オートフレッテージ加工装置、オートフレッテージ加工方法、及び、オートフレッテージ加工を施したワークの製造方法
【課題】磨耗による部品消耗を極力低減することが可能なオートフレッテージ加工を提供する。
【解決手段】加圧部に駆動され、加圧部の加圧前の状態において、ワークの一端部側の内壁と、ピストンの軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間を形成するピストンを所定の送り速度（ｖ）で挿入させて、ワークにオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置において、隙間より漏れ出す作動油の、第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定されたピストンの限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する隙間を設定することを特徴とする。
【解決手段】加圧部に駆動され、加圧部の加圧前の状態において、ワークの一端部側の内壁と、ピストンの軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間を形成するピストンを所定の送り速度（ｖ）で挿入させて、ワークにオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置において、隙間より漏れ出す作動油の、第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定されたピストンの限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する隙間を設定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧燃料噴射管やコモンレール等の加工装置に使用されるものであって、特に超高圧下でのオートフレッテージ加工を行うためのオートフレッテージ加工装置、オートフレッテージ加工方法、及び、オートフレッテージ加工を施したワークの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２等にみられるように、密閉状態で高圧をかけて材料組織に残留応力を残して強度をあげる加工方法（オートフレッテージ加工と称す）が知られている。
すなわち、オートフレッテージ加工では、ワークの内側においては塑性変形させるように、かつ、ワークの外側においては弾性変形させるものの塑性変形させないような高圧力をワーク内部に与えている。これによって、ワークに残留圧縮応力を付与し、ワークの耐圧疲労強度を増強させている。このような加工方法は、ディーゼルコモンレールシステム部品などの耐圧疲労強度が必要とされる部品の、疲労強度増強を目的とした残留圧縮応力付与に利用されている。
従来のオートフレッテージ加工装置は、図１９に示すように、液体（オートフレッテージ作動油）を増圧するために、ピストンロッド３２の摺動部の隙間をゼロとする必要があった。そして、隙間をゼロとするために、シリンダハウジング３３とピストンロッド３２との間に高精度のシールリング３５を幾重にも重ね、内圧によりシールリング３５を変形・密着させて摺動させていた。
しかし、これにより、シールリング３５は磨耗（もしくは破壊）し、ある程度の回数で交換が必要になるという問題がある。
なお、先行技術として挙げた特許文献１においても、一見ワーク内部（特許文献１の符号２参照）にピストン（特許文献１の符号１９参照）が挿入されている。しかしながら、あくまでシール部材が別に設けられていることに留意されるべきである（特許文献１の段落００２６の「排出ピストン開口部６と事前充填開口部７の密閉は、然るべき密閉円錐によって行われる」なる記載参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１０２００６０５４４４０号明細書（ＤＥ１０２００６０５４４４０Ｂ３、特表２０１０−５１０３８５号公報は対応日本公報）
【特許文献２】特開２００４−９２５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能なオートフレッテージ加工装置、オートフレッテージ加工方法、及び、オートフレッテージ加工を施したワークの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、駆動モータを有する加圧部（４０）と、該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定することにより、前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置である。
【０００６】
これにより、摺動部品であるピストンにシールリング等の封止部材を設ける必要が無いので、オートフレッテージ加工を実現しながら、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記内圧室（ＩＣ）において前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で送る、前記ピストン（４２）の動作開始位置を変更して、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記ピストン（４２）が、ピストンヘッド（４２−１）とピストン軸（４２−２）から構成されて、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さが、前記隙間（３）を形成する前記第１の軸方向長さ（ａ）であって、前記挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さを、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）に設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間に亘って、ワーク（１）の一端部側の内壁とピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間の、前記所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が、前記ワーク（１）に形成されていない場合には、前記ワーク（１）の一端部に連結体を継ぎ足し連結して、前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、連続的な所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の発明に、前記ワーク（１）の一端部に、鍛造成形時に盛肉部（８０）を連結形成して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４項に記載の発明において、前記ワーク（１）の一端部に、前記連結体（８０）をねじ結合によって連結して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記内圧室（ＩＣ）に所定の送り速度（ｖ）で挿入させられる前記ピストン（４２）が、一定の円柱断面積（Ａ）を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、前記隙間（３）を形成する、ワーク（１）の一端部側の内壁に対向するピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、駆動モータを有する加圧部（４０）と、該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記隙間（３）を形成する前記ワーク（１）の一端部側の内壁と対向する前記ピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部を形成させて、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記摩擦抵抗部を形成させた場合の単位時間当たりの最大漏れ流量に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）を設定し、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置である。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記摩擦抵抗部は、凹凸面からなる粗面を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９の発明において、前記摩擦抵抗部は、前記ピストン（４２）の円周方向に設けられた溝であって、当該溝の前記ピストン（４２）の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、ワーク（１)にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、ワーク（１）一端部を除いて閉鎖された前記ワーク（１）と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量（ｈ）から成る隙間（３）を有するピストン（４２）により形成された内圧室（ＩＣ）に作動油（２）を導入する段階と、駆動モータを有する加圧部（４０）で、前記ピストン（４２）を駆動して、前記内圧室（ＩＣ）に、前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で前記内圧室（ＩＣ）に挿入して前記作動油（２）の前記内圧室圧力（Ｐ）を上昇させる段階と、を具備するオートフレッテージ加工方法において、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すことを特徴とするオートフレッテージ加工方法である。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記ワーク（１）の一端部側に、鍛造成形による盛肉部（８０）が連結形成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１４の発明は、高圧管路（１０１）を有するワーク（１）の製造方法であって、
熱間鍛造によりワーク（１）の第１形状を形成する鍛造工程と、前記第１形状の前記ワーク（１）を機械加工して、盛肉部（８０）を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、請求項１３に記載の発明のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク（１）の高圧管路（１０１）に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、前記第２形状の前記ワーク（１）を機械加工して、前記盛肉部（８０）を除去して前記ワーク（１）の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備することを特徴とするワーク（１）の製造方法である。
【００２０】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を模式的に示す説明図であり、（ａ）はピストン４２の摺動開始前、（ｂ）はピストン４２の摺動開始後を示す図である。
【図２】ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を模式的に示す説明図である。
【図３】（ａ）は図１に示す装置においてピストンをある一定の送り速度Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとした場合の圧力と時間の関係を示す模式図であり、（ｂ）はこの状況を説明する説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれピストンを内圧室ＩＣに挿入する送り速度を、Ｖ1〜Ｖ4に変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。
【図５】漏れと圧力の関係を解析するための説明図である。
【図６】臨界送り速度Ｖｃを求める一例を説明するための説明図である。
【図７】平均隙間量ｈを変更した場合の、内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係および臨界送り速度Ｖｃを示す特性図である。
【図８】作動油および平均隙間量ｈを変更した場合の内圧室圧力と最大漏れ流量Ｑｍａｘの関係を示す特性図である。
【図９】ディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁の一例である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、燃料噴射弁に使用される一部材の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の概要を示す説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は本発明の一実施形態（第１実施形態）の概要を示す説明図であり、（ｃ）は別の実施形態（第３実施形態）の概要を示す説明図である。
【図１２】隙間３のシート幅Ｌをａからｂに変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。
【図１３】本発明の第１実施形態を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の変形例を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態を示す説明図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、盛肉部の代わりに、ねじ込みとした場合の第３実施形態を示す説明図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態を模式的に示す説明図である。
【図１８】（ａ）は、封止部材２４の変形例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すキャップ２１内部の拡大図である。
【図１９】従来装置の一部を拡大した一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の各実施形態が、本発明の基礎となった基礎技術に対しても同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
本発明の一実施形態を説明する前に、本発明の基礎となった基礎技術である、ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を説明する。なお、本発明の一実施形態においてもダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を前提としている。
【００２３】
（ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工）
図１、２は、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を模式的に示す説明図である。高圧下でオートフレッテージ加工を施すワーク１の一例としては、特にディーゼルコモンレールシステム部品などの、耐圧疲労強度が必要とされる部品が挙げられる。その他、疲労強度増強を目的とした残留圧縮付与が必要とされる部品なら本発明は適用可能である。以下の説明では、ワーク１として、高圧燃料噴射管、コモンレール用レール、シリンダポンプ等にオートフレッジ加工を施す場合を例示して、本発明の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、模式的に密閉したワークとして示されるワーク１の内部には作動油２が充填されており、サーボモータ（駆動モータ）を有する加圧部４０には、ピストン４２が連結されている。なお加圧部４０は必ずしもピストン４２に連結されている必要はない。
このピストン４２は、図２に示すように、ワーク１の一端部の内壁に対して平均隙間量ｈ（一例として１〜３０μｍ）から成る隙間３を有するように挿入される。そのため、ピストン４２が挿入されても平均隙間量ｈが維持されるように、少なくともピストン４２が挿入される範囲のワーク１内部の軸方向と、ピストン４２の軸方向と、加圧部４０の加圧軸方向とが一致するように、加圧部４０とワーク１とは設備に固定されている。
【００２５】
そして、ワーク１の配管口２３に封止部材２４が挿入された状態で圧力Ｗを掛けることで密閉され、ワーク１の他端はシールピン４で密閉されているので、ワーク１は、その一端部以外は閉鎖された構造となり、ピストン４２によりワーク１の内部に内圧室ＩＣが形成されることになる。また、ワーク１の内圧室ＩＣの圧力Ｐを計測するためにピストン４２には歪みゲージ５０が貼られていて、ピストン４２の変形量から内圧室ＩＣの圧力Ｐが算出される。なお、加圧部４０に含まれるサーボモータとしては、流体圧アクチュエータ（油圧）を利用してもよく、また、電動モータでねじを回転させて、加圧しても良い。
【００２６】
次に、上記構成における作動を説明する。ワーク１の他端側をシールピン４で密閉し、ワーク１の配管口２３に封止部材２４を挿入して圧力Ｗを掛けることで密閉した状態で作動油２をワーク１に充填する。続いて、ピストン４２をワーク１の一端側より挿入し、ピストン４２の非挿入側を加圧部４０に連結する。ここで、ピストン４２は、上述したように、ワーク１の一端部の内壁に対して所定の平均隙間量ｈからなる隙間３を有するように設定されていて、ピストン４２とワーク１の内壁間には、シールリング等は一切使用されない。
【００２７】
この状態で、加圧部４０によりピストン４２をワーク１に所定の送り速度ｖで挿入させると、ワーク１の内壁およびピストン４２の間の隙間３から作動油２が漏れ出すことになるが、上述した所定の送り速度ｖを当該漏れ出す速度よりも速く設定する、すなわち、隙間３から作動油２が漏れ出す速度以上の速度でワーク１の内部にピストン４２を挿入させることにより、ワーク１の内部に充填された作動油２を圧縮し、ワーク１内部の圧力を上昇させる。
【００２８】
こうすることにより、オートフレッテージ加工装置において、シールリングを使用することなくオートフレッテージ加工を行うことができ、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能である。また、従来、内圧により変形が起こると隙間をゼロとすることができないため、作動油の増圧部は非常に肉厚で巨大なハウジングを必要としていたが、このような巨大で高価な増圧部のハウジングをなくすことで、設備構造をシンプル・スリム化することができ、安い経費、償却費でオートフレッテージ加工をすることができるようになった。
【００２９】
（臨界送り速度Ｖｃと、単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ）
次に、上述したピストン４２をワーク１に挿入させる際の所定の送り速度ｖについて説明するとともに、臨界送り速度Ｖｃと、単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘとは何かについて説明する。
ワーク１の内部に充填される作動油２の粘度ηは、油の圧力をＰとしたときに、次の式１で表すことができる。
η=η0ｅｘｐ（αＰ）・・・式１
ここで、η0は大気圧下の粘度（常圧粘度）、αは粘度圧力係数（液体固有のもの）であり、全ての液体で成立する（「トライボロジスト」第４９巻第９号（２００４年）７２０〜７２１頁等参照）。
【００３０】
この式１からわかるように、圧力Ｐが上昇すると指数関数的に粘度ηが増加する。すなわち、ピストン４２を高速で降下させ、ワーク１の内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させると、内部の作動油２の粘度が上昇し、隙間３からの漏れ流量を減らす働きをする。この働きにより、更に内圧室ＩＣの圧力が上昇し、目標とする圧力（フレッテージ加工を行う高圧力）に到達することができるものと考えられた。
しかし、実際には、上記の推測通りではない事が発明者の鋭意研究の末、判明した。以下、その内容について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、図１に示すオートフレッテージ加工装置において、ピストン４２を、ある一定の送り速度ｖ＝Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとした場合の圧力と時間の関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は、この状況を説明する説明図である。
図３（ａ）に示すように、前段の推測にもかかわらず、ピストン４２を所定の送り速度Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入しても、内圧室ＩＣの圧力Ｐが、時間Ｔ2までは圧力ＰはＰ2まで上昇するが、その後、圧力Ｐは上昇せず飽和してしまう状況が発生してしまい、目標とする圧力（フレッテージ加工を行う高圧力）に到達できないことが判明した。
【００３２】
この状況は図３（ｂ）を用いて次のように説明される。
ピストン４２の下降に伴い、内圧室ＩＣの容積が減少し、同時に隙間３から作動油２が流出し始める。ピストン４２の下降と作動油２の流出にはタイムラグが発生するので、内圧室ＩＣの圧力Ｐは上昇する（時間Ｔ1〜Ｔ2）。やがて作動油２の流出（漏れ流量）が増大すると、内圧室ＩＣの容積が減少する速度も低下して定常状態となるため、内圧室ＩＣの圧力Ｐは飽和（時間Ｔ2〜Ｔ3）する。やがてピストン２４が停止する（Ｔ3）と、作動油２の流出だけが発生して圧力が０になる（Ｔ4）という状況が発生するものと考えられる。
【００３３】
次に、一定の送り速度ｖを変化させた場合の圧力と時間の関係について説明する。
図４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、ピストン４２を内圧室ＩＣに挿入する際の所定の送り速度を、Ｖ1〜Ｖ4に変更した場合の圧力と時間の関係を示す特性図である。
ピストン４２を内圧室ＩＣに挿入する所定の送り速度ｖをＶ1〜Ｖ4と徐々に上げると、送り速度Ｖ1、Ｖ2、Ｖｃでは図３に示す模式図と同様に、圧力が上昇してやがて飽和状態となる特性図が得られたが、送り速度Ｖｃを超えた送り速度Ｖ3、Ｖ4では、圧力が飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで内圧室ＩＣの圧力Ｐが上昇していることがわかる。
【００３４】
すなわち、図１に示すオートフレッテージ加工装置において、ピストン４２を一定の送り速度で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとする場合には、ピストン４２の送り速度ｖが、送り速度Ｖｃ（臨界送り速度）より大きくすれば、内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることができる。このように、内圧室ＩＣの圧力Ｐが、飽和することなく時間の経過と共に超高圧レベルまで圧力Ｐが上昇するような特性に変移した場合の送り速度を、臨界送り速度Ｖｃと定める。
【００３５】
次に、上記臨界送り速度Ｖｃの求め方について、例示説明する。なお、臨界送り速度Ｖｃの求め方については、実験によって定めても良い。
図５は、漏れ流量と圧力の関係を解析するための説明図であり、ピストン４２をワーク１の内部に挿入することにより作動油２が漏れ出している状態を示している。
隙間３（平均隙間量ｈ）からの漏れ流量Ｑは、次の一般式で表せる。
Ｑ＝Ｃ＊（Ｂ／１２Ｌ）＊（ｈ3／η）＊ΔＰ・・・式２
ここで、Ｂは、シート円周長さ（隙間３の中央部分の円周長さ）、Ｌは、シート幅（隙間３が形成された領域の幅）、ｈは、隙間３の平均隙間量、ηは作動油２の粘性係数、ΔＰは、隙間３の入口・出口圧力差である。Ｃは、ピストンとワーク内壁との間の表面形状によって定まる係数であり、表面粗さがＲｚ＝３．２程度の研磨面のときに、Ｃ＝１とする。
【００３６】
（１）式１に基づいて、内圧室ＩＣのある圧力Ｐのときの作動油粘度ηを算出する。
この時、常圧粘度η0および粘度圧力係数αは、使用する作動油２の種別によって一義的に決定される。図６に示す一例では、常圧粘度η0＝０．０４７（Ｐａ・ｓ）、粘度圧力係数α＝１０．３２８（Ｐａ-1）の特性値を有するエーテル系３を作動油２として使用している。ここで、エーテル系３とは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルからなる作動油のことである。
【００３７】
（２）続いて、式２に基づいて内圧室ＩＣのある圧力Ｐのときの隙間３からの漏れ流量Ｑを算出する。
この時、シート円周長さＢおよび平均隙間量ｈは製品形状から一義的に決定され、粘性係数ηは上記（１）で求めた値を使用する。なお、シート幅Ｌについては、本来、ピストンの挿入量と共に増大する可変パラメータであるが、発明者達の研究結果によれば、軸方向長さ（シート幅Ｌ）の増大に伴って隙間の摩擦抵抗が増大しても、その影響はほとんどないことが判明している。このため、シート幅Ｌについては、固定値として漏れ流量Ｑを算出しても概ね差し支えない。
図６に示す一例では、Ｂ＝９．５（ｍｍ）、ｈ＝２０（μｍ）、Ｌ＝１０（ｍｍ）となっている。
【００３８】
（３）内圧０〜８００ＭＰａ程度の間で、上記（１）および（２）を実施し、各圧力時での漏れ流量Ｑの大きさを求め、その中で最も大きい漏れ流量Ｑｍａｘ（最大漏れ流量と称す）を求める。
【００３９】
（４）続いて、（３）で算出した最大漏れ流量Ｑｍａｘをピストン４２の断面積Ａで割ることにより臨界送り速度Ｖｃを算出する。
単位時間あたりに隙間３より流出する作動油２の漏れ流量は、ワーク１内部に挿入されるピストン４２の単位時間あたりの体積に等しいので、最大漏れ流量Ｑｍａｘとなる時がピストン４２の送り速度が最も速くなる速度、すなわち、臨界送り速度Ｖｃとなる。
【００４０】
このように、臨界送り速度Ｖｃと最大漏れ流量Ｑｍａｘの定義がなされ、それらの関係は、次のように表すことができる。
（臨界送り速度Ｖｃ）＝（最大漏れ流量Ｑｍａｘ）／（ピストン４２の断面積Ａ）・・・式３
図６に示す一例の場合、最大漏れ流量Ｑｍａｘ＝２３２９．３２（ｍｍ3／ｓｅｃ）、ピストン４２の断面積Ａ＝７０．８ｍｍ2であるため、臨界送り速度Ｖｃ＝３２．９（ｍｍ／ｓｅｃ）となる。
【００４１】
つまり、この臨界送り速度Ｖｃ＝３２．９（ｍｍ／ｓｅｃ）を超える速度でピストン４２をワーク１内部に挿入すれば、図４（ｄ）、図４（ｅ）に示すように、内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００４２】
次に、図６で示した作動油２と同一の作動油を使用しながら隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合について説明する。
図７は、隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合の内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係を示す特性図である。図７に示すように、隙間３の平均隙間量ｈを変更しても、圧力が変化する過程でピーク値である最大漏れ流量Ｑｍａｘが発生する特性となっているため、上記と同様に、各々の平均隙間量に応じた臨界送り速度Ｖｃを算出すればよい。
次に、図６で示した作動油２とは異なる作動油を使用しつつ、隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合について説明する。
【００４３】
図８は、作動油の種類および平均隙間量を変更した場合の内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係を示す特性図であり、作動油の種類として、トリエステル系、エーテル系１、エーテル系５、モノエステル系が例示されている。ここで、エーテル系１とは、ポリエチレングリコールからなる作動油のことであり、エーテル系５とは、ポリオキシプロピレンジアルキルエーテルからなる作動油のことである。図８に示すように、作動油として図６に示すものとは異なる上記作動油を使用しても、さらに、上記作動油で隙間３の平均隙間量ｈを変更しても、圧力が変化する過程でピーク値である最大漏れ流量Ｑｍａｘが発生する特性となることがわかる。
【００４４】
以上説明したダイレクト加圧式オートフレッテージ加工によれば、使用する作動油の特性（作動油粘度η）、およびワーク１とピストン４２との隙間３のスペック（平均隙間量ｈ、シート幅Ｂ、シート円周長さＬ）から最大漏れ流量Ｑｍａｘを求め、その最大漏れ流量Ｑｍａｘとピストン４２のスペック（断面積Ａ）とに基づいて臨界送り速度Ｖｃを算出することにより、当該臨界送り速度Ｖｃより速い速度でピストン４２を送り出せば、オートフレッテージ加工として必要な目標圧力（一例として７００ＭＰａ〜８００ＭＰａ）まで昇圧させることができる。これにより、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工は、シールリングを無くすことができ、シールリングの磨耗に起因するコスト増大を低減することができる。
【００４５】
（ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工における各種制約）
ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工は上記のように、従来のオートフレッテージ加工の問題点を解決するものであるが、オートフレッテージ作動油を加圧するための加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約が発生することがある。
【００４６】
１つには、例えば加圧部４０を駆動する駆動モータの出力不足や、寿命からみた適切な出力限界であり、これらが要因となって、送り速度ｖが臨界送り速度Ｖｃに上昇できないことがある。
また、駆動モータを制御する制御回路や、オートフレッテージ加工の圧力制御装置（例えば、所定以上の圧力を何秒間掛けるといった圧力制御）において、制御すべき対象が余りにも速いと制御回路・装置が適切に制御することができないというような制約が生じる。このため、送り速度ｖは、ある程度遅い速度を利用した方が制御しやすく、通常最大出力の７割程度に制限することが必要となる。このように、駆動モータ、圧力制御回路などから生じる様々な制約から、送り速度ｖには上限が存在しているので、送り速度ｖを臨界送り速度Ｖｃには上昇できない場合が発生することがある。
【００４７】
一方、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行う際に、加工の対象となるワークの形状に起因して様々な制約が発生することがある。
図９は、ディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁の一例である。図１０（ａ）、（ｂ）は、燃料噴射弁に使用される一部材の一例を示す断面図である。
加工対象がディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁（一例として、特開２００９−２０３８４３号公報等参照）である場合について説明する。この燃料噴射弁は、コモンレールから供給される高圧側の管路１０１と、バルブを閉じるまでに噴射されずに残った燃料をフューエルタンクへ戻す低圧側の管路１０２が存在している。図９に示すように、燃料噴射弁ボデー１０３内部の大径部１０４（図１０参照）においては、ボデーの中心に、ピストン等がアクチュエータ（ソレノイド又はピエゾ）により上下するように配置されているため、オートフレッジ加工を施す高圧の管路１０１は必然的に偏芯してしまうことになる。このため、図１０（ａ）に示すロアボディ１０３’の上部管路１０１’は傾斜して比較的短くなってしまう。また、図１０（ｂ）に示すような場合においても、管路１０１’’は比較的短いことが多い。オートフレッジ加工を施す管路が短いと、ピストンの送り速度が、臨界送り速度Ｖｃを超えて所定の圧力に達するに必要なストロークを確保できない場合が発生する。
【００４８】
また、加工対象がディーゼルエンジン用のコモンレールシステムである場合について説明する。燃料ポンプから吐出された燃料は、コモンレールに加圧供給される。コモンレールは、燃料ポンプから圧送された燃料を高圧状態で蓄え、高圧配管を介して各気筒の燃料噴射弁に供給する。図２のワーク１は、コモンレールを例示したもので、各気筒の燃料噴射弁に供給するための配管口２３が複数配設されている。図２に示すワーク１において、オートフレッテージ加工は、少なくとも交差穴端部Ｘに対しても施す必要があるため、ワーク１の一端側から交差穴端部Ｘまでの距離が所望の圧力に達するのに必要なストロークより長くする必要がある。
しかし、ワーク１の形状によっては、ワーク１の一端側から交差穴端部Ｘまでの距離が所定の圧力に達するのに必要なストロークより短い場合がある。
【００４９】
本発明は、上記のような加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約に対する解決策を提供するものである。
図１１は、本発明の実施形態の概要を示す説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は本発明の一実施形態（第１実施形態）の概要を示す説明図であり、（ｃ）は別の実施形態（第３実施形態）の概要を示す説明図である。
【００５０】
各実施形態の概要をまず簡単に要約する。
一実施形態（第１実施形態）とは、シート幅Ｌ＝ａの図１１（ａ）の状態で、第１の臨界送り速度Ｖｃａ以上でダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行う場合、駆動モータ、圧力制御回路などから生じる様々な制約から、送り速度ｖを、第１の臨界送り速度Ｖｃａには上昇できない場合の解決手段である。すなわち、上記制約上の最大送り速度を、限界送り速度Ｖ０と称すると、Ｖ０＜Ｖｃａの場合である。
【００５１】
この場合には、ピストンを、図１１（ｂ）に示すように、示すシート幅Ｌをａより長いｂとなるようにピストン４２の動作開始位置を変更して、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより大きい送り速度ｖで、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行うようにしたものである。第１の臨界送り速度Ｖｃａ、第２の臨界送り速度Ｖｃｂは、それぞれ、Ｌ＝ａ、ｂに基づき、式２、３により定められる。第２の臨界送り速度Ｖｃｂは、ｂ＞ａであるので、第１の臨界送り速度Ｖｃより小さい。
図１２は、隙間３のシート幅Ｌをａからｂに変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。隙間３のシート幅Ｌをａ＝１０ｍｍからｂ＝２０ｍｍに変更した場合の圧力上昇波形は、明らかにオートフレッジ加工が可能となっていることを示している。ａ＝１０ｍｍの場合の臨界送り速度Ｖｃａ＝３２．９ｍｍ／ｓｅｃは、ｂ＝２０ｍｍの場合には、臨界送り速度Ｖｃｂ＝１６．５ｍｍ／ｓｅｃと低下している。
このようにして、所定の送り速度ｖを、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより速くし、かつ、限界送り速度Ｖ０未満の適当な値に設定することができるのである。
【００５２】
別の実施形態（第３実施形態）とは、オートフレッテージ加工を施す管路が短いと、所定の圧力に達するのに必要なストロークを確保できないので、ワークに盛肉部８０を設置して、シート幅Ｌをａより長いｂとなるようにしたものである。
【００５３】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態を詳説する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
（第１実施形態）
図１３は、本発明の第１実施形態を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す説明図である。
図１３（ａ）のオートフレッテージ加工開始前の状態で、式２に示すように、シート幅Ｌ＝ａ、所定の平均隙間量ｈ、作動油の粘性係数η、シート円周長さＢ等が与件として定められたので、シート幅Ｌ＝ａ（第１の軸方向長さ）の場合の最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ａ）が算出することができる（実験で求めても良い）。なお、これまでの研究の結果、図７、８に見られるように、必ず最大値として１つ存在することがわかっている。
【００５４】
次に、式３によって、第１の臨界送り速度Ｖｃａを求め、加圧部の送り速度限界に起因する限界送り速度Ｖ０と比較して、Ｖｃａ＜Ｖ０なら基礎技術の場合と同じで、問題なくオートフレッテージ加工が可能である。本発明の一実施形態では、Ｖｃａ＞Ｖ０となってしまった場合の解決策である。この場合は、ピストン４２の送り速度ｖが、あいにく第１の臨界送り速度Ｖｃａまで上昇させることができなくなり、超高圧まで内圧室ＩＣ圧力を昇圧させることができない。
【００５５】
そこで、シート幅Ｌをａ（第１の軸方向長さ）より長いｂ（第２の軸方向長さ）の位置に設定すれば、臨界送り速度Ｖｃが低下することに着想を得て、第１実施形態を案出したものである。シート幅Ｌを長く設定すれば、隙間３の摩擦抵抗が大きくなるので最大漏れ流量が低下するので、当然臨界送り速度Ｖｃも低下する。このことは、式２のみならず、実験的にも確認されている。第２の臨界送り速度Ｖｃｂが、Ｖｃｂ＜Ｖ０となっていることは、式２により確認すればよい。なお、シート幅Ｌを長く設定した場合の、実際の送り速度ｖは、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより速い速度にしないと、超高圧に昇圧することができない。
【００５６】
すなわち、第１の臨界送り速度Ｖｃａを、限界送り速度Ｖ０よりも小さい、第２の軸方向長さｂにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ(ｂ)に相当する第２の臨界送り速度Ｖｃｂとし、第２の臨界送り速度Ｖｃｂよりも所定の送り速度ｖを速くすることにより、ワーク１にオートフレッテージ加工を施すようにしたものである。
【００５７】
これにより、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、駆動モータ、圧力制御回路などの装置から生じる様々な制約から生じる送り速度ｖの上限を適切に回避して、これらの装置に負担をかけずに、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を実施することができる。すなわち、ピストンのシート幅Ｌをａより長いｂの位置に設定して、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより大きい送り速度Ｖにすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００５８】
第１実施形態は、また、方法としても実施することができ、同様な作用効果を発揮する。すなわち、ワーク１にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、ワーク１一端部を除いて閉鎖された前記ワーク１と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量ｈから成る隙間３を有するピストン４２により形成された内圧室ＩＣに作動油２を導入する段階と、駆動モータを有する加圧部４０で、前記ピストン４２を駆動して、前記内圧室ＩＣに、前記ピストン４２を所定の送り速度ｖで前記内圧室ＩＣに挿入して前記作動油２の前記内圧室圧力Ｐを上昇させる段階とを具備するオートフレッテージ加工方法において、当該挿入により前記隙間３より漏れ出す前記作動油２の、前記第１の軸方向長さａにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ａ）に相当する第１の臨界送り速度Ｖｃａが、予め設定された前記ピストン４２の限界送り速度Ｖ０よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さａよりも長い第２の軸方向長さｂを有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、前記第１の臨界送り速度Ｖｃａを、前記限界送り速度Ｖ０よりも小さい、前記第２の軸方向長さｂにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ｂ）に相当する第２の臨界送り速度Ｖｃｂとし、当該第２の臨界送り速度Ｖｃｂよりも前記所定の送り速度ｖを速くすることにより、前記ワーク１にオートフレッテージ加工を施すことものである。
【００５９】
（第１実施形態の変形例）
図１４は、本発明の第１実施形態の変形例を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す説明図である。
本発明の第１実施形態の変形例においては、ピストン４２が、ピストンヘッド４２−１とピストン軸４２−２から構成されて、ピストンヘッド４２−１の側面の軸方向長さが、隙間３を形成する第１の軸方向長さａとなっている。この場合のピストン軸４２−２には、剛性の高いピストン軸を使用する。
【００６０】
先の第１実施形態の場合には、ピストン４２が、一定の円柱断面積Ａを有しており、加圧部によりピストンがワーク内に送り込まれると、ピストンとワークの隙間の軸方向長さが、時々刻々と増加する。第１実施形態の変形例の場合には、軸方向長さ（シート幅Ｌ）が一定なので、第１、２の臨界送り速度Ｖｃａ、Ｖｃｂの算出が容易になる。その他については本発明の第１実施形態と同様である。
【００６１】
（第２実施形態）
内圧室ＩＣにおいてピストン４２、又は、４２−１を所定の送り速度ｖで送る、ピストン４２の動作開始位置を変更して、第１の軸方向長さａよりも長い第２の軸方向長さｂを有する隙間３を設定した場合が、第２実施形態である。
シート幅Ｌを第１の軸方向長さａより長い第２の軸方向長さｂの位置に設定した場合に、ピストン４２、又は、４２−１の動作開始位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕がある場合には、第１、２実施形態は問題なく実施できる。余裕のない場合の解決策が、次に述べる第３実施形態である。
【００６２】
（第３実施形態）
図１５（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態を示す説明図である。図１５に示すように、オートフレッジ加工を施す管路が短いと、所定の圧力に達するのに必要なストロークを確保できないので、ワークに盛肉部（連結体とも呼ぶ）を設置して、シート幅Ｌをａより長いｂの位置に設定できるようにしたものである。このようにすれば、図１１（ｃ）に示すように、シート幅Ｌをａ（第１の軸方向長さ）より長いｂ（第２の軸方向長さ）を確保することができるので、ピストン４２、４２−１のスタート位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕が発生する。第１、２実施形態と同様にして、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を実施することができる。これにより、ピストンのスタート位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕がない場合でも、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、送り速度Ｖを臨界送り速度Ｖｃ以上にすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００６３】
盛肉部を設置したロアボデー１０３'（ワーク１）の製造方法は次の工程で構成されている。すなわち、高圧管路１０１を有するワーク１の製造方法であって、熱間鍛造によりワーク１の第１形状を形成する鍛造工程と、前記第１形状の前記ワーク１を機械加工して、盛肉部８０を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、第１実施形態において記載のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク１の高圧管路１０１に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、前記第２形状の前記ワーク１を機械加工して、前記盛肉部８０を除去して前記ワーク１の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備するものである。
【００６４】
ワーク１は、熱間鍛造工程により第１形状としての概略形状が形成され、この概略形状には、製品形状に付け加えて、盛肉部８０や切削取り代が含まれている。
第１形状のワーク１を切削、研削等の第１機械加工を行い、盛肉部８０を有する第２形状を形成する。ピストン４２の挿入角度を傾斜させるか、軸芯方向とするかによって図１５の（ａ）、（ｂ）の２通りに分かれる。図１５（ａ）に示すような、傾斜管路１０１’にあわせて盛肉部８０の管路を形成すると、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、ピストンの送り方向が傾斜してしまうので、そのための機構が必要である。第２形状において、盛肉部８０以外は、製品形状であるようにすることが好ましい。
オートフレッテージ加工工程後、第２機械加工工程においては、盛肉部８０のみを対象として切削、研削等を行い、最終的製品形状とすると良い。
【００６５】
図１５（ａ）に示す場合には、必ずしも盛肉部８０によらなくても良い。図１６（ａ）、（ｂ）は、盛肉部の代わりに、ねじ込みとした場合の第３実施形態を示す説明図である。最終製品の雄ねじ部８１を利用して、連結体８０を雌ねじ付昇圧用ジグとしても良い。
【００６６】
（第４実施形態）
図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態を模式的に示す説明図である。
第１実施形態、第１実施形態の変形例では、シート幅Ｌをａからｂに長く設定することにより（ａ＜ｂ）、隙間３の摩擦抵抗が大きくし、最大漏れ流量を低下させ、臨界送り速度Ｖｃを低下させた。
ここで、隙間３の摩擦抵抗は、シート幅Ｌに限らず、隙間３のピストン４２、４２−１の表面性状（表面粗さ、形状）によっても変更することができる。この第４実施形態は、隙間３の摩擦抵抗に着目したものである。これにより、ピストン側面での摩擦を大きくすることにより漏れ流量を小さくすることができ、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、送り速度Ｖを臨界送り速度Ｖｃ以上にすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
すなわち、隙間３を作動油が上ってゆくときの摩擦が大きければ、流量が減少するため、発生する最大漏れ流量が減少する。これにより、臨界送り速度Ｖｃを低下させることができるので、加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約が発生した場合でも、必要な所定圧力を達成することができる。なお、式２のＣは、ピストンとワーク内壁との間の表面形状によって定まる係数であり、（例えば、表面粗さがＲｚ＝３．２程度の研磨面のときに、Ｃ＝１としている）。Ｃを小さくすると、隙間３を作動油が上ってゆくときの摩擦が大きく、漏れ流量が減少する。
【００６７】
具体的には、図１７（ａ）に示すように、ピストン４２の側面に山形溝、凹凸面からなる粗面（ランダムであっても、規則的な繰り返しであってもよい）を設けると良い。また、図１７（ｂ）に一例として示すように、ピストン４２の円周方向に設けられた溝であって、当該溝のピストン４２の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造としても良い。
図１７（ｂ）の例では、断面がＬ字状（ピストン軸を含む断面に表れた形状）であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、下部断面が円形状に膨らんでいても良い。特に、Ｌ字状の場合は、高圧の作動油の圧力を受けて、図１７（ｂ）の可撓部４３部分が変形して適切にシール性を向上させることができるが、ワーク内に挿入されるピストンなので、シール性が過度に高められてピストンの作動に支障が生じないようなように各部の寸法を設計しなければならない。このような観点から、適切にシール性を向上させ、かつピストンの作動に支障が生じないように設計されたラビリンス構造とする。
【００６８】
その他、ピストン４２の側面に環状溝を設けるという、いわゆる通常のラビリンスパッキンに用いられるラビリンス構造を有する形状としてもよい。これらの形状は、旋削、放電加工、化学腐食処理等で行えばよい。
【００６９】
次に、封止部材２４の変形例について説明する。図１８（ａ）は、封止部材２４の変形例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すキャップ２１内部の拡大図である。この変形例におけるワーク１に設けられた配管口２３の外周はねじ切りされており、キャップ２１がねじで固定されている。
そして、図１８（ｂ）に示すように、キャップ２１の内部には穴２５が設けられており、配管口用シールピン２０が挿入されている。配管口２３に挿入されるシールピン２０の端部２２には、半球状のＲ部が設けられている。配管口２３の外周のねじに対して、キャップ２１を回して、配管口２３の内側のテーパ部２３’にシールピン２０の端部２２の半球状のＲ部が、所定圧で接触するように調整する。シールピン２０とキャップ２１が封止部材２４を構成する。こうすることにより、シールピン２０の端部２２が、高いシール耐圧を持って密着するようになる。
【符号の説明】
【００７０】
１ ワーク
２ 作動油
３ 隙間
２１ キャップ
２２ 溝穴
２３ 配管口
４０ 加圧部
４２ ピストン
４２−１ ピストンヘッド
４２−２ ピストン軸
８０ 盛肉部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧燃料噴射管やコモンレール等の加工装置に使用されるものであって、特に超高圧下でのオートフレッテージ加工を行うためのオートフレッテージ加工装置、オートフレッテージ加工方法、及び、オートフレッテージ加工を施したワークの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２等にみられるように、密閉状態で高圧をかけて材料組織に残留応力を残して強度をあげる加工方法（オートフレッテージ加工と称す）が知られている。
すなわち、オートフレッテージ加工では、ワークの内側においては塑性変形させるように、かつ、ワークの外側においては弾性変形させるものの塑性変形させないような高圧力をワーク内部に与えている。これによって、ワークに残留圧縮応力を付与し、ワークの耐圧疲労強度を増強させている。このような加工方法は、ディーゼルコモンレールシステム部品などの耐圧疲労強度が必要とされる部品の、疲労強度増強を目的とした残留圧縮応力付与に利用されている。
従来のオートフレッテージ加工装置は、図１９に示すように、液体（オートフレッテージ作動油）を増圧するために、ピストンロッド３２の摺動部の隙間をゼロとする必要があった。そして、隙間をゼロとするために、シリンダハウジング３３とピストンロッド３２との間に高精度のシールリング３５を幾重にも重ね、内圧によりシールリング３５を変形・密着させて摺動させていた。
しかし、これにより、シールリング３５は磨耗（もしくは破壊）し、ある程度の回数で交換が必要になるという問題がある。
なお、先行技術として挙げた特許文献１においても、一見ワーク内部（特許文献１の符号２参照）にピストン（特許文献１の符号１９参照）が挿入されている。しかしながら、あくまでシール部材が別に設けられていることに留意されるべきである（特許文献１の段落００２６の「排出ピストン開口部６と事前充填開口部７の密閉は、然るべき密閉円錐によって行われる」なる記載参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１０２００６０５４４４０号明細書（ＤＥ１０２００６０５４４４０Ｂ３、特表２０１０−５１０３８５号公報は対応日本公報）
【特許文献２】特開２００４−９２５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能なオートフレッテージ加工装置、オートフレッテージ加工方法、及び、オートフレッテージ加工を施したワークの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、駆動モータを有する加圧部（４０）と、該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定することにより、前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置である。
【０００６】
これにより、摺動部品であるピストンにシールリング等の封止部材を設ける必要が無いので、オートフレッテージ加工を実現しながら、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記内圧室（ＩＣ）において前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で送る、前記ピストン（４２）の動作開始位置を変更して、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記ピストン（４２）が、ピストンヘッド（４２−１）とピストン軸（４２−２）から構成されて、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さが、前記隙間（３）を形成する前記第１の軸方向長さ（ａ）であって、前記挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さを、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）に設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間に亘って、ワーク（１）の一端部側の内壁とピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間の、前記所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が、前記ワーク（１）に形成されていない場合には、前記ワーク（１）の一端部に連結体を継ぎ足し連結して、前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、連続的な所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の発明に、前記ワーク（１）の一端部に、鍛造成形時に盛肉部（８０）を連結形成して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４項に記載の発明において、前記ワーク（１）の一端部に、前記連結体（８０）をねじ結合によって連結して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記内圧室（ＩＣ）に所定の送り速度（ｖ）で挿入させられる前記ピストン（４２）が、一定の円柱断面積（Ａ）を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、前記隙間（３）を形成する、ワーク（１）の一端部側の内壁に対向するピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、駆動モータを有する加圧部（４０）と、該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記隙間（３）を形成する前記ワーク（１）の一端部側の内壁と対向する前記ピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部を形成させて、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記摩擦抵抗部を形成させた場合の単位時間当たりの最大漏れ流量に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）を設定し、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置である。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記摩擦抵抗部は、凹凸面からなる粗面を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９の発明において、前記摩擦抵抗部は、前記ピストン（４２）の円周方向に設けられた溝であって、当該溝の前記ピストン（４２）の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、ワーク（１)にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、ワーク（１）一端部を除いて閉鎖された前記ワーク（１）と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量（ｈ）から成る隙間（３）を有するピストン（４２）により形成された内圧室（ＩＣ）に作動油（２）を導入する段階と、駆動モータを有する加圧部（４０）で、前記ピストン（４２）を駆動して、前記内圧室（ＩＣ）に、前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で前記内圧室（ＩＣ）に挿入して前記作動油（２）の前記内圧室圧力（Ｐ）を上昇させる段階と、を具備するオートフレッテージ加工方法において、当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すことを特徴とするオートフレッテージ加工方法である。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記ワーク（１）の一端部側に、鍛造成形による盛肉部（８０）が連結形成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１４の発明は、高圧管路（１０１）を有するワーク（１）の製造方法であって、
熱間鍛造によりワーク（１）の第１形状を形成する鍛造工程と、前記第１形状の前記ワーク（１）を機械加工して、盛肉部（８０）を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、請求項１３に記載の発明のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク（１）の高圧管路（１０１）に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、前記第２形状の前記ワーク（１）を機械加工して、前記盛肉部（８０）を除去して前記ワーク（１）の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備することを特徴とするワーク（１）の製造方法である。
【００２０】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を模式的に示す説明図であり、（ａ）はピストン４２の摺動開始前、（ｂ）はピストン４２の摺動開始後を示す図である。
【図２】ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を模式的に示す説明図である。
【図３】（ａ）は図１に示す装置においてピストンをある一定の送り速度Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとした場合の圧力と時間の関係を示す模式図であり、（ｂ）はこの状況を説明する説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれピストンを内圧室ＩＣに挿入する送り速度を、Ｖ1〜Ｖ4に変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。
【図５】漏れと圧力の関係を解析するための説明図である。
【図６】臨界送り速度Ｖｃを求める一例を説明するための説明図である。
【図７】平均隙間量ｈを変更した場合の、内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係および臨界送り速度Ｖｃを示す特性図である。
【図８】作動油および平均隙間量ｈを変更した場合の内圧室圧力と最大漏れ流量Ｑｍａｘの関係を示す特性図である。
【図９】ディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁の一例である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、燃料噴射弁に使用される一部材の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の概要を示す説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は本発明の一実施形態（第１実施形態）の概要を示す説明図であり、（ｃ）は別の実施形態（第３実施形態）の概要を示す説明図である。
【図１２】隙間３のシート幅Ｌをａからｂに変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。
【図１３】本発明の第１実施形態を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の変形例を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態を示す説明図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、盛肉部の代わりに、ねじ込みとした場合の第３実施形態を示す説明図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態を模式的に示す説明図である。
【図１８】（ａ）は、封止部材２４の変形例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すキャップ２１内部の拡大図である。
【図１９】従来装置の一部を拡大した一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の各実施形態が、本発明の基礎となった基礎技術に対しても同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
本発明の一実施形態を説明する前に、本発明の基礎となった基礎技術である、ダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を説明する。なお、本発明の一実施形態においてもダイレクト加圧式のオートフレッテージ加工装置を前提としている。
【００２３】
（ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工）
図１、２は、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を模式的に示す説明図である。高圧下でオートフレッテージ加工を施すワーク１の一例としては、特にディーゼルコモンレールシステム部品などの、耐圧疲労強度が必要とされる部品が挙げられる。その他、疲労強度増強を目的とした残留圧縮付与が必要とされる部品なら本発明は適用可能である。以下の説明では、ワーク１として、高圧燃料噴射管、コモンレール用レール、シリンダポンプ等にオートフレッジ加工を施す場合を例示して、本発明の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、模式的に密閉したワークとして示されるワーク１の内部には作動油２が充填されており、サーボモータ（駆動モータ）を有する加圧部４０には、ピストン４２が連結されている。なお加圧部４０は必ずしもピストン４２に連結されている必要はない。
このピストン４２は、図２に示すように、ワーク１の一端部の内壁に対して平均隙間量ｈ（一例として１〜３０μｍ）から成る隙間３を有するように挿入される。そのため、ピストン４２が挿入されても平均隙間量ｈが維持されるように、少なくともピストン４２が挿入される範囲のワーク１内部の軸方向と、ピストン４２の軸方向と、加圧部４０の加圧軸方向とが一致するように、加圧部４０とワーク１とは設備に固定されている。
【００２５】
そして、ワーク１の配管口２３に封止部材２４が挿入された状態で圧力Ｗを掛けることで密閉され、ワーク１の他端はシールピン４で密閉されているので、ワーク１は、その一端部以外は閉鎖された構造となり、ピストン４２によりワーク１の内部に内圧室ＩＣが形成されることになる。また、ワーク１の内圧室ＩＣの圧力Ｐを計測するためにピストン４２には歪みゲージ５０が貼られていて、ピストン４２の変形量から内圧室ＩＣの圧力Ｐが算出される。なお、加圧部４０に含まれるサーボモータとしては、流体圧アクチュエータ（油圧）を利用してもよく、また、電動モータでねじを回転させて、加圧しても良い。
【００２６】
次に、上記構成における作動を説明する。ワーク１の他端側をシールピン４で密閉し、ワーク１の配管口２３に封止部材２４を挿入して圧力Ｗを掛けることで密閉した状態で作動油２をワーク１に充填する。続いて、ピストン４２をワーク１の一端側より挿入し、ピストン４２の非挿入側を加圧部４０に連結する。ここで、ピストン４２は、上述したように、ワーク１の一端部の内壁に対して所定の平均隙間量ｈからなる隙間３を有するように設定されていて、ピストン４２とワーク１の内壁間には、シールリング等は一切使用されない。
【００２７】
この状態で、加圧部４０によりピストン４２をワーク１に所定の送り速度ｖで挿入させると、ワーク１の内壁およびピストン４２の間の隙間３から作動油２が漏れ出すことになるが、上述した所定の送り速度ｖを当該漏れ出す速度よりも速く設定する、すなわち、隙間３から作動油２が漏れ出す速度以上の速度でワーク１の内部にピストン４２を挿入させることにより、ワーク１の内部に充填された作動油２を圧縮し、ワーク１内部の圧力を上昇させる。
【００２８】
こうすることにより、オートフレッテージ加工装置において、シールリングを使用することなくオートフレッテージ加工を行うことができ、磨耗による部品消耗を極力低減することが可能である。また、従来、内圧により変形が起こると隙間をゼロとすることができないため、作動油の増圧部は非常に肉厚で巨大なハウジングを必要としていたが、このような巨大で高価な増圧部のハウジングをなくすことで、設備構造をシンプル・スリム化することができ、安い経費、償却費でオートフレッテージ加工をすることができるようになった。
【００２９】
（臨界送り速度Ｖｃと、単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ）
次に、上述したピストン４２をワーク１に挿入させる際の所定の送り速度ｖについて説明するとともに、臨界送り速度Ｖｃと、単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘとは何かについて説明する。
ワーク１の内部に充填される作動油２の粘度ηは、油の圧力をＰとしたときに、次の式１で表すことができる。
η=η0ｅｘｐ（αＰ）・・・式１
ここで、η0は大気圧下の粘度（常圧粘度）、αは粘度圧力係数（液体固有のもの）であり、全ての液体で成立する（「トライボロジスト」第４９巻第９号（２００４年）７２０〜７２１頁等参照）。
【００３０】
この式１からわかるように、圧力Ｐが上昇すると指数関数的に粘度ηが増加する。すなわち、ピストン４２を高速で降下させ、ワーク１の内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させると、内部の作動油２の粘度が上昇し、隙間３からの漏れ流量を減らす働きをする。この働きにより、更に内圧室ＩＣの圧力が上昇し、目標とする圧力（フレッテージ加工を行う高圧力）に到達することができるものと考えられた。
しかし、実際には、上記の推測通りではない事が発明者の鋭意研究の末、判明した。以下、その内容について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、図１に示すオートフレッテージ加工装置において、ピストン４２を、ある一定の送り速度ｖ＝Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとした場合の圧力と時間の関係を説明するための模式図であり、（ｂ）は、この状況を説明する説明図である。
図３（ａ）に示すように、前段の推測にもかかわらず、ピストン４２を所定の送り速度Ｖ０で内圧室ＩＣに挿入しても、内圧室ＩＣの圧力Ｐが、時間Ｔ2までは圧力ＰはＰ2まで上昇するが、その後、圧力Ｐは上昇せず飽和してしまう状況が発生してしまい、目標とする圧力（フレッテージ加工を行う高圧力）に到達できないことが判明した。
【００３２】
この状況は図３（ｂ）を用いて次のように説明される。
ピストン４２の下降に伴い、内圧室ＩＣの容積が減少し、同時に隙間３から作動油２が流出し始める。ピストン４２の下降と作動油２の流出にはタイムラグが発生するので、内圧室ＩＣの圧力Ｐは上昇する（時間Ｔ1〜Ｔ2）。やがて作動油２の流出（漏れ流量）が増大すると、内圧室ＩＣの容積が減少する速度も低下して定常状態となるため、内圧室ＩＣの圧力Ｐは飽和（時間Ｔ2〜Ｔ3）する。やがてピストン２４が停止する（Ｔ3）と、作動油２の流出だけが発生して圧力が０になる（Ｔ4）という状況が発生するものと考えられる。
【００３３】
次に、一定の送り速度ｖを変化させた場合の圧力と時間の関係について説明する。
図４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、ピストン４２を内圧室ＩＣに挿入する際の所定の送り速度を、Ｖ1〜Ｖ4に変更した場合の圧力と時間の関係を示す特性図である。
ピストン４２を内圧室ＩＣに挿入する所定の送り速度ｖをＶ1〜Ｖ4と徐々に上げると、送り速度Ｖ1、Ｖ2、Ｖｃでは図３に示す模式図と同様に、圧力が上昇してやがて飽和状態となる特性図が得られたが、送り速度Ｖｃを超えた送り速度Ｖ3、Ｖ4では、圧力が飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで内圧室ＩＣの圧力Ｐが上昇していることがわかる。
【００３４】
すなわち、図１に示すオートフレッテージ加工装置において、ピストン４２を一定の送り速度で内圧室ＩＣに挿入して、内圧室ＩＣの圧力Ｐを上昇させようとする場合には、ピストン４２の送り速度ｖが、送り速度Ｖｃ（臨界送り速度）より大きくすれば、内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることができる。このように、内圧室ＩＣの圧力Ｐが、飽和することなく時間の経過と共に超高圧レベルまで圧力Ｐが上昇するような特性に変移した場合の送り速度を、臨界送り速度Ｖｃと定める。
【００３５】
次に、上記臨界送り速度Ｖｃの求め方について、例示説明する。なお、臨界送り速度Ｖｃの求め方については、実験によって定めても良い。
図５は、漏れ流量と圧力の関係を解析するための説明図であり、ピストン４２をワーク１の内部に挿入することにより作動油２が漏れ出している状態を示している。
隙間３（平均隙間量ｈ）からの漏れ流量Ｑは、次の一般式で表せる。
Ｑ＝Ｃ＊（Ｂ／１２Ｌ）＊（ｈ3／η）＊ΔＰ・・・式２
ここで、Ｂは、シート円周長さ（隙間３の中央部分の円周長さ）、Ｌは、シート幅（隙間３が形成された領域の幅）、ｈは、隙間３の平均隙間量、ηは作動油２の粘性係数、ΔＰは、隙間３の入口・出口圧力差である。Ｃは、ピストンとワーク内壁との間の表面形状によって定まる係数であり、表面粗さがＲｚ＝３．２程度の研磨面のときに、Ｃ＝１とする。
【００３６】
（１）式１に基づいて、内圧室ＩＣのある圧力Ｐのときの作動油粘度ηを算出する。
この時、常圧粘度η0および粘度圧力係数αは、使用する作動油２の種別によって一義的に決定される。図６に示す一例では、常圧粘度η0＝０．０４７（Ｐａ・ｓ）、粘度圧力係数α＝１０．３２８（Ｐａ-1）の特性値を有するエーテル系３を作動油２として使用している。ここで、エーテル系３とは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルからなる作動油のことである。
【００３７】
（２）続いて、式２に基づいて内圧室ＩＣのある圧力Ｐのときの隙間３からの漏れ流量Ｑを算出する。
この時、シート円周長さＢおよび平均隙間量ｈは製品形状から一義的に決定され、粘性係数ηは上記（１）で求めた値を使用する。なお、シート幅Ｌについては、本来、ピストンの挿入量と共に増大する可変パラメータであるが、発明者達の研究結果によれば、軸方向長さ（シート幅Ｌ）の増大に伴って隙間の摩擦抵抗が増大しても、その影響はほとんどないことが判明している。このため、シート幅Ｌについては、固定値として漏れ流量Ｑを算出しても概ね差し支えない。
図６に示す一例では、Ｂ＝９．５（ｍｍ）、ｈ＝２０（μｍ）、Ｌ＝１０（ｍｍ）となっている。
【００３８】
（３）内圧０〜８００ＭＰａ程度の間で、上記（１）および（２）を実施し、各圧力時での漏れ流量Ｑの大きさを求め、その中で最も大きい漏れ流量Ｑｍａｘ（最大漏れ流量と称す）を求める。
【００３９】
（４）続いて、（３）で算出した最大漏れ流量Ｑｍａｘをピストン４２の断面積Ａで割ることにより臨界送り速度Ｖｃを算出する。
単位時間あたりに隙間３より流出する作動油２の漏れ流量は、ワーク１内部に挿入されるピストン４２の単位時間あたりの体積に等しいので、最大漏れ流量Ｑｍａｘとなる時がピストン４２の送り速度が最も速くなる速度、すなわち、臨界送り速度Ｖｃとなる。
【００４０】
このように、臨界送り速度Ｖｃと最大漏れ流量Ｑｍａｘの定義がなされ、それらの関係は、次のように表すことができる。
（臨界送り速度Ｖｃ）＝（最大漏れ流量Ｑｍａｘ）／（ピストン４２の断面積Ａ）・・・式３
図６に示す一例の場合、最大漏れ流量Ｑｍａｘ＝２３２９．３２（ｍｍ3／ｓｅｃ）、ピストン４２の断面積Ａ＝７０．８ｍｍ2であるため、臨界送り速度Ｖｃ＝３２．９（ｍｍ／ｓｅｃ）となる。
【００４１】
つまり、この臨界送り速度Ｖｃ＝３２．９（ｍｍ／ｓｅｃ）を超える速度でピストン４２をワーク１内部に挿入すれば、図４（ｄ）、図４（ｅ）に示すように、内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００４２】
次に、図６で示した作動油２と同一の作動油を使用しながら隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合について説明する。
図７は、隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合の内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係を示す特性図である。図７に示すように、隙間３の平均隙間量ｈを変更しても、圧力が変化する過程でピーク値である最大漏れ流量Ｑｍａｘが発生する特性となっているため、上記と同様に、各々の平均隙間量に応じた臨界送り速度Ｖｃを算出すればよい。
次に、図６で示した作動油２とは異なる作動油を使用しつつ、隙間３の平均隙間量ｈを変更した場合について説明する。
【００４３】
図８は、作動油の種類および平均隙間量を変更した場合の内圧室ＩＣの圧力と漏れ流量の関係を示す特性図であり、作動油の種類として、トリエステル系、エーテル系１、エーテル系５、モノエステル系が例示されている。ここで、エーテル系１とは、ポリエチレングリコールからなる作動油のことであり、エーテル系５とは、ポリオキシプロピレンジアルキルエーテルからなる作動油のことである。図８に示すように、作動油として図６に示すものとは異なる上記作動油を使用しても、さらに、上記作動油で隙間３の平均隙間量ｈを変更しても、圧力が変化する過程でピーク値である最大漏れ流量Ｑｍａｘが発生する特性となることがわかる。
【００４４】
以上説明したダイレクト加圧式オートフレッテージ加工によれば、使用する作動油の特性（作動油粘度η）、およびワーク１とピストン４２との隙間３のスペック（平均隙間量ｈ、シート幅Ｂ、シート円周長さＬ）から最大漏れ流量Ｑｍａｘを求め、その最大漏れ流量Ｑｍａｘとピストン４２のスペック（断面積Ａ）とに基づいて臨界送り速度Ｖｃを算出することにより、当該臨界送り速度Ｖｃより速い速度でピストン４２を送り出せば、オートフレッテージ加工として必要な目標圧力（一例として７００ＭＰａ〜８００ＭＰａ）まで昇圧させることができる。これにより、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工は、シールリングを無くすことができ、シールリングの磨耗に起因するコスト増大を低減することができる。
【００４５】
（ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工における各種制約）
ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工は上記のように、従来のオートフレッテージ加工の問題点を解決するものであるが、オートフレッテージ作動油を加圧するための加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約が発生することがある。
【００４６】
１つには、例えば加圧部４０を駆動する駆動モータの出力不足や、寿命からみた適切な出力限界であり、これらが要因となって、送り速度ｖが臨界送り速度Ｖｃに上昇できないことがある。
また、駆動モータを制御する制御回路や、オートフレッテージ加工の圧力制御装置（例えば、所定以上の圧力を何秒間掛けるといった圧力制御）において、制御すべき対象が余りにも速いと制御回路・装置が適切に制御することができないというような制約が生じる。このため、送り速度ｖは、ある程度遅い速度を利用した方が制御しやすく、通常最大出力の７割程度に制限することが必要となる。このように、駆動モータ、圧力制御回路などから生じる様々な制約から、送り速度ｖには上限が存在しているので、送り速度ｖを臨界送り速度Ｖｃには上昇できない場合が発生することがある。
【００４７】
一方、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行う際に、加工の対象となるワークの形状に起因して様々な制約が発生することがある。
図９は、ディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁の一例である。図１０（ａ）、（ｂ）は、燃料噴射弁に使用される一部材の一例を示す断面図である。
加工対象がディーゼルエンジンで用いられる燃料噴射弁（一例として、特開２００９−２０３８４３号公報等参照）である場合について説明する。この燃料噴射弁は、コモンレールから供給される高圧側の管路１０１と、バルブを閉じるまでに噴射されずに残った燃料をフューエルタンクへ戻す低圧側の管路１０２が存在している。図９に示すように、燃料噴射弁ボデー１０３内部の大径部１０４（図１０参照）においては、ボデーの中心に、ピストン等がアクチュエータ（ソレノイド又はピエゾ）により上下するように配置されているため、オートフレッジ加工を施す高圧の管路１０１は必然的に偏芯してしまうことになる。このため、図１０（ａ）に示すロアボディ１０３’の上部管路１０１’は傾斜して比較的短くなってしまう。また、図１０（ｂ）に示すような場合においても、管路１０１’’は比較的短いことが多い。オートフレッジ加工を施す管路が短いと、ピストンの送り速度が、臨界送り速度Ｖｃを超えて所定の圧力に達するに必要なストロークを確保できない場合が発生する。
【００４８】
また、加工対象がディーゼルエンジン用のコモンレールシステムである場合について説明する。燃料ポンプから吐出された燃料は、コモンレールに加圧供給される。コモンレールは、燃料ポンプから圧送された燃料を高圧状態で蓄え、高圧配管を介して各気筒の燃料噴射弁に供給する。図２のワーク１は、コモンレールを例示したもので、各気筒の燃料噴射弁に供給するための配管口２３が複数配設されている。図２に示すワーク１において、オートフレッテージ加工は、少なくとも交差穴端部Ｘに対しても施す必要があるため、ワーク１の一端側から交差穴端部Ｘまでの距離が所望の圧力に達するのに必要なストロークより長くする必要がある。
しかし、ワーク１の形状によっては、ワーク１の一端側から交差穴端部Ｘまでの距離が所定の圧力に達するのに必要なストロークより短い場合がある。
【００４９】
本発明は、上記のような加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約に対する解決策を提供するものである。
図１１は、本発明の実施形態の概要を示す説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は本発明の一実施形態（第１実施形態）の概要を示す説明図であり、（ｃ）は別の実施形態（第３実施形態）の概要を示す説明図である。
【００５０】
各実施形態の概要をまず簡単に要約する。
一実施形態（第１実施形態）とは、シート幅Ｌ＝ａの図１１（ａ）の状態で、第１の臨界送り速度Ｖｃａ以上でダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行う場合、駆動モータ、圧力制御回路などから生じる様々な制約から、送り速度ｖを、第１の臨界送り速度Ｖｃａには上昇できない場合の解決手段である。すなわち、上記制約上の最大送り速度を、限界送り速度Ｖ０と称すると、Ｖ０＜Ｖｃａの場合である。
【００５１】
この場合には、ピストンを、図１１（ｂ）に示すように、示すシート幅Ｌをａより長いｂとなるようにピストン４２の動作開始位置を変更して、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより大きい送り速度ｖで、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を行うようにしたものである。第１の臨界送り速度Ｖｃａ、第２の臨界送り速度Ｖｃｂは、それぞれ、Ｌ＝ａ、ｂに基づき、式２、３により定められる。第２の臨界送り速度Ｖｃｂは、ｂ＞ａであるので、第１の臨界送り速度Ｖｃより小さい。
図１２は、隙間３のシート幅Ｌをａからｂに変更した場合の圧力上昇波形を示す特性図である。隙間３のシート幅Ｌをａ＝１０ｍｍからｂ＝２０ｍｍに変更した場合の圧力上昇波形は、明らかにオートフレッジ加工が可能となっていることを示している。ａ＝１０ｍｍの場合の臨界送り速度Ｖｃａ＝３２．９ｍｍ／ｓｅｃは、ｂ＝２０ｍｍの場合には、臨界送り速度Ｖｃｂ＝１６．５ｍｍ／ｓｅｃと低下している。
このようにして、所定の送り速度ｖを、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより速くし、かつ、限界送り速度Ｖ０未満の適当な値に設定することができるのである。
【００５２】
別の実施形態（第３実施形態）とは、オートフレッテージ加工を施す管路が短いと、所定の圧力に達するのに必要なストロークを確保できないので、ワークに盛肉部８０を設置して、シート幅Ｌをａより長いｂとなるようにしたものである。
【００５３】
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態を詳説する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
（第１実施形態）
図１３は、本発明の第１実施形態を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す説明図である。
図１３（ａ）のオートフレッテージ加工開始前の状態で、式２に示すように、シート幅Ｌ＝ａ、所定の平均隙間量ｈ、作動油の粘性係数η、シート円周長さＢ等が与件として定められたので、シート幅Ｌ＝ａ（第１の軸方向長さ）の場合の最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ａ）が算出することができる（実験で求めても良い）。なお、これまでの研究の結果、図７、８に見られるように、必ず最大値として１つ存在することがわかっている。
【００５４】
次に、式３によって、第１の臨界送り速度Ｖｃａを求め、加圧部の送り速度限界に起因する限界送り速度Ｖ０と比較して、Ｖｃａ＜Ｖ０なら基礎技術の場合と同じで、問題なくオートフレッテージ加工が可能である。本発明の一実施形態では、Ｖｃａ＞Ｖ０となってしまった場合の解決策である。この場合は、ピストン４２の送り速度ｖが、あいにく第１の臨界送り速度Ｖｃａまで上昇させることができなくなり、超高圧まで内圧室ＩＣ圧力を昇圧させることができない。
【００５５】
そこで、シート幅Ｌをａ（第１の軸方向長さ）より長いｂ（第２の軸方向長さ）の位置に設定すれば、臨界送り速度Ｖｃが低下することに着想を得て、第１実施形態を案出したものである。シート幅Ｌを長く設定すれば、隙間３の摩擦抵抗が大きくなるので最大漏れ流量が低下するので、当然臨界送り速度Ｖｃも低下する。このことは、式２のみならず、実験的にも確認されている。第２の臨界送り速度Ｖｃｂが、Ｖｃｂ＜Ｖ０となっていることは、式２により確認すればよい。なお、シート幅Ｌを長く設定した場合の、実際の送り速度ｖは、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより速い速度にしないと、超高圧に昇圧することができない。
【００５６】
すなわち、第１の臨界送り速度Ｖｃａを、限界送り速度Ｖ０よりも小さい、第２の軸方向長さｂにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ(ｂ)に相当する第２の臨界送り速度Ｖｃｂとし、第２の臨界送り速度Ｖｃｂよりも所定の送り速度ｖを速くすることにより、ワーク１にオートフレッテージ加工を施すようにしたものである。
【００５７】
これにより、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、駆動モータ、圧力制御回路などの装置から生じる様々な制約から生じる送り速度ｖの上限を適切に回避して、これらの装置に負担をかけずに、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を実施することができる。すなわち、ピストンのシート幅Ｌをａより長いｂの位置に設定して、第２の臨界送り速度Ｖｃｂより大きい送り速度Ｖにすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００５８】
第１実施形態は、また、方法としても実施することができ、同様な作用効果を発揮する。すなわち、ワーク１にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、ワーク１一端部を除いて閉鎖された前記ワーク１と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量ｈから成る隙間３を有するピストン４２により形成された内圧室ＩＣに作動油２を導入する段階と、駆動モータを有する加圧部４０で、前記ピストン４２を駆動して、前記内圧室ＩＣに、前記ピストン４２を所定の送り速度ｖで前記内圧室ＩＣに挿入して前記作動油２の前記内圧室圧力Ｐを上昇させる段階とを具備するオートフレッテージ加工方法において、当該挿入により前記隙間３より漏れ出す前記作動油２の、前記第１の軸方向長さａにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ａ）に相当する第１の臨界送り速度Ｖｃａが、予め設定された前記ピストン４２の限界送り速度Ｖ０よりも大きい場合には、前記第１の軸方向長さａよりも長い第２の軸方向長さｂを有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、前記第１の臨界送り速度Ｖｃａを、前記限界送り速度Ｖ０よりも小さい、前記第２の軸方向長さｂにおける単位時間当たりの最大漏れ流量Ｑｍａｘ（ｂ）に相当する第２の臨界送り速度Ｖｃｂとし、当該第２の臨界送り速度Ｖｃｂよりも前記所定の送り速度ｖを速くすることにより、前記ワーク１にオートフレッテージ加工を施すことものである。
【００５９】
（第１実施形態の変形例）
図１４は、本発明の第１実施形態の変形例を説明する説明図であり、（ａ）は、オートフレッテージ加工開始前の状態、（ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す説明図である。
本発明の第１実施形態の変形例においては、ピストン４２が、ピストンヘッド４２−１とピストン軸４２−２から構成されて、ピストンヘッド４２−１の側面の軸方向長さが、隙間３を形成する第１の軸方向長さａとなっている。この場合のピストン軸４２−２には、剛性の高いピストン軸を使用する。
【００６０】
先の第１実施形態の場合には、ピストン４２が、一定の円柱断面積Ａを有しており、加圧部によりピストンがワーク内に送り込まれると、ピストンとワークの隙間の軸方向長さが、時々刻々と増加する。第１実施形態の変形例の場合には、軸方向長さ（シート幅Ｌ）が一定なので、第１、２の臨界送り速度Ｖｃａ、Ｖｃｂの算出が容易になる。その他については本発明の第１実施形態と同様である。
【００６１】
（第２実施形態）
内圧室ＩＣにおいてピストン４２、又は、４２−１を所定の送り速度ｖで送る、ピストン４２の動作開始位置を変更して、第１の軸方向長さａよりも長い第２の軸方向長さｂを有する隙間３を設定した場合が、第２実施形態である。
シート幅Ｌを第１の軸方向長さａより長い第２の軸方向長さｂの位置に設定した場合に、ピストン４２、又は、４２−１の動作開始位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕がある場合には、第１、２実施形態は問題なく実施できる。余裕のない場合の解決策が、次に述べる第３実施形態である。
【００６２】
（第３実施形態）
図１５（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態を示す説明図である。図１５に示すように、オートフレッジ加工を施す管路が短いと、所定の圧力に達するのに必要なストロークを確保できないので、ワークに盛肉部（連結体とも呼ぶ）を設置して、シート幅Ｌをａより長いｂの位置に設定できるようにしたものである。このようにすれば、図１１（ｃ）に示すように、シート幅Ｌをａ（第１の軸方向長さ）より長いｂ（第２の軸方向長さ）を確保することができるので、ピストン４２、４２−１のスタート位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕が発生する。第１、２実施形態と同様にして、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工を実施することができる。これにより、ピストンのスタート位置とオートフレッジ加工終了位置との間のストロークに余裕がない場合でも、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、送り速度Ｖを臨界送り速度Ｖｃ以上にすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
【００６３】
盛肉部を設置したロアボデー１０３'（ワーク１）の製造方法は次の工程で構成されている。すなわち、高圧管路１０１を有するワーク１の製造方法であって、熱間鍛造によりワーク１の第１形状を形成する鍛造工程と、前記第１形状の前記ワーク１を機械加工して、盛肉部８０を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、第１実施形態において記載のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク１の高圧管路１０１に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、前記第２形状の前記ワーク１を機械加工して、前記盛肉部８０を除去して前記ワーク１の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備するものである。
【００６４】
ワーク１は、熱間鍛造工程により第１形状としての概略形状が形成され、この概略形状には、製品形状に付け加えて、盛肉部８０や切削取り代が含まれている。
第１形状のワーク１を切削、研削等の第１機械加工を行い、盛肉部８０を有する第２形状を形成する。ピストン４２の挿入角度を傾斜させるか、軸芯方向とするかによって図１５の（ａ）、（ｂ）の２通りに分かれる。図１５（ａ）に示すような、傾斜管路１０１’にあわせて盛肉部８０の管路を形成すると、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、ピストンの送り方向が傾斜してしまうので、そのための機構が必要である。第２形状において、盛肉部８０以外は、製品形状であるようにすることが好ましい。
オートフレッテージ加工工程後、第２機械加工工程においては、盛肉部８０のみを対象として切削、研削等を行い、最終的製品形状とすると良い。
【００６５】
図１５（ａ）に示す場合には、必ずしも盛肉部８０によらなくても良い。図１６（ａ）、（ｂ）は、盛肉部の代わりに、ねじ込みとした場合の第３実施形態を示す説明図である。最終製品の雄ねじ部８１を利用して、連結体８０を雌ねじ付昇圧用ジグとしても良い。
【００６６】
（第４実施形態）
図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態を模式的に示す説明図である。
第１実施形態、第１実施形態の変形例では、シート幅Ｌをａからｂに長く設定することにより（ａ＜ｂ）、隙間３の摩擦抵抗が大きくし、最大漏れ流量を低下させ、臨界送り速度Ｖｃを低下させた。
ここで、隙間３の摩擦抵抗は、シート幅Ｌに限らず、隙間３のピストン４２、４２−１の表面性状（表面粗さ、形状）によっても変更することができる。この第４実施形態は、隙間３の摩擦抵抗に着目したものである。これにより、ピストン側面での摩擦を大きくすることにより漏れ流量を小さくすることができ、ダイレクト加圧式オートフレッテージ加工において、送り速度Ｖを臨界送り速度Ｖｃ以上にすることによって内圧室ＩＣの圧力Ｐが飽和することなく、時間の経過と共に超高圧レベルまで上昇させることが可能となる。
すなわち、隙間３を作動油が上ってゆくときの摩擦が大きければ、流量が減少するため、発生する最大漏れ流量が減少する。これにより、臨界送り速度Ｖｃを低下させることができるので、加圧部の送り速度限界や製品形状などに起因する各種制約が発生した場合でも、必要な所定圧力を達成することができる。なお、式２のＣは、ピストンとワーク内壁との間の表面形状によって定まる係数であり、（例えば、表面粗さがＲｚ＝３．２程度の研磨面のときに、Ｃ＝１としている）。Ｃを小さくすると、隙間３を作動油が上ってゆくときの摩擦が大きく、漏れ流量が減少する。
【００６７】
具体的には、図１７（ａ）に示すように、ピストン４２の側面に山形溝、凹凸面からなる粗面（ランダムであっても、規則的な繰り返しであってもよい）を設けると良い。また、図１７（ｂ）に一例として示すように、ピストン４２の円周方向に設けられた溝であって、当該溝のピストン４２の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造としても良い。
図１７（ｂ）の例では、断面がＬ字状（ピストン軸を含む断面に表れた形状）であるが、必ずしもこれに限られるものではなく、下部断面が円形状に膨らんでいても良い。特に、Ｌ字状の場合は、高圧の作動油の圧力を受けて、図１７（ｂ）の可撓部４３部分が変形して適切にシール性を向上させることができるが、ワーク内に挿入されるピストンなので、シール性が過度に高められてピストンの作動に支障が生じないようなように各部の寸法を設計しなければならない。このような観点から、適切にシール性を向上させ、かつピストンの作動に支障が生じないように設計されたラビリンス構造とする。
【００６８】
その他、ピストン４２の側面に環状溝を設けるという、いわゆる通常のラビリンスパッキンに用いられるラビリンス構造を有する形状としてもよい。これらの形状は、旋削、放電加工、化学腐食処理等で行えばよい。
【００６９】
次に、封止部材２４の変形例について説明する。図１８（ａ）は、封止部材２４の変形例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すキャップ２１内部の拡大図である。この変形例におけるワーク１に設けられた配管口２３の外周はねじ切りされており、キャップ２１がねじで固定されている。
そして、図１８（ｂ）に示すように、キャップ２１の内部には穴２５が設けられており、配管口用シールピン２０が挿入されている。配管口２３に挿入されるシールピン２０の端部２２には、半球状のＲ部が設けられている。配管口２３の外周のねじに対して、キャップ２１を回して、配管口２３の内側のテーパ部２３’にシールピン２０の端部２２の半球状のＲ部が、所定圧で接触するように調整する。シールピン２０とキャップ２１が封止部材２４を構成する。こうすることにより、シールピン２０の端部２２が、高いシール耐圧を持って密着するようになる。
【符号の説明】
【００７０】
１ ワーク
２ 作動油
３ 隙間
２１ キャップ
２２ 溝穴
２３ 配管口
４０ 加圧部
４２ ピストン
４２−１ ピストンヘッド
４２−２ ピストン軸
８０ 盛肉部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータを有する加圧部（４０）と、
該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、
前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、
前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、
前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定することにより、
前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置。
【請求項２】
前記内圧室（ＩＣ）において前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で送る、前記ピストン（４２）の動作開始位置を変更して、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定したことを特徴とする請求項１に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項３】
前記ピストン（４２）が、ピストンヘッド（４２−１）とピストン軸（４２−２）から構成されて、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さが、前記隙間（３）を形成する前記第１の軸方向長さ（ａ）であって、
前記挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さを、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項４】
前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間に亘って、ワーク（１）の一端部側の内壁とピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間の、前記所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が、前記ワーク（１）に形成されていない場合には、
前記ワーク（１）の一端部に連結体を継ぎ足し連結して、
前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、連続的な所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項５】
前記ワーク（１）の一端部に、鍛造成形時に盛肉部（８０）を連結形成して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項６】
前記ワーク（１）の一端部に、前記連結体（８０）をねじ結合によって連結して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項７】
前記内圧室（ＩＣ）に所定の送り速度（ｖ）で挿入させられる前記ピストン（４２）が、一定の円柱断面積（Ａ）を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項８】
前記隙間（３）を形成する、ワーク（１）の一端部側の内壁に対向するピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部が形成されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項９】
駆動モータを有する加圧部（４０）と、
該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、
前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、
前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記隙間（３）を形成する前記ワーク（１）の一端部側の内壁と対向する前記ピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部を形成させて、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記摩擦抵抗部を形成させた場合の単位時間当たりの最大漏れ流量に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）を設定し、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置。
【請求項１０】
前記摩擦抵抗部は、凹凸面からなる粗面を有することを特徴とする請求項９に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項１１】
前記摩擦抵抗部は、前記ピストン（４２）の円周方向に設けられた溝であって、当該溝の前記ピストン（４２）の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造を有することを特徴とする請求項９に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項１２】
ワーク（１)にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、
ワーク（１）一端部を除いて閉鎖された前記ワーク（１）と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量（ｈ）から成る隙間（３）を有するピストン（４２）により形成された内圧室（ＩＣ）に作動油（２）を導入する段階と、
駆動モータを有する加圧部（４０）で、前記ピストン（４２）を駆動して、前記内圧室（ＩＣ）に、前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で前記内圧室（ＩＣ）に挿入して前記作動油（２）の前記内圧室圧力（Ｐ）を上昇させる段階と、を具備するオートフレッテージ加工方法において、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、
前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、
前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すことを特徴とするオートフレッテージ加工方法。
【請求項１３】
前記ワーク（１）の一端部側に、鍛造成形による盛肉部（８０）が連結形成されたことを特徴とする請求項１２に記載のオートフレッテージ加工方法。
【請求項１４】
高圧管路（１０１）を有するワーク（１）の製造方法であって、
熱間鍛造によりワーク（１）の第１形状を形成する鍛造工程と、
前記第１形状の前記ワーク（１）を機械加工して、盛肉部（８０）を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、
請求項１３に記載のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク（１）の高圧管路（１０１）に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、
前記第２形状の前記ワーク（１）を機械加工して、前記盛肉部（８０）を除去して前記ワーク（１）の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備することを特徴とするワーク（１）の製造方法。
【請求項１】
駆動モータを有する加圧部（４０）と、
該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、
前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、
前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、
前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定することにより、
前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置。
【請求項２】
前記内圧室（ＩＣ）において前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で送る、前記ピストン（４２）の動作開始位置を変更して、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定したことを特徴とする請求項１に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項３】
前記ピストン（４２）が、ピストンヘッド（４２−１）とピストン軸（４２−２）から構成されて、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さが、前記隙間（３）を形成する前記第１の軸方向長さ（ａ）であって、
前記挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記ピストンヘッド（４２−１）の側面の軸方向長さを、前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項４】
前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間に亘って、ワーク（１）の一端部側の内壁とピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間の、前記所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が、前記ワーク（１）に形成されていない場合には、
前記ワーク（１）の一端部に連結体を継ぎ足し連結して、
前記所定の送り速度（ｖ）が、前記第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも速い前記所定の送り速度（ｖ）に達するまでの間、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、連続的な所定の平均隙間量（ｈ）を有する隙間（３）が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項５】
前記ワーク（１）の一端部に、鍛造成形時に盛肉部（８０）を連結形成して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項６】
前記ワーク（１）の一端部に、前記連結体（８０）をねじ結合によって連結して、前記連結体の継ぎ足し連結として構成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項７】
前記内圧室（ＩＣ）に所定の送り速度（ｖ）で挿入させられる前記ピストン（４２）が、一定の円柱断面積（Ａ）を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項８】
前記隙間（３）を形成する、ワーク（１）の一端部側の内壁に対向するピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部が形成されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項９】
駆動モータを有する加圧部（４０）と、
該加圧部（４０）に駆動され、前記加圧部の加圧前の状態において、ワーク（１）の一端部側の内壁と、ピストン（４２）の軸方向に沿った側面との間に、所定の平均隙間量（ｈ）および第１の軸方向長さ（ａ）を有する隙間（３）を形成する前記ピストン（４２）と、
前記一端部を除いて密閉された前記ワーク（１）および前記ピストン（４２）により形成され、作動油（２）が充填された内圧室（ＩＣ）と、を具備し、
前記加圧部（４０）は、前記作動油（２）で充填された前記内圧室（ＩＣ）に前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で挿入させるものであり、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、前記隙間（３）を形成する前記ワーク（１）の一端部側の内壁と対向する前記ピストン（４２）の軸方向に沿った側面に、摩擦抵抗を上昇させる摩擦抵抗部を形成させて、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記摩擦抵抗部を形成させた場合の単位時間当たりの最大漏れ流量に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）を設定し、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工装置。
【請求項１０】
前記摩擦抵抗部は、凹凸面からなる粗面を有することを特徴とする請求項９に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項１１】
前記摩擦抵抗部は、前記ピストン（４２）の円周方向に設けられた溝であって、当該溝の前記ピストン（４２）の軸方向間隙量が、前記溝の開口より底部において大きく構成された複数の溝からなるラビリンス構造を有することを特徴とする請求項９に記載のオートフレッテージ加工装置。
【請求項１２】
ワーク（１)にオートフレッテージ加工を行うオートフレッテージ加工方法であって、
ワーク（１）一端部を除いて閉鎖された前記ワーク（１）と、前記一端部側の内壁に対して平均隙間量（ｈ）から成る隙間（３）を有するピストン（４２）により形成された内圧室（ＩＣ）に作動油（２）を導入する段階と、
駆動モータを有する加圧部（４０）で、前記ピストン（４２）を駆動して、前記内圧室（ＩＣ）に、前記ピストン（４２）を所定の送り速度（ｖ）で前記内圧室（ＩＣ）に挿入して前記作動油（２）の前記内圧室圧力（Ｐ）を上昇させる段階と、を具備するオートフレッテージ加工方法において、
当該挿入により前記隙間（３）より漏れ出す前記作動油（２）の、前記第１の軸方向長さ（ａ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ａ））に相当する第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）が、予め設定された前記ピストン（４２）の限界送り速度（Ｖ０）よりも大きい場合には、
前記第１の軸方向長さ（ａ）よりも長い第２の軸方向長さ（ｂ）を有する前記隙間を設定する段階をさらに具備し、
前記第１の臨界送り速度（Ｖｃａ）を、前記限界送り速度（Ｖ０）よりも小さい、前記第２の軸方向長さ（ｂ）における単位時間当たりの最大漏れ流量（Ｑｍａｘ（ｂ））に相当する第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）とし、当該第２の臨界送り速度（Ｖｃｂ）よりも前記所定の送り速度（ｖ）を速くすることにより、前記ワーク（１）にオートフレッテージ加工を施すことを特徴とするオートフレッテージ加工方法。
【請求項１３】
前記ワーク（１）の一端部側に、鍛造成形による盛肉部（８０）が連結形成されたことを特徴とする請求項１２に記載のオートフレッテージ加工方法。
【請求項１４】
高圧管路（１０１）を有するワーク（１）の製造方法であって、
熱間鍛造によりワーク（１）の第１形状を形成する鍛造工程と、
前記第１形状の前記ワーク（１）を機械加工して、盛肉部（８０）を有する第２形状を形成する第１機械加工工程と、
請求項１３に記載のオートフレッテージ加工方法により、前記ワーク（１）の高圧管路（１０１）に、オートフレッテージ加工を施すオートフレッテージ加工工程と、
前記第２形状の前記ワーク（１）を機械加工して、前記盛肉部（８０）を除去して前記ワーク（１）の製品形状を形成する第２機械加工工程を具備することを特徴とするワーク（１）の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図３】
【図６】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図３】
【図６】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６６９３７（Ｐ２０１３−６６９３７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５９８６６（Ｐ２０１２−２５９８６６）
【出願日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【分割の表示】特願２０１０−２３４６５３（Ｐ２０１０−２３４６５３）の分割
【原出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【分割の表示】特願２０１０−２３４６５３（Ｐ２０１０−２３４６５３）の分割
【原出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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