JP2004308585A

JP2004308585A - 樹脂製インテークマニホールド

Info

Publication number: JP2004308585A
Application number: JP2003104421A
Authority: JP
Inventors: Hironori Tanigawa; 裕紀谷川; Kazuhiro Aiki; 和宏相木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】シリンダヘッドに対するねじ締結作業性が良好で、かつ、吸水膨潤や金属塩によるストレスクラックのおそれも低減し、さらには、型成形も容易な樹脂製インテークマニホールドを提供すること。
【解決手段】サージタンク１２と、該サージタンクから分岐して各シリンダに連結される偶数個の吸気管１４と、吸気管１４の先端部に形成されシリンダヘッド４２と結合される取付けフランジ部１６とを備えた樹脂製インテークマニホールド。取付けフランジ部１６とシリンダヘッド４２との結合は、シリンダヘッド上座面から突出されるスタッドボルト４４にナット４６を締付けて結合する態様である。取付けフランジ部１６は、シリンダヘッド４２の各シリンダ孔に対して対角線上にくるように設けられたボルト孔２８を備えている。そして、吸気管１４の対向壁間に、ナットが落下しない隙間Ｓ１を備えたリブ対３１Ａを形成する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製インテークマニホールド、詳しくは、サージタンク部と、該サージタンク部から分岐して各シリンダに連結される偶数個の吸気管と、該吸気管の先端部に形成されシリンダヘッドと結合される取付けフランジ部とを備えた樹脂製インテークマニホールドに関する。
【０００２】
【背景技術】
昨今、軽量化等の見地から、合成樹脂で射出成形された樹脂製インテークマニホールドが上市されつつある。
【０００３】
そして、サージタンク部と、該サージタンク部から分岐して各シリンダに連結される偶数個の吸気管と、該吸気管の先端部に形成されシリンダヘッドと結合される取付けフランジ部とを備えた樹脂製インテークマニホールドがある（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
そして、樹脂製のインテークマニホールドの取付けヘッドを介してのシリンダヘッドへの取付けは、特許文献１に記載の如く、各シリンダの周囲で対角線上に設けた結合位置で取り付ける。すなわち、例えば四気筒（４シリンダ）の場合、手前→奥→手前→奥とジグザグ状に結合位置がくる。
【０００５】
そして、通常、シリンダヘッド座面から突出するジグザグ状に配されたスタッドボルトに、取付け用フランジに形成された各ボルト孔を挿通させた状態で、ナットを締め付けて（締結させて）、取付け用フランジとシリンダヘッド座面との結合を行っていた。
【０００６】
このナットの締付け作業に際して、吸気管の間に形成された隙間からボルトが落下するおそれがあった。特に、奥の位置で取り付ける場合は、取付け作業性が良好でなく、取付け作業中に落下するおそれがある。
【０００７】
インテークマニホールドをポリアミド６等の高吸水率樹脂材料で成形した場合、インテークマニホールドが吸水膨潤をするおそれがある。また、融雪剤（塩化カルシウム水）と長期間接触すると金属塩に起因するストレスクラックが発生するおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１７９４１９公報
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、上記にかんがみて、シリンダヘッドに対するねじ締結作業性が良好で、かつ、吸水膨潤や金属塩によるストレスクラックのおそれも低減し、さらには、型成形も容易な樹脂製インテークマニホールドを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明に係る樹脂製インテークマニホールドは、サージタンク部と、該サージタンク部から分岐して各シリンダに連結される偶数個の吸気管と、該吸気管の先端部に形成されシリンダヘッドと結合される取付けフランジ部とを備え、
該取付けフランジ部と前記シリンダヘッドとの結合は、ねじ結合する態様であり、
該取付けフランジ部はボルト孔が設けられ、前記吸気管の対向壁間に、前記ねじ部材が落下しないリブ対間隙間を有してリブ対が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
吸気管の対向壁間に、リブ対を設けてねじ部材が落下しないようにしたため、ナット落下のおそれがなくナット等のねじ締結作業性が向上する。また、ナット落下防止リブの間に形成される隙間により水が滞留することなく、吸水膨潤したり塩化カルシウムに起因するストレスクラックが発生したりし難くなる。
【００１２】
上記構成において、取付けフランジ部に設けられたボルト孔が、シリンダヘッドの各シリンダ孔に対して対角線上にくるように設けられている場合において、ねじ締結の位置が奥側にくる吸気管の対向壁管にリブ対を形成するときは、ねじ締結作業性がより良好となり、本発明の効果が顕著となる。
【００１３】
上記構成において、リブ対間隙間が取付けフランジ部から吸気管に向かって形成され少なくともリブ対間隙間の終端壁を雌型の型抜き方向に傾斜して形成するか又はリブの裏面壁を越えて形成することが望ましい。ベース部の成形に際して、リブ対間隙間がアンダーカットレスとなり、リブ対間隙間を形成するためのスライドコアが不要となる、生産性が向上する。
【００１４】
上記各構成において、ナット落下防止リブの上面が、リブ対間隙間に水流れを案内する水流案内面となる形状とされていることが望ましい。水の排出がより迅速に行なわれ、上記吸水膨潤やストレスクラックがより発生し難くなる。
【００１５】
インテークマニホールドの成形材料としては、通常、無機繊維で強化したポリアミド密度が略ポリアミド６相当以上のポリアミドが望ましい。これらの材料は、アミド基濃度が高くて吸水膨潤やストレスクラックが発生し易いものであるため、本発明の作用効果が顕著となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂製インテークマニホールドの一実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、四気筒エンジンにおけるマルチポイント（各シリンダ独立）インジェクション（ＭＰＩ）用のインテークマニホールドを例に採り説明するが、これに限られるものではなく、六気筒、八気筒等の多気筒エンジン用のＭＩＰ用インテークマニホールドにも勿論適用できる。
【００１７】
なお、以下の説明で、インテークマニホールドの正面及び背面は、シリンダヘッド側を背面とし、インテークマニホールドを図示しないエンジンのシリンダヘッド側及びスロットルボデーに組み付けた状態を基準としてある。
【００１８】
本実施形態のインテークマニホールドは、基本的には、スロットルから導入した吸気を各シリンダに分けるサージタンク（コレクタ部）１２と、そこから各シリンダにつなぐ吸気管１４、及び、シリンダヘッドにつなぐ取付けフランジ部１６とを備えている。本実施形態では、必然的ではないが、省スペースの見地からレゾネータ１８が組み込まれている。
【００１９】
そして、主として成形上の理由から、ベース部材（コア部材）２０、吸気管形成部材２２及びおよび下受け部材２４の実質的な３ピース体が周面等で振動溶着（摩擦溶接）されて一体化された構成である。
【００２０】
具体的には、ベース部材２０は、吸気管元部及び吸気管下側、サージタンク天井部、レゾネータ天井部を構成し、さらに、シリンダヘッド側に取付けフランジ部１６及びスロットル側（吸気側）に接続フランジ部２６を備えている。
【００２１】
取付けフランジ部１６の左右両端部および各吸気管１４の間には、金属製ブッシュ２８ａを嵌め込んだ５個のボルト孔２８が設けられている。
【００２２】
タンク形成部材２４は、サージタンク本体とレゾネータ本体を構成し、さらに、レゾネータ１８とサージタンク１２との連通路１９を形成するために、タンク形成部材２４は本体２４ａと蓋体２４ｂとの分割体が周面等で振動溶着等の摩擦溶接により一体化されている。
【００２３】
上記構成において本実施形態では、スロットル側（吸気側）から第一・第二・第三・第四吸気管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとした場合、第二・第三吸気管１４ｂ、１４ｃの間および第三・第四吸気管１４ｃ、１４ｄの間にそれぞれ、第一・第二リブ対２１Ａ、２１Ｂが、ナットやボルト等のねじ部材が落下しない大きさのリブ対間隙間Ｓを有して形成されている。
【００２４】
ここでリブ対間隙間Ｓ１、Ｓ２は、ねじ部材が落下しない隙間であれば、特に限定されず、例えば、Ｍ８袋ナットの場合、通常、ナット高さ７〜８ｍｍであるため、例えば、約７ｍｍ以下とすればよい。そして、リブ対間隙間Ｓの下限は、排水性の見地及び成形性の見地から、１ｍｍ以上、望ましくは、３ｍｍ以上とする。１ｍｍ未満では、排水性が低下するとともに、金型に隙間形成のための薄肉の賦形突部（破損し易い。）を形成する必要がある。
【００２５】
そして、第一リブ対２１Ａで形成されるリブ対間隙間Ｓ１は、図４・５に示す如く、取付けフランジ部１６から吸気管１４側に向かって形成され、リブ対間隙間Ｓ１の終端壁が雌型の型抜き方向、すなわちベース部材２０の外壁面（吸気管壁連結壁）２０ａの傾斜と同一角度で傾斜して形成されている。すなわち、型成形時に型抜きを妨害しないようにアンダーカットレスとされている。
【００２６】
また、第二リブ対２１Ｂに形成されるリブ対間隙間Ｓ２は、図６・７に示す如く、取付けフランジ部１６から吸気管１４側に向かって形成され、リブ対２１Ｂの板厚を超える部位まで延設されて形成されている。すなわち、型成形時に型抜きを妨害しないようにアンダーカットレスとされている。
【００２７】
そして、第一リブ対２１Ａは、リブ対間隙間Ｓ１に向かって雨水の流下が円滑になるように断面が湾曲状又はテーパ状に構成されている（図１（Ａ）参照）。ここで、テーパ状とするときは、その角度は、隙間軸面に対して３０〜６０°とする。なお、第二リブ対２１Ｂは、図例では設計の都合上、湾曲状やテーパ状とされていないが、当然、そのような構成とすることも可能である。
【００２８】
なお、第一・第二吸気管１４ａ、１４ｂの間は、本実施形態では、ワイヤーハーネス等を通過させるためにリブ対は形成せず全開口孔３０とされている。第一・第二吸気管１４ａ、１４ｂの間に配線部材を挿通させない場合は、第二・第三吸気管、第二・第三吸気管の間と同様のリブ対を設けることができる。
【００２９】
次に、上記構成のレゾネータの成形方法について説明をする。
【００３０】
基本的には、ガラス繊維等の無機繊維で強化した熱可塑性樹脂をナイロン６、ナイロン６６等を成形材料として、ベース部材２０、吸気管形成部材２２、タンク形成部材２４（本体２４ａ、蓋体２４ｂ）をそれぞれ射出成形により製造する。なお、成形材料は、ナイロン６やナイロン６６に限らず、耐鉱物油性で耐熱性の樹脂なら、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、特に限定されるものではない。
【００３１】
ここでは、ナット落下防止のためのリブ対を備えているのは、ベース部材であるため、以下ベース部材を成形する場合について、詳細に説明を行う。
【００３２】
図５・７は、それぞれ、図３の５−５線部位及び７−７線部位に対応する成形金型の部分断面図である。なお、図５・７の金型断面図における太線矢印は、それぞれ型抜き方向を示す。
【００３３】
基本的には、上型（固定型：雌型）３２と下型（可動型：雄型）３４とからなり、上型３２に取付けフランジ部形成のためのスライドコア３６が組み込まれている。そして、上型３２は、リブ対間隙間賦形のための賦形突条３８および板状の賦形突起３８Ａを備えている。
【００３４】
そして、型閉じ状態において、射出成形機からの射出材料（例えば、ガラス繊維入りナイロン６）が、スプルー・ランナーを介して、各ゲート（図３のＧ１・Ｇ２・Ｇ３）の三点から、製品キャビティ４０に注入される。
【００３５】
そして、冷却固化後、型開きを行う。この場合、各リブ対間隙間Ｓ１、Ｓ２は、アンダーカットレス構造とされているため、スライドコア３６を矢印方向に後退させた後、下型３４を矢印方向に後退させて、図示しないエジェクタピンで成形品（ベース部材）を突き出す。
【００３６】
このとき、下型３４の後退時、上型３２が備えた各リブ対間隙間を形成するための各賦形突条（突起）３８、３８Ａは、アンダーカットレス構造とされているため、固化成形品であるベース部材と干渉することなく型開き・離型ができる。
【００３７】
次に、上記のようにして製造した各ピースは、振動溶着により一体化し、さらに、適宜、ブッシュ２８ａ等の金属部材を圧入したり、ガスケット１７（図２参照）を組み付けたりして、実車に装着する。
【００３８】
そして、シリンダヘッド４２のヘッド座面から突出したスタッドボルト４４を、インテークマニホールドの取付けフランジ１６のボルト孔２８に挿通させた後、袋ナット４６をスタッドボルト４４に締付けて、インテークマニホールドをシリンダヘッド４２に取付ける。
【００３９】
この際、吸気管１４の奥側が取付け位置である第二・第三吸気管１４ｂ、１４ｃの間における、ナット落下のおそれがなく、インテークマニホールドのシリンダヘッド取付け作業性が改善される。
【００４０】
さらに、実車装着後において、雨水等がインテークマニホールドの上面から流下してきても、全開口孔３０の第一・第二吸気管１４ａ、１４ｂの間は勿論、第二・第三吸気管１４ｂ、１４ｃおよび第三・第四吸気管１４ｃ、１４ｄの各間のリブ対間隙間Ｓ１、Ｓ２を水排出が円滑に行なわれ、リブ対間に水が貯留するよなことはない。
【００４１】
したがって、インテークマニホールドが、ナイロン６やナイロン６６等のアミド基濃度が高くて吸水率が高い樹脂であっても、吸水膨潤したり、塩化カルシウム等の融雪剤水溶液が滞留してストレスクラックが発生したりするおそれが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂製インテークマニホールドの正面図である。
【図２】同じくインテークマニホールドの左側面図である。
【図３】同じくインテークマニホールドの背面図である
【図４】図１の４−４線部位における後面一部省略断面図
【図５】図３の５−５線部位に対応する成形金型の部分概略断面図
【図６】図１の６−６線部位における後面一部省略断面図
【図７】図３の７−７線部位の金型要部断面図である。
【符号の説明】
１２サージタンク（コレクタ部）
１４吸気管
１６取付けフランジ部
１８レゾネータ
２０ベース部材
２１Ａ第一リブ対
２１Ｂ第二リブ対
２２吸気管形成部材
２４タンク形成部材
４２シリンダヘッド

Claims

サージタンク部と、該サージタンク部から分岐して各シリンダに連結される偶数個の吸気管と、該吸気管の先端部に形成されシリンダヘッドと結合される取付けフランジ部とを備え、
該取付けフランジ部と前記シリンダヘッドとの結合は、ねじ締結する態様であり、
該取付けフランジ部はボルト孔が設けられ、前記吸気管の対向壁間に、前記ねじ部材が落下しないリブ対間隙間を有してリブ対が形成されていることを特徴とする樹脂製インテークマニホールド。
前記取付けフランジ部に設けられたボルト孔が、シリンダヘッドの各シリンダ孔に対して対角線上にくるように設けられるとともに、ねじ締結の位置が奥側にくる前記吸気管の対向壁間に前記リブ対が形成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂製インテークマニホールド。
前記リブ対間隙間が取付けフランジ部から前記吸気管に向かって形成され少なくとも前記リブ対間隙間の終端壁が雌型の型抜き方向に傾斜して形成されている又は前記リブの裏面壁を越えて形成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂製インテークマニホールド。
前記ナット落下防止リブの上面が、前記リブ対間隙間に水流れを案内する水流案内面となる形状とされていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の樹脂製インテークマニホールド。
前記合成樹脂が、無機繊維強化のアミド基濃度が、略ポリアミド６相当以上であるポリアミドであることを特徴とする請求項１記載の樹脂製インテークマニホールド。
請求項３記載の樹脂製インテークマニホールドの製造方法であって、前記リブ対間隙間を賦形可能な突条及び／又は板状突起を備えた雌型を有する射出成形金型を用いて成形することを特徴とする請求項１記載の樹脂製インテークマニホールドの製造方法。