JP3894715B2

JP3894715B2 - 吸気通路構造体の溶着構造

Info

Publication number: JP3894715B2
Application number: JP2000280147A
Authority: JP
Inventors: 修二尾形; 賢治太田; 隆杉山
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP2002089388A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成樹脂から成る複数の通路構成部品が振動溶着されて成る吸気通路構造体に関し、特に、その溶着構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気マニホールド等の吸気通路構造体を、複数の熱可塑性合成樹脂製の通路構成部品を振動溶着によって構成するようにしたものが、たとえばＷＯ９７／１５７５５号公報および特開平１０−２８１０２６号公報等により既に知られており、これらのものでは、相互に隣接する一対の通路構成部品に接合鍔がそれぞれ設けられ、両接合鍔の一方には他方の接合鍔側に向けて突条が突設され、他方の接合鍔には、前記突条に振動溶着される溶着突部が前記突条よりも幅を狭くして突設されるとともに、該溶着突部および前記突条を内、外から挟むようにして前記一方の接合鍔側に突出する一対の規制壁が、前記溶着突部との間に同一深さの収容溝をそれぞれ形成するようにして設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶着突部を内、外から挟む一対の規制壁は、それらの規制壁の先端を一方の接合鍔に近接、対向する位置まで突条および溶着突部の溶着、接合が進んだ状態で振動溶着処理を停止するための目安としての機能を果すとともに、振動溶着によって生じるばりが、両接合鍔の内、外すなわち吸気通路構造体の内、外にはみ出すのを阻止する機能を果すものである。
【０００４】
しかるに吸気通路構造体の形状によっては、前記規制壁の高さを充分に確保し得ず、溶着突部の両側の収容溝の容積を充分に確保し得ない場合があり、振動溶着によって生じたばりが、一方の接合鍔と規制壁の先端との隙間からはみ出してしまうことがある。特に、吸気通路構造体の内方側に前記ばりがはみ出してしまうと、吸気通路構造体内を流通する吸気流に悪影響が及び、エンジンの吸気効率低下の原因にもなる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、振動溶着によって生じるばりが吸気通路構造体の内方にはみ出すことを防止した吸気通路構造体の溶着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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吸気通路構造体の少なくとも一部を構成する一対の熱可塑性合成樹脂製の通路構成部品に、ループ状に連なる接合ラインに沿う接合鍔がそれぞれ設けられ、両接合鍔の一方には他方の接合鍔側に向けて突条が突設され、他方の接合鍔には、前記突条に振動溶着される溶着突部が前記突条よりも幅を狭くして突設されるとともに、該溶着突部および前記突条の外方側に位置するとともに前記一方の接合鍔側に開放した外方側収容溝を溶着突部との間に形成する外方規制壁と、前記溶着突部および前記突条の内方側に位置するとともに前記一方の接合鍔側に開放した内方側収容溝を溶着突部との間に形成する内方規制壁とが一体に設けられる吸気通路構造体の溶着構造において、前記接合ラインの少なくとも一部に対応する部分では、前記溶着突部よりも内方で前記他方の接合鍔側に延びるガイド壁が前記突条の先端に一体に連設されることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、両通路構成部品を接合して吸気通路構造体の少なくとも一部を構成すべく、突条および溶着突部を振動溶着すると、その振動溶着によって生じるばりが突条および溶着突部の両側に張り出していく。この際、接合ラインの少なくとも一部に対応する部分で突条および溶着突部から内方側に流れるばりは、一方の接合鍔および内方規制壁の先端間の隙間側に直接流れることをガイド壁によって阻止され、該ガイド壁により内方側収容溝の底部に向けて流れるようにガイドされる。したがって、振動溶着によって生じて突条および溶着突部よりも内方側に流れるばりが、内方側規制壁の先端および一方の接合鍔間の隙間から吸気通路構造体の内方にばりがはみ出すことを防止することができる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ガイド壁に対応する部分では、前記内方側収容溝が前記外方側収容溝よりも深く形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、突条および溶着突部よりも内方側に流れるばりが、収容容積を比較的大きくした内方側収容溝にその底部から順次収容されることになり、内方側規制壁の先端および一方の接合鍔間の隙間から吸気通路構造体の内方にばりがはみ出すことをより確実に防止することができる。しかも外方側収容溝の深さは比較的浅くてもよいので、内方側収容溝の深さを比較的深くしたことによって接合鍔の強度が大きく低下することはなく、接合鍔を特に厚くしなくても該接合鍔の強度を維持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図７は本発明の一実施例を示すものであり、図１は吸気通路構造体およびスロットルボディの斜視図、図２は吸気通路構造体の側面図、図３は図２の３矢視図、図４は図３の４−４線断面図、図５は第２通路構成部品を図２の５−５線に沿う方向から見た断面図、図６は図３の６−６線に沿う拡大断面図であって溶着前の状態を示す図、図７は溶着後の図６に対応した断面図である。
【００１１】
先ず図１〜図３において、スロットルボディ１１が、サージタンク１２と、図示しない４気筒のエンジンおよびサージタンク１２間を結ぶ吸気マニホールド１３とを一体に有する吸気通路構造体１４に取付けられており、吸気通路構造体１４は、熱可塑性合成樹脂から成る第１、第２および第３通路構成部品１５，１６，１７が相互に振動溶着されることで構成される。
【００１２】
スロットルボディ１１は、上下に延びる円筒状にして第１通路構成部品１５の上面中央部に結合されるものであり、流通空気量を制御するバタフライ形のスロットル弁（図示せず）が、スロットルボディ１１に回動可能に支承される弁軸１８に固着され、該弁軸１８のスロットルボディ１１からの突出端部にスロットルドラム１９が取付けられる。
【００１３】
図４および図５を併せて参照して、第１通路構成部品１５の中央部にはスロットルボディ１１を結合するための接続筒部１５ａが一体に設けられており、サージタンク１２は、第１、第２および第３通路構成部品１５，１６，１７により前記接続筒部１５ａに連なる吸気室２０が形成されて成るものである。
【００１４】
吸気マニホールド１３は、前記スロットルボディ１１および接続筒部１５ａの両側にたとえば一対ずつ配置されるようにして水平方向に並列配置されるとともに一端がサージタンク１２に共通に接続される複数たとえば４つの分岐管２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの他端が、エンジンに取付けるためのエンジン取付け用フランジ２２に共通にかつ一体に連設されて成るものである。
【００１５】
分岐管２１Ａは、サージタンク１２に一端が連設されて上方に立上がる第１直管部２３と、鉛直面内でほぼ９０度の範囲で彎曲するとともに第１直管部２３の他端に一端が連設される彎曲管部２４と、彎曲管部２４の他端に一端が連設されてほぼ水平に延びる第２直管部２５とから成るものであり、鉛直平面への分岐管２１Ａの投影図は、略９０度に屈曲した形状となる。また他の分岐管２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄも前記分岐管２１Ａと同一の基本構成を有するものであり、鉛直平面への各分岐管２１Ｂ〜２１Ｄの投影図も略９０度に屈曲した形状となる。
【００１６】
各分岐管２１Ａ〜２１Ｄ内には吸気路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄがそれぞれ形成されており、スロットルボディ１１から吸気通路構造体１４内に導入された空気は、図２の破線矢印で示すように、サージタンク１２内を下方に流通した後に上方に反転して各吸気路２６Ａ〜２６Ｄに分かれて導かれる。また各吸気路２６Ａ〜２６Ｄ内に導入された空気は、上方に流通した後に、略９０度流通方向を変えてエンジン側に向けてほぼ水平に流通することになる。
【００１７】
一方、エンジン取付け用フランジ２２には、各吸気路２６Ａ〜２６Ｄをエンジンの各吸気ポート（図示せず）に連通させる通路孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが各吸気路２６Ａ〜２６Ｄに個別に対応して設けられる。また図１で示すように、エンジン取付け用フランジ２２にはエンジンの各吸気ポートに燃料を供給するための燃料噴射弁２８，２８…が取付けられ、各燃料噴射弁２８，２８…には燃料レール２９が共通に接続されるのであるが、エンジン取付け用フランジ２２の上部には、各燃料噴射弁２８，２８…を取付けるための取付け部３０…ならびに前記燃料レール２９を取付けるための取付け部３１…（図２参照）が一体に設けられる。
【００１８】
このような吸気マニホールド１３は、第１および第２通路構成部品１５，１６を、ループ状に連なる接合ライン３２で相互に溶着することにより構成されるものであり、第１通路構成部品１５は、エンジン取付け用フランジ２２を一体に備えるとともに各分岐管２１Ａ〜２１Ｄおよびサージタンク１２の上部の一部を構成するように形成され、第２通路構成部品１６は、各分岐管２１Ａ〜２１Ｄの下部ならびにサージタンク１２の主要部を構成するように形成される。
【００１９】
図６において、第１通路構成部品１５の下端全周には接合ライン３２に沿う接合鍔３３が一体に形成されており、この接合鍔３３の幅方向中央部には、先端面を平坦な接合面３４ａとした突条３４が第２通路構成部品１６側に突出するようにして一体に設けられる。
【００２０】
一方、第２通路構成部品１６の上端全周には、第１通路構成部品１６の接合鍔３３に対向する接合鍔３５が一体に形成されており、この接合鍔３５の幅方向中央部には前記突条３４の接合面３４ａに対応した溶着突部３６が第２通路構成部品１５側に突出するようにして一体に設けられ、この溶着突部３５の幅は前記突条３４よりも狭く設定される。
【００２１】
また第２通路構成部品１６の接合鍔３５の全周には、前記溶着突部３６および前記突条３４の外方側に位置するとともに前記接合鍔３３側に開放した外方側収容溝４０を溶着突部との間に形成する外方規制壁３７と、前記溶着突部３６および前記突条３４の内方側に位置するとともに前記接合鍔３３側に開放した内方側収容溝４１を溶着突部３６との間に形成する内方規制壁３８とが一体に設けられる。
【００２２】
第１および第２通路構成部品１５，１６を相互に溶着するときには、第１および第２通路構成部品１５，１６を相互に加圧すべくたとえば第１通路構成部品１５を第２通路構成部品１６側に向けて加圧方向３９に沿って加圧することにより、溶着突部３６の先端を突条３４の接合面３４ａに圧接した状態で、第１および第２通路構成部品１５，１６の一方、この実施例では第１通路構成部品１５を高速振動せしめる。これにより、溶着突部３６の先端および接合面３４ａ間に生じる摩擦熱により溶着突部３６の先端が、図７で示すように、突条３４に振動溶着されることになり、第１および第２通路構成部品１５，１６の全周がループ状に連なる接合ライン３２に沿って接合される。
【００２３】
而して第２通路構成部品１６の外方側および内方側規制壁３７，３８は、それら３７，３８の先端を第１通路構成部品１５の接合鍔３３に近接、対向する位置まで両通路構成部品１５，１６の溶着、接合が進んだ状態で振動溶着処理を停止するための目安としての機能を果すとともに、溶着突部３６の先端が接合面３４ａに振動溶着されることで生じるばりが、第１および第２通路構成部品１５，１６の内、外すなわち吸気マニホールド１３の内、外にはみ出すのを阻止する機能を果す。
【００２４】
ところで第１および第２通路構成部品１５，１６の接合ライン３２は、エンジン取付け用フランジ２２の近傍で、前記加圧方向３９に対して角度αだけ傾斜して各分岐管２１Ａ〜２１Ｄの略半周に配置される傾斜部３２ａ…を有してループ状に連なるものであり、第１通路構成部品１５にエンジン取付け用フランジ２２が一体に設けられることから、前記傾斜部３２ａ…は、エンジン取付け用フランジ２２に向かうにつれて下方位置となるように傾斜している。
【００２５】
この傾斜部３２ａ…にあっては、溶着突部３６の両側に配置される外方側および内方側収容溝４０，４１の深さを同一にしておくと、内方側収容溝４１の容積が不充分となり、振動溶着によって生じたばりが、内方側収容溝４１から溢れて接合鍔３３と内方側規制壁３８の先端との隙間から、吸気路２６Ａ〜２６Ｄにはみ出してしまう可能性があり、そのようなはみ出しが生じると、吸気路２６Ａ〜２６Ｄを流通する吸気流に悪影響が及び、エンジンの吸気効率低下の原因にもなる。
【００２６】
そこで、接合ライン３２において少なくとも前記傾斜部３２ａに対応する部分では、内方側収容溝４２が外方側収容溝４０よりも深さＤだけ深く形成される。また前記接合ライン３２において少なくとも前記傾斜部３２ａに対応する部分では、溶着突部３６よりも内方で接合鍔３５側に延びるガイド壁４２が突条３４の先端に一体に連設される。
【００２７】
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気通路構造体１４の一部を構成する第１および第２通路構成部品１５，１６は、ループ状に連なる接合ライン３２に沿ってそれらの通路構成部品１５，１６に設けられた接合鍔３３，３５を相互に対向させて振動溶着されるのであるが、第１通路構成部品１５の接合鍔３３には、第２通路構成部品１６の接合鍔３５側に向けて突条３４が突設され、接合鍔３５には、前記突条３４に振動溶着される溶着突部３６が前記突条３４よりも幅を狭くして突設されるとともに、該溶着突部３６および突条３４の外方側に位置するとともに接合鍔３３側に開放した外方側収容溝４０を溶着突部３６との間に形成する外方規制壁３７と、溶着突部３６および突条３４の内方側に位置するとともに接合鍔３３側に開放した内方側収容溝４１を溶着突部３６との間に形成する内方規制壁３８とが一体に設けられており、溶着突部３６の先端を突条３４の接合面３４ａに圧接した状態で、たとえば第１通路構成部品１５を高速振動せしめることで溶着突部３６の先端が突条３４に振動溶着されることになる。
【００２８】
このような溶着構造で、外方側および内方側規制壁３７，３８の高さを充分に確保し得ず、溶着突部３６の両側の収容溝４０，４１の容積を充分に確保し得ない場合には、振動溶着によって生じたばりが接合鍔３３と前記両規制壁３７，３８の先端との隙間からはみ出してしまうことがある。特に吸気路２６Ａ〜２６Ｄ側に前記ばりがはみ出してしまうと、吸気路２６Ａ〜２６Ｄを流通する吸気流に悪影響が及び、エンジンの吸気効率低下の原因にもなる。
【００２９】
そこで、接合ライン３２の少なくとも一部、この実施例では接合ライン３２の傾斜部３２ａでは、溶着突部３６よりも内方で接合鍔３５側に延びるガイド壁４２が突条３４の先端に一体に連設されている。このため、振動溶着によって生じるばりが突条３４および溶着突部３６の両側に張り出していくのであるが、突条３４および溶着突部３６から内方側に流れるばりは、接合鍔３３および内方規制壁３８の先端間の隙間側に直接流れることをガイド壁４２によって阻止され、該ガイド壁４２により内方側収容溝４１の底部に向けて流れるようにガイドされる。したがって、振動溶着によって生じて突条３４および溶着突部３６よりも内方側に流れるばりが、内方側規制壁３８の先端および接合鍔３３間の隙間から吸気マニホールド１３の内方側すなわち吸気路２６Ａ〜２６Ｄ側にばりがはみ出すことを防止することができ、エンジンの吸気効率が低下することを防止することができる。
【００３０】
また内方側収容溝４１は外方側収容溝４０よりも深く形成されているので、突条３４および溶着突部３６よりも内方側に流れるばりは、収容容積を比較的大きくした内方側収容溝４１にその底部から順次収容されることになり、内方側規制壁３８の先端および接合鍔３３間の隙間からばりがはみ出すことを確実に防止することができる。
【００３１】
しかも外方側収容溝４０の深さは比較的浅くてもよいので、内方側収容溝４１の深さを比較的深くしたことによって、接合鍔３５の強度が大きく低下することはなく、接合鍔３５を特に厚くしなくても接合鍔３５の強度を維持することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
たとえば、本発明の溶着構造を接合ラインの全てに適用することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、接合ラインの少なくとも一部に対応する部分で突条および溶着突部から内方側に流れるばりが、内方側規制壁の先端および一方の接合鍔間の隙間側に直接流れることを阻止するとともに内方側収容溝の底部に向けて流れるようにガイドすることで、吸気通路構造体の内方にばりがはみ出すことを防止し、エンジンの吸気効率が低下することを防止することができる。
【００３５】
また請求項２記載の発明によれば、突条および溶着突部よりも内方側に流れるばりが、収容容積を比較的大きくした内方側収容溝にその底部から順次収容されるようにして、吸気通路構造体の内方にばりがはみ出すことをより確実に防止することができ、しかも外方側収容溝の深さは比較的浅くてもよいので接合鍔を特に厚くしなくても接合鍔の強度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気通路構造体およびスロットルボディの斜視図である。
【図２】吸気通路構造体の側面図である。
【図３】図２の３矢視図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】第２通路構成部品を図２の５−５線に沿う方向から見た断面図である。
【図６】図３の６−６線に沿う拡大断面図であって溶着前の状態を示す図である。
【図７】溶着後の図６に対応した断面図である。
【符号の説明】
１４・・・吸気通路構造体
１５，１６・・・通路構成部品
３２・・・接合ライン
３３，３５・・・接合鍔
３４・・・突条
３６・・・溶着突部
３７・・・外方規制壁
３８・・・内方側規制壁
４０・・・外方側収容溝
４１・・・内方側収容溝
４２・・・ガイド壁

Claims

吸気通路構造体（１４）の少なくとも一部を構成する一対の熱可塑性合成樹脂製の通路構成部品（１５，１６）に、ループ状に連なる接合ライン（３２）に沿う接合鍔（３３，３５）がそれぞれ設けられ、両接合鍔（３３，３５）の一方（３３）には他方の接合鍔（３５）側に向けて突条（３４）が突設され、他方の接合鍔（３５）には、前記突条（３４）に振動溶着される溶着突部（３６）が前記突条（３４）よりも幅を狭くして突設されるとともに、該溶着突部（３６）および前記突条（３４）の外方側に位置するとともに前記一方の接合鍔（３３）側に開放した外方側収容溝（４０）を溶着突部（３６）との間に形成する外方規制壁（３７）と、前記溶着突部（３６）および前記突条（３４）の内方側に位置するとともに前記一方の接合鍔（３３）側に開放した内方側収容溝（４１）を溶着突部（３６）との間に形成する内方規制壁（３８）とが一体に設けられる吸気通路構造体の溶着構造において、前記接合ライン（３２）の少なくとも一部に対応する部分では、前記溶着突部（３６）よりも内方で前記他方の接合鍔（３５）側に延びるガイド壁（４２）が前記突条（３４）の先端に一体に連設されることを特徴とする吸気通路構造体の溶着構造。
前記ガイド壁（４２）に対応する部分では、前記内方側収容溝（４１）が前記外方側収容溝（４０）よりも深く形成されることを特徴とする請求項１記載の吸気通路構造体の溶着構造。