JP2000337217A - マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合気中の燃料によって筒体を構成するゴム
材料が膨潤することを抑制することによって混合気を気
化器からエンジンへ適正に供給することができ、更にゴ
ム材料によるエンジンの金属面の腐食を抑制することが
できるマニホールドを提供すること。 【解決手段】 フッ素系コーティング材料が、フッ素ゴ
ムとフッ素樹脂とを含有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンと気化器とを接
続するマニホールドに係り、特に、一端面にエンジンと
の接合面が形成されたゴム材料からなる筒体を設け、前
記筒体の接合面側端部の外周に、前記接合面と同一面状
のフランジ側接合面を有するフランジを形成し、前記筒
体の前記接合面側端部に対向する他端部に、気化器の給
気部を挿入する挿入筒を形成し、少なくとも前記筒体の
内周面および前記接合面ならびに前記フランジ側接合面
に、フッ素系コーティング材料によるコーティング層を
形成したマニホールドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図８および図９に示すよう
に、エンジン１と、このエンジン１にガソリン等の燃料
と空気との混合気を供給する気化器２とを接続する接続
手段として、マニホールド３が使用されていた。

【０００３】前記マニホールド３は、ゴム材料からなる
厚肉の筒体４を有している。前記筒体４の一端面には、
エンジン１との接合面５が形成されており、この接合面
５の外側縁部には、エンジン１と接合面５との気密性を
維持するための複数個の環状の突起６が形成されてい
る。

【０００４】前記筒体４の接合面５側端部の外周面に
は、前記接合面５と同一面状のフランジ側接合面７を有
する金属製又は樹脂製のフランジ８が設けられており、
このフランジ８と前記筒体４とは加硫接着されている。
前記フランジ８の四隅には、このフランジ８をボルト等
を介してエンジン１に接合するための接合用孔１０が形
成されている。

【０００５】前記筒体４の前記接合面５側端部に対向す
る他端部には、気化器２の給気部２ａを挿入するための
挿入筒１１が形成されている。

【０００６】そして、前記マニホールド３を使用する際
には、図９に示すように、前記接合面５および前記フラ
ンジ側接合面７を介して前記マニホールド３をエンジン
１に接合し、前記挿入筒１１に気化器２の給気部２ａを
挿入した状態でこの給気部２ａと前記挿入筒１１とをバ
ンドで固定することによって前記エンジン１と前記気化
器２とを接続する。そして、前記エンジン１と前記気化
器２とを前記マニホールド３によって接続した状態で前
記気化器２からエンジン１内に燃料と空気との混合気を
供給するようになっている。

【０００７】 このように、従来から使用されているマニ
ホールド３の多くは、ニトリルゴム系か、またはヒドリ
ンゴムの単体によって形成されたものであった。

【０００８】しかし、前記マニホールド３は、自動二輪
車、舶用船外機等の燃料系統に使用され、一般的には汎
用の耐燃料油ゴム材料であるヒドリンゴム、ニトリルゴ
ム、またはニトリル／塩ビブレンドゴム等がそれぞれ基
材に単体で用いられているが、これらのゴムは、フッ素
ゴムと比較して燃料油に対する膨潤度が大きく、寸法安
定性に欠ける面があるため、エンジンの初期性能と耐久
性能に差が生じ燃焼効率に影響を及ぼすことがある。

【０００９】耐燃料油性のあるフッ素ゴムを単体で用い
ることも考えられるが、この場合、材料価格が高価で、
成型性に難点がある。

【００１０】従って、これらの欠点を補うため、前記筒
体４の内周面９および前記接合面５ならびに前記フラン
ジ側接合面７に、フッ素系樹脂材料によるコーティング
層１３を形成したマニホールド３も提案されていた。

【００１１】そして、前記フッ素系樹脂材料によるコー
ティング層１３が形成されたマニホールド３を使用する
ことにより、混合気中の燃料が前記筒体４に浸透するこ
とによって筒体４が膨潤してしまうことを防ぐことがで
き、寸法安定性を向上させることができるため、混合気
を気化器２からエンジン１へ適正に供給することができ
るとされていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のマ
ニホールド３においては、燃料油の雰囲気中では前記フ
ッ素系樹脂材料によるコーティング層１３とゴム材料か
らなる筒体４との間の接着性が乏しく、コーティング表
面にブリスタの発生や接着剥離が起こりやすかったた
め、実用的ではなかった。

【００１３】また、前記フッ素系樹脂材料によるコーテ
ィング層１３は柔軟性に乏しかったたため、筒体４に加
わる振動や衝撃等によって前記コーティング層１３が破
損しやすかった。

【００１４】このため、混合気による筒体４の膨潤を効
果的に抑制することができず、混合気を気化器２からエ
ンジン１へ適正に供給することができないため、エンジ
ンの燃焼効率を向上させることができないといった問題
点が生じていた。

【００１５】さらに、マニホールド３の材料としてのヒ
ドリンゴムは金属腐食性があるためエンジンの金属面を
腐食してしまうといった欠点を有しており、また、ニト
リルゴムは、耐オゾン性が劣るという欠点を有してい
る。

【００１６】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
もので、混合気中の燃料による筒体を構成するゴム材料
の膨潤を抑制し、混合気を気化器からエンジンへ適正に
供給することによってエンジンの初期性能と耐久性能と
のギャップを低減させてエンジンの燃焼効率を向上させ
ることができ、併せてヒドリンゴムによるエンジンの金
属面の腐食を抑制することができるマニホールドを提供
することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項１に係るマニホールドの特徴は、フッ素
系コーティング材料は、フッ素ゴムとフッ素樹脂とを含
有する点にある。

【００１８】そして、このような構成を採用したことに
より、ヒドリンゴムの混合気による燃料バリヤ性、寸法
安定性、接着安定性および相手金属耐食性の向上を図る
ことができる。

【００１９】請求項２に係るマニホールドの特徴は、請
求項１において前記コーティング層の下層に、アミノシ
ラン化合物によるプライマー処理層を形成した点にあ
る。

【００２０】そして、このような構成を採用したことに
より、前記プライマー処理層を介して前記筒体と前記コ
ーティング層との接着性を向上させることができるた
め、前記コーティング層による筒体の内周面および接合
面ならびに前記フランジ側接合面のコーティング状態を
安定的に保持することができる。

【００２１】請求項３に係るマニホールドの特徴は、請
求項１または請求項２において前記筒体は、ヒドリンゴ
ムからなる点にある。

【００２２】そして、このような構成を採用したことに
より、筒体の柔軟性を失うことなく、しかも燃料油中に
おける基材のゴムとフッ素系コーティング材料との接着
性を良好に保持することができるとともに、筒体の製造
コストをフッ素ゴムより廉価にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマニホールド
の実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。

【００２４】なお、従来のマニホールド３と基本的構成
の異ならない箇所は、同一の符号を附して説明する。

【００２５】図１に示すように、本実施形態におけるマ
ニホールド１５は、ヒドリンゴムからなる厚肉の筒体１
６を有している。図２および図３に示すように、前記筒
体１６の一端面には、エンジン１との接合面５が形成さ
れており、この接合面５の外側縁部には、エンジン１と
接合面５との気密性を維持するための図４に示す複数の
環状の突起６が形成されている。

【００２６】前記筒体１６の接合面５側端部の外周面に
は、前記接合面５と同一面状のフランジ側接合面７を有
する金属製または樹脂製のフランジ８が加硫接着されて
いる。前記フランジ８の四隅には、このフランジ８をボ
ルト等を介してエンジン１に接合するための図５および
図６に示す接合用孔１０が形成されている。

【００２７】前記筒体１６の前記接合面５側端部に対向
する他端部には、気化器２の給気部２ａを挿入するため
の挿入筒１１が形成されている。

【００２８】図２に戻り、前記筒体１６の内周面９およ
び接合面５ならびに前記フランジ側接合面７の上には、
筒体１６内を流動する混合気に含まれた燃料によって筒
体１６が膨潤してしまうことを防ぐためのフッ素系コー
ティング材料によるコーティング層１７が形成されてい
る。

【００２９】本実施形態において、前記フッ素系コーテ
ィング材料は、フッ素ゴムおよびフッ素樹脂を含有した
ものとなっている。

【００３０】前記フッ素系コーティング材料のコーティ
ング層１７の下層には、前記フッ素系コーティング材料
と前記筒体１６の内周面９および接合面５ならびに前記
フランジ側接合面７との接着性を良好にするためのアミ
ノシラン化合物によるプライマー処理層１８が形成され
ている。

【００３１】次に、本実施形態の作用について説明す
る。

【００３２】本実施形態におけるマニホールド１５を使
用する場合は、従来と同様に、前記接合面５および前記
フランジ側接合面７を介して前記マニホールド１５をエ
ンジン１に接合し、前記挿入筒１１に気化器２の給気部
２ａを挿入した状態でこの給気部２ａと前記挿入筒１１
とをバンドで固定することにより、前記気化器２と前記
エンジン１とをマニホールド１５を介して接続する。

【００３３】そして、前記気化器２と前記エンジン１と
を前記マニホールド１５を介して接続した状態で、前記
気化器２から前記エンジン１へ混合気を供給する。

【００３４】前記気化器２から供給される混合気は前記
筒体１６の内周面９を通ってエンジン１側へ流動する。
このとき、前記筒体１６の内周面９および接合面５なら
びに前記フランジ側接合面７の上には、フッ素ゴムおよ
びフッ素樹脂を含んだ前記フッ素系コーティング材料に
よるコーティング層１７が形成されているため、混合気
中の燃料が筒体１６の内周面９および接合面５ならびに
前記フランジ側接合面７に付着・滞留することが抑制さ
れる。また、前記フッ素系コーティング材料が弾力性に
優れた柔軟なフッ素ゴムを含有しているため、前記マニ
ホールド１５に振動や衝撃が加わったとしても、振動を
吸収できるため前記コーティング層１７にひび割れやク
ラック等の破損が生ずることはない。このため、混合気
による筒体１６の膨潤を抑制し、マニホールド１５の寸
法安定性を長期間に亘り向上させることができる。

【００３５】さらに、マニホールド１５のコーティング
の加熱処理の際に前記コーティング層１７の表面にフッ
素樹脂成分が析出され、この析出されたフッ素樹脂分が
燃料バリヤ効果を発揮するため、混合気による筒体１６
の膨潤および混合気の透過性を更に効果的に抑制するこ
とができるとともに、前記フランジ側接合面７および接
合面５とエンジンの金属面との固着性をなくすことがで
き、エンジンの金属面の耐食性を向上させることができ
る。

【００３６】また、前記コーティング層１７の下層に
は、アミノシラン化合物によるプライマー処理層１８が
形成されているため、前記コーティング層１７が筒体１
６から剥離し難くなっている。

【００３７】さらに、前記筒体１６が一定の柔軟性を有
するヒドリンゴムからなるため、筒体１６と前記コーテ
ィング層１７との接着性が良好に保持される。

【００３８】次に、本実施形態におけるマニホールド１
５に行った評価試験について説明する。

【００３９】本試験で使用したマニホールドは、表１の
実施例１乃至実施例４および比較例１乃至比較例４に示
す計８個の製品である。

【００４０】実施例１乃至実施例４の製品を製造するに
は、まず、表１に示す各ヒドリンゴム（ゼクロン１００
０（ＣＯ）、ゼクロン２０００（ＥＣＯ）、エピクロマ
ーＣ（ＥＣＯ）およびゼクロン３１００（ＧＥＣＯ））
をそれぞれオープンロールまたはインテンシブミキサー
で混練し、この混練したヒドリンゴムに架橋用の各組成
物を用いて圧縮成型またはインジェクション成型を行う
ことによって加硫物を得る。そして、前記加硫物の試料
表面を脱脂した後、その上に、アミノシラン化合物のプ
ライマーを塗布し４０〜１００℃で５分〜１５分程度乾
燥することによって、前記プライマー処理層１８を形成
する。

【００４１】次に、前記プライマー処理層１８の上層
に、フッ素ゴムとフッ素樹脂成分を含んだフッ素系コー
ティング材料をスプレー塗布して乾燥し１００〜２００
℃で５分〜２時間程度加熱処理することによって前記コ
ーティング層１７を形成する。

【００４２】なお、前記フッ素系コーティング材料とし
ては、例えば市販品、ダイキン工業社製、ダイエルラテ
ックスシリーズを用いることができる。すなわち、ダイ
エルラテックスＧＬＳ（水性タイプ）、ダイエルラテッ
クスＤＰＳ（溶剤シリーズ）のどちらを用いてもよい。
これらのフッ素系コーティング材料は、配合剤としてダ
イエルラテックスＧＬＳ２１３−Ａ液（主剤）１００部
に対しダイエルラテックスＧＬＳ２１３−Ｂ液（硬化
剤）５部を混合した塗料である。

【００４３】また、前記シラン系プライマーとしては、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（Ａ１１００／
日本ユニカー）、Ｎ−β−アミルエチル−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン（ＳＨ６０２０／東レ・ダウ
コーニングシリコーン）、Ｎ−β−アミルエチル−γ−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン（ＳＺ６０２３
／東レ・ダウコーニングシリコーン）、Ｎ−β−フェニ
ルメチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸
塩（ＳＺ６０３２／東レ・ダウコーニングシリコーン）
等のアミノシランを用いるのが望ましい。なお、前記フ
ッ素系コーティング材料のコーティング層の厚さは１０
〜１００μｍとなっている。

【００４４】一方、比較例１は、プライマー処理層１８
を形成せずにコーティング層１７のみを形成した製品で
ある。

【００４５】また、比較例２は、プライマー処理層１８
およびコーティング層１７の双方を形成しなかった製品
である。

【００４６】さらに、比較例３は、フッ素ゴムを含有し
ないフッ素系樹脂材料（エムラロン３３３）によるコー
ティング層１７を形成した製品である。

【００４７】比較例４は、アミノシランの代わりにメル
カプトシランのシラン系化合物（ＳＨ６０６２／東レ・
ダウコーニングシリコーン）によるプライマー処理層１
８を形成した製品である。

【００４８】そして、前記実施例１乃至実施例４および
前記比較例１乃至比較例４の各製品について以下の試験
を行った。 （１）ガソリン浸せき試験の寸法変化率 図７に示すように、前記接合面５および前記フランジ側
接合面７を介して前記製品に鋼板（ＳＣ４５Ｃ）を接合
するとともに、前記挿入筒１１を介して製品と気化器２
とをクランプ１４で固定した状態で、ＪＩＳ−Ｋ６２５
８に示す試験用燃料油−Ｃ（イソオクタン／トルエン＝
５０／５０）を製品の内容積の半量満たし、室温で７０
時間浸せき後、図３のＡの範囲の寸法変化率を測定し
た。 （２）碁盤目剥離試験 製品を燃料油中に７０時間浸せきした後、コーティング
被膜塗布処理したフランジ８の平坦部（フランジ側接合
面７）の被膜を鋭利な刃物で切って素地に達する１ミリ
の碁盤目１００個を作り、この碁盤目の上にセロファン
テープを貼り指で強く押して、すぐに剥がして剥離個数
を調べる。 （３）ガソリン浸せき試験の耐食性 前記（１）の試験において製品のフランジ８部の相手側
装着治具に鋼板（Ｓ４５Ｃ）製の試験片を４００番のサ
ンドペーパーで磨いて脱脂した後に装着し、耐食性を調
べた。 （４）片面浸せき試験 ＪＩＳ−Ｋ６２５８に示す片面浸せき試験方法に準拠し
た。試験片は表１に示したゴム配合各組成物で、厚さ２
ミリの加硫シートを作成し、コーティング被膜処理した
後、試験片を調整し片面浸せき装置に、コーティング被
膜側が対象液に触れる方向に取り付けて試験を行った。
対象液としては前記燃料油−Ｃを用いて試験した。試験
は、室温で７０時間浸せきした後の質量変化を測定し
た。 （５）伸張試験 前記（４）と同様に作成した資料をＪＩＳ−３号ダンベ
ル試験片で打ち抜き、ＪＩＳ−Ｋ６２５８に示す浸せき
試験方法に準拠し、対象液として前記燃料油−Ｃを用い
て試験を行った。試験条件は、室温で７０時間浸せきし
た後、直ちに引っ張り試験器に掛け、破断伸張時にゴム
とコーティング被膜間に生じるズレで接着剥離の有無を
観察し、コーティングの密着状態を調査した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１に示すように、プライマー処理層１８
およびフッ素ゴムとフッ素樹脂とを含有した前記フッ素
系コーティング材料によるコーティング層１７を形成し
た実施例１乃至実施例４の製品は、前記寸法変化試験
（１）において寸法変化率が１．６〜２．１％の値とな
った。前記碁盤目剥離試験（２）においては、実施例１
乃至実施例４のすべての製品の剥離個数が０個となっ
た。前記耐食性試験（３）においては、実施例１乃至実
施例４のすべての製品に異常がなかった。さらに、前記
実施例１乃至実施例４の製品は、前記片面浸せき試験
（４）において、質量変化が７５〜９５（ｇ／ｍ² ）の
値となった。また、前記伸張試験（５）において、実施
例１乃至実施例４のすべての製品に伸張剥離が生じなか
った。

【００５１】一方、前記比較例１は、碁盤目剥離試験
（２）において、剥離個数が１００個という大きな値と
なり、また、ガソリン浸せき試験における寸法変化率
（１）および片面浸せき試験における質量変化率（４）
においても、実施例１乃至実施例４の値を上回る結果と
なった。さらに、前記比較例１は、伸張試験（５）にお
いてフッ素系コーティング材料のコーティング層の剥離
が生じた。

【００５２】比較例２は、ガソリン浸せき試験における
寸法変化率（１）において実施例１乃至実施例４の値を
３．６〜４．１％上回る結果となった。また、比較例２
は、耐食性試験（３）において、赤錆が発生した。さら
に、比較例２は、片面浸せき試験（４）における質量変
化が実施例１乃至実施例４の値を３５５〜３７５（ｇ／
ｍ²）上回る結果となった。

【００５３】比較例３は、伸張試験（５）において無数
のクラックが発生した。なお、この比較例３は、燃料油
−Ｃへの浸せき前の伸張試験においても既に多数のクラ
ックが発生していた。

【００５４】比較例４は、碁盤目剥離試験（２）におい
て部分錆が発生した。また、比較例４は、伸張試験
（５）において、フッ素系コーティング材料のコーティ
ング層の剥離が発生じた。

【００５５】以上の試験結果から、本実施形態を適用し
た実施例１乃至実施例４の製品の方が、比較例１乃至比
較例４の製品に比べて筒体１６との接着性や耐食性に優
れていることがわかる。

【００５６】耐食性が優れていることは、コーティング
表面に非粘着成分であるフッ素樹脂分が析出し、フラン
ジ側接合面７および接合面５とエンジンの金属面との固
着を防止しているといえる。

【００５７】従って、本実施形態によれば、コーティン
グ層１７の撥油性により前記筒体１６の内周面９に混合
気中の燃料が付着・滞留するのを防ぐことができ、ま
た、コーティング層１７に含まれるフッ素ゴムの柔軟性
によりコーティング層１７の破損を防ぐことができるた
め、燃料による筒体１６の膨潤を効果的に抑制すること
ができる。これにともない、接合面５およびフランジ側
接合面７とエンジンの金属面との固着を防止することが
できる。

【００５８】また、前記プライマー処理層１８によって
筒体１６とコーティング層１７との接着性を向上させる
ことができるため、筒体１６の膨潤をより好適に抑制す
ることができる。

【００５９】さらに、前記筒体１６を安価なヒドリンゴ
ムによって形成するため、製造コストを低廉化すること
ができる。

【００６０】なお、本発明は前記実施形態のものに限定
されるものではなく、必要に応じて種々変更することが
可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の請求項１に係
るマニホールドによれば、フッ素系コーティング材料に
含まれるフッ素ゴム分の柔軟性によりコーティング層の
破損を防ぐとともに、コーティング層の表面に析出した
フッ素樹脂分の撥油性により混合気の筒体への付着滞留
を防ぐことにより、混合気による筒体の膨潤を効果的に
防止することができるため、混合気を気化器からエンジ
ンへ適正に供給することができ、エンジンの燃焼効率を
向上させることができ、併せて前記コーティング層によ
りゴム材料によるエンジンの金属面の腐食を防止するこ
とができる。

【００６２】請求項２に係るマニホールドによれば、プ
ライマー処理層を介してコーティング層と筒体との接着
性を向上させることができ、コーティング層に含まれる
フッ素ゴム分による振動・衝撃吸収性をより効果的に発
揮することができるため請求項１に係るマニホールドの
効果に加えて、混合気によって筒体を構成するゴム材料
が膨潤することをより効果的に防ぐことができる。

【００６３】請求項３に係るマニホールドによれば、請
求項１または請求項２に係るマニホールドの効果に加え
て、バランスある耐燃料油性、耐寒性、耐熱性等を有す
るとともに、耐オゾン性および振動疲労性にも優れたマ
ニホールドを製造することができ、さらに製造コストを
低廉にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るマニホールドの実施形態を示す
正面図

【図２】 本発明に係るマニホールドの実施形態におい
て、図１を正面から視た断面図

【図３】 本発明に係るマニホールドの実施形態におい
て、図１を右側面から視た断面図

【図４】 本発明に係るマニホールドの実施形態におけ
るフランジ部の拡大図

【図５】 本発明に係るマニホールドの実施形態を示す
平面図

【図６】 本発明に係るマニホールドの実施形態を示す
下面図

【図７】 本発明に係るマニホールドの実施形態におい
て、試験状態を示す図

【図８】 従来のマニホールドを示す図

【図９】マニホールドによる気化器とエンジンとの接続
状態を示す図

【符号の説明】

１ エンジン ２ 気化器 ４ 筒体 ５ 接合面 ７ フランジ側接合面 ９ 内周面 １１ 挿入筒 １５ マニホールド １６ 筒体 １７ コーティング層 １８ プライマー処理層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 17/34 Ｆ０２Ｍ 17/34 Ｃ (72)発明者 豊坂 啓一郎 東京都葛飾区堀切３丁目30番１号 株式会 社荒井製作所内 Ｆターム(参考） 4J038 CD091 CD092 NA03 NA04 NA12 PB06 PC07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端面にエンジンとの接合面が形成され
   たゴム材料からなる筒体を設け、前記筒体の前記接合面
   側端部の外周に、前記接合面と同一面状のフランジ側接
   合面を有するフランジを形成し、前記筒体の前記接合面
   側端部に対向する他端部に、気化器の給気部を挿入する
   挿入筒を形成し、少なくとも前記筒体の内周面および前
   記接合面ならびに前記フランジ側接合面に、フッ素系コ
   ーティング材料によるコーティング層を形成したマニホ
   ールドにおいて、 前記フッ素系コーティング材料は、フッ素ゴムおよびフ
   ッ素樹脂を含有することを特徴とするマニホールド。
2. 【請求項２】 前記コーティング層の下層に、アミノシ
   ラン化合物によるプライマー処理層を形成したことを特
   徴とする請求項１に記載のマニホールド。
3. 【請求項３】 前記筒体は、ヒドリンゴムからなること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のマニホー
   ルド。