JP6332016B2 - 吸気系樹脂部品 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂により形成されてエンジンの吸気系を構成する吸気系樹脂部品に関する。

従来、特許文献１には、エアクリーナーの外壁の内面および外面に幅ピッチの異なるビードをそれぞれ形成して、外壁の肉厚を不均一化することで、放射音を低減する樹脂製エアクリーナーが開示されている。なお、自動車のエンジンルーム内には、こうした樹脂製エアクリーナーのほか、エアダクトやレゾネーターのように、樹脂製の中空箱構造をなして、エンジンの吸気系を構成する各種の吸気系樹脂部品が設けられている。

実開平５−９６４５８号公報

ところで、こうした吸気系樹脂部品には、整備時や点検時に作業者が落した工具などが衝突する虞があり、そうした吸気系樹脂部品の上外壁（鉛直上方に位置する外壁）には、面剛性に加え、耐衝撃性も必要となる。吸気系樹脂部品の外壁を、耐衝撃性が比較的低い安価な樹脂材料で形成した場合、耐衝撃性を向上するには、上外壁の肉厚を増したり、内リブによる補強を行ったりすることが一般的となっている。

しかしながら、上外壁の肉厚を増せば、耐衝撃性は高まるが、重量や材料費の増加に加え、成型性の悪化を招く。一方、内リブによる補強では、上外壁の面剛性は高まるが、弾性による衝撃吸収能力が低下するため、耐衝撃性は却って低下してしまうことがある。特に撓みにくい外縁部や角部の付近の部分では、大きい衝撃力が働くため、耐衝撃性の確保は困難となっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、上外壁の耐衝撃性を好適に向上することのできる吸気系樹脂部品を提供することにある。

上記課題を解決する吸気系樹脂部品は、エンジンルーム内に設置されてエンジンの吸気系を構成する。こうした吸気系樹脂部品における、エンジンルームへの設置時に当該樹脂部品の鉛直上方に位置する上外壁に、平面形状が多角形をなし、かつその多角形の面中央部に当たる部分が、同多角形の各辺に当たる部分に対して当該吸気系樹脂部品の外側に張り出すように形成された凹凸パターンを、互いに隣接するようにして複数配列する。そして、凹凸パターンの配列のいずれの部分においても、凹凸パターンの境界線同士が同一直線上で連続して繋がった箇所ができないようにしている。

上記のような吸気系樹脂部品の上外壁に、凹凸パターンを互いに隣接して複数配列すれば、内リブの設置や厚肉化を行わずとも、上外壁の面剛性を高められる。ただし、各凹凸パターンの境界線が同一直線上で連続して繋がった箇所があれば、その箇所で上外壁が折れ曲がり易くなってしまうため、上外壁に脆弱な部分ができてしまう。その点、上記吸気系樹脂部品では、そうした箇所ができないよう凹凸パターンが配列されているため、上外壁の面剛性がより確実に高まるようになる。

一方、上記のような凹凸パターンの設置により上外壁の面剛性を高めた場合には、その設置に伴う重量や材料費の増加や成型性の悪化は限られたものとなる。また、凹凸パターンを設けたことによる上外壁の面弾性の低下は、内リブを設けた場合に比して僅かなものに留まるため、面剛性の向上に応じて上外壁の耐衝撃性も確実に高まるようになる。

こうした吸気系樹脂部品において、上記凹凸パターンとして、平面形状が正六角形となったものを採用すれば、上記態様での凹凸パターンの配列が容易に実現可能となる。
なお、側外壁とのエッジ部分に近い、上外壁の外縁部分は、拘束のため、撓み難く、衝撃の吸収性が低いため、上外壁の中央部分に比して耐衝撃性が低くなる傾向にある。上記吸気系樹脂部品において、上外壁の外縁部分に配置された凹凸パターンの張り出しの高さを、上外壁の中央部分に配置された凹凸パターンの張り出しの高さよりも大きくすれば、そうした上外壁の外縁部分についても、耐衝撃性を確保できるようになる。さらには、上外壁の中央部分では、凹凸パターンを配置せずとも耐衝撃性を確保できるのであれば、上記吸気系樹脂部品において、上外壁の外縁部分にのみ凹凸パターンを配置するようにしてもよい。

上記吸気系樹脂部品において、互いに隣接する凹凸パターンの境界線に当たる部分における上外壁の肉厚を、同凹凸パターンの他の部分における上外壁の肉厚よりも薄くするようにしてもよい。こうした場合、凹凸パターンの境界部分において上外壁が弾性変形し易くなるため、衝撃の吸収性が増すようになる。

なお、上記のような吸気系樹脂部品には、例えばエアクリーナーがある。

本発明の吸気系樹脂部品によれば、上外壁の耐衝撃性を好適に向上することができる。

吸気系樹脂部品としてのエアクリーナーの一実施形態の側面図。 図１において矢示された方向から見た同エアクリーナーの上外壁の平面図。 図２の３−３線に沿った同エアクリーナーの上外壁の断面図。 平面形状が正三角形をなした凹凸パターンの配列態様を示す図。 平面形状が正方形をなした凹凸パターンの配列態様を示す図。 エアクリーナーの変形例の上外壁に配列される凹凸パターンの平面図。 同エアクリーナーの変形例における図６の７−７線に沿った上外壁の断面図。 上外壁の部分ごとに凹凸パターンの張り出し高さを変えたエアクリーナーの変形例における上外壁の平面図。 上外壁の外縁部分にのみ凹凸パターンが配列されたエアクリーナーの変形例における上外壁の平面図。 平面形状の異なる２種の凹凸パターンを組み合わせて配列した凹凸パターン配列の一例を示す平面図。

以下、吸気系樹脂部品としてのエアクリーナーの一実施形態を、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、エアクリーナーは、キャップ１０とケース１１との２つの部材により構成された中空箱状のエアクリーナーボックス１２を有する。エアクリーナーボックス１２の内部には、濾材を有したフィルターエレメントが組み付けられている。なお、これらの図に矢印Ｕで示される方向が、エンジンルームに設置された状態におけるエアクリーナーボックス１２の鉛直上方となる。

ここでは、エアクリーナーボックス１２の外壁のうち、エンジンルームへの設置時に当該エアクリーナーの鉛直上方に位置する外壁を上外壁１４と呼ぶ。上外壁１４には、平面形状が多角形をなし、その多角形の面中央部に当たる部分が同多角形の各辺に当たる部分に対してエアクリーナーボックス１２の外側に張り出すように形成された凹凸パターンが配列されており、それにより、上外壁１４は凸凹した形状となっている。以下、こうした上外壁１４における凹凸パターンの配列態様について説明する。

図２に、図１の矢印Ａで示された方向、すなわち垂直上方から上外壁１４を見たときの、凹凸パターン１５の配列態様を示す。同図に示すように、上外壁１４には、平面形状が正六角形をなした複数の凹凸パターン１５が、正六角形の平面充填形に配列されている。なお、同図２において、細実線は各凹凸パターン１５の境界線を、点線は各凹凸パターン１５の稜線を、それぞれ示している。

図２および図３に示すように、凹凸パターン１５における上外壁１４の形状は、上記正六角形の面中央部に当たる部分（図３の部分Ｃ）が、同正六角形の各辺に当たる部分（図３の部分Ｓ）に対してエアクリーナーボックス１２の外側に張り出した正六角錐の角錐面形状となっている。ちなみに、エアクリーナーボックス１２を内側から見たときには、上外壁１４は、各凹凸パターン１５の中央部においてエアクリーナーボックス１２の外側に凹んだ形状とされている。なお、より厳密には、凹凸パターン１５における上記稜線や錐頂点などの各エッジ部分はＲ形状とされている。また、隣接する凹凸パターン１５の境界線部分のエッジ部分もＲ形状とされている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
上外壁１４を凹凸形状に形成すれば、上外壁１４を平坦な壁とした場合に比して、上外壁１４の面剛性は高くなる。しかしながら、互いに隣接する凹凸パターン１５の境界線同士が、同一直線上で連続して繋がっていると、その部分において上外壁１４が曲がりやすくなり、脆弱となってしまうため、面剛性の向上が限られたものとなってしまったり、却って面剛性が低下してしまったりする虞がある。

図４は、平面形状が正三角形の凹凸パターン１５Ａを正三角形の平面充填形に配列した場合を、図５は、平面形状が正方形の凹凸パターン１５Ｂを正方形の平面充填形に配列した場合をそれぞれ示している。これらの場合、互いに隣接する凹凸パターン１５Ａ，１５Ｂの境界線同士が同一直線上で繋がって脆弱となる部分ができてしまう。これに対して平面形状が正六角形の凹凸パターン１５を、正六角形の平面充填形に配列した本実施形態の場合には、凹凸パターン１５の境界線が同一直線上で連続して繋がった箇所ができないため、上外壁１４の面剛性は確実に高まるようになる。

一方、厚肉化によって上外壁１４の面剛性を高めた場合には、重量や材料費の増加や成型性の悪化を招いてしまう。また、内リブを設けることで上外壁１４の面剛性を高めた場合には、上外壁１４の面弾性が低下して、衝撃の吸収性が悪化するため、面剛性が高まっても、耐衝撃性は却って低下することがある。その点、上記のような凹凸パターン１５によって上外壁１４の面剛性を高めた場合には、重量や材料費の増加や成型性の悪化は限られたものとなる。また、凹凸パターン１５を設けたことによる上外壁１４の面弾性の低下は、内リブを設けた場合に比して僅かなものに留まるため、面剛性の向上に応じて上外壁１４の耐衝撃性も確実に高まるようになる。

以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）凹凸パターン１５により上外壁１４の面剛性が高まり、その結果、上外壁１４の耐衝撃性が向上するようになる。

（２）重量や材料費の増加や成型性の悪化を殆ど生じさせずに上外壁１４の耐衝撃性を向上することができる。
（３）面弾性の低下を抑えつつ、面剛性を高めることができるため、上外壁１４の耐衝撃性を確実に向上することができる。

（４）凹凸パターン１５の配列のいずれの部分にも、互いに隣接する凹凸パターン１５の境界線同士が同一の直線上にて連続して繋がった箇所がなく、脆弱な部分が形成されないため、上外壁１４の面剛性を、ひいては耐衝撃性を確実に向上することができる。

上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・図６および図７に示すように、互いに隣接する凹凸パターン１５の境界線に当たる部分に溝１６を形成するようにしてもよい。なお、同図の点線は、凹凸パターン１５の稜線を示している。この溝１６により、互い隣接する凹凸パターン１５の境界線に当たる部分における上外壁１４の肉厚は、凹凸パターン１５の他の部分における上外壁１４の肉厚よりも薄くされている。こうした場合、上外壁１４の面弾性が高くなり、より多くの衝撃エネルギーがその弾性により吸収されるようになる。そのため、耐衝撃性の向上が可能となる。なお、溝１６は、上外壁１４の外壁面に形成しても、内壁面に形成しても、それらの双方に形成してもよい。

・上外壁１４の部位ごとに凹凸パターン１５の張り出し高さを変えるようにしてもよい。例えば、図８において、ハッチングで示された部分に配置された凹凸パターン１５は、他の部分に配置された凹凸パターン１５よりも、エアクリーナーボックス１２の外部への凹凸パターン１５の張り出し高さが大きくされている。上外壁１４の外縁部分は、エアクリーナーボックス１２の他の外壁とのエッジ部分に近く、その撓みが拘束されるため、上外壁１４の中央部分に比べて耐衝撃性が低くなる傾向にある。そうした部分の凹凸パターン１５の張り出し高さをより大きくして、凹凸パターン１５が弾性変形で衝撃をよい多く吸収できるようにすることで、上外壁１４の外縁部分にも高い耐衝撃性を持たせることが可能となる。さらに、図９に示すように、上外壁１４の外縁部分にのみ、凹凸パターン１５を配置するようにしてもよい。

・凹凸パターン１５の平面形状を正六角形以外の多角形としてもよい。そうした場合にも、凹凸パターン１５の配列のいずれの部分においても、境界線とその境界線に繋がる他の境界線とが同一直線上に位置していないようになっていれば、上外壁１４の耐衝撃性を好適に向上することが可能となる。また、平面形状の異なる複数種の凹凸パターンを上外壁１４に配列するようにしてもよい。図１０に示す凹凸パターン配列の一例では、平面形状が正三角形の凹凸パターン１５Ｃと、平面形状が正方形の凹凸パターン１５Ｄと、が配列されている。なお、同図の点線は、各凹凸パターン１５Ｃ，１５Ｄの稜線を示している。

・上記のような凹凸パターンの配列を、例えばエアダクトやレゾネーターといったエアクリーナー以外の吸気系樹脂部品の上外壁に設けるようにしてもよい。

１０…キャップ、１１…ケース、１２…エアクリーナーボックス、１４…上外壁、１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…凹凸パターン、１６…溝。

Claims (6)

1. エンジンルーム内に設置されてエンジンの吸気系を構成する吸気系樹脂部品において、
   エンジンルームへの設置時に当該吸気系樹脂部品の鉛直上方に位置する上外壁に、平面形状が多角形をなし、かつその多角形の面中央部に当たる部分が同多角形の各辺に当たる部分に対して当該吸気系樹脂部品の外側に張り出すように形成された複数の凹凸パターンが互いに隣接して配列され、
   かつ前記凹凸パターンの配列のいずれの部分においても、互いに隣接する前記凹凸パターンの境界線同士が同一の直線上にて連続して繋がった箇所がない、
   ことを特徴とする吸気系樹脂部品。
2. 前記凹凸パターンの平面形状が、正六角形とされた、請求項１に記載の吸気系樹脂部品。
3. 前記上外壁の外縁部分に配置された前記凹凸パターンの張り出しの高さが、同上外壁の中央部分に配置された同凹凸パターンの張り出しの高さよりも大きくされている、請求項１または２に記載の吸気系樹脂部品。
4. 前記凹凸パターンが、前記上外壁の外縁部分にのみ配置されている、請求項１または２に記載の吸気系樹脂部品。
5. 互いに隣接する凹凸パターンの境界線に当たる部分における前記上外壁の肉厚が同凹凸パターンの他の部分における前記上外壁の肉厚よりも薄くされている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸気系樹脂部品。
6. 当該吸気系樹脂部品は、エアクリーナーである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸気系樹脂部品。