JP3618555B2 - 慣性過給式吸気マニホールドにおけるブランチパイプの接合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四気筒内燃機関等のような多気筒内燃機関において、エアクリーナからの吸気を各気筒に分配する吸気マニホールドのうち、慣性効果による過給を図るように構成した吸気マニホールドにおいて、この吸気マニホールドにおける各ブランチパイプを接合する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の慣性過給式吸気マニホールドは、各気筒ごとに独立する比較的長いブランチパイプと、この各ブランチパイプの一端部を内燃機関に対して接合するための共通フランジと、前記各ブランチパイプの他端部を接続し且つ吸気の入口を備えたサージタンクとからなり、従来では、例えば、実開平１−９９９６５号公報等に記載されているように、アルミニウム又はその合金の鋳造にて製作している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の慣性過給式吸気マニホールドを、アルミニウム又はその合金の鋳造製にすることは、吸気マニホールドの全体の重量が大幅にアップするばかりか、各ブランチパイプの内面における表面粗さが粗くて、吸気の流れ抵抗が大きいのであった。
【０００４】
そこで、これらを解消すると共に低価格化を図ることのために、前記した構成の吸気マニホールドの全体を硬質合成樹脂製にすることが提案されているが、この硬質合成樹脂製の吸気マニホールドでは、その各ブランチパイプを、サージタンク及び共通フランジとは、別の金型にて成形したのち、これを、前記サージタンク及び共通フランジに対して、接着剤にて接合するとか、或いは、突き合わせによる熱融着にて接合すると言う構成にしている。
【０００５】
しかし、前者の接着剤による接合は、接着剤の塗布に可成りの時間と手数とを必要とすることに加えて、接着剤が固まるまでに長い時間を必要とするから、接合に要するコストが大幅にアップするばかりか、接合強度が低いと言う問題があり、また、後者の突き合わせによる熱融着にて接合する方法は、接合に要する時間を短縮できるものの、各ブランチパイプの内面に、熱融着に際しての盛り上がりが発生し、これが吸気の流れ抵抗を増大するばかりか、熱融着に特殊の技術が必要であり、しかも、突き合わせによる熱融着であるから、接合の強度が低いと言う問題があった。
【０００６】
本発明は、吸気マニホールドを熱可塑性の硬質合成樹脂製にする場合において、前記のような問題を招来することなく至極簡単に、且つ、強固に接合できる方法を提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の接合方法は、
「熱可塑性硬質合成樹脂による吸気マニホールドにおける各ブランチパイプの両端部を、前記吸気マニホールドにおけるサージタンクと、このサージタンクに一体的に設けた内燃機関への接続用共通フランジとに接合するにおいて、
前記各ブランチパイプを、その一端部が横向きに、他端部が上向きになるように湾曲し、この各ブランチパイプにおける上向き他端部を、前記サージタンクの下面に設けた接続部に対して上向きに嵌め込んで接合する一方、前記各ブランチパイプにおける横向きの一端部に、共通フランジに穿設の装着孔内に挿入されるソケット管部と、共通フランジの外側面に接当される鍔部とを一体的に設け、このソケット管部を、前記共通フランジの装着孔内に、当該ソケット管部の外側を囲うように形成した電熱線を前記ソケット管部と前記鍔部とのコーナーに位置し且つこの電熱線を前記鍔部と前記共通フランジの外側面との間に挟むようにして挿入し、前記鍔部が前記共通フランジの外側面に接当するように押圧した状態で、前記電熱線に通電することを特徴とする。」
ものである。
【０００８】
【発明の作用・効果】
このように、電熱線に通電することにより、各ブランチパイプ及び共通フランジ又はサージタンクのうち、前記電熱線に接当する部分は溶融して、互いに一体的に融着するから、各ブランチパイプにおける横向きの一端部を、共通フランジに対して、至極簡単に熱融着できるのである。
【０００９】
しかも、前記各ブランチパイプにおける横向きの一端部に一体的に設けたソケット管部を、共通フランジにおける装着孔内に挿入したことにより、各ブランチパイプの一部が、共通フランジの内部にめり込んだ形態になるから、前記各ブランチパイプの共通フランジに対する接合強度を、突き合わせ接合による場合とは比較にならない程向上できるのである。
【００１０】
その上、前記した電熱線への通電による熱融着は、前記ソケット管部の外側で行われることにより、溶融した樹脂の一部が、各ブランチパイプの内側に流れ込むことを確実に阻止できるのである。
【００１１】
従って、本発明によると、熱可塑性硬質合成樹脂による吸気マニホールドにおいて、その各ブランチパイプを、共通フランジに対して熱融着にて接合することを、各ブランチパイプの内面への盛り上がりを発生することなく、ひいては、吸気の流れ抵抗の増大を招来することなく、至極簡単に行うことができると共に、その接合強度を大幅に向上できる効果を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、四つの気筒を備えた内燃機関に対する吸気マニホールドの場合の図面について説明する。
【００１３】
この図において符号１は、四つの気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４をクランク軸の軸線方向１ａに沿って直列に並べた四気筒内燃機関を示す。この内燃機関１におけるシリンダヘッド２の長手側面３には、前記各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７が開口している。
【００１４】
符号８は、前記内燃機関１に対する吸気マニホールドを示し、この吸気マニホールド８は、上面に上向きに突出する吸気入口管９を備えたサージタンク１０と、長い長さの四本のブランチパイプ１１，１２，１３，１４と、この各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端を前記内燃機関１のシリンダヘッド２における長手側面３に接合する共通フランジ１５とから成り、これらサージタンク１０、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４、及び共通フランジ１５は、いずれもポリアミド樹脂（ナイロン）等の熱可塑性の硬質合成樹脂製である。
【００１５】
そして、前記共通フランジ１５と、前記サージタンク１０とを互いに近接した部位に配設して、この両者を、共通フランジ１５がサージタンク１０における一つの外側面と略平行に延びるように一体的に結合し、この共通フランジ１５を、前記シリンダヘッド２における長手側面３に対して、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を前記各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７に連通するように複数本のボルト１６による締結にて接合されている。
【００１６】
また、前記吸気マニホールド８におけるサージタンク１０を、平面視である図１に示すように、各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のうち中央に位置する第２気筒Ａ２と第３気筒Ａ３との間の部位に配設して、このサージタンク１０の上面における吸気入口管９の上端に、スロットル弁（図示せず）を備えたスロットルボデー１７を取付ける。
【００１７】
更にまた、前記サージタンク１０の下面には、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４に対する四つの接続部１８，１９，２０，２１を設ける一方、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を、互いに略同じ長さに揃えて、クランク軸の軸線方向１ａから見た側面図である図２に示すように、シリンダヘッド２の長手側面３に取付く共通フランジ１５から前記サージタンク１０の上側を通って横向きに延ばしたのち前記サージタンク１０の外側で下向きに湾曲し更に前記サージタンク１０の下側で上向きに湾曲して、前記サージタンク１０の下面における各接続部１８，１９，２０，２１の各々に対して、上向きに嵌め込んで接続する。
【００１８】
この場合において、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の前記共通フランジ１５に対する接続は、以下に述べる図５〜図８に示すような方法の熱融着による。
【００１９】
すなわち、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端に、前記共通フランジ１５に穿設した装着孔１５ａ内に挿入されるソケット管部２２と、共通フランジ１５の外側面１５ｂに接当する鍔部２３とを一体的に設ける。
【００２０】
次いで、このソケット管部２２を、前記共通フランジ１５における装着孔１５ａ内に挿入する。
【００２１】
この挿入に際しては、前記ソケット管部２２の外側を囲うように曲げ形成した電熱線２４を、当該ソケット管部２２と鍔部とのコーナーに位置するとともに、この電熱線２４を、前記鍔部２３と共通フランジ１５の外側面１５ｂとの間に挟むようにする。
【００２２】
次いで、前記鍔部２３が共通フランジ１５の外側面１５ｂに接当するように押圧した状態で、前記電熱線２４に通電することにより、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４及び共通フランジ１５のうち前記電熱線２４に接当する部分、各ブランチパイプにおいてソケット管部２２と鍔部とのコーナー、及び共通フランジ１５において装着孔１５ａの内面と外側面１５ｂとのコーナーの部分が、同時に溶融して、互いに一体的に融着するから、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を、共通フランジ１５に対して、至極簡単に熱融着できる。
【００２３】
しかも、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端部に一体的に設けたソケット管部２２を、共通フランジ１５における装着孔１５ａ内に挿入したことにより、各ブランチパイプの一部が、共通フランジ１５の内部にめり込んだ形態になるから、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の共通フランジ１５に対する接合強度を、突き合わせ接合による場合とは比較にならない程向上できるのである。
【００２４】
その上、前記した電熱線２４への通電による熱融着は、前記ソケット管部２２の外側で行われることにより、溶融した樹脂の一部が、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の内側に流れ込むことを確実に阻止できるから、前記熱融着に際して、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の内面に、溶融樹脂の盛り上がり部が形成されることを確実に回避できるのである。
【００２５】
なお、前記共通フランジ１５におけるシリンダヘッド２の長手側面３に対する接合面には、リング状の凹所２５が、前記ソケット管部２２の周囲を囲うように設けられ、このリング状凹所２５内には、前記シリンダヘッド２の長手側面３に対するシール用のリング状ガスケット２６が装填されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のII−II視側面図である。
【図３】図１のIII −III 視要部拡大断面図である。
【図４】図１のIV−IV視要部拡大断面図である。
【図５】ブランチパイプを共通フランジに対して接合する状態を示す拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI視断面図である。
【図７】ブランチパイプを共通フランジに挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図８】ブランチパイプを共通フランジに対して接合した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 気筒
２ シリンダヘッド
３ シリンダヘッドの長手側面
４，５，６，７ 吸気ポート
８ 吸気マニホールド
９ 吸気入口管
１０ サージタンク
１１，１２，１３，１４ ブランチパイプ
１５ 共通フランジ
１５ａ 共通フランジにおける装着孔
１５ｂ 共通フランジの外側面
２２ ソケット管部
２３ 鍔部
２４ 電熱線
【発明の属する技術分野】
本発明は、四気筒内燃機関等のような多気筒内燃機関において、エアクリーナからの吸気を各気筒に分配する吸気マニホールドのうち、慣性効果による過給を図るように構成した吸気マニホールドにおいて、この吸気マニホールドにおける各ブランチパイプを接合する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の慣性過給式吸気マニホールドは、各気筒ごとに独立する比較的長いブランチパイプと、この各ブランチパイプの一端部を内燃機関に対して接合するための共通フランジと、前記各ブランチパイプの他端部を接続し且つ吸気の入口を備えたサージタンクとからなり、従来では、例えば、実開平１−９９９６５号公報等に記載されているように、アルミニウム又はその合金の鋳造にて製作している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の慣性過給式吸気マニホールドを、アルミニウム又はその合金の鋳造製にすることは、吸気マニホールドの全体の重量が大幅にアップするばかりか、各ブランチパイプの内面における表面粗さが粗くて、吸気の流れ抵抗が大きいのであった。
【０００４】
そこで、これらを解消すると共に低価格化を図ることのために、前記した構成の吸気マニホールドの全体を硬質合成樹脂製にすることが提案されているが、この硬質合成樹脂製の吸気マニホールドでは、その各ブランチパイプを、サージタンク及び共通フランジとは、別の金型にて成形したのち、これを、前記サージタンク及び共通フランジに対して、接着剤にて接合するとか、或いは、突き合わせによる熱融着にて接合すると言う構成にしている。
【０００５】
しかし、前者の接着剤による接合は、接着剤の塗布に可成りの時間と手数とを必要とすることに加えて、接着剤が固まるまでに長い時間を必要とするから、接合に要するコストが大幅にアップするばかりか、接合強度が低いと言う問題があり、また、後者の突き合わせによる熱融着にて接合する方法は、接合に要する時間を短縮できるものの、各ブランチパイプの内面に、熱融着に際しての盛り上がりが発生し、これが吸気の流れ抵抗を増大するばかりか、熱融着に特殊の技術が必要であり、しかも、突き合わせによる熱融着であるから、接合の強度が低いと言う問題があった。
【０００６】
本発明は、吸気マニホールドを熱可塑性の硬質合成樹脂製にする場合において、前記のような問題を招来することなく至極簡単に、且つ、強固に接合できる方法を提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の接合方法は、
「熱可塑性硬質合成樹脂による吸気マニホールドにおける各ブランチパイプの両端部を、前記吸気マニホールドにおけるサージタンクと、このサージタンクに一体的に設けた内燃機関への接続用共通フランジとに接合するにおいて、
前記各ブランチパイプを、その一端部が横向きに、他端部が上向きになるように湾曲し、この各ブランチパイプにおける上向き他端部を、前記サージタンクの下面に設けた接続部に対して上向きに嵌め込んで接合する一方、前記各ブランチパイプにおける横向きの一端部に、共通フランジに穿設の装着孔内に挿入されるソケット管部と、共通フランジの外側面に接当される鍔部とを一体的に設け、このソケット管部を、前記共通フランジの装着孔内に、当該ソケット管部の外側を囲うように形成した電熱線を前記ソケット管部と前記鍔部とのコーナーに位置し且つこの電熱線を前記鍔部と前記共通フランジの外側面との間に挟むようにして挿入し、前記鍔部が前記共通フランジの外側面に接当するように押圧した状態で、前記電熱線に通電することを特徴とする。」
ものである。
【０００８】
【発明の作用・効果】
このように、電熱線に通電することにより、各ブランチパイプ及び共通フランジ又はサージタンクのうち、前記電熱線に接当する部分は溶融して、互いに一体的に融着するから、各ブランチパイプにおける横向きの一端部を、共通フランジに対して、至極簡単に熱融着できるのである。
【０００９】
しかも、前記各ブランチパイプにおける横向きの一端部に一体的に設けたソケット管部を、共通フランジにおける装着孔内に挿入したことにより、各ブランチパイプの一部が、共通フランジの内部にめり込んだ形態になるから、前記各ブランチパイプの共通フランジに対する接合強度を、突き合わせ接合による場合とは比較にならない程向上できるのである。
【００１０】
その上、前記した電熱線への通電による熱融着は、前記ソケット管部の外側で行われることにより、溶融した樹脂の一部が、各ブランチパイプの内側に流れ込むことを確実に阻止できるのである。
【００１１】
従って、本発明によると、熱可塑性硬質合成樹脂による吸気マニホールドにおいて、その各ブランチパイプを、共通フランジに対して熱融着にて接合することを、各ブランチパイプの内面への盛り上がりを発生することなく、ひいては、吸気の流れ抵抗の増大を招来することなく、至極簡単に行うことができると共に、その接合強度を大幅に向上できる効果を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、四つの気筒を備えた内燃機関に対する吸気マニホールドの場合の図面について説明する。
【００１３】
この図において符号１は、四つの気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４をクランク軸の軸線方向１ａに沿って直列に並べた四気筒内燃機関を示す。この内燃機関１におけるシリンダヘッド２の長手側面３には、前記各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７が開口している。
【００１４】
符号８は、前記内燃機関１に対する吸気マニホールドを示し、この吸気マニホールド８は、上面に上向きに突出する吸気入口管９を備えたサージタンク１０と、長い長さの四本のブランチパイプ１１，１２，１３，１４と、この各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端を前記内燃機関１のシリンダヘッド２における長手側面３に接合する共通フランジ１５とから成り、これらサージタンク１０、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４、及び共通フランジ１５は、いずれもポリアミド樹脂（ナイロン）等の熱可塑性の硬質合成樹脂製である。
【００１５】
そして、前記共通フランジ１５と、前記サージタンク１０とを互いに近接した部位に配設して、この両者を、共通フランジ１５がサージタンク１０における一つの外側面と略平行に延びるように一体的に結合し、この共通フランジ１５を、前記シリンダヘッド２における長手側面３に対して、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を前記各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７に連通するように複数本のボルト１６による締結にて接合されている。
【００１６】
また、前記吸気マニホールド８におけるサージタンク１０を、平面視である図１に示すように、各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のうち中央に位置する第２気筒Ａ２と第３気筒Ａ３との間の部位に配設して、このサージタンク１０の上面における吸気入口管９の上端に、スロットル弁（図示せず）を備えたスロットルボデー１７を取付ける。
【００１７】
更にまた、前記サージタンク１０の下面には、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４に対する四つの接続部１８，１９，２０，２１を設ける一方、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を、互いに略同じ長さに揃えて、クランク軸の軸線方向１ａから見た側面図である図２に示すように、シリンダヘッド２の長手側面３に取付く共通フランジ１５から前記サージタンク１０の上側を通って横向きに延ばしたのち前記サージタンク１０の外側で下向きに湾曲し更に前記サージタンク１０の下側で上向きに湾曲して、前記サージタンク１０の下面における各接続部１８，１９，２０，２１の各々に対して、上向きに嵌め込んで接続する。
【００１８】
この場合において、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の前記共通フランジ１５に対する接続は、以下に述べる図５〜図８に示すような方法の熱融着による。
【００１９】
すなわち、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端に、前記共通フランジ１５に穿設した装着孔１５ａ内に挿入されるソケット管部２２と、共通フランジ１５の外側面１５ｂに接当する鍔部２３とを一体的に設ける。
【００２０】
次いで、このソケット管部２２を、前記共通フランジ１５における装着孔１５ａ内に挿入する。
【００２１】
この挿入に際しては、前記ソケット管部２２の外側を囲うように曲げ形成した電熱線２４を、当該ソケット管部２２と鍔部とのコーナーに位置するとともに、この電熱線２４を、前記鍔部２３と共通フランジ１５の外側面１５ｂとの間に挟むようにする。
【００２２】
次いで、前記鍔部２３が共通フランジ１５の外側面１５ｂに接当するように押圧した状態で、前記電熱線２４に通電することにより、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４及び共通フランジ１５のうち前記電熱線２４に接当する部分、各ブランチパイプにおいてソケット管部２２と鍔部とのコーナー、及び共通フランジ１５において装着孔１５ａの内面と外側面１５ｂとのコーナーの部分が、同時に溶融して、互いに一体的に融着するから、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４を、共通フランジ１５に対して、至極簡単に熱融着できる。
【００２３】
しかも、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の一端部に一体的に設けたソケット管部２２を、共通フランジ１５における装着孔１５ａ内に挿入したことにより、各ブランチパイプの一部が、共通フランジ１５の内部にめり込んだ形態になるから、前記各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の共通フランジ１５に対する接合強度を、突き合わせ接合による場合とは比較にならない程向上できるのである。
【００２４】
その上、前記した電熱線２４への通電による熱融着は、前記ソケット管部２２の外側で行われることにより、溶融した樹脂の一部が、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の内側に流れ込むことを確実に阻止できるから、前記熱融着に際して、各ブランチパイプ１１，１２，１３，１４の内面に、溶融樹脂の盛り上がり部が形成されることを確実に回避できるのである。
【００２５】
なお、前記共通フランジ１５におけるシリンダヘッド２の長手側面３に対する接合面には、リング状の凹所２５が、前記ソケット管部２２の周囲を囲うように設けられ、このリング状凹所２５内には、前記シリンダヘッド２の長手側面３に対するシール用のリング状ガスケット２６が装填されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のII−II視側面図である。
【図３】図１のIII −III 視要部拡大断面図である。
【図４】図１のIV−IV視要部拡大断面図である。
【図５】ブランチパイプを共通フランジに対して接合する状態を示す拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI視断面図である。
【図７】ブランチパイプを共通フランジに挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図８】ブランチパイプを共通フランジに対して接合した状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 気筒
２ シリンダヘッド
３ シリンダヘッドの長手側面
４，５，６，７ 吸気ポート
８ 吸気マニホールド
９ 吸気入口管
１０ サージタンク
１１，１２，１３，１４ ブランチパイプ
１５ 共通フランジ
１５ａ 共通フランジにおける装着孔
１５ｂ 共通フランジの外側面
２２ ソケット管部
２３ 鍔部
２４ 電熱線
Claims (1)
- 熱可塑性硬質合成樹脂による吸気マニホールドにおける各ブランチパイプの両端部を、前記吸気マニホールドにおけるサージタンクと、このサージタンクに一体的に設けた内燃機関への接続用共通フランジとに接合するにおいて、
前記各ブランチパイプを、その一端部が横向きに、他端部が上向きになるように湾曲し、この各ブランチパイプにおける上向き他端部を、前記サージタンクの下面に設けた接続部に対して上向きに嵌め込んで接合する一方、前記各ブランチパイプにおける横向きの一端部に、共通フランジに穿設の装着孔内に挿入されるソケット管部と、共通フランジの外側面に接当される鍔部とを一体的に設け、このソケット管部を、前記共通フランジの装着孔内に、当該ソケット管部の外側を囲うように形成した電熱線を前記ソケット管部と前記鍔部とのコーナーに位置し且つこの電熱線を前記鍔部と前記共通フランジの外側面との間に挟むようにして挿入し、前記鍔部が前記共通フランジの外側面に接当するように押圧した状態で、前記電熱線に通電することを特徴とする慣性過給式吸気マニホールドにおけるブランチパイプの接合方法。
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