JP2011148293A - 中空体の製造方法、中空体、流量測定装置の製造方法および流量測定装置 - Google Patents
中空体の製造方法、中空体、流量測定装置の製造方法および流量測定装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】空気流量計のモジュールハウジング(中空成形体)を構成する一対の半中空成形体1、2を1次成形した後に実施される2次成形工程時に、一対の半中空成形体1、2の各第1、第2外側隔壁11、12を2次成形樹脂(第1、第2シール部材3、4)で融着固定し、且つ各中央隔壁13の角筒壁18を2次成形樹脂(結合部材5のフランジ)で両側から挟み込むことで、一対の半中空成形体1、2の接合部を接合する。これにより、一対の半中空成形体1、2の接合部の接合強度を向上するので、2次成形工程時に溶融樹脂を射出充填するときの射出圧力または樹脂圧力を大きくする必要がない。したがって、2次成形樹脂がバイパス流路側に漏れ出難くなるので、バイパス流路21、22を流れる空気が乱れない。この結果、空気流量の測定誤差が小さくなる。
【選択図】図3
Description
従来より、自動車に搭載された内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気の流量を測定する発熱抵抗式の空気流量計(熱式のエアフロメータ)を備えた空気流量測定装置が公知である(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1に記載(従来例1)の空気流量計は、内燃機関の吸気通路を形成する吸気ダクトの内部に流量センサモジュール(以下モジュールと呼ぶ)が位置するように、吸気ダクトの外壁面にモジュールの一部が固定されている。
このモジュールは、図12に示したように、吸気ダクトに形成される吸気通路に対するU字状のバイパス流路101および電子回路102を内蔵している。発熱抵抗体および感温抵抗体103は、バイパス流路101に配置され、導電性支持体104、105に溶接等により固定されている。また、モジュールは、脱落防止突起111を備えたベース112、カバー113、ハウジング114で構成されており、それぞれ接着剤を介して接合されている。
また、ハウジング121は、プラスチック製で、電子回路基板127等がインサート成形されている。また、電子回路基板127は、金属ベース部材(図示せず)に接着固定され、ハウジング121により保護されるように、電子回路基板全周に亘ってハウジング121で囲われている。また、金属ベース部材は、ハウジング121に接着固定によりハウジング121と一体化されている。
この特許文献3に記載(従来例3)の技術は、図14に示したように、1次成形で一対の半中空体130、140をその外周縁部にのみ接合部131、141を有するように成形し、その接合部131、141を2次成形樹脂で接合して中空体製品を成形する方法において、1次成形で一対の半中空体130、140の接合部131、141に、接合端部側に開口した充填溝132、142と、一対の半中空体130、140の外部から充填溝132、142に連通した複数の連通孔133、143とを形成する。そして、2次成形で、一方の半中空体130の接合部131を第1ホルダ150で保持し、他方の半中空体140の接合部141を第2ホルダ160で保持し、接合部131、141の端部を互いに当接させた状態に保つ。
ところが、従来例1及び2に記載の空気流量計においては、バイパス流路101、125に接着剤がはみ出す可能性がある。これにより、バイパス流路101、125を流れる空気の流れが乱れ、空気流量の測定誤差を発生させるという問題がある。
また、従来例3の技術によれば、一対の半中空体130、140はその外周縁部にのみ設けられる接合部131、141が突き合わされ、そして突き合わされた部分に溶融樹脂を射出することにより、一対の半中空体130、140を接合しているので、得られた中空体製品の接合部131、141の接合強度が低いという問題がある。これにより、接合部131、141の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部131、141間に段差が発生してしまったりする等の不具合が発生するという問題がある。
そして、内部に中空部が形成された中空体を得る製造工程は、一対の半中空体を接合部(外側隔壁と中央隔壁を含む)を有するように1次成形材料により成形する1次成形工程と、接合部の接合端面を互いに突き当てた状態で、2次成形材料で外側隔壁を融着固定し、且つ中央隔壁を挟み込むように、2次成形用の成形型内に2次成形材料となる溶融材料を射出充填して接合部を接合する2次成形工程とを備えている。
また、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上できるので、2次成形時に溶融材料を射出充填するときの射出圧力または樹脂圧力を大きくする必要がない。これにより、2次成形材料となる溶融材料が中空部側に漏れ出る不具合を抑制できる。
また、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上できるので、一対の半中空体の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
ここで、1次成形工程で、1次成形用の成形型内に溶融状態で射出充填される1次成形樹脂(溶融樹脂)を用いて、一対の半中空体を接合部(外側隔壁と中央隔壁を含む)を有するように1次成形しても良い。
請求項3に記載の発明によれば、一対の半中空体は、中央隔壁を(その肉厚方向に)貫通する貫通孔をそれぞれ有している。この貫通孔は、中央隔壁の接合端面で開口し、且つ中央隔壁の接合端面側に対して逆側の開口端面で開口している。
これによって、2次成形時に溶融材料を射出充填するときの射出圧力または樹脂圧力を大きくする必要がない。これにより、2次成形材料となる溶融材料が、中央隔壁の接合端面間を通って中空部側に漏れ出る不具合を抑制できるので、中空部を流れる空気流の流速が低下したり、空気が乱れたりすることはない。したがって、空気流量の測定誤差が小さくなるので、空気流量の測定精度を向上させることができる。
また、中央隔壁の接合端面の接合強度を向上できるので、一対の半中空体の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
この場合、筒壁の開口端面が、中央隔壁の開口端面よりも中央隔壁の接合端面側に凹んでいるため、成形空間内に射出充填される2次成形材料(フランジ)が、中央隔壁の開口端面、つまり一対の半中空体の外側面よりも外部に向けて突出してしまう不具合を抑制することができる。
ここで、中空体を、例えば内部に流量センサが設置される中空状のハウジング(流量測定装置のハウジング)として使用するために、中空体を内燃機関の吸気管(ダクト)に設置した場合、中空体の外側を通って内燃機関に向かう空気が出っ張り部分(従来例3の接合部131、141)で乱されることはなく、例えばスロットルバルブの全開時の空気流量が内燃機関の要求通りの流量となるので、内燃機関の性能の低下を抑えることがきできる。
これによって、2次成形時に溶融材料を射出充填するときの射出圧力または樹脂圧力を大きくする必要がない。これにより、2次成形材料となる溶融材料が、筒壁の接合端面間を通って中空部側に漏れ出る不具合を抑制できる。また、筒壁の接合端面の接合強度を向上できるので、一対の半中空体の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
請求項8に記載の発明によれば、一対の半中空体は、外側隔壁の接合端面で開口し、互いに連通する充填溝をそれぞれ有している。そして、2次成形工程で、2次成形材料を充填溝内に充填して外側隔壁を融着固定する。
請求項9に記載の発明によれば、外側隔壁は、充填溝の溝壁面から外側隔壁の接合端面側に向けて突出する突起を有している。この場合、2次成形工程で、突起の融点よりも高温となるように溶融材料を加熱して、その溶融材料を充填溝内に射出充填することで、突起が溶融材料の熱で溶融消失する。これにより、一対の半中空体の各外側隔壁の接合端面は、強固に融着固定される。
これによって、外側隔壁の接合端面間に形成される隙間を気密的にシールするシール性を向上できるので、2次成形材料となる溶融材料が、外側隔壁の接合端面間を通って中空部側に漏れ出る不具合を抑制できる。
また、外側隔壁の接合端面の接合強度を向上できるので、一対の半中空体の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
請求項11に記載の発明によれば、中央隔壁の接合端面に、凹凸形状または屈曲した形状を有する迷路構造の隙間を形成することにより、中央隔壁の接合端面間に形成される隙間を中空部を流通する空気が通り抜け難くなる。これにより、中央隔壁の接合端面間に形成される隙間を気密的にシールするシール性を向上することができる。
請求項15に記載の発明によれば、一対の半割り筒状のノズルの接合端面に、2次成形材料となる溶融材料が射出充填される2次流路を形成している。
これによって、一対の半割り筒状のノズルの接合端面まで2次流路を設けることができるので、一対の半割り筒状のノズルの接合端面が強固に融着固定される。これにより、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上することができる。
請求項16に記載の発明によれば、一対の半中空体は、一対の半割り筒状のノズルの接合端面で開口し、互いに連通する充填溝をそれぞれ有している。そして、2次成形工程で、2次成形材料を充填溝内に充填して一対の半割り筒状のノズルを融着固定する。
これによって、一対の半割り筒状のノズルの接合端面まで充填溝を設けることができるので、一対の半割り筒状のノズルの接合端面が強固に融着固定される。これにより、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上することができる。
請求項18に記載の発明によれば、請求項17に記載の中空体を備えた流量測定装置を製造することを特徴とする。
請求項19に記載の発明によれば、請求項17に記載の中空体(中空構造体、中空状のハウジング)を備えた流量測定装置において、中空体の内部に設置された流量センサを備えている。
請求項20に記載の発明によれば、中空部とは、内燃機関の吸気通路を流れる空気の一部が流入するバイパス流路のことである。そして、流量センサは、バイパス流路を流れる空気の流量を測定する流量測定素子を有している。
これによって、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上できるので、2次成形時に溶融材料を射出充填するときの射出圧力または樹脂圧力を大きくする必要がない。これにより、2次成形材料となる溶融材料が中空部(バイパス流路)側に漏れ出る不具合を抑制できるので、中空部(バイパス流路)を流れる空気流の流速が低下したり、空気が乱れたりすることはない。したがって、空気流量の測定誤差が小さくなるので、空気流量の測定精度を向上させることができる。
本発明は、中空体を製造する製造時間を短縮して生産性を向上すると共に、製造コストを削減するという目的、また、一対の半中空体の接合部の接合強度を向上するという目的、さらに、2次成形材料となる溶融材料が中空部(バイパス流路)側に漏れ出る等の不具合の発生を抑制するという目的、また、一対の半中空体の接合部が変形する等の不具合の発生を抑制するという目的を、2次成形工程において、2次成形材料で外側隔壁を融着固定し、且つ中央隔壁を挟み込むように、2次成形用の成形型内に2次成形材料となる溶融材料を射出充填して接合部を接合することで実現した。
図1ないし図9は本発明の実施例1を示したもので、図1はエンジン制御システムを示した図で、図2は空気流量計(AFM)を示した図で、図3は中空状のモジュールハウジングを構成する中空成形体を示した図である。
AFMは、エンジンEの吸気ダクトの所定の位置に形成された取付孔にプラグイン方式によって着脱自在に取り付けられている。このAFMは、中空状のモジュールハウジングを構成する中空成形体(一対の半中空成形体1、2、第1、第2シール部材3、4および結合部材5等)と、この中空成形体の内部に設置される熱式流量センサ6と、中空成形体の取付フランジ7に一体的に設けられて、回路モジュールとしてのコントローラを収容するコントローラ収容空間を形成するコントローラケース8とを備えている。
熱式流量センサ6は、シリコンからなる平板状の基板を有しており、基板の表面には所定のパターンで発熱抵抗体および空気温度検出抵抗体が薄膜形成されている。
コントローラは、発熱抵抗体への供給電流量を制御する制御回路、および発熱抵抗体の電気抵抗値(または発熱抵抗体に印加される電圧値)を増幅してECUへ出力する出力回路を有している。
また、中空成形体の内部(一対の半中空成形体1、2の内壁面間)には、エンジンEの吸気通路を形成する吸気ダクト19を流れる吸入空気の一部が流入するバイパス流路(中空部)21、22が形成されている。
なお、AFMの詳細は後述する。
ここで、エンジンEは、エアクリーナで濾過された清浄な外気(吸入空気)と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーによりエンジン出力を発生するものである。このエンジンEは、複数の気筒を有する水冷式の多気筒ガソリンエンジンで、吸気行程、圧縮行程、膨張(燃焼)行程、排気行程の4つの行程(ストローク)を周期(サイクル)として繰り返す4サイクルエンジンが採用されている。
また、エンジンEは、各気筒毎の燃焼室内に吸入空気を導入するための吸気ダクト19と、エンジンEの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを外部に排出するための排気ダクト20とを備えている。
また、エンジンEの排気ポートの下流端部は、エキゾーストマニホールド(排気分岐管)およびエキゾーストパイプを介して、マフラに接続している。これらのエキゾーストマニホールド、エキゾーストパイプおよびマフラ等により排気ダクト20が構成されている。
この電子スロットル装置は、エンジンEの吸気ダクト19の途中に設置されたスロットルボディ、吸気ダクト19を流れる空気流量を可変するバタフライ型のスロットルバルブ24、およびこのスロットルバルブ24を閉弁作動方向(または開弁作動方向)に付勢するリターンスプリング(またはデフォルトスプリング)等によって構成されている。
また、スロットルボディには、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ26が搭載されている。
シリンダヘッドの一方側に形成される複数の吸気ポートは、吸気バルブ27によって開閉される。また、シリンダヘッドの他方側に形成される複数の排気ポートは、排気バルブ28によって開閉される。
そして、シリンダブロックの内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストン32が、それぞれその摺動方向に摺動自在に支持されている。
この点火装置は、混合気に点火するための高電圧を発生させるイグニッションコイル(図示せず)、およびこのイグニッションコイルで発生した高電圧の電流により火花を飛ばして混合気に点火する複数のスパークプラグ33等によって構成されている。
なお、複数のスパークプラグ33は、エンジンEの各気筒毎に対応してシリンダヘッドに搭載されている。
エンジンEの排気ダクト20は、エンジンEの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気通路35が形成された排気管である。
本実施例では、排気浄化装置として、例えば排気ガス中のCO、HC、NOx等を浄化する三元触媒等の触媒36、37が採用されている。
また、排気ダクト20には、エンジンEの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの状態(空燃比や酸素濃度等)を検出する排気ガスセンサ(空燃比センサ38、酸素センサ39)が搭載されている。
ここで、燃料タンク41内の燃料は、燃料ポンプ43により燃料供給配管を経由してデリバリパイプ45へ供給される。このときの燃料圧力は、燃料タンク41内のプレッシャレギュレータ47により所定の燃料圧力に調圧される。
この蒸発燃料処理装置は、燃料タンク41とキャニスタ48とが流体導入配管を介して連通し、キャニスタ48と吸気ダクト19とが流体導入配管(パージライン)を介して連通している。
流体導入配管(パージライン)には、蒸発燃料をキャニスタ48から吸気ダクト19内に導入するパージ流量を制御するパージデューティVSV(バキューム・スイッチング・バルブ)49が設置されている。このパージデューティVSV49は、ECUによって通電制御されるように構成されている。
AFMは、上述したように、吸気ダクト19の取付孔にプラグイン方式によって着脱自在に取り付けられている。このAFMは、中空成形体、熱式流量センサ6およびコントローラケース8等を有している。
このバイパス流路21は、吸気ダクト19の中心軸線近傍に設けられて、吸気通路34を流れる空気流方向(吸気通路34を流れる吸入空気の平均的な流れの軸線方向)に対して平行な方向に真っ直ぐに延びる直線状流路である。
バイパス流路21の上流端には、吸気ダクト19の吸気通路34から吸入空気が流入する空気流入口51が設けられている。また、バイパス流路21の下流端には、吸気ダクト19の吸気通路34へ吸入空気が流出する空気流出口52が設けられている。この空気流出口52には、空気流方向の下流側に向かう程、流路断面積が減少するテーパ形状の絞り部57が設けられている。
このバイパス流路22は、バイパス流路21の空気流出口52よりも空気流方向の上流側で分岐し、この分岐部53から、バイパス流路21の中心軸線方向に対して傾斜した傾斜部(傾斜流路)→空気流方向を直角に曲げる屈曲部→図示左右方向(水平方向)に延びる直線部(水平方向流路)→空気流方向を直角に曲げる屈曲部→図示上下方向(高さ方向)に延びる直線部(上下方向流路)→この直線部の中心軸線方向に対して傾斜した傾斜部(傾斜流路)を経由して、一対の半中空成形体1、2の側壁面で開口した空気流出口54等まで屈曲しながら設けられている。
また、中空成形体は、各半中空成形体1、2の空気出口部(バイパス流路21の吹出ノズル)で空気流出口52が開口している。この空気流出口52は、吸気通路34の下流側(スロットルボディ側)に向けて開口している。
また、中空成形体は、各半中空成形体1、2の空気出口部(バイパス流路22の吹出ノズル)で空気流出口54が開口している。この空気流出口54は、吸気通路34の下流側(スロットルボディ側)に向けて開口している。
これにより、中空成形体のフードカバー55、56の周りを流れる空気は、淀みなくスムーズに流れるため、吸気通路34を流れる吸入空気の主流の吸気抵抗(圧力損失)の増大を抑制することができる。
なお、一対の半中空成形体1、2の詳細は後述する。
なお、センサチップには、基板を裏面からエッチングすることにより形成されるメンブレン(薄膜部)が設けられている。
発熱抵抗体は、バイパス流路22を流れる空気流量を測定するための流量測定素子であって、例えば白金(Pt)、ポリシリコン(Poly−Si)や単結晶シリコン等を真空蒸着やスパッタリングによってセンサチップのメンブレン上に所定のパターンで薄膜形成される。
発熱抵抗体の配線部および電極パッドとコントローラに内蔵される制御回路とを電気的に接続するターミナル、並びに空気温度検出抵抗体および電極パッドと制御回路とを電気的に接続するターミナルは、絶縁性樹脂により形成された角筒袋状の保護ケース62の開口部から図示上方に突出している。また、発熱抵抗体および空気温度検出抵抗体と各ターミナルとの接続部は、ポッティング樹脂内にモールド成形されている。
コントローラケース8は、取付フランジ7の図示上部に一体的に形成されている。このコントローラケース8は、上述したコントローラと外部のECUとを電気的に接続する複数のターミナルを保持するコネクタハウジング63等を有している。
また、ECUは、AFMのコントローラの出力回路より出力される電気信号(AFM出力信号)を含む、スロットル開度センサ26、ノックセンサ29、冷却水温センサ30、クランク角度センサ31、排気ガスセンサ(空燃比センサ38、酸素センサ39)、サーミスタ等の各種センサからセンサ出力信号が、A/D変換器によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。このマイクロコンピュータでは、AFMより出力される電気信号(例えば空気流量電圧信号等のAFM出力信号)に基づいて、各種エンジン制御(例えば燃料噴射制御、空燃比制御やEGRV開度制御等)に使用する空気流量や流速を計測(算出)する。
また、ECUは、上記の各種センサからセンサ出力信号に基づいて、スロットルバルブ24のシャフトを駆動する電動モータを含む電動アクチュエータ25、燃料ポンプ43の電動モータ、パージデューティVSV49の電磁アクチュエータを制御する。
半中空成形体1は、図3ないし図6に示したように、半中空成形体2の接合端面に突き当てられる接合端面側に、バイパス流路21となるI字状のバイパス流路溝(以下流路溝と略す)、およびバイパス流路22となるU字状のバイパス流路溝(以下流路溝と略す)を有している。
そして、半中空成形体1の第1、第2充填溝15、16と半中空成形体2の第1、第2充填溝15、16とで囲まれた空間は、2次成形工程時に2次成形樹脂が射出充填される2字流路を構成する。
そして、半中空成形体1の第2充填溝16と半中空成形体2の第2充填溝16とで囲まれた空間は、2次成形工程時に2次成形樹脂が射出充填される2字流路を構成する。
貫通孔17は、中央隔壁13および角筒壁18の接合端面で開口し、且つ角筒壁18の接合端面側に対して逆側の開口端面で開口している。なお、角筒壁18の開口端面は、図7ないし図9に示したように、中央隔壁13の開口端面よりも中央隔壁13の接合端面側に凹んだ位置に形成されている。つまり角筒壁18の開口端面は、中央隔壁13の接合端面よりも所定の窪み量分だけ凹むように形成されている。
中間連結部80の軸線方向の一端部は、中央隔壁13の角筒壁18の開口端面より突き出ており、後述する一方側のフランジ成形空間(第1フランジ成形空間)内に充填される三角形状のフランジ81となっている。このフランジ81は、貫通孔17よりも径大の鍔部、つまり貫通孔17よりも径方向の寸法が大きい鍔部であって、角筒壁18の開口端面に密着する。
ここで、2次成形工程時に、2次成形用の成形型内に2次成形樹脂である溶融樹脂を射出充填して一対の半中空成形体1、2の接合部を接合する際、結合部材5のフランジ81、82によって中央隔壁13の角筒壁18の開口端面が挟み込まれる。これにより、中央隔壁13を有する一対の半中空成形体1、2が強固に接合一体化される。
次に、本実施例のAFMの中空状のモジュールハウジングを構成する中空成形体の製造方法を図1ないし図9に基づいて簡単に説明する。ここで、図7ないし図9は中空成形体の製造工程を示した図である。
また、本実施例のAFMは、1次成形用の射出成形型内に加熱されて溶融状態で射出充填される1次成形樹脂となる溶融樹脂を射出充填して、一対の半中空成形体1、2を1次成形する1次成形工程と、2次成形用の射出成形型内に加熱されて溶融状態で射出充填される2次成形樹脂となる溶融樹脂を射出充填して、一対の半中空成形体1、2の接合部を2次成形する2次成形工程とを実施することで得られる。
ここで、半中空成形体1の1次成形工程では、バイパス流路21、22としての流路溝および接合部を有するように射出成形(1次成形)される。
ここで、半中空成形体2の1次成形工程では、バイパス流路21、22としての流路溝および接合部を有するように射出成形(1次成形)される。
なお、1台の1次成形用の射出成形型に2つの第1、第2キャビティを設けて、一対の半中空成形体1、2を同時に1次成形しても良い。
また、2次成形用の射出成形型(固定型および可動型)は、複数の金型91、92を有している。これらの金型91、92には、AFMの中空状のモジュールハウジングを構成する中空成形体の製品形状に対応した形状のキャビティ(フランジ成形空間93、94を有する成形空間)が形成されている。
複数の金型91、92のうちの少なくとも1つの金型には、2次成形用の射出成形型の外部とキャビティ(フランジ成形空間93、94)とを連通する樹脂供給流路およびゲートが設けられている。
そして、樹脂供給流路、ゲートまたは第1、第2ゲートには、2次成形用の射出成形型の外部に配置された射出装置の射出ノズルから溶融樹脂が射出される。また、2次成形用の射出成形型には、エジェクタピンを有するエジェクタ機構が装着されている。
ここで、一対の半中空成形体1、2を接合端面を突き合わせた状態で保持(セット)する際に、半中空成形体1の第2外側隔壁12の嵌合凸部73と半中空成形体2の第2外側隔壁12の嵌合凹部74とを嵌合させ、半中空成形体1の中央隔壁13の嵌合凸部75と半中空成形体2の中央隔壁13の嵌合凹部76とを嵌合させると、半中空成形体1の接合端面と半中空成形体2の接合端面との位置決めを簡単に行うことができる。これにより、半中空成形体1の第1、第2充填溝15、16と半中空成形体2の第1、第2充填溝15、16とが互いに連通する位置、および半中空成形体1の貫通孔17と半中空成形体2の貫通孔17とが互いに連通する位置で、一対の半中空成形体1、2の接合端面が突き当てられる。また、バイパス流路21、22の位置ズレを抑制することができる。
すなわち、射出ノズルから樹脂供給流路を経由して2次成形用の射出成形型(複数の金型91、92等)の中に溶融樹脂を射出注入し、第1、第2充填溝15、16の内部空間内およびキャビティ(フランジ成形空間93、94および貫通孔17の内部空間)内に溶融樹脂を充填する(充填工程)。
すなわち、第1、第2充填溝15、16の内部空間内およびキャビティ(フランジ成形空間93、94および貫通孔17の内部空間)内の溶融樹脂を保圧する保圧工程では、第1、第2充填溝15、16の内部空間内およびキャビティ(フランジ成形空間93、94および貫通孔17の内部空間)内の溶融樹脂への加圧を続けると同時に、キャビティの周りに設けられる冷却水路(図示せず)内に冷却水が導入されており、この冷却水による冷却に伴う収縮分の溶融樹脂が射出ノズルから第1、第2充填溝15、16の内部空間内およびキャビティ(フランジ成形空間93、94および貫通孔17の内部空間)内に補充される。
次に、保圧工程を含む冷却工程の終了後に、射出成形型を開く(型開き工程)。
この型開き工程の完了後に、2次成形用の射出成形型に付帯のエジェクタ機構を動作させて、2次成形用の射出成形型の複数の金型91、92の中から中空成形体(射出成形品)を取り出す(取り出し工程)。
これにより、第1充填溝15の接合端面間に形成される隙間が第1シール部材3によりシールされるため、中空成形体の外部(吸気通路34)と中空成形体の内部(バイパス流路21)との間が気密的に区画される。また、第2充填溝16の接合端面間に形成される隙間が第2シール部材4によりシールされるため、中空成形体の外部(吸気通路34)および中空成形体の内部(バイパス流路21)と中空成形体の内部(バイパス流路22)との間が気密的に区画される。
また、各第1、第2外側隔壁11、12の接合端面の接合強度を向上できるので、一対の半中空成形体1、2の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
以上のように、1次成形工程の後に2次成形工程を実施することにより、中空成形体の接合部が接合一体化される。
次に、本実施例のAFM(熱式エアフロメータ)を備えたエンジン制御システムの作用を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
このとき、開弁している吸気ポートに連通する吸気通路34に吸入空気の流れが発生する。そして、吸気通路34に吸入空気の流れが発生すると、エアクリーナのフィルタエレメント23で濾過された清浄な吸入空気の一部が、AFMにおける中空成形体のバイパス流路21に流入する。
そして、バイパス流路22内に設置された熱式流量センサ6のセンシング部61では、バイパス流路22を流れる吸入空気流(バイパス流)の流速が大きくなると、発熱抵抗体の放熱量が増大するので、空気温度検出抵抗体で測定される吸気温度との温度偏差(ΔT)を一定値に保つため、コントローラの制御回路から発熱抵抗体に供給する供給電流量が大きくなる。
この発熱抵抗体への供給電流量に応じて電気信号(AFM出力信号)が、コントローラの出力回路から外部のECUへ出力され、ECUに内蔵されたマイクロコンピュータによって、エンジンEの各気筒の燃焼室内に導入される空気流量が測定(演算)される。そして、マイクロコンピュータは、AFMで計測した空気流量とエンジン回転速度とから基本噴射時間を演算し、これにスロットル開度センサ26、冷却水温センサ30、吸気温センサ(サーミスタ)等の各種センサからのセンサ出力信号の補正を加えて、総噴射時間(燃料噴射量)を演算する。そして、マイクロコンピュータは、燃料噴射量に応じてインジェクタ46の通電時間および噴射タイミングを制御する。
以上のように、本実施例のAFMのモジュールハウジングとして使用される中空成形体は、先ず1次成形工程時に、1次成形用の射出成形型内に溶融状態で射出充填される1次成形樹脂(1次成形材料)によって、接合部(第1、第2外側隔壁11、12、中央隔壁13等)を有する一対の半中空成形体1、2が1次成形(製造)される。なお、一対の半中空成形体1、2は、1台の1次成形用の射出成形型で同時に1次成形(射出成形)しても構わないし、2台以上の1次成形用の射出成形型で別々に1次成形(射出成形)しても構わない。
以上のような2次成形工程を実施することにより、一対の半中空成形体1、2の接合部の接合端面が接合されて、一対の半中空成形体1、2が一体結合される。
また、一対の半中空成形体1、2の各第1、第2外側隔壁11、12を2次成形樹脂(第1、第2シール部材3、4)で融着固定し、且つ一対の半中空成形体1、2の各中央隔壁13の角筒壁18を2次成形樹脂(結合部材5のフランジ81、82)で両側から挟み込むことで、一対の半中空成形体1、2の接合部を接合している。これにより、一対の半中空体130、140の外周縁部のみを2次成形樹脂により接合する従来の技術(従来例3)と比べて、一対の半中空成形体1、2の接合部の接合強度を向上することができる。
また、一対の半中空成形体1、2の接合部の接合強度を向上できるので、一対の半中空成形体1、2の接合部が変形する等の不具合(接合部の接合端面間に隙間が形成されてしまったり、接合部間に段差が発生してしまったりする等の不具合)の発生を抑制することができる。
これによって、一対の半中空成形体1、2の各第2外側隔壁12および中央隔壁13の接合端面間に、凹凸形状を有する迷路構造の隙間が形成される。これにより、各第2外側隔壁12および中央隔壁13の接合端面間に形成される隙間をバイパス流路21、22を流通する空気が通り抜け難くなる。したがって、各第2外側隔壁12および中央隔壁13の接合端面間に形成される隙間を気密的にシールするシール性を向上することができる。
また、一対の半中空成形体1、2の接合部の接合端面間の位置ズレを抑制することができるので、2次成形用の射出成形型内に溶融状態で射出充填される2次成形樹脂(溶融樹脂)がバイパス流路側に漏れ出難くなるので、バイパス流路21、22を流れる空気流の流速が低下したり、空気が乱れたりすることはない。したがって、空気流量の測定誤差が小さくなるので、AFMの測定精度(空気流量の測定精度)を向上させることができる。
したがって、一対の空気導入ノズル64の接合端面が溶着されず、一対の空気導入ノズル64間の接合強度が弱くなるという課題がある。仮に各空気導入ノズル64の上流端近傍まで第1、第2充填溝15、16を配置したとしても、2次成形時の成形圧力によって、2次成形用の射出成形型内に溶融状態で射出充填される2次成形樹脂がバイパス流路側に漏れ出す恐れがある。
なお、平面部66とは、バイパス流路21を流れる空気の流れ方向に対して平行な平面形状の外壁面のことである。
そして、一対の半中空成形体1、2の第2充填溝16は、コの字状部77、およびこのコの字状部77のバイパス流路21側端部から空気流入口51側に向かって延長された延長部78を有している。延長部78は、コの字状部77のバイパス流路21側端部から平面部66近傍の空気導入ノズル64の先端面近くまで延長されている。一対の半中空成形体1、2の各延長部78は、空気導入ノズル64の接合端面で開口し、互いに連通している。
そして、半中空成形体1の第1、第2充填溝15、16と半中空成形体2の第1、第2充填溝15、16とで囲まれた空間は、2次成形工程時に2次成形樹脂が射出充填される2次流路を構成する。
また、一対の空気導入ノズル64の接合部の接合強度を実施例1と比べて向上できるので、空気導入ノズル64の接合端面に剥離やめくれが発生することはない。これにより、中空成形体の品質を向上でき、且つ美的外観も優れるようになるので、不良率が減少する。したがって、AFMの生産性を向上することができる。
本実施例では、内部に中空部が形成された中空体の製造方法を、内部に中空部(バイパス流路21、22)が形成された合成樹脂製中空体(AFMのモジュールハウジング)の製造方法に適用しているが、内部に中空部が形成された中空体の製造方法を、内部に中空部(吸気通路)が形成された合成樹脂製中空体(吸気ダクトやその他のセンサハウジング)の製造方法に適用しても良い。
なお、温度センサ抵抗体をヒータ抵抗体の熱の影響を受けず、周囲の空気の温度を検出する場所に配置しているが、温度センサ抵抗体をヒータ抵抗体の熱により発生する温度分布を検出できるようにヒータ抵抗体の下流側または上下流両側に位置するようにセンサチップのメンブレン上に形成しても良い。
本実施例では、1次成形工程で、一対の半中空成形体1、2を互いに異なる形状(面対称形状)となるようにそれぞれ一体的に形成しているが、1次成形工程で、一対の半中空成形体1、2を同一形状となるようにそれぞれ一体的に形成しても良い。
また、一対の半中空成形体1、2に、バイパス流路21からバイパス流路22へ流入する空気流を整流する一対の整流壁(整流部)を設けても良い。これらの整流壁をバイパス流路22の傾斜流路に設けても良い。この場合、バイパス流路22の各流路溝底面から整流壁の接合端面側に向かって突出するように設けても良い。
2 半中空成形体(他方側の半中空体、1次成形材料、1次成形樹脂)
3 第1シール部材(2次成形材料、2次成形樹脂)
4 第2シール部材(2次成形材料、2次成形樹脂)
5 結合部材(2次成形材料、2次成形樹脂)
6 熱式流量センサ
11 第1外側隔壁(一方側の外側隔壁、他方側の外側隔壁)
12 第2外側隔壁(一方側の外側隔壁、他方側の外側隔壁)
13 中央隔壁(一方側の中央隔壁、他方側の中央隔壁)
15 第1充填溝(2次流路)
16 第2充填溝(2次流路)
17 貫通孔
18 角筒壁
19 吸気ダクト
21 I字状のバイパス流路(中空部)
22 U字状のバイパス流路(中空部)
34 吸気通路
64 空気導入ノズル(半割り筒状のノズル)
66 空気導入ノズルの平面部(外壁面)
71 第1突起
72 第2突起
73 嵌合凸部
74 嵌合凹部
75 嵌合凸部
76 嵌合凹部
78 延長部(充填溝)
93 フランジ成形空間
94 フランジ成形空間
Claims (20)
- 1次成形材料により成形された一対の半中空体の接合部を2次成形材料で接合することで、内部に中空部が形成された中空体を製造する中空体の製造方法において、
前記一対の半中空体の接合部は、前記中空部よりも外部側に設置される外側隔壁、および前記中空部よりも内部側に設置される中央隔壁をそれぞれ有し、
前記中空体を製造する製造工程は、
前記一対の半中空体を前記接合部を有するように前記1次成形材料により成形する1次成形工程と、
前記接合部の接合端面を互いに突き当てた状態で、前記2次成形材料で前記外側隔壁を融着固定し、且つ前記中央隔壁を挟み込むように、2次成形用の成形型内に前記2次成形材料となる溶融材料を射出充填して前記接合部を接合する2次成形工程と
を備えたことを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1に記載の中空体の製造方法において、
前記2次成形材料とは、前記2次成形用の成形型内に溶融状態で射出充填される2次成形樹脂のことであることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の中空体の製造方法において、
前記一対の半中空体は、前記中央隔壁を貫通する貫通孔をそれぞれ有し、
前記貫通孔は、前記中央隔壁の接合端面で開口し、且つ前記中央隔壁の接合端面側に対して逆側の開口端面で開口していることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項3に記載の中空体の製造方法において、
前記2次成形用の成形型は、前記中央隔壁の開口端面との間に、前記貫通孔よりも径大の成形空間を形成する成形面を有していることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、
前記中央隔壁は、前記貫通孔の周囲を取り囲むように筒壁を有し、
前記筒壁の開口端面は、前記中央隔壁の開口端面よりも前記中央隔壁の接合端面側に凹んだ位置に形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項5に記載の中空体の製造方法において、
前記2次成形用の成形型は、前記筒壁の開口端面との間に、前記貫通孔よりも径大の成形空間を形成する成形面を有していることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、
前記一対の半中空体の接合部には、前記2次成形材料となる溶融材料が射出充填される2次流路が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、
前記一対の半中空体は、前記外側隔壁の接合端面で開口し、互いに連通する充填溝をそれぞれ有し、
前記2次成形工程で、前記2次成形材料を前記充填溝内に充填して前記外側隔壁を融着固定することを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項8に記載の中空体の製造方法において、
前記外側隔壁は、前記充填溝の溝壁面から前記外側隔壁の接合端面側に向けて突出する突起を有していることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、
前記外側隔壁の接合端面には、凹凸形状または屈曲した形状を有する迷路構造の隙間が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、 前記中央隔壁の接合端面には、凹凸形状または屈曲した形状を有する迷路構造の隙間が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。
- 請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、 前記外側隔壁は、前記一対の半中空体のうちの一方側の半中空体の接合部に形成される一方側の外側隔壁、および前記一対の半中空体のうちの他方側の半中空体の接合部に形成される他方側の外側隔壁を有し、
前記一方側の外側隔壁の接合端面には、嵌合凹部が形成されており、
前記他方側の外側隔壁の接合端面には、前記嵌合凹部に嵌まり込む嵌合凸部が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項12のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、 前記中央隔壁は、前記一対の半中空体のうちの一方側の半中空体の接合部に形成される一方側の中央隔壁、および前記一対の半中空体のうちの他方側の半中空体の接合部に形成される他方側の中央隔壁を有し、
前記一方側の中央隔壁の接合端面には、嵌合凹部が形成されており、
前記他方側の中央隔壁の接合端面には、前記嵌合凹部に嵌まり込む嵌合凸部が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項13のうちのいずれか1つに記載の中空体の製造方法において、 前記一対の半中空体は、前記中空部の入口部または出口部の周囲を取り囲む一対の半割り筒状のノズルをそれぞれ有し、
前記一対の半割り筒状のノズルは、平面形状の外壁面をそれぞれ有していることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項14に記載の中空体の製造方法において、
前記一対の半割り筒状のノズルの接合端面には、前記2次成形材料となる溶融材料が射出充填される2次流路が形成されていることを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項14または請求項15に記載の中空体の製造方法において、
前記一対の半中空体は、前記一対の半割り筒状のノズルの接合端面で開口し、互いに連通する充填溝をそれぞれ有し、
前記2次成形工程で、前記2次成形材料を前記充填溝内に充填して前記一対の半割り筒状のノズルを融着固定することを特徴とする中空体の製造方法。 - 請求項1ないし請求項16のうちのいずれか1つに記載の製造方法により製造されたことを特徴とする中空体。
- 請求項17に記載の中空体を備えた流量測定装置を製造することを特徴とする流量測定装置の製造方法。
- 請求項17に記載の中空体を備えた流量測定装置において、
前記中空体の内部に設置された流量センサを備えたことを特徴とする流量測定装置。 - 請求項19に記載の流量測定装置において、
前記中空部とは、内燃機関の吸気通路を流れる空気の一部が流入するバイパス流路のことであって、
前記流量センサは、前記バイパス流路を流れる空気の流量を測定する流量測定素子を有していることを特徴とする流量測定装置。
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