JP2015124730A

JP2015124730A - カバー部材

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Publication number: JP2015124730A
Application number: JP2013270956A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　達也; Tatsuya Watanabe; 達也渡辺; 一豊遠藤; Kazutoyo Endo; 新吉田; Arata Yoshida; 一成佐藤; Kazunari Sato
Original assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06

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。

特開２００２−２９２６９５号公報

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。

本発明が適用されたシリンダヘッドカバーの斜視図。本発明が適用されたシリンダヘッドカバーの平面図。本発明が適用されたシリンダヘッドカバーの構成を模式的に示した説明図。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図。図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

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

Claims

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。