしても干渉するような壁面部がない場合には、機能部品（吐出ジョイント１２ｃ）の軸線５０２（中心軸線）と、溶接部４０７の入口面の中央４０９と出口面の中央４１０とを結ぶ直線５０１との交差角度が３０度～５０度となるように構成されることが望ましい。

　ここで、溶接する際に発生する溶接スパッタのポンプボディ１内への混入を防ぐため、吐出ジョイント１２ｃは、ポンプボディ１に圧入されていることが望ましい。そして、ポンプボディ１を第１部品、吐出ジョイント１２ｃを第２部品と呼ぶと、図４、５は、穴部１ｃを有する第１部品（ポンプボディ１）と、第１部品（ポンプボディ１）の内部に接続される第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）と、を接続する継手構造を示す。また図４、５の継手構造は、第１部品（ポンプボディ１）と第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）とを固定する溶接部４０７と、第１部品（ポンプボディ１）と第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）と溶接部４０７とに囲まれる第１空間部４００を有する。また継手構造は、第１空間部４００に隣接し、溶接部４０７と異なる位置において第１部品（ポンプボディ１）と第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）とが合わさる嵌合部４０５を有する。

　ここで、図５のように第１空間部４００が溶接した状態で閉空間となると、第１空間部４００内の空気が溶接の熱影響により膨張する。これにより、溶接部４０７が溶接照射方向にへこむアンダーフィルが発生する虞があり、アンダーフィルにより、溶接部４０７の形状が安定しない虞がある。これにより、溶接強度のばらつきが大きくなり、溶接品質の低下を招く虞がある。

　そこで、図１０及び図１１に示すように、本実施例の継手構造は、穴部１ｃの一部を構成し、第１空間部４００と反対側において嵌合部４０５と隣接する第２空間部４７０を有する。ここで第１部品（ポンプボディ１）と第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）とが嵌合部４０５において重なる方向を径方向と定義する。そして本実施例の継手構造は、嵌合部４０５と径方向（図１０の左右方向）に重なる位置において、第２空間部４７０と繋がる第１流路４５０と、第１流路４５０及び第１空間部４００と繋がるとともに第１部品（ポンプボディ１）又は第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）に周方向に形成される第２流路４５１と、を有する。

　これにより、溶接の熱影響により第１空間部４００で膨張した空気を、第１流路４５０、第２流路４５１を介し、第２空間部４７０へ逃がすことができるため、アンダーフィルの発生を抑制することができる。

　ここで、図１１に示すように、第１流路４５０の第１空間部４００の側は、溶接スパッタにより塞がれてしまうことが懸念される。これに対して本実施例では上記したように周方向に形成される第２流路４５１が形成されるため、溶接スパッタが第２流路４５１の第１空間部４００の側の一部に付着しても、空気が周方向の第２流路４５１を介して第１流路４５０に流れることが可能である。したがって本実施例によれば、溶接スパッタが発生した場合でも流路がふさがらず、膨張した空気を逃がすことができ、吐出ジョイント１２ｃ内部への溶接スパッタの混入を抑制しつつ、溶接品質を向上することができる。

　具体的には本実施例の継手構造の第２流路４５１は円環状に形成されている。よって本実施例の継手構造では、第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の軸方向（図１０の上下方向）から見て第２流路４５１の周方向の長さが、第１流路４５０の周方向の長さよりも大きく形成される。なお、第２流路４５１が円環上に形成されている場合、位置合わせ等の作業が必要なく製造し易くなるため、生産性を向上することが可能となる。

　ここで、図１０に示すように、第２流路４５１は、穴部１ｃの空間部側端部４１０に形成される。つまり、第２流路４５１は、穴部１ｃの第１空間部４００の側の端部４１０に形成される。そして、第１部品（ポンプボディ１）の穴部１ｃの空間部側端部４１０の径方向長さ（図１０の左右方向における長さ）が、穴部１ｃの第１流路４５０と径方向において重なる位置における径方向長さよりも大きく形成されることが望ましい。換言すると穴部１ｃの空間部側端部４１０の径方向長さ（図１０の左右方向における長さ）が、第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の嵌合部４０５の径方向長さよりも大きく形成されるのが望ましい。これにより、第２流路４５１を形成すると同時に、吐出ジョイント１２ｃをポンプボディ１に圧入しやすくなるため、生産性を向上することができる。なお、吐出ジョイント１２ｃの先端挿入部の第２流路４５１に対応する部位の径方向の厚みを吐出ジョイント１２ｃの先端挿入部の第１流路４５０に対応する部位の径方向の厚みよりも小さくすることで、第２流路４５０を形成してもよい。

　図１２及び図１３に示すように、切欠き部１２ｃ１は嵌合部４０５を形成する第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の面と同一面上に形成されている。そして第１流路４５０はこの切欠き部１２ｃ１により形成される。また図１３に示すように、切欠き部１２ｃ１は吐出ジョイント１２ｃの軸方向（図１３において紙面に垂直な方向）から見て直線状に形成されることが望ましい。よって切欠き部１２ｃ１を第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）に形成するだけの簡単な加工により第１流路４５０を形成できる。また、切り欠き部１２ｃ１の深さを測定しやすくなるため、結果として製造性が向上する。

　なお、図１４には図１２及び図１３に示した切欠き部１２ｃ１と形状の異なる切り欠き部１２ｃ２を示す。図１４において第１流路４５０を形成する切り欠き部１２ｃ２は、第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の軸方向から見て（図１３と同じ方向から見て）周方向中心にむかうにつれて径方向内側に凹む形状に形成される。

　それ以外にも第１流路４５０は、第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の加工方法により様々な形状が考えられる。例えば、図１５に示すように、嵌合部４０５を形成する第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）は径方向に形成される貫通孔１２ｃ３を有する。具体的には貫通孔１２ｃ３は第２空間部４７０から径方向外側に向かって形成される。そして図１５においては図１０及び図１１で示した第１流路４５０が貫通孔１２ｃ３により形成される。

　もしくは、図１６及び図１７に示すように、嵌合部４０５を形成する第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の外周面には環状に溝１２ｃ４が形成され、第１流路４５１は溝１２ｃ４により形成される構造としてもよい。環状の溝１２ｃ４はスプライン曲線を描くように形成されることが望ましい。この場合、位置合わせ等の作業が必要ないため、生産性を向上することができる。

　なお、本実施例では第２部品（吐出ジョイント１２ｃ）の側に切り欠き部（１２ｃ１、１２ｃ２、１２ｃ３、１２ｃ４）を形成しているが、第１部品（ポンプボディ１）の側に切り欠き部を形成してもよい。

　また、第１流路４５０を複数設ける構成としてもよい。これにより、冗長性を担保することができる。また、第２部品は内部に空間を持たない棒状の部品にも適用可能である。

　また、第１部品及び第２部品は、筒状に限定されず、その他の形状、例えば角柱状に形成されていてもよい。もちろん、ポンプボディ１と、ポンプボディ１に取り付けられる吐出ジョイント１２ｃとを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、上記の継手構造を適用することができることは言うまでもない。

　まとめると、本実施例では、形成された空隙に通ずる第１流路４５０を設け、膨張した空気が外に排出される構造とし、かつ空隙側の連通穴入り口が溶接時に発生するスパッタで塞がれないように第２流路４５１を形成した。ここで、本実施例が適用される溶接方法は、レーザー溶接に限定されず、溶接熱による空気膨張が発生する溶接方法すべてに適用可能である。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施例の一部の構成に実施例の構成を加えることも可能である。

１…ポンプボディ、１ｃ…穴部、２…プランジャ、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…燃料吐出口、１２ｃ…吐出ジョイント、１２ｃ１…切り欠き部、１２ｃ２…切り欠き部、１２ｃ３…貫通孔、１２ｃ４…溝、１３…プランジャシール、３０…吸入弁、３６…可動コア、４０…ロッド付勢ばね、４３…電磁コイル、２００…リリーフ弁機構、３００…電磁吸入弁、４００…第１空間部、４１０…穴部の空間部側端部、４０７…溶接部、４７０…第２空間部、５００…レーザビーム

Claims

　穴部を有する第１部品と、
　前記第１部品の内部に接続される第２部品と、を接続する継手構造であって、
　前記第１部品と前記第２部品とを固定する溶接部と、
　前記第１部品と前記第２部品と前記溶接部とに囲まれる第１空間部と、
　前記第１空間部に隣接し、前記溶接部と異なる位置において前記第１部品と第２部品とが合わさる嵌合部と、
　前記穴部の一部を構成し、前記第１空間部と反対側において前記嵌合部と隣接する第２空間部と、
　前記第１部品と前記第２部品とが前記嵌合部において重なる方向を径方向とすると、
　前記嵌合部と前記径方向に重なる位置において前記第２空間部と繋がる第１流路と、
　前記第１流路及び前記第１空間部と繋がるとともに前記第１部品又は前記第２部品に周方向に形成される第２流路と、を有する接手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、
　前記嵌合部を形成する前記第２部品の面と同一面上に切欠き部が形成され、前記第１流路は前記切欠き部により形成される継手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、
　前記嵌合部を形成する前記第２部品は前記径方向に形成される貫通孔を有し、前記第１流路は前記貫通孔により形成される継手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、
　前記嵌合部を形成する前記第２部品の外周面には環状に溝が形成され、前記第１流路は前記溝により形成される継手構造。
　請求項２に記載の継手構造であって、
　前記第１流路を形成する前記切欠き部は、前記第２部品の軸方向から見て直線状に形成される継手構造。
　請求項２に記載の継手構造であって、前記第１流路を形成する前記切欠き部は、前記第２部品の軸方向から見て周方向中心にむかうにつれて前記径方向内側に凹む形状に形成される継手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、前記第２部品の軸方向から見て前記第２流路の周方向の長さは、前記第１流路の周方向の長さよりも大きく形成されている継手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、前記第２流路は円環状に形成される継手構造。
　請求項１に記載の継手構造であって、
　前記穴部の空間部側端部の前記径方向長さが前記穴部の前記第１流路と重なる位置における前記径方向長さよりも大きく形成され、前記第２流路は前記空間部側端部に形成される継手構造。
　ポンプボディと、
　前記ポンプボディに取り付けられる吐出ジョイントとを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
　請求項１に記載の継手構造を備える高圧燃料供給ポンプ。