JP4422878B2 - 中空部品並びにその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに接合して一つの中空体をなす一対の外部成型体および外部成型体によってその外面が覆われる合成樹脂材からなる中空の内部成型体を有する中空部品並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のインテークマニホルドなどの如き中空部品を形成する技術として、金型内に中子を配置し、金型の内周面と中子の外周面との間の空隙（キャビティ）に溶融金属あるいは溶融樹脂を加圧注入した後、中子を除去して形成する方法（特開平５−３１７６１号公報参照）や、例えば２分割で形成され、かつ接着あるいは溶着で一体化される外部成型体と、ブロー成型による内部成型体とを予め個々に形成し、外部成型体の内部に内部成型体を配置した状態で内部成型体を加熱して軟化させると共にその内部を加圧することにより、外部成型体に内部成型体を密着させて両者を一体化する技術（特開平７−６３１３０号公報参照）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前者によると、中子を形成する工程や中子を除去する工程を要するので、製造工程の簡略化が困難であり、後者によると、中子は不要となるが、外部成型体を一体化する工程を要するため、これも製造工程の簡略化が困難であった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、製造工程を簡略化し得る中空部品並びにその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明の請求項１においては、互いに接合して一つの中空体（実施の形態中のアウタシェル１０）をなす一対の外部成型体（実施の形態中の半体８・９）と、外部成型体によってその外面が覆われる合成樹脂材からなる中空の内部成型体（実施の形態中のインナライニング１８）とにより、スロットルボディ接続口と、分配チャンバと、分岐管と、吸気ポート接続口とが一体成型されると共に、一対の外部成型体はそれぞれ、内部成型体の成型時に当該内部成型体の一部が溢出し得る孔（１１）を、隣接する前記分岐管同士の連結部となる部位に備えており、内部成型体の溢出部（１９）によって外部成型体同士間の一体性が保持されるようにしてなることを特徴とする吸気マニホルドを提供することとした。
【０００６】
このようにすれば、金型で形成された外部成型体内で形成される内部成型体の溢出部により、一対の外部成型体同士をも一体に保持することかできるので、外部成型体同士だけで結合させる必要がなくなる。しかも内部成型体によって容易に高い気密性を得ることができる。そして、隣接する前記分岐管同士の連結部となる部位に孔を備えることにより、外部成型体と内部成型体とを相互に一体化するための強い結合力を必要とする部位で一体に保持することができる。
【０００７】
また、本発明の請求項２においては、前記外部成型体が軽金属材のダイキャスト成型品であるものとした。これによれば、軽金属材層は、中空部品内を通過する空気の圧力振幅に伴う振動を吸収し、かつ合成樹脂材層からの透過音を遮断し、合成樹脂材層は熱伝導を抑制する。
【０００８】
また、本発明の請求項３においては、前記内部成型体は前記スロットルボディ接続口または前記吸気ポート接続口からの突出部を有し、該突出部に円周溝が形成されるものとした。これによれば、型抜き後に不用部分を切除するだけで、Ｏリング装着溝が設けられたジョイント口を一体成型することが可能である。
【０００９】
さらに本発明の請求項４においては、上記中空部品の製造方法として、一対の外部成型体を個々に形成する第１の工程と、一対の外部成型体を互いに接合した状態で金型内に配置する第２の工程と、金型内に配置された外部成型体の内部に合成樹脂材をブロー成型することによって内部成型体を形成する第３の工程とを含むと共に、内部成型体を形成する際に当該内部成型体の一部が一対の外部成型体のそれぞれにおける隣接する前記分岐管同士の連結部となる部位に予め形成された孔から溢出することによって一対の外部成型体同士と内部成型体との相互一体化が達成されることを特徴とする吸気マニホルドの製造方法を提供することとした。
【００１０】
このようにすれば、各々が金型で形成された一対の外部成型体の内側に内部成型体をブロー成型することによって２分割構成の外部成型体を一体に保持できるので、外部成型体及び内部成型体を相互に一体化するための工程を省くことができる。しかも気密性を得るためにシール手段を用いる必要がなくなる。
本発明の請求項５においては、前記第３の工程において前記内部成型体は前記スロットルボディ接続口または前記吸気ポート接続口から突出するように形成されると共に、その突出部に円周溝が形成されるものとした。これによれば、型抜き後に不用部分を切除するだけで、Ｏリング装着溝が設けられたジョイント口を一体成型することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１２】
図１及び図２は、本発明に基づいて構成された内燃機関の吸気系構成部品としての吸気マニホルドを示している。この吸気マニホルド１は、スロットルボディ接続口２と、分配チャンバ３と、各気筒への分岐管４と、吸気ポート接続口５とを一体成型してなるものであり、以下に詳述するように、アウタシェルとインナライニングとの２層構造をなしている。なお、符号１９を付された複数の小丸は、アウタシェルとインナライニングとを相互結合させるための溢出部であり、これについては後に詳述する。
【００１３】
図３に示すように、上型６ａ・６ｂと下型７ａ・７ｂとからなる金型の空隙（キャビティ）に、溶融したアルミニウム合金などの軽金属を加圧注入するダイキャスト成型により、２つ割構成のアウタシェルを形成するための半体８・９が個々に形成される（第１の工程）。これらダイキャスト成型された外部成型体としての一対の半体８・９を互いに接合することにより、図４に示すような中空体としてのアウタシェル１０が形成されるが、このアウタシェル１０には、適宜な直径の孔１１が要所々々に設けられている。なお、これらの孔１１は、ダイキャスト成型時に同時に開けても良いし、型抜き後にドリル加工で開けても良い。
【００１４】
型抜きした両半体８・９を互いに接合させた状態のアウタシェル１０は、図５に示すように、インナライニング成型用金型１２・１３内に配置される（第２の工程）。ここでインナライニング成型用金型１２・１３の内面における上記孔１１に整合する位置には、概ね半球形の窪み１４が形成されている。なお、半球形の窪み１４の直径寸法は、孔１１の直径寸法よりも大きくされている。
【００１５】
図６に示すように、インナライニング成型用金型１２・１３内に置かれたアウタシェル１０の例えばスロットルボディの接続口となる開口１５から、アウタシェル１０の内部空間にマンドレル１６を挿入し、かつ開口１５の内周面とマンドレル１６の外周面との間からパリソン１７を供給し、インナライニングをブロー成型する（第３の工程）。すると、図７に示すように、アウタシェル１０の内面にて内部成型体としてのインナライニング１８が成型されると同時に、アウタシェル１０の要所に開けられた孔１１からインナライニング成型用金型内面の窪み１４に、インナライニング１８を形成するパリソンの一部が溢出する。
【００１６】
窪み１４の直径寸法は孔１１の直径寸法よりも大きくしてあるので、インナライニング１８が冷却固化すると、孔１１を経て窪み１４に流れ込んだ溢出部１９により、アウタシェル１０を構成する一対の半体８・９はインナライニング１８から分離し得なくなる。つまり一対の半体８・９同士は、インナライニング１８を介して互いに一体的に結合することとなる。
【００１７】
このようにして、インナライニング１８と２つ割りのアウタシェル１０とが、特別な固定手段を要することなく互いに一体化される。
【００１８】
上記の如くして、アウタシェル１０を構成する一対の半体８・９同士およびインナライニング１８は、一対の半体８・９の適所に設けられた孔１１から溢出する樹脂で相互に結合される。従って、孔１１は、互いに隣接する分岐管４同士の連結部（ポート間）、或いは分岐管４の上面や分配チャンバ３の上面などの比較的広い平面をもつ部位であり、特にアウタシェル１０とインナライニング１８とを相互に一体化するための強い結合力を必要とする部位に設けると良い。
【００１９】
また両半体８・９同士の接合面に樹脂が溢出する孔を設けることにより、溢出した樹脂が両半体８・９の外側へ回り込むようにしても良い。
【００２０】
スロットルボディ、或いはシリンダヘッドとの接続口となるべきアウタシェル１０の開口からのインナライニング１８の突出部２０に、ブロー成型時に円周溝２１が形成されるようにしておけば（図８参照）、型抜き後に不用部分（図８中の想像線以降の部分）を切除するだけで、Ｏリング装着溝が設けられたジョイント口を一体成型することが可能である。
【００２１】
シリンダヘッドに直接接続される分岐管４のみならず、負圧取り出し口や吸気２次エアの導入口などのような付加ガス通路の開口部となるジョイント部も、上記と同様にして形成可能である。
【００２２】
なお、本発明を吸気マニホルドに実施した形態についてのみ説明したが、本発明は上記に限定されず、エアクリーナとスロットルボディとを連結する吸気ダクトなどの中空部材に等しく適用可能である。またアウタシェル（外部成型体）は金属材料のみならず、合成樹脂材の射出成型で形成されるものであっても良い。
【００２３】
【発明の効果】
このように本発明の請求項１によれば、金型で形成された外部成型体（アウタシェルを構成する一対の半体）の内側で形成される内部成型体（インナライニング）の溢出部によって２分割構成の外部成型体を一体に保持することができ、それと同時に外部成型体と内部成型体とを一体化することができるので、外部成型体だけのための接合手段が不要となると共に、外部成型体と内部成型体とを容易に強固に結合させることができる。しかも内部成型体によって高い気密性を容易に獲得し得る。
【００２４】
そして請求項２によれば、合成樹脂材層が断熱材となって吸入空気の過熱が抑制されるので、内燃機関における燃焼室内の混合気の体積効率が向上してノッキングが抑制されると共に、吸気通路の内面の円滑化によって吸気抵抗が低減されるので、エンジン出力の向上に効果的である。これに加えて、アウタシェルを軽金属材で形成することにより、軽金属層が、吸入空気の圧力振幅に伴う振動を吸収し、かつインナライニングの合成樹脂層からの透過音を遮断するので、吸気系からの放射音を低減してエンジン騒音を抑えることができる。
【００２５】
また請求項３によれば、金型で形成された外部成型体の内側に内部成型体をブロー成型するだけで、２分割構成の外部成型体を一体に保持できるので、２つ割の外部成型体を一体化するための工程、および内部成型体と外部成型体とを一体化するための工程が不要となり、しかも気密性を得るためにシール手段も不要となる。従って、製造工数の低減に大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例を示す吸気マニホルドの上面図である。
【図２】本発明の適用例を示す吸気マニホルドの正面図である。
【図３】アウタシェルの各半体の製造工程を概念的に示す縦断面図である。
【図４】型抜きしたアウタシェルの概念的縦断面図である。
【図５】ブロー成型用金型内にアウタシェルを配置した状態を概念的に示す縦断面図である。
【図６】ブロー成型のパリソン供給口を概念的に示す縦断面図である。
【図７】アウタシェル内にインナライニングをブロー成型した状態を概念的に示す縦断面図である。
【図８】接続部の成型状態を概念的に示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１ 吸気マニホルド
８・９ 半体
１０ アウタシェル
１１ 孔
１８ インナライニング
１９ 溢出部

Claims (5)

1. 互いに接合して一つの中空体をなす一対の外部成型体と、前記外部成型体によってその外面が覆われる合成樹脂材からなる中空の内部成型体とにより、スロットルボディ接続口と、分配チャンバと、分岐管と、吸気ポート接続口とが一体成型される吸気マニホルドであって、
   前記一対の外部成型体はそれぞれ、前記内部成型体の成型時に当該内部成型体の一部が溢出し得る孔を、隣接する前記分岐管同士の連結部となる部位に備えており、前記内部成型体の溢出部によって前記外部成型体同士間の一体性が保持されることを特徴とする吸気マニホルド。
2. 前記外部成型体は軽金属材のダイキャスト成型品であることを特徴とする請求項１に記載の吸気マニホルド。
3. 前記内部成型体は前記スロットルボディ接続口または前記吸気ポート接続口からの突出部を有し、該突出部に円周溝が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸気マニホルド。
4. 互いに接合して一つの中空体をなす一対の外部成型体と、前記外部成型体によってその外面が覆われる合成樹脂材からなる中空の内部成型体とにより、スロットルボディ接続口と、分配チャンバと、分岐管と、吸気ポート接続口とが一体成型される吸気マニホルドの製造方法であって、
   一対の外部成型体を個々に形成する第１の工程と、
   前記一対の外部成型体を互いに接合した状態で金型内に配置する第２の工程と、
   前記金型内に配置された前記外部成型体の内部に合成樹脂材をブロー成型することによって内部成型体を形成する第３の工程とを含むと共に、
   前記内部成型体を形成する際に当該内部成型体の一部が前記一対の外部成型体のそれぞれにおける隣接する前記分岐管同士の連結部となる部位に予め形成された孔から溢出することによって前記一対の外部成型体同士と前記内部成型体との相互一体化が達成されることを特徴とする吸気マニホルドの製造方法。
5. 前記第３の工程において前記内部成型体は前記スロットルボディ接続口または前記吸気ポート接続口から突出するように形成されると共に、その突出部に円周溝が形成されることを特徴とする請求項４に記載の吸気マニホルドの製造方法。

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