JP2012163077A - 金属ボディの製造方法、金属ボディおよび燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の第１空間と、第１空間の側壁面に開口して第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、第１空間に対する第２空間の開口縁が凸をなしている金属ボディにおいて、開口縁の耐圧性を高める。
【解決手段】金属ボディ１の耐圧付与工程は、圧入治具３３を第１空間１３に圧入する圧入工程と、圧入治具３３を圧入した状態の金属ボディ１を熱処理する熱処理工程と、熱処理工程の後に、金属ボディ１から圧入治具３３を引き抜く引き抜き工程とを有する。圧入、熱処理工程によって、開口縁１５を含む非圧接面部３７に圧接面部３６の金属組織を回り込ませて非圧接面部３７を圧縮状態にすることができるので、熱処理工程の後に、金属ボディ１から圧入治具３３を引き抜くことで非圧接面部３７に圧縮残留応力を付与することができる。このため、開口縁１５の耐圧性を高めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、主に金属ボディの製造方法に関するものであり、特に、内燃機関に燃料を供給する燃料供給ポンプの加圧室を形成するのに好適な金属ボディの製造方法に係わる。

従来から、例えば、コモンレールのような蓄圧容器を介して内燃機関に高圧の燃料を供給する燃料供給ポンプ１００では、図８に示すように、金属ボディ１０１が燃料の加圧室１０２を形成するための部品の１つとして組み込まれている。
ここで、金属ボディ１０１は、筒状の第１空間１０３と、第１空間１０３の側壁面に開口して第１空間１０３に接続する筒状の第２空間１０４とを備え、第１空間１０３に対する第２空間１０４の開口縁１０５が凸をなしている（例えば、特許文献１参照）。

そして、燃料供給ポンプ１００において、金属ボディ１０１は、第１空間１０３にプランジャ１０７を摺動自在に支持して収容することで、第１空間１０３の一部をプランジャ１０７により液密的に区画して燃料の加圧室１０２を形成するとともに、カム機構１０８によりプランジャ１０７を軸方向に往復動させて加圧室１０２の容積を可変する。また、金属ボディ１０１は、第２空間１０４に、弁体１０９やスプリング１１０からなる逆止弁１１１を収容しており、逆止弁１１１は、加圧室１０２の容積が縮小して加圧室１０２の燃料圧が所定の開弁圧以上に増圧されたときに開弁して加圧室１０２から燃料を流出させるように設けられている。

このため、燃料供給ポンプ１００では、プランジャ１０７の軸方向一端側への移動により、加圧室１０２が拡大して加圧室１０２の燃料圧が減圧されているときに、加圧室１０２に燃料が吸入されて流入する。そして、プランジャ１０７の軸方向他端側への移動により、加圧室１０２が縮小して加圧室１０２の燃料圧が増圧され逆止弁１１１の開弁圧を超えたときに、加圧室１０２から燃料が吐出されて流出する。

このように、燃料供給ポンプ１００によれば、加圧室１０２では燃料圧の増減が繰り返され、開口縁１０５には応力の負荷が集中的に繰り返される。したがって、開口縁１０５を含む金属ボディ１０１は、耐圧性を高めた上で燃料供給ポンプ１００の部品として利用する必要がある。

ところで、金属ボディ１０１の耐圧性を高める手段として、以下のような方法が考えられる。
まず、浸炭処理と熱処理とを金属ボディ１０１に施して金属ボディ１０１の硬度を高める方法が考えられる。また、開口縁１０５にＲ付けや面取り等の加工を施して開口縁１０５の凸を緩和し、開口縁１０５を応力集中しにくい形状にする方法が考えられる。さらに、金属ボディ１０１の素材として高級鋼を採用したり、表面粗さを高めたりする方法も考えられる。

しかし、燃料供給ポンプ１００を蓄圧式の燃料供給装置に適用する場合、吐出圧は２００ＭＰａを超えており、将来的にも更なる吐出圧向上が予想されている。したがって、金属ボディ１０１の開口縁１０５に関して、さらなる耐圧性向上方法が要求されている。

特開２０００−２４０５３１号公報

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、筒状の第１空間と、第１空間の側壁面に開口して第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、第１空間に対する第２空間の開口縁が凸をなしている金属ボディにおいて、開口縁の耐圧性を高めることができる耐圧性向上方法を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、金属ボディは、筒状の第１空間と、第１空間の側壁面に開口して第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、第１空間に対する第２空間の開口縁が凸をなす。
また、金属ボディの製造方法は、開口縁の耐圧性を高める耐圧付与工程を備え、耐圧付与工程は、金属ボディの剛性と同等以上の剛性を有する圧入治具を、第１空間および第２空間の少なくとも一方の空間に圧入する圧入工程と、圧入治具を圧入した状態の金属ボディを熱処理する熱処理工程と、熱処理工程の後に、金属ボディから圧入治具を引き抜く引き抜き工程とを有する。

これにより、開口縁の耐圧性を高めることができる。開口縁の耐圧性を高めることができるメカニズムは明確ではないが、以下のように推察する。
まず、圧入治具の圧入を受けた空間を形成する側壁面の内、圧入治具表面の圧接を受ける部分（以下、圧接面部と呼ぶ。）は拡げられて引っ張られる。

次に、圧入治具を圧入した状態で金属ボディを熱処理すると、金属組織の変化により、圧入治具表面の圧接を受けない部分（以下、非圧接面部と呼ぶ。）には、圧接面部の金属組織が回り込み、非圧接面部は圧縮状態になる。そして、熱処理後に圧入治具を金属ボディから引き抜くことにより、圧接面部の引っ張りが開放されて非圧接面部に圧縮残留応力が付与される。
以上により、筒状の第１空間と、第１空間の側壁面に開口して第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、第１空間に対する第２空間の開口縁が凸をなしている金属ボディにおいて、開口縁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、熱処理工程では浸炭処理を同時に行う。
これにより、第１、第２空間を形成する側壁面の内、非圧接面部は浸炭処理により硬化する。このため、開口縁の硬度を高めてさらに耐圧性を高めることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段によれば、開口縁には、第１空間および第２空間への流体の流出入の繰り返しに対する耐圧性を高める必要がある耐圧要求部が存在し、耐圧要求部は、圧入治具が金属ボディに圧入された状態でも第１空間および第２空間に露出している。
これにより、耐圧要求部の形成面を確実に非圧接面部に含めることができるので、耐圧要求部の耐圧性を確実に高めることができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段によれば、圧入治具は、金属ボディに直接圧接する直接体と、金属ボディに直接圧接せずに直接体に圧接する間接体とからなる。
これにより、金属ボディに直接体を装着しておき、金属ボディに装着した直接体に対して間接体を圧入したり、直接体から間接体を引き抜いたりすることができる。このため、金属ボディを傷付けることなく、圧入治具の圧入および引き抜きを行うことができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段によれば、圧入治具の表面には、金属ボディに圧入された状態で第１空間および第２空間の少なくとも一方に露出している露出面が存在する。
これにより、熱処理に伴い圧入治具に生じる膨張を露出面で逃すことができる。このため、熱処理中に、圧入治具の膨張によって金属ボディに過大な応力が発生するのを防止することができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段によれば、圧入治具は中空を有する。
これにより、熱処理に伴い圧入治具に生じる膨張を、中空を形成する表面で均等に逃すことができる。このため、圧入治具の膨張によって金属ボディに過大な応力が発生するのを、より確実に防止することができる。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段によれば、圧入治具は金属が素材である。
金属は加熱による膨張量が大きいので、金属を素材とする圧入治具を利用することで、熱処理を過剰に施したり、圧入代を過大に設けたりしなくても、圧接面部を充分に拡げて引っ張ることができるとともに、非圧接面部に金属組織を充分に回り込ませて圧縮状態とすることができる。このため、熱処理を過剰に施したり、圧入代を過大に設けたりしなくても、非圧接面部に充分な圧縮残留応力を付与することができる。

〔請求項８の手段〕
請求項８の手段によれば、圧入治具はセラミックが素材である。
セラミックは加熱による膨張量が小さいので、セラミックを素材とする圧入治具を利用することで、熱処理中に、圧入治具の膨張によって金属ボディに過大な応力が発生するのを防止することができる。
また、金属ボディの素材と圧入治具の素材とが異なることにより、金属ボディに対する圧入治具の滑りがよくなるので、圧入治具の圧入および引き抜きをより容易に行うことができる。

〔請求項９の手段〕
請求項９の手段によれば、金属ボディは、請求項１ないし請求項８の内のいずれか１つに記載の製造方法により製造されたものである。
この手段は、金属ボディが請求項１〜請求項８の内のいずれか１つに記載の製造方法により製造されたものであることを示すものである。

〔請求項１０の手段〕
請求項１０の手段によれば、燃料供給ポンプは、請求項９に記載の金属ボディを部品の１つとして設けられ、内燃機関に燃料を供給するものである。そして、金属ボディは、内燃機関に供給すべき燃料が吸入されて流入したり、加圧されて流出したりする加圧室を形成する。
これにより、加圧室への燃料の吸入および加圧室からの燃料の吐出の繰り返しに対して、充分な耐圧性を有する金属ボディを、燃料供給ポンプの部品として利用することができる。

燃料供給ポンプのシャフトに沿う断面図、および燃料噴射装置の構成図である（実施例１）。 燃料供給ポンプのシャフトに垂直な断面図である（実施例１）。 （ａ）は圧入工程を示す断面図であり、（ｂ）は熱処理工程を示す断面図であり、（ｃ）は圧入治具の引き抜きを示す断面図である（実施例１）。 （ａ）は第１空間に対する第２空間の開口縁を示す説明図であり、（ｂ）は一端、他端近傍部における第１空間の燃料圧による引っ張り方向を示す説明図であり、（ｃ）は一端、他端近傍部における第２空間の燃料圧による引っ張り方向を示す説明図である（実施例１）。 （ａ）は圧入工程を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例２）。 圧入工程を示す断面図である（実施例３）。 （ａ）は圧入工程を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は圧入治具の正面図である（実施例４）。 燃料供給ポンプのシャフトに沿う断面図、および燃料噴射装置の構成図である（従来例）。

実施形態１の金属ボディは、筒状の第１空間と、第１空間の側壁面に開口して第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、第１空間に対する第２空間の開口縁が凸をなす。
また、実施形態１の金属ボディの製造方法は、開口縁の耐圧性を高める耐圧付与工程を備え、耐圧付与工程は、金属ボディの剛性と同等以上の剛性を有する圧入治具を、第１空間および第２空間の少なくとも一方の空間に圧入する圧入工程と、圧入治具を圧入した状態の金属ボディを熱処理する熱処理工程と、熱処理工程の後に、金属ボディから圧入治具を引き抜く引き抜き工程とを有する。

また、熱処理工程では浸炭処理を同時に行う。
また、開口縁には、第１空間および第２空間への流体の流出入の繰り返しに対する耐圧性を高める必要がある耐圧要求部が存在し、耐圧要求部は、圧入治具が金属ボディに圧入された状態でも第１空間および第２空間に露出している。
また、圧入治具の表面には、金属ボディに圧入された状態で第１空間および第２空間の少なくとも一方に露出している露出面が存在する。
さらに、圧入治具は金属が素材である。

また、実施形態１の燃料供給ポンプは、金属ボディを部品の１つとして設けられ、内燃機関に燃料を供給するものである。そして、金属ボディは、内燃機関に供給すべき燃料が吸入されて流入したり、加圧されて流出したりする加圧室を形成する。

実施形態２の金属ボディの製造方法によれば、圧入治具は、金属ボディに直接圧接する直接体と、金属ボディに直接圧接せずに直接体に圧接する間接体とからなる。
実施形態３の金属ボディの製造方法によれば、圧入治具は中空を有する。
実施形態４の金属ボディの製造方法によれば、圧入治具はセラミックが素材である。

〔実施例１の構成〕
実施例１の製造方法により製造される金属ボディ１の構成を、図１および図２を利用して説明する。
金属ボディ１は、例えば、コモンレール２等の蓄圧容器を介して内燃機関（図示せず）に高圧の燃料を供給する燃料供給ポンプ３の１つの部品であり、プランジャ４を摺動自在に支持して燃料の加圧室５を形成するシリンダヘッドとして利用され、燃料供給ポンプ３において、加圧室５の燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ６を構成する。

なお、燃料供給ポンプ３は、コモンレール２で高圧状態に蓄圧された燃料をインジェクタ７により内燃機関（図示せず）に噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置８の一部を構成し、燃料タンク９から燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出することでコモンレール２に供給する。また、燃料噴射装置８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）を備えている。

金属ボディ１は、円筒状の第１空間１３と、第１空間１３の側壁面に開口して第１空間１３に接続する円筒状の第２空間１４とを備え、第１空間１３に対する第２空間１４の開口縁１５が凸をなしている。
第１空間１３には、プランジャ４が軸方向に摺動自在に支持されて収容され、第１空間１３の軸心とプランジャ４の軸心とは略一致している。そして、第１空間１３の一部は、プランジャ４により液密的に区画されて加圧室５をなす。

ここで、プランジャ４は、軸方向の一端が第１空間１３から一端側に突出するように金属ボディ１に支持されており、突出したプランジャ４の一端には、プランジャ４よりも径大のプランジャヘッド１７が設けられてプランジャ４に一体化している。また、プランジャ４は、第１空間１３の一端側に配置されるカム機構１８により駆動され、自身の他端部により加圧室５の一端を区画しながら軸方向に往復動するとともに、軸方向への往復動によって加圧室５の容積を可変する。なお、加圧室５の他端（つまり、第１空間１３の他端）は、加圧室５への燃料の吸入を断続する吸入弁１９により区画されている。

また、第１空間１３は、軸方向に関するプランジャ４の移動範囲の内、他端寄りの範囲がプランジャ４の摺接を受けないように拡径しており、この拡径している他端寄りの範囲に第２空間１４が接続している。

ここで、カム機構１８は、内燃機関により回転駆動されるシャフト２１と、シャフト２１に偏心して一体化され、シャフト２１の回転によりシャフト２１の軸心を中心軸として公転駆動されるカム２２と、カム２２を内周側で軸受し、カム２２の公転により姿勢を変えることなく公転駆動されるカムリング２３とを有する周知構成である。

そして、プランジャヘッド１７は、スプリング２４により軸方向に付勢されてカムリング２３の当接面２５に常時当接し、カムリング２３の公転に応じて当接面２５上を第３の方向に相対的に往復動しながら第１空間１３の軸方向に往復動する（なお、第３の方向とは、第１空間１３の軸方向およびシャフト２１の軸方向の両方に垂直な方向である。）。これにより、プランジャ４は、第１空間１３の軸方向に往復動して加圧室５の容積を可変することができる。

なお、シャフト２１の軸方向一端には、燃料タンク９から燃料を汲み上げる低圧フィードポンプ２７が設けられており、低圧フィードポンプ２７は、シャフト２１により直接的に回転駆動される。そして、低圧フィードポンプ２７により汲み上げられた燃料は、ＥＣＵにより電子制御される調量弁（図示せず）によって調量されてから、高圧ポンプ６の方に流れて加圧室５に吸入される。

第２空間１４には、弁体２８やスプリング２９からなる逆止弁３０が収容されるとともに、コモンレール２に通じる配管（図示せず）を接続するため接続部材３１がネジ締結される。また、逆止弁３０は、加圧室５の容積が縮小して加圧室５の燃料圧が所定の開弁圧以上に増圧されたときに開弁して加圧室５から燃料を流出させるように設けられている。

以上の構成により、燃料供給ポンプ３では、プランジャ４の軸方向一端側への移動により、加圧室５が拡大して加圧室５の燃料圧が減圧されているときに、加圧室５に燃料が吸入されて流入する。そして、プランジャ４の軸方向他端側への移動により、加圧室５が縮小して加圧室５の燃料圧が増圧され逆止弁３０の開弁圧を超えたときに、加圧室５から燃料が吐出されて流出し、コモンレール２に送り込まれる。

このように、燃料供給ポンプ３によれば、加圧室５では燃料圧の増減が繰り返されるので、凸をなす開口縁１５には応力の負荷が集中的に繰り返される。
したがって、金属ボディ１の開口縁１５は、耐圧性を高めた上で燃料供給ポンプ３の部品として利用されている。

〔実施例１の製造方法〕
実施例１の金属ボディ１の製造方法を、図３および図４を用いて説明する。
まず、金属ボディ１の製造方法は、開口縁１５の耐圧性を高める耐圧付与工程を備え、耐圧付与工程は、金属ボディ１の剛性と同等以上の剛性を有する圧入治具３３を第１空間１３に圧入する圧入工程と、圧入治具３３を圧入した状態の金属ボディ１を熱処理する熱処理工程と、熱処理工程の後に、金属ボディ１から圧入治具３３を引き抜く引き抜き工程とを有する。

圧入工程では、第１空間１３の内、第２空間１４が接続する他端寄りの拡径している部分に圧入治具３３が圧入される。
ここで、圧入治具３３は金属を素材として略円柱状に設けられ、圧入治具３３の外周部の一部は、圧入時に軸方向に平行となるように面取りされて平坦面３４を形成している。また、平坦面３４を除く円筒面状の外周面が、金属ボディ１に圧接する圧接面３５をなす。そして、圧入治具３３は、平坦面３４が開口縁１５と径方向に対向するように第１空間１３に圧入され、第１空間１３の内、開口縁１５の周辺は圧入治具３３により占有されることなく、空間として残る。

また、第１、第２空間１３、１４を形成する側壁面の内、圧接面３５の圧接を受ける部分を圧接面部３６と呼び、圧接面３５の圧接を受けない部分を非圧接面部３７と呼ぶことにすれば、開口縁１５は、非圧接面部３７に含まれる。
このため、開口縁１５は、圧入治具３３が金属ボディ１に圧入されても第１空間１３および第２空間１４に露出した状態となる。また、平坦面３４は、圧入治具３３が金属ボディ１に圧入された状態で第１空間１３に露出している露出面３８となる。

なお、開口縁１５の全周の内、応力の発生が大きい部位は、軸方向一端近傍および軸方向他端近傍である（以下、それぞれ一端、他端近傍部４１、４２と呼ぶ。）。
すなわち、プランジャ４が軸方向他端側に移動して加圧室５の燃料圧が増圧されると、第１、第２空間１３、１４を形成する両方の側壁面は、増圧した燃料により拡げられて引っ張られる。

これにより、一端、他端近傍部４１、４２では、第１、第２空間１３、１４の燃料圧による引っ張り方向が互いに略一致してしまい、第１、第２空間１３、１４の燃料圧による引っ張り応力は、互いに打ち消しあうことなく足し合わされてしまう。このため、開口縁１５の全周の内、一端、他端近傍部４１、４２は、応力の発生が大きい部位となっている。

したがって、開口縁１５の内、加圧室５における燃料圧の増減の繰り返しに対する耐圧性を特に高める必要がある部位を耐圧要求部と呼ぶことにすれば、耐圧要求部は、一端、他端近傍部４１、４２である。そこで、圧入治具３３は、耐圧要求部における耐圧性を確実に高めるため、金属ボディ１に圧入された状態でも、耐圧要求部である一端、他端近傍部４１、４２が第１、第２空間１３、１４の両方に露出して非圧接面部３７に含まれるように、面取りされて平坦面３４を有する形状に設けられている。

熱処理工程では、熱処理と同時に浸炭処理を行う。
そして、熱処理工程の後、引き抜き工程で、圧入治具３３が第１空間１３から引き抜かれる。なお、圧入治具３３において、平坦面３４と圧接面３５とが交差する接続部４３はＲ付けされており、圧入治具３３の引き抜き時に、接続部４３による側壁面の傷付けが緩和されている。

〔実施例１の効果〕
実施例１の金属ボディ１は、円筒状の第１空間１３と、第１空間１３の側壁面に開口して第１空間１３に接続する円筒状の第２空間１４とを備え、第１空間１３に対する第２空間１４の開口縁１５が凸をなす。
また、金属ボディ１の製造方法は、開口縁１５の耐圧性を高める耐圧付与工程を備え、耐圧付与工程は、金属ボディ１の剛性と同等以上の剛性を有する圧入治具３３を、第１空間１３に圧入する圧入工程と、圧入治具３３を圧入した状態の金属ボディ１を熱処理する熱処理工程と、熱処理工程の後に、金属ボディ１から圧入治具３３を引き抜く引き抜き工程とを有する。

これにより、開口縁１５の耐圧性を高めることができる。
ここで、開口縁１５の耐圧性を高めることができるメカニズムは明確ではないが、以下のように推察する。

まず、圧入治具３３の圧入により、圧接面部３６が拡げられて引っ張られる。次に、圧入治具３３を圧入した状態で金属ボディ１を熱処理すると、金属組織の変化により、開口縁１５を含む非圧接面部３７に圧接面部３６の金属組織が回り込み、非圧接面部３７は圧縮状態になる。そして、熱処理後に圧入治具３３を金属ボディ１から引き抜くことにより、圧接面部３６の引っ張りが開放されて非圧接面部３７に圧縮残留応力が付与される。
以上により、金属ボディ１において、開口縁１５の耐圧性を高めることができる。

また、熱処理工程では浸炭処理を同時に行う。
これにより、非圧接面部３７は浸炭処理によっても硬化する。このため、開口縁１５の硬度を高めてさらに耐圧性を高めることができる。

また、開口縁１５の一端、他端近傍部４１、４２は、耐圧要求部であって、圧入治具３３が第１空間１３に圧入された状態でも第１空間１３および第２空間１４に露出している。
これにより、耐圧要求部である一端、他端近傍部４１、４２を確実に非圧接面部３７に含めることができるので、耐圧要求部としての一端、他端近傍部４１、４２の耐圧性を確実に高めることができる。

また、平坦面３４は、圧入治具３３が金属ボディ１に圧入された状態でも第１空間１３に露出している露出面３８となる。
これにより、熱処理に伴い圧入治具３３に生じる膨張を、平坦面３４で逃すことができる。このため、熱処理中に、圧入治具３３の膨張によって金属ボディ１に過大な応力が発生するのを防止することができる。

さらに、圧入治具３３は金属が素材である。
金属は加熱による膨張量が大きいので、金属を素材とする圧入治具３３を利用することで、熱処理を過剰に施したり、圧入治具３３を過大に設けたりしなくても、圧接面部３６を充分に拡げて引っ張ることができるとともに、非圧接面部３７に金属組織を充分に回り込ませて圧縮状態とすることができる。このため、熱処理を過剰に施したり、圧入治具３３を過大に設けたりしなくても、非圧接面部３７に充分な圧縮残留応力を付与することができる。

〔実施例２の製造方法〕
実施例２の金属ボディ１の製造方法によれば、圧入治具３３は、図５に示すように、金属ボディ１に直接圧接する２つの同形の直接体４５ａ、４５ｂと、金属ボディ１に直接圧接せずに直接体４５ａ、４５ｂに圧接する１つの間接体４６とからなる。

直接体４５ａ、４５ｂは、それぞれ軸方向に平行な４つの平坦面４７ａ〜４７ｄを有し、平坦面４７ａ、４７ｂは直交しており、平坦面４７ｃ、４７ｄも直交している。また、平坦面４７ｂ、４７ｃは、同一平面に含まれるように設けられている。そして、平坦面４７ａ、４７ｄの間には、圧接面部３６に圧接する円筒面状の圧接面３５が設けられ、平坦面４７ｃ、４７ｄの間には、間接体４６の圧接を受ける円筒面状の被圧接面４８が設けられている。
間接体４６は、円柱状に設けられており、円筒面状の外周面が被圧接面４８に圧接する圧接面４９をなす。

そして、圧入工程では、例えば、一方の直接体４５ａの平坦面４７ａと他方の直接体４５ｂの平坦面４７ｄとが開口縁１５に径方向に対向するように、直接体４５ａ、４５ｂを第１空間１３に配置して金属ボディ１に装着する。このとき、直接体４５ａ、４５ｂは第１空間１３の軸心を挟んで鏡映対象をなし、これに伴い、直接体４５ａの平坦面４７ｂと直接体４５ｂの平坦面４７ｃとが平行に向かい合って対向し、直接体４５ａの平坦面４７ｃと直接体４５ｂの平坦面４７ｂとが平行に向かい合って対向する。また、直接体４５ａの被圧接面４８と直接体４５ｂの被圧接面４８とが、同一の円筒面に含まれるように鏡映対象をなす。

続いて、第１空間１３に配置した直接体４５ａ、４５ｂに対して間接体４６を圧入する。これにより、間接体４６の圧接面４９が直接体４５ａ、４５ｂの被圧接面４８に圧接するとともに、直接体４５ａ、４５ｂの圧接面３５が圧接面部３６に圧接する。

その後、熱処理工程にて、直接体４５ａ、４５ｂに対する間接体４６の圧接状態、および金属ボディ１に対する直接体４５ａ、４５ｂの圧接状態を保ったまま、熱処理および浸炭処理を行う。このとき、平坦面４７ａ〜４７ｄは、第１空間１３に露出している露出面３８となっており、直接体４５ａ、４５ｂや間接体４６に生じる膨張は平坦面４７ａ〜４７ｄで逃される。
そして、熱処理工程の後、直接体４５ａ、４５ｂから間接体４６を引き抜くことで圧入状態を解除して、金属ボディ１から圧入治具３３を全て取り除く。

〔実施例２の効果〕
実施例２の金属ボディ１の製造方法によれば、圧入治具３３は、金属ボディ１に直接圧接する２つの同形の直接体４５ａ、４５ｂと、金属ボディ１に直接圧接せずに直接体４５ａ、４５ｂに圧接する１つの間接体４６とからなる。
これにより、金属ボディ１に直接体４５ａ、４５ｂを装着しておき、金属ボディ１に装着した直接体４５ａ、４５ｂに対して間接体４６を圧入したり、直接体４５ａ、４５ｂから間接体４６を引き抜いたりすることができる。このため、金属ボディ１を傷付けることなく、圧入治具３３の圧入および引き抜きを行うことができる。

〔実施例３〕
実施例３の金属ボディ１の製造方法によれば、圧入治具３３は、図６に示すように、互いに平行であり、かつ、圧入時に軸方向に平行となる２つの平坦面５１ａ、５１ｂを有し、さらに、圧入時に第１空間１３と同軸をなす円筒状の中空５２を形成する円筒面５２ａを有する。そして、圧入治具３３は、例えば、平坦面５１ａが開口縁１５と径方向に対向するように、金属ボディ１に圧入される。

また、平坦面５１ａ、５１ｂおよび円筒面５２ａは、第１空間１３に露出している露出面３８となっており、熱処理工程において圧入治具３３に生じる膨張は平坦面５１ａ、５１ｂおよび円筒面５２ａで逃される。
なお、圧接面部３６に対する圧接面３５は、平坦面５１ａの周方向一端側と平坦面５１ｂの周方向他端側との間、および、平坦面５１ａの周方向他端側と平坦面５１ｂの周方向一端側との間に設けられている。

これにより、円筒面５２ａでは熱処理に伴い圧入治具３３に生じる膨張を均等に逃すことができる。このため、圧入治具３３の膨張によって金属ボディ１に過大な応力が発生するのを、より確実に防止することができる。

〔実施例４〕
実施例４の金属ボディ１の製造方法によれば、圧入工程では、図７に示すように、第２空間１４に圧入治具３３を圧入する。
ここで、圧入治具３３は、円柱体を外周部の２箇所において面取りすることで設けられている。そして、外周部の面取りによって、互いに平行であって圧入時に第２空間１４の軸方向に平行となる２つの平坦面５４ａ、５４ｂが設けられている。また、平坦面５４ａ、５４ｂを除く円筒状の外周面は、金属ボディ１に対する圧接面３５をなす。

そして、圧入治具３３は、例えば、平坦面５４ａ、５４ｂがそれぞれ一端、他端近傍部４１、４２と第２空間１４の径方向に対向するように第２空間１４に圧入される。これにより、一端、他端近傍部４１、４２は、非圧接面部３７に含まれ、熱処理工程を経ることで確実に耐圧性が向上する。そして、平坦面５４ａ、５４ｂは、主に、第２空間１４に露出している露出面３８となっており、熱処理工程において圧入治具３３に生じる膨張は平坦面５４ａ、５４ｂで逃される。

〔実施例５〕
実施例５の金属ボディ１の製造方法によれば、圧入治具３３は、セラミックが素材である。
セラミックは加熱による膨張量が小さいので、セラミックを素材とする圧入治具３３を利用することで、熱処理中に、圧入治具３３の膨張によって金属ボディ１に過大な応力が発生するのを防止することができる。
また、金属ボディ１の素材と圧入治具３３の素材とが異なることにより、金属ボディ１に対する圧入治具３３の滑りがよくなるので、圧入治具３３の圧入および引き抜きをより容易に行うことができる。

〔変形例〕
金属ボディ１に対する耐圧付与工程の態様は、実施例１〜５に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例１〜５の耐圧付与工程では、第１空間１３または第２空間１４の一方の空間にのみ圧入治具３３を圧入していたが、第１、第２空間１３、１４の両方の空間に圧入治具３３を圧入してもよい。

また、実施例２の圧入治具３３は、２つの直接体４５ａ、４５ｂと、１つの間接体４６からなるものであったが、直接体４５および間接体４６の数は任意であり、例えば、圧入治具３３を３つの直接体４５と２つの間接体４６とにより構成してもよい。
なお、圧入治具３３を直接体４５と間接体４６とに分割する構成、圧入治具３３に中空を設けて中空を形成する表面により圧入治具３３の膨張を逃す構成、および、セラミックを素材として圧入治具３３を設ける構成等は、適宜、組み合わせて採用することができる。
さらに、実施例１〜５において金属ボディ１が部品として組み込まれた機器は燃料供給ポンプ３であったが、コモンレール２やインジェクタ７の部品として金属ボディ１を利用してもよい。

１ 金属ボディ
３ 燃料供給ポンプ
５ 加圧室
１３ 第１空間
１４ 第２空間
１５ 開口縁
３３ 圧入治具
３４ 平坦面（露出面）
３８ 露出面
４１ 一端近傍部（耐圧要求部）
４２ 他端近傍部（耐圧要求部）
４５ａ、４５ｂ 直接体
４６ 間接体
４７ａ〜４７ｄ 平坦面（露出面）
５１ａ、５１ｂ 平坦面（露出面）
５２ 中空
５４ａ、５４ｂ 平坦面（露出面）

Claims (10)

1. 筒状の第１空間と、この第１空間の側壁面に開口して前記第１空間に接続する筒状の第２空間とを備え、前記第１空間に対する前記第２空間の開口縁が凸をなす金属ボディの製造方法において、
   前記製造方法は、前記開口縁の耐圧性を高める耐圧付与工程を備え、
   この耐圧付与工程は、
   前記金属ボディの剛性と同等以上の剛性を有する圧入治具を、前記第１空間および前記第２空間の少なくとも一方の空間に圧入する圧入工程と、
   前記圧入治具を圧入した状態の前記金属ボディを熱処理する熱処理工程と、
   この熱処理工程の後に、前記金属ボディから前記圧入治具を引き抜く引き抜き工程とを有することを特徴とする金属ボディの製造方法。
2. 請求項１に記載の金属ボディの製造方法において、
   前記熱処理工程では浸炭処理を同時に行うことを特徴とする金属ボディの製造方法。
3. 請求項２に記載の金属ボディの製造方法において、
   前記開口縁には、前記第１空間および前記第２空間への流体の流出入の繰り返しに対する耐圧性を高める必要がある耐圧要求部が存在し、
   前記耐圧要求部は、前記圧入治具が前記金属ボディに圧入された状態でも前記第１空間および前記第２空間に露出していることを特徴とする金属ボディの製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の金属ボディの製造方法において、
   前記圧入治具は、前記金属ボディに直接圧接する直接体と、前記金属ボディに直接圧接せずに前記直接体に圧接する間接体とからなることを特徴とする金属ボディの製造方法。
5. 請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の金属ボディの製造方法において、
   前記圧入治具の表面には、前記金属ボディに圧入された状態で前記第１空間および前記第２空間の少なくとも一方に露出している露出面が存在することを特徴とする金属ボディの製造方法。
6. 請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の金属ボディの製造方法において、
   前記圧入治具は中空を有することを特徴とする金属ボディの製造方法。
7. 請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の金属ボディの製造方法において、
   前記圧入治具は金属が素材であることを特徴とする金属ボディの製造方法。
8. 請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の金属ボディの製造方法において、
   前記圧入治具はセラミックが素材であることを特徴とする金属ボディの製造方法。
9. 請求項１ないし請求項８の内のいずれか１つに記載の製造方法により製造された金属ボディ。
10. 請求項９に記載の金属ボディを部品の１つとして設けられ、内燃機関に燃料を供給する燃料供給ポンプであり、
    前記金属ボディは、前記内燃機関に供給すべき燃料が吸入されて流入したり、加圧されて流出したりする加圧室を形成することを特徴とする燃料供給ポンプ。

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