JP2014084987A - 仕切部材の取付構造 - Google Patents

仕切部材の取付構造 Download PDF

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Abstract

【課題】溶着面に作用する応力を低減する。
【解決手段】整流部材１０の整流板１１は、アッパ部材２とロア部材３に挟持され、振動溶着によりアッパ部材２とロア部材３とを溶着する際に、アッパ部材２に対して振動溶着により溶着されている。そして、整流板１１とロア部材３との間には、溶着面４に対して直交する凹凸係合面に沿って整流板１１とロア部材３とが互いに係合する凹凸係合部１５が形成されている。これによって、整流板１１が変形しようとした際に、凹凸係合面に沿って整流板１１とロア部材３とが面接触することになるため、整流板１１の変形を抑制することが可能となる。そのため、整流板１１の変形が抑制されることにより、整流板１１の変形に起因して溶着面４に作用する応力を相対的に低減することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ケーシングの内部空間に配置される仕切部材のケーシングに対する取付構造に関する。
例えば、特許文献１には、第１部材と第２部材とを溶着してなるケーシングの内部空間が仕切板で区画された構成が開示されている。この特許文献１においては、上記第１部材と上記第２部材とによって挟み込まれた仕切板が、上記第１部材と上記第２部材のうちの一方に対して溶着されている。
特開平１１−２８７１６３号公報
しかしながら、上記仕切板は、上記第１部材と上記第２部材に挟み込まれる外周端部が平板状に形成されているため、仕切板がケーシング内で上記第１部材側に凸となるように変形したり、あるいは上記第２部材側に凸となるように変形した場合、上記仕切板の外周端部もそれに伴い変形し易くなっている。つまり、上記ケーシング内で上記仕切板が変形すると、上記第１部材と上記第２部材とが互いに溶着している部分には、上記仕切板の外周端部の変形に伴う応力が作用する。そのため、上記仕切板の変形の影響により、上記第１部材と上記第２部材とが互いに溶着している部分に作用する応力が相対的に増加してしまう虞がある。
そこで、本発明は、第１部材と第２部材とを溶着してなるケーシングの内部空間に配置される仕切部材であって、上記第１部材と上記第２部材とに挟持されると共に、上記第１部材と上記第２部材との溶着面を含む平面上で上記第１部材に溶着される仕切部材の取付構造において、上記第１部材と上記第２部材とに挟持される上記仕切部材の挟持部と上記第２部材との間には、上記溶着面に対して直交する凹凸係合面に沿って上記仕切部材と上記第２部材とが互いに係合する凹凸係合部が形成されていることを特徴としている。
上記凹凸係合部及び上記凹凸係合面は、より具体的には、上記挟持部の長手方向に沿って形成されている。
そして、上記凹凸係合部は、より具体的には、上記仕切部材に設けた凸部と上記第２部材に設けた凹部とによって構成されている。また、上記凹凸係合部は、上記仕切部材に設けた凹部と、上記第２部材に設けた凸部とによって構成するようにしてもよい。
本発明によれば、仕切部材が変形しようとした際に、凹凸係合面に沿って仕切部材と第２部材とが面接触することになるため、仕切部材の変形を抑制することが可能となる。そのため、ケーシング内での仕切部材の変形が抑制されることにより、仕切部材の変形に起因して第１部材と第２部材との溶着面に作用する応力を相対的に低減することができる。
本発明が適用された吸気マニホールドの概略構成を示した説明図。 本発明が適用された吸気マニホールドの概略構成を示した説明図。 本発明の第１実施例における整流部材を正面側から見た斜視図。 本発明の第１実施例における整流部材を裏面側から見た斜視図。 本発明の第１実施例における整流部材の正面図。 本発明の第１実施例における吸気マニホールドのロア部材の平面図。 本発明の第１実施例における要部断面図。 本発明の比較例を示した説明図。 本発明の比較例を示した説明図。 本発明の第１実施例において整流板が変形した場合を模式的に示した説明図。 本発明の第１実施例において整流板が変形した場合を模式的に示した説明図。 本発明の第２実施例における整流部材を正面側から見た斜視図。 本発明の第２実施例における整流部材の正面図。 本発明の第２実施例における吸気マニホールドのロア部材の平面図。 本発明の第１実施例における要部断面図。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明が適用された合成樹脂製の吸気マニホールド１の概略を示す断面図である。
吸気マニホールド１（ケーシングに相当）は、４気筒の内燃機関（図示せず）に接続されるものであって、それぞれ個別に金型成形されたアッパ部材２（第１部材に相当）とロア部材３（第２部材に相当）とを振動溶着により溶着面４で互いに接合することで構成される。この吸気マニホールド１は、気筒列方向に沿って細長いコレクタ部５と、上記内燃機関の気筒数に応じた数の吸気経路６が形成されたブランチ部７と、を有してなり、コレクタ部５内にインタークーラ８が内蔵されている。
インタークーラ８は、コレクタ部５に開口形成されたインタークーラ挿入口９から挿入されている。インタークーラ挿入口９は、インタークーラ８に取り付けられた矩形板状の蓋部８ａによって閉塞される。インタークーラ８は、吸気マニホールド１の上流側に配置された過給機（図示せず）によって過給されて昇温した吸気を冷却するものである。
そして、コレクタ部５内のインタークーラ８上流側には、整流部材１０が配置されている。整流部材１０は、アッパ部材２とロア部材３に挟持され、振動溶着によりアッパ部材２とロア部材３とを溶着する際に、アッパ部材２に対して振動溶着により溶着される（詳細は後述）。
整流部材１０は、図２〜図５に示すように、インタークーラ８全体に効率よく吸気が導入されるように設けられた矩形板状の複数（本実施例では２つ）の整流板１１、１１（仕切部材に相当）と、これら整流板１１、１１を連結する矩形板状の複数（本実施例では３つ）の連結板１２、１２、１２と、を有している。
整流板１１には、その両端（図３〜図５の上下方向における両端）よりも内側に位置して、コレクタ部５の内壁面に対して離間するよう設定された隔壁１３が設けられている。また、整流板１１、１１は、その両端が全幅に亙ってアッパ部材２とロア部材３に挟持される挟持部１４となっている。
そして、挟持部１４とロア部材３との間には、挟持部１４の長手方向に沿って形成され、互いに係合する凹凸係合部１５が形成されている。凹凸係合部１５は、図６及び図７に示すように、挟持部１４の一方の面（組み付け時においてロア部材３側となる面）に形成された凸部１６と、ロア部材３の開口縁に形成された凹部１７とによって構成されている。
凸部１６は、略矩形の突起であり、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交する方向に突出するよう形成されている。凹部１７は、略矩形の凹みであり、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交する方向に凹むように形成されている。
詳述すると、凸部１６は、溶着面４に対して直交する内側面１６ａ及び外側面１６ｂを有している。これら内側面１６ａ及び外側面１６ｂは、挟持部１４の幅方向（長手方向）に沿って形成されている。内側面１６ａは、外側面１６ｂよりも整流板１１の内側に位置している。一方、凹部１７は、溶着面４に対して直交する内側面１７ａ及び外側面１７ｂを有している。これら内側面１７ａ及び外側面１７ｂは、挟持部１４の幅方向（長手方向）に沿うように、ロア部材３外周縁の周方向に沿って形成されている。内側面１７ａは、外側面１７ｂよりもロア部材３の内側に位置している。
そして、凹凸係合部１５においては、互いに対向する凸部１６の内側面１６ａと凹部１７の内側面１７ａとが係合すると共に、互いに対向する凸部１６の外側面１６ｂと凹部１７の外側面１７ｂとが係合する。つまり、互いに対向する凸部１６の内側面１６ａと凹部１７の内側面１７ａは、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交し、かつ挟持部１４の長手方向に沿った凹凸係合面となっている。また、互いに対向する凸部１６の外側面１６ｂと凹部１７の外側面１７ｂも、同様に、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交し、かつ挟持部１４の長手方向に沿った凹凸係合面となっている。
凸部１６には、凸部１６の内側面１６ａと凸部１６の先端面１６ｃとが交差する角部を斜めに切り落とした形をなす傾斜面１６ｄが形成されている。そして、凹部１７の内側開口縁は、凸部１６の傾斜面１６ｄと同じ傾きの傾斜面１７ｃとなるように形成されている。そのため、凸部１６の凹部１７への挿入が容易となり、整流部材１０のロア部材３への組み付け性が向上している。
なお、挟持部１４は、アッパ部材２とロア部材３との溶着面４を含む平面上でアッパ部材２に対して溶着されている。この第１実施例では、挟持部１４のうち、凸部１６が設けられた面の反対側がアッパ部材２に対して溶着される溶着面１８となっている。つまり、この溶着面１８で、整流部材１０がアッパ部材２に対して溶着される。また、図３及び図７中の１９は、凸部１６と隔壁１３とを連結する補強用のリブであり、図６中の２０は、リブ１９に対応して形成された凹溝である。ここで、リブ１９は必ずしも必要なものではなく、場合によっては省略可能である。従って、リブ１９を設けない場合には、凹溝２０も省略されることになる。また、図３及び図７中の２１は、ロア部材３の開口縁に面接触する整流板１１の外周端面であり、この外周端面２１は凸部１６の外側面１６ｂよりも整流板１１の外側に位置している。
ここで、図８及び図９に示す比較例は、アッパ部材４２とロア部材４３とを溶着してなるケーシング４１の内部空間が矩形板状の仕切板４４で区画されたものである。この比較例では、仕切板４４の両端がアッパ部材４２とロア部材４３とに挟持されるものの、これら両部材４２、４３に挟持される仕切板４４両端の挟持部４５ａ、４５ｂに、上述した本発明の凹凸係合部１５の凸部１６あるいは凹部１７に相当する構成が設けられておらず、またロア部材４３にも本発明の凹凸係合部１５の凸部１６あるいは凹部１７に相当する構成が設けられていない。また、挟持部４５は、アッパ部材４２とロア部材４３との溶着面４６を含む平面上で、挟持部４５の一方の面がアッパ部材４２に対して溶着されている。なお、この比較例においても、アッパ部材４２とロア部材４３との溶着、並びに仕切板４４とアッパ部材４２との溶着は、双方とも振動溶着によるものとする。
このような比較例においては、例えばケーシング４１内の圧力が上昇し、ケーシング４１及び仕切板４４が変形すると、アッパ部材４２とロア部材４３との溶着面４６には、ケーシング４１の変形に伴う応力のみならず、仕切板４４の変形に起因する応力も作用することになる。例えば、図９に示すように、仕切板４４が、一端側の挟持部４５ａから他端側の挟持部４５ｂに向かう間で、アッパ部材４２側に向かって凸（図９における上方に向かって凸）となるよう変形すると、このような仕切板４４の変形に起因して、溶着面４６には、アッパ部材４２とロア部材４３とを離間させる方向に応力が作用する。なお、図示はしないが、仕切板４４が、一端側の挟持部４５ａから他端側の挟持部４５ｂに向かう間で、ロア部材４３側に向かって凸（図９における下方側に向かって凸）となるよう変形しても、このような仕切板４４の変形に起因して、溶着面４６には、アッパ部材４２とロア部材４３とを離間させる方向に応力が作用することになる。つまり、このような比較例の溶着面４６においては、仕切板４４の変形の影響により、アッパ部材４２とロア部材４３とを離間させる方向に、相対的により大きな応力が作用する可能性がある。
一方、上述した本発明の第１実施例においては、図１０に示すように、例えば吸気マニホールド１内の吸気圧の影響によって、整流板１１が一端側の挟持部１４ａから他端側の挟持部１４ｂに向かう間でアッパ部材２側に向かって凸（図１０における上方側に向かって凸）となるように変形すると、凹凸係合部１５において凸部１６の内側面１６ａと凹部１７の内側面１７ａとが面接触し、整流板１１の変形が抑制される。
また、図１１に示すように、例えば吸気マニホールド１内の吸気圧の影響によって、整流板１１が一端側の挟持部１４ａから他端側の挟持部１４ｂに向かう間でロア部材３側に向かって凸（図１１における下方側に向かって凸）となるように変形すると、凹凸係合部１５において凸部１６の外側面１６ｂと凹部１７の外側面１７ｂとが面接触し、整流板１１の変形が抑制される。
すなわち、整流板１１とロア部材３との間に凹凸係合部１５を設けることによって、整流板１１の変形を抑制することができる。つまり、第１実施例の溶着面４においては、整流板１１の変形に起因してアッパ部材２とロア部材３とを離間させる方向に作用する応力を相対的に低減することができる。そのため、溶着面４の耐圧性が相対的に向上することになり、吸気マニホールド１の肉厚を相対的に薄肉にしても所望の耐圧性を確保することが可能となるので、総じて吸気マニホールド１の軽量化を図ることができる。
また、上述した第１実施例の凹凸係合部１５は、整流板１１側に凸部１６が形成され、ロア部材３側に凹部１７が形成されているが、図１２〜図１５に示す第２実施例のように、整流板１１側に凹部１７に相当する貫通穴部３１を形成し、ロア部材３側に凸部１６に相当する凸部３２を形成してもよい。以下、本発明の第２実施例について説明するが、上述した第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
この第２実施例では、整流板１１の挟持部１４に貫通形成された貫通穴部３１と、ロア部材３の開口縁に形成された凸部３２と、から凹凸係合部３３が構成されている。
ロア部材３に形成された凸部３２は、略矩形の突起であり、図１５に示すようにアッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交する方向に突出するよう形成されている。挟持部１４に形成された貫通穴部３１は、図１５に示すように、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交するように形成されている。
詳述すると、凸部３２は、溶着面４に対して直交する内側面３２ａ及び外側面３２ｂを有している。これら内側面３２ａ及び外側面３２ｂは、挟持部４の幅方向（長手方向）に沿うように、ロア部材３外周縁の周方向に沿って形成されている。内側面３２ａは、外側面３２ｂよりもロア部材３の内側に位置している。一方、貫通穴部３１は、溶着面４に対して直交する内側面３１ａ及び外側面３１ｂを有している。これら内側面３１ａ及び外側面３１ｂは、挟持部１４の幅方向（長手方向）に沿って形成されている。内側面３１ａは、外側面３１ｂよりも整流板１１の内側に位置している。
そして、凹凸係合部３３においては、互いに対向する凸部３２の内側面３２ａと貫通穴部３１の内側面３１ａとが係合すると共に、互いに対向する凸部３２の外側面３２ｂと貫通穴部３１の外側面３１ｂとが係合する。つまり、互いに対向する凸部３２の内側面３２ａと貫通穴部３１の内側面３１ａは、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交し、かつ挟持部１４の長手方向に沿った凹凸係合面となっている。また、互いに対向する凸部３２の外側面３２ｂと貫通穴部３１の外側面３１ｂも同様に、アッパ部材２とロア部材３とが接合される溶着面４に対して直交し、かつ挟持部１４の長手方向に沿った凹凸係合面となっている。
また、凸部３２には、凸部３２の外側面３２ｂと凸部３２の先端面３２ｃとが交差する角部を斜めに切り落とした形をなす傾斜面３２ｄが形成されている。そして、貫通穴部３１の外側開口縁は、凸部３２の傾斜面３２ｄと同じ傾きの傾斜面３１ｃとなるように形成されている。そのため、凸部３１の貫通穴部３１への挿入が容易となり、整流部材１０のロア部材３への組み付け性が向上している。
このような第２実施例においても、整流板１１とロア部材３との間に凹凸係合部３３を設けることによって、上述した第１実施例と同様に、整流板１１の変形を抑制することができる。つまり、第２本実施例の溶着面４においても、整流板１１の変形に起因してアッパ部材２とロア部材３とを離間させる方向に作用する応力を相対的に低減することができる。そのため、上述した第１実施例と同様に、溶着面４の耐圧性が相対的に向上することになり、吸気マニホールド１の肉厚を相対的に薄肉にしても所望の耐圧性を確保することが可能となるので、総じて吸気マニホールド１の軽量化を図ることができる。
また、第２実施例おいては、挟持部１４に貫通穴部３１が形成されているが、貫通穴部３１に換えて、ロア部材３側の凸部３２と係合可能な凹部を形成するようにしてもよい。
なお、上述した各実施例において、凹凸係合部１５、３３は、挟持部１４の全幅よりも短くなるように設定されているが、挟持部１４の全幅に亙って凹凸係合部１５、３３を形成するようにしてもよい。
また、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、２つの合成樹脂製の部材を溶着してなる種々の箱状のものやダクト状の中空部品の内部に配置される仕切部材に対して適用可能であり、例えば、車両用内燃機関の吸気系に設けられるエアクリーナの内部に設定される整流板や仕切板等にも適用可能である。
１…吸気マニホールド
２…アッパ部材
３…ロア部材
４…溶着面
５…コレクタ部
１０…整流部材
１１…整流板
１２…連結板
１４…挟持部
１５…凹凸係合部
１６…凸部
１６ａ…内側面
１６ｂ…外側面
１６ｃ…先端面
１６ｄ…傾斜面
１７…凹部
１７ａ…内側面
１７ｂ…外側面
１７ｃ…傾斜面
１８…溶着面

Claims (4)

  1. 第１部材と第２部材とを溶着してなるケーシングの内部空間に配置される仕切部材であって、
    上記第１部材と上記第２部材とに挟持されると共に、上記第１部材と上記第２部材との溶着面を含む平面上で上記第１部材に溶着される仕切部材の取付構造において、
    上記第１部材と上記第２部材とに挟持される上記仕切部材の挟持部と上記第２部材との間には、上記溶着面に対して直交する凹凸係合面に沿って上記仕切部材と上記第２部材とが互いに係合する凹凸係合部が形成されていることを特徴とする仕切部材の取付構造。
  2. 上記凹凸係合部及び上記凹凸係合面は、上記挟持部の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の仕切部材の取付構造。
  3. 上記凹凸係合部は、上記仕切部材に設けた凸部と、上記第２部材に設けた凹部とによって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の仕切部材の取付構造。
  4. 上記凹凸係合部は、上記仕切部材に設けた凹部と、上記第２部材に設けた凸部とによって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の仕切部材の取付構造。
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