JP4421384B2 - 合成樹脂溶着体 - Google Patents

Description

本発明は、２個の部材を溶接することでボアと連絡する通路を形成するための合成樹脂溶着体に関する。

多気筒エンジンを使用する場合には、気筒の数と同数の吸気通路を形成したインテークマニホールドがエンジンとスロットルボディとの間に備えられる。インテークマニホールドにおいては異なる形状の吸気通路を形成することから、形状作成の容易さや軽量化やコスト削減等の観点から、合成樹脂を素材とするインテークマニホールドが提供されている（特許文献１）。

特開2001-342917号公報（第３頁、第４−５図）

ここで、合成樹脂を素材とするインテークマニホールドについて説明する。図１６に示すように、インテークマニホールド１０は、スロットルボディ１２に接続する下側部材１４と、一方を下側部材１４に接続し他方をエンジン１６に接続する第一部材としての中間部材１８（図１７参照）と、その中間部材１８の上方に接続する第二部材としての上部部材２０（図１８参照）との三体から成る。そのインテークマニホールド１０の内部には、図１９に示すように複数（例えば４個）の吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成されている。

図１７及び図２０に示すように、中間部材１８は例えば管を軸方向に半分に切断したものを所望の形状に曲げた4個の分岐下腕２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを有する。図２０に示すように、エンジン１６付近の分岐下腕２４ａの両側には一対のマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２が形成され、それら一対のマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２の間にはくぼみとしての下側通路空間３０ａが形成される。この下側通路空間３０ａは、吸気通路２２ａのほぼ下側半分の空間を構成する。同様に、分岐下腕２４ｂの両側には一対のマウント接合面２６ｂ−１，２６ｂ−２が形成され、それら一対のマウント接合面２６ｂ−１，２６ｂ−２の間にはくぼみとしての下側通路空間３０ｂが形成される。同様に、分岐下腕２４ｃの両側には一対のマウント接合面２６ｃ−１，２６ｃ−２が形成され、それら一対のマウント接合面２６ｃ−１，２６ｃ−２の間にはくぼみとしての下側通路空間３０ｃが形成される。同様に、分岐下腕２４ｄの両側には一対のマウント接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２が形成され、それら一対のマウント接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２の間にはくぼみとしての下側通路空間３０ｄが形成される。これら下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、各吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの一部（第一吸気通路部分）を構成する。また、図２０に示すように、マウント接合面２６ａ−２とマウント接合面２６ｂ−１とは途中で合体してマウント接合面２８ａｂとなり、マウント接合面２６ｂ−２とマウント接合面２６ｃ−１とは途中で合体してマウント接合面２８ｂｃとなり、マウント接合面２６ｃ−２とマウント接合面２６ｄ−１とは途中で合体してマウント接合面２８ｃｄとなっている。

図１８に示すように、上部部材２０は、例えば管を軸方向に半分に切断したものを所望の形状に湾曲させた4個の分岐上腕３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する。各分岐上腕３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにはくぼみとしての上側通路空間３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが形成され、これらの上側通路空間３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのほぼ上側半分である第二吸気通路部分を構成する。

図１７に示す中間部材１８の各分岐下腕２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、図１８に示す上部部材２０の分岐上腕３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを接合させてそれらの接合箇所に振動溶着を施すことで、各下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと各上側通路空間３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄとが連絡して、4個の吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（図１９）が形成される。

図２１に、分岐下腕２４と分岐上腕３２との接合状態を示す。分岐下腕２４における分岐上腕３２との接合面２６（２８）は、凹部接合面である中央接合面３８と、その両横の凸部接合面である両横接合面４０とから成る。この接合面２６（２８）は、図２０に示すマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２，２６ｂ−１，２６ｂ−２，２６ｃ−１，２６ｃ−２，２６ｄ−１，２６ｄ−２，２８ａｂ，２８ｂｃ，２８ｃｄに該当するものである。一方、分岐上腕３２における分岐下腕２４との接合面４２は、凸部接合面である中央接合面４４と、その両横の凹部接合面である両横接合面４６とから成る。分岐下腕２４の中央接合面３８と分岐上腕３２の中央接合面４４は、接合すると互いに合致する同一平面上となるよう設定されている。また、分岐下腕２４の両横接合面４０と分岐上腕３２の両横接合面４６は、接合すると互いに合致する同一平面上となるよう設定されている。

分岐下腕２４と分岐上腕３２とを固定する場合には、分岐下腕２４の中央接合面３８と分岐上腕３２の中央接合面４４とを接触させると共に、分岐下腕２４の両横接合面４０と分岐上腕３２の両横接合面４６とを接触させて振動溶着を行う。これによって、分岐下腕２４の接合面２６（２８）と分岐上腕３２との接合面４２が溶着固定され、吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成される。なお、凹部中央接合面３８や凸部両横接合面４０は分岐下腕２４ではなく分岐上腕３２に形成され、凸部中央接合面４４や凹部両横接合面４６は分岐上腕３２ではなく分岐下腕２４に形成され得ることもあり得る。以後の説明において、分岐下腕２４と分岐上腕３２との接合箇所は、便宜上一つの平面で示す。

図２０に示すように、中間部材１８におけるエンジン１６側には取付座４８が一体に形成されており、この取付座４８には円筒状の４個のボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが形成されている。４個のボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、一方をエンジン１６と連絡し、他方を下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと連絡している。即ち、ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、各吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの一部（第一吸気通路部分）を構成する。円筒状の各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの軸中心を５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとすると、全ての軸中心５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは平行に配置され、しかも全ての軸中心５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは図２０において振動基準方向となる直線（Ａ−Ａ線）と交差するように設定される。振動基準方向とは、溶着振動が与えられる方向のことを意味し、例えば図１６における紙面の表側から裏側と裏側から表側とに垂直に向かう方向のことである。Ａ−Ａ線は振動基準方向における１つの直線を示すものである。

図２０において、各下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにおける各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに向かう進行方向線を、Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄで示す。インテークマニホールド１０においては犠装上の制約から、各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに向かう全ての吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）の方向Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄがずれている。このため、４個の吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうち、１個の吸気通路２２ａのみしか理想的な方向に配置することができない。即ち、中間部材１８に形成される下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄのうち、１個の下側通路空間３０ａの進行方向線Ｒａを図２０でＡ−Ａ線に対して直角方向に配置する（理想的な配置とする）。残りの下側通路空間３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにおける進行方向線Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄは、進行方向線Ｒａから遠い位置となる程、Ａ−Ａ線との交差角度が９０度より小さくなるように設定されている。

図２０において、各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの周囲には、同一平面上に位置する略半環状形の先端接合面５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが形成される。先端接合面５４ａは、その両端をマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２と連絡している。同様に、先端接合面５４ｂはマウント接合面２６ｂ−１，２６ｂ−２と連絡し、先端接合面５４ｃはマウント接合面２６ｃ−１，２６ｃ−２と連絡し、先端接合面５４ｄはマウント接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２と連絡する。

先端接合面５４ａからマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２への立上げ境界線を５６ａ−１，５６ａ−２とする。同様に、先端接合面５４ｂからマウント接合面２６ｂ−１，２６ｂ−２の立上げ境界線を５６ｂ−１，５６ｂ−２とし、先端接合面５４ｃからマウント接合面２６ｃ−１，２６ｃ−２の立上げ境界線を５６ｃ−１，５６ｃ−２とし、先端接合面５４ｄからマウント接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２の立上げ境界線を５６ｄ−１，５６ｄ−２とする。

前述したように、各分岐下腕２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと各分岐上腕３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとの全ての接合箇所は、図２０におけるＡ−Ａ線（振動基準方向）平行になるように設定されている。このことから、従来では全ての立上げ境界線５６ａ−１，５６ａ−２，５６ｂ−１，５６ｂ−２，５６ｃ−１，５６ｃ−２，５６ｄ−１，５６ｄ−２の位置を、図２０のＡ−Ａ線と同一直線上に設定していた。

先端接合面５４ａと接続するマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２は、図２０のＡ−Ａ線に対して直角方向に配置されるため、マウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２における下側通路空間３０ａに向いた各内側の稜線５８ａは下側通路空間３０ａ側に突出することはない。しかし、マウント接合面２６ｂ−２の内側の稜線５８ｂは下側通路空間３０ｂ側に突出し、同様にマウント接合面２６ｃ−２の内側の稜線５８ｃは下側通路空間３０ｃ側に突出し、マウント接合面２６ｄ−２の内側の稜線５８ｄは下側通路空間３０ｄ側に突出する。

中間部材１８の分岐下腕２４ｄの接合面２６と上部部材２０の分岐上腕３２ｄの接合面４２とを接合し（図２１）、それらの接合面２６，４２を振動溶着した状態における図２０のＸ−Ｘ線の位置での断面図を図２２に示す。Ｘ−Ｘ線はＡ−Ａ線に対して傾斜した配置となっている。また、図２２に示す中間部材１８の分岐下腕２４ｄと上部部材２０の分岐上腕３２ｄとを分離したものを図２３に示す。図２３において、中間部材１８の分岐下腕２４ｄを型で抜く場合に矢印Ｚ１方向に抜く。マウント接合面２６ｄ−２の上面の内側の稜線５８ｄは、下側通路空間３０ｄの内壁の最も奥まったへこみ位置５９を越えて下側通路空間３０ｄ側に突出している。このため、稜線５８ｄの下方位置をへこみ位置５９までえぐることはできず、稜線５８ｄの下方に下位肉厚部６０ｄができる。下位肉厚部６０ｄは、稜線５８ｄより鉛直方向に下ろした線６２と点線で示した円弧６４（この円弧６４が下側通路空間３０ｄの壁面となるのが理想である）とで囲まれた点線断面箇所である。これと同様に、上部部材２０の分岐上腕３２ｄを型で抜く場合に、矢印Ｚ２方向に抜く。この場合でも、分岐下腕２４ｄと同様な理由で、分岐上腕３２ｄに上位肉厚部６６ｄ（点線断面箇所）が形成される。

図２２に示す状態においては、分岐下腕２４ｄに形成される下位肉厚部６０ｄと分岐上腕３２ｄに上位肉厚部６６ｄとは、吸気通路２２ｄの内部に向けて突出する。この結果、下位肉厚部６０ｄと上位肉厚部６６ｄとによって、吸気通路２２ｄの通路断面は理想的な形状である円形にはならない。なお、分岐下腕２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの下側通路空間３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの進行方向線Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，ＲｄはＡ−Ａ線に対する角度がそれぞれ異なるため、吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの断面がそれぞれ異なる。例えば、吸気通路２２ａの断面を理想的な円形にすると、吸気通路２２ｂ，吸気通路２２ｃ，吸気通路２２ｄの順に、断面は円形がら徐々にいびつな形状となる。

図２３において、分岐下腕２４ｄの接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２は傾斜した状態に表現されている。これは、図２０におけるＸ−Ｘ線断面はＡ−Ａ線に対して傾斜しているので、その傾斜角度分だけ接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２は水平位置線に対して傾斜した状態で表われる。

分岐下腕２４ｄの接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２と分岐上腕３２ｄの接合面４２とを接合し（図２１）、それらを振動溶着した状態における図２０のＹ−Ｙ線の位置での断面図を図２４に示す。このＹ−Ｙ線はＡ−Ａ線と平行である。図２４から分るように、分岐下腕２４ｄの下位肉厚部６０ｄと分岐上腕３２ｄの上位肉厚部６６ｄとは吸気通路２２ｄの内部に向けて突出し、吸気通路２２ｄの断面が狭められる。更に、分岐下腕２４ｄにおいては、分岐上腕３２ｄの上位肉厚部６６ｄと接合するために、その接合箇所の肉厚を厚くしている。分岐上腕３２ｄにおいては、分岐下腕２４ｄの上位肉厚部６０ｄと接合するために、その接合箇所の肉厚を厚くしている。Ｙ−Ｙ線はＡ−Ａ線と平行であるため、分岐下腕２４ｄの２つの接合面２６ｄ−１，２６ｄ−２は共に水平線Ｈ−Ｈ上に位置する。

図２２及び図２３から分かるように、吸気通路２２ａ以外の吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄでは、理想的な円形断面にはならない。これは、中間部材１８の型抜きによって分岐下腕２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに下位肉厚部６０が形成されると共に、上部部材２０の型抜きによって分岐上腕３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに上位肉厚部６６が形成され、これらの下位肉厚部６０と上位肉厚部６６は吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの内部に突出するからである。これによって、吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの通路断面は円形ではないそれぞれ異なる形状となり、各吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにおいて均等な吸気量を得ることができず、所望のエンジン性能が得られないという不具合があった。

図２０及び図２３では異なる角度に傾斜した複数の吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有し、１個の吸気通路２２ａを振動基準方向であるＡ−Ａ線に対して理想的な円形断面とした場合は、他の３個の吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは理想的な通路断面にはならない。１個の通路の場合でも、振動基準方向であるＡ−Ａ線に対して、所定の角度にならない場合には、理想的な通路断面にはならない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、２個の合成樹脂を溶着することでボアに至る通路の断面を理想的な形状にできる合成樹脂溶着体を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するための本発明に係る合成樹脂溶着体は、合成樹脂を素材とするものであって複数のボアを含む複数の第一通路部分を形成した第一部材と合成樹脂を素材とするものであって複数の第二通路部分を形成した第二部材とを有し、前記第一部材における前記第二部材との接合面が、前記複数のボアの周囲に形成される各先端接合面と、その各先端接合面から立ち上がる各マウント接合面と、前記各先端接合面と前記各マウント接合面との境界である各立上げ境界線とから構成し、前記第一部材と前記第二部材とを接合してその接合面を振動基準方向に振動溶着することで前記第一通路部分と前記第二通路部分とを連結して複数の通路を形成し、前記複数の通路のうちの少なくとも１つの通路における前記ボアに近い位置での通路方向が前記複数のボアの軸中心を連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した合成樹脂溶着体において、前記複数のボアを連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した前記通路の少なくとも１つにおける前記各立上げ境界線の通路側の端が前記先端接合面における前記ボア側の内縁に対する前記各マウント接合面の通路側の稜線の接線の接点かまたはその近傍とし、前記各立上げ境界線が前記通路側の端を含んで前記振動基準方向に平行なものとしたものである。本発明は更に、前記近傍が前記ボアの軸中心を中心として、前記ボアの軸中心と前記接線の接点とを結ぶ直交方向線に対して左右の角度θ＝１０度以内の直線が前記ボアの内縁と交差する箇所としたものである。

本発明に係る合成樹脂溶着体は、合成樹脂を素材とするものであって１個のボアとそのボアに通じる１個の通路部分を形成した第一部材と合成樹脂を素材とするものであって１個のボアとそのボアに通じる１個の通路部分を形成した第二部材とを有し、前記第一部材における前記第二部材との接合面が前記ボアの周囲に形成される先端接合面と、その先端接合面から立ち上がる各マウント接合面と、前記先端接合面と前記マウント接合面との境界である各立上げ境界線とから構成し、前記第一部材と前記第二部材とを接合してその接合面を振動基準方向に振動溶着することで前記第一通路部分と前記第二通路部分とを連結して１個の通路を形成し、前記通路における前記ボアに近い位置での通路方向が前記振動基準方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した合成樹脂溶着体において、前記ボアを連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した前記通路の前記立上げ境界線の通路側の端が前記先端接合面における前記ボア側の内縁に対する前記マウント接合面の吸気通路側の稜線の接線の接点かまたはその近傍とし、前記立上げ境界線が前記吸気通路側の端を含んで前記振動基準方向に平行なものとしたものである。本発明は更に、前記近傍が前記ボアの軸中心を中心として、前記ボアの軸中心と前記接線の接点とを結ぶ直交方向線に対して左右の角度θ＝１０度以内の直線が前記ボアの内縁と交差する箇所としたものである。

本発明に係る合成樹脂溶着体において複数の通路を形成したものによれば、第一部材にも第二部材にも、複数の通路に従来生じていた通路断面側に突出する肉厚部を無くすことができ、各通路断面を理想的な形状に形成することができる。この結果、本発明の合成樹脂溶着体をインテークマニホールドに使用することにより、多気筒エンジンの各気筒に均等な吸気を導入することができ、エンジン性能を向上させることができる。また、吸気通路の３次元的変形にも適用できるので、省スペース化と設計の自由度の増大にもつながる。

また、本発明に係る合成樹脂溶着体において１個の通路を形成したものによれば、第一部材にも第二部材にも、従来生じていた通路断面側に突出する肉厚部を無くすことができ、各通路断面を理想的な形状に形成することができる。これによって、通路断面を広くすることができ、通路を通過する流量を従来より多くすることができる。

本発明は、1個以上の通路を形成した合成樹脂を素材とする２つの構成部材を振動溶接した場合に、従来から通路に生じていた通路断面側に突出する肉厚部を発生しないようにするものである。

次に本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る合成樹脂溶着体の要部平面図、図２は図１の要部拡大図、図３は本発明に用いる中間部材の要部斜視図、図４は本発明に用いる上部部材の要部斜視図である。これら図１乃至図４において図１６乃至図２４と同一参照番号は同一部材を示す。本発明に係る合成樹脂溶着体を、複数の通路（吸気通路）を有するインテークマニホールドを例にして説明する。本発明においては、第一部材としての中間部材７０も、第二部材としての上部部材７２も従来と同様に合成樹脂を素材とする。また、中間部材７０と上部部材７２との接合面を振動溶着によって固定する点は従来と同じである。更に、流体用の通路としての各吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにおける各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに向かう通路方向としての進行方向線Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄのうち、少なくとも１つの進行方向線が他の進行方向線とは異なるものとする。

本発明における従来との異なる主な点は、中間部材７０において、同一平面上に位置する略半環状形の各先端接合面７４ｂ，７４ｃ，７４ｄからマウント接合面７６ｂ−１，７６ｂ−２，７６ｃ−１，７６ｃ−２，７６ｄ−１，７６ｄ−２への立上げ境界線７８ｂ−１，７８ｂ−２，７８ｃ−１，７８ｃ−２，７８ｄ−１，７８ｄ−２を、図２０に示した各立上げ境界線５６ｂ−１，５６ｂ−２，５６ｃ−１，５６ｃ−２，５６ｄ−１，５６ｄ−２（全ての立上げ境界線をＡ−Ａ線と同一とした）とは異なるものとしたものである。

本発明においては、吸気通路２２ａに関連する先端接合面７４ａとマウント接合面７６ａ−１，７６ａ−２との間の立上げ境界線７８ａ−１，７８ａ−２は、図２０に示す先端接合面５４ａとマウント接合面２６ａ−１，２６ａ−２との間の立上げ境界線５６ａ−１，５６ａ−２と同様に、Ａ−Ａ線上に合致させる。これは、吸気通路２２ａは従来のものでも理想的な形状であったので、本発明でも吸気通路２２ａの形状をそのまま用いるものとする。なお、本発明においても振動溶着を行う振動基準方向は、例えば、図１６における紙面の表側から裏側と裏側から表側とに垂直に向かう方向（図１におけるＡ−Ａ線の方向）とするが、これに限るものではない。図１のＡ−Ａ線は、円形の各ボア５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの軸中心５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを通るものとする。

その他の各立上げ境界線７８ｂ−１，７８ｂ−２，７８ｃ−１，７８ｃ−２，７８ｄ−１，７８ｄ−２のうち、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の付近を図２に拡大して説明する。但し、この説明は図２の図面上での説明とする。ボア５０ｄの軸中心５２ｄを交差中心として、吸気通路２２ｄの進行方向線Ｒｄと直交する直交方向線をＳｄとする。この直交方向線Ｓｄが先端接合面７４ｄにおけるボア５０ｄ側の内縁８０と交差する点（マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２と最初に交差する点）を交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２とする。この交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２を別の観点から表現すると、交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２は、マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２における吸気通路２２ｄ側の内側稜線８４ｄ−１，８４ｄ−２が先端接合面７４ｄにおけるボア５０ｄ側の内縁８０への接線の接点と合致する。これらの交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２からＡ−Ａ線に平行な方向で、マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２の横幅を横断する線が、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２である。この立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２を境として、先端接合面７４ｄからマウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２を上方に立ち上げる。なお、振動溶着を可能にするため、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２からそれぞれに立ち上がるマウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２のどの横幅位置においても、その横幅位置は振動基準方向と平行になるように設定する。

立上げ境界線７８ｂ−１，７８ｂ−２，７８ｃ−１，７８ｃ−２も、前述の立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２と同様に設定する。進行方向線Ｒｂ，ＲｃはＲｄに比べてＡ−Ａ線からの仰角が小さいため、Ａ−Ａ線と平行な立上げ境界線７８ｂ−１，７８ｂ−２や立上げ境界線７８ｃ−１，７８ｃ−２は、前述の立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２よりもＡ−Ａ線に近い位置となる。

以上のように、中間部材７０において、立上げ境界線７８ａ−１，７８ａ−２，７８ｂ−１，７８ｂ−２，７８ｃ−１，７８ｃ−２，７８ｄ−１，７８ｄ−２の位置を設定すると共に、マウント接合面７６ａ−１，７６ａ−２，７６ｂ−１，７６ｂ−２，７６ｃ−１，７６ｃ−２，７６ｄ−１，７６ｄ−２の立体形状を設定する。これに合わせて、上部部材７２における中間部材７０との接合面の立体形状を設定する。

中間部材７０の接合面と上部部材７２の接合面とを接合し、それらの接合面を振動溶着した状態における図１のＢ−Ｂ線の位置での断面図を図５に示す。Ｂ−Ｂ線はＡ−Ａ線に対して傾斜している。また、図５に示す中間部材７０の分岐下腕２４ｄと上部部材７２の分岐上腕３２ｄとを分離したものを図６に示す。中間部材７０の分岐下腕２４ｄにおける接合面は７６ｄ−１，７６ｄ−２である。一方、上部部材７２の分岐上腕３２における接合面を８６ｄ−１，８６ｄ−２とする。

図６において、中間部材７０の分岐下腕２４ｄを型で抜く場合に矢印Ｚ１方向に抜く。マウント接合面７６ｄ−１の内側稜線８４ｄ−１とマウント接合面７６ｄ−２の内側稜線８４ｄ−２は、同一平面Ｈ１上に位置し、しかも互いに最も左右に離れた所に位置する。このため、分岐下腕２４ｄの内壁８９において、内側稜線８４ｄ−１や内側稜線８４ｄ−２より奥まった箇所が無く、内側稜線８４ｄ−１や内側稜線８４ｄ−２がどこかの箇所を越えて分岐下腕２４ｄの下側通路空間３０ｄに突出することはない。従って、内側稜線８４ｄ−１の下方にも内側稜線８４ｄ−２の下方にも肉厚部ができることはない。中間部材７０の分岐下腕２４ｂ，２４ｃにおいても同様に、肉厚部ができることはない。

図６において、上部部材７２の分岐上腕３２ｄを型で抜く場合に矢印Ｚ２方向に抜く。分岐上腕３２ｄの接合面８６ｄ−１の内側稜線９０ｄ−１と、接合面８６ｄ−２の内側稜線９０ｄ−２とは同一平面Ｈ２上に位置し、しかも互いに最も左右に離れた所に位置する。このため、分岐上腕３２ｄの内壁９１において、内側稜線９０ｄ−１や内側稜線９０ｄ−２より奥まった箇所が無く、内側稜線９０ｄ−１や内側稜線９０ｄ−２がどこかの箇所を越えて分岐上腕３２ｄの上側通路空間３４ｄに突出することはない。従って、内側稜線９０ｄ−１の上方にも内側稜線９０ｄ−２の上方にも肉厚部ができることはない。上部部材７２の分岐上腕３２ｂ，３２ｃにおいても同様に、肉厚部ができることはない。

中間部材７０の接合面と上部部材７２の接合面とを振動溶着した状態における図１のＣ−Ｃ線の位置（Ａ−Ａ線と平行な位置）での断面図を図７に示す。この図７においては、中間部材７０の分岐下腕２４ｄの接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２と、上部部材７２の分岐上腕３２ｄの接合面８６ｄ−１，８６ｄ−２は同一平面Ｈ上に位置する。この図７では、分岐下腕２４ｄの接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２の内側稜線８４ｄ−１，８４ｄ−２も、分岐上腕３２ｄの接合面８６ｄ−１，８６ｄ−２の内側稜線９０ｄ−１，９０ｄ−２も、吸気通路２２ｄに突出することがないので、肉厚部ができることはない。

このように、図５及び図７から分るように、肉厚部の無い分岐下腕２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを有する中間部材７０と、肉厚部の無い分岐上腕３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する上部部材７２とを固定することによって、全ての吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにおいて図５に示す理想的な円形断面を作ることができる。

前述の説明では、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を、マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２の稜線８４ｄ−１，８４ｄ−２が先端接合面７４ｄのボア５０ｄ側の内縁８０に対する接線の接点である交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２とした。しかし、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を、交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２（理想点）ではなく、その理想点の近傍としても良い。立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を、交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２の近傍とした場合においても、吸気通路断面２２ｄは円形に近く、吸気流量は理想的な断面のものと比べて大きな差は無い。

近傍とは、図２において、ボア５０ｄの軸中心５２ｄを中心として、交差点８２ｄ−１，８２ｄ−２を通る直交方向線Ｓｄの左右の角度θを１０度以内の範囲のものとする。即ち、近傍の限度の点は、軸中心５２ｄを中心とする直交方向線Ｓｄより左右の角度θ＝１０度の２本の直線Ｔｄが、図２におけるボア５０ｄ側の内縁８０と交差する点とする。

図１，図２，図３及び図５において吸気通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの断面を円形として説明したが、吸気通路の断面を楕円としたものについてもて起用することができる。図８は吸気通路断面を楕円とした図２相当図である。立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２とする。交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２は、マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２における吸気通路２２ｄ側の内側稜線８４ｄ−１，８４ｄ−２が先端接合面７４ｄにおける楕円形のボア５０ｄ側の内縁８０への接線の接点と合致する点とする。これらの交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２からＡ−Ａ線に平行な方向で、マウント接合面７６ｄ−１，７６ｄ−２の横幅を横断する線が、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２である。このように、吸気通路の断面が楕円のものであっても、前述と同様に、型抜きで中間部材７０を形成する場合において、内側稜線８４ｄ−１の下方にも内側稜線８４ｄ−２の下方にも肉厚部ができることはない。中間部材７０の分岐下腕２４ｂ，２４ｃにおいても同様に、肉厚部ができることはない。また、上部部材７２の分岐上腕３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにおいても同様に、肉厚部ができることはない。

楕円形の吸気通路２２ｄにおいても、立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を、交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２（理想点）ではなく、その近傍としても良い。立上げ境界線７８ｄ−１，７８ｄ−２の吸気通路２２ｄ側の端を交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２の近傍にした場合においても、吸気通路断面２２ｄは楕円に近く、吸気流量は理想的な断面のものと比べて大きな差は無い。

近傍とは、図８において、楕円形のボア５０ｄの軸中心５２ｄを中心として、交差点９４ｄ−１，９４ｄ−２を通る直交方向線Ｓｄの左右の角度θが１０度以内とする。即ち、近傍の限度の点は、軸中心５２ｄを中心とする直交方向線Ｓｄより左右の角度θ＝１０度の２本の直線Ｔｄが、図８における楕円形のボア５０ｄ側の内縁８０と交差する点とする。

なお、前述の説明では、１個の吸気通路２２ａを振動基準方向の同一直線（Ａ−Ａ線）に対して垂直方向に配置し、３個の吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄはＡ−Ａ線対して垂直方向とは異なる方向に配置したものを示した。しかし、船外機に用いるマニホールドでは、全ての吸気通路が平行でしかもＡ−Ａ線に対して垂直方向とは異なる方向に配置する構造のものもあり、この船外機に用いるマニホールドにも本発明を適用することができる。

また、前述の説明では、振動基準方向の同一直線（Ａ−Ａ線）に対して垂直方向とは異なる方向に配置した３個の吸気通路２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの全てに肉厚部が生じないようにすると説明したが、Ａ−Ａ線に対して垂直方向とは異なる方向に配置した複数個の吸気通路のうち、内部に形成される肉厚部が大きい箇所にのみ適応するようにしても良い。更に、理想的な吸気通路の断面を円形だけではなく、楕円やその他の形状としても適用することができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。図９は本発明に係る第２実施例を示す合成樹脂溶着体を構成する２つの部材の一方を反転させて開いた状態を示す斜視図、図１０は図９の２つの構成部材を溶着した状態の平面図、図１１は図９の２つの構成部材を溶着した状態の正面図である。第２実施例の合成樹脂溶着体１００は、図９に示すように、第一部材１０２と第二部材１０４とから成り、第一部材１０２も第二部材１０４も共に合成樹脂を素材とする。第一部材１０２には例えば管を軸方向に半分に切断したものを所望の形状に曲げた第一腕１０６を有し、第二部材１０４には例えば管を軸方向に半分に切断したものを所望の形状に曲げた第二腕１０８を有する。第二部材１０４には、後述する通路１１８へ空気等の流体を導入するための導入管１０９が取付けられている。

第一腕１０６の両側には左右のマウント接合面１１０−１，１１０−２が形成され、それら左右のマウント接合面１１０−１，１１０−２の間にはくぼみとしての第一通路空間１１２が形成される。同様に、第二腕１０８の両側には一対のマウント接合面１１４−１，１１４−２が形成され、それら一対のマウント接合面１１４−１，１１４−２の間にはくぼみとしての第二通路空間１１６が形成される。

第一腕１０６のマウント接合面１１０−１と第二腕１０８のマウント接合面１１４−１とを接合させると共に、第一腕１０６のマウント接合面１１０−２と第二腕１０８のマウント接合面１１４−２とを接合させ、それらの接合箇所に振動溶着を施し第一腕１０６と第二腕１０８とを超音波振動によって溶着する（その際、第一部材１０２と第二部材１０４との他の接合面も同時に接合して溶着する）。これによって、第一通路空間１１２と第二通路空間１１６とが連絡して、通路１１８（図１０及び図１１）が形成される。第一部材１０２にはボア１２０（図９及び図１０）が形成され、このボア１２０に前記通路１１８（第一通路空間１１２）が連絡する。この第２実施例では、１個の流体用の通路１１８と、その通路１１８と通じる１個のボア１２０とを有するものである。

本実施例においては、図１２に示すように、通路１１８（第一通路空間１１２）におけるボア１２０近傍でのボア１２０への進行方向線Ｒｅは、振動溶着方向Ａ−Ａに対して直角方向とは異なる方向となるものとして説明する。即ち、第一部材１０２において、ボア１２０の周囲の同一平面上に位置する略半環状形の各先端接合面１２２からマウント接合面１１０−１，１１０−２への立上げ境界線１２４−１，１２４−２を、ボア１２０の軸中心１２６を含む振動基準線Ａ−Ａ線と同一ではないものとする。

ボア１２０の軸中心１２６を交差中心として、通路１１８の進行方向線Ｒｅと直交する直交方向線をＳｅとする。この直交方向線をＳｅが先端接合面１２２におけるボア１２０側の内縁１２８と交差する点（マウント接合面１１０−１，１１０−２と最初に交差する点）を交差点１３０−１，１３０−２とする。この交差１３０−１，１３０−２を別の観点から表現すると、交差点１３０−１，１３０−２は、マウント接合面１１０−１，１１０−２における通路１１８側の内側稜線１３２−１，１３２−２が先端接合面１２２におけるボア１２０側の内縁１２８への接線の接点と合致する。これらの交差点１３０−１，１３０−２からＡ−Ａ線に平行な方向で、マウント接合面１１０−１，１１０−２の横幅を横断する線が、立上げ境界線１２４−１，１２４−２である。この立上げ境界線１２４−１，１２４−２を境として、先端接合面１２２からマウント接合面１１０−１，１１０−２を上方に立ち上げる。なお、振動溶着を可能にするため、立上げ境界線１２４−１，１２４−２からそれぞれに立ち上がるマウント接合面１１０−１，１１０−２のどの横幅位置においても、その横幅位置は振動基準方向と平行になるように設定する。

以上のように、第一部材１０２において、立上げ境界線１２４−１，１２４−２の位置を設定すると共に、マウント接合面１１０−１，１１０−２の立体形状を設定する。これに合わせて、第二部材１０４における第一部材１０２との接合面（マウント接合面１１４−１，１１４−２等）の立体形状を設定する。

第一部材１０２の第一腕１０６と第二部材１０４の第二腕１０８とを接合し、それらの接合面を振動溶着した状態における図１０のＥ−Ｅ線の位置での断面図を図１３に示す。Ｅ−Ｅ線は振動溶着方向であるＡ−Ａ線に対して傾斜した（平行ではない）ものである。また、図１３に示す第一部材１０２の第一腕１０６と第二部材１０４の第二腕１０８とを分離したものを図１４に示す。

図１４において、第一部材１０２の第一腕１０６を型で抜く場合に矢印Ｚ１方向に抜く。マウント接合面１１０−１の内側稜線１３２−１とマウント接合面１１０−２の内側稜線１３２−２は、同一平面Ｈ１上に位置し、しかも互いに最も左右に離れた所に位置する。このため、第一腕１０６の内壁１３４において、内側稜線１３２−１や内側稜線１３２−２より奥まった箇所が無く、内側稜線１３２−１や内側稜線１３２−２がどこかの箇所を越えて第一腕１０６の第一通路空間１１２に突出することはない。従って、内側稜線１３２−１の下方にも内側稜線１３２−２の下方にも肉厚部ができることはない。

図１４において、第二部材１０４の第二腕１０８を型で抜く場合に矢印Ｚ２方向に抜く。第二腕１０８の接合面１１４−１の内側稜線１３６−１と、接合面１１４−２の内側稜線１３６−２とは同一平面Ｈ２上に位置し、しかも互いに最も左右に離れた所に位置する。このため、第二腕１０８の内壁１３８において、内側稜線１３６−１や内側稜線１３６−２より奥まった箇所が無く、内側稜線１３６−１や内側稜線１３６−２がどこかの箇所を越えて第二腕１０８の第二通路空間１１６に突出することはない。従って、内側稜線１３６−１の上方にも内側稜線１３６−２の上方にも肉厚部ができることはない。

第一部材１０２の接合面と第二部材１０４の接合面とを振動溶着した状態における図１０のＦ−Ｆ線の位置（Ａ−Ａ線と平行な位置）での断面図を図１５に示す。この図１５においては、第一部材１０２の第一腕１０６の接合面１１０−１，１１０−２と、第二部材１０４の第二腕１０８の接合面１１４−１，１１４−２は同一平面Ｈ上に位置する。この図１５では、第一腕１０６の接合面１１０−１，１１０−２の内側稜線１３２−１，１３２−２も、第二腕１０８の接合面１１４−１，１１４−２の内側稜線１３６−１，１３６−２も、通路１１８に突出することがないので、肉厚部ができることはない。

このように、図１３及び図１５から分るように、肉厚部の無い第一腕１０６を有する第一部材１０２と、肉厚部の無い第二腕１０８を有する第二部材１０４とを固定することによって、通路１１８において図１３に示す理想的な円形断面を作ることができる。

前述の説明では、立上げ境界線１２４−１，１２４−２の通路１１８側の端を、マウント接合面１１０−１，１１０−２の稜線１３２−１，１３２−２が先端接合面１２２のボア１２０側の内縁１２８に対する接線の接点である交差点１３０−１，１３０−２とした（図１２）。しかし、立上げ境界線１２４−１，１２４−２の通路１１８側の端を、交差点１３０−１，１３０−２（理想点）ではなく、その理想点の近傍としても良い。立上げ境界線１２４−１，１２４−２の通路１１８側の端を、交差点１３０−１，１３０−２の近傍とした場合においても、通路１１８の断面は円形に近く、流体流量は理想的な断面のものと比べて大きな差は無い。

近傍とは、図１２において、ボア１２０の軸中心１２６を中心として、交差点１３０−１，１３０−２を通る直交方向線Ｓｅの左右の角度θを１０度以内の範囲のものとする。即ち、近傍の限度の点は、軸中心１２６を中心とする直交方向線Ｓｅより左右に角度θ＝１０度ずれた２本の直線Ｔｅが、図１２におけるボア１２０側の内縁１２８と交差する点とする。

図１２において通路１１８の断面を円形として説明したが、通路１１８の断面を楕円等の形状としたものについてもて応用することができる。

複数の通路を有する合成樹脂溶着体によれば、全ての通路断面を理想的な形状に形成することができるので、本発明をインテークマニホールドに使用すれば、多気筒エンジンの各気筒に均等な吸気量を導入して、エンジン性能を向上させることができる。また、１個の通路を有する合成樹脂溶着体においても、通路断面を理想的な形状に形成することができ、通路を通過する流体の流量を従来より増加させることができる。

本発明に係る第１実施例を示す合成樹脂溶着体に用いる中間部材の要部平面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明に用いる中間部材の要部斜視図である。 本発明に用いる上部部材の要部斜視図である。 図１のＢ−Ｂ線位置での中間部材と上部部材とを溶着した状態の断面図である。 図５に示す中間部材と上部部材とを分離した状態を示す断面図である。 図１のＣ−Ｃ線位置での中間部材と上部部材とを溶着した状態の断面図である。 吸気通路断面を楕円とした図２相当図である。 本発明に係る第２実施例を示す合成樹脂溶着体を構成する２つの部材の一方を反転させて開いた状態を示す斜視図である。 図９の２つの構成部材を溶着した状態の平面図である。 図９の２つの構成部材を溶着した状態の正面図である。 図９に示す一方の構成部材の要部拡大平面図である。 図１０のＥ−Ｅ線位置での断面図である。 図１３の２つの構成部材とを分離した状態を示す断面図である。 図１０のＦ−Ｆ線位置での断面図である。 従来既知のインテークマニホールドの正面図である。 インテークマニホールドを構成する中間部材の斜視図である。 インテークマニホールドを構成する上部部材の斜視図である。 図１６のインテークマニホールドのエンジン側の平面図である。 図１７の中間部材のエンジン側の平面図である。 分岐下腕と分岐上腕との接合箇所を示す断面図である。 図２０のＸ−Ｘ線位置での中間部材と上部部材とを溶着した状態の断面図である。 図２２に示す中間部材と上部部材とを分離した状態を示す断面図である。 図２０のＹ−Ｙ線位置での中間部材と上部部材とを溶着した状態の断面図である。

符号の説明

１０ インテークマニホールド
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ ボア
７０ 中間部材
７２ 上部部材
７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ 先端接合面
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ マウント接合面
７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ 立上げ境界線
８０ 内縁
８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ 交差点
８４ｄ 内側稜線
９４ｄ 交差点
１００ 合成樹脂溶着体
１０２ 第一部材
１０４ 第二部材
１１０ マウント接合面
１１８ 通路
１２０ ボア
１２２ 先端接合面
１２４ 立上げ境界線
１２８ 内縁
１３０ 交差点
１３２ 内側稜線
１３６ 内側稜線
Ａ−Ａ 振動基準方向
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ 進行方向線
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ 直交方向線

Claims (4)

1. 合成樹脂を素材とするものであって複数のボアを含む複数の第一通路部分を形成した第一部材と合成樹脂を素材とするものであって複数の第二通路部分を形成した第二部材とを有し、前記第一部材における前記第二部材との接合面が、前記複数のボアの周囲に形成される各先端接合面と、その各先端接合面から立ち上がる各マウント接合面と、前記各先端接合面と前記各マウント接合面との境界である各立上げ境界線とから構成し、前記第一部材と前記第二部材とを接合してその接合面を振動基準方向に振動溶着することで前記第一通路部分と前記第二通路部分とを連結して複数の通路を形成し、前記複数の通路のうちの少なくとも１つの通路における前記ボアに近い位置での通路方向が前記複数のボアを連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した合成樹脂溶着体において、前記複数のボアを連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した前記通路の少なくとも１つにおける前記各立上げ境界線の通路側の端が前記先端接合面における前記ボア側の内縁に対する前記各マウント接合面の通路側の稜線の接線の接点かまたはその近傍とし、前記各立上げ境界線が前記通路側の端を含んで前記振動基準方向に平行なものとしたことを特徴とする合成樹脂溶着体。
2. 前記近傍が前記ボアの軸中心を中心として、前記ボアの軸中心と前記接線の接点とを結ぶ直交方向線に対して左右の角度θ＝１０度以内の直線が前記ボアの内縁と交差する箇所としたことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂溶着体。
3. 合成樹脂を素材とするものであって１個のボアとそのボアに通じる１個の通路部分を形成した第一部材と合成樹脂を素材とするものであって１個のボアとそのボアに通じる１個の通路部分を形成した第二部材とを有し、前記第一部材における前記第二部材との接合面が前記ボアの周囲に形成される先端接合面と、その先端接合面から立ち上がる各マウント接合面と、前記先端接合面と前記マウント接合面との境界である各立上げ境界線とから構成し、前記第一部材と前記第二部材とを接合してその接合面を振動基準方向に振動溶着することで前記第一通路部分と前記第二通路部分とを連結して１個の通路を形成し、前記通路における前記ボアに近い位置での通路方向が前記振動基準方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した合成樹脂溶着体において、前記ボアを連結する直線方向に対して垂直方向と異なる方向に配置した前記通路の前記立上げ境界線の通路側の端が前記先端接合面における前記ボア側の内縁に対する前記マウント接合面の吸気通路側の稜線の接線の接点かまたはその近傍とし、前記立上げ境界線が前記吸気通路側の端を含んで前記振動基準方向に平行なものとしたことを特徴とする合成樹脂溶着体。
4. 前記近傍が前記ボアの軸中心を中心として、前記ボアの軸中心と前記接線の接点とを結ぶ直交方向線に対して左右の角度θ＝１０度以内の直線が前記ボアの内縁と交差する箇所としたことを特徴とする請求項３記載の合成樹脂溶着体。

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