JP2010084642A - 溶着構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】各部材を成形するための型構造の複雑化を招かず、しかも、安定した高い接合強度を得ることができる溶着構造を提供する。
【解決手段】マニホールド本体１４の吸気管側溶着リブ２２、及び、ガス導入室ハウジング１７のハウジング側溶着リブ２３を、互いに平行をなすとともに高低差を有する２箇所の垂直平面部３０，３１と、それらの間に位置する傾斜面部３２，３３とにより構成した。加えて、垂直平面部３０，３１及び傾斜面部３２，３３を、交互に連なって環状をなすようにした。
【選択図】図５

Description

この発明は、合成樹脂製の２つの部材を振動溶着または超音波溶着して構成された溶着構造に関するものである。
従来、この種の技術には、例えば特許文献１に記載されたインテークマニホールドがある。図１０に示すように、このインテークマニホールドの吸気管部８０は、合成樹脂製の第１分割体８１及び第２分割体８２を振動溶着することで形成される。両分割体８１，８２の分割面（溶着面）８１ａ，８２ａは、吸気管部の湾曲に対応した湾曲形状となっている。このため、振動溶着時に、第１分割体８１を矢印Ｚ方向に加圧して第２分割体８２に押し付けたときに、第１分割体８１に斜面に沿う分力に基づく滑りが生じ、第１分割体８１が湾曲方向の逆方向（図１０の上方）に拡がるように変形するとしている。この結果、両分割体８１，８２の分割面８１ａ，８２ａ間の接合強度が、位置によって不均一となり、吸気管部８０全体の接合強度が低くなる。
そこで、このインテークマニホールドにおいては、振動溶着時において両分割体８１，８２の分割面８１ａ，８２ａ同士のずれを防ぐ当接部８３及び受け部８４を、両分割体８１，８２の分割面８１ａ，８２ａのそれぞれ外側に設けている。そして、当接部８３と受け部８４との当接により前記斜面に沿う滑りを抑制し、接合強度の向上を図っている。
特開２００８−２５３５４号公報
ところが、上記特許文献１に記載のインテークマニホールドは、両分割体８１，８２の分割面８１ａ，８２ａの外側に当接部８３と受け部８４を設ける構成であるので、各分割体８１，８２を成形するための型構造が複雑化する。しかも、当接部８３及び受け部８４の位置及び形状の精度をよほど正確にしないと、接合強度の向上において効果がなくなるばかりでなく逆効果になるおそれがある。例えば、当接部８３と受け部８４との間に隙間が生じていれば、前述した斜面の滑りを規制することができない。また、例えば、当接部８３が所定の位置よりも上方に位置して、第１分割体８１の分割面８１ａと第２分割体８２の分割面８２ａとが当接する前に当接部８３と受け部８４とが当接してしまえば、前記両分割面８１ａ，８２ａ同士が当接せず、従って、第１分割体８１と第２分割体８２とを溶着することができないおそれがある。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、各部材を成形するための型構造の複雑化を招かず、しかも、安定した高い接合強度を得ることができる溶着構造を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、高低差を有するとともに互いに平行をなす２箇所の平面部と、それらの平面部間に位置する傾斜面部とを有する第１部材と、前記平面部及び傾斜面部と対応する平面部及び傾斜面部を有する第２部材とを備え、第１部材及び第２部材をそれらの前記平面部及び傾斜面部において溶着した溶着構造において、前記第１、第２部材の傾斜面部に凹凸の関係で嵌合する突部及び凹部を形成したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記第１、第２部材の両平面部及び傾斜面部は、交互に位置し、全体として環状をなしていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記第１部材は、インテークマニホールドの相互に一体化された複数の吸気管であり、前記第２部材は、前記吸気管の管壁の外側に溶着され、同管壁の外側にブローバイガスの導入室を区画形成するハウジングであり、前記吸気管の管壁には前記導入室内のブローバイガスを吸気管内に導入するための導入口を形成したことを特徴とする。
（作用）
この発明においては、第１部材と第２部材との溶着部の外側に、振動溶着時に互いに当接する部分を設ける必要がないため、各部材を成形するための型構造の複雑化を避けることができる。また、突部と凹部との嵌合により傾斜面部のすべりを防止でき、第１及び第２部材同士の接合強度が向上する。
この発明によれば、溶着構造において型構造の複雑化を招かず、しかも、安定した高い接合強度を得ることができるという効果を発揮する。
次に、この発明を具体化した一実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、インテークマニホールド１０は、図示しないスロットル弁を介して上流側のエアクリーナに接続されるサージタンク１１と、このサージタンク１１に接続された複数の吸気管１２と、各吸気管１２を内燃機関Ｅｇのシリンダブロックに接続するためのフランジ部１３とを備えている。複数の吸気管１２は、サージタンク１１側において一体になって一体部１２ａが形成されている。このインテークマニホールド１０は、合成樹脂製の４つの成形部材、すなわち、第１部材としてのマニホールド本体１４、タンクカバー１５、吸気管ハウジング１６、及び、第２部材としてのガス導入室ハウジング１７を一体化して構成されている。
図３に示すように、各吸気管１２は、吸気流の方向を９０°以上の角度で変える第１湾曲部１８と、この第１湾曲部１８の下流において同一方向へ湾曲する第２湾曲部１９とを備えている。各吸気管１２の第１湾曲部１８の内コーナ側における外側には、内燃機関Ｅｇのクランクケースからのブローバイガスを各吸気管１２内に導入するためのガス導入部２０が設けられている。
このガス導入部２０は、以下のように構成されている。すなわち、図４及び図８に示すように、マニホールド本体１４において吸気管１２の一体部１２ａの外側には平坦部１２ｂが形成され、その周囲には環状の座部２１が突出形成されている。座部２１の先端面には、吸気管側溶着リブ２２が形成されている。
一方、図６及び図９に示すように、前記ガス導入室ハウジング１７の周縁には、前記吸気管側溶着リブ２２に対応するハウジング側溶着リブ２３が形成されている。そして、図５に示すように、ガス導入部２０は、吸気管側溶着リブ２２とハウジング側溶着リブ２３とが振動溶着されて、マニホールド本体１４にガス導入室ハウジング１７が一体化されることにより形成されている。平坦部１２ｂとガス導入室ハウジング１７との間、すなわちガス導入部２０の内部には、各吸気管１２に対応するガス導入室２４が形成され、このガス導入室２４には、ガス導入室ハウジング１７の一端に形成された接続管（図６に図示）２５に接続されるブローバイガス配管を通じてブローバイガスが導入される。図４及び図５に示すように、ガス導入室２４は、吸気管１２毎に平坦部１２ｂに形成されたガス導入口２６を通じて各吸気管１２内に連通され、ブローバイガスがガス導入室２４からガス導入口２６を介して吸気管１２内に導入される。
図６、図８及び図９に示すように、前記吸気管側溶着リブ２２及びハウジング側溶着リブ２３は、それぞれ上下２つの垂直平面部３０及び垂直平面部３１と、両垂直平面部３０，３１の両端部間を連絡するそれぞれ２つの傾斜面部３２及び傾斜面部３３とにより構成されている。２つの垂直平面部３０，３１の先端面は、互いに平行をなすとともに高低差を有する溶着面３０ａ及び溶着面３１ａになっており、２つの傾斜面部３２，３３の先端面は、両垂直平面部３０，３１の両端部間を連絡するように延びる溶着面３２ａ及び溶着面３３ａになっている。そして、両垂直平面部３０，３１及び両傾斜面部３２，３３は、交互に位置し、全体として環状をなしている。また、傾斜面部３２上の下側には、位置ずれ規制用の突部３４が突出形成されるとともに、傾斜面部３３上には、その突部３４と凹凸の関係で嵌合する位置ずれ規制用の凹部３５が凹設されている。
図５、図７及び図９に示すように、垂直平面部３１及び傾斜面部３３の両側には、一体部１２ａに接触又は近接する壁部３６が形成されている。この壁部３６と垂直平面部３０及び傾斜面部３２との間には、後述の垂直平面部３０及び傾斜面部３２と垂直平面部３１及び傾斜面部３３との溶着によって生じるバリを収容するための収容室３７が形成されている。なお、前記壁部３６は、一体部１２ａに接触したとしても、その接触部が振動溶着により溶着しない程度の接触圧である。また、壁部３６が一体部１２ａに近接するということは、前記の溶着によって生じたバリが収容室３７から外部に出てこない程度の間隙を持って近接している状態を示す。
さて、上記のように構成されたこの実施形態は、マニホールド本体１４、タンクカバー１５、吸気管ハウジング１６及びガス導入室ハウジング１７の各部材を振動溶着により一体接合することで組み立てられる。前記ガス導入部２０は、マニホールド本体１４の一体部１２ａの吸気管側溶着リブ２２に対し、ガス導入室ハウジング１７のハウジング側溶着リブ２３を振動溶着することにより構成される。すなわち、吸気管側溶着リブ２２の垂直平面部３０及び傾斜面部３２の溶着面３０ａ、３２ａに対してハウジング側溶着リブ２３の垂直平面部３１及び傾斜面部３３の溶着面３１ａ、３３ａを当接させる。この状態で、一体部１２ａに対してガス導入室ハウジング１７を垂直平面部３０，３１の溶着面３０ａ，３１ａに対する垂直方向（図５の矢印Ｐ方向）において加圧するとともに、溶着面３０ａ，３１ａの延長方向（図５の紙面と直交する方向）においてガス導入室ハウジング１７を振動させる。すると、吸気管側溶着リブ２２の垂直平面部３０及び傾斜面部３２、ハウジング側溶着リブ２３の垂直平面部３１及び傾斜面部３３の溶着面３１ａ、３３ａが互いに溶着する。この結果、マニホールド本体１４の一体部１２ａにガス導入室ハウジング１７が接合される。なお、ガス導入室ハウジング１７に対する加圧方向は、マニホールド本体１４及びガス導入室ハウジング１７の型抜き方向あるいはその反対方向である。
振動溶着時において、ガス導入室ハウジング１７に加えられた加圧力は、吸気管側溶着リブ２２及びハウジング側溶着リブ２３の垂直平面部３０，３１において溶着面３０ａ，３１ａに対し垂直方向に加わる。従って、溶着面３０ａ，３１ａは適切に圧着されて、充分な接合強度をもって溶着される。このとき、両傾斜面部３２，３３間の前記振動方向とは異なる方向、すなわち、傾斜面部３２，３３の傾斜方向へのすべりは、突部３４と凹部３５との嵌合により規制され、前記加圧力は、傾斜面部３２，３３間において溶着面３２ａ，３３ａ全体に対し均等に加わる。このため、溶着面３０ａ，３１ａ、３２ａ，３３ａにおいて接合強度が不足する部分の発生が防止される。この結果、マニホールド本体１４とガス導入室ハウジング１７との接合強度が安定化する。
この実施形態によれば、以下の各効果を得ることができる。
（１）吸気管側溶着リブ２２及びハウジング側溶着リブ２３を、互いに平行をなすとともに高低差を有する２箇所の垂直平面部３０，３１と、それらの間に位置する傾斜面部３２，３３とにより構成した。加えて、傾斜面部３２，３３に、凹凸の関係で嵌合する突部３４及び凹部３５を形成した。従って、振動溶着時における傾斜面部３２，３３間の滑りを防止し、溶着面３２ａ，３３ａ間に加わる加圧力を均等にすることができるため、マニホールド本体１４とガス導入室ハウジング１７との接合強度を向上することができる。加えて、前記特許文献１に記載の構成とは異なり、マニホールド本体１４及びガス導入室ハウジング１７において吸気管側溶着リブ２２及びハウジング側溶着リブ２３の外部に当接部及び受け部を設ける必要がないため、その型構造の複雑化を招かないようにすることができる。
（２）吸気管側溶着リブ２２及びハウジング側溶着リブ２３の両垂直平面部３０，３１及び傾斜面部３２，３３を、交互に位置し、全体として環状をなすようにした。従って、２つの部材を環状に溶着して外部から区画されたガス導入室２４を形成するブローバイガス導入のための構造において、上記（１）に記載の効果を得ることができる。従って、接続管２５及びガス導入口２６以外の部分を密封したガス導入部２０を形成することができ、ブローバイガスを外部に漏出させることなく適切に処理できる。
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・この発明を、インテークマニホールド１０におけるマニホールド本体１４のサージタンク１１の構成部分とタンクカバー１５との溶着構造に具体化すること。
・この発明を、合成樹脂製の車両用部材、例えば燃料タンク、エアクリーナ、シリンダヘッドカバー、エアコンダクト等における２部材の溶着構造において具体化すること。
・この発明を、互いに超音波溶着される２部材の溶着構造に具体化すること。
一実施形態の内燃機関のインテークマニホールドを示す側面図。 同じく正面図。 同じく一部を破断した側面図。 マニホールド本体の平坦部を示す正面図。 ガス導入室を示す縦断面図。 ガス導入室ハウジングを示す正面図。 図５におけるａ−ａ線断面図。 吸気管側溶着リブを示すマニホールド本体の一部縦断面図。 図６におけるｂ−ｂ線断面図。 従来の溶着構造を有するインテークマニホールドを示す縦断面図。
符号の説明
１０…インテークマニホールド、１２…吸気管、１４…第１部材及び一体化された複数の吸気管としてのマニホールド本体、１７…第２部材及びハウジングとしてのガス導入室ハウジング、２２…吸気管側溶着リブ、２３…ハウジング側溶着リブ、２６…ガス導入口、３０，３１…垂直平面部、３０ａ，３１ａ…溶着面、３２，３３…傾斜面部、３２ａ，３３ａ…溶着面、３４…突部、３５…凹部。

Claims (3)

  1. 高低差を有するとともに互いに平行をなす２箇所の平面部と、それらの平面部間に位置する傾斜面部とを有する第１部材と、前記平面部及び傾斜面部と対応する平面部及び傾斜面部を有する第２部材とを備え、第１部材及び第２部材をそれらの前記平面部及び傾斜面部において溶着した溶着構造において、
    前記第１、第２部材の傾斜面部に凹凸の関係で嵌合する突部及び凹部を形成したことを特徴とする溶着構造。
  2. 前記第１、第２部材の両平面部及び傾斜面部は、交互に位置し、全体として環状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の溶着構造。
  3. 前記第１部材は、インテークマニホールドの相互に一体化された複数の吸気管であり、前記第２部材は、前記吸気管の管壁の外側に溶着され、同管壁の外側にブローバイガスの導入室を区画形成するハウジングであり、前記吸気管の管壁には前記導入室内のブローバイガスを吸気管内に導入するための導入口を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の溶着構造。
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