CN1590749A - 内燃机的合成树脂制集合管 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种通过振动熔敷将主体(11)和盖(12)接合的合成树脂制进气集合管，且该合成树脂制进气集合管的形状自由度提高。进气集合管，将压注成型的主体(11)和盖(12)进行振动熔敷构成，具有3个分支部(3，4，5)。主体(11)侧的接合面(23)与盖(12)侧的接合面(27)设定为通过3个分支部(3，4，5)的中心的高度，结果，邻接的2个分支部(3，4，5)之间的内侧的接合面(23，27)具有断层差。具有断层差的相邻的2个接合面(23，27)具有沿振动方向振幅以上的间距而分离，通过构成与振动方向平行的面的分支部之间的接合面连接成U字形。由此，在振动熔敷时不相互干扰。

Description

内燃机的合成树脂制集合管

技术领域

本发明涉及例如作为内燃机的进气集合管使用的合成树脂制集合管，特别涉及提高了分支部的形状的自由度的合成树脂制集合管。

背景技术

如人们所熟知的那样，内燃机的进气集合管为了轻量化和低成本化，有采用合成树脂制的集合管来代替现有的金属制的集合管的倾向。作为该合成树脂制集合管的一个实例，如专利文献1、专利文献2所公开的那样，人们还知道有将具有多个分支部的集合管分割成半割状的2个部件，分别通过压注成型等方式进行模制，并且通过振动熔敷(也称为“摩擦熔敷”)相互接合而构成的方案的类型。

特别是在专利文献2中，公开了在前端的安装用法兰与集管之间的4个分支部为互为不同的形状，在分支部长度的中间部附近，4个分支部分别具有稍稍的断层差。即，当在某个截面观看时，4个分支部的高度位置不同。

专利文献1实开平6-73368号公报

专利文献2特开2001-342916号公报

振动熔敷如众所周知的那样，通过夹具保持2个部件且将它们相互压焊在一起，在规定的振动方向往复振动，通过各自的接合面的热熔敷而接合，因此2个部件的接合面必须为沿规定的振动方向的平面或曲面，并且对往复振动造成妨碍的断层差不位于接合面上。

结果，振动熔敷的进气集合管，如专利文献1所公开的那样，一般呈非常单纯的形状。该专利文献1的进气集合管按照4个分支部形成为相同的弯曲形状平行并排，沿各分支部的中心线构成圆筒面状的一个面的分割面，分割成2个部件。结果，例如，集管部靠近汽缸排的前后的一个而设置的情况下，难于原封不动地使用。

相对于此，专利文献2的进气集合管，采用如所述的4个分支部的高度不同的结构的方案，但是，在该方案中，邻接的2个分支部之间的接合面为相互公共的一个面，由此避免接合面的断层差的发生。即，如图10所示，例如第1汽缸～第4汽缸的4个分支部101～104并排，但是例如第1汽缸分支部101与第2汽缸分支部102的内侧的接合面沿一个公共的面(为了方便，称为第1分割面105)，第2汽缸分支部102和第3汽缸分支部103的内侧的接合面也是沿一个公共面(同样地称为第2分割面106)，另外，第3汽缸分支部103和第4汽缸分支部104的内侧的接合面也是沿一个公共的面(同样地称为第3分割面107)。而且，第1分割面105和第2分割面106与第3分割面107任何一个均沿规定的振动方向呈相互平行的面，相互高度不同。

其结果是，一个分支部的两侧，例如第2汽缸分支部102的两侧的接合面，即第1分割面105和第2分割面106的相互高度不同，必然地，设置为从第2汽缸分支部102的中心线的高度位置上下错开的位置。

这样的现有的结构中，在各分支部的断层差较大的情况下，各分支部的两侧的接合面呈沿分支部的中心线上下以较大程度错开，2个部件的接合强度和耐压性等方面是不好的。换言之，仅仅适合于各分支部的断层差较小的集合管，分支部的形状的自由度仍较低。

发明内容

本发明的内燃机的合成树脂制集合管，在集管部并排设置多个分支部的集合管构成为分割成半割状的2个部件，将这2个部件以大致沿集管部的长度方向的规定的振动方向相互振动熔敷形成一体，构成至少2个邻接的分支部相互具有断层差的集合管形状。

另外，如本发明的第1方面所述的那样，相互振动熔敷的带状的接合面，沿具有断层差的2个分支部的两侧设置，并且2个分支部的相互内侧的2个带状的接合面，具有断层差，并且在所述振动方向具有振幅以上的间距而分离，并且两者在集管部侧的端部，通过构成与所述振动方向平行的面(平面或曲面)的分支部之间的接合面保持连接。

在更加具体的本发明的第2方面的发明中，从所述分支部之间的接合面，2个接合面以相互不同的倾斜角延伸。

即，由于所述分支部之间的接合面为，沿振动方向的面即与振动方向平行的面，故在振动熔敷时不损害2个部件的相对移动。另外，从这里2个带状的接合面(沿分别邻接的不同的分支部的侧边缘的接合面)延伸出去，但是这2个带状的接合面的相互高度不同具有断层差，以振动熔敷时的振幅以上的间隔相互离开。结果，不损害2个部件的相对的移动，可振动熔敷。

由此，可以不受邻接的分支部的两侧的接合面的高度的限制而设定各分支部的两侧的接合面，各分支部的断层差的大小未受到制约。

最好，各分支部的两侧的接合面，分别设置于通过各分支部的进气通路的大致中心的高度位置。

另外在本发明的第4方面的发明中，沿所述接合面的两侧，在其中一个部件上形成烧瘤堆积肋，并且在具有断层差的邻接的2个分支部之间，各自的烧瘤堆积肋呈隔壁状连接。由如此呈隔壁状而连接，即使在2个带状接合面的断层差较大并且振动方向的间距较小的情况下，仍可设置烧瘤堆积肋，可确实避免烧瘤向外部流出。另外，隔壁状部分还用作一种增强肋发挥作用，刚性提高。

根据本发明的内燃机的合成树脂制集合管，将2个部件进行振动熔敷的情况下，各分支部的断层差值不受到制约，集合管的形状自由度大幅度地提高。结果，例如，即使在分支部的断层差较大的情况下，也可在通过各分支部的进气通路的大致中心的高度位置上设定接合面，使得接合强度、耐压性提高。另外，例如，即使在集管部在汽缸列方向的一端的偏离(offset)的情况下，多个分支部仍可在集管部与缸盖安装用法兰之间，分别以等长形成不同的弯曲形状。

附图说明

图1为表示本发明的进气集合管的一个实施例的装配状态的正视图。

图2为表示在相同装配状态下的侧视图。

图3为表示主体和盖的熔敷部分的主要部分的剖视图。

图4为表示主体的单体的结构的主视图。

图5为同样的主体单体的平面图。

图6为表示盖的单体的结构的立体图。

图7为表示盖的内侧的组成的立体图。

图8为从比图7更倾斜的方向观看盖的内侧的立体图。

图9为表示沿图2的A-A线的主体与盖的熔敷前的状态的剖视图。

图10为表示现有的进气集合管的一个实例的剖视图。

符号说明：1缸盖安装用法兰；2集管部；3，4，5分支部；11主体；12盖；13，14，15分支通路；22，26熔敷部；23，27接合面；28，29烧瘤堆积肋。

具体实施方式

下面根据附图，对将本发明用作直列三缸内燃机的进气集合管的一个实施例进行具体说明。

如表示最终的装配状态的图1和图2所示，该进气集合管，具有安装于图中未示出的缸盖上的缸盖安装用法兰1，与沿汽缸列方向细长的大致呈圆筒状的集管部2，并且在这两者之间，设置有分别与各汽缸相对应的3个分支部3，4，5。3个分支部3，4，5沿内燃机的汽缸列方向并排，在如图1所示从内燃机正面观看的状态中，呈大致相同的弯曲状态。即，相对缸盖安装用法兰1，集管部2位于相对的上方，连接两者的分支部3，4，5大致呈90°弯曲。另外，在如图2所示从内燃机侧方观看的状态下，集管部2定位于偏靠汽缸列方向的前方，分别形成不同的弯曲形状，使得从该集管部2到各汽缸的进气口的各分支部3，4，5等长。特别是由于集管部2的长度方向的尺寸比缸盖短，故对于最远离位置的第3汽缸，分支部5从集管部2朝向缸盖安装用法兰1倾斜地延伸而形成相对缓和的弯曲。与该情况相比较，对于第1汽缸，由于集管部2与缸盖安装用法兰1之间的直线距离最短，故分支部3，呈U字形以较大的伸出程度弯曲。另外，第2汽缸的分支部4呈分支部5和分支部3的中间的弯曲形状。

结果，在各分支部3，4，5的中间部分，例如，图2中的A-A线的附近，以缸盖安装用法兰1的安装面为基准，第1汽缸的分支部3位于最远的位置，第3汽缸的分支部5位于最近位置，第2汽缸的分支部4位于中间的位置，呈在各自之间具有断层差的形状。

另外，所述缸盖安装用法兰1，沿3个汽缸成一体连接，具有多个安装孔6。另外，所述集管部2在第1汽缸侧的前端，具有进气入口7，并且具有用于安装节流阀体(图中未示出)的矩形的法兰部8。

如图1所示，该进气集合管由构成2个部件即整体为大致呈U字形而弯曲的进气集合管的内侧部分的主体11，与构成该管的外侧部分的盖12构成。该主体11和盖12，均通过热塑性合成树脂，例如配合有玻璃纤维的尼龙(登记商标)树脂，压注成型成规定的形状，并且通过振动熔敷而接合成一体，构成进气集合管。该阀体11和盖12，大致上相互分割为沿各分支部3，4，5的弯曲形状的分割面，详细地说，为使各分支部3，4，5连接，在沿分支部3，4，5的列的方向延伸的分割面中互相分割。另外，振动熔敷时的振动方向，为图2的箭头X的方向，即与集管部2的长度方向及汽缸列方向相同的方向。

图4和图5表示单体状态的主体11，图6～图8表示单体状态的盖12。下面对这些进行详细说明。另外，在以下的说明中为了方便，将“上”，“下”以图4的姿势为基准来应用。即，在实际的内燃机安装状态中，处于图1那样的姿势，但是，为了容易理解对断层差的说明，以图4的姿势为基准进行说明。在图4的姿势中，各分支部3，4，5“沿上下方向”具有断层差。

主体11如图4和图5所示，成一体地包含缸盖安装用法兰1，并且成一体地包含集管部2的大部分和前端的法兰部8。即，如大致沿形成于各法兰部3，4，5内的分支通路13，14，15的中心线而分为2个部分那样，各分支部3，4，5处于半割状，但是，在接近缸盖安装用法兰1的其中一个端部处，分割面对于分支部3，4，5的中心线呈45°左右的倾斜面(参照图4)，缸盖安装用法兰1的整体与主体11形成一体。另外，分割为2个部分的各分支部3，4，5的主体11侧的部分称为主体侧分支半割部3A，4A，5A。另外集管部2，其上面构造为矩形或椭圆形开口的结构。该集管部2的主体11侧的部分称为集管主体部2A。如图5所示，在该集管主体部2A的开口面的侧部，连接有3个主体侧分支半割部3A，4A，5A。即，如果从整体上观看主体11，则呈集管部2和3个分支部3，4，5连接，并设置有朝上方开口的一个开口部的这样的形状。

盖12大致上，呈从上方覆盖所述一个开口部的形状。即，如图6～图8所示，设置有覆盖集管主体部2A的上面开口的构成该集管部2的一部分的集管盖部2B，与各分支部3，4，5呈半割状的盖侧分支半割部3B，4B，5B。各盖侧分支半割部3B，4B，5B的前端，对应所述的主体11侧的倾斜的分割面具有倾斜地切落的形状。

在所述主体11的开口部的周缘，以大致一定的宽度设置接合法兰部21，沿该接合法兰部21的宽度的大致中间处，突出地形成构成带状的接合面的熔敷部22。该熔敷部22，形成横贯集管主体部2A和主体侧法兰半割部3A，4A，5A的开口部的全周的1根连接的突条，其上面构成振动熔敷的接合面23。

同样，在所述盖12的外周缘，以大致一定的宽度设置接合法兰部25，沿该接合法兰部25的宽度的大致中间处，形成有构成带状的接合面的熔敷部26。该熔敷部26形成有横贯集管盖部2B和盖侧分之半割部3B，4B，5B的全周的1根连接的突条，其顶面构成振动熔敷的接合面27。另外，在盖12侧，为阻止熔敷时烧瘤的流出，沿熔敷部26的两侧，突出地形成较薄的肋的烧瘤堆积肋28，29。

主体11侧的熔敷部22与盖12侧的熔敷部26大致上按照相互一致的位置和尺寸形成。另外，所述熔敷部22，26的宽度，即接合面23，27的宽度大于振动熔敷时的振幅(例如，1.5mm左右)，例如，设定为3mm左右。另外，所述烧瘤堆积肋28，29位于接合法兰部25的两侧，可与主体11侧的接合法兰部21相对。

如上所述构成的主体11与盖12，通过振动熔敷而相互一体地接合。即，在使带状的接合面23，27突出地接合的状态，施加适合的压力，同时，沿图2的箭头X方向使其往复振动，使其相互焊接。图3表示如这样接合的进气集合管的周缘部的主要部分，如图所示，熔敷部22，26熔敷成一体，其两侧覆盖所述烧瘤堆积肋28，29的形状。在熔敷时产生的烧瘤接纳于熔敷部22，26和烧瘤堆积肋28，29之间的空间内，不流出到外部。另外，该烧瘤堆积肋28，29在振动熔敷前的阶段，与接合法兰部21之间存在规定的间隙，通过振动熔敷，各熔敷部22，26的高度减少，其结果是，如图3所示的那样，处于接近接合法兰部21的状态。

下面对作为本发明的主要部分的具有断层差的各分支部3，4，5之间的熔敷部22，26(接合面23，27等)的构成进行详细说明。

图9表示沿图2中的A-A线的剖面，其特别是表示振动熔敷前的组成，如图所示，各分支部3，4，5的相应高度不同，伴随该情况，沿各分支部3，4，5的两侧的接合面23，27的高度位置针对每个分支部3，4，5，是不同的。在图A-A线剖面中，在各分支部3，4，5的两侧的共计6个部位具有接合面23，27，为了便于说明，第1汽缸的分支部3的图左侧的接合面23，27为第1接合面23a，27a，图右侧的接合面23，27为第2接合面23b，27b。同样地，第2汽缸的分支部4的图左侧的接合面23，27为第3接合面23c，27c，图右侧的接合面23，27为第4接合面23d，27d，第3汽缸的分支部5的图左侧的接合面23，27为第5接合面23e，27e，图右侧的接合面23，27为第6接合面23f，27f。

如图所示，第1接合面23a，27a和第2接合面23b，27b位于通过分支部3内的分支通路13的大致中心的高度位置。同样，第3接合面23c，27c和第4接合面23d，27d位于通过分支部4内的分支通路14的大致中心的位置，第5接合面23e，27e和第6接合面23f，27f位于通过分支部5内的分支通路15的大致中心的高度位置处。结果，邻接的2个分支部3，4的内侧的第2接合面23b，27b与第3接合面23c，27c的高度位置不同，相互具有断层差。同样地，邻接的2个分支部4，5的内侧的第4接合面23d，27b与第5接合面23e，27e的高度位置不同，相互具有断层差。

在这里，对主体11一侧进行说明，但是，如图5所示，相互具有断层差的第2接合面23b和第3接合面23c，在缸盖安装用法兰1侧的端部相互分离而独立，沿汽缸列方向(振动方向：X方向)以较大程度分离。另一方面，在集管部2侧的端部，与振动方向相平行的面(换言之相对于振动方向没有断层差的面)形成的梯形的分支部之间的接合面23g设置于分支部3，4的根部分，在该分支部之间的接合面23g上，第2接合面23b和第3接合面23c接续。换言之，通过分支部之间的接合面23g，第2接合部23b与第3接合面23c大致呈U字形连接。另外，如果以分支部之间的接合面23g为基准来看，则第2接合面23b和第3接合面23c以相互不同的倾斜角从分支部之间的接合面23g延伸出去，第2接合面23b比第3接合面23c更朝向上方。另外，在第2接合面23b和第3接合面23c之间，即使在最接近的端部，仍至少保持有振动熔敷时的振幅以上的间隔。

同样地，相互具有断层差的第4接合面23d和第5接合面23e在缸盖安装用法兰1侧的端部相互分离而独立，沿振动方向较大程度分离。另一方面，在集管部2侧的端部，设置有与振动方向平行的面(换言之，相对振动方向，没有断层差的面)形成的沿振动方向的带状的分支部之间的接合面23h，在该分支部之间的接合面23h的两端，连接有第4接合面23d和第5接合面23e的端部。即，通过分支部之间的接合面23h，第4接合面23d和第5接合面23e大致呈U字形连接。另外，如果以分支部之间的接合面23h为基准而观看，第4接合面23d和第5接合面23e以相互不同的倾斜角从分支部之间的接合面23h延伸出去，第4接合面23d比第5接合面23e更朝向上方。另外，在第4接合面23d和第5接合面23e之间，保持有振幅以上的足够大的间距。

盖12侧的第1～第6接合面27a～27f与主体11侧的第1～第6接合面23a～23f一致，结果，在平面图上大致上与主体11侧的第1～第6接合面23a～23f保持对称的形状，并且沿上下方向，呈与主体11侧的第1～第6接合面23a～23f相辅的凹凸形状。

具体来说，如图7所示，相互具有断层差的第2接合面27b和第3接合面27c，在缸盖安装用法兰1侧的端部相互分离而独立，沿振动方向以较大程度分离。另一方面，在集管部2侧的端部，与振动方向平行的面形成的梯形的分支部之间的接合面27g设置于分支部3，4的根部分，在该分支部之间的接合面27g上，第2接合面27b和第3接合面27c接续。换言之，通过分支部之间的接合面27g，第2接合面27b与第3接合面27c大致呈U字形连接。另外，如果以分支部之间的接合面27g为基准来看，则第2接合面27b和第3接合面27c以相互不同的倾斜角从分支部之间的接合面27g延伸出去，第2接合面27b比第3接合面27c更朝向上方。另外，在第2接合面27b和第3接合面27c之间，即使在最接近的端部，至少保持振动熔敷时的振幅以上的间隔。

同样地，相互具有断层差的第4接合面27d和第5接合面27e在缸盖安装用法兰1侧的端部相互分离而独立，沿振动方向以较大程度分离。另一方面，在集管部2侧的端部，设置有与振动方向平行的面形成的沿振动方向的带状的分支部之间的接合部27h，在该分支部之间的接合部27h的两端，连接有第4接合面27d和第5接合面27e的端部。即，通过分支部之间的接合面27h，第4接合面27d和第5接合面27e大致呈U字形而连接。另外，如果以分支部之间的接合面27h为基准来看，则第4接合面27d和第5接合面27e以相互不同的倾斜角从分支部之间的接合面27h延伸出去，第4接合面27d比第5接合面27e更朝向上方。另外，在第4接合面27d和第5接合面27e之间，确保振幅以上的足够大的间距。

另外，图7不是与图5相对应的完全的平面图，而是从稍稍倾斜方向观看到的立体图。

结果，根据所述结构，具有断层差的第2接合面23b，27b和第3接合面23c，27c在振动熔敷时相互不干扰，没有任何妨碍的情况下分别将构成相应的接合面的熔敷部22，26相互熔敷。另外，由于分支部之间的接合面23g，27g作为沿振动方向的面可滑动，故同样地通过振动熔敷的方式熔敷。此外，对于具有断层差的第4接合面23d，27d和第5接合面23e，27e也是相同的，沿振动方向的分支部之间的接合面23h，27h均不在振动熔敷时产生干扰。另外，分支部之间的接合面23g，27g，23h，27h不一定限于平面，也可具有曲面的情况。

如这样，在本发明中，由于可使邻接的2个分支部的内侧的带状的接合面23，27具有断层差，故可如所述那样，可将分支部3，4，5的两侧的各接合面23，27设置在分别通过分支通路13，14，15的大致中心的高度位置处。由此，构成各分支部3，4，5的主体11和盖12的接合强度增加，并且作为进气集合管的耐压性提高。

此外，由于如所述那样，盖12侧的第4接合面27d和第5接合面27e上下离开，故包围其外侧的烧瘤堆积肋29也设置成上下分开，但是，在所述实施例中，如图7，8所示，在分支部4，5的根侧的部分中，第4接合面27d的烧瘤堆积肋29d与第5接合面27e的烧瘤堆积肋29e通过沿上下延伸的连接壁30呈隔壁状连接。其结果是，第4接合面27d的烧瘤堆积肋29d，不呈独立的肋状，呈在连接壁30的侧面以台阶状突出的形状。

通过将如此上下分离的烧瘤堆积肋29d，29e连结成隔壁状，两者之间的振动方向的间隔减小，并且可分别设置烧瘤堆积肋29d，29e，可确实防止烧瘤朝向外部的流出。另外，沿上下延伸的连接壁30，如图6所示，作为盖侧分支半割部4B，5B相互连接的一种的增强部件发挥作用，有助于盖12的刚性的提高，并且抑制压注成型时的盖12的变形。

另外，同样对于第2接合面27b和第3接合面27c，在分支部3，4的根侧的部分，沿第2接合面27b的外侧的烧瘤堆积肋29b和沿第3接合面27c的外侧的烧瘤堆积肋29c通过倾斜延伸的连接壁31连接成隔壁状。由此，同样地，可确实防止烧瘤的流出，并且所述连接壁31有助于盖12的刚性提高并且抑制变形。另外，盖侧分支半割部3B，4B，在前端侧还通过连接片32相互连接。

上面，对将本发明用作直列三缸机用的进气集合管的一个实施例进行了说明，但是本发明不限于该情况，例如，也可同样用于具有4汽缸、6汽缸等的更多的分支部的情况。

Claims (5)

1.一种内燃机的合成树脂制集合管，其构成为将在集管部并排设置有多个分支部的集合管分割为半割状的2个部件，并且将该2个部件大致沿集管部的长度方向的规定的振动方向相互振动熔敷形成一体，其特征在于：

构成为至少2个邻接的分支部相互具有断层差的集合管形状；

相互振动熔敷的带状的接合面沿具有这些断层差的2个分支部的两侧设置；

并且2个分支部中的内侧的2个带状的接合面具有断层差，且在所述振动方向具有振幅以上的间隔分离，并且两者在集管部侧的端部，通过构成与所述振动方向平行的面的分支部之间的接合面保持连接。

2.根据权利要求1所述的内燃机的合成树脂制集合管，其特征在于：从所述分支部之间的接合面2个接合面以相互不同的倾斜角延伸。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的合成树脂制集合管，其特征在于：各分支部的两侧的接合面分别设置于通过各分支部的进气通路的大致中心的高度位置处。

4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的内燃机的合成树脂制集合管，其特征在于：沿所述接合面的两侧，在其中一个部件上形成烧瘤堆积肋，并且在具有断层差的邻接的2个分支部之间各个烧瘤堆积肋连接成隔壁状。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的内燃机的合成树脂制集合管，其特征在于：缸盖安装用法兰成一体设置于分支部的前端，多个分支部在所述集管部和缸盖安装用法兰之间呈分别等长的不同的弯曲形状。

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