特許 7285627 ワッシャー固定方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-25

(45)【発行日】2023-06-02

(54)【発明の名称】ワッシャー固定方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/00 20060101AFI20230526BHJP

【ＦＩ】

B23P19/00 304A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018098862

(22)【出願日】2018-05-23

(65)【公開番号】P2018202605

(43)【公開日】2018-12-27

【審査請求日】2021-05-18

(31)【優先権主張番号】15/608,816

(32)【優先日】2017-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506154029

【氏名又は名称】センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(72)【発明者】

【氏名】エルニー シュート アウターカンプ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ボス

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１８８６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２０６９４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－１１０３８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭４９－０８９５５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１１１１６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／００

Ｆ１６Ｌ １９／１０

Ｆ１６Ｊ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アッセンブリプロセスであって、
非円形形状を有するワッシャー、および前記ワッシャーの最大の半径方向の寸法より小さな内壁寸法を有する窪みを有するワークピースを受け取ることと、
前記ワッシャーを弾性的に変形させ、その一方で、前記弾性的に変形されたワッシャーを前記窪みに押し込むことと、
前記ワッシャーが保持力によって前記窪みの前記内壁に対抗して固定されるように、前記弾性的に変形されたワッシャーを開放することを含み、
前記ワークピースは、圧力センサを含む、アッセンブリプロセス。

【請求項2】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、前記開放されたワッシャーが、前記窪みの内壁の第２の高さより高い第１の高さを有する封止要素を含み、前記窪みの内壁より軟らかい可鍛性の金属材料から構成される、アッセンブリプロセス。

【請求項3】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、弾性的に変形させることが、前記ワッシャーを、挿入ツールの円錐形状の表面を通って、前記窪みへ向かって押すことを含み、前記円錐形状の表面が、前記窪みの直径より小さな直径を規定し、且つ、前記窪みに近接して配置される第１の端部、および、前記ワッシャーを収容するのに十分な幅の第２の端部を有する、アッセンブリプロセス。

【請求項4】

請求項３に記載のアッセンブリプロセスであって、前記弾性的に変形されたワッシャーを開放することはさらに、前記ワッシャーが、前記挿入ツールの前記円錐形状の表面の前記第１の端部から延在する面取りと相互作用するように、前記ワッシャーを前記窪みへ押し込むことを含む、アッセンブリプロセス。

【請求項5】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、前記ワッシャーを弾性的に変形させることおよび押し込むことはさらに、１００Ｎより低い力で、前記ワッシャーおよびワークピースを共に押すことを含む、アッセンブリプロセス。

【請求項6】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、前記ワッシャーが、半径方向のみに弾性的に変形される、アッセンブリプロセス。

【請求項7】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、前記ワッシャーが、前記センサのポートに結合可能な燃料レールの硬さより低い硬さを有する、アッセンブリプロセス。

【請求項8】

請求項１に記載のアッセンブリプロセスであって、前記ワッシャーが、圧力センサの硬さより低い硬さを有する、アッセンブリプロセス。

【請求項9】

アッセンブリシステムであって、
最大の半径方向の寸法を有するワッシャーと、
前記ワッシャーを収容するように適合される端部を有するプランジャーと、
前記ワッシャーの前記最大の半径方向の寸法より小さな直径の窪みを含むワークピースと、
前記ワークピースに構成可能な挿入ツールであって、前記挿入ツールの円錐形の表面の第１の端部が前記窪みに近接して配置され、前記第１の端部が、前記窪み直径より小さいまたは前記窪み直径と等しい直径を規定するが、前記プランジャーの前記端部を収容するのに十分な幅であり、前記円錐形の表面が、前記ワッシャーの前記最大の半径方向の寸法を収容するのに十分な幅の第２の端部を有する、前記挿入ツールとを有し、
これにより、前記ワッシャーを前記挿入ツールを通って前記窪みへ押すことが、前記ツールの前記円錐形の表面による前記ワッシャーの半径方向の圧縮を介して、前記ワッシャーを弾性的に変形させる、アッセンブリシステム。

【請求項10】

請求項９に記載のアッセンブリシステムであって、
前記挿入ツールがさらに、前記円錐形の表面の前記第２の端部から離れた前記第１の端部から延在する面取りを備えて構成され、前記面取りにより、前記弾性的に変形されたワッシャーが、前記窪みの内壁に係合するように膨張することが可能となる、アッセンブリシステム。

【請求項11】

請求項１０に記載のアッセンブリシステムであって、前記面取りが、前記弾性的に変形されたワッシャーの漸進的な膨張を可能にするように、角度を備えて構成される、アッセンブリシステム。

【請求項12】

請求項９に記載のアッセンブリシステムであって、前記プランジャーの前記端部が、前記ワッシャーを受け取るためのノッチを含み、当該ノッチが、前記ワッシャーの半径方向の弾性変形を収容するのに十分小さなノッチ幅を有する、アッセンブリシステム。

【請求項13】

請求項９に記載のアッセンブリシステムであって、さらに、前記ワークピースおよび前記プランジャーを共に押すためのプレスを含む、アッセンブリシステム。

【請求項14】

請求項９に記載のアッセンブリシステムであって、前記プランジャーおよび前記挿入ツールは、ワークピースおよび前記ワッシャーのそれぞれの硬さより高い硬さを有する、アッセンブリシステム。

【請求項15】

請求項９に記載のアッセンブリシステムであって、前記ワークピースが圧力センサを含む、アッセンブリシステム。

【請求項16】

請求項１０に記載のアッセンブリシステムであって、前記面取りが、前記弾性的に変形されたワッシャーの迅速な膨張を可能にするように、段付きの特徴を備えて構成される、アッセンブリシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、異なるかたさの材料を含むワークピースへの金属パーツのアッセンブリに関し、より詳細には、高流圧封止構造のための製造のツールおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図１Ａにおいて部分的に示したような次世代燃料システム１００は、排出規制に合致するために、それらの燃料レール１０２において、より高い燃料圧力（例えば、２１００～２７００バール）を利用する。高く加圧された流体システムは、接合された部材間の封止を要求する。これらの一層高い圧力に対応するために、燃料レール１０２のかたさなどの材料特性が変更される。概ね円筒形のボディおよび外部ねじ山を有する雄コネクタセンサポート１０６を備えて構成される、図１Ｂにおける分解組立図に示したような高圧センサ１０４は、典型的に、燃料レール１０２の雌端１０８にねじ切り可能に接続される。従来、圧力センサポート１０６と燃料レール端部１０８との間の封止は、燃料レール１０８が、漏れ止めの封止がつくられるように変形された状態で、金属同士でなされる。燃料レール１０２のかたさの増加に起因して、燃料レール端部１０８の変形、および、圧力センサポート１０６と燃料レール１０２との間の関連の封止は、もはや保証されない。エラストマーまたはポリマー封止は、それらの浸透性および不十分な材料強度特性に起因して、このような用途に不適当である。変形性のくさび形状の封止縁部を備える軟質金属ガスケットは、典型的に費用が高く、ボルトに対してくさび型封止のための配置を提供するボルト孔を備える、金属シートのプレートから構成される特別な支持フレームを要し、それらの使用は、平坦なフランジ面を封止するのに限定され、圧力センサ１０４のポート１０６において形成され得るＯリング溝などの溝に適合しない。

【0003】

それゆえ、必要とされるのは、燃料センサと一層高い材料かたさの燃料レールとの間など、高圧接続のための信頼できる封止構造である。

【発明の概要】

【0004】

本明細書において説明される実施形態は、信頼できる高圧封止構造を形成するために、金属ワッシャーをワークピースに固定するためのアッセンブリプロセスおよび装置を提供する。ワークピース（例えば、燃料圧力センサ等）のポケット付きポートと、圧力センサが接合される、燃料レールなどのより高硬度の機械要素との間に金属ワッシャーの一部を置くことによって、堅牢な封止が確立され得る。説明される方法および機器は、圧力センサへのワッシャーの固定による一体化された封止を可能にし、燃料レールへの圧力センサの封止の信頼性を不確かなものにするワッシャーの塑性変形を伴わない。圧力センサの輸送の間ワッシャーが固定されているように、ワッシャーを圧力センサポートに組み込むことは、圧力センサを燃料レールに接続する直前にワッシャーが付加されることが必要とされる場合に起こり得る、センサポートの潜在的な破壊を防止する。

【0005】

１つの実施形態において、アッセンブリプロセスが提供される。当該プロセスにおいて、非円形（例えば、楕円、四角等）のワッシャー、および、ワッシャーの最大の半径方向の寸法より小さい内径を有する環状窪み（例えば、ポケットまたは溝等）を備えて構成されるワークピースが受け取られる。ワッシャーが、環状窪みの内径と等しいまたはそれよりも小さな直径を有する丸い形状になるように、ワッシャーは、環状窪み内へ押し込まれながら弾性的に変形される。一旦、弾性的に変形されたワッシャーが環状窪み内へ押されると、ワッシャーは解放される。開放の際、ワッシャーはその元の形状に膨張しようとするが、ワッシャーの膨張および窪みの壁との接触の結果として生じる保持力によって、環状窪みの内壁に対抗して固定される。

【0006】

１つの実施形態において、固定された膨張したワッシャーは、封止構造において或る要素を含み、固定されたワッシャーの高さは、環状窪みの内壁の高さより高い。ワッシャーは、圧力センサの環状窪みの内壁より軟らかい可鍛性の金属材料から構成され得る。ワッシャーは、圧力センサポートの環状窪みの付近に配置された挿入ツールの円錐（円錐台）形状の表面を通って、環状窪みに向かって押されることによって、弾性的に変形され得る。挿入ツールは、圧力センサの環状窪みの直径より小さい直径を規定する第１の端部、および、変形されていないワッシャーの最大の半径方向の寸法を収容するのに十分な幅の第２の端部を有する。

【0007】

別の実施形態において、弾性的に変形されたワッシャーは、開放されながら、さらに環状窪み内へ押し込まれ得る一方で、ワッシャーは、挿入ツールの円錐形状の表面の第１の端部から延在する、挿入ツールの面取りされた領域と相互作用する。面取りとの機械的相互作用により、開放されたワッシャーは、環状窪みの内壁に対して半径方向にゆっくりと膨張することが可能となる。開示される固定プロセスによって、ワッシャーは、塑性変形を何ら伴わずに、または、ほんのわずかな塑性変形で、半径方向のみに弾性的に変形され得る。

【0008】

弾性的に変形可能な非円形ワッシャーの変形および押し込みは、用途に必要とされる材料および寸法に応じて、１５０Ｎより低い、ことによると１００Ｎより低い力によって、ワッシャーおよびワークピースを共に押すことによって達成され得る。ワッシャーは、好ましくは、ワークピース／圧力センサ、および、そこに接続される燃料レールより軟らかい材料から構成される。また、挿入ツールは、好ましくは、挿入ツールの摩耗を減少または防止するために、ワッシャーより高いかたさを有する材料から形成される。

【0009】

別の態様において、一体化された信頼できる高圧封止構造を形成するために、ワークピースアッセンブリシステムが、金属ワッシャーをワークピース（例えば、圧力センサ）に固定するために提供される。アッセンブリシステムは、ワークピースおよび下部プレス部材（すなわち、プランジャー）を共に押すように構成される機械プレスを備えて構成され得る。プランジャーは、非円形の弾性的に変形可能なワッシャーを収容するように適応される端部を有する。アッセンブリシステムはまた、ワッシャーの最大の半径方向の寸法より小さい直径の環状窪みを備えるポートを有するワークピースに適用可能な挿入ツールを含む。円錐台状の挿入ツールの円錐台状の表面が、（製造がおこなわれるときに）センサポートの環状窪みの付近に配置される第１の開放端に配置される。第１の開放端は、窪みの内壁の直径より小さいまたはそれと等しい直径を有するが、プランジャープレス部材の往復する先端を収容するのに十分な幅を有する。円錐台状の表面は、第１の開放端と同軸上に整合され、且つ、非円形（例えば、楕円形、四角等）ワッシャーの変形していない最大の半径方向の寸法を収容するのに十分な幅に寸法された、第２の開放端を有する。ワッシャーを、挿入ツールを用いてセンサポートの環状窪みに押す一方で、ワッシャーは、ツールの円錐台状の表面による半径方向の圧縮を介して丸い形状に弾性的に変形される。

【0010】

挿入ツールは、円錐台状の表面の第１の開放端から延在する面取りまたは段を備えて構成され得、これにより、弾性的に変形されたワッシャーは、圧力センサの窪みの内壁と係合するために、いったん第１の開放端を完全に横切ることによって解放されると、膨張することが可能となる。面取りは、弾性的に変形されたワッシャーの漸進的な膨張を可能にする角度を備えて構成されてよく、段は、より即時の膨張を引き起こすように構成されてよい。

【0011】

いくつかの実施形態において、プランジャープレス部材の先端は、非円形ワッシャーを受け取るための環状のノッチを含む。ノッチは、ワッシャーの元の変形していない形状および弾性的に変形された形状において、いずれのワッシャー形状においてもワッシャー上に保持力を与えることなく、ワッシャーを収容するのに十分な幅を有するように寸法される。

【0012】

代替的な実施形態において、挿入ツールは、非円錐形の形状を有するワッシャーを変形させるための内部表面を有してもよいが、この内部表面は、ワッシャーを、その元の形状からワークピースの窪みに適切な形状に、半径方向に弾性的に変形させる。ワークピースの窪みへのワッシャーの非環状の（例えば、三角、または４つの辺を有する形状の）固定が、さらに一層大きな保持力を提供し得、すなわち、ワッシャーは、窪みの内壁における軸方向の溝へ部分的に膨張する。

【0013】

開示される実施形態の利点は、そうした実施形態が、高圧での効果的且つ信頼できる封止により、少ないパーツしか必要としない、改善された一体型の封止可能なコネクタを提供することである。ワッシャーは、例えばタイプＡＩＳＩ３０４ステンレス鋼から構成され得る。ワークピースは、高圧（例えば、おおよそ２７００バール）で動作する燃料レールに対抗して封止される燃料圧力センサを含んでよい。

【0014】

概要、図面、および、詳細な説明が、本明細書において説明される発明の概念の範囲を限定しないことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

前述およびその他の目的、特徴および利点が、添付の図面に図示されるような、実施形態の以下のより詳細な説明から明らかとなる。図面において、同様の参照文字は、概して、異なる図面を通して、同一の、または、構造的および／もしくは機能的に類似のパーツを示す。図面は、必ずしも一定の尺度で描かれておらず、実施形態の原則を図示することに重点が置かれている。

【0016】

【図1A】開示される実施形態が有効であり得る、例示的なアプリケーション環境（高圧燃料レール感知）の図である。

【図1B】開示される実施形態が有効であり得る、例示的な圧力センサの分解組立図である。

【0017】

【図2】実施形態に従ったアッセンブリシステムの初期の構成の図である。

【0018】

【図3】初期の弾性変形状態におけるアッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【0019】

【図4A】さらなる弾性変形状態におけるアッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【図4B】さらなる弾性変形状態におけるアッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【0020】

【図5】変形したワッシャーの面取りされた開放を示す、アッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【図5A】変形したワッシャーの面取りされた開放を示す、アッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【0021】

【図6】ワークピースの窪み内の、保持された位置におけるワッシャーを示す、アッセンブリシステムの例示的な実施形態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

一体化されたワッシャーの固定方法、ツールおよびシステムの実施形態の以下の詳細な説明は、実際には単に例示的なものであり、開示される実施形態の範囲、均等物、用途または原則を制限することを意図するものでない。実施形態に対する代替物が、本開示の範囲から逸脱することなく、考え出されてよい。新規性のある方法および装置の関連の詳細を不明瞭にしないように、実施形態と関連した技法のよく知られた要素は、詳細に説明されず、または、省略される。例えば、採用され得る機械プレスのタイプの際立った議論は、そのようなシステムが当業者に知られているので含まれていない。

【0023】

「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という語は、「実施例、例、または、実例として提供される」ことを意味するように本明細書において使用される。「例示的な」ものとして本明細書において説明されるいずれの実施形態も、必ずしも、他の実施形態に対して好ましいまたは有利であると解釈されるべきでない。同様に、「実施形態」という用語、および、そうした用語の各使用と関連した説明的な言い回しは、全ての実施形態が、動作の、説明される特徴、制限、利点、または、モードを含むことを必要としない。本明細書において使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにほかの場合を示さない限り、複数形も含むように意図される。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｈａｖｉｎｇ」、「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という語は、本明細書において使用される場合は、所定の特徴、ステップ、動作、要素、および／または、構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／または、それらの組み合わせの存在または追加を除外しない。さらに、「～に基づく（ｂａｓｅｄ ｏｎ）」というフレーズは、他の場合が明確に述べられる場合を除いて、「少なくとも部分的に、～に基づく（ｂａｓｅｄ、ａｔ ｌｅａｓｔ ｉｎ ｐａｒｔ、 ｏｎ）」を意味するように意図される。また、「円錐形の（ｃｏｎｉｃａｌ）」および「円錐台状の（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）」という用語は、異なる直径の、２つの開いた同軸方向に整合する対向する端部を含み、それらの間に傾斜面のある、円錐の錐台の形状を意味するように、以下の説明において互換可能に使用され得る。

【0024】

上述のように、および、図２を参照すると、開示される実施形態は、弾性的に変形可能なワッシャー２００を、ワークピース（例えば、圧力センサ２０６）のポート２０４のポケットまたは窪み２０２内へ一体的に固定するために使用される、封止構造アッセンブリ方法および機器に関連する。最終の組立てられた状態において、ワッシャー２００は、ワッシャー２００の外側の側壁２１０との機械的な接触において、ポート２０４の窪みの内壁２０８により提供される保持力によって保持される。

【0025】

開示されるアッセンブリ方法およびツールは、圧力センサ２０６と、図１における燃料レール１０２などの燃料レールまたは任意の他の（例えば、ねじ切り可能に）係合可能な要素との間の信頼できる耐圧封止を必要とするアプリケーションにおいて、燃料など、高圧液体の感知の分野における用途を想定している。しかし、高真空用途など、試みの他の用途または技術分野が可能である。上述のように、燃料レールのかたさ要件が増すと、従来の封止技法は信頼できないものとなる。例えば、従来のシステムにおいて、センサポート材料は燃料レール材料より硬く、「シーリングノーズ（ｓｅａｌｉｎｇ ｎｏｓｅ）」（バイティングエッジ（ｂｉｔｉｎｇ ｅｄｇｅ））が、漏れ止めの封止をつくるために燃料レールに押しつけられていた。それゆえ、燃料レールのかたさと無関係の封止概念が開発され、この概念において、より弱い材料から成る金属層（弾性的に変形可能なワッシャー２００）が、１００Ｎより小さな機械プレス挿入力により、圧力センサ２０６（例えば、ＬＦＦ４ Ｍ１８ ２７００バール燃料圧力センサ）のポート窪み２０２内に一体的に固定される。その組立てられた固定位置におけるワッシャー２００の露出された部分２１２は、センサポート２０４と燃料レール１０２との間にあり、それにより、信頼できる高圧封止構造が形成される。有利に、センサ２０６が輸送される間、ワッシャー２００はポート窪み２０２にとどまる。供給者から顧客である自動車メーカーへの自動車部品の輸送はかなり一般的であり、顧客の施設での搭載が、典型的に、オートメーション化され得るブラインドオペレーションであるので、これは重要である。輸送後、ワッシャー２００は、燃料レール１０２とセンサポート２０４との間に、それらの接合中に、よりクリーンな動作で押し込まれ、間違った数の（すなわち、０または多すぎる）ワッシャーまたは間違ったタイプのワッシャーがアッセンブリに装着されるリスクがない。

【0026】

いずれの構成要素も破壊しないやり方で、ワッシャー２００に半径方向に弾性的に応力を加えて圧力センサポート２０４に固定するアッセンブリ方法が、そのようなアッセンブリのための例示的な製造ステップを示す図２～図６を参照して良好に理解される。図２を参照すると、例示的な方法における第１のステップが、センサ２０６のポート２０４端部の周りに円錐台状の挿入ツール２１４を同心円状に搭載すること、および、当業者に知られたタイプの機械プレス２１８の上部プレス部材２１６においてセンサ２０６の他方の端部を搭載することを含んでよい。別の実施形態において、機械プレス２１８の上部プレス部材２１６は下方へ移動されてよく、挿入ツール２１４を支持するスプリング力に対抗してセンサポート２０４を押して、ポート２０４と挿入ツール２１４とワッシャー２００との間に接続力を安定して配置および印加する。垂直方向に相互に移動可能であり、且つ、機械プレス２１８によって制御される個体金属シャフトから成る下部プレス部材（例えば、プランジャー２２２）が、搭載された圧力センサ２０６および挿入ツール２１４の下に同軸方向に整合される。弾性的に変形可能な非円形ワッシャー２００は、初期に、プランジャー２２２の先端２２６におけるノッチ２２４に置かれる。

【0027】

プランジャーのノッチ２２４は、初期の非円形の変形していない形状のワッシャー２００を収容するのに十分幅広の幅２２８、および、その半径方向に変形された丸い形状（後に示す）のワッシャー２００の最小の半径方向の寸法より小さな環状の直径２２９を有する。ノッチは、ワッシャー２００の高さ２３２より低い高さ２３０を有し、この高さはほとんど変化しない。というのも、ワッシャー２００が、ワッシャー２００を軸方向に変形させるのに十分な軸方向の圧縮力を受けないからである。ワッシャー２００は、非円形の最大の半径方向の寸法２３４を有し、寸法２３４は、その変形していない状態において、圧力センサ２０６のポート２０４における環状窪み２０２の直径２３６より大きい。挿入ツール２１４は、プランジャー２２２と、変形していないワッシャー２００の最大の半径方向の寸法２３４とを収容するため、ポート窪み２０２に近接して配置される第１の開放端２４２から第２の開放端２４４への先細の抜き勾配２４０を備えて内向きに（ツールの中心軸に向かって）傾斜する円錐台状の内面２３８を備えて構成される。プランジャー２２２は、環状窪みの直径２３６および第１の開放端２４２の直径２４６より小さな外径２２３を有する。第１の開放端２４２は直径２４６を有し、直径２４６は、環状窪みの直径２３６よりわずかに小さいが、プランジャー２２２と、弾性的に半径方向に変形された形状（例えば、丸）におけるワッシャー２００とを収容するのに十分幅広である。抜き勾配２４０は、ワッシャー２００の外壁２１０に対する、円錐形の表面２３８による半径方向の圧縮力の印加を漸進的にさせるように選択される。

【0028】

図３に示されるように、プランジャー２２２が、（典型的には１００Ｎより小さいが、最大で１５０Ｎの力を用いて）垂直方向にワッシャー２００およびセンサポート２０４を共に押すので、挿入ツール２１４の円錐台状の内面２３８は、ワッシャー２００に接触し、ワッシャー２００の外側の側壁２１０（および角）上に弾性的に変形させる力を作用させ、半径方向にワッシャー２００を丸い形状に圧縮する。図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、プランジャー２２２がさらに挿入ツール２１４を通ってワッシャー２００を押すので、ワッシャー２００は、円錐形の内面２３８の抜き勾配２４０に応答してますます半径方向に圧縮される。ワッシャー２００は、円錐台状の内面２３８の最も深く延在する部分である第１の開放端２４２で最大の変形を受ける。円錐形の内面２３８第１の開放端２４２の直径２４６が、環状窪みの直径２３６より小さいこと、および、直径２３６に対する第１の開放端の近位位置に起因して、変形されたワッシャー２００が、第１の開放端２４２を通って押され、第１の開放端２４２によって丸い形状で解放されるとき、ワッシャー２００は、窪みの内壁２０８と接触して、または、接触せずに、環状のポート窪み２０２によって受け取られる。厳しい公差およびわずかなミスアラインメントが接触を不可避とすることがあるが、ワッシャー２００が挿入ツール２１４から解放されるまで、低い保持力が、初期に、ワッシャー２００と窪みの内壁２０８との間に存在する。図４Ａは、部分的にポート窪み２０２に入るときの変形されたワッシャー２００を示す。

【0029】

図５を参照すると、一旦、弾性的に変形されたワッシャー２００が、挿入ツールの第１の開放端２４２を完全に通ってプランジャー２２２によって押し込まれると、開放端２４２によってワッシャー２００に提供されていた半径方向の圧縮力は取り除かれ、ワッシャー２００は開放される。その後、半径方向の膨張力が、ワッシャー２００を、その変形していない形状（例えば、楕円形等）に半径方向に膨張させようとする。ワッシャー２００が未だ窪みの内壁２０８と接触していない場合、ワッシャー２００は、窪みの内壁２０８との接触に向けてわずかに膨張し得る。ワッシャー２００が、挿入ツール２１４からの解放の際に既に窪みの内壁２０８に接触している場合、半径方向の膨張力は、窪みの内壁２０８からの保持力によって即座に対抗される。ワッシャー側壁２１０が窪みの内壁２０８に接触する場合、ワッシャー２００の膨張は停止され、窪みの内壁２０８によって提供される保持力が窪みの直径２３６へのワッシャー膨張を制限することに起因して、ワッシャー２００は一体的に固定される。この窪みの直径２３６は、元の変形していない形状におけるワッシャー２００の最大の半径方向の寸法２３４より小さい。１つの実施例において、０．４および０．８の摩擦係数μを提供する鋼製窪みの壁と接触する３００ｍｇの鋼製に達成可能な３１Ｎの保持力は、おおよそａ＝Ｆμ／ｍ＝（３１Ｎ＊０．４）／．０００３ｋｇ＝４１３３Ｇの、窪みからワッシャーを取り除くのに必要とされる理論的加速に等しい。

【0030】

窪みの内壁２０８の環状形状は、ワッシャー２００が、多少その元の楕円形形状を回復または維持し、弾性的に変形された形状から、例えば、ことによると最大数十ミリメートルだけ膨張することが可能であってもよく、または、可能でなくてもよい。半径方向の力が、窪みの内壁２０８に接触するワッシャー２００の外壁の一部に作用される。１つの代替的な実施形態において、窪み２０２の内壁２０８は、必ずしも実質的に平滑な円筒ではない。むしろ、内壁２０８の別の場合の平滑な連続面における不連続性（例えば、１つまたは複数の溝等）、または、窪み２０２全体に対する非環状形状によって、ポート２０４内で回転しないようにワッシャー２００をさらに固定するために、ワッシャー２００は、そのような不連続性に対してわずかにさらに膨張することができる。

【0031】

開放されたワッシャー２００の膨張は迅速に生じることができ、ワッシャー２００が挿入ツールの第１の開放端２４２から解放された直後、窪みの内壁２０８に向かって外側へスナップする。挿入ツールは、段付きの面取りを備え得て構成されてよく、この段付きの面取りにより、ワッシャー２００が、窪みの内壁２０８の寸法によって規定された最大の形状に迅速に膨張することが可能となる。あるいは、第１の開放端２４２で始まり、且つ、センサポート２０４の接合面２５４に当接する挿入ツール２１４の表面２５２に向かって下方に半径方向に拡張する面取り２５０を備えた円錐台状の挿入ツール２１４を構成することによって、ワッシャーの膨張が漸進的に生じるように設計されてもよい。面取り２５０は、開放されたワッシャー２００の外壁２１０と相互作用する、角度を付けられた表面２５６を有し、開放されたワッシャー２００がさらにプランジャー２２２によってポート窪み２０２へ押されるように、開放されたワッシャー２００が、漸進的に半径方向に膨張するのを可能にする。挿入ツールの面取り２５０に沿った、開放されたワッシャー２００の膨張は、開放されたワッシャーの外壁２１０が、窪みの内壁２０８に面するときに停止する。

【0032】

図６は、開放されたワッシャー２００が、ポート窪み２０２へ完全に挿入されて、ポート窪み２０２内の中心に置かれた後に、プランジャー２２２が後退することを示し、ここで、ワッシャー２００は、保持力によって一体的に固定されている。また、挿入ツール２１４は、この時点で取り除かれてよい。センサアッセンブリが、（例えば、ねじ切り可能な係合により）燃料レール１０２に接合されたときに、突出するワッシャー領域２１２が、圧力センサ２０６と燃料レール１０２との間の封止構造内に変形可能な封止要素を形成するように、ポート窪み２０２から突出する露出されたワッシャー領域２１２は、ポート窪みの内壁２０８の高さ２５８より高い高さ２３２を有する。固定されたワッシャー２００が、窪みの内壁２０８の形状に正確に一致することは必須ではなく、ポート窪み表面２５４があることのみが必須であり、センサ２０６が燃料レール１０２に接続されたとき、このポート窪み表面２５４に対抗して、固定されたワッシャー２００の底壁２６０が封止構造を形成し得る。

【0033】

有利に、半径方向の弾性変形のみが、ワッシャー２００によって示される。任意にワッシャー２００を変形させるように設計された力は、ワッシャー２００、円錐台状の挿入ツール２１４（抜き勾配２４０および面取り２５０を含む）、センサポート窪み２０２、および、プランジャー２２２に関するかたさおよび機械的プロファイルパラメータの関数である。ワッシャー２００の材料およびかたさは、封止構造の設計圧力、寸法、適用に応じて変化し得るが、燃料レール１０２、圧力センサ２０６、および、挿入ツール２１４より軟らかい材料から形成される。例えば、ワッシャー２００は、ステンレス鋼または合金鋼から構成されてよく、２００ＨＶロックウェル（Ｂスケール）より低いかたさを有することがある一方で、燃料レール１０２は約３１４ＨＶの範囲のかたさを有し、ポートは、３５０ＨＶの範囲のかたさを有する。これらのかたさ範囲の構成要素が、１００Ｎより小さな押圧力によって、適切な弾性変形を達成し得ることが認められている。ワッシャーは、粗い縁（ｒｏｕｇｈ ｅｄｇｅ）を最小にする金属形成プロセス（例えば、ファインブランキング）によって形成されてよい。

【0034】

当業者は、開示される実施形態における多数の変形形態が、開示された発明に関する概念から逸脱することなく成されてよいことを容易に理解する。例えば、１つの実施形態において、非円形ワッシャー２００は、三角、四角またはその他の形状を有してもよく、対応する三角、四角またはその他の形状のポート窪みによって受け取られるように圧縮されてもよい。別の実施形態において、挿入ツール２１４は、ワッシャーを半径方向に圧縮するように協働する複数の圧縮要素から構成されてもよい。

【0035】

本開示の多くの代替物および修正形態が、前述の記載を読んだ後、当業者に明らかになる。図によって図示および説明された特定の実施形態は、決して限定的なものと解釈されることを意図しないことを理解すべきである。本明細書において使用される要素、行為、または、命令は、そうであると明確に説明される場合を除いて、重要または必須のものと解釈されるべきでない。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図5A】

【図6】