JP5222166B2

JP5222166B2 - 樹脂成形品の液体注入口構造および樹脂製シリンダヘッドカバー

Info

Publication number: JP5222166B2
Application number: JP2009014932A
Authority: JP
Inventors: 竜太小林
Original assignee: 株式会社マーレフィルターシステムズ
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP2010174631A

Description

本発明は、樹脂成形品の液体注入口構造に関し、特に、液体注入口の奥部側に液体注入用ノズルの過度な進入を防止するプロテクタを形成した樹脂成形品の液体注入口構造および樹脂製シリンダヘッドカバーに関する。

この種の樹脂成形品として、自動車用エンジンのシリンダヘッドカバーが例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のシリンダヘッドカバーは、その上面にエンジンオイルを注入するためのオイル注入口が開口形成されており、このオイル注入口の外周面にオイルフィラーキャップを螺合するためのねじ部が形成されている。また、シリンダヘッドカバーの内側には、オイル注入口をその奥部側から覆うオイルプロテクタが装着されており、このオイルプロテクタにより、オイル注入口にオイル注入用のノズルを挿入した際に、そのノズルがシリンダヘッドカバー内へ必要以上に進入してエンジンの動弁系部品を傷つけることを防止するようになっている。

特開平７−２９３２２０号公報

ここで、このようなシリンダヘッドカバーとしては、主に軽量化のために合成樹脂からなる射出成形品が広く用いられており、コスト面および生産性を考慮すると、シリンダヘッドカバーの各部を一体に成形することで部品点数を低減することが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載のシリンダヘッドカバーでは、そのシリンダヘッドカバーに当該シリンダヘッドカバーとは別体のオイルプロテクタを装着する構造になっているため、部品点数の増加によってコスト的に不利となるほか、オイルプロテクタの組付作業が煩雑となる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、シリンダヘッドカバーに代表されるような液体注入口付きの樹脂成形品において、液体注入口に必要以上にノズルが進入することを防止するプロテクタを樹脂成形品の他の部位と一体に成形することにより、コストを低減した樹脂成形品の液体注入口構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、内周側に液体注入口が開口形成されたボス部を有する樹脂成形品の液体注入口構造において、上記ボス部の内周面に、キャップを螺合するための一巻のねじ山が形成されているとともに、このねじ山のうち当該ねじ山の始終端部間の間隙部に相当する部分と対向する位置に形成された切欠部により、当該ねじ山がその円周方向で二分割されていて、上記液体注入口の軸心方向に直交する投影面上で、上記ボス部の内周面のうち上記間隙部に相当する部分と上記切欠部に相当する部分とにまたがって上記液体注入口を横切るプロテクタが上記ボス部と一体に形成されていることを特徴とする。

この請求項１に記載の発明では、プロテクタを樹脂成形品の他の部位と一体に成形しているため、部品点数を削減できるようになる。その上、上記ねじ山とプロテクタとが液体注入口の軸心方向でオーバーラップしないようにしているため、樹脂成形品を成形するための金型を液体注入口の軸心方向で開閉するように設定することで、射出成形した樹脂成形品を金型から無理なく脱型できるようになるから、比較的簡単な構造の金型をもって成形できるメリットがある。

また、プロテクタをいわゆる両持ち支持の形態をもってボス部に対して支持しているので、そのプロテクタの剛性を高めることができる。

具体的には、請求項２に記載の発明のように、上記ねじ山のうち上記間隙部と径方向で正対する位置に切欠部が形成されていると、樹脂成形品を成形するための金型構造をさらに簡素化できるようになる。

また、請求項３に記載の発明は、上記プロテクタが、上記液体注入口の軸心方向に直交する投影面上で上記液体注入口を横切るブリッジ部と、そのブリッジ部の両端部と上記ボス部とを連結し、上記ブリッジ部を上記液体注入口の奥部側に保持する脚部と、を有する略アーチ状のものとして形成されていることを特徴としている。

この請求項３に記載の発明では、上記液体注入口へ液体注入用のノズルを挿入したときにそのノズルの進入量を制限することになるブリッジ部が、上記両脚部によって上記液体注入口の奥部側に保持されることになるから、液体注入用のノズルを上記液体注入口へより深く挿入することが可能となり、液体注入作業を容易に行えるようになる。

さらに、例えば請求項４に記載の発明のように、請求項１〜３のいずれかに記載の液体注入口構造を樹脂製シリンダヘッドカバーのオイル注入口構造として適用した場合には、シリンダヘッドカバーの内部に収容されることになるエンジンの動弁系部品を上記プロテクタによって保護できるようになる。

本発明によれば、プロテクタを樹脂成形品の他の部位と一体に成形しているため、部品点数を削減してコストを低減できるようになる。その上、樹脂成形品を成形するための金型の開閉方向を液体注入口の軸心方向に設定することで、射出成形した樹脂成形品を金型から無理なく脱型できるようになるから、簡単な構造の金型によって樹脂成形品を成形可能となり、金型コストを抑えてさらなるコストの低減を図ることができる。

本発明の実施の形態としてシリンダヘッドカバーを示す斜視図。図１に示すシリンダヘッドカバーの要部拡大図。図２に示すオイル注入口をシリンダヘッドカバーの内側から見た斜視図。図２に示すオイル注入口をシリンダヘッドカバーの外側から見た平面図。図４のＡ−Ａ断面図。図４のＢ−Ｂ断面図。図５のＣ−Ｃ断面図。図１に示すシリンダヘッドカバーを成形するための金型を示す図。図８のＤ−Ｄ断面図。

図１〜３は、本発明の好ましい実施の形態として、自動車用エンジンに装着されるシリンダヘッドカバー（以下、ヘッドカバーと略称する。）を示す図であって、そのうち図１はヘッドカバーの全体斜視図、図２は図１の要部拡大図、図３はヘッドカバーの要部を内面側から見た斜視図である。

図１に示すように、ヘッドカバー１は、合成樹脂をもって各部一体に射出成形された平面視略矩形状の樹脂成形品であって、当該ヘッドカバー１の周縁部には、図示外のエンジンのシリンダヘッド上面に着座することになるフランジ部２が形成されているとともに、そのフランジ部２には複数のボルト孔２ａが開口形成されている。そして、そのフランジ部２を図示外のシリンダヘッドの上面に着座させ、各ボルト孔２ａから図示外のボルトを締め込むことで、ヘッドカバー１が上記シリンダヘッドに装着されるようになっている。なお、このようにしてシリンダヘッドに装着されたヘッドカバー１の内部には、カムシャフトに代表されるような図示外の動弁系部品が収容されることになる。

ヘッドカバー１のうち短辺方向中央部には、当該ヘッドカバー１の長辺方向（気筒列方向）に延びる凹部３が形成されており、その凹部３の底壁に４つの点火プラグ挿入孔３ａが開口形成されている。また、図１のほか図２，３に示すように、ヘッドカバー１のうち凹部３を挟んで一方側の膨出部の長辺方向一端部には略円筒状のボス部４が突設され、エンジンオイルを注入するための液体注入口たるオイル注入口４ａがボス部４の内周側に開口形成されている。

図４〜７は、オイル注入口４ａの詳細を示す図であって、図４はオイル注入口４ａをヘッドカバー１の外側から見た平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図、図７は図５のＣ−Ｃ断面図である。

図４〜７に示すように、ボス部４は、外周壁部５および内周壁部７を有する二重円筒構造のものであって、外周壁部５および内周壁部７は互いに同軸の略円筒状のものとして形成されている。内周壁部７は、外周壁部５の先端から上壁部６を介して当該ボス部４の内側に折り返すように形成され、その内周壁部７と外周壁部５との間に略環状の溝部１０が形成されている。なお、ボス部４の各部はヘッドカバー１の一般部と略同様な肉厚をもって構成されている。

詳しくは、内周壁部７は、当該内周壁部７の根元側に形成された大径部７ａと、当該内周壁部７の先端側に形成された小径部７ｂと、を有する段付き形状を呈しており、小径部７ｂの内周面にはねじ山８が所定のリード角をもって形成されている。そして、そのねじ山８に図示外のオイルフィラーキャップを螺合させることで、オイル注入口４ａが閉蓋されるようになっている。

ねじ山８は、小径部７ｂの内周面に沿って一巻だけ形成された三角ねじであって、そのねじ山８のうち始終端部同士の間には周方向で所定幅の間隙部８ａが設けられている一方、ねじ山８のうち間隙部８ａと径方向で正対する位置には切欠部８ｂが形成されている。言い換えると、ねじ山８は、切欠部８ｂをもってその連続性が途切れる不連続なものとして形成されている。さらに、切欠部８ｂの幅寸法Ｂ１は、間隙部８ａの幅寸法Ｂ２と略同一に設定されている。

すなわち、ねじ山８は、小径部７ｂの内周面のうち全周にわたって形成されているものではなく、小径部７ｂの内周面のうち間隙部８ａおよび切欠部８ｂに相当する部分を除いた周方向範囲に形成されているものであって、小径部７ｂの内周面のうち間隙部８ａおよび切欠部８ｂに相当する周方向範囲は凹凸のない平坦面として形成されている。

一方、オイル注入口４ａの奥部側には、そのオイル注入口４ａの軸心方向に直交する投影面上で当該オイル注入口４ａを径方向に横切るノズルストッパー９がプロテクタとして形成されている。これにより、エンジンへオイルを補給すべく図示外のオイル注入ノズルをオイル注入口４ａに挿入した際に、そのオイル注入ノズルがオイル注入口４ａの奥部側へ過度に進入し、ヘッドカバー１内に収容された図示外の動弁系部品を傷つけることを防止するようになっている。

ノズルストッパー９は、ボス部４からヘッドカバー１の内側へ向けて突出する一対の脚部９ａ，９ｂと、両脚部９ａ，９ｂの先端同士を連結するブリッジ部９ｃと、を備えており、全体として略アーチ状のものとして形成されている。このように、図示外のオイル注入ノズルの進入量を規制することになるブリッジ部９ｃを、両脚部９ａ，９ｂによって内周壁部７の先端よりもオイル注入口４ａの奥部側へオフセットさせることで、所定のノズル進入量（ボス部４の上壁部６からブリッジ部９ｃまでの距離）を確保している。なお、ノズルストッパー９は、その断面が縦長形状のものであり、オイル注入口４ａの軸心方向で上壁部６側へ向かって漸次厚肉となるテーパ状に形成されている。

詳細には、両脚部９ａ，９ｂは、ボス部４のうち間隙部８ａおよび切欠部８ｂに相当する周方向位置からそれぞれ突設されており、当該両脚部９ａ，９ｂのうち互いに向かい合う面が小径部７ｂの内周面と面一となるように形成されている。また、両脚部９ａ，９ｂの根元部は、溝部１０の内部まで延長して形成されていて、それら両脚部９ａ，９ｂの根元部をもって溝部１０が周方向で二分されている。

一方、ブリッジ部９ｃは、オイル注入口４ａの軸心方向でねじ山８とオーバーラップしないように、オイル注入口４ａの軸心方向に直交する投影面上で、小径部７ｂの内周面のうち間隙部８ａに相当する部位と切欠部８ｂに相当する部位とにまたがってオイル注入口４ａを径方向で二分するように横切るストレート形状を呈している。なお、当然のことながら、ブリッジ部９ｃの最大幅寸法Ｂ３は、間隙部８ａおよび切欠部８ｂの幅寸法Ｂ１，Ｂ２よりも小さくなるように設定してある。

以上のように構成したヘッドカバー１では、図示外のエンジンに組み付けた状態で、そのエンジンにエンジンオイルを注入すべく図示外のオイル注入ノズルをオイル注入口４ａへ挿入すると、オイル注入ノズルの先端がノズルストッパー９のブリッジ部９ｃに当接してそのノズル進入量が規制されることになる。このようにノズル進入量を規制することにより、上記オイル注入ノズルをヘッドカバー１内の動弁系部品に当接させることなく、オイル注入作業を適切に行うことができるようになっている。

したがって、本実施の形態によれば、ノズルストッパー９をヘッドカバー１の他の部位と一体に成形しているため、部品点数を削減してコスト的に有利となるほか、従来のようなノズルストッパーの組付工程を省略して生産性を向上させることができる。

その上、ノズルストッパー９をいわゆる両持ち支持の形態をもってボス部４に対して支持することにより、当該ノズルストッパー９を高剛性に形成しているため、そのノズルストッパー９の変形や折損を抑制できるメリットがある。

さらに、両脚部９ａ，９ｂによってブリッジ部９ｃを内周壁部７の先端よりもオイル注入口４ａの奥部側へオフセットさせることで、ノズル進入量を比較的大きく設定しているため、エンジンへのオイル注入作業を容易に行えるようになるメリットがある。

図８，９はヘッドカバー１を成形するための金型を示す断面図であって、図８は金型のうち図４のＡ−Ａ断面に相当する図、図９は図８のＤ−Ｄ断面図である。なお、図８，９では、型締め状態で成形材料である溶融樹脂を射出した後、型開き前の状態を図示している。

ここで、以上のように構成したヘッドカバー１を成形するにあたっては、図８，９に示すような金型１１をもって射出成形することが望ましい。金型１１は、ヘッドカバー１の内面に相当する上向きの成形面１２を有する下型１３と、ヘッドカバー１の外面に相当する下向きの成形面１６を有する上型１７と、を有するいわゆる半割構造のものである。なお、金型１１には、型締め状態で両成形面１２，１６間に隔成されるキャビティへ溶融樹脂を充填するための図示外の射出機が接続されている。

下型１３は、内周壁部７の内周面のうちねじ山８よりも先端側の部位の成形を司る略円柱状の突起部１４を有していて、その突起部１４の外周面１４ａと先端面１４ｂとのなすコーナー部のうちボス部４側のねじ山８に相当する周方向範囲には、ねじ山８の一側面を成形するための傾斜面１４ｃが形成されている。一方、上型１７は、内周壁部７の内周面のうちねじ山８よりも根元側の部位の成形を司る略円柱状の突起部１８を有していて、その突起部１８の外周面１８ａと先端面１８ｂとのなすコーナー部のうちボス部４側のねじ山８に相当する周方向範囲には、ねじ山８の他側面を成形するための傾斜面１８ｃが形成されている。このように、ボス部４の内周面のうちねじ山８が形成された周方向範囲においては、ねじ山８の頂部に沿って金型１１のパーティングラインを設定している。

また、下型１３の突起部１４には、その突起部１４を径方向で二分するスリット１５が、当該突起部１４のうち間隙部８ａに相当する部分と切欠部８ｂに相当する部分とにまたがって凹設されている。一方、上型１７の突起部１８には、型締め状態で下型１３側のスリット１５に嵌合する凸部１９が形成されており、この凸部１９と下型１３側のスリット１５とをもってノズルストッパー９が成形されるようになっている。

以上のように構成した金型１１では、型締め状態で下型１３と上型１７との間に形成されるキャビティに図示外の射出機から溶融樹脂を射出・充填し、その溶融樹脂を冷却固化することでヘッドカバー１が成形される。

このようにヘッドカバー１を成形したならば、図示外の駆動手段により、上型１７を図８，９に示す矢印Ｅ方向、すなわちオイル注入口４ａの軸心方向に駆動して金型１１を型開きした上で、図示外のエジェクタによってヘッドカバー１を脱型することになる。このとき、間隙部８ａおよび切欠部８ｂにより、ねじ山８とノズルストッパー９とが金型１１の型開き方向でオーバーラップしないようになっているため、ねじ山８が金型１１に対してアンダーカットの関係となることはなく、ヘッドカバー１を金型９から無理なく脱型できる。そして、このように脱型されたヘッドカバー１は、例えば自動取り出し装置によって金型１１から取り出されることになる。

したがって、以上のように構成した金型１１を用いてヘッドカバー１を成形することにより、いわゆるスライドコア構造のような複雑な構造の金型を用いることなく、比較的簡単な構造をもってノズルストッパー９をヘッドカバー１の他の部位と一体に成形できるため、金型コストを低減してコスト的にさらに有利となるメリットがある。

１…シリンダヘッドカバー（樹脂成形品）
４…ボス部
４ａ…オイル注入口（液体注入口）
８…ねじ山
８ａ…間隙部
８ｂ…切欠部
９…ノズルストッパー（プロテクタ）
９ａ…脚部
９ｂ…脚部
９ｃ…ブリッジ部

Claims

内周側に液体注入口が開口形成されたボス部を有する樹脂成形品の液体注入口構造において、
上記ボス部の内周面に、キャップを螺合するための一巻のねじ山が形成されているとともに、
このねじ山のうち当該ねじ山の始終端部間の間隙部に相当する部分と対向する位置に形成された切欠部により、当該ねじ山がその円周方向で二分割されていて、
上記液体注入口の軸心方向に直交する投影面上で、上記ボス部の内周面のうち上記間隙部に相当する部分と上記切欠部に相当する部分とにまたがって上記液体注入口を横切るプロテクタが上記ボス部と一体に形成されていることを特徴とする樹脂成形品の液体注入口構造。
上記ねじ山のうち上記間隙部と径方向で正対する位置に切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の液体注入口構造。
上記プロテクタは、上記液体注入口の軸心方向に直交する投影面上で上記液体注入口を横切るブリッジ部と、そのブリッジ部の両端部と上記ボス部とを連結し、上記ブリッジ部を上記液体注入口の奥部側に保持する脚部と、を有する略アーチ状のものとして形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品の液体注入口構造。
請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体注入口構造をオイル注入口構造として有していることを特徴とする樹脂製シリンダヘッドカバー。