JP3908846B2 - 樹脂製部材の接続構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一方が樹脂で構成された2つの部材を結合し、両部材のボアどうしを接続して気体が流れる通路を形成する樹脂製部材の接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂製の吸気管の端部に形成したフランジに、金属製のスロットルボディの端部に形成したフランジを当接し、両フランジを複数本のボルトで一体に締結するものが、特開平7−158524号公報により公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、樹脂製部材を射出成形する場合に溶融した樹脂が冷却するに伴って歪み変形が発生するため、その寸法精度が金属製部材の寸法精度に比べて低下することが避けられない。従って、図8に示すように、例えば金属製の吸気管01の端部に形成したフランジ02と、樹脂製のスロットルボディ03の端部に形成したフランジ04とを複数本のボルト05…で締結する場合に、吸気管01のボア06とスロットルボディ03のボア07との間に段差08が発生する場合がある。このように気流の通路に段差08が発生すると、その段差08の後方で気流が乱れるため、気流音が吸気管01およびスロットルボディ03の外部に透過して騒音の原因になるだけでなく、気流の流通抵抗が増加してエンジンの出力に悪影響を及ぼす要因となる。前記段差08による乱流は、気流の流れ方向上流側のスロットルボディ03のボア07に対して、気流の流れ方向下流側の吸気管01のボア06が半径方向内側に突出している場合に大きくなる(図8の下側の段差08参照)。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、少なくとも一方が樹脂で構成された2つの部材を結合する際に、両部材のボアどうしの接続部に段差が発生するのを防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、第1ボアを有する樹脂製の第1部材と、第2ボアを有する第2部材とを、それら第1,第2部材の端部にそれぞれ設けた第1,第2フランジを相互に結合することにより、上流側の第1ボアと下流側の第2ボアとを接続して気体が流れる通路が形成され、第1部材は筒状の本体部を備えていて、 その本体部内周面が第1ボアを形成すると共に、その本体部の一端に第1フランジが一体に形成され、第1ボアおよび第2ボアの接続部には金属パイプが嵌合されている、樹脂製部材の接続構造であって、前記金属パイプを前記本体部の上流側に延長させて、その内部に、前記第2部材よりも上流側に配置したバタフライバルブを収納し、前記バタフライバルブが全閉位置にあるときの該バタフライバルブの周縁部に対応する位置から気流の流れ方向下流にかけて前記金属パイプの内周面に凹部を形成したことを特徴とする。
【0006】
上記構成によれば、樹脂製第1部材を成形する際に、その筒状本体部内周面の第1ボアや第1フランジに変形が発生しても、その第1ボアに、その筒状本体部上流側に延長させた金属パイプを嵌合させて前記変形を矯正することにより、第1部材の第1ボアおよび第2部材の第2ボアの接続部に段差が発生するのを防止し、段差に起因する流通抵抗の増加および騒音の増加を抑えることができる。しかも第1、第2部材が熱膨張しても、あるいは第1、第2部材に外力が加わっても、それにより前記接続部の段差が増加するのを未然に防止することができる。
【0007】
また、前記第1部材の筒状本体部上流側に延長させた前記金属パイプの内部に、第2部材よりも上流側に配置したバタフライバルブを収納し、前記バタフライバルブが全閉位置にあるとき、前記バタフライバルブの周縁部から気流の流れ方向下流にかけて前記金属パイプの内周面に凹部を形成したので、寸法及び形状の安定した金属パイプの内部にバタフライバルブを収納したことにより、バタフライバルブの周縁部と金属パイプの内周面との間の隙間の寸法を一定にすることができるとともに、バタフライバルブが全閉位置にあるとき、前記隙間を通過した気流は前記凹部によって乱流となることが防止され、気流音の低減に寄与することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例と、第1ボアおよび第2ボアの接続部に金属パイプを嵌合させる構造の参考例に基づいて説明する。
【0009】
図1は第1の参考例を示すもので、樹脂製のスロットルボディ1が図示せぬエンジンに接続された樹脂製のインテークマニホールド2に取り付けられており、また前記スロットルボディ1は可撓性を有する吸気ダクト3を介して図示せぬ吸気消音器およびエアクリーナに接続される。スロットルボディ1は、短い筒状に形成されたスロットルボディ本体部4と、そのスロットルボディ本体部4の一端に一体に形成されたフランジ5とを備えており、スロットルボディ本体部4のボア6内に、回転軸7回りに揺動する円板状のバタフライバルブ8が収納される。
【0010】
スロットルボディ本体部4のフランジ5には4個の金属カラー9…が埋設されており、これら4個の金属カラー9…に対応する4個の金属カラー10…がインテークマニホールド2の一端に一体に形成されたフランジ11に埋設される。スロットルボディ本体部4側の4個の金属カラー9…に挿通した4本のボルト12…をインテークマニホールド2側の金属カラー10の内周に形成した雌ねじに締結することにより、両フランジ5,11が一体に締結されてインテークマニホールド2にスロットルボディ1が結合される。前記金属カラー9…,10…により、金属に比べて脆弱な樹脂製のフランジ5,11にボルト12…の締結荷重が直接作用することが防止される。
【0011】
このようにしてインテークマニホールド2にスロットルボディ1を結合した状態において、インテークマニホールド2のボア13とスロットルボディ本体部4のボア6との接続部に跨がるように薄肉の金属パイプ14が圧入により嵌合する。而して、樹脂製のインテークマニホールド2のボア13および樹脂製のスロットルボディ本体部4のボア6の変形により、あるいはボルト12…により締結される両フランジ5,11の変形により、前記両ボア6,13間に図8に示すような段差が発生しても、その段差を金属パイプ14により矯正し、前記両ボア6,13を真円に保持するとともに段差のない状態で滑らかに接続することができる。
【0012】
金属パイプ14は樹脂に比べて剛性が高いため、インテークマニホールド2およびスロットルボディ1の接続部に外力が加わった場合や、それらが温度変化により熱膨張・熱収縮した場合でも、前記段差の発生を効果的に防止することができる。尚、金属パイプ14の両端面には、その厚さに相当する若干の段差が発生するが、その段差は合成樹脂の射出成形時に発生する変形による段差に比べて小さいため、そこに発生する気流音や流通抵抗は実用上問題にならない程度に小さいものである。
【0013】
図2は第2の参考例を示すものである。第2の参考例は金属パイプ14の縦断面形状に特徴を有するもので、気流の流れ方向上流側のスロットルボディ本体部4のボア6に嵌合する端部が薄肉に形成され、そこから気流の流れ方向下流側のインテークマニホールド2のボア13に嵌合する端部に向けて肉厚がテーパー状に増加している。
【0014】
図1に示す第1の参考例において、金属パイプ14の両端部のうち、気流の流れに与える影響が大きいのは上流側のスロットルボディ本体部4のボア6に嵌合する端部であるが、その端部を薄肉に形成することにより、図1に示す第1の参考例のものに比べて気流の乱れを更に低減することができる。しかも、インテークマニホールド2のボア13に嵌合する金属パイプ14の端部が厚肉であるため、その厚肉部で金属パイプ14の剛性を確保することができる。
【0015】
図3は第3の参考例を示すものである。第3の参考例は金属パイプ14の上流側半部が嵌合するスロットルボディ本体部4のボア6の縦断面形状に特徴を有するもので、前記ボア6の一部を拡径して金属パイプ14の厚さに等しい段部61 を形成し、この段部61 に金属パイプ14の上流側半部を嵌合させたものである。この参考例によれば、スロットルボディ本体部4のボア6と金属パイプ14の上流側の端部との間の段差を完全に消滅させ、図2の第2実施例のものに比べて気流の乱れを更に低減することができる。しかも、金属パイプ14をスロットルボディ本体部4のボア6に圧入する際に、その圧入量を段部61 によって規制することができる。
【0016】
図4は第4の参考例を示すものである。第4の参考例は、スロットルボディ本体部4のボア6に加えて、金属パイプ14の下流側半部が嵌合するインテークマニホールド2のボア13の一部を拡径して金属パイプ14の厚さに等しい段部131 を形成し、この段部131 に金属パイプ14の下流側半部を嵌合させたものである。この参考例によれば、金属パイプ14の上流側の端部および下流側の端部における段差を何れも完全に消滅させ、図3の第3の参考例のものに比べて気流の乱れを更に低減することができる。
【0017】
また、金属パイプ14の両端部の半径方向外側のエッジに面取り141 ,141 を施すことにより、その金属パイプ14をスロットルボディ本体部4のボア6の段部61 およびインテークマニホールド2のボア13の段部131 に圧入する作業を容易化することができる。しかも金属パイプ14はスロットルボディ本体部4のボア6の段部61 およびインテークマニホールド2のボア13の段部131 に収納されるため、その金属パイプ14が軸方向に移動する虞がない。
【0018】
図5は第5の参考例を示すものである。第5の参考例は、図4の第4の参考例の金属パイプ14の外周面に2個の環状溝142 ,142 を形成し、それら環状溝142 ,142 に保持した2個のOリング15,15を、スロットルボディ本体部4のボア6の段部61 およびインテークマニホールド2のボア13の段部131 にそれぞれ当接させたものである。
【0019】
この参考例によれば、Oリング15,15によって両ボア6,13の内部が気密にシールされるため、インテークマニホールド2のフランジ11およびスロットルボディ1のフランジ5の当接面をボルト12…で強く締め付けてシールする必要がなくなり、金属パイプ14により両ボア6,13が相互に正確に位置決めされることと相俟って、前記ボルト12…に代えて簡易なクリップ16…で両フランジ5,11を挟持するだけでスロットルボディ1およびインテークマニホールド2を結合することができる。これにより、前記ボルト12…に加えて両フランジ5,11に埋設する金属カラー9…,10…までも不要になって部品点数の削減に大きく寄与することができるばかりか、スロットルボディ1およびインテークマニホールド2の樹脂素材を再利用する際に、金属カラー9…,10…を分離する必要がなくなってリサイクル性が向上する。
【0020】
次に、図6および図7に基づいて本発明の実施例を説明する。
【0021】
本発明の実施例を図4の第4の参考例と比較すると明らかなように、本実施例では、そのインテークマニホールド2が樹脂ではなくアルミニューム合金等の金属製とされており、スロットルボディ本体部4の上流側に延長された金属パイプ14の内部にバタフライバルブ8が収納される。バタフライバルブ8が図示した全閉位置にあるときの該バタフライバルブ8の周縁部に対応する位置から気流の流れ方向下流側にかけて金属パイプ14の内周面に凹部143 が形成される。而して、寸法および形状の安定した金属パイプ14の内部にバタフライバルブ8を収納したことにより、そのバタフライバルブ8の周縁部と金属パイプ14の内周面との間の隙間の寸法を一定にし、エンジンのアイドリング性能を安定させることができる。しかもバタフライバルブ8が全閉位置にあるとき、前記隙間を通過した気流は前記凹部143 によって乱流となることが防止され、気流音の低減に寄与することができる。
【0022】
またスロットルボディ1のフランジ5の合わせ面51 には8個の肉抜き52 …が施されており、これらの肉抜き52 …の間に補強用のリブ53 …が形成される。また前記フランジ5の背面(合わせ面51 と反対側の面)には、カラー9…の周囲を略3分の1周に亘って囲むように円弧状の溝54 …が形成される。溝54 …の底部は角のない円弧状に形成されており、この形状により、溝54 …を形成したことによるフランジ5の強度低下が最小限に抑えられる。
【0023】
而して、樹脂製のスロットルボディ1のフランジ5に歪みがあっても、そのフランジ5をボルト12…で金属製のインテークマニホールド2のフランジ11に締結するときに前記歪みが矯正される。このとき、ボルト12…の締結荷重の伝達が剛性の低い溝54 …の部分で阻止されて該ボルト12…の周縁部に限定的に作用するため、スロットルボディ本体部4の変形が防止される。また前記溝54 …によってスロットルボディ本体部4およびフランジ5の剛性が低下しても、その剛性低下を金属パイプ14による補強作用で補うことができる。
【0024】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0025】
例えば、第1〜第5の参考例ではスロットルボディ1およびインテークマニホールド2の両方を樹脂製としており、また本発明の実施例ではスロットルボディ1を樹脂製とし、インテークマニホールド2を金属製としているが、本発明はスロットルボディ1を金属製とし、インテークマニホールド2を樹脂製としたものにも適用することができる。また請求項1に記載された発明が適用される対象はスロットルボディ1およびインテークマニホールド2に限定されず、少なくとも一方が樹脂製とされた2部材の接続部に対して適用することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、樹脂製第1部材を成形する際に、その筒状本体部内周面の第1ボアや第1フランジに変形が発生しても、その第1ボアに、その筒状本体部上流側に延長させた金属パイプを嵌合させて前記変形を矯正することにより、第1部材の第1ボアおよび第2部材の第2ボアの接続部に段差が発生するのを防止し、段差に起因する流通抵抗の増加および騒音の増加を抑えることができる。しかも第1、第2部材が熱膨張しても、あるいは第1、第2部材に外力が加わっても、それにより前記接続部の段差が増加するのを未然に防止することができる。
【0027】
また、前記第1部材の筒状本体部上流側に延長させた前記金属パイプの内部に、第2部材よりも上流側に配置したバタフライバルブを収納し、そのバタフライバルブが全閉位置にあるときの該バタフライバルブの周縁部に対応する位置から気流の流れ方向下流にかけて前記金属パイプの内周面に凹部を形成したので、寸法及び形状の安定した金属パイプの内部にバタフライバルブを収納したことにより、バタフライバルブの周縁部と金属パイプの内周面との間の隙間の寸法を一定にすることができるとともに、バタフライバルブが全閉位置にあるとき、前記隙間を通過した気流は前記凹部によって乱流となることが防止され、気流音の低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の参考例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図2】 第2の参考例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図3】 第3の参考例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図4】 第4の参考例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図5】 第5の参考例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図6】 本発明の実施例に係るエンジンの吸気通路の縦断面図
【図7】 図6の7−7線断面図
【図8】 従来のエンジンの吸気通路の縦断面図
【符号の説明】
1 スロットルボディ(第1部材)
2 インテークマニホールド2(第2部材)
5 第1フランジ
6 ボア(第1ボア)
11 第2フランジ
13 ボア(第2ボア)
14 金属パイプ
Claims (1)
- 第1ボア(6)を有する樹脂製の第1部材(1)と、第2ボア(13)を有する第2部材(2)とを、それら第1,第2部材(1,2)の端部にそれぞれ設けた第1,第2フランジ(5,11)を相互に結合することにより、上流側の第1ボア(6)と下流側の第2ボア(13)とを接続して気体が流れる通路が形成され、
第1部材(1)は筒状の本体部(4)を備えていて、その本体部(4)内周面が第1ボア(6)を形成すると共に、その本体部(4)の一端に第1フランジ(5)が一体に形成され、
第1ボア(6)および第2ボア(13)の接続部には金属パイプ(14)が嵌合されている、樹脂製部材の接続構造であって、
前記金属パイプ(14)を前記本体部(4)の上流側に延長させて、その内部に、前記第2部材(2)よりも上流側に配置したバタフライバルブ(8)を収納し、前記バタフライバルブ(8)が全閉位置にあるときの該バタフライバルブ(8)の周縁部に対応する位置から気流の流れ方向下流にかけて前記金属パイプ(14)の内周面に凹部を形成したことを特徴とする、樹脂製部材の接続構造。
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