JP3202971B2 - ２種類の部材の結合構造 - Google Patents

２種類の部材の結合構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相互に異なるそれ
ぞれの熱膨張率を有する２種類の部材の結合構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の結合構造としては、例えば車両
のエンジンに空気を供給するためのエアーホースとエア
ーホース内の気柱共鳴を低減するためのレゾネータ間の
結合構造がある。
【０００３】図５はエアーホース及びレゾネータを示す
分解斜視図であり、図６はエアーホース及びレゾネータ
を示す平面図であり、図７は図６のＡ−Ａに沿って切断
して示す断面図である。図５乃至図７に示す様に、エア
ーホース１０１の一部をレゾネータ１０２の凹所１０２
ａに嵌め込み、エアホース１０１の筒状開口部１０１ａ
をレゾネータ１０２の筒状孔部１０２ｂに嵌合してい
る。そして、筒状開口部１０１ａと筒状孔部１０２ｂ間
に環状連結部１０３を配置し、この環状連結部１０３を
筒状開口部１０１ａの外周壁と筒状孔部１０２ｂの内周
壁に埋設し、両者間の結合を補強すると共に両者間をシ
ールしている。
【０００４】図８は、筒状開口部１０１ａと筒状孔部１
０２ｂ間に配置された環状連結部１０３を示す拡大断面
図である。筒状開口部１０１ａと筒状孔部１０２ｂは、
それぞれの部位Ｓ1，Ｓ2で相互に係合する。環状連結部
１０３は、鉤状であって、筒状開口部１０１ａの外周壁
及び筒状孔部１０２ｂの内周壁に埋設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両のエン
ジンルーム内に配置されるエアーホース１０１（図５乃
至図８に示す）は、該エンジンルーム内で自在に曲げら
れ配置されるため、十分な弾性を有する材質でなければ
ならず、その材質として例えばポリプロピレン（ＰＰ）
が適用される。これに対して、レゾネータ１０２は、車
両のエンジンルーム内でエンジン近傍に配置されること
が多く、耐熱性を要求されるため、その材質として例え
ばナイロン（ＰＡ）が適用される。
【０００６】また、ポリプロピレンとナイロンの化学的
結合が困難であるため、環状連結部１０３によってシー
ル性を高めている。環状連結部１０３の材質としては例
えば変性ポリプロピレンが適用される。
【０００７】しかしながら、ポリプロピレンの熱膨張率
は５〜１１×１０-5であり、ナイロンの熱膨張率は２〜
３×１０-5であって、両者の熱膨張率に差がある。ま
た、車両のエンジンルーム内では大きな温度変化が繰り
返される。ポリプロピレンとナイロン間に熱膨張率の差
があることから、大きな温度変化が繰り返されると、そ
の度に、エアホース１０１の筒状開口部１０１ａとレゾ
ネータ１０２の筒状孔部１０２ｂ間にずれが発生する。
筒状開口部１０１ａと筒状孔部１０２ｂがそれぞれの部
分Ｓ1，Ｓ2で相互に係合しているので、筒状開口部１０
１ａと筒状孔部１０２ｂ間のずれを逃がすことができ
ず、このずれに伴う応力が環状連結部１０３に加わる。
この結果、環状連結部１０３が破壊された。
【０００８】また、環状連結部１０３に適用される変性
ポリプロピレンが高価であることから、環状連結部１０
３を小型軽量化するのが好ましく、強度向上のために環
状連結部１０３を大型化するとコストの上昇を招いた。
【０００９】そこで、本発明は、上記従来の課題を解決
するためになされたものであり、相互に異なるそれぞれ
の熱膨張率を有する２種類の部材を連結部材によって結
合する上で、該連結部材の破壊を防止することが可能な
２種類の部材の結合構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明は、相互に異なるそれぞれの熱膨張率
を有する第１部材及び第２部材の各壁面を重ね合せ、該
第１部材及び該第２部材の各壁面の両方にわたって連結
部材を埋設することによって該第１部材及び該第２部材
を相互に結合する２種類の部材の結合構造において、前
記第１部材の壁面及び前記第２部材の壁面における前記
連結部材の周辺領域に、相互に嵌合する凹部及び凸部を
前記第１部材の壁面及び前記第２部材の壁面の一方と他
方にそれぞれ形成し、前記凸部は前記第１及び第２部材
のうちの熱膨張率の大きい方に形成している。
【００１１】本発明によれば、連結部材の周辺領域で第
１部材及び第２部材の凹部と凸部を嵌合させている。こ
のため、第１部材及び第２部材の熱膨張率の差を原因と
して第１部材及び第２部材間にずれが発生しても、この
ずれに伴う応力が凹部と凸部の嵌合個所で受けられ、こ
の応力の全てが連結部材に加わることがない。これによ
って連結部材の破壊が防止される。
【００１２】更に本発明では、前記第１部材の熱膨張率
と前記第２部材の熱膨張率が相互に異なり、前記第１及
び第２部材のうちの熱膨張率の大きい方に前記凹部を形
成している。
【００１３】例えば、第１部材の熱膨張率が第２部材の
熱膨張率よりも大きい場合、第２部材に凸部を予め形成
しておき、第１部材をその溶融温度まで上昇させてか
ら、第１部材を第２部材に押し付け、これによって第２
部材の凸部に嵌合する凹部を第１部材の壁面に形成す
る。第１部材の熱膨張率がより大きいので、第１部材が
常温近傍まで冷却されたときには第１部材の凹部の方が
第２部材の凸部よりも収縮する。このため、凹部と凸部
間に隙間が発生することはなく、先に述べた凹部と凸部
の嵌合による効果を維持することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。
【００１５】図１は、本発明の結合構造の一実施形態を
示す断面図である。図１において、第１部材１の壁面に
は溝状の複数の凹部２が形成され、第２部材３の壁面に
は複数の凸部４が形成され、第１部材１の各凹部２と第
２部材３の各凸部４が相互に嵌合されている。
【００１６】第１部材１の上端１ａと第２部材３の上端
３ａが相互に係合し、第１部材１の下端１ｂと第２部材
３の下端３ｂが相互に係合している。
【００１７】連結部材５は、鉤状であって、第１及び第
２部材１，３の壁面に埋設され、第１及び第２部材１，
３を結合し、第１及び第２部材１，３間をシールしてい
る。
【００１８】第１部材１は例えばポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）からなり、第２部材３は例えばナイロン（ＰＡ）か
らなる。連結部材５は例えば変性ポリプロピレンからな
る。
【００１９】ここで、ポリプロピレンの熱膨張率は５〜
１１×１０-5であり、ナイロンの熱膨張率は２〜３×１
０-5であって、両者の熱膨張率に差がある。このため、
温度が大きく変化したときには、第１部材１の壁面と第
２部材３の壁面にずれが生じる。このずれに伴う応力
は、各凹部２と各凸部４のそれぞれの嵌合部位で分散さ
れて受けられる。これらの嵌合部位は、連結部材５の上
下に存在するので、該ずれに伴う応力が連結部材５に達
する以前に、該応力が該各嵌合部位で分散して受けられ
ることになる。このため、連結部材５には該応力がほと
んど加わらない。大きな温度変化が繰り返されても、連
結部材５に少しの応力が繰り返し加わるだけであるか
ら、連結部材５が破壊されることはない。
【００２０】ところで、ポリプロピレンの溶融温度はナ
イロンの溶融温度よりも低い。そこで、ナイロン製の第
２部材３の壁面に各凸部４を予め形成しておく。そし
て、第１及び第２部材１，３を連結部材５を介して結合
するに際し、ポリプロピレン製の第１部材１をポリプロ
ピレンの溶融温度まで上昇させてから、第１部材１を第
２部材３に押し付ける。すると、第２部材３の各凸部４
が型の役目を果たし、該各凸部４に嵌合する各凹部３が
第１部材１の壁面に形成される。
【００２１】ポリプロピレンの熱膨張率５〜１１×１０
-5がナイロンの熱膨張率２〜３×１０-5よりも大きいた
め、ポリプロピレン製の第１部材１が常温近傍まで冷却
されたときには第１部材１の各凹部３の方が第２部材３
の各凸部４よりも収縮する。このため、各凹部３と各凸
部４間に隙間が発生することはなく、先に述べた各凹部
２と各凸部４の嵌合による効果を維持することができ
る。
【００２２】図２は、図１に示す本実施形態の結合構造
が適用されたエアホースとレゾネータを示している。図
２において、エアホース１１は、ポリプロピレン製であ
って、その筒状開口部１１ａの外周壁に複数の凹部１２
を有する。レゾネータ１３は、ナイロン製であって、そ
の筒状孔部１３ａの内周壁に複数の凸部１４を有する。
各凹部１２と各凸部１４が相互に嵌合している。
【００２３】筒状開口部１１ａと筒状孔部１３ａは、そ
れぞれの部位Ｓ1，Ｓ2で相互に係合している。
【００２４】環状連結部１５は、変性ポリプロピレン製
であって、筒状開口部１１ａの外周壁及び筒状孔部１３
ａの内周壁に埋設され、筒状開口部１１ａと筒状孔部１
３ａを結合し、筒状開口部１１ａと筒状孔部１３ａ間を
シールしている。
【００２５】先に述べた様に車両のエンジンルーム内で
は大きな温度変化が繰り返される。ところが、本実施形
態の結合構造をエアホース１１の筒状開口部１１ａとレ
ゾネータ１３の筒状孔部１３ａ間に適用しているため
に、大きな温度変化が繰り返され、筒状開口部１１ａと
筒状孔部１３ａ間に繰り返しずれが生じても、このずれ
に伴う応力が各凹部１２と各凸部１４のそれぞれの嵌合
部位で分散して受けられ、環状連結部１５に少しの応力
が加わるだけで済み、環状連結部１５が破壊されること
はない。また、環状連結部１５を小型軽量化しても差し
支えなく、高価な変性ポリプロピレンの使用量を減らし
て、コストを低減することができる。あるいは、環状連
結部１５の形状を簡素化して、設計の容易化やコストの
低減を図ることができる。
【００２６】ここでも、ナイロン製の筒状孔部１３ａの
内周壁に各凸部１４を形成しておき、筒状開口部１１ａ
と筒状孔部１３ａを環状連結部１５を介して結合すると
きに、ポリプロピレン製の筒状開口部１１ａをその溶融
温度まで上昇させてから筒状開口部１１ａを筒状孔部１
３ａに押し付けることによって、各凸部１４に嵌合する
各凹部１２を筒状開口部１１ａの外周壁に形成する。こ
れによって、筒状開口部１１ａが常温まで冷却されたと
きに各凹部１２と各凸部１４間に隙間が発生せずに済
み、環状連結部１５の破壊を長期間防止することができ
る。各凹部１２と各凸部１４間に隙間が発生しないの
で、筒状開口部１１ａと筒状孔部１３ａ間の振動や摩耗
が低減され、筒状開口部１１ａと筒状孔部１３ａ間に異
物が混入せずに済み、レゾネータ１３のばたつきや異音
が防止される。
【００２７】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものでなく、多様に変形することができる。例えば、図
３に示す様に第１部材１の壁面に半球状の各凹部２Ａを
形成する共に第２部材３の壁面に半球状の各凸部４Ａを
形成し、各凹部２Ａと各凸部４Ａを相互に嵌合させても
良い。また、図４に示す様に第１部材１の壁面に鉤状の
各凹部２Ｂ並びに各凸部４Ｃを形成する共に第２部材３
の壁面に鉤状の各凸部４Ｂ並びに各凹部２Ｃを形成し、
各凹部２Ｂ並びに各凸部４Ｃと各凸部４Ｂ並びに各凹部
２Ｃを相互に嵌合させても良い。
【００２８】図３の変形例においては、第２部材３の壁
面に各凸部４Ａを形成しておき、第１部材１をその溶融
温度まで上昇させてから各凸部４Ａを第１部材１の壁面
に押し付けることによって、各凹部２Ａを形成すること
ができる。この場合は、第１部材１の熱膨張率を第２部
材３の熱膨張率よりも大きく設定しておき、これによっ
て第１及び第２部材１，３が冷却された後に各凸部４Ａ
と各凹部２Ａ間に隙間が生じないようにする。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、連
結部材の周辺領域で第１部材及び第２部材の凹部と凸部
を嵌合させている。このため、第１部材及び第２部材の
熱膨張率の差を原因として第１部材及び第２部材間にず
れが発生しても、このずれに伴う応力が凹部と凸部の嵌
合個所で受けられ、この応力の全てが連結部材に加わる
ことがない。これによって連結部材の破壊が防止され
る。
【００３０】また、第１及び第２部材のうちの熱膨張率
の大きい方に前記凹部を形成している。例えば、第１部
材の熱膨張率が第２部材の熱膨張率よりも大きい場合、
第２部材に凸部を予め形成しておき、第１部材をその溶
融温度まで上昇させてから、第１部材を第２部材に押し
付け、これによって第２部材の凸部に嵌合する凹部を第
１部材の壁面に形成する。第１部材の熱膨張率がより大
きいので、第１部材が常温近傍まで冷却されたときには
第１部材の凹部の方が第２部材の凸部よりも収縮する。
このため、凹部と凸部間に隙間が発生することはなく、
先に述べた凹部と凸部の嵌合による効果を維持すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の結合構造の一実施形態を示す断面図で
ある。
【図２】図１に示す本実施形態の結合構造が適用された
エアホースとレゾネータを示す断面図である。
【図３】本発明の結合構造の変形例を示す斜視図であ
る。
【図４】本発明の結合構造の他の変形例を示す断面図で
ある。
【図５】エアーホース及びレゾネータを示す分解斜視図
である。
【図６】図５のエアーホース及びレゾネータを示す平面
図である。
【図７】図６のＡ−Ａに沿って切断して示す断面図であ
る。
【図８】図７の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１部材 ２ 凹部 ３ 第２部材 ４ 凸部 ５ 連結部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−68284（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−100960（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−151818（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 35/12 F02M 35/10 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に異なるそれぞれの熱膨張率を有す
    る第１部材及び第２部材の各壁面を重ね合せ、該第１部
    材及び該第２部材の各壁面の両方にわたって連結部材を
    埋設することによって該第１部材及び該第２部材を相互
    に結合する２種類の部材の結合構造において、 前記第１部材の壁面及び前記第２部材の壁面における前
    記連結部材の周辺領域に、相互に嵌合する凹部及び凸部
    を前記第１部材の壁面及び前記第２部材の壁面の一方と
    他方にそれぞれ形成し、前記凹部は前記第１及び第２部
    材のうちの熱膨張率の大きい方に形成した２種類の部材
    の結合構造。
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