JP2011132844A - 合成樹脂製部品の組付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気ダクトと容積室との間隔を抑制し、容積の確保と小型化の両立を図る。
【解決手段】合成樹脂製のボディ１３とカバー１４とは、開口縁部で互いに嵌合することによって、吸気ダクト１１の周囲に容積室１２を形成する。ボディ１３に、ダクト１１の先端が嵌合する第１筒状嵌合部３４を設ける。カバー１４の第２筒状嵌合部３５は、挿入方向Ｓ１で先端側の大径部３６が第１筒状嵌合部３４の外周面に嵌合するとともに、根本側の小径部３７にダクト１１が嵌合する。これらのボディ１３，カバー１４及びダクト１１の三者を組み付けた状態で、第２筒状嵌合部３５における大径部３６と小径部３７との間の段差面３８と、この段差面３８に対向する第１筒状嵌合部３４の先端面４１と、の間に、ダクト１１の外周に設けられた突起部３１が嵌合する凹部４２を確保する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車用内燃機関におけるレゾネータや吸気ダクト等の吸気系部品に好適な合成樹脂製部品に関し、特に、その合成樹脂材料自体の弾性を利用した組付構造の改良に関する。

例えば特許文献１にも記載されているように、自動車用の内燃機関における吸気騒音を低減するためのレゾネータやこれに付随する吸気ダクトなどの吸気系部品は、それぞれの構成部品を適宜な柔軟性を有する合成樹脂材料のブロー成形や射出成形によって形成し、かつこれらの部品を互いに嵌合させて、部品自体の弾性を利用したシール状態で組み付ける構造が採用される傾向にある。

図６及び図７は、このような吸気系部品の一従来例を示している。合成樹脂製の吸気ダクト６１の周囲には、レゾネータの共鳴室を構成する容積室６２が、合成樹脂製のボディ６３とカバー６４とを開口縁部で互いに嵌合することにより形成されている。吸気ダクト６１は、ボディ６３に形成された筒状嵌合部６５に圧入し、吸気ダクト６１の外周に設けられた位置決め用の突起部６６を、筒状嵌合部６５に形成された凹部６７に嵌合することで、ボディ６３に対してシール状態で組み付けられている。一方、カバー６４は、その開口縁部をボディ６３の接合部６８に振動溶着などにより接合することで、ボディ６３に対して別途固定されている。

特開２００２−１０６４３７号公報

このような従来例の構造では、吸気ダクト６１が嵌合するボディ６３の筒状嵌合部６５に対し、カバー６４が接合するボディ６３の接合部６８を離れた位置に設定する必要があり、吸気ダクト６１と、その周囲に設けられる容積室６２との間に必要な間隔Ｄ１が大きくなる。この結果、容積室として利用できないデッドスペースが大きくなり、容積室６２の容積が低下し、あるいは容積室６２に必要な容積を確保するために、装置全体の大型化を招いてしまう。そこで、容積室を迂回するように吸気ダクトを湾曲させたり延長させると、通気抵抗の増加やこれによる機関出力の低下等を招いてしまう。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ダクトの周囲に容積室を配置するレイアウトでありながら、装置の大型化を招くことなく、容積室の容積を十分に確保し得る新規な合成樹脂製部品の組付構造を提供することを目的としている。

そこで本発明は、合成樹脂製のダクトと、開口縁部で互いに嵌合することによって、上記ダクトの周囲に容積室を形成する合成樹脂製の第１部品及び第２部品と、を有する合成樹脂製部品の組付構造において、上記第１部品に、上記ダクトの先端が嵌合する第１筒状嵌合部が設けられるとともに、上記第２部品に、挿入方向先端側の大径部で上記第１筒状嵌合部の外周面に嵌合するとともに、根本側の小径部に上記ダクトが嵌合する第２筒状嵌合部が設けられ、上記第１，第２部品とダクトとを組み付けた状態で、上記第２筒状嵌合部における大径部と小径部との間の段差面と、この段差面に対向する上記第１筒状嵌合部の先端面と、の間に、上記ダクトの外周に設けられた突起部が嵌合する凹部が設けられることを特徴としている。

このようにダクトと第１，第２筒状嵌合部の三者が一体に嵌合する構造とすることで、ダクトと容積室との間の間隔を最小限に抑制し、容積室の容積の確保と小型化とを高いレベルで両立することができる。

また、第１，第２部品とダクトとを組み付けた状態では、第１部品の第１筒状嵌合部がダクトと第２筒状嵌合部との間に挟み込まれる形となり、第１筒状嵌合部とダクトとが面接触するとともに、第１筒状嵌合部と第２筒状嵌合部とが面接触して、二重シールを構成し、良好なシール性が得られる。また、組付状態で第２筒状嵌合部の段差面と第１筒状嵌合部の先端面との間に設けられる凹部に、ダクトの外周に設けられた突起部が嵌合することによって、ダクトと第１，第２筒状嵌合部との挿入方向での位置決めがなされ、安定した組付状態を確保することができる。

以上のように本発明によれば、ダクトの周囲に容積室を配置する合成樹脂製部品の組付構造において、高いシール性及び組付性を確保しつつ、ダクトと容積室との間隔を最小限に抑制し、容積室の容積の確保と小型化とを高いレベルで両立することができる。

この発明の一実施例に係る吸気系部品を組付状態で示す断面図。 上記実施例に係る吸気系部品を分解状態で示す断面図。 上記吸気系部品を分解状態で示す斜視図。 上記吸気系部品を示す斜視図。 上記吸気系部品を示す断面図。 従来例に係る吸気系部品の組付状態を示す断面図。 上記従来例に係る吸気系部品の分解状態を示す断面図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図３〜図５は、この発明の一実施例に係る合成樹脂製部品としての自動車用内燃機関の吸気系部品を示している。吸気系部品は、合成樹脂材料の射出成形により形成される複数の部品を互いに組み付けることで構成されるものであり、筒状の吸気ダクト１１と、開口縁部で互いに嵌合することによって、吸気ダクト１１の周囲にレゾネータの共鳴室としての容積室１２を形成するボディ１３及びカバー１４と、ボディ１３の他方の開口縁部に嵌合することで、ボディ１３とともにフィルタエレメント１６を挟持するハウジング１５と、を有している。

吸気ダクト１１は、互いに嵌合する一対のダクト分割体１７，１８により通路長に沿って半割構成され、両ダクト分割体１７，１８は、一方の開口縁部に設けられた複数の係止爪１９が、他方の開口縁部に設けられた係止溝２０に嵌合することで、互いに一体に組み付けられている。但し、この吸気ダクト１１のうち、ボディ１３やカバー１４に組み付けられる一端部２１については、組付性や精度確保などのために分割されておらず、一方のダクト分割体１８により円筒状に形成されており、この一端部２１に、後述する突起部３１やダクト側拡径部３２が設けられている。

ボディ１３とカバー１４とは、一方（カバー１４）の開口縁部に設けられた複数のフック２２が、他方（ボディ１３）の開口縁部に設けられた複数の係止用突起２３に係合することにより、互いに一体に組み付けられている。また、ボディ１３とハウジング１５とは、一方（ボディ１３）の開口縁部に設けられた複数の金属片２４が、他方（ハウジング１５）の開口縁部に設けられた係止部２５に係合することで、フィルタエレメント１６を挟み込んだ状態で互いに一体に組み付けられている。

吸気ダクト１１よりボディ１３内部に導入された吸気は、その一部が首部・絞り部となる戻り管路２６を経て容積室１２へ供給されるとともに、フィルタエレメント１６を通して内燃機関の燃焼室側へと供給される。なお、ボディ１３の射出成形時に戻り管路２６がアンダーカットとならないように、ボディ１３の外壁面に開口部２７が開口形成されており、この開口部２７が蓋部２８により後から閉塞される形となっている。

図１および図２の断面図は、本実施例の要部をなす吸気ダクト１１とボディ１３とカバー１４との組付構造を示しており、図５の一点鎖線αで囲んだ部分を明りょう化のために簡略的に描いたものであり、特に、図１は三者が組み付けられた状態を示し、図２は組み付けられていない状態を示している。

吸気ダクト１１のダクト外周面３０は、挿入方向Ｓ１の先端側（図１，図２の下側）へ向かうに従って徐々に縮径・先細りする緩やかなテーパ面となる円筒面をなしており、このダクト外周面３０に、外側へ張り出した突起部３１が膨出形成されている。この突起部３１は、この実施例では全周にわたって帯状に延在しているが、エンボス形状の複数の突起部を周方向に間欠的に設ける構成としても良い。

また、吸気ダクト１１の外周には、突起部３１よりも反先端側・根本側（図１及び図２の上側）に、先端へ向かうに従って徐々に縮径する比較的急な傾斜面をなすダクト側テーパ面部３３が設けられるように、外周側へ張り出して厚肉化・大径化されたダクト側拡径部３２が設けられている。

ボディ１３には、吸気ダクト１１の先端が嵌合する第１筒状嵌合部３４が形成されているとともに、カバー１４には、第２筒状嵌合部３５が形成されている。この第２筒状嵌合部３５は、第１筒状嵌合部３４の外周面に圧入により嵌合するダクト挿入方向Ｓ１で先端側の大径部３６と、吸気ダクト１１が圧入により嵌合する根本側の小径部３７と、を有する段付形状をなしており、大径部３６と小径部３７との間の境界部分に、挿入方向Ｓ１と直交する環状の平面をなす段差面３８が形成されている。

また、第２筒状嵌合部３５の内周面には、小径部３７よりも更に根本側に、小径部３７よりも大径化されたカバー側拡径部３９と、このカバー側拡径部３９から先端側の小径部３７へ向けて徐々に縮径する急なテーパ面をなすカバー側テーパ面部４０と、が形成され、組付状態では、これらのカバー側拡径部３９とカバー側テーパ面部４０とに、それぞれダクト１１のダクト側拡径部３２とダクト側テーパ面部３３とがシール状態で面接触するようになっている
カバー１４のフック２２をボディ１３の係止用突起２３に係止させることでボディ１３とカバー１４とを組み付けた状態では、図１に示すように、第２筒状嵌合部３５の先端部が第１筒状嵌合部３４の外周面に圧入により面接触した状態で嵌合・固定される。そして、このようにカバー１４とボディ１３とを互いに組み付けた状態で、第２筒状嵌合部３５の段差面３８と、この段差面３８に対向する第１筒状嵌合部３４の先端面４１との間には、内周側に開口する断面コ字状・チャンネル形状の空間である凹部４２が確保されるように、第１，第２筒状嵌合部３４，３５の寸法等が設定されている。

このように組み付けられた第１筒状嵌合部３４と第２筒状嵌合部３５に対し、吸気ダクト１１を挿入方向Ｓ１より圧入していくと、吸気ダクト１１の外周に形成された突起部３１が、第２筒状嵌合部３５のカバー側テーパ面部４０を介して小径部３７をスムーズに乗り越えることができる。そして、突起部３１が凹部４２内に嵌合することで、吸気ダクト１１と第１，第２筒状嵌合部３４，３５の三者が一体的に組み付けられる。

このように本実施例では、ボディ１３とカバー１４と吸気ダクト１１とを振動溶着等により接合することなく互いに組み付けることで、合成樹脂製の部品自体の弾性を利用してシールする構造となっており、特に、吸気ダクト１１を第１，第２筒状嵌合部３４，３５に差し込むだけの、いわゆる簡易なスナップフィット式の固定構造によって組み付けることができ、その組立作業が極めて容易である。

そして、このように吸気ダクト１１と、容積室１２の内壁面の一部を構成する第１，第２筒状嵌合部３４，３５と、を一体に嵌合させる構造とすることで、吸気ダクト１１と、その周囲に配置される容積室１２と、の間隔Ｄ２、具体的には組付状態での吸気ダクト１１と第１，第２筒状嵌合部３４，３５との幅Ｄ２を、最小限に抑制することができる。この結果、容積室１２として利用できないデッドスペースを最小限に抑制して、スペース効率を向上し、容積室１２内の容積の確保と、容積室１２を含めた装置全体の小型化と、を高いレベルで両立することができる。

また、組付状態では、ボディ１３の第１筒状嵌合部３４の先端部が吸気ダクト１１とカバー１４の第２筒状嵌合部３５の先端部との間に挟み込まれる形となり、第１筒状嵌合部３４の内周面と吸気ダクト１１の外周面３０とが面接触する部分と、第１筒状嵌合部３４の外周面と第２筒状嵌合部３５の内周面とが面接触する部分とで、二重シールが構成され、高いシール性が得られる。

更に、突起部３１が凹部４２内に嵌合し、かつ、吸気ダクト１１のカバー側拡径部３９とカバー側テーパ面部４０とが、第２筒状嵌合部３５におけるカバー側拡径部３９とカバー側テーパ面部４０とに相補に面接触することによって、吸気ダクト１１が挿入方向Ｓ１にぐらつくことなく安定して確実に保持され、安定した組付性が得られる。

しかも、互いに面接触する吸気ダクト１１の外周面３０と第１筒状嵌合部３４の内周面とが、吸気ダクト１１の挿入方向Ｓ１へ向かうに従って縮径する相補のテーパ面をなしているために、吸気ダクト１１を挿入していくに従って適切なシール面圧が与えられるとともに、第１筒状嵌合部３４が拡径方向へ撓むことで、第１筒状嵌合部３４と第２筒状嵌合部３５との面接触部分にも適切なシール面圧が与えられ、吸気ダクト１１や空気脈動が生じる容積室１２に対しても十分なシール性を確保することができる。

なお、上記実施例では、ボディ１３とカバー１４とを先に組み付けてから、吸気ダクト１１を組み付ける構造としているが、これに限らず、例えば、吸気ダクト１１をボディ１３の第１筒状嵌合部３４に先に組み付けてから、カバー１４を組み付ける構造とすることもできる。この場合、後からカバー１４を吸気ダクト１１に組付可能とするためにダクト側拡径部３２やカバー側拡径部３９は設けられない。

また、図１や図２に示すように容積室１２が吸気ダクト１１の周囲の全周にわたって設けられているものに限らず、吸気ダクト１１の周囲の一部に容積室１２が設けられるものであっても良い。

以上のように本発明を内燃機関の吸気系部品に適用した一実施例について説明したが、この発明の組付構造は、上記実施例に限定されず、種々のダクト状のものや箱状のものなどの合成樹脂製部品に広く適用することができる。また射出成形に限らず、ブロー成形などの他の成形方法によって成形する場合にも同様に適用が可能である。

１１…吸気ダクト
１２…容積室
１３…ボディ（第１部品）
１４…カバー（第２部品）
３１…突起部
３４…第１筒状嵌合部
３５…第２筒状嵌合部
３６…大径部
３７…小径部
３８…段差面
４１…先端面
４２…凹部

Claims (4)

1. 合成樹脂製のダクトと、
   開口縁部で互いに嵌合することによって、上記ダクトの周囲に容積室を形成する合成樹脂製の第１部品及び第２部品と、
   を有する合成樹脂製部品の組付構造において、
   上記第１部品に、上記ダクトの先端が嵌合する第１筒状嵌合部が設けられるとともに、
   上記第２部品に、挿入方向先端側の大径部で上記第１筒状嵌合部の外周面に嵌合するとともに、根本側の小径部に上記ダクトが嵌合する第２筒状嵌合部が設けられ、
   上記第１，第２部品とダクトとを組み付けた状態で、上記第２筒状嵌合部における大径部と小径部との間の段差面と、この段差面に対向する上記第１筒状嵌合部の先端面と、の間に、上記ダクトの外周に設けられた突起部が嵌合する凹部が設けられることを特徴とする合成樹脂製部品の組付構造。
2. 互いに面接触する上記ダクトの外周面と第１筒状嵌合部の内周面とが、上記ダクトの挿入方向へ向かうに従って縮径するテーパ面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製部品の組付構造。
3. 上記第１筒状嵌合部と第２筒状嵌合部とが上記容積室の内壁面の一部を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成樹脂製部品の組付構造。
4. 上記合成樹脂製部品が内燃機関の吸気系部品であり、上記ダクトが吸気ダクトであり、上記容積室がレゾネータの共鳴室であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成樹脂製部品の組付構造。

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