JP7464245B2 - スペーサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
またスペーサの製造時に成形型内の所定の位置に発泡体を予め載置してから樹脂導入部より樹脂材料を射出成形する。しかしながら、複数の発泡体を狭い間隔で成形型内に配置した場合、射出成形時に樹脂材料が意図しない方向に流れ、多孔質体側にまで樹脂材料が回り込んで成形されてしまうおそれがある。このように樹脂材料が意図しない箇所に回り込んでしまうと、発泡体に所定の外的要因が付加されても、圧縮前の状態へ復元する量が減少したり、成形体の品質が低下したりする等の影響が生じる。
前記多孔質体は、少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるとともに所定の外的要因が付加されたことを契機に圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有し、前記成形体の複数箇所に固着され、かつ少なくとも第1多孔質体及び第2多孔質体を含み、前記成形体には、該成形体を成形するための前記樹脂材料の導入部位であるとともに、前記多孔質体と重なる位置に設けられたゲート跡である樹脂導入部と、前記多孔質体側とは反対側に突出するとともに、前記樹脂導入部側から前記樹脂導入部とは離間する方向に延在するように形成された突条部とを備え、該突条部は前記成形体の成形の際に前記樹脂材料の流動状態を調整したことにより形成されており、前記樹脂導入部は、前記第1多孔質体と重なる位置に設けられた第1樹脂導入部と、前記第2多孔質体と重なる位置に設けられた第2樹脂導入部と、を含み、前記突条部は、少なくとも、前記第1樹脂導入部側から前記第1多孔質体と前記第2多孔質体との間の領域に向って延在する第1突条部を含むことを特徴とする。
以上の構成によれば、組付け性がよいスペーサでありながら、冷却水の流れをコントロールし、品質の向上を図ることができる。すなわち、多孔質体は少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるので、スペーサを冷却水流路に挿入して組付ける際、挿入荷重をなくして組付け性がよいものとすることができる。また以上の構成によれば、成形体に突条部を形成することで冷却水流路内に組付けられた際、冷却水の流れをコントロールすることができるとともに、成形型には成形凹条部が設けられることになるので、多孔質体と成形体とを一体に成形する際、樹脂材料は、成形型の成形凹条部が存在する箇所を流動し易くなる。したがって、成形型内に導入された樹脂材料の流動状態を、成形型の成形凹条部によって調整することができ、樹脂導入部から離れる所望の箇所に優先して樹脂材料を供給できる。その結果、スペーサには樹脂導入部側から樹脂導入部とは離間する方向に延在する突条部が形成されるとともに、射出成形時に、スペーサの形状に応じて、多孔質体上における樹脂材料の流動状態を調整することができるため、スペーサの品質が向上する。
本実施形態に係るスペーサ5は、樹脂材料からなる成形体6と、成形体6に一体に固着された多孔質体7とを備え、内燃機関10のシリンダブロック1に設けられた冷却水流路3に配置され、冷却水の流れを規制している。多孔質体7は、少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるとともに所定の外的要因が付加されたことを契機に圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有している。成形体6には、成形体6を成形するための樹脂材料の導入部位であるとともに、多孔質体7と重なる位置に設けられた樹脂導入部60と、多孔質体7側とは反対側に突出するとともに、樹脂導入部60側から樹脂導入部60とは離間する方向に延在するように形成された突条部61とを備えている。以下、詳述する。
図1~図6を参照しながら、第1実施形態に係るスペーサ5について説明する。
まず図1~図4には、第1実施形態に係るスペーサ5を示している。
スペーサ5は、図1に示すとおり、半筒状からなり、シリンダブロック1の冷却水流路3内に配置されている。シリンダブロック1の上面にはシリンダヘッド(不図示)、シリンダブロック1の下面にはオイルパン(不図示)がそれぞれ配され、シリンダヘッドは、冷却水流路3の開口部3fが閉塞されるようにシリンダブロック1に一体に締結される。図1に示すシリンダブロック1は、3気筒の内燃機関10を構成するものであり、複数のシリンダボア(気筒)2…が隣接した状態で直列に連なるように設けられている。以下では、複数のシリンダボア(気筒)2…のうち、図1における下方側から順にシリンダボア2の1気筒目、2気筒目、3気筒目として説明する。シリンダブロック1の適所には、シリンダヘッドとヘッドガスケットを介して締結させるためのボルト用挿通孔1aが複数設けられている。複数のシリンダボア2…の周囲には、オープンデッキタイプの溝状の冷却水流路(ウォータジャケット)3が一連に形成されている。またシリンダブロック1の適所には、この冷却水流路3に通じる冷却水導入口1bと冷却水排出口1cとが設けられている。冷却水排出口1cは、不図示のラジエータに配管接続され、ラジエータのアウトレット側は、ウォータポンプ(不図示)を介して冷却水導入口1bに配管接続される。これによって、冷却水流路3とラジエータとの間で冷却水(不凍液も含む)が循環するように構成される。
スペーサ5は、半筒状の成形体6と、成形体6に一体に固着された多孔質体7とを備えている。スペーサ5は、冷却水の流れを規制するため、冷却水流路3の開口部3fから挿入して冷却水流路3内に組付けられる。図例のスペーサ5は、冷却水流路3内の略半分の領域に配置されるよう形成されており、成形体6の内面6a(シリンダボア2側の側面)に設けられた凹所6aaに多孔質体7が固着された例を示している。
続いて図2~図4を参照しながら、成形体6に設けられる樹脂導入部60及び突条部61等についてさらに説明する。
図例のスペーサ5は、上述したとおり、3気筒のシリンダボア2に対応するため、円弧部62を複数有し、その円弧部62のそれぞれの凹所6aaに多孔質体7が一枚ずつ固着されている。以下では、シリンダボア2の1気筒目に対応する位置にある円弧部62に固着された多孔質体7を第1多孔質体7a、この第1多孔質体7aと重なる位置に設けられた第1樹脂導入部60a、第1樹脂導入部60a側から第1樹脂導入部60aとは離間する方向に延在するように形成された突条部61を第1突条部61aとして説明する。またシリンダボア2の2気筒目に対応する位置にある円弧部62に固着された多孔質体7を第2多孔質体7bとして説明する。この第2多孔質体7bと重なる位置に設けられた樹脂導入部60を第2樹脂導入部60b、第2樹脂導入部60b側から第2樹脂導入部60bとは離間する方向に延在するように形成された突条部61を第2突条部61bとして説明する。さらにシリンダボア2の3気筒目に対応する位置にある円弧部62に固着された多孔質体7を第3多孔質体7cとして説明する。この第3多孔質体7cと重なる位置に設けられた樹脂導入部60を第3樹脂導入部60c、第3樹脂導入部60c側から第3樹脂導入部60cとは離間する方向に延在するように形成された突条部61を第3突条部61cとして説明する。そして第1多孔質体7aと第2多孔質体7bとの間の領域を第1接続部63a、第2多孔質体7bと第3多孔質体7cとの間の領域を第2接続部63bとして説明する。
第1突条部61aは、正面視において横倒れV字形状に形成されている。第1突条部61aは、第1樹脂導入部60aから第1多孔質体7aの角部まで延在するように形成されている。具体的には、第1突条部61aは、第1多孔質体7aの第1接続部63a側の両角部7aa,7ab(図2参照・上方角部,下方角部)に向かってそれぞれが第1樹脂導入部60aから二股に別れて且つ第1樹脂導入部60aから離間する方向に延出して形成されている。
第2突条部61bは、正面視において直線形状に形成されている。より具体的には、第2突条部61bは、四角柱形状に形成されている。第2突条部61bは、第2樹脂導入部60bから第3多孔質体7cの角部まで延在するように形成されている。具体的には、第2突条部61bは、第2多孔質体7bの第2接続部63b側の一方角部7ba(図2参照・上方角部)に向かって第2樹脂導入部60bから離間する方向に延出して形成されている。
第3突条部61cは、正面視において横倒れ略逆J字形状に形成されている。第3突条部61cは、第3樹脂導入部60cから第3多孔質体7cの角部7ca側まで延在するように形成されている。具体的には、第3突条部61cは、第3多孔質体7cの第2接続部63bとは反対側の一方の角部7ca(図2参照・下方角部)に向かって第3樹脂導入部60cから横方向に延出された後、湾曲し切欠部65を回避しながら一方の角部7caに向け延出して形成されている。
次に図5を参照しながら、スペーサ5を製造する方法について説明する。ここでは1気筒目に対応する位置に配されるスペーサ5の一部を図示し説明するため、上型103に突条部61を成形する成形凹条部を成形凹条部103aとして説明する。なお、成形型100によるスペーサ5の成形時には、第1多孔質体7aが下型101に載置される態様と同様に第2多孔質体7b及び第3多孔質体7cも載置され、インサート成形される。よって、スペーサ5に第2突条部61b及び第3突条部61cを形成するため、成形型に所望する形状の成形凹条部(不図示)が設けられる。
なお、また図5(a)及び図5(b)では、第1多孔質体7aに下型101の突起101aに挿通され位置決めされる貫通孔70を示しており、この貫通孔70は第1多孔質体7aが成形体6と一体になった後も第1多孔質体7aに残るが、他図では図示を省略している。
続いてスペーサ5の変形例について図6(a)~(d)を参照しながら説明する。上述の実施形態と共通する箇所には共通の符号を付し、共通する説明は省略する。
図6(a)に示すスペーサ5Aは、上述の実施形態とは成形体6に突出部64や切欠部65がないこと、第1樹脂導入部60a及び第3樹脂導入部60cの形成位置、第3突条部61cの形状が異なる。
具体的にはまず第1多孔質体7aの第1樹脂導入部60aの形成位置が、円弧部62の高さ方向の略中央位置で且つ円弧部62の頂部より第1多孔質体7aの一方端部7ac(第1接続部63aがある側とは反対側の端部)寄りに設けられている。
第1突条部61aは、横倒れV字形状とされている。つまり、第1突条部61aは、第1樹脂導入部60aから第1多孔質体7aの第1接続部63a側の両角部7aa,7abに向かって二股に分岐し且つ第1樹脂導入部60aから離間する方向に延出して形成されている。
第2突条部61bは、上述の実施形態と同様に、第2多孔質体7bの第2接続部63b側の一方角部7ba(図6(a)参照・上方角部)に向かって第2樹脂導入部60bから離間する方向に延出して形成されている。
第3樹脂導入部60cは、円弧部62の高さ方向上側で且つ第2接続部63b寄りに形成されている。第3突条部61cは、その第3樹脂導入部60cから第3多孔質体7cの角部7caに向かって第3樹脂導入部60cから離間する方向に延出して形成されている。
この場合、スペーサ5Bに形成された第1突条部61a及び第3突条部61cが障壁となって、冷却水が貫通孔66や切欠部65に流入することを抑制することができる。また成形時においては、成形型100に設けられる第1突条部61a及び第3突条部61cを形成するための成形凹条部が設けられることになるので、樹脂材料が凹部7aeや連通孔7ccを経由して第1多孔質体7aや第3多孔質体7c側の面に回り込むことを防止することができる。
また上述の実施形態では、第1多孔質体7a~第3多孔質体7cのそれぞれに重なる位置に突条部61が設けられている例を説明したが、樹脂材料の流動に問題がなければ、図6(b)に示すように第2多孔質体7bと重なる位置には突条部がなくてもよい。
この場合、成形型100に設けられる第1突条部61a(具体的には上方第1突条部61aa及び下方第1突条部61ab)を形成するための成形凹条部が孔7adの外縁を沿うように延在することになるので、樹脂材料が第1多孔質体7aの孔7adを経由して第1多孔質体7a側の面に回り込むことを防止することができる。
またこの例では、第2突条部61bが第2樹脂導入部60bから離間する方向で且つ放射状に第2多孔質体7bの他方角部7bb側(図6(d)参照下方角部)に向って3方向に分岐し延在している点で、上述の実施形態と異なる。このような形態とした場合も、突出部64を備えた体積の大きい箇所と突出部64を備えていない箇所との組み合わせで冷却水の流れをコントロールできるとともに、成形時には樹脂材料の流動を調整し、スペーサ5Dの品質向上を図ることができる。
図7~図10を参照しながら、第2実施形態に係るスペーサ50について説明する。第1実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通する構成、効果の説明は省略する。
まず図7、図8には、第2実施形態に係るスペーサ50を示している。
スペーサ50は、第1実施形態に係るスペーサ5と同様に半筒状からなり、冷却水の流れを規制するため、シリンダブロック1の冷却水流路3内に配置されるものである。第2実施形態に係るスペーサ50も第1実施形態と同様に成形体6と、成形体6に一体に固着された多孔質体7とを備え、多孔質体7としては、所定の外的要因が付加されたことを契機として圧縮された状態から圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有したものが採用される。
また第2実施形態に係るスペーサ50は、第1実施形態と同様の機能を有する突条部61を備えている点は第1実施形態と共通するが、成形体6の多孔質体7側とは反対側の面、すなわち外面6b側に、多孔質体7側に窪むように形成された凹条部67が設けられている点が第1実施形態に係るスペーサ5と異なる。
そして第2実施形態のスペーサ50も、第1実施形態と同様に冷却水流路3内への組付け性がよいスペーサ50でありながら、樹脂材料のウェルドラインLをコントロールし、後述するように品質の向上を図ることができる。以下、詳述する。
第1多孔質体7aが配された円弧部62には、突条部61は形成されていないが、円弧部62の第1接続部63a寄りには、一方端から他方端(図7では上方端から下方端へ縦方向)へ向けて直線溝状に第1凹条部67aが設けられている。よって、この第1凹条部67aは、成形時に第1凹条部67aを模る成形型100の成形突条部によって樹脂材料の流動を調整し、品質向上を図ることができる。また、第1凹条部67aは、冷却水流路3内に配置した際には、冷却水の流れ方向に対して直交する方向に窪んだ部位になるため、冷却水の流れを阻害することがない。
次に図9を参照しながら、スペーサ50を製造する方法について説明する。ここでは3気筒目に対応する位置に配されるスペーサ50の一部を図示し説明するが、成形時は、第3多孔質体7cが下型101に載置される態様と同様に第1多孔質体7a及び第2多孔質体7bも載置され、インサート成形される。よって、成形型に第2突条部61b及び第3突条部61cを形成するため、所望する形状の成形凹条部(不図示)、さらに第2凹条部67bを形成するため、所望する形状の成形突条部(不図示)が設けられている。
続いてスペーサ50の変形例について図10(a)~(d)を参照しながら説明する。上述の実施形態と共通する箇所には共通の符号を付し、共通する説明は省略する。
図10(a)に示すスペーサ50Aは、第1多孔質体7aの第1樹脂導入部60aの形成位置が、円弧部62の高さ方向の略中央位置で且つ円弧部62の頂部より第1多孔質体7aの一方端部7ac(第1接続部63aがある側とは反対側の端部)寄りに設けられている。
突条部61は形成されておらず、第1樹脂導入部60aから間隔を空けて上側に第1樹脂導入部60aから離間する方向へ(斜め横方向)且つ第1多孔質体7aの上方角部7aaに向けて上方第1凹条部67aaが形成されている。またこの上方第1凹条部67aaと対称に第1樹脂導入部60aから間隔を空けて下側に第1樹脂導入部60aから離間する方向へ(斜め横方向)且つ第1多孔質体7aの角部7abに向けて下方第1凹条部67abが形成されている。
第2樹脂導入部60bが形成されている円弧部62には、突条部61も凹条部67も形成されていない。
第3樹脂導入部60cは、第3多孔質体7cの第2接続部63b側の上方角部7cd寄りに形成され、この第3樹脂導入部60cを囲むように、第3凹条部67cが形成されている。この第3凹条部67cは、射出成型時に樹脂材料が第2接続部63b側に流入しすぎないように正面視において倒れ略U字状に形成されている。なお、第1~3樹脂導入部60a,60b,60cは、スペーサ50Aが冷却水流路3内に配置された状態において、冷却水流路3の外側壁面3dに干渉しない位置、つまりスペーサ50と冷却水流路3の外側壁面3dとの間に所定の隙間を確保可能な位置に設けられている。
第2樹脂導入部60bが形成されている円弧部62には、突条部61も凹条部67も形成されていない。
第3樹脂導入部60cは、第3多孔質体7cの第2接続部63b側の端部7cfに形成されている。
この場合、スペーサ50Dに形成された第1突条部61a及び第3突条部61cが障壁となる上、第1凹条部67a及び第3凹条部67cの窪んだ存在によっても、冷却水が貫通孔66や切欠部65に流入することを抑制することができる。また成形型100には、第1突条部61a及び第3突条部61cを形成するための成形凹条部や第1凹条部67a及び第3凹条部67cを形成するための成形突条部が設けられることになる。そのため、成形型100を用いてスペーサ50Dを成形する際、樹脂材料が凹部7aeや連通孔7ccを経由して第1多孔質体7aや第3多孔質体7c側の面に回り込むことを防止することができる。
スペーサ5,50の構成、形状は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、スペーサ5,50を構成する成形体6に対して多孔質体7を固着させる位置(冷却水流路3の深さ方向の位置、周方向の位置)、接続部(63a,63b)の幅寸法や多孔質体7の枚数(冷却水流路3の深さ方向の枚数、周方向の枚数)や形状は、冷却水流路3内に配置されるスペーサ5の安定性、或いは、冷却水流路3内を流通する冷却水の冷却機能等、求められる仕様に応じて適宜変更してもよい。例えば、前記実施形態では、多孔質体7は、成形体6の円弧部62毎に設けられているが、成形体6の全て(複数)の円弧部62に対応するように連なった帯状の多孔質体7を成形体6に取り付けてもよい。また、成形体6の形状は、実施形態では、半筒状(半割状)のものを例示したが、冷却水流路3の全周に及ぶ全筒状のものであってもよい。さらに図示していないが、第2実施形態に示すように半割状より小さな部分スペーサの場合は、冷却水流路3内の一か所に配置してもよいし、複数箇所に配置してもよく、配置する部分スペーサの数は、冷却水流路3内のスペースや求められる仕様等に応じて適宜設定してもよい。よって、この場合、スペーサの形状に応じて多孔質体7は1枚固着されるものであっても、複数枚固着されるものであってもよいことは言うまでもない。さらにまたスペーサ5が適用される内燃機関として、3気筒の内燃機関を例示したが、これに限らず他の気筒数の内燃機関にも適用可能である。樹脂導入部60及び突条部61の形成個数や形成位置、形状も図例に限定されない。
1 シリンダブロック
3 冷却水流路
5,5A~5D スペーサ
6 成形体
60 樹脂導入部
60a 第1樹脂導入部
60b 第2樹脂導入部
60c 第3樹脂導入部
61 突条部
61a 第1突条部
61b 第2突条部
61c 第3突条部
67 凹条部
67a 第1凹条部
67b 第2凹条部
67c 第3凹条部
7 多孔質体
Claims (12)
- 樹脂材料からなる成形体と、前記成形体に一体に固着された多孔質体とを備え、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に配置されるスペーサであって、
前記多孔質体は、少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるとともに所定の外的要因が付加されたことを契機に圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有し、前記成形体の複数箇所に固着され、かつ少なくとも第1多孔質体及び第2多孔質体を含み、
前記成形体には、該成形体を成形するための前記樹脂材料の導入部位であるとともに、前記多孔質体と重なる位置に設けられたゲート跡である樹脂導入部と、前記多孔質体側とは反対側に突出するとともに、前記樹脂導入部側から前記樹脂導入部とは離間する方向に延在するように形成された突条部とを備え、該突条部は前記成形体の成形の際に前記樹脂材料の流動状態を調整したことにより形成されており、
前記樹脂導入部は、前記第1多孔質体と重なる位置に設けられた第1樹脂導入部と、前記第2多孔質体と重なる位置に設けられた第2樹脂導入部と、を含み、
前記突条部は、少なくとも、前記第1樹脂導入部側から前記第1多孔質体と前記第2多孔質体との間の領域に向って延在する第1突条部を含むことを特徴とするスペーサ。 - 請求項1において、
前記突条部の端部に前記樹脂導入部が形成され、前記突条部は該樹脂導入部を起点として延在していることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1において、
前記多孔質体は第3多孔質体をさらに含み、該樹脂導入部は前記第3多孔質体と重なる位置に設けられた第3樹脂導入部さらに含み、
前記突条部は、前記第2樹脂導入部側から前記第2多孔質体と前記第3多孔質体との間の領域に向って延在する第2突条部をさらに含むことを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項3のいずれか1項において、
前記多孔質体は、正面視矩形状のシートであり、
前記突条部は、前記樹脂導入部から前記多孔質体の角部まで延在するように形成されていることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項4のいずれか一項において、
前記突条部は、その幅が前記樹脂導入部の幅よりも大きくなるように形成されており、
前記樹脂導入部は、前記突条部の前記多孔質体側とは反対側の面に設けられていることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のスペーサにおいて、
前記成形体には、切欠き形状とされた切欠部が設けられ、
前記多孔質体には、前記切欠部と対応する位置に前記切欠部を避けるような凹部が設けられ、
前記突条部は、少なくともその一部が、前記凹部の外縁に沿うように延在していることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項6のいずれか一項において、
前記成形体には、貫通孔が設けられており、
前記多孔質体には、前記貫通孔と対応する位置に前記貫通孔を囲むような連通孔が設けられており、
前記突条部は、少なくともその一部が、前記連通孔の外縁に沿うように延在していることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項7のいずれか一項において、
前記多孔質体はセルロース系スポンジであり、
前記所定の外的要因が、水分であることを特徴とするスペーサ。 - 請求項1~請求項8のいずれか一項において、
前記成形体の多孔質体側とは反対側の面には、前記多孔質体側に窪むとともに、前記突条部に沿って凹条部が設けられていることを特徴とするスペーサ。 - 樹脂材料からなる成形体と、前記成形体に一体に固着された多孔質体とを備え、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に配置されるスペーサであって、
前記多孔質体は、少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるとともに所定の外的要因が付加されたことを契機に圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有し、
前記成形体には、該成形体を成形するための前記樹脂材料の導入部位であるとともに、前記多孔質体と重なる位置に設けられたゲート跡である樹脂導入部と、前記多孔質体側に窪んで形成された、凹底面を有する凹条部とを備え、該凹条部は前記成形体の成形の際に前記樹脂材料の流動状態を調整したことにより形成されており、
前記凹条部は、前記多孔質体と重なる位置から重ならない位置まで延びるように配置されていることを特徴とするスペーサ。 - 樹脂材料からなる成形体と、前記成形体に一体に成形され固着された多孔質体とを備え、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に配置されるスペーサを、成形型を用いて製造するスペーサの製造方法であって、
前記多孔質体は、少なくともその一部が圧縮された状態を保持可能であるとともに所定の外的要因が付加されたことを契機に圧縮前の状態に復元し膨大化する特性を有し、かつ前記成形体の複数箇所に固着され、
前記成形型は、キャビティ内に載置される前記多孔質体と重なる位置に設けられたゲート部と、前記樹脂材料の流動状態を調整するための成形凹条部と、を備え、
前記成形凹条部は、前記多孔質体が載置される面とは反対側に位置するとともに、前記ゲート部から前記ゲート部とは離間する方向に延在するように形成されており、
前記樹脂材料を前記ゲート部から導入して、前記成形凹条部に沿って流動させ、前記キャビティ内に充填することを特徴とするスペーサの製造方法。 - 請求項11において、
前記成形型には、前記多孔質体側に突出するとともに、前記成形凹条部に沿って成形突条部が設けられていることを特徴とするスペーサの製造方法。
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