JP6973271B2 - プロテクタ及びプロテクタ製造方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決するためのプロテクタは、炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラーが埋め込まれており、前記カラーに挿通させたボルトで高圧燃料ポンプとともに内燃機関の機関本体に締結され、前記高圧燃料ポンプを保護するプロテクタである。このプロテクタでは、前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との間に弾性を有する絶縁層が介在しており、前記カラーは前記絶縁層が圧縮されている状態で、前記炭素繊維強化樹脂に埋め込まれている。
また、プロテクタの一態様では、前記絶縁層はゴムからなり、前記カラーの外周面にコーティングされている。
上記のようなプロテクタを製造するプロテクタ製造方法は、炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラーが埋め込まれており、前記カラーに挿通させたボルトで高圧燃料ポンプとともに内燃機関の機関本体に締結され、前記高圧燃料ポンプを保護するプロテクタを製造するプロテクタ製造方法である。そして、このプロテクタ製造方法は、弾性を有する絶縁部材が外周面にコーティングされた前記カラーを型の内部に配置する第1工程と、前記カラーが配置された型の内部に充填されている前記炭素繊維強化樹脂を加圧して前記炭素繊維強化樹脂により前記絶縁部材を圧縮することによって、前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との間に圧縮された前記絶縁部材による絶縁層を介在させた状態で、前記炭素繊維強化樹脂に前記カラーをインサート成形する第2工程と、を含む。
また、このプロテクタ製造方法の一態様では、前記第2工程において、前記絶縁層が介在している部位において前記プロテクタの定格温度範囲内で生じ得る前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との変位差の最大値よりも大きな変位量で前記絶縁部材が圧縮された状態になるまで、前記炭素繊維強化樹脂を加圧する。
図1に示されているように、内燃機関100のシリンダブロック30の下部には、クランクケース20が連結されている。クランクケース20の下端には、オイルパン10が取り付けられている。また、シリンダブロック30の上端には、シリンダヘッド40が取り付けられている。シリンダヘッド40の上端には、カムハウジング50が取り付けられている。そして、カムハウジング50の上端には、シリンダヘッドカバー60が取り付けられている。これらオイルパン10、クランクケース20、シリンダブロック30、シリンダヘッド40、カムハウジング50及びシリンダヘッドカバー60を組み合わせて機関本体が構成されている。
図4に示されているように、底板161には貫通孔162が設けられている。そして、図3に示されているように、高圧燃料ポンプ90のプランジャ91はこの貫通孔162を通じてカムハウジング50内に挿入されている。高圧燃料ポンプ90と貫通孔162の内壁面との間は高圧燃料ポンプ90に嵌め込まれているゴム製のシールリング163によってシールされている。
図2及び図4に示されているようにプロテクタ160の壁板165は、車両後方側に位置していて図1に示されているようにカウルトップパネル200と対向する正面壁166と、正面壁166の両端から車両前方側に向かってそれぞれに延びている第1側壁167及び第2側壁168とからなっている。
プロテクタ160は、熱硬化性樹脂を母材とし、炭素繊維を強化繊維とした前駆体を、型に入れて圧縮した状態で加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させることによって製造される。前駆体は、炭素繊維を編み込んで織物にしたものに熱硬化性樹脂を塗布、含浸させたシート体を積み重ねて構成したものである。前駆体においては、炭素繊維樹脂が、前駆体の厚さ方向に積み重なった状態になっている。そのため、前駆体では強化繊維である炭素繊維の延伸方向が厚さ方向と垂直な方向となる。
なお、炭素繊維強化樹脂を圧縮する工程では、絶縁層199が介在している部位においてプロテクタ160の定格温度範囲内で生じ得るカラー190と炭素繊維強化樹脂との変位差の最大値に基づいて絶縁層199を圧縮する量が設定されている。そして、プロテクタ160が使用可能な温度範囲である定格温度範囲内で生じ得る変位差の最大値よりも大きな変位量で絶縁層199が圧縮された状態になるまで、炭素繊維強化樹脂を加圧するようにしている。プロテクタ160を構成している炭素繊維強化樹脂では上記のように炭素繊維が厚さ方向に積み重なっているため、厚さ方向と直交する方向の熱膨張や熱収縮は生じにくい。その一方で、図9に矢印で示したように厚さ方向における熱膨張や熱収縮が生じやすい。そのため、上記の圧縮量は厚さ方向における変位差の最大値に基づいて算出されている。
車両が前方から衝突し、車両前部が車両後方に向かって変形した場合、車両前部の変形に伴って内燃機関100が車両後方に移動する。プロテクタ160を備えた内燃機関100では、高圧燃料ポンプ90の車両後方側にプロテクタ160の壁板165の正面壁166が設けられている。そのため、内燃機関100が車両後方に移動した際には、正面壁166がカウルトップパネル200に当接し、高圧燃料ポンプ90とカウルトップパネル200が衝突することを防ぐ。すなわち、高圧燃料ポンプ90はプロテクタ160によって保護され、高圧燃料ポンプ90が直接カウルトップパネル200に衝突してしまうことが抑制される。
(1)プロテクタ160が熱膨張や熱収縮した際に、金属製のカラー190と炭素繊維強化樹脂との熱膨張係数の差によってカラー190の変位量と樹脂の変位量とにずれがあり、そのずれがカラー190と樹脂とを引き離す方向に作用したとしても、圧縮されている絶縁層199がカラー190や樹脂の変位に追従して復元する。そのため、熱膨張係数の差による絶縁層199の損傷を抑制し、ガルバニック腐食を抑制することができる。
・凹凸部191が3つの凸条196を含んでいる構成を例示したが、凹凸部191はカラー190の厚さ方向において凹凸が交互に並んだ形状になっていればよく、具体的な構成は適宜変更することができる。例えば、凹凸部が凸条を含んでいる構成を採用する場合には、その凸条の数を変更してもよい。また、凸条の断面形状は山型に限らず、適宜変更してもよい。また、凹凸部が、周方向に連続する凸条ではなく、複数の突起を含んでいる構成を採用してもよい。
・カラー190をインサート成形するのではなく、炭素繊維強化樹脂によって構成された底板161に設けられた孔に圧入するようにしてもよい。その場合には、圧入する際に絶縁層199が圧縮されることになる。
Claims (4)
- 炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラーが埋め込まれており、前記カラーに挿通させたボルトで高圧燃料ポンプとともに内燃機関の機関本体に締結され、前記高圧燃料ポンプを保護するプロテクタであり、
前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との間に弾性を有する絶縁層が介在しており、
前記絶縁層が介在している部位において定格温度範囲内で生じ得る前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との変位差の最大値よりも大きな変位量で前記絶縁層が圧縮された状態で、前記カラーが前記炭素繊維強化樹脂に埋め込まれている
プロテクタ。 - 炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラーが埋め込まれており、前記カラーに挿通させたボルトで高圧燃料ポンプとともに内燃機関の機関本体に締結され、前記高圧燃料ポンプを保護するプロテクタであり、
前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との間に弾性を有する絶縁層が介在しており、
前記カラーは前記絶縁層が圧縮されている状態で、前記炭素繊維強化樹脂に埋め込まれており、
前記絶縁層はゴムからなり、前記カラーの外周面にコーティングされている
プロテクタ。 - 炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラーが埋め込まれており、前記カラーに挿通させたボルトで高圧燃料ポンプとともに内燃機関の機関本体に締結され、前記高圧燃料ポンプを保護するプロテクタを製造するプロテクタ製造方法であり、
弾性を有する絶縁部材が外周面にコーティングされた前記カラーを型の内部に配置する第1工程と、
前記カラーが配置された型の内部に充填されている前記炭素繊維強化樹脂を加圧して前記炭素繊維強化樹脂により前記絶縁部材を圧縮することによって、前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との間に圧縮された前記絶縁部材による絶縁層を介在させた状態で、前記炭素繊維強化樹脂に前記カラーをインサート成形する第2工程と、を含む
プロテクタ製造方法。 - 前記第2工程において、前記絶縁層が介在している部位において前記プロテクタの定格温度範囲内で生じ得る前記カラーと前記炭素繊維強化樹脂との変位差の最大値よりも大きな変位量で前記絶縁部材が圧縮された状態になるまで、前記炭素繊維強化樹脂を加圧する
請求項3に記載のプロテクタ製造方法。
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