JP2019105256A

JP2019105256A - 合成樹脂製オイルパン

Info

Publication number: JP2019105256A
Application number: JP2017239543A
Authority: JP
Inventors: 剛塚口; Takeshi Tsukaguchi; 敦野中; Atsushi Nonaka
Original assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-06-27

Abstract

【課題】断熱性および騒音低減作用に優れた合成樹脂製オイルパン１を提供する。【解決手段】繊維強化樹脂により一体成形したオイルパン１は、深皿状に成形された本体部２と、その側壁６上縁に接続された矩形の枠状に連続したフランジ部３と、を有する。本体部２は、発泡を制御することにより、非発泡の内側スキン層１１および外側スキン層１２と、両者間の発泡コア層１３と、を有する。フランジ部３および縦壁部６ａは、非発泡である。このオイルパン１は、カウンタープレッシャー法とコアバック法とを利用した射出成形により成形される。発泡コア層１３を有することで、オイルの保温性が向上するとともに、振動騒音が抑制される。【選択図】図４

Description

この発明は、内燃機関のシリンダブロック下面に取り付けられてオイルを貯留するオイルパンに関し、特に、合成樹脂材料により一体に成形された合成樹脂製オイルパンに関する。

シリンダブロック下面に取り付けられてオイルを貯留するオイルパンには、シリンダブロックから伝達される振動入力によって膜振動を生じて騒音源となる、という問題があり、また内部に貯留したオイルを保温するために断熱性を有することが望ましい。このような観点から、オイルパンを二重構造とすることが考えられている。

特許文献１には、金属製オイルパンではあるが、オイルを貯留するオイルパンの外側を覆うようにオイルパンカバーを設けて二重構造とした構成が開示されている。

また特許文献２には、深皿状に成形されるオイルパン本体部の外側面に複数のリブを突出形成しておき、これらのリブの間の凹部に発泡樹脂を充填した構成の合成樹脂製オイルパンが開示されている。

特開２０１１−２５６８５７号公報特開２０１０−１８５４０５号公報

一般にオイルパンを二重構造とした構成では、外側のオイルパン（特許文献１ではオイルパンカバー）が膜振動してむしろ騒音を発しやすい。そのため、特許文献１ではオイルパンとオイルパンカバーとの間に袋に入れた粒状体を封入して、振動低減を図っており、構成が複雑なものとなっている。

また特許文献２の構成では、発泡樹脂が外側面に露出しているので、経時的な発泡樹脂の剥離や脱落等が生じやすい。また、オイルパンに外側から付着したオイルや雨水が発泡樹脂にしみ込んでしまう懸念もある。

この発明に係る合成樹脂製オイルパンは、
深皿状に成形され、かつ、内側面に沿った非発泡の内側スキン層および外側面に沿った非発泡の外側スキン層と、これらスキン層の間で発泡した発泡コア層と、の３層構造をなす本体部と、
シリンダブロックへの取付のために上記本体部の上縁に沿って上記内側スキン層および上記外側スキン層と一体に成形された非発泡のフランジ部と、
を備えて構成されている。

本発明の好ましい一つの態様では、合成樹脂製オイルパンは、強化用繊維を含むポリアミド樹脂から成形されている。

また本発明の一つの実施例では、上記内側スキン層と上記外側スキン層とが上記本体部の側壁上部で互いに収束しており、この収束部と上記フランジ部との間に、非発泡の縦壁部を備えている。

このような構成の合成樹脂製オイルパンは、例えば、発泡剤（一般的な化学発泡剤もしくは超臨界流体）を含む合成樹脂材料の射出成形時に、ガス圧を予めキャビティ内に封入しておくカウンタープレッシャー法によって発泡を抑制しつつ合成樹脂材料を射出し、非発泡のフランジ部およびスキン層がある程度固化した段階で、本体部を成形する可動型のコアバックを行うことにより各部一体に成形される。コアバックにより内側スキン層と外側スキン層との間で発泡剤を含む合成樹脂材料が発泡し、発泡コア層が形成される。

この発明に係る合成樹脂製オイルパンによれば、内側スキン層と外側スキン層との間に発泡コア層を備えることで断熱性に優れた特性が得られ、内部に貯留したオイルの保温が図れる。また、内部の発泡コア層の存在によって振動のダンピング作用が得られ、底壁等での膜振動が抑制される。従って、内燃機関からの振動入力に起因するオイルパンからの騒音発生が抑制される。

この発明に係るオイルパンの一実施例を示す斜視図。このオイルパンの底面図。図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。同じく図２のＡ−Ａ線に沿った断面の斜視図。このオイルパンの射出成形の一例の説明図。超臨界流体を用いた射出成形の説明図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１および図２は、この発明の一実施例となる合成樹脂製オイルパン１を示している。このオイルパン１は、強化用繊維としてガラス繊維もしくは炭素繊維を含む熱可塑性樹脂好ましくはポリアミド樹脂から各部一体に成形したものである。より詳しくは、部分的に発泡させた発泡樹脂からなる。オイルパン１は、オイルを貯留するように深皿状に成形された本体部２と、図示せぬシリンダブロックへの取付部となるフランジ部３と、から大略構成されている。

本体部２は、ほぼ平坦な底壁５と、この底壁５の周囲から立ち上がった側壁６と、を備えている。フランジ部３は、剛性を有するように厚肉な断面形状を有するもので、上記側壁６の上縁に沿って略矩形に連続した枠状に成形されている。このフランジ部３は、シリンダブロックへの取付面となる上面のフランジ面にガスケット保持溝７を備えており、略矩形に連続して成形されたゴム等からなるガスケット８がこのガスケット保持溝７に装着される。このガスケット８によって、オイルパン１とシリンダブロックとの間がシールされる。また、フランジ部３に連続して、複数のボルトボス部９が外側へ張り出すように形成されている。これらのボルトボス部９は、シリンダブロックへオイルパン１を取り付けるためのボルトが貫通するボルト貫通孔１０を備えている。

図３および図４は、オイルパン１の断面構造を示している。図示するように、本体部２は、内側面に沿った非発泡の内側スキン層１１と、外側面に沿った非発泡の外側スキン層１２と、これら２つのスキン層１１，１２の間で発泡した発泡コア層１３と、の３層構造をなしている。なお、本発明において「非発泡」とは、内部に気泡が殆ど認められずに非発泡とみなし得る程度に十分に発泡率が低いことを意味している。

一実施例では、内側スキン層１１および外側スキン層１２は、それぞれ１〜２ｍｍ程度の厚さに成形されており、残部を占める発泡コア層１３は、４〜５ｍｍ程度の厚さを有している。なお、スキン層１１，１２は、オイルパン１として十分な剛性を有する硬質の板状のものとなる。また、発泡コア層１３は、断熱性および騒音低減作用と、２つのスキン層１１，１２を一体化する上で必要な強度と、を勘案して適宜な発泡率を有している。発泡の形態としては、騒音低減作用の上で、連続気泡であることが望ましい。これらのスキン層１１，１２および発泡コア層１３からなる３層構造は、本体部２の底壁５と側壁６とに連続した形で形成されている。そして、内側スキン層１１と外側スキン層１２は、側壁６上部において互いに収束しており、側壁６の一部をなす非発泡の縦壁部６ａに連続している。

図示例では、縦壁部６ａは外側スキン層１２に直線的に連続している。つまり縦壁部６ａと外側スキン層１２とは連続した１つの板状をなしており、この板状部分に対して、内側スキン層１１の上縁が略９０°折れ曲がったステップ部１１ａを介して接続されている。

フランジ部３は、縦壁部６ａの上端に連続して成形されており、縦壁部６ａと同じく非発泡に構成されている。なお、ボルトボス部９も非発泡に構成されている。

このように構成された合成樹脂製オイルパン１においては、剛性を有する内側スキン層１１と外側スキン層１２との間に発泡コア層１３を具備するので、オイルパン１として必要な強度ならびに剛性を確保しつつ断熱性が高く得られ、オイルの保温の上で有利となる。

また、振動騒音低減の点では、内側スキン層１１と外側スキン層１２との間がいわゆる空洞状態とならずに発泡コア層１３を介して両スキン層１１，１２が一体化されているため、例えば外側スキン層１２のみが単独で振動するようなことがないとともに、気泡を有する発泡コア層１３が、振動ダンピング作用を奏するので、オイルパン１の膜振動による騒音が効果的に低減する。しかも、気泡を有する発泡コア層１３は、透過音の低減にも優れているため、内燃機関で生じた騒音の外部への透過も抑制される。

なお、図示例では上述したように縦壁部６ａが外側スキン層１２に直線的に連続しているが、フランジ部３に至る縦壁部６ａを内側スキン層１１に直線的に連続するように形成し、外側スキン層１２の上端部をステップ部として内側へ延ばして内側スキン層１１に接続するように構成してもよい。

上記の合成樹脂製オイルパン１は、例えば、カウンタープレッシャー法およびコアバック成形法を併用した射出成形によって発泡部位および発泡状態を制御することによって成形される。射出成形に用いる材料としては、硬質の熱可塑性樹脂例えば、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ６１０、芳香族ナイロン、等のポリアミド樹脂に、ガラス繊維もしくは炭素繊維からなる強化用繊維を配合した繊維強化樹脂を用いる。配合する繊維の長さとしては、０．２ｍｍ程度の長さのチョップドファイバを配合した短繊維強化仕様と、樹脂ペレットの長さと同程度となる１〜２ｍｍ程度の長さの繊維を配合した長繊維強化仕様と、を要求特性に応じて適宜に選択する。また、発泡のための発泡剤としては、例えば、連続気泡を形成する特性を有する化学発泡剤を使用し、これを樹脂材料に配合する。

図５は、射出成形の説明図であり、成形されるオイルパン１に対応したキャビティ２１の中に上述した樹脂材料が射出成形機によって射出されるが、キャビティ２１を構成する金型２２の一部つまり仮想線で示すコアバック部２２ａがコアバックの可能な可動金型によって構成されている。また、図示しないカウンタープレッシャー用の高圧ガス供給機構がキャビティ２１に接続されている。

このような射出成形装置を用いた射出成形は、次のように行われる。まず、キャビティ２１内に予めカウンタープレッシャー用の高圧ガスを充填しておき、ここに射出成形機から樹脂材料を射出する。樹脂材料は発泡剤を含んでいるが、カウンタープレッシャーによって発泡が抑制され、中実状態のままキャビティ２１に充填される。充填された樹脂材料は、キャビティ２１の型面に接触して冷却されることで固化し、非発泡のスキン層１１，１２が形成される。スキン層１１，１２がある程度固化した段階で、コアバック部２２ａの可動金型をコアバックさせ、キャビティ２１を拡大させる。これに伴う圧力低下によって、未硬化状態にある内部の樹脂材料が発泡し、発泡コア層１３が形成される。

一方、非発泡とすべきフランジ部３および縦壁部６ａは、コアバック部２２ａの外側にあり、コアバックの影響を受けない。従って、カウンタープレッシャーによって発泡が抑制された状態のまま樹脂材料がキャビティ２１内で固化する。これにより、フランジ部３および縦壁部６ａが非発泡状態に成形される。

図６は、発泡剤として二酸化炭素や窒素等の超臨界流体を用いた射出成形の他の例を示した説明図である。この場合、射出成形装置は、射出成形機３１のシリンダ３２内において可塑化した樹脂材料に超臨界流体を注入する超臨界流体生成ユニット３３を備えている。また、シリンダ３２先端のノズル３４から樹脂材料が射出されるキャビティ２１を構成する金型２２は、前述した実施例と同様にコアバック部２２ａを備えており、さらに、図示しないカウンタープレッシャー用の高圧ガス供給機構がキャビティ２１に接続されている。

このように発泡剤として超臨界流体を用いた場合でも、上述したカウンタープレッシャーおよびコアバックによる発泡の制御によって、同様に上述した構成の合成樹脂製オイルパン１を製造することが可能である。なお、超臨界流体を用いた発泡樹脂成形に関しては、例えば、特開２００８−１２７４６７号公報等に記載されている。

１…オイルパン
２…本体部
３…フランジ部
５…底壁
６…側壁
６ａ…縦壁部
８…ガスケット
１１…内側スキン層
１２…外側スキン層
１３…発泡コア層

Claims

深皿状に成形され、かつ、内側面に沿った非発泡の内側スキン層および外側面に沿った非発泡の外側スキン層と、これらスキン層の間で発泡した発泡コア層と、の３層構造をなす本体部と、
シリンダブロックへの取付のために上記本体部の上縁に沿って上記内側スキン層および上記外側スキン層と一体に成形された非発泡のフランジ部と、
を備えてなる合成樹脂製オイルパン。
強化用繊維を含むポリアミド樹脂から成形されている、ことを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製オイルパン。
上記内側スキン層と上記外側スキン層とが上記本体部の側壁上部で互いに収束しており、この収束部と上記フランジ部との間に、非発泡の縦壁部を備えている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の合成樹脂製オイルパン。