JP3587881B2

JP3587881B2 - エアインテークパイプの嵌合構造

Info

Publication number: JP3587881B2
Application number: JP15273594A
Authority: JP
Inventors: 宗幸鈴木; 孝哉手島
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1994-06-11
Filing date: 1994-06-11
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JPH07332184A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車のエンジンルーム内等で使用されるエアインテークパイプの嵌合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンルーム内で用いられる軟質のエアインテークパイプは、これまでＥＰＤＭ，ＣＲ，ＮＢＲ，フッ素ゴムなどのゴム系材料と、熱可塑性エラストマー（オレフィン系のもの）等の樹脂材料によるものとで造られてきた。
こうしたなかで、軽量化，低コスト化を図るべく軟質の熱可塑性エラストマー等からなるエアインテークパイプが広く検討されてきているが、ゴムのように柔軟にしてエンジンルーム内の要求特性を満足するものは少なかった。
従って、エアインテークパイプの嵌合部では、熱可塑性エラストマーの軟質エアインテークパイプ５の内径ｄ_２を硬質エアインテークパイプ６の外径ｄ_１より大きめにとり、更に、軟質エアインテークパイプ５の端部にゴム製のジョイント７を差し込んで、組付け作業性とシール性とを確保するようにしていた（図６，図７）。図中、符号３はクランプを示す。
もし、上記ゴム製のジョイント７をなくそうとするなら、熱可塑性エラストマーのみでシール性を確保する必要があり、軟質エアインテークパイプ５の内径ｄ_２を硬質エアインテークパイプ６の外径ｄ_１より３〜４％ほど小さくしなければならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのようにすると、熱可塑性エラストマーの表面硬度が硬いため、硬質エアインテークパイプ６への軟質エアインテークパイプ５の嵌合に２００Ｎ以上の力を要し、組付け作業性を悪くした。特に、軟質エアインテークパイプ５には、１３０〜１５０℃の耐熱性が求められ、耐熱性の優れたポリエステル系エラストマーが専ら使用されるため、表面硬度がＳＨＯＲＥＤ４０以上で硬くなってしまい組付け作業を一層困難なものにした。
尚、耐熱温度１３０〜１５０℃を満たそうとすれば、従来ゴムでも、組付け作業性はポリエステル系エラストマーと同様悪くなっていた。
【０００４】
一方、上記組付け作業性を改善すべく、軟質エアインテークパイプ５の内径ｄ_２を広げると、組付け作業性は良くなるもののシール機能が低下するに至った。また、別対策として、軟質エアインテークパイプ５の嵌合部肉厚を薄くすると、嵌合部の緊迫力も低下して耐圧性（エア圧）が満たされなくなり、結局はシール性の確保が難しくなった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するもので、組付け作業を容易にしてシール機能を発揮できるエアインテークパイプの嵌合構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本第一発明のエアインテークパイプの嵌合構造は、硬質エアインテークパイプ（１）と、該硬質エアインテークパイプの端部外周に嵌挿され、且つ嵌合部（２ａ）にその外周面を一周する突状環（２１）を線状隆起して複数形成した熱可塑性樹脂製の軟質エアインテークパイプ（２）と、該軟質エアインテークパイプの突状環を巻回して上記嵌合部に取着されるクランプ（３）とからなり、上記突状環の幅Ｗおよび高さＨを１〜３ｍｍの範囲にし、さらに上記軟質エアインテークパイプが中空成形で造られるようにして、該クランプを締め付けることで、上記突状環が押圧され軟質エアインテークパイプと硬質エアインテークパイプとが締結するようにしたことを特徴とする。
「硬質エアインテークパイプ」とは、硬質樹脂（曲げ弾性率が７０００ｋｇ／ｃｍ^２以上の樹脂）で造られたエアインテークパイプをいう。
「熱可塑性樹脂製の軟質エアインテークパイプ」とは、熱可塑性エラストマーからなるエアインテークパイプ、又は、熱可塑性樹脂に可塑剤を添加して軟質化したもので造られたエアインテークパイプをいう。
【０００７】
本第二発明のエアインテークパイプの嵌合構造は、第一発明で、軟質エアインテークパイプがポリエステル系熱可塑性エラストマーで造られ、且つ、該軟質エアインテークパイプの内径Ｄ _２が上記硬質エアインテークパイプの外径Ｄ _１に対し、０．９７Ｄ _１ ≦Ｄ _２ ≦０．９９Ｄ _１の範囲にあることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本第一発明に係るエアインテークパイプの嵌合構造によれば、硬質エアインテークパイプに軟質エアインテークパイプを嵌合させ、クランプを締め付けると、軟質エアインテークパイプに係る嵌合部の外周面でクランプ締付け位置に突状環を形成しているので、クランプの締付けによってこの突状環が押圧される。
軟質エアインテークパイプは、熱可塑性エラストマー又は軟質の熱可塑性樹脂からなるので、突状環周りは変形して、外力は硬質エアインテークパイプへ伝播され、嵌合する硬質エアインテークパイプ面へ均一に且つ集中的に圧力を加えるようになる。従って、軟質エアインテークパイプと硬質エアインテークパイプが互いに圧着し、シール性が高まる。嵌合部（２ａ）の外周面を一周する突状環（２１）が線状隆起して形成されることから、円を描く突状環の外周面がクランプの力を受けるので、硬質エアインテークパイプへより均一に圧力を加えるようになる。突状環の幅Ｗおよび高さＨを１〜３ｍｍの範囲にすると、シール性に効き目があり、軟質エアインテークパイプが中空成形で造られるようにすると、突状環は精度の高いものが得られるようになる。
更に、本第二発明ごとくのエアインテークパイプの嵌合構造とすると、耐熱性が良好になり、また、軟質エアインテークパイプの内径Ｄ _２が硬質エアインテークパイプ１の外径Ｄ _１に対し、０．９７Ｄ _１ ≦Ｄ _２ ≦０．９９Ｄ _１の範囲にあると、組付け作業性が良くなる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１〜図５は、本発明に係るエアインテークパイプの嵌合構造の一実施例を示す。図１は硬質エアインテークパイプと軟質エアインテークパイプの嵌合部の斜視図、図２はエアインテークパイプの嵌合構造を示す縦断面図、図３はエアインテークパイプの嵌合構造を示す横断面図、図４は軟質エアインテークパイプの嵌合部の拡大図、図５はエアインテークパイプの嵌合時の状態図である。
【００１０】
エアインテークパイプの嵌合構造の構成部品は、硬質エアインテークパイプ１と、軟質エアインテークパイプ２と、クランプ３である（図２，図３）。
硬質エアインテークパイプ１は、公知の耐熱性を有する硬質樹脂で、外径Ｄ_１を５６ｍｍφの管状にしたものである。ここでは、材質としてナイロン樹脂が用いられている。
嵌合部１ａの端部は、外周縁を隆起させ係合突起１１を形成している。符号１２は、外径を大きく膨らませてなるストッパを示す。嵌合部１ａを越え、軟質エアインテークパイプ２が嵌まり込みすぎるのを防止する。
【００１１】
軟質エアインテークパイプ２は、中空成形で内径Ｄ_２を約５５ｍｍφとして図１ごとくの形状としたもので、その内径Ｄ_２は、硬質エアインテークパイプ１の外径Ｄ_１より１〜３％小さな値（０．９７Ｄ_１≦Ｄ_２≦０．９９Ｄ_１）としている。軟質エアインテークパイプ２の内径Ｄ_２は硬質エアインテークパイプ１の内径Ｄ_１の９７％未満になると、作業性が悪くなり、逆に、軟質エアインテークパイプ２の内径Ｄ_２がＤ_２＞０．９９Ｄ_１になると、シールが難しくなるからである。
軟質エアインテークパイプ２の肉厚ｔは約１．５ｍｍである。１．０〜３．０ｍｍが好ましい。肉厚ｔは最低１．０ｍｍ以上は必要で、耐熱，耐圧性を考慮すると１．５ｍｍ程が最適値であった。３．０ｍｍを越えると、組付け作業性が悪化し不適応となる。
軟質エアインテークパイプ２の端部に嵌合部２ａが位置し、嵌合部２ａには、外周面を一周する突状環２１，２１が二箇所に形成されている。突状環２１，２１は、それぞれ幅Ｗ１ｍｍにして高さＨが１ｍｍ隆起するものである（図４）。突状環２１は、嵌合部２ａの外周面で線状隆起して突条環としている（図１）。突状環２１は、一本でも構わないが、二本の方がシール性は良好になる。もちろん、複数本設けることができる。上記突状環２１，２１の高さＨは同じであるが、互いの高さＨに差をつけてもシール効果はある。
【００１２】
嵌合部２ａの内端には、内径を大きく膨らました係合凹部２２が設けられている。硬質エアインテークパイプ１の係合突起１１を係止させ、硬質エアインテークパイプ１の抜け防止に役立つ。
符号２３はジャバラ部分を示す。
【００１３】
ここで、上記突状環２１の幅Ｗは１〜３ｍｍ，高さＨは１〜３ｍｍの範囲が好ましいとされる。幅Ｗ，高さＨ共に１ｍｍより小さくなると効き目が弱く、クランプ３を締付けても、その力の硬質エアインテークパイプ１への伝播が弱まるためである。一方、幅Ｗ，高さＨが３ｍｍより大きくなると、クランプ３からの力が硬質エアインテークパイプ１へ均等に加わらず、力の偏在化を助長するからである。
表１は、突状環２１，硬質エアインテークパイプ１の外径Ｄ_１，軟質エアインテークパイプ２の内径Ｄ_２を組合せ、シール性，組付け作業性について実験した結果を示すが、ほぼ上述内容が裏付けられている。
【００１４】
【表１】

【００１５】
表１で、試験ＮＯ．１〜ＮＯ．４は突状環２１のないもの、試験ＮＯ．５，ＮＯ．６は突状環２１を二本設けたもので、ＮＯ．５が二本とも幅Ｗ及び高さＨを１ｍｍとしたのに対し、ＮＯ．６は二本とも幅Ｗ及び高さＨを２ｍｍとしたものである。試験ＮＯ．７は突状環２１（幅Ｗ及び高さＨが２ｍｍ）を一本としたものである。試験ＮＯ．８，ＮＯ．９は突状環２１を三本設けたもので、ＮＯ．８は真ん中に幅Ｗ及び高さＨが１ｍｍの突状環２１を配し、両側に幅Ｗ及び高さＨが２ｍｍの突状環２１を配置したものである。一方、ＮＯ．９は真ん中に幅Ｗ及び高さＨが２ｍｍの突状環２１を配し、両側に幅Ｗ及び高さＨが１ｍｍの突状環２１を配置している。
試験結果のシール性が○印は、シールが十分であったことを示す。×印はシール性に難があったことを示す。また、組付け作業性で○印は組付けがスムーズに進んだものを示す。×印は組付け作業が困難であったものを示す。
【００１６】
ところで、中空成形の場合、外径寸法は金型により規制されるため、精度の高い寸法が得られる。一方、内径寸法は規制するものがないため、肉厚は均一にならないし、また真円にならない。
本実施例では、嵌合部２ａの外周面に突状環２１が形成されるために、突状環２１は精度の高いものが得られるようになっている。
【００１７】
突状環２１については、前記硬質エアインテークパイプ１に係る嵌合部１ａの外周面に形成することも考えられる。しかし、硬質エアインテークパイプ１に突状環を形成すると、この突状環が嵌合時に大きな抵抗となって、軟質エアインテークパイプ２の嵌挿が円滑に進まなくなる。
また、軟質エアインテークパイプ２の内周面に突状環２１を形成するとなると、突状環２１が大きな抵抗となって嵌合不能に陥る他、既述のごとく、寸法精度の確保ができないといった不具合をもたらす。従って、突状環２１は、図１のごとく、軟質エアインテークパイプ２に係る嵌合部２ａの外周面に限られる。
【００１８】
軟質エアインテークパイプ２の材質は、ポリエステル系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を使用する。
熱可塑性エラストマーは、熱可塑性樹脂として成形でき、常温では、加硫しなくともゴム弾性を有する材料で、スチレン系，ポリウレタン系，ポリエステル系，ポリアミド系等があるが、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（東洋紡株式会社の商品名「ペルプレン」，ＤｕＰｏｎｔ社の商品名「Ｈｙｔｒｅｌ」，大日本インキ化学工業の商品名「ＡＫＺＯ］など）が耐熱性に特に優れ（約１４０℃）、また、強度，弾性も共によく好適である。他に、フッ素ポリマー系やポリプロピレンとＥＰＭ又はＥＰＤＭのブレンドであるＴＰＯ等が耐熱性の観点から望ましい。
一方、軟質エアインテークパイプ２の材質として、熱可塑性樹脂に可塑剤を添加して柔軟性を付与したものであってもよい。熱可塑性樹脂材料には、耐熱性が要求されるため、ポリアセタール，ポリフェニレンサルファイドポリカーボネート，変性ＰＰＯ，ポリスルフォン等が対象となる。可塑剤は、軟質エアインテークパイプ２を軟らかく，ソフトにする添加剤で、ジ２エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ），ジブチルフタレート（ＤＢＰ）等が代表的なものであるが、ここでは、耐熱性が求められることから樹脂の軟化温度をあまり変えず改良できるジクロヘキシル（ＤＣＨＰ），水素化ビスフェノールジ安息香酸エステル，トリメリット酸トリシクロヘキシルなどが好ましい。
【００１９】
クランプ３は、締結部３１と帯バンド３２とからなる。帯バンド３１の幅が二本の突状環２１，２１の距離Ｌよりも広く、帯バンド３２で突状環２１，２１を巻回して、クランプ３が嵌合部２ａの外周面に取着される（図２，図３）。
【００２０】
このように構成したエアインテークパイプの嵌合構造は、硬質エアインテークパイプ１の端部外周に軟質エアインテークパイプ２を嵌合セットすると、軟質エアインテークパイプ２の内径Ｄ_２が、硬質エアインテークパイプ１の外径Ｄ_１に対しても、その外径Ｄ_１の９７〜９９％の範囲（０．９７Ｄ_１ ≦Ｄ_２ ≦０．９９Ｄ_１）にあることから、軟質エアインテークパイプ２の硬質エアインテークパイプ１への嵌挿は、ゴム弾性の変形も相まって組付け作業をたやすく遂行できる。
また、嵌合セット後、クランプ３を締付けると、帯バンド３１で突状環２１，２１が押圧され、突状環２１，２１に均等且つ集中的な荷重が加わる。この外力は、更に、軟質エアインテークパイプ２から硬質エアインテークパイプ１へと伝わる。図５ごとく、その応力（図中斜線Ｚ部分に発生）は、接合面Ｓにかかるため、シール性が確保されるようになる。尚、内圧力としては、１．５ｋｇ／ｃｍ^２程度と想定される。
加えて、熱可塑性エラストマーの適用が可能になったことで、従来のゴム材に比し軽量化が進むことになる。もちろん、従来品（図６，図７）に比べ、部品点数も減る傾向にある。
【００２１】
尚、本発明においては、前記実施例に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲内で種々変更できる。硬質エアインテークパイプ１，軟質エアインテークパイプ２，クランプ３，突状環２１の形状，大きさ，材質等は、実施例に限定するものでない。例えば、突状環２１は、半球状体のエンボス突部が所定間隔をあけながら連続して、嵌合部２ａの円周を取り巻くものでもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のごとく本発明に係るエアインテークパイプの嵌合構造は、シール機能を満足させながら組付け作業を楽にこなすことができ、更には、部品点数も減らすことが可能になるなど、作業性向上，コスト低減等に優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】硬質エアインテークパイプと軟質エアインテークパイプの嵌合部周りの斜視図である。
【図２】エアインテークパイプの嵌合構造を示す縦断面図である。
【図３】エアインテークパイプの嵌合構造を示す横断面図である。
【図４】軟質エアインテークパイプの嵌合部の拡大図である。
【図５】エアインテークパイプの嵌合時の状態図である。
【図６】従来技術に係るエアインテークパイプの嵌合構造の斜視図である。
【図７】従来技術に係るエアインテークパイプの嵌合構造の断面図である。
【符号の説明】
１硬質エアインテークパイプ
２軟質エアインテークパイプ
２ａ嵌合部
２１突状環
３クランプ
Ｄ _１硬質エアインテークパイプの外径
Ｄ _２軟質エアインテークパイプの内径
Ｈ突状環の高さ
Ｗ突状環の幅

Claims

硬質エアインテークパイプ（１）と、該硬質エアインテークパイプの端部外周に嵌挿され、且つ嵌合部（２ａ）にその外周面を一周する突状環（２１）を線状隆起して複数形成した熱可塑性樹脂製の軟質エアインテークパイプ（２）と、該軟質エアインテークパイプの突状環を巻回して上記嵌合部に取着されるクランプ（３）とからなり、上記突状環の幅Ｗおよび高さＨを１〜３ｍｍの範囲にし、さらに上記軟質エアインテークパイプが中空成形で造られるようにして、該クランプを締め付けることで、上記突状環が押圧され軟質エアインテークパイプと硬質エアインテークパイプとが締結するようにしたことを特徴とするエアインテークパイプの嵌合構造。
上記軟質エアインテークパイプがポリエステル系熱可塑性エラストマーで造られ、且つ、該軟質エアインテークパイプの内径Ｄ _２が上記硬質エアインテークパイプの外径Ｄ _１に対し、０．９７Ｄ _１ ≦Ｄ _２ ≦０．９９Ｄ _１の範囲にある請求項１記載のエアインテークパイプの嵌合構造。