JP2015124730A - カバー部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂性のカバー部材の軽量化を図る。【解決手段】カバー部材としてのシリンダヘッドカバー1は、1回の型成形により形成されるものではなく、予め成形しておいた本体部21に対して、シリンダヘッドに取り付けられる枠状の基部22と、基部22とともにシリンダヘッドカバー1の躯体となる細長い複数の柱からなる剛性保持部23と、各点火プラグ挿入部4と、各点火コイル固定部5と、ブローバイガス出口部11と、フィラーキャップ取付部12と、各第1衝突板13と、を型成形することで形成される。これによって、本体部21を薄肉化することができ、シリンダヘッドカバー1を軽量化することができる。【選択図】図3
Description
本発明は、自動車用内燃機関のヘッドカバー、オイルパン、チェーンケース等に用いられる樹脂製のカバー部材に関する。
例えば、特許文献1には、固定金型と可動金型との間のキャビティ空間に、ゲートを起点として、ゲートに対して最も遠い部分に向けて所定パターンの厚肉部を形成し、ゲートに対して最も近い部分と最も遠い部分とで、樹脂の流動末端が到達するタイミングを同じとなるようにし、いわゆるショートショット等の成形不良の発生を防止する技術が開示されている。
しかしながら、樹脂部品を薄肉化する場合、金型内の樹脂の流動性や量産性を考慮すると薄肉化には限界があり、上記厚肉部等を設定したとしても、肉厚が一定以下の厚さ(例えば1.5mm以下)となる薄肉部分では細部まで樹脂が行き渡りにくく、ショートショットが発生してしまうという問題がある。
つまり、型成形される樹脂部品においては、金型内の溶融樹脂の流動性の観点から必要以上に肉厚が厚くなる部分が生じる可能性があり、薄肉化による樹脂部品の軽量化には更なる改善の余地がある。
そこで、本発明の樹脂材料からなるカバー部材は、他部材に対して取り付けられる枠状の基部と、細長い複数の柱からなり、上記基部とともに当該カバー部材の躯体となる剛性保持部と、上記基部及び上記剛性保持部に比べて肉厚が薄く、上記他部材を覆う本体部と、を有し、上記基部の他部材に対する複数の固定位置の全てに上記剛性保持部を構成する柱の一つが少なくとも接続されるよう構成され、予め成形された上記本体部に対して、上記基部及び剛性保持部が型成形されてなることを特徴としている。
上記本体部は、シート状の繊維強化プラスチックを用いて成形されていてもよい。
上記基部が取り付けられる他部材は、具体的には、内燃機関である。
また、上記基部が取り付けられる他部材は、より具体的には、内燃機関のシリンダヘッドであって、点火プラグが挿入される円筒状の点火プラグ挿入部を有し、上記本体部に対して、上記本体部に比べて肉厚が厚くなる上記点火プラグ挿入部が型成形されている。さらに具体的には、上記剛性保持部に裏側から取り付けられ、該剛性保持部及び上記本体部との間にブローバイガス中のオイルミストを分離するオイルミストセパレータを画成するオイルミストセパレータ部材を有し、上記オイルミストセパレータ部材は、上記剛性保持部に対して取り付けられる枠状のオイルミストセパレータ基部と、上記本体部との間にブローバイガスが流れる通路を形成するオイルミストセパレータ本体部と、ブローバイガスの流れを遮る板状の衝突部と、を有し、予め成形された上記オイルミストセパレータ本体部に、該オイルミストセパレータ本体部に対して肉厚が厚くなる上記オイルミストセパレータ基部及び衝突部が型成形されている。
本発明によれば、予め成形したカバー部材の本体部に、強度的にある程度肉厚を厚くする必要がある基部及び剛性保持部を型成形することで、型成形時の樹脂の流動性を確保し、他部材に取り付ける際に要求される剛性を確保しつつ、本体部を薄肉化することが可能となり、カバー部材の各部を一度の射出成形で成形する場合に比べて、カバー部材全体の軽量化を図ることができる。
また、本体部をシート状のFRPを用いて成形することで、本体部に要求される剛性を確保しつつ、カバー部材の本体部の厚さを例えば1.5mm以下にすることも可能となる。
以下、本発明の一実施例を図1〜図7に基づいて詳細に説明する。図1は本発明が適用されたシリンダヘッドカバー1の斜視図、図2は本発明が適用されたシリンダヘッドカバー1の平面図、図3は本発明が適用されたシリンダヘッドカバー1の構成を模式的に示した説明図、図4は図1のA−A線に沿った断面図、図5は図1のB−B線に沿った断面図、図6は図1のC−C線に沿った断面図、図7は図1のD−D線に沿った断面図である。なお、本実施例におけるシリンダヘッドカバー1は、直列4気筒の内燃機関に適用されるものである。
カバー部材としてのシリンダヘッドカバー1は、樹脂材料からなり、図1及び図2に示すように、全体が矩形の皿形状を呈している。詳述すると、シリンダヘッドカバー1は、略矩形板状の底壁2、この底壁2の外周縁と連続し、底壁2に対して直交する外周壁3と、を有している。
シリンダヘッドカバー1の中央、すなわち底壁2の中央には、点火プラグ(図示せず)が挿入される略筒状の4つの点火プラグ挿入部4と、各点火プラグ挿入部4に挿入された点火コイルを当該シリンダヘッドカバー1に固定するボルト(図示せず)が挿入される略筒状の点火コイル固定部5と、が気筒列方向に並んで形成されている。各点火コイル固定部5は、対応する点火プラグ挿入部4に隣接して設けられている。
外周壁3の先端には、全周にシリンダヘッド(図示せず)に固定される鍔状のフランジ部6が形成されている。このフランジ部6には、フランジ部6の取付面に対して直交する補強用の複数のリブ7と、固定用のボルトが挿入される複数のボルト穴8と、が設けられている。
このシリンダヘッドカバー1の裏側には、上記複数の点火プラグ挿入部4及び複数の点火コイル固定部5と略平行に、例えば振動溶着等により、オイルミストセパレータ部材10が接合されている。
このオイルミストセパレータ部材10は、全体が略コ字形状を呈し、底壁2との間にシリンダヘッドカバー1の裏面側にブローバイガス中のオイルミストを分離するオイルミストセパレータ9を画成するものである。オイルミストセパレータ9は、ブローバイガスが導入される図示せぬブローバイガス入口部を有している。このオイルミストセパレータ9を通過したブローバイガスは、シリンダヘッドカバー1に設けられた略筒状のブローバイガス出口部11からスロットル弁下流側の吸気通路に戻される。
なお、図1中の12は、オイルフィラーキャップ(図示せず)が取り付けられる筒状のフィラーキャップ取付部である。また、シリンダヘッドカバー1の裏側には、オイルミストセパレータ9内に位置してブローバイガスの流れを遮る舌片状の第1衝突板13(図3、図4を参照)が、気筒列方向に沿って2箇所に突出形成されている。
このシリンダヘッドカバー1は、1回の型成形により形成されるものではなく、図3に示すように、予め成形しておいた本体部21を図示せぬ所定の金型内に固定し、この金型内に溶融樹脂を注入し、本体部21に対して、シリンダヘッドに取り付けられる枠状の基部22と、基部22とともにシリンダヘッドカバー1の躯体となる細長い複数の柱からなる剛性保持部23と、各点火プラグ挿入部4と、各点火コイル固定部5と、ブローバイガス出口部11と、フィラーキャップ取付部12と、各第1衝突板13と、を型成形したものである。つまり、他部材に取り付けられたり、他部材が取り付つけられたりする強度的にある程度肉厚を厚くする必要がある部分、すなわち基部22と、剛性保持部23と、各点火プラグ挿入部4と、各点火コイル固定部5と、ブローバイガス出口部11と、フィラーキャップ取付部12と、各第1衝突板13と、が薄肉の本体部21に対して型成形されている。
また、シリンダヘッドカバー1には、オイルミストセパレータ部材10と、シール部材24が取り付けられる。シール部材24は、シリンダヘッドカバー1の裏側から点火プラグ挿入部4に接合され、図示せぬプラグチューブの周囲のシールするものである。
本体部21は、シート状の繊維強化プラスチック(FRP)にプレス成形等を施して矩形の皿形状にしたものであり、各点火プラグ挿入部4、各点火コイル固定部5、ブローバイガス出口部11及びフィラーキャップ取付部12の形成位置には、貫通穴25が空けられる。この本体部21によって、シリンダヘッドカバー1の底壁2及び外周壁3の一部が構成される。
本体部21に用いられるシート状FRPは、厚さが例えば1.5mm以下で、強化材としては例えばガラス繊維が用いられ、母材としては例えばナイロン等の熱可塑性樹脂が用いられる。なお、シート状FRPの強化材としては、ガラス繊維以外のものを用いてもよい。
基部22は、シリンダヘッドカバー1のフランジ部6であり、本体部21に比べて肉厚が厚く形成される。この基部22により本体部21の外周端末は覆われ、露出しないようになっており、外観上の見栄えがよくなっている。
剛性保持部23は、シリンダヘッドカバー1の縦横に配される細長い複数の柱からなっており、基部22と同様に、本体部21に比べて肉厚が厚く形成されている。剛性保持部23は、基部22に複数箇所で接続されているが、少なくとも基部22に形成されたボルト穴8の位置に、剛性保持部23を構成する複数の柱の少なくとも一つが接続されている。
第1衝突板13は、図3及び図4に示すように、剛性保持部23を構成する複数の柱のうち、気筒列方向に対して直交するシリンダヘッドカバー1の幅方向に沿った横方向の柱から突出するよう形成されている。
オイルミストセパレータ部材10は、剛性保持部23に対して取り付けられる細長い矩形枠状のオイルミストセパレータ基部31と、オイルミストセパレータ基部31の長手方向に沿って伸びる細長い縦方向リブ32と、オイルミストセパレータ基部31の幅方向に沿って伸びる複数の細長い横方向リブ33と、本体部21との間にブローバイガスが流れるブローバイガス通路34(図4〜図7を参照)を形成する細長い矩形皿形状のオイルミストセパレータ本体部35と、ブローバイガスの流れを遮る板状の複数の第2衝突板36と、を有している。
オイルミストセパレータ部材10は、予め成形しておいたオイルミストセパレータ本体部35を図示せぬ所定の金型内に固定し、この金型内に溶融樹脂を注入し、オイルミストセパレータ本体部35に対して、オイルミストセパレータ基部31、縦方向リブ32、複数の横方向リブ33及び複数の第2衝突板36を型成形したものである。
オイルミストセパレータ本体部35は、薄いシート状の繊維強化プラスチック(FRP)にプレス成形等を施して矩形の皿形状にしたものである。詳述すると、オイルミストセパレータ本体部35は、略矩形板状のオイルミストセパレータ底壁41と、このオイルミストセパレータ底壁41の外周縁と連続し、オイルミストセパレータ底壁41に対して直交する環状に連続するオイルミストセパレータ外周壁42と、を有している。
オイルミストセパレータ底壁41は、第2衝突板36が設けられる位置にスリット状の貫通穴43が形成される。オイルミストセパレータ本体部35に用いられるシート状FRPは、例えば、上述した本体部21と同様のものが用いられる。
オイルミストセパレータ基部31は、図4〜図7に示すように、断面略L字形状を呈し、オイルミストセパレータ本体部35に比べて肉厚が厚く形成されている。また、このオイルミストセパレータ基部31によりオイルミストセパレータ本体部35の外周端末は覆われている。オイルミストセパレータ基部31は、その全周が剛性保持部23に取り付けられている。
衝突部としての第2衝突板36は、図3、図4、図6に示すように、オイルミストセパレータ本体部35の貫通穴43を貫通するよう横方向リブ33から突出し、かつ両側がオイルミストセパレータ基部31に連続するように形成されている。
本実施例においては、オイルミストセパレータ基部31、縦方向リブ32、複数の横方向リブ33に加え、複数の第2衝突板36が、オイルミストセパレータ部材10の躯体となっている。つまり、強度的にある程度肉厚を厚くする必要がある部分、すなわちオイルミストセパレータ基部31と、縦方向リブ32と、複数の横方向リブ33と、複数の第2衝突板36と、が薄肉のオイルミストセパレータ本体部35に対して型成形されている。
このオイルミストセパレータ9内に形成されるブローバイガス通路34は、図4〜図7に示すように、上方から突出する剛性保持部材23側の第1衝突板13と、下方から突出するオイルミストセパレータ部材10側の第2衝突板36とによって、オイルミストセパレータ9内を上下に蛇行するように形成される。ブローバイガス中のオイルミストは、第1衝突板13や第2衝突板36に衝突することによって分離され、例えば、オイルミストセパレータ底壁41に形成された図示せぬドレン穴から排出される。
このように構成されたシリンダヘッドカバー1は、予め型成形以外の手法で成形した薄肉の本体部21に、強度的にある程度肉厚を厚くする必要がある基部22、剛性保持部23、ブローバイガス出口部11、各点火プラグ挿入部4、各点火コイル固定部5及びフィラーキャップ取付部12を型成形することで、型成形時の樹脂の流動性を確保し、シリンダヘッドや点火コイル等の他部材を取り付ける際に要求される剛性を確保しつつ、本体部21を薄肉化することが可能となる。すなわち、強度的にある程度の肉厚が必要となり、型成形時に溶融樹脂の流動性が確保されるような部位以外を予め成形しておくことで、シリンダヘッドカバー1の各部を一度の射出成形で成形する場合に比べて、シリンダヘッドカバー1の軽量化を図ることができる。
また、本体部21をシート状のFRPを用いて成形することで、本体部21に要求される剛性を確保しつつ、シリンダヘッドカバー1の本体部21の厚さを例えば1.5mm以下にすることも可能となる。
なお、上述した実施例においては、シリンダヘッドカバー1への適用例を示したが、本発明は、例えば、内燃機関のチェーンケース、内燃機関やトランスミッションの下部に取り付けられるオイルパン、エンジンカバー等、各種のカバー部材に対しても適用可能である。
1…シリンダヘッドカバー
2…底壁
3…外周壁
4…点火プラグ挿入部
5…点火コイル固定部
6…フランジ部
9…オイルミストセパレータ
10…オイルミストセパレータ部材
11…ブローバイガス出口部
12…フィラーキャップ取付部
13…第1衝突板
21…本体部
22…基部
23…剛性保持部
2…底壁
3…外周壁
4…点火プラグ挿入部
5…点火コイル固定部
6…フランジ部
9…オイルミストセパレータ
10…オイルミストセパレータ部材
11…ブローバイガス出口部
12…フィラーキャップ取付部
13…第1衝突板
21…本体部
22…基部
23…剛性保持部
Claims (5)
- 樹脂材料からなるカバー部材であって、他部材に対して取り付けられる枠状の基部と、細長い複数の柱からなり、上記基部とともに当該カバー部材の躯体となる剛性保持部と、上記基部及び上記剛性保持部に比べて肉厚が薄く、上記他部材を覆う本体部と、を有し、
上記基部の他部材に対する複数の固定位置の全てに上記剛性保持部を構成する柱の一つが少なくとも接続されるよう構成され、
予め成形された上記本体部に対して、上記基部及び剛性保持部が型成形されてなることを特徴とするカバー部材。 - 上記本体部は、シート状の繊維強化プラスチックを用いて成形されていることを特徴とする請求項1に記載のカバー部材。
- 上記基部が取り付けられる他部材は、車両に搭載される内燃機関であることを特徴する請求項1または2に記載のカバー部材。
- 上記基部が取り付けられる他部材は内燃機関のシリンダヘッドであって、
点火プラグが挿入される円筒状の点火プラグ挿入部を有し、
上記本体部に対して、上記本体部に比べて肉厚が厚くなる上記点火プラグ挿入部が型成形されてなる請求項1〜3のいずれかに記載のカバー部材。 - 上記剛性保持部に裏側から取り付けられ、該剛性保持部及び上記本体部との間にブローバイガス中のオイルミストを分離するオイルミストセパレータを画成するオイルミストセパレータ部材を有し、
上記オイルミストセパレータ部材は、上記剛性保持部に対して取り付けられる枠状のオイルミストセパレータ基部と、上記本体部との間にブローバイガスが流れる通路を形成するオイルミストセパレータ本体部と、ブローバイガスの流れを遮る板状の衝突部と、を有し、予め成形された上記オイルミストセパレータ本体部に、該オイルミストセパレータ本体部に対して肉厚が厚くなる上記オイルミストセパレータ基部及び衝突部が型成形されていることを特徴とする請求項4に記載のカバー部材。
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- 2013-12-27 JP JP2013270956A patent/JP2015124730A/ja active Pending
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