JP2019183678A - 固定用スペーサ - Google Patents

Abstract

【課題】外周に突起部を有する筒状のスペーサを用いてヒートインシュレータをボルト穴に固定する場合において、スペーサの圧入時に突起部の一部が圧入先の部材の開口からはみ出すことを抑える。【解決手段】第１筒部３２をボルト穴１４ｂに挿入すると、第１突起部３６が塑性変形する。塑性変形した第１突起部３６の一部を「変形部」５２とすると、変形部５２は、第１筒部３２の圧入方向とは反対の方向に移動する。ただし、変形部５２は、ボルト穴１４の開口からはみ出すことなく、ボルト穴１４ｂと第１筒部３２の間に収まる。この理由は、第１筒部３２と第２筒部３４の境界と、第１突起部３６の非テーパ状の端部との間に隙間が形成されているためである。【選択図】図６

Description

本発明は、ヒートインシュレータをボルト穴に固定するためのスペーサに関する。

特開２００４−３３２６５４号公報には、燃料ポンプをシリンダヘッドカバーに取り付けるためのポンプリフタが開示されている。このポンプリフタは、フランジを備えている。このフランジには、ボルト穴が形成されている。このボルト穴には、燃料ポンプをシリンダヘッドカバーに取り付けるためのボルトが嵌め合わされる。

フランジとシリンダヘッドカバーの間には、シリンダヘッドカバーから燃料ポンプへの熱移動を抑えるためのヒートインシュレータが設けられる。このヒートインシュレータには、ボルト穴が形成されている。このボルト穴には、上記ボルトが嵌め合わされる。つまり、ヒートインシュレータとポンプリフタは、ボルトによって共締めされている。

特開２００４−３３２６５４号公報

ところで、上述したヒートインシュレータは平板状である。そのため、シリンダヘッドカバーとの接触面積が大きい。故に、シリンダヘッドカバーからの熱が燃料ポンプに伝わる可能性がある。

この点、筒状のヒートインシュレータを上述したフランジのボルト穴に圧入する固定手法を採用すれば、平板状のヒートインシュレータを採用する場合に比べて、シリンダヘッドカバーからの熱が燃料ポンプに伝わる面積（伝熱面積）を減らすことが可能となる。更に、この筒状のヒートインシュレータをボルト穴に直接的に圧入する固定手法ではなく、外周に突起部を有する筒状のスペーサの一端をヒートインシュレータに圧入し、当該スペーサの他端をボルト穴に圧入する固定手法を採用すれば、伝熱面積を一層減らすことが可能となる。

ところが、この突起部のスペーサの軸方向における長さが長過ぎると、次の問題があることが明らかとなった。すなわち、スペーサのボルト穴への圧入時に塑性変形した突起部の一部が挿入方向とは反対側の開口からはみ出してしまう。筒状のヒートインシュレータへの圧入時も同様で、スペーサの圧入により変形した突起部の一部が挿入方向とは反対側の開口からはみ出してしまう。

本発明は、上述した課題の少なくとも１つに鑑みてなされたものであり、外周に突起部を有する筒状のスペーサを用いてヒートインシュレータをボルト穴に固定する場合において、スペーサの圧入時に突起部の一部が圧入先の部材の開口からはみ出すことを抑えることを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するための固定用スペーサであり、次の特徴を有する。
前記固定用スペーサは、ポンプリフタのボルト穴に筒状のヒートインシュレータを固定するスペーサである。
前記固定用スペーサは、第１筒部と、第２筒部と、第１突起部と、第２突起部と、を備える。
前記第１筒部は、前記ボルト穴の径よりも小さい外径を有する。
前記第２筒部は、前記ヒートインシュレータの内径よりも小さい外径を有する。
前記第１突起部は、前記第１筒部の外周に設けられる。
前記第２突起部は、前記第２筒部の外周に設けられる。
前記第１突起部の前記第１筒部の径方向における幅は、前記ボルト穴の径と前記第１筒部の外径の差よりも大きい。
前記第２突起部の前記第２筒部の径方向における幅は、前記ヒートインシュレータの内径と前記第２筒部の外径の差よりも大きい。
前記第１突起部の前記第１筒部の軸方向における長さは、前記第１筒部の長さよりも短い。
前記第２突起部の前記第２筒部の軸方向における長さは、前記第２筒部の長さよりも短い。
前記第１筒部と前記第２筒部の境界に近い前記第１突起部の一端は、前記境界から第１の所定距離だけ離れた位置に設けられる。
前記境界に近い前記第２突起部の一端は、前記境界から第２の所定距離だけ離れた位置に設けられる。

本発明によれば、ヒートインシュレータのボルト穴への固定作業の際に、第１筒部とボルト穴を組み合わせ、第２筒部とヒートインシュレータを組み合わせることができる。この固定作業の際、ボルト穴と第１筒部は第１突起部を介して接触し、ヒートインシュレータと第２筒部は第２突起部を介して接触する。そのため、ボルト穴と第１筒部を直接的に接触させる場合、および、ヒートインシュレータと第２筒部を直接的に接触させる場合に比べて、伝熱面積を減らすことができる。

また、固定作業の際、第１突起部は、ボルト穴への圧入により塑性変形し、第１筒部と第２筒部の境界に近づく方向にその一部が移動する。第１突起部と同様に、第２突起部は、ヒートインシュレータへの圧入により変形し、上記境界に近づく方向にその一部が移動する。この点、本発明によれば、第１突起部と上記境界とが第１の所定距離だけ離れており、第２突起部と上記境界とが第２の所定距離だけ離れている。そのため、スペーサの圧入時において、これらの隙間に変形部が移動することができる。したがって、圧入先の開口から変形部がはみ出すのを抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る固定用スペーサの使用例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る固定用スペーサの平面図である。 本発明の実施の形態に係る固定用スペーサの側面図である。 本発明の実施の形態に係る固定用スペーサの構成の特徴を説明する図である。 比較用スペーサの第１筒部をボルト穴に圧入するときの拡大模式図である。 本実施の形態に係る固定用スペーサの第１筒部をボルト穴に圧入するときの拡大模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．固定用スペーサの構成の説明
本発明の実施の形態に係る固定用スペーサは、ヒートインシュレータをポンプリフタのボルト穴に固定するためのスペーサである。この固定用スペーサの構成について、図１乃至図４を参照しながら説明する。

１．１ 固定用スペーサの使用例
図１は、本実施の形態に係る固定用スペーサの使用例を説明する図である。本実施の形態に係るスペーサ３０は、直噴式のエンジンに好適に用いられる樹脂製のスペーサである。ポンプリフタ１０は、エンジンのシリンダヘッドカバーに燃料ポンプを取り付けるための部材である。ポンプリフタ１０は、金属製のフランジ１２を備えている。フランジ１２には、ボルト穴１４が２箇所形成されている。ボルト穴１４には、燃料ポンプをシリンダヘッドカバーに取り付けるためのボルトが嵌め合わされる。

ボルト穴１４の径は、途中で拡大している。相対的に小径のボルト穴１４ａと大径のボルト穴１４ｂの寸法差により、フランジ１２の内部に底面１２ａが形成される。この底面１２ａに、筒状のスペーサ３０の一方の端部が対向して配置される。スペーサ３０の他方の端面は、筒状のヒートインシュレータ２０に挿入される。ヒートインシュレータ２０は、シリンダヘッドカバーから燃料ポンプへの熱移動を抑えるための金属製の部材である。ヒートインシュレータ２０は、スペーサ３０によってボルト穴１４に固定される。

１．２ スペーサ３０の具体的な構成
図２は、本実施の形態に係る固定用スペーサの平面図である。図３は、本実施の形態に係る固定用スペーサの側面図である。図２乃至図３に示すように、スペーサ３０は、第１筒部３２および第２筒部３４を備えている。第１筒部３２と第２筒部３４の内径は一致している。一方、第１筒部３２の外径は、第２筒部３４の外径よりも大きい。第１筒部３２と第２筒部３４は一体的に形成されているため、両者の間に境界は存在しない。ただし、本明細書では、スペーサの３０の外径が変わる箇所を、第１筒部３２と第２筒部３４の境界と定義する。

第１筒部３２の外周には、第１突起部３６ａ〜３６ｄが形成されている。第２筒部３４の外周には、第２突起部３８ａ〜３８ｄが形成されている。以下、説明の便宜上、第１突起部３６ａ〜３６ｄを「第１突起部３６」と総称し、第２突起部３８ａ〜３８ｄを「第２突起部３８」と総称する。第１突起部３６および第２突起部３８は、第１筒部３２や第２筒部３４と一体的に形成されている。第１突起部３６および第２突起部３８は三角柱状である。

ただし、スペーサ３０端面側（つまり、第１筒部３２の非境界側）において、第１突起部３６の端部はテーパ状に切り欠きされている。第１突起部３６と同様に、第２突起部３８の端部もテーパ状に切り欠きされている。スペーサ３０の両端面は、スペーサ３０の圧入の際に、ボルト穴１４およびヒートインシュレータ２０の開口と対向する。そのため、テーパ状に切り欠いた端部によれば、ボルト穴１４ｂやヒートインシュレータ２０にスペーサ３０をスムーズに挿入することが可能となる。

第１筒部３２の径方向における第１突起部３６の最大幅は、第１筒部３２の外径とボルト穴１４ｂの径の差よりも第１の所定幅だけ大きい。第２筒部３４の径方向における第２突起部３８の幅は、第２筒部３４の外径とヒートインシュレータ２０の内径の差よりも第２の所定幅だけ大きい。第１の所定幅は、後述する第１の所定距離との兼ね合いによって設計される。第２の所定幅も同様で、後述する第２の所定距離との兼ね合いによって設計される。第１突起部３６および第２突起部３８の最大幅をこのように設計することで、ボルト穴１４ｂおよびヒートインシュレータ２０と、スペーサ３０と、を強固に接続することが可能となる。

１．３ 比較用スペーサとの違い
図４は、本実施の形態に係る固定用スペーサの構成の特徴を説明する図である。図４の右方が本実施の形態に係る固定用スペーサの平面図および側面図であり、これらの図は図２および図３と同一である。図４の左方が比較用スペーサの平面図および側面図である。

比較用スペーサの構成を簡単に説明する。比較用スペーサは、第１筒部４２および第２筒部４４を備えている。第１筒部４２および第２筒部４４は、第１筒部３２および第２筒部３４と同一の部材である。第１筒部４２の外周には、第３突起部４６ａ〜４６ｄが形成されている。第２筒部４４の外周には、第４突起部４８ａ〜４８ｄが形成されている。以下、説明の便宜上、第３突起部４６ａ〜４６ｄを「第３突起部４６」と総称し、第４突起部４８ａ〜４８ｄを「第４突起部４８」と総称する。

第３突起部４６との比較に基づいて、第１突起部３６の特徴を説明する。第１筒部４２の軸方向における第３突起部４６の長さは、第１筒部４２自体の長さと概ね等しい。これに対し、第１筒部３２の軸方向における第１突起部３６の長さは、第１筒部３２自体の長さよりも短い。より具体的に、第１筒部３２と第２筒部３４の境界と、第１突起部３６の非テーパ状の端部との間には、隙間が形成されている。この隙間の距離は、第１の所定距離に設計されている。第１の所定距離は、上記第１の所定幅、第１突起部３６の体積や材質特性を考慮して、後述する作用・効果を奏することのできる距離として設計される。

また、第４突起部４８との比較に基づいて、第２突起部３８の特徴を説明する。第２筒部４４の軸方向における第４突起部４８の長さは、第２筒部３４の軸方向における第２突起部３８の長さと概ね等しい。ただし、第４突起部４８が第１筒部４２と第２筒部４４の境界の近くに位置しているのに対し、第２突起部３８は、第１筒部３２と第２筒部３４の境界から離れている。つまり、第１筒部３２と第２筒部３４の境界と、第２突起部３８の非テーパ状の端部との間には、比較的大きな隙間が形成されている。この比較的大きな隙間の距離は、第２の所定距離に設計されている。第２の所定距離は、上記第２の所定幅、第２突起部３８の体積、第２突起部３８の材質特性や、第２突起部３８の設置位置を考慮して、後述する作用・効果を奏することのできる距離として設計される。

２．作用・効果
図５乃至図６を参照して、本実施の形態に係る固定用スペーサの作用・効果を説明する。図５は、比較用スペーサの第１筒部４２を、ボルト穴１４ｂに圧入するときの拡大模式図である。図５の左方に示す矢印の方向に第１筒部４２を挿入すると、第３突起部４６が塑性変形する。塑性変形した第３突起部４６の一部を「変形部」５０とすると、変形部５０は、第１筒部４２の圧入方向とは反対の方向に移動する。この結果、図５の右方に示すように、変形部５０は、ボルト穴１４ｂの開口からはみ出してしまう。

開口からはみ出した変形部５０は、第１筒部４２がボルト穴１４ｂから脱落する方向に反力を発生させる。この反力は、スペーサ３０の圧入の段階から発生するため、第１筒部４２の挿入深さが浅くなり易い。したがって、第１筒部４２とボルト穴１４ｂの接続状態が不十分となり易く、第１筒部４２が脱落し易い。

図６は、本実施の形態に係る固定用スペーサの第１筒部３２を、ボルト穴１４ｂに圧入するときの拡大模式図である。図６の左方に示す矢印の方向に第１筒部３２を挿入すると、第１突起部３６が塑性変形する。塑性変形した第１突起部３６の一部を「変形部」５２とすると、変形部５２は、第１筒部３２の圧入方向とは反対の方向に移動する。ここまでは、比較用スペーサでの状況と同じである。

ただし、変形部５２は、ボルト穴１４の開口からはみ出すことなく、ボルト穴１４ｂと第１筒部３２の間に収まる。この理由は、第１突起部３６の非テーパ状の端部との間に隙間が形成されているためである。よって、図５で説明した反力の発生を抑えることができる。また、第１筒部３２をボルト穴１４ｂの最深部まで挿入できる。故に、第１筒部３２の脱落を抑えることができる。

なお、図６では第１突起部３６の圧入時を例として説明したが、第２突起部３８の圧入時も同様の状況となる。このように、本実施の形態に係る固定用スペーサは、第１筒部３２と第２筒部３４の境界と、第１突起部３６の非テーパ状の端部との間に設けた隙間、および、同境界と第２突起部３８の非テーパ状の端部との間に設けた隙間によって、圧入時に塑性変形する第１突起部３６や第２突起部３８の一部が圧入先の開口からはみ出すのを抑えて、ボルト穴１４ｂおよびヒートインシュレータ２０と、スペーサ３０とを強固に接続することができる。

３．その他の実施の形態
上記実施の形態では第１突起部３６および第２突起部３８の数がそれぞれ４であったが、これらの数は２でもよく、３でもよいし、５以上でもよい。ただし第１突起部３６の第１筒部３２の外周方向における間隔、および、第２突起部３８の第２筒部３４の外周方向における間隔は、上記実施の形態での間隔と同様に、それぞれ等間隔に設計されることが望ましい。

１０ ポンプリフタ
１２ フランジ
１２ａ 底面
１４、１４ａ、１４ｂ ボルト穴
２０ ヒートインシュレータ
３０、４０ スペーサ
３２、４２ 第１筒部
３４、４４ 第２筒部
３６、３６ａ〜３６ｄ 第１突起部
３８、３８ａ〜３８ｄ 第２突起部
４６、４６ａ〜４６ｄ 第３突起部
４８、４８ａ〜４８ｄ 第４突起部

Claims (1)

1. ポンプリフタのボルト穴に筒状のヒートインシュレータを固定するスペーサであって、
   前記ボルト穴の径よりも小さい外径を有する第１筒部と、
   前記ヒートインシュレータの内径よりも小さい外径を有する第２筒部と、
   前記第１筒部の外周に設けられた第１突起部と、
   前記第２筒部の外周に設けられた第２突起部と、
   を備え、
   前記第１突起部の前記第１筒部の径方向における幅は、前記ボルト穴の径と前記第１筒部の外径の差よりも大きく、
   前記第２突起部の前記第２筒部の径方向における幅は、前記ヒートインシュレータの内径と前記第２筒部の外径の差よりも大きく、
   前記第１突起部の前記第１筒部の軸方向における長さは、前記第１筒部の長さよりも短く、
   前記第２突起部の前記第２筒部の軸方向における長さは、前記第２筒部の長さよりも短く、
   前記第１筒部と前記第２筒部の境界に近い前記第１突起部の一端は、前記境界から第１の所定距離だけ離れた位置に設けられ、
   前記境界に近い前記第２突起部の一端は、前記境界から第２の所定距離だけ離れた位置に設けられる
   ことを特徴とする固定用スペーサ。

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