JP2015183673A

JP2015183673A - 内燃機関のサージタンク及び内燃機関の吸気マニホルド

Info

Publication number: JP2015183673A
Application number: JP2014063573A
Authority: JP
Inventors: 考祐金海; Kosuke Kanaumi
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP6343997B2; DE102015104295A1

Abstract

【課題】ケーシングにおける周壁の外側面に取付部を好適に設けることができる。【解決手段】サージタンクは、樹脂材料よりなる一対の下側ケーシング部３２及び上側ケーシング部４２の各々の開口周縁に形成された接合部３４，４４が互いに溶着されることにより形成されている。下側ケーシング部３２における周壁３３の外側面には取付部３６が一体成形により突設され、周壁３３の内側面における取付部３６と隣り合う部位には肉抜き部３３ａが形成され、取付部３６には、同取付部３６の内部と下側ケーシング部３２の内部とを連通する連通孔３６ｄが形成されている。また、肉抜き部３３ａの内周面には、溶着時における接合部３４の撓みを規制する規制部としてのリブ３５ａ，３５ｂが形成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関のサージタンク及び同サージタンクを備える内燃機関の吸気マニホルドに関する。

特許文献１には、樹脂材料よりなる上側シェル及び下側シェルを備え、上側シェルの下部開口の周縁に形成された接合部と、下側シェルの上部開口の周縁に形成された接合部とを互いに接合させることにより形成されたサージタンクを備える吸気マニホルドが開示されている。

また、特許文献１に記載のサージタンクでは、上側シェルの上壁に吸気圧センサを取り付けるための挿入孔が形成されている。

特開平９―６８０６６号公報

ところで、吸気マニホルドの形状や配置の制約などにより、吸気圧センサを取り付けるための挿入孔を上側シェルの上壁に設けることが難しい場合がある。そこで、こうしたシェルなどのケーシングの周壁の外側面に取付部を一体成形により突設し、同取付部に、サージタンクの内部に連通される挿入孔を形成することが考えられる。しかしながら、この場合、ケーシングの各々の接合部を互いに溶着する際に前記取付部を追加したことに起因して接合部同士を適切に接合することが困難となるおそれがある。

本発明の目的は、ケーシングにおける周壁の外側面に取付部を好適に設けることができる内燃機関のサージタンクを提供することにある。

上記目的を達成するための内燃機関のサージタンクは、樹脂材料よりなる一対のケーシングを備え、前記ケーシングの各々の開口周縁に形成された接合部が互いに溶着されてなる。一方の前記ケーシングにおける周壁の外側面には取付部が一体成形により突設され、前記周壁の内側面における前記取付部と隣り合う部位には肉抜き部が形成され、前記取付部には、同取付部の内部と前記ケーシングの内部とを連通する連通孔が形成され、前記肉抜き部の内周面には、溶着時における前記接合部の撓みを規制する規制部が形成されている。

同構成によれば、ケーシングの周壁の内周面に肉抜き部が設けられているため、同ケーシングの周壁の外側面に取付部を一体成形により突設することに起因して同取付部（周壁）の肉厚が大きくなることを抑制することができ、樹脂の成形収縮、所謂ひけが発生することを抑制することができる。

ただし、このように肉抜き部を設けると、ケーシングの各々の接合部を互いに溶着する際に、接合部と肉抜き部との間の部位の剛性が不足して同接合部が肉抜き部側に撓みやすくなり、接合部同士を好適に溶着することができなくなるおそれがある。

この点、上記構成によれば、溶着の際に、接合部における肉抜き部と隣り合う部位に撓みが生じることが規制部によって規制される。このため、接合部同士を適切に圧接させて溶着することができる。

本発明によれば、ケーシングにおける周壁の外側面に取付部を好適に設けることができる。

一実施形態の内燃機関の吸気マニホルドの斜視図。同実施形態の吸気マニホルドの側面構造を模式的に示す側面図。同実施形態の吸気マニホルドの分解斜視図。同実施形態の第２シェルの上面図。同実施形態の第３シェルの下面図。同実施形態の下側ケーシング部の周壁を内側から視た拡大斜視図。同実施形態のサージタンクの接合部を中心とした断面図。図２の８−８線に沿った断面図。

以下、図１〜図８を参照して、一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、吸気マニホルド１０は、上流側から順に、上部開口を有して内部にエアを導入する導入部１１、サージタンク１２、サージタンク１２からそれぞれ分岐して延びる３つの分岐ポート１３ａ〜１３ｃ（図２においては分岐ポート１３ａのみを図示）を備えている。分岐ポート１３ａ〜１３ｃはサージタンク１２の外周を巻くように配置されており、同分岐ポート１３ａ〜１３ｃの下流端（同図の右上端）には、図示しないシリンダヘッドに連結されるフランジ１６が形成されている。

図１及び図３に示すように、吸気マニホルド１０は、いずれも合成樹脂材料よりなり、射出成形によって形成された４つのシェル２０，３０，４０，５０を備えている。
図３に示すように、吸気マニホルド１０の最下部に位置する第１シェル２０には、上側に開口する半割状の３つの外殻部２１ａ〜２１ｃが一体に形成されている。第１シェル２０の上方に位置する第２シェル３０には、下側に開口する半割状の３つの内殻部３１ａ〜３１ｃが一体に形成されている。第２シェル３０の上方に位置する第３シェル４０には、上側に開口する半割状の３つの内殻部４１ａ〜４１ｃが一体に形成されている。第３シェル４０の内殻部４１ａ〜４１ｃの下流端には前記フランジ１６が一体に形成されている。第３シェル４０の上方に位置する第４シェル５０には、下側に開口する半割状の３つの外殻部５１ａ〜５１ｃが一体に形成されている。第４シェル５０の互いに隣接する外殻部５１ａ，５１ｂの間には、前記導入部１１が一体に形成されている。

第１シェル２０の外殻部２１ａ〜２１ｃの開口の周縁と、第２シェル３０の内殻部３１ａ〜３１ｃの開口の周縁とが振動溶着により互いに接合されることにより、図１に示すように、分岐ポート１３ａ〜１３ｃの上流側（同図の下側）の部位であるポート上流部１４ａ〜１４ｃが形成されている。

第３シェル４０の内殻部４１ａ〜４１ｃの開口の周縁と、第４シェル５０の外殻部５１ａ〜５１ｃの開口の周縁とが振動溶着により互いに接合されることにより、図１に示すように、分岐ポート１３ａ〜１３ｃの下流側（同図の上側）の部位であるポート下流部１５ａ〜１５ｃが形成されている。

図３及び図４に示すように、第２シェル３０の上部には、上側に開口する下側ケーシング部３２が形成されている。また、下側ケーシング部３２の前記開口の周縁には全周にわたって接合部３４が形成されている。

図３及び図５に示すように、第３シェル４０の下部には、下側に開口する上側ケーシング部４２が形成されている。図５に示すように、上側ケーシング部４２の周壁４３における互いに隣接する内殻部４１ａ，４１ｂの間には、前記導入部１１に接続される接続孔４３ａが形成されている。また、上側ケーシング部４２の前記開口の周縁には接合部４４が全周にわたって形成されている。

そして、下側ケーシング部３２の接合部３４と上側ケーシング部４２の接合部４４とが振動溶着により互いに接合されることにより、図１に示すように、サージタンク１２が形成される。またこのとき、前記ポート上流部１４ａ〜１４ｃの下流端と前記ポート下流部１５ａ〜１５ｃの上流端とが接合されることにより、分岐ポート１３ａ〜１３ｃが形成される。

図１〜図４、図６、及び図７に示すように、下側ケーシング部３２の周壁３３の外側面には、取付部３６が一体成形により突設されている。図２、図３、図６、及び図７に示すように、取付部３６の上面は接合部３４よりも上方に位置している。また、図３、図４、及び図６に示すように、取付部３６の上面には、吸気圧センサ６０（図１及び図７参照）を取り付けるための挿入孔３６ａと、同吸気圧センサ６０を固定するボルト６１（図１及び図７参照）が挿通される雌ねじ孔３６ｂとが開口している。また、取付部３６には樹脂の成形収縮、所謂ひけが発生することを抑制するための肉抜き部３６ｃが形成されている。

図４、図６、及び図７に示すように、周壁３３の内側面における取付部３６と隣り合う部位には、ひけが発生することを抑制するための肉抜き部３３ａが形成されている。
図６に示すように、肉抜き部３３ａの内周面は、接合部３４に沿った上部３３ｂと、同上部３３ｂの両端から下方に向けて延びる側部３３ｃと、下側ケーシング部３２の底面と同一面に位置する下部３３ｄとを有している。

また、図６〜図８に示すように、肉抜き部３３ａ内には取付部３６の側面が露出しており、この露出した側面の下部には、取付部３６の内部と下側ケーシング部３２の内部とを連通する連通孔３６ｄが形成されている。

図６及び図７に示すように、肉抜き部３３ａの内周面及び肉抜き部３３ａに露出する取付部３６の側面には、溶着時における接合部３４の肉抜き部３３ａ側への撓みを規制する規制部としてのリブ３５ａ，３５ｂが突設されている。すなわち、肉抜き部３３ａの内周面の上部３３ｂからは第１リブ３５ａが下方に向けて延びている。また、第１リブ３５ａの下端からは第２リブ３５ｂが２つに分岐して延びるとともに肉抜き部３３ａの内周面の側部３３ｃに連結されている。第２リブ３５ｂは接合部３４側に向けて突出したアーチ状をなしている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の吸気マニホルド１０においては、導入部１１を通じてサージタンク１２に導入されたエアが、分岐ポート１３ａ〜１３ｃにそれぞれ分配されて図示しない内燃機関の各シリンダに供給される。

また、吸気圧センサ６０が挿入孔３６ａに挿入されて取付部３６に取り付けられている状態において、連通孔３６ｄを通じて挿入孔３６ａとサージタンク１２の内部とが連通されているため、吸気圧センサ６０によってサージタンク１２内部のエアの圧力、すなわち吸気圧を検出することが可能となる。

さて、本実施形態の吸気マニホルド１０においては、分岐ポート１３ａ〜１３ｃの各々はサージタンク１２の外周を巻くように配置されているため、サージタンク１２の上壁、すなわち、第３シェル４０の上側ケーシング部４２の上壁に吸気圧センサ６０を取り付けることが難しい。そこで、第２シェル３０の下側ケーシング部３２の周壁３３の外側面に取付部３６が一体成形により突設されている。

図６及び図７に示すように、本実施形態のサージタンク１２では、下側ケーシング部３２の周壁３３の内周面に肉抜き部３３ａが設けられている。このため、同周壁３３の外側面に取付部３６を一体成形により突設することに起因して同取付部３６（周壁３３）の肉厚が大きくなることを抑制することができ、ひけが発生することを抑制することができる。

ただし、このように周壁３３に肉抜き部３３ａを設けると、下側ケーシング部３２の接合部３４と上側ケーシング部４２の接合部４４とを互いに溶着する際に、接合部３４と肉抜き部３３ａとの間の部位の剛性が不足しやすくなる。そのため、図７に二点鎖線にて示すように、接合部３４が肉抜き部３３ａ側に撓みやすくなり、接合部３４，４４同士を好適に溶着することができなくなるおそれがある。

特に、本実施形態の吸気マニホルド１０では、取付部３６の上面が接合部３４よりも上方に突出しているため、取付部３６と上側ケーシング部４２の周壁４３との間に接合部４４が挟まれることとなる。そのため、振動溶着を行なう際に、接合部４４を治具により適切に押さえ付けることが難しいものとなっている。

この点、本実施形態によれば、溶着の際に、第１リブ３５ａ及び第２リブ３５ｂにより接合部３４が支持される。このとき、第２リブ３５ｂが接合部３４に向けて凸のアーチ状をなしているため、接合部３４の撓みが適切に規制される。このため、接合部３４，４４同士を適切に圧接させて溶着することができる。

以上説明した本実施形態に係る内燃機関の吸気マニホルド１０及びサージタンク１２によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）サージタンク１２は、樹脂材料よりなる一対の下側ケーシング部３２及び上側ケーシング部４２の各々の開口周縁に形成された接合部３４，４４が互いに溶着されることにより形成されている。下側ケーシング部３２における周壁３３の外側面には取付部３６が一体成形により突設され、周壁３３の内側面における取付部３６と隣り合う部位には肉抜き部３３ａが形成され、取付部３６には、同取付部３６の内部と下側ケーシング部３２の内部とを連通する連通孔３６ｄが形成されている。また、肉抜き部３３ａの内周面には、溶着時における接合部３４の撓みを規制する規制部としてのリブ３５ａ，３５ｂが形成されている。

こうした構成によれば、下側ケーシング部３２の周壁３３の内周面に肉抜き部３３ａが設けられているため、同周壁３３の外側面に取付部３６を一体成形により突設することに起因して樹脂の成形収縮、所謂ひけが発生することを抑制することができる。

また、溶着の際に、接合部３４における肉抜き部３３ａと隣り合う部位に撓みが生じることが規制部としてのリブ３５ａ，３５ｂによって規制されるため、接合部３４，４４同士を適切に圧接させて溶着することができる。従って、第２シェル３０の周壁３３の外側面に取付部３６を好適に設けることができる。

（２）前記規制部は、肉抜き部３３ａの内周面における接合部３４に沿った上部から同接合部３４に直交して延びる第１リブ３５ａと、第１リブ３５ａから延びるとともに肉抜き部３３ａの内周面の側部３３ｃに連結され、接合部３４側に向けて突出したアーチ状をなす第２リブ３５ｂとを含む。

こうした構成によれば、アーチ状をなす第２リブ３５ｂによって、接合部３４の撓みを適切に規制することができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。

・第２リブ３５ｂを接合部３４に沿って延びるように形成することもできる。
・取付部は吸気圧センサ６０などのセンサを取り付けるためのものに限定されない。他に例えば、ＥＧＲガスを還流するためのパイプの端を取り付けるためのものであってもよい。

１０…吸気マニホルド、１１…導入部、１２…サージタンク、１３ａ〜１３ｃ…分岐ポート、１４ａ〜１４ｃ…ポート上流部、１５ａ〜１５ｃ…ポート下流部、１６…フランジ、２０…第１シェル、２１ａ〜２１ｃ…外殻部、３０…第２シェル、３１ａ〜３１ｃ…内殻部、３２…下側ケーシング部（ケーシング）、３３…周壁、３３ａ…肉抜き部、３３ｂ…上部、３３ｃ…側部、３３ｅ…下部、３４…接合部、３５ａ…第１リブ（規制部）、３５ｂ…第２リブ（規制部）、３６…取付部、３６ａ…挿入孔、３６ｂ…雌ねじ孔、３６ｃ…肉抜き部、３６ｄ…連通孔、４０…第３シェル、４１ａ〜４１ｃ…内殻部、４２…上側ケーシング部（ケーシング）、４３…周壁、４３ａ…接続孔、４４…接合部、５０…第４シェル、５１ａ〜５１ｃ…外殻部、６０…吸気圧センサ、６１…ボルト。

Claims

樹脂材料よりなる一対のケーシングを備え、前記ケーシングの各々の開口周縁に形成された接合部が互いに溶着されてなる内燃機関のサージタンクであって、
一方の前記ケーシングにおける周壁の外側面には取付部が一体成形により突設され、
前記周壁の内側面における前記取付部と隣り合う部位には肉抜き部が形成され、
前記取付部には、同取付部の内部と前記ケーシングの内部とを連通する連通孔が形成され、
前記肉抜き部の内周面には、溶着時における前記接合部の撓みを規制する規制部が形成されている、
内燃機関のサージタンク。
前記規制部は、前記肉抜き部の内周面における前記接合部に沿った部位から延びる第１リブと、前記第１リブから分岐して延びるとともに前記肉抜き部の内周面の側部に連結される第２リブとを含む、
請求項１に記載の内燃機関のサージタンク。
前記第２リブは前記接合部側に向けて突出したアーチ状をなしている、
請求項２に記載の内燃機関のサージタンク。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のサージタンクと、
前記サージタンクからそれぞれ分岐して延びる複数の分岐ポートと、を備え、
前記分岐ポートの各々は前記サージタンクの外周を巻くように配置されている、
内燃機関の吸気マニホルド。