JPH04203254A - 繊維強化樹脂製シリンダーヘッドカバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種用途に使用される内燃機関、牛１に乗用車
の原動機に用いられる、ガソリンエンジンのシリンダー
ヘッドカバーに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、各種用途に使用される内燃機関、特に乗用車の原
動機に用いられるガソリンエンジンは、全体が鉄を材料
として構成されている。

近時、自動車の燃料節約のため、自動車全体の軽量化が
要求され、車体などの分野では進歩を見せているが、原
動機部分では、車体部分はどの進歩はのられない。

即ち、原動機部分では、車体部分に比べ要求される特性
が過酷であり、使用にあたり高温高圧の条件が加わるた
めである。

シリンダーヘッドカバーにおいても、軽量化を目的とし
て、アルミニウムなどの軽合金材料の使用が行われてい
る。

然し乍ら、例えば、アルミニウムの場合、強度と比重と
の関係をしめず比強度の差が、鉄に比べ２０％程度しか
無いのにかかわらず、鋳造時に生じゃすいボイドなどを
考慮して、安全率を高く取る必要があるため、比強度に
おける２０％の優位性は確保できず、実質的には、あま
り多くは期待できないのが実情である。

一方軽合金の使用による軽量化が、あまり効果的でない
ことから、繊維強化樹脂の使用が試みられている。

これら従来から試みられている繊維強化樹脂成形品は、
たとえば収束剤で収束したガラスｍ維東を約３　ｍｍの
長さに切断したチョップトス）・ランドを樹脂にに配合
し、これを溶融混線押出し後、約３＋ｎｍの長さに切断
して繊維強化樹脂ペレットを作り、これを射出成形機に
供して射出成形品を得るものである。そして、このよう
にして得られる繊維強化樹脂ペレットは、樹脂とガラス
繊維を高い剪断力下で溶融混練するため、ガラス繊維は
短く切断されこれをさらに射出成形機に供するため、成
形品中のガラス繊維長は約０．２ｍｍ程度になっている
のが実状である。

然し乍ら、かかる短繊維強化樹脂の場合、エンジン部品
としての一般的な使用条件のもとでは、高温度条件のも
とての、耐クリープ性を確保することが困難であり、オ
イル漏れを生じたりする。

また、短繊維を強化相として使用することがら、成形し
たとき反りを生じやすく、所期の形状のものが得られに
くい。

更に耐衝撃性に問題があり、形状に特別の工夫が要求さ
れるなどする。

これらの問題のため繊維強化樹脂によるシリンダーへラ
ドカバーの軽量化は、さ程十分な成果をあげていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の技術の現状に対し、鉄を主相とするシ
リンダーへラドカバーと同じような、使用時の安定的性
質を持ちながら、鉄に比べて十分に軽量なシリンダーヘ
ッドカバーを提供すること、かつ、かかるシリンダーヘ
ッドカバーが、生産性に優れたものである、繊維強化樹
脂製シリンダーへラドカバーを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、素拐どして、ガラス繊維とポリアミ
ド樹脂が用いられる。

ガラス繊維としては、繊維径６〜２０μのもの一３／Ｉ
Ｌ− が好ましく、一般的に用いられるカップリング剤と収束
剤とで処理され、束状にしたものが使用できる。

また、ガラス繊維に加えて、炭素繊＋ｆＩＩＣ、アルミ
ナ繊維、アラミドｍＪｌ、ボロン！＆維などとの混用で
も、差し支えない。

マトリックス樹脂としてのポリアミド樹脂は、ナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０、テ
レフタール酸を共重合して成る６／６丁、６６　／　６
　′Ｆナイロン、メタキシリレンジアミンと二塩基酸か
らなる半芳香族ナイロン及びこれらの共重合体あるいは
混合物などがあげられる。

次に本発明においては、射出成形に供するペレットと繊
維長さと配列とが重要である。

ナイロンペレット中の繊維の長さは、ペレットの長さと
実質的に同じであることが必要であり、加えて、繊維は
ペレットの長さ方向に、はぼ、平行に配列していること
が必要である。

このようなペレットを得るための方法としては、−４７
’１１− まず、−・般的に知られたカップリング剤と、収束剤と
で処理された、ガラス繊維ロービングを、ポリアミド樹
脂を溶融した浴中を浸漬走行させ、その後、円形ノズル
からガツト状に引出し、５　ｍｍ以上、好ましくは５〜
２０ｍｍに切断して、ペレッ）・化することで、得るこ
とができる。このペレット中のガラス繊維の含量は３０
〜７０重量％が好ましい。

かくして得られたペレットを、射出成形すれば、ガラス
Ｎ細長が０．５ｍｍ以上の長さを保持した状態でシリン
ダーへラドカバーを製造することができる。

本発明においては、上述のペレット、即ちペレットの長
さ方向、全長に亘ってガラス繊維が配列されている樹脂
ペレットのみを用いて射出成形することもできるし、ま
た、これ以外の樹脂ペレット、例えばガラス繊維を含ま
ない樹脂ペレット、あるいは従来から用いられている短
く切断されたガラス繊維が混入された樹脂ペレッＩ・を
、５０重量％以下、好ましくは３０Ｍ量％以下の割合で
配合してこれらを射出成形することができる。

その場合、射出成形品中には０．５ｍｍ以上のガラス繊
維と短いガラス繊維が混在することになるが、全ガラス
繊維中５０重量％以ｌ−１好ましくは６０重量％以上の
ガラス繊祁：が０．５ｍｍの長さを有していれば所期の
目的を達成することが出きる。

ここにガラス繊維長とは数平均繊維長をさすものとする
。

〔実施例〕

ナイロン６を３００　’Ｃの温度で溶融した浴を形成し
ておき、この浴にカップリング剤及び収束剤で処理した
ガラス繊維束を分速５ｍで通過させた。

通過したガラス繊維束を直径３１１１ｍのノズルを通し
て引取り、樹脂を冷却した後１０ＩｎＩ１１に切断した
。

かくして得られたペレットは、その長さ方向にガラスｍ
肺″が平行に封入された状態で、ペレットの長さと同じ
長さに一体化している。

このペレッｉ・を使用して、シリンダーへラドカバーを
射出成形した。

射出成形に当っては、東芝（株）製の■Ｓ−３５０Ｅ型
機をつぎの条件で使用した。

温度：２９０’Ｃ圧カニ７０に、ｇｆ／ｃｒｌｌＧ射出
サイクル時間：６０ｓｅｃ。

このようにして得たシリンダーへラドカバーは長さ４０
０　ｍｍ、幅１．５０　ｍｍ、高さ５０ｍｍ肉厚３ｍｍ
であった。

このシリンダーヘッドカバーを分析したところガラス繊
維は互いに絡み合っており、長さは、最も短いもので０
．１．ｍｍ、長いもので１０　ｍｍ、平均］、、７ｍｍ
であった。

〔比較例〕

カップリング剤及び収束剤で収束したガラス繊維を３１
Ｔｌ１１１に切断したチョツプドストランドを押出混練
機でナイロンと溶融混練し、これを押出して長さ３　ｍ
ｍのペレットを得た。このペレットを用いた以外は実施
例と同様にしてシリンダーへラドカバーを成形し、物性
を評価し、その結果を実施例と共に第１表及び第２表に
示した。

第１表 −７７１，１＝ △は実施例の製品　■３は比較例の製品繊維長の単位は
Ｉｎｍ 平均繊維長は成形品中の数平均繊維長 曲げ特性の単位はｋｇｆ／柵２ 衝撃強さの単位はｋｇｆ■／ａｎ（アイゾツト、ノツチ
付き） 反りの単位は關 この表は、本発明が如何に優れているかを明瞭に示して
いる。即ち、衝撃強さにおいては２倍、曲げにおいても
１０〜２０％以上の優位性を示している。特に反りにお
いて、２分の１以下であることは注目される。

第２表には、シリンダーへラドカバーの加熱下での漏れ
テストの結果を示しである。

−９７１１，− −８７１，１− 第２表 漏れ圧力は空気圧力である。

第２表は、本発明が如何に実用的効果をあげることがで
きるかを示している。

即ち、比較例では温度条件が１３０’Ｃと、実施例より
低いに係らず０．２ｋｇｆ／ｃｄにおいて、既に、漏れ
を生じており実用に適さない。

実施例では１．３０℃において０．５ｋｇｆ／ａｎｔの
圧力に対し、漏れを生じていない。

〔発明の効果〕

本発明は、ガラス繊維がペレッＩ・の長さ方向に配列し
た長さ５　ｍｍ以上のガラス繊維強化ポリアミド樹脂ペ
レットを用いて射出成形し、成形品中のガラス繊維の長
さを０．５ｍｍ以上に保ったシリンダーへラドカバーで
あるため、耐衝撃性に優れ、かつ、クリープが発生せず
、実用性の高い製品を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）５ｍｍ以上の長さを持つペレットの、長さの方向
   にガラス繊維が平行に封入されている、ガラス繊維強化
   ナイロン樹脂ペレットを、少なくとも５０重量％含むナ
   イロン樹脂組成物を射出成形し、成形品中のガラス繊維
   の５０重量％以上の繊維長が、０．５ｍｍ以上である繊
   維強化樹脂製シリンダーヘッドカバー。
2. （２）ガラス繊維強化ナイロン樹脂ペレット中のガラス
   繊維含量が３０〜７０重量％である請求項１記載の繊維
   強化樹脂性シリンダーヘッドカバー。