JP2017115950A - Fixing structure of flange - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成樹脂製のフランジをボルトを用いて相手部材に締結固定するフランジの固定構造の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a flange fixing structure in which a synthetic resin flange is fastened and fixed to a mating member using a bolt.
特許文献1にも記載されているように、例えば内燃機関の合成樹脂製のインテークマニホールドのフランジは、相手部材であるシリンダヘッドにボルトを用いて締結固定される。このようなフランジの固定構造では、合成樹脂製のフランジの損傷を招くことなく所定のボルト軸力を確保するように、フランジのボルトボス部に金属製のカラーが装着され、ボルトを締め付ける際、ボルトボス部がボルトの座面により板厚方向に押圧されてある程度の潰れ変形が生じるように、ボルトボス部の板厚方向寸法がカラーの板厚方向寸法よりも僅かに大きく設定されている。このような潰れ変形により、フランジのガタツキが防止されるとともに、ボルトの噛み合い部のシール性を確保するようになっている。
As described in
ボルトボス部がフランジの外縁近傍に位置するレイアウトでは、ボルトボス部に、フランジの一般部の外縁よりも外方へ円弧状(円筒状)に張り出した張出部が設けられることがある。このように張出部が設けられる構造では、フランジを型成形する際に、張出部では合成樹脂材料が両側から回り込んで合流することとなり、この合流部分にウェルドライン(溶接線)が生じることがある。このため、ボルト締結時にボルトボス部が潰れ変形する際、ウェルドライン近傍の張出部に応力が発生すると、ウェルドラインに沿って亀裂を生じる等の不具合を招くおそれがある。特に、熱と湿度の影響、更に融雪剤(塩化カルシウム)が付着した際に、張出部に損傷を生じることが懸念される。 In a layout in which the bolt boss portion is located in the vicinity of the outer edge of the flange, the bolt boss portion may be provided with an overhang portion that protrudes in an arc shape (cylindrical shape) outward from the outer edge of the general portion of the flange. In such a structure in which the overhanging portion is provided, when the flange is molded, the synthetic resin material wraps around from both sides and merges at the overhanging portion, and a weld line (weld line) is generated in the merged portion. Sometimes. For this reason, when the bolt boss portion is crushed and deformed when the bolt is fastened, if a stress is generated in the overhang portion in the vicinity of the weld line, there is a risk of causing a problem such as a crack occurring along the weld line. In particular, there is a concern that the overhanging portion may be damaged when heat and humidity are applied, and when a snow melting agent (calcium chloride) adheres.
本発明は、このような事情に着目してなされたものであり、ボルトボス部がフランジの一般部の外縁よりも外方へ円弧状に張り出した張出部を有する構造でありながら、この張出部に亀裂等の損傷を生じることを抑制することができる新規なフランジの固定構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to such a situation, and the bolt boss portion has a projecting portion projecting in an arc shape outward from the outer edge of the general portion of the flange. It is an object of the present invention to provide a novel flange fixing structure capable of suppressing the occurrence of damage such as cracks in the portion.
本発明は、合成樹脂製のフランジを相手部材に対してボルトを用いて板厚方向に締結固定するフランジの固定構造に関する。上記フランジの外縁近傍には、上記ボルトが挿通する円筒状の金属製のカラーが取り付けられたボルトボス部が設けられている。上記ボルトを締め付ける際、上記ボルトボス部が上記ボルトの座面により板厚方向に押圧されて潰れ変形するように、上記ボルトボス部の板厚方向寸法が上記カラーの板厚方向寸法よりも大きく設定されている。上記ボルトボス部には、上記フランジの上記ボルトボス部が設けられていない一般部の外縁よりも外方へ円弧状に張り出した張出部が設けられている。そして、この張出部に、上記潰れ変形を抑制するように、上記板厚方向に窪んだ凹部が形成されている。 The present invention relates to a flange fixing structure in which a synthetic resin flange is fastened and fixed in a plate thickness direction to a mating member using bolts. In the vicinity of the outer edge of the flange, a bolt boss portion to which a cylindrical metal collar into which the bolt is inserted is attached is provided. When tightening the bolt, the plate thickness direction dimension of the bolt boss portion is set larger than the plate thickness direction size of the collar so that the bolt boss portion is pressed in the plate thickness direction by the seat surface of the bolt and deformed. ing. The bolt boss portion is provided with an overhang portion that projects outward in an arc shape from the outer edge of the general portion of the flange where the bolt boss portion is not provided. And the recessed part recessed in the said plate | board thickness direction is formed in this overhang | projection part so that the said crushing deformation may be suppressed.
このような凹部を設けることで、張出部における潰れ変形を抑制して、応力を緩和し、張出部に亀裂等が生じることを抑制することができる。 By providing such a concave portion, it is possible to suppress crushing deformation in the overhang portion, relieve stress, and suppress the occurrence of cracks or the like in the overhang portion.
好ましくは、上記凹部は、上記張出部の張出方向に沿うウェルドラインを中心とする範囲に形成されている。これによって、特にウェルドライン近傍の潰れ変形を抑制し、ウェルドラインに沿うような亀裂の発生を効果的に抑制することができる。 Preferably, the concave portion is formed in a range centering on a weld line along a protruding direction of the protruding portion. As a result, it is possible to suppress crushing deformation particularly in the vicinity of the weld line, and to effectively suppress the occurrence of cracks along the weld line.
上記凹部は、上記ボルトの座面が着座する上記張出部の着座面側に形成しても良く、あるいは、上記ボルトの座面が着座しない上記張出部の相手部材側に形成しても良い。 The recess may be formed on the seating surface side of the overhanging portion where the seating surface of the bolt is seated, or may be formed on the counterpart member side of the overhanging portion where the seating surface of the bolt is not seated. good.
本発明によれば、ボルトボス部にフランジの一般部の外縁よりも外方へ円弧状に張り出した張出部を有する構造でありながら、ボルト締結時における張出部の潰れ変形を抑制し、張出部、特にウェルドラインに沿う部分の亀裂等の発生を抑制して、フランジの耐久性・信頼性を向上することができる。 According to the present invention, the bolt boss portion has a structure having an overhang portion projecting in an arc shape outward from the outer edge of the general portion of the flange, while suppressing the deformation of the overhang portion during bolt fastening, Generation | occurrence | production of the crack etc. of a protruding part, especially the part along a weld line can be suppressed, and the durability and reliability of a flange can be improved.
以下、本発明に係る固定構造を、内燃機関の合成樹脂製のインテークマニホールドのフランジに適用した実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the fixing structure according to the present invention is applied to a flange of a synthetic resin intake manifold of an internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図5は、本発明の第1実施例に係るフランジ10の固定構造を示している。このフランジ10は、内燃機関のインテークマニホールドを相手部材であるシリンダヘッド1の取付面1Aにボルト2を用いて締結固定する部分に適用されるものであり、例えばインテークマニホールドと一体的に形成され、あるいはインテークマニホールドとは別体として形成される。このフランジ10には、シリンダヘッド1の取付面1Aに開口する4つの気筒の吸気ポート1Bに連なる4つの吸気通路11が気筒列方向に並んで形成されている。
1 to 5 show the fixing structure of the
ボルト2は、雄ねじが外周に形成された軸部3の一端に頭部4が設けられるとともに、座面5を有する円盤状の座金6が頭部4の下側に一体に設けられている。なお、座金6をボルト2とは別体として構成しても良い。
The
フランジ10は、シリンダヘッド1の取付面1Aに対し、複数本(この例では5本)のボルト2を用いて板厚方向に締結固定される。このフランジ10の外縁近傍には、ボルトボス部12が5箇所に設けられている。各ボルトボス部12には、円筒状をなす金属製のカラー13が取り付けられている。
The
ボルト締結時には、図4に示すように、フランジ10のボルトボス部12にカラー13を圧入(挿入)した上で、このカラー13の内側にボルト2を挿通して、ボルト2の軸部3の先端側をシリンダヘッド1に形成されたボルト孔1Cに螺合させて、ボルト2を締め付けることで、図5に示すように、ボルト2によりフランジ10がシリンダヘッド1に締結・固定される。
As shown in FIG. 4, when the bolt is fastened, the
ここで、合成樹脂製のフランジ10のボルトボス部12がボルト2の座面5により板厚方向に押圧されてある程度の潰れ変形が生じるように、ボルトボス部12の基準板厚方向寸法L1(後述する凹部20Aが設けられていない部分の寸法)が、カラー13の板厚方向寸法L2よりも僅かに大きく設定されている。このような潰れ変形により、ボルト締結後のフランジ10のガタツキが防止されるとともに、ボルト2のネジ噛み合い部分のシール性を確保するようになっている。
Here, the
図1に示す5つのボルトボス部12のうち、特に図1中の上側3つのボルトボス部12には、図2に示すように、ボルトボス部12が設けられていないフランジ10の一般部14の外縁15に対し、外方へ円弧状(半円筒状)に大きく張り出した張出部16が設けられている。このため、フランジ10を型成形する際、図2の矢印Bで示すように張出部16では合成樹脂材料が円筒部分の両側から回り込むように流入し、その合流部分では、張出部16の張出方向17に沿うようにウェルドライン18(溶接線)が生じる。なお、ウェルドライン18は表面に線上に表われることもあるが、表面には表出せずに目視できない場合もある。
Of the five
従って、ボルト締結時にボルトボス部12が潰れ変形する際、ウェルドライン18近傍の張出部16に応力が発生すると、ウェルドライン18に沿って亀裂を生じる等、張出部16の損傷を招くおそれがある。特に、熱と湿度の影響、更に融雪剤(塩化カルシウム)が付着した際に、張出部16に損傷を生じることが懸念される。
Therefore, when the
そこで本実施例では、張出部16に、潰れ変形を抑制するように、板厚方向に窪んだ凹部20Aを形成している。この第1実施例では、凹部20Aは、ボルト2の座面5が着座する平坦な着座面19側に凹設されるとともに、張出方向17に沿うウェルドライン18を中心とした扇状の周方向範囲にわたって凹設されている。凹部20Aが形成された部分のボルトボス部12の板厚方向寸法L3は、凹部20Aが形成されていない部分の基準板厚方向寸法L1よりも短く、かつ、ボルト締結時に凹部20Aがボルト2の座面5に押圧されて潰れ変形することのないように、カラー13の板厚方向寸法L2よりも僅かに短く設定されている。
Therefore, in this embodiment, the overhanging
従って、ボルト2を締結した際に、ウェルドライン18を中心とした範囲に形成された凹部20Aの部分では、ボルト2の座面5に押圧されることがなく、潰れ変形が大幅に低減もしくは解消されることから、ウェルドライン18に沿う亀裂を含めた張出部16の損傷を確実に抑制することができる。
Therefore, when the
しかも、カラー13の周囲のボルトボス部12のうち、凹部20Aを除く残りの大半の部分では、その基準板厚方向寸法L1がカラー13の板厚方向寸法L2よりも大きくなっているため、潰れ代が確保され、フランジ10のガタツキを抑制することができる。
In addition, in most of the remaining portions of the
また、ボルトボス部12の板厚方向の両側面のうち、ボルト2の座面5により押圧されて潰れ変形を生じる着座面19側に凹部20Aを設けているために、潰れ変形をより確実に抑制もしくは解消することができる。
Moreover, since the recessed
ここで、凹部20Aが設けられる部分の板厚方向寸法L3は、少なくとも基準板厚方向寸法L1よりも短ければウェルドライン18の近傍の潰れ変形を抑制して、亀裂等の発生を抑制することができる。従って、上記実施例では凹部20Aが設けられる部分の板厚方向寸法L3を、カラー13の板厚方向寸法L2よりも短くしているが、カラー13と同等もしくはカラー13よりも僅かに長くしても良く、この場合、凹部20Aを含めてカラー13の周囲の全周にわたってボルトボス部12の潰れ代が確保されるために、シール性を向上することができる。
Here, if the thickness direction dimension L3 of the portion where the
なお、凹部20Aは、型成形時に同時に形成しても良く、あるいは、切削加工により型成形後に形成するようにしても良い。
The
以下の実施例では、既述した実施例と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 In the following embodiments, the same constituent elements as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted as appropriate.
図6〜図8は第2実施例を示している。この第2実施例では、ボルトボス部12の張出部16に設けられる凹部20Bが、座面5(座金6)と対向する内周側の部分にのみ設けられている点で、上記の第1実施例と異なっている。つまり、この凹部20Bは、第1実施例と同様に、着座面19側に凹設されるとともに、張出方向17に沿うウェルドライン18を中心とした扇状の周方向範囲にわたって凹設されているものの、座面5と対向する内周寄りの部分にのみ形成されている。つまり、凹部20Bよりも外周側の部分には、凹部20Bよりも一段高い平坦な着座面19が残存している。このような第2実施例においても、第1実施例と同様の作用効果が得られるとともに、外周部分にボルトボス部12の平坦な着座面19が全周にわたって残されることとなるために、見栄えが良くシール性も向上する。
6 to 8 show a second embodiment. In the second embodiment, the
図9〜図11は第3実施例を示している。この第3実施例では、凹部20Cが形成される範囲が上記第1実施例と異なっている。つまり、この第3実施例では、図9に示すように板厚方向からみて、張出方向17に直交する直線21よりも張出方向寄りの範囲にわたって凹部20Cを形成している。この第3実施例でも上記第1実施例と同様の作用効果が得られるとともに、型成形後の凹部20Cを切削加工により形成する場合に、その加工が容易となる。
9 to 11 show a third embodiment. In the third embodiment, the range in which the recess 20C is formed is different from that of the first embodiment. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 9, the recess 20 </ b> C is formed over a range closer to the projecting direction than the
図12〜図14は第4実施例を示している。上記第1〜第3実施例では、凹部20A〜20Cが着座面19と平行な平坦面となるように階段状に形成されているが、この第4実施例では、凹部20Dが着座面19に対して斜めに形成されている。具体的には、凹部20Dは、ボルトボス部12の外周側へ向かうに従って低くなるように、つまり外周側へ向かうに従って板厚方向寸法が小さくなるように、平坦な傾斜面として構成されており、内周側で着座面19に接続している。また、凹部20Dは、張出方向17を中心とする範囲に形成されており、この第4実施例では、ウェルドライン18に沿う内周側寄りの部分にも着座面19の一部が残存するように、比較的狭い範囲に形成されている。
12 to 14 show a fourth embodiment. In the first to third embodiments, the
このような第4実施例でも、上記第1実施例と同様の作用効果が得られるとともに、型成形後の凹部20Dを切削加工により形成する場合に、その加工が容易となる。また、ウェルドライン18に沿う内周側寄りの部分にも着座面19の一部が残存しており、カラー13の周囲の全周にわたって潰れ代が確保されることから、シール性が向上する。
In the fourth embodiment as well, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and when the
図15〜図17は第5実施例を示している。この第5実施例では、第4実施例に比して凹部20Eが広い範囲にわたって形成されている。具体的には、凹部20Eは、図15に示すように板厚方向からみて、張出方向17を中心とする半円弧状の範囲、つまりボルトボス部12の中心を通って張出方向17に直交する線22よりも張出方向17寄りの範囲にわたって形成されている。この凹部20Eは、第4実施例と同様に、外周側へ向かうに従って板厚方向寸法が小さくなる平坦な傾斜面として構成されている。
15 to 17 show a fifth embodiment. In the fifth embodiment, the
このような第5実施例では、上記第4実施例に比して凹部20Eが拡大することからシール性やフランジ10の組付安定性はやや低下するものの、ウェルドライン18に沿う亀裂等に発生をより確実に抑制することができる。
In the fifth embodiment, the
図18〜図20は第6実施例を示している。上記第1〜第5実施例では、ボルト2の座面5と対向する着座面19側に凹部20A〜20Eを形成していたが、この第6実施例では、ボルト2の座面5が着座しないシリンダヘッド1側(相手部材側)の側面に凹部20Fを設けている。この凹部20Fは、第4,5実施例と同様に、外周側へ向かうに従って板厚方向寸法が短くなる傾斜面とされており、また第1実施例と同様に、張出方向17を中心とする扇状の範囲に形成されている。
18 to 20 show a sixth embodiment. In the first to fifth embodiments, the
このようにシリンダヘッド側の側面に凹部20Fを設けた第6実施例においても、ボルト締結時には、凹部20Fが設けられている部分の張出部16の側面と、これに対向するシリンダヘッド1の側面と、の間に隙間が残されることから、潰れ変形が抑制され、上述した第1〜第5実施例と同様に、ウェルドライン18に沿う部分の亀裂等の発生を抑制することができる。
Thus, also in the sixth embodiment in which the
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では合成樹脂製のインテークマニホールドのフランジに本発明を適用しているが、ヘッドカバー等の他の樹脂部品のフランジの固定構造に本発明を同様に適用することが可能である。 As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes. For example, although the present invention is applied to the flange of a synthetic resin intake manifold in the above embodiment, the present invention can be similarly applied to a flange fixing structure of another resin component such as a head cover.
1…シリンダヘッド(相手部材)
2…ボルト
5…座面
10…フランジ
12…ボルトボス部
13…カラー
14…一般部
15…外縁
16…張出部
17…張出方向
18…ウェルドライン
19…着座面
20A〜20F…凹部
1 ... Cylinder head (mating member)
2 ...
Claims (4)
上記フランジの外縁近傍に、上記ボルトが挿通する円筒状の金属製のカラーが取り付けられたボルトボス部が設けられ、
上記ボルトを締め付ける際、上記ボルトボス部が上記ボルトの座面により板厚方向に押圧されて潰れ変形するように、上記ボルトボス部の板厚方向寸法が上記カラーの板厚方向寸法よりも大きく設定され、
かつ、上記ボルトボス部は、上記フランジの上記ボルトボス部が設けられていない一般部の外縁よりも外方へ円弧状に張り出した張出部を有し、
この張出部に、上記潰れ変形を抑制するように、上記板厚方向に窪んだ凹部が形成されていることを特徴とするフランジの固定構造。 In the flange fixing structure that fastens and fixes the synthetic resin flange in the plate thickness direction to the mating member using bolts,
In the vicinity of the outer edge of the flange, a bolt boss portion to which a cylindrical metal collar through which the bolt is inserted is attached is provided.
When tightening the bolt, the plate thickness direction dimension of the bolt boss portion is set larger than the plate thickness direction size of the collar so that the bolt boss portion is pressed in the plate thickness direction by the seat surface of the bolt and deformed. ,
And the said bolt boss part has the overhang | projection part which protruded in the circular arc shape outward rather than the outer edge of the general part in which the said bolt boss part of the said flange is not provided,
A flange fixing structure characterized in that a recess recessed in the plate thickness direction is formed in the overhanging portion so as to suppress the crushing deformation.
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