JP6973271B2 - プロテクタ及びプロテクタ製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は内燃機関の機関本体に取り付けられ、内燃機関の高圧燃料ポンプを保護するプロテクタ及び同プロテクタを製造するプロテクタ製造方法に関するものである。
特許文献１には、高圧燃料ポンプを保護するプロテクタを、高圧燃料ポンプとともに機関本体におけるヘッドカバーにボルトで締結した内燃機関が開示されている。内燃機関の軽量化を図る上では、こうしたプロテクタを、鋳鉄などよりも比強度の高い炭素繊維強化樹脂で構成することが考えられる。
しかし、樹脂製のプロテクタをボルトで締結し、高温環境下で使用すると、プロテクタにおけるボルトで締結されている部分がクリープ変形するおそれがある。クリープ変形が生じると、締結力が弱まり、緩みも生じやすくなる。そこで、プロテクタにおけるボルトが挿通する部分に、樹脂よりもクリープ変形しにくい金属製のカラーを埋め込むことが考えられる。
ところが、強化繊維として使用されている炭素繊維は導電性を有しているため、金属製のカラーと炭素繊維強化樹脂との境界面に、雨水などの液体が浸入すると、ガルバニック腐食が生じるおそれがある。
特許文献２には、こうしたガルバニック腐食を抑制するために、金属製のカラーと炭素繊維強化樹脂との間に絶縁層になる接着剤を介在させて、隙間を接着剤で封止するようにした構成が開示されている。
特開２０１４−１０１８０７号公報 特開２０１６−１１４１３９号公報
ところで、樹脂は金属に比べて熱膨張係数が大きい。そのため、隙間を接着剤で封止するようにした場合であっても、熱膨張係数の差によるカラーと樹脂との変位差に追従できずに接着剤による絶縁層が破断してしまうと、液体の浸入を抑制しきれなくなってガルバニック腐食が生じてしまうおそれがある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
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。
上記構成によれば、熱膨張係数の差によってカラー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がカラー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。
プロテクタの一態様では、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。
上記構成によれば、絶縁層が、定格温度範囲内におけるカラーと炭素繊維強化樹脂との変位差に追従し続けるようになる。
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。
このようにカラーの外周面にゴムをコーティングすることによって、カラーの外周面と樹脂との間に絶縁層を介在させることができる。
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。
上記の製造方法によれば、インサート成形の際に炭素繊維強化樹脂に加える圧力を利用して絶縁部材を圧縮し、圧縮された状態の絶縁層を形成することができる。
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。
上記の製造方法によれば、絶縁層が、定格温度範囲内におけるカラーと炭素繊維強化樹脂との変位差に追従し続けるプロテクタを製造することができる。
内燃機関における高圧燃料ポンプ及びプロテクタの搭載位置を示す模式図。 高圧燃料ポンプ及びプロテクタの上面図。 図２における３−３線矢視断面図。 プロテクタの斜視図。 図３におけるカラー近傍を拡大して示す断面図。 下型にカラーを配置した状態を示す模式図。 下型に前駆体を配置した状態を示す模式図。 プロテクタを成型している状態を示す模式図。 プロテクタにおけるカラーと樹脂との間の絶縁層を拡大して示す模式図。
以下、内燃機関の機関本体に取り付けられるプロテクタの一実施形態及び同プロテクタを製造するプロテクタ製造方法について、図面を参照して説明する。
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。
機関本体の上部には、高圧燃料ポンプ９０がプロテクタ１６０とともに取り付けられている。すなわち、高圧燃料ポンプ９０は、シリンダヘッドカバー６０の上部に位置している。高圧燃料ポンプ９０は燃料供給配管１３０を通じて供給された燃料を圧縮して高圧燃料配管１５０を通じて筒内燃料噴射弁に供給する。
カムハウジング５０内には、吸気カムシャフト１２０と排気カムシャフト１１０が収容されている。高圧燃料ポンプ９０は、排気カムシャフト１１０によって駆動されるプランジャポンプであり、排気カムシャフト１１０の上方に取り付けられている。
図１は、車両に搭載された状態の内燃機関１００の姿勢を示している。なお、図１では図面左側が車両前方であり、図面右側が車両後方である。内燃機関１００は、上方ほど車両後方側に位置するように、上部を車両後方側に傾けた状態で車両に搭載される。車両に搭載された状態において、高圧燃料ポンプ９０の車両後方側には、二点鎖線で示されているように、車体を構成する部品の１つであるカウルトップパネル２００が存在している。
車両が前方から衝突した場合には、衝突による車両前部の変形、すなわち内燃機関１００が収容されているエンジンルームの変形に伴い、内燃機関１００が車両後方側に移動する。プロテクタ１６０はその際に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との衝突を抑制する。すなわち、プロテクタ１６０は、高圧燃料ポンプ９０を保護するために設けられている。
図２に示されているように、燃料供給配管１３０は高圧燃料ポンプ９０の手前で高圧燃料ポンプ９０に通じる配管と低圧燃料配管１４０とに分岐しており、高圧燃料ポンプ９０に供給されなかった燃料は低圧燃料配管１４０を通じてポート燃料噴射弁に供給される。
図２〜図４に示されているように、プロテクタ１６０は、底板１６１と底板１６１から立ち上がっている壁板１６５とを有している。
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。
なお、図３に示されているように、カムハウジング５０は、金属製のカムキャップ７０を含んでいる。カムハウジング５０では、排気カムシャフト１１０に上方から被せられたカムキャップ７０によって排気カムシャフト１１０が回転可能に支持されている。
排気カムシャフト１１０には高圧燃料ポンプ９０を駆動するカム１１１が設けられている。カム１１１には高圧燃料ポンプ９０のリフタ９２に設けられたローラ９３が当接している。カムキャップ７０には、リフタ９２を収容し、リフタ９２の上下動をガイドするリフタガイド９４が嵌め込まれている。プランジャ９１の先端はリフタ９２に取り付けられており、プランジャ９１及びリフタ９２はスプリング９５によってカム１１１側に押し下げられている。
シリンダヘッドカバー６０は、カムキャップ７０の上面が露出するように開口しており、プロテクタ１６０及び高圧燃料ポンプ９０は、この開口を塞ぐように取り付けられている。なお、シリンダヘッドカバー６０とカムハウジング５０とのシール部には第１オイルシール６１が嵌め込まれており、プロテクタ１６０の底板１６１とシリンダヘッドカバー６０とのシール部には第２オイルシール６２が嵌め込まれている。
なお、プロテクタ１６０は、炭素繊維強化樹脂で構成された樹脂成形部品である。そして、図３及び図４に示されているように、底板１６１には２つの金属製のカラー１９０が埋め込まれている。
図３に示されているように、プロテクタ１６０は、カムキャップ７０の上面に嵌め込まれた２つの筒状のリテーナ１７０を２つのカラー１９０に各々挿通させて位置合わせを行った状態でボルト１８０で高圧燃料ポンプ９０とともにカムキャップ７０の取付座面に締結されている。より詳しくは、プロテクタ１６０は、高圧燃料ポンプ９０のカバー９６に設けられているフランジ９７とカムキャップ７０に設けられている取付座面との間に底板１６１を挟み、フランジ９７を底板１６１とともにカムキャップ７０の取付座面にボルト１８０で締結することによって固定されている。これにより、高圧燃料ポンプ９０は、燃料室を取り囲んでいるカバー９６に設けられているフランジ９７とカムキャップ７０との間に樹脂製のプロテクタ１６０を挟んだ状態で、機関本体の外側に締結されている。
なお、図３に示されているようにカラー１９０の直径はボルト１８０の頭部の直径よりも僅かに大きい程度になっている。
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。
図４に示されているように第１側壁１６７及び第２側壁１６８は、車両前方側ほど低くなっている。これにより、図２に示されているように第１側壁１６７及び第２側壁１６８は、燃料配管との干渉を避けながら正面壁１６６とともに高圧燃料ポンプ９０のカバー９６を取り囲んでいる。
こうした第１側壁１６７及び第２側壁１６８が設けられていることにより、正面壁１６６の車両前後方向への変形が抑制されており、プロテクタ１６０の強度が高められている。
ところで、プロテクタ１６０に荷重が作用したときに底板１６１からカラー１９０がはずれてしまうと、プロテクタ１６０がずれてしまい、適切に高圧燃料ポンプ９０を保護することができなくなってしまう。
そこで、図５に示されているように、このプロテクタ１６０では、底板１６１からカラー１９０が抜けてしまうことを抑制するために、円環状のカラー１９０の外周面に凹凸部１９１を設けている。凹凸部１９１は、円環状のカラー１９０の径方向と直交する厚さ方向における中央に設けられている。なお、カラー１９０の厚さ方向は、プロテクタ１６０の厚さ方向、すなわち底板１６１の厚さ方向と一致している。凹凸部１９１には、断面山型の３つの凸条１９６が厚さ方向に並ぶように設けられている。各凸条１９６はカラー１９０の外周面全周に亘って環状に形成されている。
カラー１９０の外周面には、凹凸部１９１のそれぞれの凸条１９６を挟むように谷ができている。すなわち、凹凸部１９１では、４つの谷と３つの凸条１９６が厚さ方向において交互に並び、厚さ方向において凹凸が交互に並んだ状態になっている。
また、導電性を有する炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂と金属製のカラー１９０との境界におけるガルバニック腐食を抑制するため、カラー１９０の外周面には、電気的絶縁性を有するゴムがコーティングされている。これにより、プロテクタ１６０では、樹脂とカラー１９０との間にゴムによる絶縁層１９９が介在している。絶縁層１９９は圧縮された状態でカラー１９０と樹脂との間に介在しており、凹凸部１９１の形状に沿った形になっている。
図５に示されているように、プロテクタ１６０では、凹凸部１９１の形状に沿った形になっている絶縁層１９９の谷の部分に樹脂が入り込んで硬化している。そのため、プロテクタ１６０では、カラー１９０に挿通させたボルト１８０で締結されているプロテクタ１６０に荷重が作用したときに、谷の部分に入り込んでいる樹脂と凸条１９６の表面をコーティングしている絶縁層１９９とが係合して抜け止めがなされる。すなわち、プロテクタ１６０では、凹凸部１９１を設けていることによって、いわゆるアンカー効果が生じ、カラー１９０の抜け止めがなされるようになっている。
このプロテクタ１６０では、インサート成形によってこうした構成を実現している。次に、プロテクタ１６０を製造するプロテクタ製造方法について説明する。
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。
また、プロテクタ１６０を成型する工程では、型の中にゴムの絶縁層１９９をコーティングしたカラー１９０を配置した状態で、前駆体を圧縮、加熱し、炭素繊維強化樹脂の中に金属製のカラー１９０をインサート成形する。
具体的には、まず、図６に示されているように、２つのカラー１９０を、下型３００の第１小径ピン３１１と第２小径ピン３１２とに嵌め合わせ、下型３００上に配置する。なお、下型３００には、第１小径ピン３１１と第２小径ピン３１２との間に、第１小径ピン３１１及び第２小径ピン３１２よりも直径の大きな大径ピン３１０が設けられている。大径ピン３１０の直径はプロテクタ１６０の貫通孔１６２の直径と等しくなっている。第１小径ピン３１１及び第２小径ピン３１２の位置は、大径ピン３１０の位置を基準に設定されている。そして、第１小径ピン３１１及び第２小径ピン３１２の直径はカラー１９０の内径よりも僅かに小さくなっている。これにより、第１小径ピン３１１及び第２小径ピン３１２にカラー１９０を嵌め合わせることによって、大径ピン３１０の位置、すなわちプロテクタ１６０における貫通孔１６２の位置を基準にしたカラー１９０の位置合わせを行うことができる。
次に、図７に示されているように、カラー１９０が配置されている下型３００に前駆体１６９を配置する。なお、この段階において、前駆体１６９には、大径ピン３１０が挿通する大径孔１６９ａと、第１小径ピン３１１に嵌め合わされているカラー１９０が挿通する第１小径孔１６９ｂと、第２小径ピン３１２に嵌め合わされているカラー１９０が挿通する第２小径孔１６９ｃと、が形成されている。
そして、図７に示されているように前駆体１６９を配置すると、次に、図８に示されているように上型３２０を下型３００と嵌め合わせて前駆体１６９を圧縮するとともに、上型３２０と下型３００を加熱して、前駆体１６９を構成している熱硬化性樹脂を硬化させる。上型３２０と下型３００とによって前駆体１６９、すなわち炭素繊維強化樹脂を圧縮することにより、炭素繊維強化樹脂が型の中に広がり、底板１６１や壁板１６５が形成される。
また、このとき、図９に示されているように、カラー１９０の外周面にコーティングされているゴムの絶縁層１９９が炭素繊維強化樹脂によって二点鎖線で示されている位置から実線で示されている位置まで圧縮される。そして、炭素繊維強化樹脂がカラー１９０の凹凸部１９１の形状に沿った形になった絶縁層１９９の谷の部分に入り込んでカラー１９０がインサート成形されるとともに、炭素繊維強化樹脂が大径ピン３１０と密着して貫通孔１６２が形成される。
こうして強化繊維である炭素繊維が厚さ方向に積み重なっている板状の炭素繊維強化樹脂に、金属製のカラー１９０が埋め込まれているプロテクタ１６０が製造される。
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。
こうしてプロテクタ１６０では、絶縁層１９９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カラー１９０と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絶縁層１９９が圧縮された状態で、カラー１９０が炭素繊維強化樹脂に埋め込まれている。
本実施形態のプロテクタ１６０の作用について説明する。
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。
そして、このプロテクタ１６０では、カラー１９０の外周面に凹凸部１９１が設けられているため、アンカー効果により、プロテクタ１６０に荷重が作用したとしてもカラー１９０が外れにくい。
本実施形態の効果について説明する。
（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。
（２）絶縁層１９９が、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よりも大きな変位量で圧縮された状態でカラー１９０が埋め込まれている。そのため、絶縁層１９９が、定格温度範囲内におけるカラー１９０と炭素繊維強化樹脂との変位差に追従し続ける。
（３）プロテクタ１６０が金属よりも比強度の高い炭素繊維強化樹脂で構成されている。そのため、金属製のプロテクタを設けて高圧燃料ポンプ９０を保護する内燃機関よりも、軽量化することができる。なお、繊維強化樹脂の中でも炭素繊維強化樹脂は特に比強度が高い。そのため、軽量化を図る上で特に有利である。
（４）プロテクタ１６０を構成している樹脂の弾性を利用して高圧燃料ポンプ９０の作動中に発生する振動を減衰させることもできる。そのため、空気中に放射される高圧燃料ポンプ９０の作動音を低減することができる。
（５）樹脂製の部材をボルトで締結し、高温の環境下で使用し続けると、樹脂製の部材がクリープ変形してしまう。クリープ変形が生じると、締結力が弱まり、緩みも生じやすくなる。これに対して、プロテクタ１６０では、底板１６１における、カムキャップ７０に設けられている取付座面とフランジ９７とに挟まれている部分であり且つボルト１８０が挿通する部分が、金属製のカラー１９０で構成されている。すなわち、底板１６１において特に締結による荷重が作用しやすい部分であるボルト１８０が挿通する部分が、樹脂よりもクリープ変形しにくい金属製のカラー１９０で構成されている。そのため、クリープ変形によって締結力が弱まってしまうことを抑制することができる。
（６）カラー１９０をインサート成形しているため、底板１６１にカラー１９０を圧入する孔を設け、カラー１９０を圧入する場合と比較してカラー１９０が底板１６１から外れにくい。
（７）凹凸部１９１では断面山型の凸条１９６を設けており、凸条１９６の表面が底板１６１を構成している炭素繊維強化樹脂の熱膨張や熱収縮による変位の方向と交差している。したがって、熱膨張や熱収縮によって炭素繊維強化樹脂が変位したときに部位によっては樹脂が凸条１９６の表面に近づく方向に変位し、絶縁層１９９に押し付けられるようになる。これによってシール性が向上する。
（８）カラー１９０をインサート成形しているため、カラー１９０を圧入する構成を採用する場合に必要となる加工、例えば、カラー１９０の先端にテーパを設ける加工や、カラー１９０を圧入する孔の開口部にテーパを設ける加工などを施す必要がなくなる。
（９）プロテクタ１６０の底板１６１に貫通孔１６２を形成する方法として、繊維強化樹脂を硬化させて底板１６１を形成した後に、孔を空ける加工によって底板１６１に貫通孔１６２を形成する方法を採用することもできる。しかし、この場合には、貫通孔１６２の内周面に強化繊維の切断面が露出してしまう。貫通孔１６２の内周面に強化繊維の切断面が露出していると、高圧燃料ポンプ９０を挿入した際に、シールリング１６３が強化繊維によって傷つけられてしまい、シール性が低下するおそれがある。これに対して、上記のプロテクタ１６０の製造方法では、下型３００に大径ピン３１０を設け、前駆体１６９を圧縮、加熱して樹脂を大径ピン３１０に密着させることによって高圧燃料ポンプ９０を挿入する貫通孔１６２を形成している。そのため、大径ピン３１０との境界面まで樹脂が回り込み、貫通孔１６２の内周面には強化繊維が露出しにくい。したがって、シールリング１６３が傷つけられにくく、シール性の低下を招きにくい。
（１０）上記のプロテクタ製造方法は、図６を参照して説明したように、弾性を有する絶縁部材であるゴムが外周面にコーティングされたカラー１９０を型の内部に配置する第１工程を含んでいる。また、図８及び図９を参照して説明したように、炭素繊維強化樹脂を加圧して炭素繊維強化樹脂によりゴムを圧縮することによって、カラー１９０と炭素繊維強化樹脂との間に圧縮されたゴムによる絶縁層１９９を介在させた状態で、炭素繊維強化樹脂にカラー１９０をインサート成形する第２工程を含んでいる。
こうしたプロテクタ製造方法によれば、インサート成形の際に炭素繊維強化樹脂に加える圧力を利用してゴムを圧縮し、圧縮された状態の絶縁層１９９を形成することができる。
（１１）上記のプロテクタ製造方法では、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よりも大きな変位量で圧縮された状態になるまで、第２工程において炭素繊維強化樹脂を加圧している。そのため、上記のプロテクタ製造方法によれば、絶縁層１９９が、定格温度範囲内におけるカラー１９０と炭素繊維強化樹脂との変位差に追従し続けるプロテクタ１６０を製造することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・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は凹凸部１９１が設けられていなくてもよい。すなわち、抜け止めの効果を発揮する凹凸部は必ずしも設けなくてもよい。
・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。
・絶縁層１９９の圧縮量は必ずしも定格温度範囲内における変位量の最大値よりも大きくなくてもよい。少なくとも絶縁層が圧縮された状態であれば、熱膨張係数の差による変位差に追従して圧縮量の範囲内で復元するようになる。
・絶縁層１９９を構成する絶縁部材はゴムに限らない。弾性を有する絶縁部材であれば、ゴム以外の素材であってもよい。例えば、電気的絶縁性を有するエラストマーを用いてもよい。
・カラー１９０の外周面にコーティングした絶縁層１９９を例示したが、絶縁層１９９を構成する方法は、こうした方法には限らない。例えば、弾性を有する絶縁部材をカラー１９０の外周面と炭素繊維強化樹脂との隙間に圧力を加えてあとから充填することによって、圧縮された状態の絶縁層１９９を介在させるようにしてもよい。
・プロテクタ１６０は必ずしもカウルトップパネル２００との衝突から高圧燃料ポンプ９０を保護するものに限らない。車両における部品のレイアウトによって高圧燃料ポンプ９０に衝突する可能性のある部品は異なるため、プロテクタ１６０は衝突する可能性のある部品との間に壁板１６５を備えたものであればよい。
・プロテクタ１６０の壁板１６５が正面壁１６６と第１側壁１６７と第２側壁１６８とによって構成されている例を示したが、壁板１６５の構成や形状は適宜変更することができる。例えば、第２側壁１６８を設けずに正面壁１６６と第１側壁１６７によって壁板１６５を構成するようにしてもよい。さらには、第１側壁１６７も設けずに正面壁１６６のみによって壁板１６５を構成するようにしてもよい。
・高圧燃料ポンプ９０が排気カムシャフト１１０によって駆動されるプランジャポンプである例を示したが、プランジャポンプに限らない。また、高圧燃料ポンプ９０は吸気カムシャフト１２０によって駆動されるものであってもよい。また、高圧燃料ポンプ９０は、カムシャフトによって駆動されるものに限らず、クランクシャフトに連結され、クランクシャフトによって駆動されるものであってもよい。
・高圧燃料ポンプ９０は、プランジャ９１を駆動する電動のアクチュエータを内蔵した電動ポンプであってもよい。すなわち、高圧燃料ポンプ９０は電動のポンプであってもよい。この場合には、プロテクタ１６０にプランジャ９１を挿通させる貫通孔１６２を設ける必要はなくなる。この場合には、高圧燃料ポンプ９０を取り付ける位置の自由度が高まるため、例えば、シリンダブロック３０に高圧燃料ポンプ９０を取り付けることもできる。
・シート体を積み重ねて構成した前駆体を、型に入れてインサート成形する製造方法を例示したが、プロテクタ１６０の製造方法はこうした製造方法に限らない。例えば、他の方法で炭素繊維が厚さ方向に積み重なった前駆体を形成するようにしてもよい。具体例の１つとしては、炭素繊維を熱硬化性樹脂に混合したものを型に塗り重ねて前駆体を形成するようにしてもよい。こうした方法で前駆体を形成した場合にも、炭素繊維が厚さ方向に重なった前駆体を形成することができる。
・また、プロテクタ１６０は、炭素繊維が厚さ方向に重なっていない炭素繊維強化樹脂で形成されていてもよい。その場合でも、カラー１９０と炭素繊維強化樹脂との間に弾性を有する絶縁層１９９が介在しており、絶縁層１９９が圧縮されている状態で、カラー１９０が炭素繊維強化樹脂に埋め込まれていればよい。こうした構成によれば、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。
１０…オイルパン、２０…クランクケース、３０…シリンダブロック、４０…シリンダヘッド、５０…カムハウジング、６０…シリンダヘッドカバー、６１…第１オイルシール、６２…第２オイルシール、７０…カムキャップ、９０…高圧燃料ポンプ、９１…プランジャ、９２…リフタ、９３…ローラ、９４…リフタガイド、９５…スプリング、９６…カバー、９７…フランジ、１００…内燃機関、１１０…排気カムシャフト、１１１…カム、１２０…吸気カムシャフト、１３０…燃料供給配管、１４０…低圧燃料配管、１５０…高圧燃料配管、１６０…プロテクタ、１６１…底板、１６２…貫通孔、１６３…シールリング、１６５…壁板、１６６…正面壁、１６７…第１側壁、１６８…第２側壁、１６９…前駆体、１６９ａ…大径孔、１６９ｂ…第１小径孔、１６９ｃ…第２小径孔、１７０…リテーナ、１８０…ボルト、１９０…カラー、１９１…凹凸部、１９６…凸条、１９９…絶縁層、２００…カウルトップパネル、３００…下型、３１０…大径ピン、３１１…第１小径ピン、３１２…第２小径ピン、３２０…上型。

Claims (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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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