特許 7290821 ケーシング部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-06

(45)【発行日】2023-06-14

(54)【発明の名称】ケーシング部材

(51)【国際特許分類】

   F02F 7/00 20060101AFI20230607BHJP

   B29C 43/20 20060101ALI20230607BHJP

【ＦＩ】

F02F7/00 302B

B29C43/20

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019044836

(22)【出願日】2019-03-12

(65)【公開番号】P2020148118

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000228383

【氏名又は名称】日本ガスケット株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(72)【発明者】

【氏名】中村 奎介

(72)【発明者】

【氏名】恒川 英樹

【審査官】楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２９３５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９１２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５０９７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－００１５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４５０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８６２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７７７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６１０２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｂ２９Ｃ ４３／２０

Ｆ０１Ｍ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有底箱状のケース部と、ボルトによって他の部材に締結されるボルト穴の穿設されたフランジ部とを有するケーシング部材において、
上記ケース部とフランジ部とは、上記フランジ部を構成する面と平行な面内においてランダムな方向を向くものだけで概ね構成された繊維を含んだ抄造樹脂によって一体的に成型されるとともに、
上記ケース部およびフランジ部を構成する樹脂の原料は異なっており、上記フランジ部を構成する樹脂を耐締め付け性の高い抄造樹脂によって構成したことを特徴とするケーシング部材。

【請求項2】

ケース部を構成する樹脂を高強度の抄造樹脂によって構成することを特徴とする請求項１に記載のケーシング部材。

【請求項3】

上記ケーシング部材がオイルパンであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のケーシング部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はケーシング部材に関し、詳しくは有底箱状のケース部と、ボルトによって他の部材に締結されるボルト穴の穿設されたフランジ部とを有するケーシング部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車用エンジンを構成する部品として、オイルパンなどのケーシング部材があるが、このようなケーシング部材は有底箱状のケース部と、ボルトによってエンジン本体に締結されるボルト穴の穿設されたフランジ部とを有している（特許文献１）。
オイルパンとしては鉄製の物が一般的であるが、上記特許文献１では、上記ケース部の内側を樹脂などからなる別部材によって覆い、防音性を高めるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開昭５７－１３２０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のように上記ケーシング部材を鉄製とした場合、重量が重いという問題があり、また保温性や防音性に乏しいという問題あることから、特許文献１のようにケース部の内側に別部材の樹脂を設けることが行われているが、この場合保温性や防音性が向上するものの、上記樹脂製の部材がエンジンの振動によって剥がれ、ケース部に衝突して騒音を発生させる恐れがあった。
一方、軽量化のためオイルパン全体を樹脂製とすることが考えられるが、このとき、上記フランジ部をエンジン本体に締結すると、当該フランジ部を構成する樹脂がボルトの締め付けによって割れたり座屈する恐れがあった。
さらに、上記ケース部を樹脂製とし、フランジ部を金属製とすることも考えられるが、この場合ケース部とフランジ部とがその境界部分で分離してしまう恐れがあった。
このような問題に鑑み、本発明は樹脂製であるにも関わらず、フランジ部による相手部材への連結を強固に行うことが可能なケーシング部材を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

すなわち本発明にかかるケーシング部材は、有底箱状のケース部と、ボルトによって他の部材に締結されるボルト穴の穿設されたフランジ部とを有するケーシング部材において、
上記ケース部とフランジ部とは、上記フランジ部を構成する面と平行な面内においてランダムな方向を向くものだけで概ね構成された繊維を含んだ抄造樹脂によって一体的に成型されるとともに、
上記ケース部およびフランジ部を構成する樹脂の原料は異なっており、上記フランジ部を構成する樹脂を耐締め付け性の高い抄造樹脂によって構成したことを特徴としている。

【発明の効果】

【0006】

上記発明によれば、ケーシング部材の全体が抄造樹脂成型品として一体的に成型されていることから、鉄製のケーシング部材に比べて軽量であり、また保温性や防音性に優れている。
そのうえで、フランジ部を構成する樹脂を耐締め付け性の高い抄造樹脂によって構成したことにより、当該フランジ部をボルトで締結した際に、割れや座屈等を発生させることなく、強固に相手部材に連結することが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施例にかかるオイルパンの断面図

【図2】上記オイルパンの製造方法を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下図示実施例について説明すると、図１は本発明にかかるケーシング部材としてのオイルパン１の断面図を示しており、自動車用エンジンのエンジン本体に装着されるものとなっている。
上記オイルパン１は、オイルを貯留する有底箱状のケース部２と、ボルトによってエンジン本体に締結されるボルト穴３ａの穿設されたフランジ部３とから構成され、当該オイルパン１は抄造樹脂によって一体成形された抄造樹脂成型品となっている。
上記ケース部２の肉厚は例えば２．０ｍｍとすることができ、同形状のオイルパン１を鉄で作成した場合よりも１５０％程度肉厚に設定されている。また図示しないが、補強用のリブやオイル排出用のドレン穴が形成されている。
一方、上記フランジ部３はケース部２の上部の開口部を囲繞するように形成され、当該フランジ部３の肉厚も例えば５．０ｍｍに設定され、同形状のオイルパン１を鉄で作成した場合よりも５０％程度肉厚となっている。
またフランジ部３の所定の位置にはボルト穴３ａが穿設されており、オイルパン１をエンジン本体に固定する場合には、上記フランジ部３のボルト穴３ａにボルトを挿通させて、当該ボルトのヘッド部分とエンジン本体との間でフランジ部３を挟持するようになっている。
なお、本実施例のオイルパン１は従来公知のオイルパン１と同じ構成を有しているため、これ以上の説明は省略するものとする。

【0009】

図２は本実施例のオイルパン１の製造方法を説明する図となっている。
図２（ａ）は抄造シートＳから所定形状の抄造シート片Ｓａを切り出す作業を示し、（ｂ）は切り出した抄造シート片Ｓａを積層させる作業を示し、（ｃ）は積層させた抄造シート片Ｓａから素形体４を作成する作業を示し、（ｄ）は上記素形体４を成形装置５によって加熱加圧成形する作業を示し、（ｅ）は取り出したオイルパン１を仕上げ加工する作業を示している。
図２（ａ）では、オイルパン１が成形された際に上記フランジ部３を構成することとなる第１の抄造シートＳ１と、上記ケース部２を構成することとなる第２の抄造シートＳ２とを作成する。

【0010】

まず上記フランジ部３を構成することとなる第１の抄造シートＳ１には、原材料として、フェノール樹脂の粉末（２０～６０ｗｔ％以下）と、繊維長が１５ｍｍ程度の無数の炭素繊維（１０～３０ｗｔ％）と、パルプ状繊維（５～１０ｗｔ％以下）とを用いる。ここで上記原材料の割合は、水と混合する前の原材料全体に占める割合となっている。これに添加剤として無機充填剤を含むことによって、耐締め付け性の高い抄造樹脂を得ることができ、当該無機充填剤としてはたとえばガラスパウダーを用いることが可能となっている。
そして、水１００ｗｔ％に対する上記原材料の合計重量が約０．１～２ｗｔ％となるように計量しながら当該原料を水に投入して撹拌し、得られた混合液を抄網で抄き取るとともに、脱水および乾燥を行う。
これにより、上記第１の抄造シートＳ１を作成することができ、本実施例では乾燥後の第１の抄造シートＳ１が厚さ約１５ｍｍ程度となるように作成した。

【0011】

一方、上記ケース部２を構成することとなる第２の抄造シートＳ２には、原材料として、フェノール樹脂の粉末（２０～６０ｗｔ％以下）と、繊維長が５～１５ｍｍ程度の無数の炭素繊維（１０～５０ｗｔ％）と、パルプ状繊維（２０～５０ｗｔ％以下）とを用いる。これに添加剤として無機充填剤を含むことによって、高強度の抄造樹脂を得ることができ、当該無機充填剤としてはガラスパウダーを用いることが可能となっている。
上記第１の抄造シートＳ１と同様、水と原材料とからなる混合液を抄網で抄き取ることで第２の抄造シートＳ２を作成し、乾燥後の第２の抄造シートＳ２が厚さ１５ｍｍ程度となるように作成した。

【0012】

次に、作成した第１、第２の抄造シートＳ１、Ｓ２を、それぞれ成形後のオイルパン１の形状に合わせて切断し、それぞれ第１、第２の抄造シート片Ｓａ１、Ｓａ２を得る。具体的には、図１に示すオイルパン１を水平方向に輪切りにしたときに、各高さに位置する部分に対応するような断面形状が得られるように抄造シートＳを切断する。
本実施例では、成形後にフランジ部３を構成することとなる部分として、上記第１の抄造シートＳ１から無端状の第１の抄造シート片Ｓａ１を２つ採取し、一方、成形後にケース部２を構成することとなる部分として、上記第２の抄造シートＳ２からは、ケース部２の底面を構成することとなる略長方形の２つの第２の抄造シート片Ｓａ２と、ケース部２の側面を構成することとなる無端状の複数の第２の抄造シート片Ｓａ２とを採取する。
なお、抄造シート片Ｓａの形状および個数は、成形するオイルパン１の形状に併せて様々であり、例えばフランジ部３やケース部２の底面については、成形後のオイルパン１の肉厚に応じて３枚以上の抄造シート片Ｓａを用いてもよい。
また、抄造シートＳを切断した結果発生する残材については、再利用して新たな抄造シートＳとすることが可能となっている。

【0013】

このようにして得られた抄造シート片Ｓａは、図２（ｂ）に示すように成形後のオイルパン１の形状に合わせて積層される。
具体的には、成形後にフランジ部３を構成することとなる部分には、上記第１の抄造シート片Ｓａ１を２枚積層させて用い、また成形後にケース部２の底面を構成することとなる部分には、上記略長方形を有する第２の抄造シート片Ｓａ２を２枚積層させて用い、側面を構成することとなる部分には上記無端状の第２の抄造シート片Ｓａ２を所定の順序で積層させる。

【0014】

そして図２（ｃ）では、積層させた抄造シートＳ同士を密着させて素形体４を作成する。
具体的には、抄造シート片Ｓａを構成する樹脂が硬化しない程度の温度で加熱し、その状態で抄造シート片Ｓａを積層方向に押圧することにより、溶融した樹脂によって上下の抄造シートＳ同士を密着させるものとなっている。
その結果、成形後のオイルパン１に似た形状からなる素形体４を得ることができ、このとき、素形体４における積層方向の寸法は、成形後のオイルパン１よりも大きめの寸法を有している。
また上記素形体４には、成形後のオイルパン１に形成されているリブ等の細かな凹凸や、上記フランジ部３のボルト穴３ａは穿設されていない。

【0015】

図２（ｄ）では、上記素形体４を成形装置５に投入して、当該素形体４を加熱加圧し、これにより抄造樹脂成型品を得る。
上記成形装置５は上型１１および下型１２によって構成され、下型１２には素形体４が収容されるとともに、図示しないが素形体４を加熱するヒーターが設けられている。
下型１２および上型１１には、オイルパン１のケース部２に形成されるリブ等の細かな凹凸形状が形成されており、また上型１１には上記フランジ部３にボルト穴３ａを穿設するためのピン１３が設けられている。
このような構成により、上記下型１２に投入された素形体４が上記ヒーターによって加熱され、素形体４を構成する樹脂が溶融すると、上記上型１１が下降し、素形体４を積層方向に加圧しながら圧縮する。
これにより、柔らかくなった樹脂が変形し、上下に積層された抄造シートＳ同士が一体化し、また上型１１および下型１２に形成された形状に沿って上記リブ等の凹凸形状が形成される。また、上記上型１１に設けられたピン１３がフランジ部３を貫通して、上記ボルト穴３ａが穿設されるようになっている。
そして、素形体４の熱硬化性樹脂が架橋反応により固化することにより、所要形状を有した抄造樹脂成型品としてのオイルパン１が成形され、その際、異なる原材料によって構成されたフランジ部３を構成する樹脂とケース部２を構成する樹脂とが一体化するようになっている。

【0016】

図２（ｅ）では、成形装置５より取り出した成形品に対して、バリ取りやアニーリング等の仕上げ作業を行い、これにより製品としてのオイルパン１を得ることができる。

【0017】

このようにして得られたオイルパン１は、上述した工程を用いることで、異なる原材料を用いた上記ケース部２とフランジ部３とが一体的に成形された抄造樹脂成型品として得ることができる。
本実施例ではケース部２およびフランジ部３には異なる材料からなる第１、第２の抄造シートＳ１、Ｓ２を用いているが、成形装置５で加熱加圧する際に溶融した樹脂同士が一体化するため、成形後に分離することはなく、特に抄造シートＳ１、Ｓ２に同様の材料を使用していることにより、抄造シートＳ１、Ｓ２の境界部分での剥離が生じにくくなっている。
これに対し、上記特許文献１のように鉄製のオイルパン１の内部に樹脂製の部材を張り付ける構成の場合、上記樹脂製部材の剥がれや、剥がれに伴う騒音等のおそれがあった。
次に、上記オイルパン１は樹脂製であることから、鉄製のオイルパン１よりも軽量であり、具体的には、同形状の鉄製のオイルパン１に比べて約６０％軽量化することができた。また樹脂製であるため鉄製のオイルパン１に比べて保温性や防音性が高いという効果が得られた。
さらに、本実施例のオイルパン１のフランジ部３は耐締め付け性の高い抄造樹脂によって構成されているため、当該オイルパン１をエンジン本体に連結する際、ボルトによる締め付けを強固に行うことができ、その際の割れや座屈といった破損を防止することができる。
一方、本実施例のオイルパン１のケース部２には高強度の樹脂を用いていることから、当該オイルパン１をエンジン本体に装着しても、破損を防止することができる。
なお、上記ケース部２に用いる樹脂としては、高強度材ではない、高じん性材を用いてもよい。

【0018】

次に、上記オイルパン１のフランジ部３に対して以下のへたり試験を行った。本実施例のオイルパン１のフランジ部３（発明品）として、上記組成からなる板厚５ｍｍの試験片を準備するととともに、比較品１としてＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製の板厚５ｍｍの試験片と、比較品２としてサポートヨーク材からなる板厚５ｍｍの試験片とを準備した。
試験条件としては、各試験片に対してＳＵＳ６３０（硬さＨｖ４１０）の相手材を押し当て、当該相手材により上記試験片に０～２ｋＮの荷重を作用させるとともに、上記相手材にロードセルを設けて試験片の変形量を測定した。
最初に、上記試験片に繰り返し荷重を１００回作用させたところ、発明品の変形量は０．０１４ｍｍであったのに対し、比較品１の変形量は０．１０５ｍｍ、比較品２の変形量は０．０２９ｍｍとなっていた。
続いて、上記試験片に繰り返し荷重を５００回作用させたところ、発明品の変形量は０．０１７ｍｍであったのに対し、比較品１の変形量は０．１３１ｍｍ、比較品２の変形量は０．０２９ｍｍとなっていた。
以上のことから、発明品のフランジ部は、一般的な樹脂に対して耐へたり性が高いことが確認され、また金属製の比較品２と同等の耐へたり性を有していることが確認できた。

【0019】

なお、本実施例はケーシング部材としてオイルパン１を挙げているが、その他フランジ部３を他の部材にボルトによって締結するものであれば、その他の用途のケーシング部材にも応用することが可能となっている。

【符号の説明】

【0020】

１ オイルパン（ケーシング部材） ２ ケース部
３ フランジ部 ３ａ ボルト穴
４ 素形体 ５ 成形装置
１１ 上型 １２ 下型
Ｓ１、Ｓ２ 第１、第２の抄造シート
Ｓａ１、Ｓａ２ 第１、第２の抄造シート片

【図1】

【図2】