(57)【要約】【課題】  合成樹脂製の筐体に発生する静電気を筐体に導電性を付与することによって抑制することと、導電性を付与するため合成樹脂に炭素を加えることによる合成樹脂の強度の低下を最小にする。【解決手段】  本発明に係る筐体は、射出成形される合成樹脂の母材の中に、竹材を炭化して得られた比較的小さい粉状の粒子からなる粉状材と、竹材を炭化して得られた比較的大きい細長い粒子からなる針状材を含み、その針状材は中心部に炭化未了の芯部が残されていることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形される合成樹脂の母材の中に、竹材を炭化して得られた比較的小さい粉状の粒子からなる粉状材と、竹材を炭化して得られた比較的大きい細長い粒子からなる針状材を含み、その針状材は中心部に炭化未了の芯部が残されている車両用合成樹脂製筐体。
【請求項２】
素材たる竹材を粉砕して、母材となる合成樹脂と混合した後に加熱して、合成樹脂が溶融した状態で竹材を炭化させつゝペレットを製造する材料工程と、前工程で得られたペレットを溶融して加熱した成形金型の内部へ加圧注入して竹材の炭化を進行させつゝ成形する成形工程とを含む車両用合成樹脂製筐体の製造方法。
【請求項３】
合成樹脂との重量比で５０％を超える量の竹材を含む請求項２記載の車両用合成樹脂製筐体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や、自動二輪車のエンジンに連結されたエアクリーナの、エレメントを覆うためのエアクリーナ用筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車や、自動二輪車のエンジンに連結されたエアクリーナのエレメントは、濾紙や濾網など機械的強度の少ない構造体であるため、合成樹脂を射出成形して作った剛性の高い筐体によって外面を覆って保護している。他方、合成樹脂製の筐体はエンジンへ吸入される空気、あるいは車両の走行中に接触する空気との摩擦によって生じる静電気により、走行中に路面から巻き上げた塵埃が付着して、汚損される不具合があった。
【０００３】
このようにして付着した塵埃は、エンジンへ吸入されてしまう可能性があるので、かかる不具合を除去するには、合成樹脂の材料としてＡＢＳ樹脂のような導電性の樹脂を採用し、車体フレームに接触させて帯電を消去させるのが好ましい。
【０００４】
しかし、近年は車両の燃料消費量を削減する目的から、一層の軽量化と低コストとが求められる中で単なる材質変更だけで済まされる社会環境にはないので、化石資源の節約を考えた。そこで、発明者らは前記筐体が射出成形によって成形されることを考慮して、射出成形機に投入されるペレット状の合成樹脂材料のなかに、炭素を混入して導電性を付与しようとした。
【０００５】
しかし、炭素の付加によって導電性を付与するには、重量比で５０％を越える量の炭素を必要とすることが分かった。また、市販されている粒子の細かい炭素を、溶けた状態の粘度の高い合成樹脂の中へ混入すること自体がかなりの困難を予想された。さらに、母材たる合成樹脂の中に多量の炭素粒子を混入することにより、前記合成樹脂材料自体の機械的強度の低下が不安材料として残った。
【０００６】
そこで、従来から合成樹脂の軽量な補強材として知られる竹繊維
【特許文献１】、
【非特許文献１】に着眼し、半乾燥状態の竹をミルで粉砕し、全く粉状になったものを取り除いて炉中で炭化して、混入を容易にすることを考え試行した。竹材を破砕してみると、目視で半分程度が粉状となってしまい、残りは直径が１０μｍから２００μｍ程度で長さが１〜２ｍｍ程度の針状のものと、種々の形をした厚さ０．１〜０．３ｍｍで、大きさが１〜３ｍｍ程度の鱗片状のものとに分散していることが観察された。
【０００７】
しかし、粉砕しただけで粉状になったものが半分もあったのでは、生産に際して膨大な量の廃棄物を生じるおそれがあった。また、針状をしたものや薄片になったものでも、加熱し炭化させる過程で粉状に崩れてしまうことも予想され、溶けた状態でも比較的粘度の高い合成樹脂との混合には相当の困難が予想された。
【特許文献１】特開平７−２８５１０５号公報
【非特許文献１】２００４年7月９日付けの日刊工業新聞「先端技術」の欄
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
課題の一は、合成樹脂の中へ廉価で、かつ、廃却の際に焼却可能な導電性物質を多量に混入することによって、筐体の表面と空気との摩擦による静電気の発生を抑制することにある。また、前記導電性の物質を炭化した竹材とすることによって、竹材の弾力を利用して多量の炭化物を混入したにもかかわらず、機械的強度の低下を最少にした筐体を得ることである。
【０００９】
課題の二は、射出成形法によって使用される筐体の材料を、母材たる合成樹脂とその合成樹脂に対して重量比で５５〜６５％に及ぶ大量の竹材を均質に混合させること、および、混合させた竹材をペレットの製造ならびに筐体の成形の工程の中で、合成樹脂を溶融するために加えられる熱を利用して適度に炭化させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る筐体は、射出成形される合成樹脂の母材の中に、竹材を炭化して得られた比較的小さい粉状の粒子からなる粉状材と、竹材を炭化して得られた比較的大きい細長い粒子からなる針状材を含み、その針状材は中心部に炭化未了の芯部が残されていることを最も主要な特徴とする。また、本発明に係る製造方法は、素材たる竹材を粉砕して、母材となる合成樹脂と混合した後に加熱して、合成樹脂が溶融した状態で竹材を炭化させつゝペレットを製造する材料工程と、前工程で得られたペレットを溶融して加熱した成形金型の内部へ加圧注入して竹材の炭化を進行させつゝ成形する成形工程とを含む点を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る車両用の合成樹脂製筐体によれば、合成樹脂を射出して成形されているにもかかわらず、筐体の内部に混入させた大量の炭素によって導電性を生じ、静電気の発生が抑制されるので筐体の内外に飛来する塵埃の付着が抑制される。また、筐体は混入された炭素のため黒色を呈するが、炭素は化学的に安定であるため褪色がない。また、筐体をなす合成樹脂はガラス繊維や炭素繊維のように難燃性の繊維と違い容易に焼却することができ。
【００１２】
この発明に係る車両用合成樹脂製筐体の製造方法によれば、母材である合成樹脂の中に多量の炭素を均一に分散配置することができ、優れた導電性が得られる。また、竹繊維が含まれる炭素化が未了の針状材は大きな曲げ強さを残すので、母材の中に多量の炭素を混入しても機械的な強度の低下を最少にすることができる、などの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
射出成形によって生産される合成樹脂製筐体に、大量の炭化物を混入して導電性を付与しようとする目的を、生産性や機械的な強度を損なうことなく実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明に係る車両用合成樹脂製筐体の１実施例である合成樹脂製の自動二輪車用エアクリーナケース１０と、そのエアクリーナケース１０によって代表される筐体を、図示してないエンジンへ接続するための接続管２０を示す。図２は、エアクリーナケース１０の内部構造を示すための断面図である。エアクリーナケース１０の内部には、エアクリーナエレメント２２を支える支枠２３がボルト２４によって止め筒２６に着脱可能に取り付けられている。なお、止め筒２６の他端はエアクリーナケース１０の外面へ突出し、前記接続管２０の上流側端部が外面に嵌着している。２８は前記接続管２０を支枠２３の外面は縛着するための締着バンドである。なお、以上の構成は従来から多用されているものと大差はない。
【００１５】
図３は、要部を取り出して示す図２相当の断面図である。この図から明らかなように、エアクリーナケース１０は上面が開口した主箱１２とその上面開口を閉じる蓋体１４とからなっている。１８は前記止め筒２６を挿通するための通気孔である。
【００１６】
図４は図１の要部を示す平面図である。１５は主箱１２と蓋体１４を開放可能な閉じ状態に保持するためのクリップである。クリップ１５は板状のばね材を湾曲させて作られている。１６は主箱１２を図示してない車両のフレームへボルト留めするためのブラケットであり、導電性のあるエアクリーナケース１０を車両のフレームへ接地させる機能を併せもっている。１７は前記蓋体１４と一体に成形された吸入管であり、エアクリーナケース１０の内部を大気中へ連通させるものである。
【００１７】
上記筐体たるエアクリーナケース１０を構成する主箱１２や蓋体１４のほか、合成樹脂で作られる支枠２３、および止め筒など合成樹脂製の部材は、母材たるポリプロピレンに重量比で５０％を超える炭素を混入してある。そのためエアクリーナケース１０は、導電性を帯びるとともに、炭素によって外観が黒色を呈している。
【００１８】
母材中に混入している炭素には、図５で示す断面図から明らかなように、破砕された竹材によって得られた、全量の略半分を占める比較的小さい粉状の粒子からなる粉状材３０を含み、これによって導電性を生じるが、この多量の炭素を含むことによる合成樹脂の強度の低下が細く長い針状材３２によって補われている。
【００１９】
針状材３２を断面すると、図６で示すように、炭化した表皮部３６と、その中心部に位置して炭化未了で竹の繊維がそのまま残る芯部３８とからなっていることが分かる。針状材３２は破砕段階で生じた竹材の繊維質の部分であり、前記炭化未了の芯部３８には強い曲げ強度が残存している。よって、母材たる合成樹脂、この例でポリプロピレンは芯部３８をなす竹の繊維によって補強され、炭素を大量に混入したことによる機械的強度の低下が補われている。
【００２０】
次に、前記エアクリーナケース１０によって代表される筐体の製造方法を説明する。筐体１０は従来と同様に射出成形によって製造される。この射出工程で使用する材料として、母材となるポリプロピレンの中に、重量比で５５〜６５％の竹材を混入してある。
【００２１】
竹材は、まず破砕工程においてミルによって破砕され、擦りつぶされて、図７で示すように、５０％を超える量の粉状になった粉状材３０と、２０％を超える鱗片部３４、および、残部をなす針状になった針状材３２をなしている。
【００２２】
破砕された竹材は、ペレットに成形する前に、合成樹脂、この例ではポリプロピレンと前記した比率で混合され、押出し機に付設された加熱手段によって２２０〜２３０℃に加熱される。この加熱工程でポリプロピレンが溶融し、破砕された竹材の隙間へ進入し空間を埋める。すなわち、ポリプロピレンの中に竹繊維が埋め込まれた形になる。かくて、溶けた合成樹脂の中へ炭素を混合して攪拌する困難が解消され、前記した多量の竹材を混合することができる。
【００２３】
押出し機の中で２００℃を超える高温に加熱された竹材は炭化が始まり、進行するが、炭化が終了する以前に押出し機によってロープ状に押し出され、所定の長さに切断されてペレットとなり、材料工程が終了する。
【００２４】
このようにして得られたペレットは次の成形工程において、射出成形機によって再び加熱される。そして合成樹脂が溶融した状態で加熱された成形金型の中へ高圧で注入され、成形金型の内面に形成されたキャビティを充填する。合成樹脂中に混入された竹材のうち、竹繊維を主体とする針状材３２を除く残部は、前記押出し機や射出成形機の中で加圧されて流動する過程で一層細かくなり、母材の内部に炭素が均質に行き渡る根拠となる。
【００２５】
このようにして、竹材、殊に針状材３２の大きさと、ペレットの成形および筐体の成形を通算した加熱時間とを適度に設定することにより、竹材のうち粉状材３０は全量が全体的に炭化され、針状材３２は芯部３６を残して表面が炭化する。かくて、破砕された竹材はペレットの成形、および筐体の成形を行うための加熱によって、炭化を進行させるので炭化のための特別の手段を省略することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を示す自動二輪車用の、エアクリーナケースの正面図である。
【図２】図１の内部を示すもので、図４中のＩＩ−ＩＩ断面相当の断面図である。
【図３】図２の要部を取り出して示す分解図である。
【図４】図１の要部を示す平面図である。
【図５】図３中の矢視ＩＩＩ部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図５中の針状材の断面を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】破砕した竹材の粒度を示す分布図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    エアクリーナケース（筐体）
１２    主箱
１４    蓋体
１５    クリップ
１６    ブラケット
１７    吸入管
１８    通気孔
２０    接続管
２２    エアクリーナエレメント
２３    支枠
２４    ボルト
２６    止め筒
２８    締着バンド
３０    粉状材
３２    針状材
３４    鱗片部
３６    表皮部
３８    芯部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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