(57)【要約】【課題】摺動面が点接触や線接触となるなど接触面積が小さくなる面形状の部品（リテーナとピボット）間であっても、摺動箇所の面圧を低減できるピストン式ポンプを提供する。【解決手段】アキシャルピストン式ポンプにおいて、ピボット４０の外周面（凸曲面）４０Ａと摺動するリテーナ３９の内周面（テーパ面）３９Ａには純錫（Ｓｎ）からなる金属膜５１が形成されている。金属膜５１の膜厚は３〜３０μｍである。純錫は、ブリネル硬硬さでＨＢ７．２であり、塑性変形し易い。ピボット４０の外周面４０Ａがリテーナ３９の内周面３９Ａに押圧バネの付勢力により圧接すると、ピボット４０が金属膜５１に沈み込むうえその圧接箇所の両側に金属膜５１の盛り上がり部分５１Ａができ、リテーナ３９とピボット４０の接触面積が広くなる。【選択図】    図３
2004225653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、前記駆動軸の周りを公転するように該駆動軸と一体回転可能に設けられたシリンダ体と、前記シリンダ体に設けられた複数のシリンダボア内に往復移動可能に設けられた複数のピストンと、該各ピストンの継手部を嵌受するシューと、前記シューを摺動案内する斜面を有する案内部と、前記シューが前記斜面に摺動案内されて前記ピストンが前記シリンダボア内で前記駆動軸の軸方向に周期的に往復移動することで流体の吸入および吐出を交互に行うピストン式ポンプにおいて、
前記シューを保持する環状のリテーナと、前記リテーナの内周面を摺動状態に支持する凸曲面からなる外周面を有するとともに駆動軸に一体回転可能に設けられたピボットと、前記ピボット及びリテーナを介して前記シューを前記案内部の斜面に押圧させる方向に付勢する付勢手段とを備え、
前記リテーナの内周面と前記ピボットの外周面との少なくとも一方に、易塑性金属からなる金属膜を形成したことを特徴とするピストン式ポンプ。
【請求項２】
前記易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、３〜３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のピストン式ポンプ。
【請求項３】
前記金属膜の材料となる易塑性金属とは、ブリネル硬さがＨＢ３〜５０の範囲内の値をとる金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストン式ポンプ。
【請求項４】
前記易塑性金属は錫系金属であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピストン式ポンプ。
【請求項５】
前記錫系金属は、錫の割合が９０重量％以上の組成であることを特徴とする請求項４に記載のピストン式ポンプ。
【請求項６】
前記錫系金属は、錫の割合が９９重量％以上の組成であることを特徴とする請求項４又は５に記載のピストン式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばジメチルエーテル（ＤＭＥ）等の液体燃料を車両の内燃機関の燃料噴射装置へと供給するための燃料供給装置などに適用されるアキシャルピストン方式であるピストン式ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の内燃機関の燃料供給装置においては、液体燃料を燃料噴射装置へ圧送するポンプが搭載されており、この種のポンプとして、例えばアキシャルピストン式ポンプが知られている。このポンプは、複数のシリンダボアを有するシリンダ体（回転体）が駆動軸の周りを公転するとともに各シリンダボア内に収容されたピストンの基部（球面継手）を嵌受するシューが、駆動軸に対して所定の角度をなすカム体（案内部）の斜面に摺動案内されるように構成されている。そして、駆動軸が一回転する公転１周期ごとに各ピストンがシリンダボア内を駆動軸の軸線方向に一往復動することで、液体燃料の吸入・吐出が行われるものである。
【０００３】
各ピストンを嵌受するシューは、駆動軸の周りに環状に配置された１つのリテーナに共通に保持されており、さらにこのリテーナは、駆動軸に外嵌されるように配置されたピボットの外周面とその内周面を摺動させることで駆動軸に対し支持されている。図６は、リテーナとピボットとの接触箇所の断面を示す。リテーナ７１の内周面７１Ａはテーパ面となっており、一方、ピボット７２の外周面７２Ａは凸曲面となっている。このため、同図（ａ）に示すように、リテーナ７１とピボット７２は、ポンプが製造されたばかりの運転前の状態では、互いの摺動箇所が線接触するようになっていた。
【０００４】
そして、従来は、リテーナ７１とピボット７２との摺動抵抗を小さくするためにリテーナ７１の内周面７１Ａに金属膜を形成することが実施されていた。例えば特許文献１には、リテーナ（保持リング）に形成した金属膜（滑り材料）の材質として、例えば９〜１１％Ｓｎ、８〜１１％のＰｂ、０．２〜１．５％のＮｉ、０．１〜０．３％のＦｅ、０．２〜０．８％のＺｎ、０．１〜０．５％のＣｄ、０．０１〜０．０２％のＡｌの組成のものが開示されている。
【０００５】
また、この特許文献１には、その他の部品の摺動部分に金属膜を形成することも開示されており、シリンダ用の滑り材料としては、０．８％のＰｂ，１．２〜１．５％のＳｎ，０．２％のＺｎ，１．６％のＮｉ，０．３％のＦｅ，０．０１％のＡｌ及び０．２２％のＭｎが示されている。また、ピストン又はシリンダドラム端面の滑り材料としては、９．５〜１１．５％のＳｎ，８．６〜１１．５％のＰｂ，０．３〜１．１％のＮｉ，０．２％のＦｅ，０．５％のＺｎ，０．３２％のＳｂ及び０．０１５％のＡｌが示されている。但し、特許文献１に記載された合金に含有される元素の含有率の合計は１００％とはならず３０％未満にとどまるため、ベースとなる金属に上記各元素が含有された合金と考えられる。この特許文献１には、従来技術における滑り材料として、青銅又は鉛−青銅合金が提案されていると記載されていることから、上記ベースとなる金属は銅又は青銅（銅９０％−錫１０％）であると推察される。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００２−５００３０７号公報（第４−７頁、第１−４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記組成のいずれの滑り材料も、ある程度の硬度をもつ組成の合金である。このため、ポンプが製造されたばかりの初期の段階では、上記組成の滑り材料からなる金属膜は、リテーナとピボット間の接触圧では容易に変形することがなく、リテーナの内周面（テーパ面）とピボットの外周面（凸曲面）とが線接触する状態となる。なお、上記滑り材料にはＳｎ，Ｐｂ，Ｚｎなどそれ単体では塑性変形し易い金属が含有されているものの、ベースとなる材料と推察される銅などの金属が比較的硬度があるため、この滑り材料は銅などより硬度が高いものであった。
【０００８】
従って、ポンプが製造されたばかりの初期段階ではリテーナ７１とピボット７２が線接触し、運転開始されてから長期使用されているうちに、図６（ｂ）に示すように摺動面が摩耗して徐々に面接触へと移行する。このため、初期段階ではリテーナ７１とピボット７２間に焼き付きが起こりやすかった。
【０００９】
本発明の目的は、摺動面が点接触や線接触となるなど接触面積が小さくなる面形状の部品（リテーナとピボット）間であっても、摺動箇所の面圧を低減することができるピストン式ポンプを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、ピストン式ポンプは、駆動軸、シリンダ部、ピストン、シューおよび案内部を備える。駆動軸と一体回転可能に設けられたシリンダ体は、駆動軸が回転することにより該駆動軸の周りを公転する。シリンダ体の複数のシリンダボア内に設けられた複数のピストンは、各々の継手部を嵌受するシューが、案内部の斜面に摺動案内されることでシリンダボア内を駆動軸の軸方向に周期的に往復移動する。各ピストンが各シリンダボア内で往復運動することで流体の吸入および吐出が交互に行われる。
【００１１】
シューは環状のリテーナに保持された状態にあり、リテーナは、駆動軸に一体回転可能に設けられたピボットの凸曲面からなる外周面とその内周面を摺動させることで駆動軸に対しピボットを介して支持される。シューは付勢手段によりピボット及びリテーナを介して斜面に押圧させる方向に付勢されている。リテーナの内周面とピボットの外周面との少なくとも一方には、易塑性金属からなる金属膜が形成されている。
【００１２】
この発明によれば、ピボットの外周面はリテーナの内周面に付勢手段の付勢力による圧力がかかった状態で当接（接触）する。このときリテーナの内周面とピボットの外周面との一方に形成された金属膜が易塑性金属からなるため、両者の間に存在する金属膜がその接触箇所における圧接力（接圧）により塑性変形することで両者の接触面積が広く確保される。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１に記載のピストン式ポンプにおいて、前記易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、３〜３０μｍであることを要旨とする。
この発明によれば、金属膜の膜厚は３〜３０μｍであれば一応の効果が得られる。ここで、金属膜３μｍ以下では、易塑性金属のボリュームが足らず接触面積を広く確保して面圧を下げる効果がほとんど出ない。また３０μｍを超えると塑性変形した易塑性金属が大きな塊で脱落して異物となって弊害が出る心配がある。
【００１４】
さらに好ましくは、易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、５〜２０μｍの範囲内の値であると良い。さらに易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、７〜１５μｍの範囲内の値であることが最適（最良）である。また金属膜の下限については５μｍ以上では、金属膜の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が一応得られる。さらに金属膜７μｍ以上あると、金属膜の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が十分発揮される。また、金属膜の上限については２０μｍあれば、金属膜の塑性変形により接触面積を稼いで面圧を下げる効果は十分あるため、それ以上つける必要はない。さらに金属膜を１５μｍ以内とすると、金属膜の塑性変形により接触面積を稼いで面圧を下げる効果が十分得られるうえ易塑性金属のボリュームを減らすことができる。易塑性金属のボリュームを減らして膜厚を薄く済ませられれば、例えば電解メッキで金属膜を成膜する場合、その製造（成膜）時間を短縮でき、生産性向上に寄与する。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項１又は請求項２に記載のピストン式ポンプにおいて、前記金属膜の材料となる易塑性金属とは、ブリネル硬さがＨＢ３〜５０の範囲内の値をとる金属であることを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、金属膜の材質として使用される易塑性金属が、ブリネル硬さでＨＢ３〜５０であれば好適に塑性変形し、金属膜の塑性変形により接触面積を稼いでリテーナとピボットの面圧を下げる効果が得られる。ここで、金属膜はブルネル硬さＨＢ３未満では、易塑性金属の性変形による流動性が高まり過ぎて圧力を相手側の面に伝達する効果が低減する。つまり、金属膜の塑性変形により接触面積を広く稼げたとしてもその接触面積が圧力低減にあまり寄与せず、圧力が一部に集中する線接触に近い状態となる。また、ブルネル硬さＨＢ５０を超える硬い金属は変形し難いため、金属膜に使用しても、曲面成形による面圧低減効果はほとんど期待できなくなる。易塑性金属は金属であれば金属単体でも複数種の金属からなる合金でも構わない。例えばブルネル硬さでＨＢ３〜５０に該当する金属としては、Ｓｎ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｕが挙げられる。ブルネル硬さでＨＢ３〜５０であれば、これらの金属のうちの一つをベースとして他の金属を含有した合金、これらの金属の合金、これらの金属の合金をベースとして他の金属を含有した合金とすることもできる。
【００１７】
さらには金属膜の材料となる易塑性金属はブルネル硬さがＨＢ７〜２５の範囲内の値をとる金属であることが望ましい。これは、ブルネル硬さでＨＢ２５を超える硬さをもつ例えばＡｌ，Ｚｎ，Ｃｕは、Ｓｎに比べ約４〜１０倍の硬さがあり変形し難いため、曲面成形による面圧低減効果が小さくなるからである。また、Ｐｂはブルネル硬さがＨＢ３〜７と低い値をもち、Ｓｎと同等の効果が期待できるが、環境負荷物質であるため避けた方が好ましい。
【００１８】
請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピストン式ポンプにおいて、前記易塑性金属は錫系金属であることを要旨とする。
この発明によれば、金属膜の材料である易塑性金属は錫系金属であるので、塑性変形し易く、金属膜の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が著しい。錫系金属としては、純錫（ここでは錫９９重量％以上）の他、錫合金を挙げることができる。錫合金としては、例えばＳｎ−Ｃｕ合金を挙げることができる。この場合、ＳｎにＣｕを混ぜると強度（硬度）が増すので適度に混ぜるのは耐摩耗性向上の効果があるが、Ｃｕを過度に混ぜると塑性変形しにくくなるので、Ｃｕは１０重量％未満とするのが好ましい。
【００１９】
請求項５の発明では、請求項４に記載のピストン式ポンプにおいて、前記錫系金属は、錫の割合が９０重量％以上の組成であることを要旨とする。
この発明によれば、金属膜の材料である錫系金属は、錫の割合が９０重量％以上の組成であるので、塑性変形し易く、金属膜の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が著しい。錫系金属としては、純錫（ここでは錫９９重量％以上）の他、錫合金（例えばＳｎ−Ｃｕ合金）を挙げることができる。他の金属（例えばＣｕ）は１０重量％未満であるので、Ｓｎに他の金属（例えばＣｕ）を混ぜた場合、金属膜の強度（硬度）が増し耐摩耗性向上の効果があるうえ、他の金属（例えばＣｕ）を過度に混ぜる訳ではないので使いものにならないほど塑性変形しにくくなることもない。但し、Ｓｎに他の金属（例えばＣｕ）を混ぜると無電解メッキで成膜する必要があり膜厚が数μｍ以下に制限されるので、錫の割合が９９重量％以上の純錫からなる錫膜とするのが特に好ましい。
【００２０】
請求項６の発明では、請求項４又は５に記載のピストン式ポンプにおいて、前記錫系金属は、錫の割合が９９重量％以上の組成であることを要旨とする。
この発明によれば、ＳｎにＣｕなど他の金属を混ぜると、金属膜が塑性変形しにくくなる他、無電解メッキで成膜する必要があり膜厚が数μｍ以下に制限されるが、金属膜が錫の割合が９９重量％以上の純錫からなる錫膜であるので、これらの問題を回避できる。つまり、錫の割合が９９重量％以上の錫膜なので、塑性変形し易くしかも電気メッキによる成膜が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両の内燃機関に適用される燃料供給装置におけるピストン式ポンプに具体化した一実施形態について説明する。
【００２２】
図１に示すピストン式ポンプ１２は、車両のディーゼルエンジン（内燃機関）に備えられた燃料噴射装置に対して、液体燃料（流体）としてのジメチルエーテル（ＤＭＥ）を供給するための燃料供給装置に適用されるもので、タンク内のＤＭＥを燃料噴射装置に向けて圧送するフィードポンプとして使用される。ピストン式ポンプ１２は、本実施形態ではサブタンク内に収容されているが、サブタンクの外側に配置することもできる。なお、燃料噴射装置は、図示しないが燃料噴射ポンプやインジェクタ等からなっている。
【００２３】
図１に示すように、ピストン式ポンプ（以下、ポンプと称す）１２のハウジングは、一つのセンタハウジング２１と、センタハウジング２１の上端に接合固定された第１エンドハウジング２２と、センタハウジング２１の下端に接合固定された第２エンドハウジング２３とからなっている。
【００２４】
センタハウジング２１内にはクランク室２４が区画形成されている。第１エンドハウジング２２内にはモータ室２５が区画形成されている。第１エンドハウジング２２と第２エンドハウジング２３との間には、クランク室２４及びモータ室２５を挿通するようにして、駆動軸２７が上下一対のベアリング２８，２９を介して回転可能に支持されている。
【００２５】
モータ室２５内には、駆動軸２７を回転駆動させる電動モータ３０が収容されている。電動モータ３０は、第１エンドハウジング２２の内周面に固定されたステータ３１と、駆動軸２７の外周面においてステータ３１と対向する位置に固定されたロータ３２とを備えている。電動モータ３０は外部からステータ３１に対して給電がなされると、ロータ３２を介して駆動軸２７を回転駆動する。
【００２６】
クランク室２４には駆動軸２７により駆動されるピストンポンプ機構３３が配設されている。駆動軸２７には、シリンダ体（回転体）としてのシリンダブロック３４が一体回転可能でかつ軸線方向へ相対移動可能にスプライン嵌合されている。シリンダブロック３４において駆動軸２７の周囲には、シリンダボア３４Ａが複数形成されている。各シリンダボア３４Ａ内にはそれぞれピストン３５が駆動軸２７の軸線と平行な方向に往復移動可能な状態で収容されている。センタハウジング２１には、クランク室２４内の上方に位置するようにして案内部としてのカム体３６が固定されている。カム体３６には、駆動軸２７が挿通された貫通孔３６Ａが形成されるとともに、その下面には駆動軸２７の軸線に対して傾斜する斜面（カム面）３６Ｂが形成されている。
【００２７】
ピストン３５はその基部に設けられた球面継手３７を介してシュー３８と連結されている。シュー３８はカム体３６の斜面３６Ｂに摺動可能に設けられ、シュー３８が斜面３６Ｂに摺動案内されることで各ピストン３５は駆動軸２７が１回転するごとに一往復動するように構成されている。シュー３８は駆動軸２７の軸線周りに亘って配置された円環状のシューリテーナ（以下、リテーナと称す）３９に係留されることで保持されている。リテーナ３９は、駆動軸２７においてシリンダブロック３４の上側隣接位置に外嵌されるように配置されたピボット４０の外周面とその内周面を係合することで駆動軸２７に対し支持されている。
【００２８】
第２エンドハウジング２３においてクランク室２４の内端壁面には、バルブプレート４１が止着されている。シリンダブロック３４の中心部には収容室３４Ｂが形成されている。収容室３４Ｂ内には、駆動軸２７を取り巻くようにして押圧バネ４２が収容されている。押圧バネ４２のバネ力は、バネ受け４３を介してシリンダブロック３４に作用するとともに、バネ受け４４、ピン４５（図１では周方向に配置された３本のうち１本のみ図示）及びピボット４０を介してリテーナ３９に作用する。このため、リテーナ３９上のシュー３８はカム体３６の斜面３６Ｂに押圧されるとともに、シリンダブロック３４はバルブプレート４１に押圧されている。
【００２９】
シリンダブロック３４が駆動軸２７と一体的に回転されることにより、各ピストン３５が、カム体３６の斜面３６Ｂの傾斜角により規定されたストロークを往復動されるとともに、シリンダボア３４Ａが、バルブプレート４１に透設された吸入ポート４１Ａ及び吐出ポート４１Ｂと交互に連通される。
【００３０】
第２エンドハウジング２には、吸入ポート４１Ａと連通する吸入通路２３Ａと、吐出ポート４１Ｂと連通する吐出通路２３Ｂとがそれぞれ透設されている。吸入通路２３ＡにはＤＭＥが貯留されたタンクと接続された配管が接続され、一方、吐出通路２３Ｂには燃料噴射装置と接続された配管（いずれも図示省略）が接続される。
【００３１】
よって、ピストン３５の往復運動によるポンプ作用により、その吸入行程においてタンクからのＤＭＥが吸入通路２３Ａを介して吸入ポート４１Ａからシリンダボア３４Ａ内に吸入され、その吐出行程においてシリンダボア３４Ａ内のＤＭＥが吐出ポート４１Ｂ及吐出通路２３Ｂから吐出される。ポンプ１２の吐出通路２３Ｂから吐出され燃料噴射装置へと送られたＤＭＥは内燃機関における燃焼に供される。
【００３２】
図２は、リテーナとピボットとの摺動箇所を示す断面図である。同図（ａ）はポンプに組み付けられたリテーナとピボットが圧接した初期段階を示し、同図（ｂ）はリテーナとピボットが長期使用の摩耗により接触面積を広げた段階を示す。また、同図（ｃ）は、同図（ａ）における金属膜の拡大図である。
【００３３】
同図（ａ）に示すように、リテーナ３９の内周面３９Ａは円錐台の側周面形状（テーパ面）に形成されている。一方、ピボット４０の外周面４０Ａは、その軸線に直交するように切った断面の外郭線が円形でかつその軸線を通るように切った断面の外郭線が一対の円弧となる凸曲面となっている。
【００３４】
リテーナ３９は、鉄系金属（例えば炭素鋼）からなる基材５０と、基材５０の少なくとも内周面に形成された金属膜５１とから構成されている。金属膜５１は、本実施形態では純錫を材料とする錫膜からなる。但し、ここでいう純錫とは９９％以上の純度のものを指すものとする。本実施形態では、金属膜５１は電気メッキで成膜されており、実際の錫の純度はほぼ１００％である。錫からなるこの金属膜５１は潤滑材料として機能する。
【００３５】
金属膜５１の材料として錫（Ｓｎ）を採用したのは、錫が塑性変形し易い易塑性金属だからである。ここでいう易塑性金属とは、押圧バネ４２の付勢力によりピボット４０の外周面４０Ａがリテーナ３９の内周面３９Ａに圧接したとき、この圧接力（押圧力）により金属膜５１が塑性変形して圧接箇所の両側へ逃げるように流動し両部品３９，４０間の接触面積を広げる程度に易塑性な金属を指す。図２（ｃ）に示すように、金属膜５１はこのときの圧接力で圧接箇所から押し退けられて広がった部分が、圧接箇所両側へ流動して隙間を埋めてピボット４０の外周面（凸曲面）と接する凹曲面を形成し、両部品３９，４０間の面圧を低減する。よって、ポンプ１２の運転初期段階から、リテーナ３９とピボット４０間に長期運転後の摩耗によって得られる接触面積とさほど変わらない比較的広い接触面積が確保され、両者の面圧が低減する。これによりポンプ１２の運転初期段階におけるリテーナ３９とピボット４０間の焼き付きが一層起きにくくなる。
【００３６】
ここで、金属の易塑性の程度は、金属の硬度で特定でき、例えばブリネル硬さではＨＢ３〜１５の範囲内の値をもつ金属をいう。本実施形態で採用する純錫（Ｓｎ）は、ブリネル硬さがＨＢ７．２である。但し、錫（Ｓｎ）に銅（Ｃｕ）を２重量％未満の僅かな量だけ添加した錫系金属（錫合金）とすることもできる。この銅の添加により錫は硬度が増して金属膜５１の耐摩耗性を向上させることができる。但し、銅の添加量が１０重量％を超えると、錫系金属の硬度が増してその易塑性が損なわれるので、Ｓｎ−Ｃｕ合金とする場合は、銅の添加量は１０重量％未満とする必要がある。
【００３７】
錫からなる金属膜５１の膜厚は、７〜１５μｍの範囲内の値としている。もちろん、金属膜５１の膜厚は５〜２０μｍの範囲内の値であれば良く、さらに３〜３０μｍの範囲内の値であれば一応の効果は得られる。
【００３８】
ここで、金属膜５１の膜厚３μｍ未満では、易塑性金属のボリュームが足らず金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果がほとんど出ない。よって、金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が一応得られるためには、金属膜５１の膜厚３μｍ以上が必要である。また金属膜５１の膜厚５μｍ以上では、金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果がよく得られる。さらに金属膜５１の膜厚７μｍ以上あると、金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果が十分発揮される。
【００３９】
図３は、金属膜の塑性変形による面圧低減作用を説明するものであり、同図（ａ）はリテーナとピボットが圧接する前の各々の初期形状を示し、同図（ｂ）はそれらの圧接後の様子を示し、同図（ｃ）はピボットにおけるリテーナとの接触面積を示す。なお、同図（ａ），（ｂ）では、リテーナとピボットが図２と上下反対の位置関係で示されている。
【００４０】
図３（ａ）の初期形状のリテーナ３９とピボット４０を、ピストン式ポンプ１２に組み付けた状態では、押圧バネ４２のバネ力（付勢力）によりピボット４０の外周面４０Ａがリテーナ３９の内周面３９Ａに所定の押圧力で圧接する。このときの圧接力によって、図３（ｂ）に示すようにピボット４０はリテーナ３９の基材５０に当たるまで金属膜５１に沈み込む（侵入する）。すなわち、同図（ｂ）に示すように、易塑性金属である錫からなる金属膜５１の圧接部分は、ピボット４０の外周面４０Ａが圧接することで塑性変形して押し退けられ、その押し退けられた部分は圧接箇所の両側に盛り上がり、その盛り上がり部分５１Ａがリテーナ３９とピボット４０の圧接箇所両側の隙間を埋める。この結果、リテーナ３９とピボット４０の金属膜５１を介した接触面積が広くなる。このときの接触面積Ｓは、ピボット４０が金属膜５１に沈み込む深さ（この場合は膜厚ｈに等しい）が深くなるほど広くなり、結果として、膜厚ｈが厚くなるほど広くなると言える。
【００４１】
ここで、ピボット４０の曲率半径ｒ、金属膜５１の初期表面（図３（ｂ）における２点鎖線）とピボット４０の外周面４０Ａとの２交点間におけるピボット４０の円弧から決まる中心角θとおく。すると、ピボット４０がリテーナ３９の基材５０に当たるまで金属膜５１に沈み込む（侵入する）ことで得られる分の接触幅（侵入接触幅という）ｂは、次式で表される。
ｂ＝２ｒ・ｓｉｎ（θ／２）  …  （１）
また、盛り上がり部分５１Ａがピボット４０の外周面４０Ａに最大膜厚Ｈで接する２点間におけるピボット４０の円弧から決まる中心角θｏとおく。すると、金属膜５１の盛り上がり部分５１Ａにより最終的に得られる実際の接触幅（実接触幅という）Ｂは、次式で表される。
Ｂ＝２ｒ・ｓｉｎ（θｏ／２）
なお、膜厚ｈと最大膜厚Ｈは、ｈ＝ｒ（１−ｃｏｓ（θ／２））、Ｈ＝ｒ（１−ｃｏｓ（θｏ／２））の各関係式で表される。
【００４２】
また、図３（ｃ）に示すように、ピボット４０とリテーナ３９とが接触してできた円環帯状の接触面Ｐは、その帯の幅中心線（円）で切った断面がピボット４０（つまり駆動軸２７）の軸線Ｃに対してカム体３６の斜面３６Ｂの傾斜角に応じた角度で傾斜するようなラインをとる。ピボット４０の外周面４０Ａを凸球面とし、ピボット４０とリテーナ３９との接触面Ｐの幅中心線によってできる円の半径をＲと仮定すると、接触面積ＳはＳ≒２πＲＢ  で表される。リテーナ３９とピボット４０間の接圧（面圧）（Ｎ／ｍｍ２）は、接触面積Ｓに反比例するので、実接触幅Ｂが長くなるほど接圧は反比例して低減する。
【００４３】
図４は、膜厚の値を２〜４０μｍの範囲で値をいろいろ振ったときに得られる接触幅ｂ、最大膜厚Ｈ、実接触幅Ｂの各値を示す。ここで、侵入接触幅ｂは、（１）式で求まる理論値であり、最大膜厚Ｈと実接触幅Ｂは測定値である。以下、試験方法および測定結果について説明する。
【００４４】
（耐摩耗試験及びその結果）
まず鉄製（炭素鋼）のプレートの表面に錫膜を電気メッキで施し、膜厚２〜４０μｍの範囲で値をいろいろ振って複数のサンプルを作成した。このサンプルの錫膜を施した面に、一端面を球面加工した鉄製のブロックの球面を、押圧バネの付勢力に相当する圧力で押圧し、その押圧状態を保ったまま所定距離を繰り返し往復移動させる摺動実験を行った。摺動時の相対移動速度はリテーナがピボットに摺動するときの速度範囲内の値とした。一定時間（１分）摺動させた後、最大膜厚および実接触幅Ｂを測定した。その結果、図４に示すように、最大膜厚Ｈは、膜厚ｈの薄い範囲（ｈ＝２〜１１μｍ）では膜厚ｈの約４倍となり、膜厚ｈが厚い範囲（ｈ＝３０〜４０μｍ）では膜厚ｈの約２倍になった。膜厚ｈ＝５〜２０μｍのときに、最大膜厚Ｈ＝２０〜６０μｍが得られた。図５は、この試験結果から得られた膜厚ｈと実接触幅Ｂとの関係をグラフに示したものである。
【００４５】
また、リテーナ３９の内周面３９Ａに錫膜を電気メッキで施し、膜厚２〜４０μｍの範囲で値をいろいろ振った複数のサンプルを作成した。各サンプルのリテーナ３９をピストン式ポンプに組み付けて実際の使用条件より過度の回転数で所定時間継続運転する摺動加速試験を行った。摺動加速試験を終えた後、ピストン式ポンプからサンプルを取り外し、リテーナ３９とピボット４０の摺動面を観察した。膜厚３μｍ以上のサンプルでは摩耗の痕跡が見られなかった。膜厚２μｍではピボット４０がリテーナ３９の基材５０に当たる面圧が高過ぎたことに起因する微小の摩耗痕が観察された。また、膜厚３５μｍと４０μｍでは、摩耗は観察されないものの、錫膜の盛り上がり部分が一部剥がれの原因となる形状となった変形が認められた。よって、金属膜５１の膜厚ｈは、３〜３０μｍの範囲であれば一応の効果が期待できる。
【００４６】
ここで、金属膜５１の膜厚３μｍ未満では、錫のボリュームが足らず金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果がほとんど出ない。よって、金属膜５１による面圧低減効果が一応得られるためには、膜厚３μｍ以上が必要である。膜厚ｈが増すに連れて、接触面積が広がって面圧低減効果が高まるため、膜厚５μｍ以上では、金属膜５１による面圧低減効果がさらによくなる。さらに膜厚７μｍ以上あると、金属膜５１の面圧低減効果が十分発揮される。
【００４７】
また金属膜５１の膜厚ｈが３０μｍを超えると接圧は十分小さくできるが、塑性変形したＳｎが大きな塊で脱落して異物となって弊害が出る心配がある。また、金属膜５１の膜厚ｈが２０μｍあれば、金属膜５１の塑性変形により曲面を形成して面圧を下げる効果は十分あるため、それを超える膜厚にする必要はない。さらに金属膜５１の膜厚ｈを１５μｍ以内とすると、曲面形成して面圧を下げる効果が十分得られるうえ易塑性金属のボリュームを少なく済ませられる。例えば電気メッキで金属膜５１を成膜する場合、その製造（成膜）時間を短縮できるうえ、消費電力も低減でき生産性向上に寄与する。よって、金属膜５１を１５μｍ以内とすることが最良である。
【００４８】
よって、易塑性金属（錫）からなる金属膜５１の膜厚ｈの最適な範囲は、７〜１５μｍである。また、金属膜５１の膜厚ｈの良い範囲は、５〜２０μｍとなる。さらに金属膜５１の膜厚の一応効果が得られる範囲は、３〜３０μｍとなる。
【００４９】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）リテーナ３９の内周面３９Ａに純錫（Ｓｎ）からなる金属膜５１を形成した。従って、リテーナ３９の内周面（テーパ面）３９Ａとピボット４０の外周面（凸曲面）４０Ａの接触する面形状が異なっても、両者の接触圧により塑性変形した金属膜５１が外周面４０Ａに沿った曲面を形成することで摺動箇所の面圧を低減する効果が得られる。
【００５０】
（２）金属膜（錫膜）５１の膜厚ｈを７〜１５μｍとしたので、金属膜５１によるリテーナ３９とピボット４０の面圧低減効果が十分得られるうえ、少なめのボリュームで済ませられるため金属膜５１の形成のための成膜時間および消費電力をかなり低く抑えることができる。また、金属膜５１の膜厚が５〜２０μｍの範囲内とすれば、リテーナ３９とピボット４０の面圧低減効果が得られるうえ、少なめのボリュームで済ませられるため金属膜５１の形成のための成膜時間および消費電力を低く抑えることができる。さらに金属膜５１の膜厚ｈが３〜３０μｍであれば、一応の効果が得られる。
【００５１】
（３）金属膜５１を錫膜とすることで、ブリネル硬さＨＢ７〜１５の易塑性を得ることができるので、リテーナ３９とピボット４０間の接触面積を金属膜５１を介して増すことで面圧低減効果を得ることができる。
【００５２】
（４）金属膜５１の材料として純錫（Ｓｎ）を採用したので、金属膜５１の成膜に電気メッキを採用できる。このため、所望する膜厚を稼ぐことができるうえ、合金の成膜に必要な無電解メッキを適用する必要がない。よって、所望する膜厚の金属膜５１を成膜するのに要する成膜時間を短く済ませられ、生産性向上に寄与する。
【００５３】
実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
○  前記実施形態では、錫の割合が９９重量％以上である純錫からなる錫膜を形成したが、純錫には限定されない。例えば銅が数％含有された錫合金であってもよい。例えば銅を２〜４重量％混ぜた合金でもよい。ＳｎにＣｕを混ぜると強度が増すので、適度に混ぜるのは、耐摩耗性向上の効果がある。一方、Ｃｕを過度に混ぜると塑性変形しにくくなるので、Ｃｕは１０重量％未満とする。また、Ｃｕを混ぜるには、無電解メッキで成膜する必要があるため、膜厚が数μｍ以下に制限される。
【００５４】
○  易塑性金属は純錫（純度９９％以上）に限定されない。例えば金属の易塑性は例えばブリネル硬さで示すことができる。ブリネル硬さでＨＢ３〜５０の金属であれば金属膜用の材料として採用することができる。ブリネル硬さＨＢ３〜５０に該当する金属としては、Ｐｂ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｕが挙げられ、ＰｂがＨＢ３〜７、ＡｌがＨＢ約３０、ＺｎがＨＢ３０〜５０、ＣｕがＨＢ約５０である。もちろんブリネル硬さでＨＢ３〜５０であれば、これらの金属のうち一つをベースとして他の金属を含有した合金、これらのうち選択した少なくとも２種の金属の合金、これらの金属の合金をベースとして上記以外の他の金属を含有した合金とすることもできる。
【００５５】
ここで、金属膜はブリネル硬さＨＢ３未満、易塑性金属の流動性が高まり過ぎて圧力を伝達しにくくなるため、接触面積を広く稼げたとしても圧力低減にあまり寄与せず、圧力が一部に集中する線接触に近い状態となる。また、ブリネル硬さＨＢ５０を超える硬い金属は変形し難いため、金属膜に使用しても、球面形成による面圧低減効果はほとんど期待できなくなる。
【００５６】
また、金属膜の材料となる易塑性金属とは、ブリネル硬さがＨＢ７〜２５の範囲内の値をとる金属であることが望ましい。これは、ブリネル硬さでＨＢ２５を超える硬さをもつＡｌ，Ｚｎ，Ｃｕは、Ｓｎに比べ約４〜１０倍の硬さがあって変形し難いため、球面形成による面圧低減効果は小さくなるからである。また、Ｐｂはブリネル硬度がＨＢ３〜７と低い値をもち、Ｓｎと同等の効果が期待できるが、環境負荷物質であるため避けた方がよい。
【００５７】
さらに金属膜の材料となる易塑性金属は、ブリネル硬さがＨＢ７〜１５の範囲内の値をとる金属であることが最適である。これは、この程度の硬さ（軟らかさ）の金属であれば必要とされる易塑性が十分であり、球面成形による面圧低減効果が十分得られるからである。
【００５８】
○  前記実施形態では、リテーナ３９の内周面３９Ａに錫膜を形成したが、ピボット４０の外周面４０Ａに錫膜を形成してもよい。さらにリテーナ３９の内周面３９Ａとピボット４０の外周面との両方に錫膜を形成してもよい。これらの構成によっても、リテーナ３９とピボット４０の接触幅（接触面積）をピストン式ポンプの使用初期段階からある程度確保でき、その広い接触面積によって接触圧が小さくなり、ひいては摩耗進行速度を遅くすることができる。なお、ピボット４０の外周面４０Ａに錫膜を形成した場合、ピボット４０は駆動軸２７とともに回転するので、リテーナ３９との摺動箇所が変化する。従って、リテーナ３９の内周面３９Ａに錫膜を形成した形態に比べ効果が落ちる。ゆえにリテーナ３９側への金属膜形成（錫膜形成）が好ましい。
【００５９】
○  リテーナ３９とピボット４０の摺動部分の面形状は、テーパ面と凸曲面の組合せに限定されない。例えばリテーナ３９の内周面がピボット４０の外周面より大きな曲率半径を有する凹曲面（リテーナの軸線を通る断面における外郭線が円弧）であってもよい。
【００６０】
○  ピボットがリテーナに圧接した初期状態（ポンプの使用初期段階）で、ピボットが金属膜に沈み込むものの基材には当接しない構成でもよい。
○  前記実施形態では、電動モータを内蔵するピストン式ポンプに適用したが、電動モータを内蔵しないピストン式ポンプに適用することもできる。例えばエンジン（内燃機関）の回転出力を、タイミングベルト及びプーリなどからなる動力伝達機構を介して駆動軸に入力することで駆動されるピストン式ポンプに適用することもできる。また車両用に限らず、定置式の燃料供給装置にも適用できる。
【００６１】
○  ピストン式ポンプは、そのハウジング内にギヤポンプなど他の方式のポンプを併せて内蔵する構成でもよい。ピストン式のポンプ機構は、ＤＭＥを燃料噴射装置に向けて圧送するための主たるポンプとして位置付けられ、一方、ギヤポンプは、ピストン式のポンプ機構の吸入行程におけるＤＭＥの気化防止のための与圧用のポンプとして位置付けられる。
【００６２】
○  液体燃料としては、ＤＭＥ以外にも、燃料に用いられる公知の液体を使用することができる。例えばメタノールでもよい。
上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００６３】
（１）請求項１乃至６のいずれか一項において、前記金属膜は少なくともリテーナの内周面に形成されていることを特徴とするピストン式ポンプ。
（２）請求項１乃至６のいずれか一項において、前記リテーナの内周面は前記ピボットの外周面たる凸曲面に略線接触する面形状に形成されている。
【００６４】
（３）請求項１において、前記易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、５〜２０μｍであることを特徴とするピストン式ポンプ。
（４）請求項１において、前記易塑性金属からなる金属膜の膜厚は、７〜１５μｍであることを特徴とするピストン式ポンプ。
【００６５】
（５）請求項１、２及び技術的思想（３），（４）のいずれか一項において、前記金属膜の材料となる易塑性金属とは、ブリネル硬さがＨＢ７〜２５の範囲内の値をとる金属であることを特徴とするピストン式ポンプ。
【００６６】
（６）請求項１、２及び技術的思想（３），（４）のいずれか一項において、前記金属膜の材料となる易塑性金属とは、ブリネル硬さがＨＢ７〜１５の範囲内の値をとる金属であることを特徴とするピストン式ポンプ。
【００６７】
（７）請求項５において、前記錫系金属は、錫に１０重量％未満の銅を混ぜた組成であることを特徴とするピストン式ポンプ。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、摺動面が点接触や線接触となるなど接触面積が小さくなる面形状の部品（リテーナとピボット）間であっても、摺動箇所の面圧を低減できるピストン式ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態におけるピストン式ポンプの断面図。
【図２】リテーナとピボットの摺動面における断面図であり、（ａ）は初期段階、（ｂ）は長期運転後の段階をそれぞれ示し、（ｃ）は同図（ａ）における金属膜の拡大図を示す。
【図３】ピボットとリテーナ間に介在する金属膜の面圧低減作用を説明する模式断面図であり（ａ）は圧接前段階、（ｂ）は圧接状態をそれぞれ示し、（ｃ）は接触面を説明するピボットの側面図である。
【図４】金属膜（錫膜）の膜厚と接触幅との関係を示すデータ図。
【図５】金属膜（錫膜）の膜厚と接触幅との関係を示すグラフ。
【図６】従来技術におけるリテーナとピボットの摺動面における断面図であり、（ａ）は初期段階、（ｂ）は長期運転後の段階をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１２…ピストン式ポンプとしてのアキシャルピストン式ポンプ、２７…駆動軸、３４…シリンダ体（回転体）としてのシリンダブロック、３４Ａ…シリンダボア、３５…ピストン、３６…案内部としてのカム体、３６Ｂ…斜面（カム面）、３７…継手部としての球面継手、３８…シュー、３９…リテーナ、３９Ａ…内周面、４０…ピボット、４０Ａ…外周面、４２…付勢手段としての押圧バネ、５０…基材、５１…金属膜、ｈ…膜厚。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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