JP4346527B2 - 多岐吸気管及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの気筒に吸気を供給するためのエンジン用の多岐吸気管及びその製造方法に関する。

従来より、例えば特許文献１に開示されているように、１本の主管部と、この主管部の一端から分岐して延びる複数本の分岐管部とを樹脂で構成したエンジン用の多岐吸気管が知られている。この特許文献１の多岐吸気管は、主管部の径方向一側及び分岐管部の径方向一側を一体に構成する一側半体と、主管部の径方向他側及び分岐管部の径方向他側を一体に構成する他側半体との２つの部材に分割されていて、これら一側半体及び他側半体の両接合面を振動溶着することにより一側半体及び他側半体を一体化している。このように２つの半体を振動溶着することで、両接合面を簡単にかつ気密に接合することができる。

また、特許文献１では、スロットル弁が設けられている吸気管に上記主管部の他端を連通させるフランジ状の連通部が一側半体に一体成形され、この主管部の連通部が上記吸気管に固定されている。さらに、一側半体には、エンジンの吸気ポートに上記各分岐管部を連通させる連通部が一体成形され、各分岐管部の連通部はエンジンに固定されている。
特開平９−１２５９７０号公報（第３頁、第４頁、図２、図３、図４）

ところが、特許文献１のエンジン用の多岐吸気管では、主管部の上記連通部が、スロットル弁が設けられている吸気管に固定されているので、エンジンの運転中、分岐管部は複数本ありそれぞれがエンジンに固定されているため、多岐吸気管全体の振動による力は各分岐管部の連通部に分散して作用することになるが、主管部は１本であるため、この主管部の連通部には多岐吸気管全体の振動による力が集中して作用することとなる。その結果、多岐吸気管全体の振動による力は、各分岐管部の連通部よりも主管部の連通部に大きく作用することとなるので、主管部の連通部は高剛性にする必要がある。

また、上記一側半体と他側半体とを振動溶着させる際、その振動方向が吸気管の軸線と直交する方向であるため、上記フランジ状の連通部外面に他側半体を振動溶着させることが困難であり、該連通部近傍の剛性低下が避けられなかった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主管部の連通部に振動溶着される補強部を他側半体に設け、この補強部と連通部との溶着部分の構造に工夫を凝らすことで、一側半体と他側半体との振動溶着による一体化に支障をきたすことなく、吸気管の剛性を高くすることにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、主管部と、該主管部の一端から分岐して延びる複数の分岐管部とを備え、上記主管部及び分岐管部が、該主管部の径方向一側及び分岐管部の径方向一側を一体に構成する一側半体と、上記主管部の径方向他側及び分岐管部の径方向他側を一体に構成する他側半体とに分割され、これら一側半体及び他側半体が振動溶着されてなるエンジン用の樹脂製多岐吸気管であって、上記一側半体には、上記主管部の他端を外部に連通させる環状の連通部が一体成形され、上記他側半体には、上記連通部の外周面に接合されて該連通部を補強する補強部が一体成形され、上記補強部の連通部との接合面は、上記一側半体及び他側半体の振動溶着時における上記連通部の軸線方向の振動方向に沿うように形成され、補強部が連通部に振動溶着されている構成とし、さらに、複数の分岐管部のうち第１分岐管部及び第２分岐管部は互いに段差を有するように延び、一側半体の第１分岐管部及び他側半体の第１分岐管部の両接合面と、上記一側半体の第２分岐管部及び上記他側半体の第２分岐管部の両接合面とは、互いに段差を有するとともに上記一側半体及び他側半体の振動溶着時における上記連通部の軸線方向の振動方向に沿うように形成されている構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、一側半体の連通部がエンジンに設けられた過給器に接続され、分岐管部の主管部と反対側の端部が上記過給器により圧縮された吸気を冷却するインタクーラに接続されている構成とする。

また、多岐吸気管の製造方法において、一側半体の開放側に形成された接合面と他側半体の開放側に形成された接合面とを圧接するとともに、上記一側半体の連通部外周面に、上記他側半体の補強部の接合面を圧接し、上記一側半体と他側半体とを上記連通部の軸線方向に相対振動させることにより、上記一側半体及び他側半体の開放側に形成された接合面同士を振動溶着するとともに、上記補強部の接合面を上記連通部の外周面に振動溶着して、上記一側半体と他側半体とを一体化した多岐吸気管を得る構成としてもよい。

請求項３の発明では、請求項１に記載の多岐吸気管の製造方法において、一側半体の連通部外周面に他側半体の補強部の接合面を圧接し、上記一側半体の第１分岐管部と上記他側半体の第１分岐管部との両接合面を圧接し、上記一側半体の第２分岐管部と上記他側半体の第２分岐管部との両接合面を圧接し、上記一側半体と他側半体とを上記連通部の軸線方向に相対振動させることにより、上記連通部外周面に上記補強部の接合面を振動溶着し、上記一側半体の第１分岐管部と上記他側半体の第１分岐管部との両接合面を振動溶着し、上記一側半体の第２分岐管部と上記他側半体の第２分岐管部との両接合面を振動溶着して、上記一側半体と他側半体とを一体化した多岐吸気管を得る構成とする。

請求項１の発明によれば、他側半体に設けた補強部の連通部との接合面が、一側半体及び他側半体の振動溶着時における上記連通部の軸線方向の振動方向に延びているので、振動溶着時に一側半体及び他側半体を円滑に相対振動させることができる。これにより、一側半体と他側半体との振動溶着に支障をきたすことなく、補強部の接合面を連通部の外周面に確実に振動溶着して連通部を補強部により補強することができて、連通部を高剛性にすることができる。

また、第１分岐管部と第２分岐管部とを互いに段差を有するように形成して各分岐管部の形状設計の自由度を向上させた場合に、一側半体及び他側半体を振動溶着時に上記連通部の軸線方向に相対振動させるだけで、一側半体の各分岐管部と他側半体の各分岐管部との両接合面を容易にかつ確実に振動溶着することができる。

請求項２の発明によれば、上記のように連通部が高剛性であるため、該連通部を過給器にしっかりと接続することができ、過給器により圧縮された吸気を主管部及び分岐管部を介してインタクーラ内の複数箇所に確実に導入させることができる。

請求項３の発明によれば、第１分岐管部と第２分岐管部とを互いに段差を有するように形成して各分岐管部の形状設計の自由度を向上させた場合に、一側半体と他側半体とを連通部の軸線方向に相対振動させることで、上記請求項４の効果に加えて一側半体の各分岐管部と他側半体の各分岐管部との両接合面が確実に振動溶着した多岐吸気管を容易に得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジン用の多岐吸気管１を示し、該多岐吸気管１は、主管部３と、該主管部３の一端から分岐して延びる第１分岐管部５及び第２分岐管部７とを一体に構成してなるものである。図２に示すように、主管部３の他端は過給器１１の吐出口（図示せず）に接続される一方、第１分岐管部５及び第２分岐管部７の主管部３と反対側の端部はインタクーラ１３にそれぞれ接続されている。そして、エアクリーナ１５から吸入された吸気は過給器１１により圧縮された後、多岐吸気管１の主管部３から第１分岐管部５及び第２分岐管部７を通ってインタクーラ１３内に分散して導入され、該インタクーラ１３で効率良く冷却される。このインタクーラ１３内の吸気は、スロットルボディ１７、サージタンク１９及び吸気マニホールド２１を介してエンジン２３の吸気ポート（図示せず）に流入するようになっている。

上記多岐吸気管１の第１分岐管部５は上記主管部３の一端からインタクーラ１３へ向かって湾曲状に延びており、図１、図３に示すように、この第１分岐管部５のインタクーラ１３側の端部は下方へ向けて略直角に曲がっている。さらに、第２分岐管部７は、上記主管部３の一端からインタクーラ１３へ向かって湾曲状に第１分岐管部５から離れて延びており、この第２分岐管部７のインタクーラ１３側の端部は第１分岐管部５と同様に下方へ曲がっている。

また、主管部３の中心線である軸線１０（図１には点で示す）は、第１分岐管部５の軸線６（図５には点で示す）よりも下方に位置している。さらに、第１分岐管部５の軸線６は第２分岐管部７の軸線８（図５には点で示す）よりも上方に位置しており、これら第１分岐管部５及び第２分岐管部７は互いに段差を有している。この第１分岐管部５及び第２分岐管部７の段差は、該第１分岐管部５及び第２分岐管部７を過給器１１及びインタクーラ１３に取付け可能な形状に設計した結果生じたものである。

上記多岐吸気管１は、図３に示すように、樹脂を射出成形してなる上側半体２５と下側半体２７とに分割されている。下側半体２７は、主管部３の径方向一側である下側約半分を構成する主管構成部３ａと、第１分岐管部５の下側約半分を構成する第１分岐管構成部５ａと、第２分岐管部７の下側約半分を構成する第２分岐管構成部７ａとを一体に備えている。つまり、主管部３、第１分岐管部５及び第２分岐管部７の各々は、上下に２分割されている。そして、下側半体２７の第１分岐管構成部５ａが本発明における一側半体の第１分岐管部を構成しており、また、第２分岐管構成部７ａが本発明における一側半体の第２分岐管部を構成している。

上記各構成部３ａ、５ａ、７ａの断面は上方に開放する略円弧状をなし、その開放側縁部には、各構成部３ａ、５ａ、７ａの外方へ略水平に延びる下側延出部２９が形成されている。この下側延出部２９の上面は上記上側半体２５に振動溶着される接合面２９ａとされている。この接合面２９ａは上記振動溶着時における振動方向（後述の主管側連通部３１の軸線４）に沿うように形成されている。

下側半体２７の主管部３他端に対応する箇所には、該主管部３を外部としての過給器１１に連通させるための環状の主管側連通部３１が一体成形されている。該主管側連通部３１は断面が略円形となるように形成されていて、この主管側連通部３１の軸線４は略水平に延び、また、主管側連通部３１の軸線４は平面視で主管部３の軸線１０と交差するように延びている。従って、主管側連通部３１と主管部３との境界部分の吸気通路は平面視で屈曲している。

上記主管側連通部３１の過給器１１側は、該過給器１１の吐出口に差し込まれて固定される差し込み部３１ａとされている。主管側連通部３１の外周面における差し込み部３１ａと反対側の上半部には、主管側連通部３１の径方向外方へ突出して周方向に延びる上側突出部３１ｂが形成され、また、下半部には、主管側連通部３１の径方向外方へ突出しかつ上記上側突出部３１ｂに連続して周方向に延びる下側突出部３１ｃが形成されている。これら上側突出部３１ｂ及び下側突出部３１ｃは、差し込み部３１ａを過給器１１の吐出口に差し込んだ状態で該吐出口周縁に当接して主管側連通部３１が吐出口に所定長さ以上入らないようにするためのものであり、上側突出部３１ｂ及び下側突出部３１ｃによって主管部３１の過給器１１に対する位置が決定されるようになっている。また、上側突出部３１ｂの外周面３１ｄは、主管側連通部３１の軸線４方向に延びかつ周方向に延びる円弧面状に形成されている。

さらに、下側半体２７には、第１分岐管部５を外部（インタクーラ１３）に連通させるための第１分岐管側連通部３３が一体成形されている。該第１分岐管側連通部３３は略長円形の環状をなしていて、第１分岐管部５のインタクーラ１３側端部の屈曲形状に対応して軸線が略鉛直に向くように形成されている。この第１分岐管側連通部３３の外周面には、外方へ延出する２つの締結部３３ａが周方向に離れて形成され、これら締結部３３ａにそれぞれ設けられた孔部３３ｂにボルト等（図示せず）を挿通することにより、第１分岐管側連通部３３がインタクーラ１３に締結固定されるようになっている。

さらに、下側半体２７には、第２分岐管部７を外部（インタクーラ１３）に連通させるための第２分岐管側連通部３５が一体成形されている。該第２分岐管側連通部３５は、上記第１分岐管側連通部３３と同様に軸線が略鉛直に向く環状に形成されるとともに、２つの締結部３５ａと孔部３５ｂが設けられていて、インタクーラ１３に締結固定されるようになっている。

一方、上記上側半体２５は、主管部３の径方向他側である上側約半分を構成する主管構成部３ｂと、第１分岐管部５の上側約半分を構成する第１分岐管構成部５ｂと、第２分岐管部７の上側約半分を構成する第２分岐管構成部７ｂとを一体に備えている。上側半体２５の第１分岐管構成部５ｂが本発明における他側半体の第１分岐管部を構成しており、また、第２分岐管部７ｂが本発明における他側半体の第２分岐管部を構成している。

上記各構成部３ｂ、５ｂ、７ｂの断面は下方に開放する略円弧状をなし、その開放側縁部には外方へ略水平に延びる上側延出部３７が形成されている。この上側延出部３７の下面が、上記下側半体２７の接合面２９ａに振動溶着される接合面３７ａとされ、この接合面３７ａも略水平に延びている。これら接合面２９ａ、３７ａを振動溶着する際に上側半体２５及び下側半体２７を相対振動させる方向は、主管側連通部３１の軸線方向とされている。

また、上述の如く第１分岐管部５の軸線６と第２分岐管部７の軸線８との段差に対応して、図５（ｂ）に示すように、第１分岐管構成部５ａ、５ｂの接合面２９ａ、３７ａと第２分岐管構成部７ａ、７ｂの接合面２９ａ、３７ａとは段差を有している。

また、この実施形態では、図５に示すように、第１分岐管部５における第２分岐管部７側の接合面２９ａ、３７ａとその反対側の接合面２９ａ、３７ａとが段差を有しており、さらに、第２分岐管部７も同様に両側の接合面２９ａ、３７ａに段差を有している。このようにすることで、各分岐管部５、７の形状設定の自由度が一層向上する。

上記上側半体２５の主管部３他端に対応する箇所には、主管側連通部３１を補強するための補強部３９が一体成形されている。該補強部３９は、図３にも示すように、上側突出部３１ｂの外周面３１ｄに沿って延びる円弧状をなしている。図４（ａ）に示すように、補強部３９の下面が、上記上側突出部３１ｂの外周面３１ｄに振動溶着される接合面３９ａとされていて、この接合面３９ａは、上側半体２５及び下側半体２７を振動溶着する時の振動方向である主管側連通部３１の軸線４方向に沿って延びている。

また、上側半体２５には、図３に示すように、上記第１分岐管連通部３３及び第２分岐管連通部３５の上面に振動溶着により接合される接合板部４１が形成されている。

さらに、図４に示すように、下側半体２７の主管側連通部３１と上側半体２５の主管構成部３ｂとの間には主管側連通部３１の軸線４方向において隙間４３が形成されている。この隙間４３により、振動溶着時に上側半体２５と下側半体２７とを主管側連通部３１の軸線４方向（図４（ａ）に矢印Ｆで示す）に相対振動させるときの振幅代が確保されるようになっている。

次に、上記のように構成された多岐吸気管１の製造要領について説明する。まず、図示しない振動溶着装置に上側半体２５及び下側半体２７をセットする。その後、上側半体２５の接合面３７ａと下側半体２７の接合面２９ａとを圧接するとともに、上側突出部３１ｂの外周面３１ｄに補強部３９の接合面３９ａを圧接し、さらに、上側半体２５の接合板部４１を下側半体２７の第１分岐管側連通部３３及び第２分岐管側連通部３５の上面に圧接する。しかる後、上側半体２５と下側半体２７とを主管側連通部３１の軸線４方向に相対振動させる。これにより、上側半体２５の接合面３７ａと下側半体２７の接合面２９ａとが振動溶着されるとともに、補強部３９が上側突出部３１ｂの外周面３１ｄに振動溶着されて、主管側連通部３１が補強された多岐吸気管１を得る。

したがって、この実施形態に係るエンジン用の多岐吸気管１によれば、補強部３９の接合面３９ａと主管側連通部３１の外周面３１ｄ（接合面）とを振動溶着時の振動方向（主管側連通部３１の軸線４方向）に延びるように形成したので、これら上側半体２５及び下側半体２７の振動溶着時に、両半体２５、２７を円滑に相対振動させることができる。これにより、上側半体２５と下側半体２７との振動溶着に支障をきたすことなく、補強部３９を上側突出部３１ｂの外周面３１ｄに確実に振動溶着して主管側連通部３１を補強部３９により補強することができて、主管側連通部３１を高剛性にすることができる。

また、上記のように主管側連通部３１が高剛性であるため、該主管側連通部３１を過給器１１にしっかりと接続することができ、過給器１１により圧縮された吸気を主管部３、第１分岐管部５及び第２分岐管部７を介してインタクーラ１３内の複数箇所に確実に導入させることができる。

また、第１分岐管５及び第２分岐管７を互いに段差を有して延びるように形成して第１分岐管５及び第２分岐管７の形状設計の自由度を向上させた場合に、第１分岐管構成部５ａ、５ｂ及び第２分岐管構成部７ａ、７ｂの両接合面２９ａ、３７ａを振動溶着時の振動方向となる主管側連通部３１の軸線４方向に沿わせているので、上側半体２５の各分岐管部５ｂ、７ｂ及び下側半体２７の各分岐管部５ａ、７ａの両接合面３７ａ、２９ａを容易にかつ確実に振動溶着することができる。

尚、この実施形態では、分岐管部５、７が２本ある場合について説明したが、本発明は、分岐管部が３本以上ある場合についても適用することができる。

また、この実施形態では、多岐吸気管１を過給器１１とインタクーラ１３との間に配置しているが、多岐吸気管１はエンジン２３の吸気系を構成する機器の間であれば任意の箇所に配置することができる。

以上説明したように、本発明に係る多岐吸気管は、例えばエンジンに設けられた過給器とインタクーラとの間に配設して過給器からの吸気をインタクーラに流入させるのに用いることができる。

実施形態に係る多岐吸気管の斜視図である。 多岐吸気管が装着されたエンジンの吸気系を示す概略図である。 多岐吸気管の分解斜視図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は図１のＣ−Ｃ線における断面図であり、（ｂ）は図１のＤ−Ｄ線における断面図である。

１ 多岐吸気管
３ 主管部
４ 連通部の軸線
５ 第１分岐管部
７ 第２分岐管部
１１ 過給器
１３ インタクーラ
２３ エンジン
２５ 上側半体（他側半体）
２７ 下側半体（一側半体）
２９ａ 接合面
３１ 主管側連通部
３７ａ 接合面
３９ 補強部
３９ａ 補強部の接合面

Claims (3)

1. 主管部と、該主管部の一端から分岐して延びる複数の分岐管部とを備え、上記主管部及び分岐管部が、該主管部の径方向一側及び分岐管部の径方向一側を一体に構成する一側半体と、上記主管部の径方向他側及び分岐管部の径方向他側を一体に構成する他側半体とに分割され、これら一側半体及び他側半体が振動溶着されてなるエンジン用の樹脂製多岐吸気管であって、
   複数の分岐管部のうち第１分岐管部及び第２分岐管部は互いに段差を有するように延び、
   上記一側半体の第１分岐管部及び上記他側半体の第１分岐管部の両接合面と、上記一側半体の第２分岐管部及び上記他側半体の第２分岐管部の両接合面とは、互いに段差を有するとともに上記一側半体及び他側半体の振動溶着時における上記連通部の軸線方向の振動方向に沿うように形成され、
   上記一側半体には、上記主管部の他端を外部に連通させる環状の連通部が一体成形され、
   上記他側半体には、上記連通部の外周面に接合されて該連通部を補強する補強部が一体成形され、
   上記補強部の連通部との接合面は、上記一側半体及び他側半体の振動溶着時における上記連通部の軸線方向の振動方向に沿うように形成され、補強部が連通部に振動溶着されていることを特徴とする多岐吸気管。
2. 請求項１に記載の多岐吸気管において、
   一側半体の連通部がエンジンに設けられた過給器に接続され、
   分岐管部の主管部と反対側の端部が上記過給器により圧縮された吸気を冷却するインタクーラに接続されていることを特徴とする多岐吸気管。
3. 請求項１に記載の多岐吸気管の製造方法において、
   一側半体の連通部外周面に他側半体の補強部の接合面を圧接し、上記一側半体の第１分岐管部と上記他側半体の第１分岐管部との両接合面を圧接し、上記一側半体の第２分岐管部と上記他側半体の第２分岐管部との両接合面を圧接し、
   上記一側半体と他側半体とを上記連通部の軸線方向に相対振動させることにより、上記連通部外周面に上記補強部の接合面を振動溶着し、上記一側半体の第１分岐管部と上記他側半体の第１分岐管部との両接合面を振動溶着し、上記一側半体の第２分岐管部と上記他側半体の第２分岐管部との両接合面を振動溶着して、上記一側半体と他側半体とを一体化した多岐吸気管を得ることを特徴とする多岐吸気管の製造方法。

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