JP7010752B2 - ダクト - Google Patents

Description

この発明はダクトに関するものである。

特許文献１には、樹脂製のパイプの端部に設けられたフランジに金属製の板材が取り付けられているインテークマニホールドが記載されている。

特開２００２－３２２９５４号公報

樹脂製のフランジと金属製の板材とを接合する際には、バインダを用いて化学結合させることが考えられる。しかし、バインダを用いて化学結合させる場合には、フランジ及び板材の接合面の平面度を厳しく管理する必要がある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのダクトは、樹脂製のパイプの端部に設けられたフランジに金属板が固定されており、シール面が前記金属板によって構成されている。このダクトでは、前記フランジにおける前記金属板と対向するフェイス面及び前記金属板における前記フランジと対向するフェイス面のそれぞれに、前記パイプの開口端の周囲を取り囲む環状の溝が設けられている。そして、このダクトは、前記溝に収容される環状の本体部と、同本体部から同本体部の径方向内側に突出し、前記フランジにおけるフェイス面及び前記金属板におけるフェイス面に挟まれてバインダによる接合箇所を区画するバインダ保持部と、を有するシール部材を備えている。また、このダクトでは、前記本体部を各々のフェイス面に設けられた前記溝に収容し、且つ前記バインダ保持部を挟んだ状態で、前記フランジと前記金属板とが、前記バインダ保持部によって区画された箇所においてバインダを介して化学結合している。

上記構成では、バインダを介在させて接合する箇所が、バインダ保持部を挟んでいる箇所に限られている。そのため、上記構成によれば、平面度の管理が必要な箇所を、バインダ保持部を挟む部分に絞り込むことができる。したがって、フランジと金属板とのフェイス面全体にバインダを介在させて化学結合させるダクトと比較して、フェイス面の平面度の管理が容易である。

ダクトの一実施形態の端部の斜視図。 パイプのフランジにおけるフェイス面の正面図。 金属板におけるフェイス面の正面図。 ガスケットの正面図。 図４における５－５線矢視断面図。 ガスケットを取り付けた状態のフランジの正面図。 ダクトの端部における接合箇所近傍を拡大して示す断面図。 変更例のダクトにおけるガスケット及びフランジの正面図。

以下、ダクトの一実施形態について、図１～図７を参照して説明する。
図１に示されているように、ダクト１０では、樹脂製のパイプ１００の端部に設けられているフランジ１１０に金属板２００が固定されている。これにより、このダクト１０では、シール面１１が金属板２００によって構成されている。

なお、このダクト１０は、ターボチャージャと接続される吸気ダクトである。ダクト１０には、フランジ１１０及び金属板２００を貫通するボルト孔１２が２つ設けられている。ダクト１０は、ターボチャージャにおける取付座面とシール面１１との間に金属のガスケットを挟んだ状態で、これらのボルト孔１２に挿通させたボルトによって取付座面に締結される。

ダクト１０では、金属板２００は、フランジ１１０にバインダを介した化学結合によって接合されている。
図２に示されているように、パイプ１００におけるフランジ１１０のフェイス面１１１には、パイプ１００の開口端１１４の周囲を取り囲む環状の溝１１３が設けられている。なお、図２は、金属板２００を接合する前のフランジ１１０のフェイス面１１１を示している。フェイス面１１１とは、フランジ１１０において金属板２００と対向する面のことである。また、フランジ１１０には、ボルト孔１２を構成するボルト孔１１２が２つ設けられている。

図３に示されているように、金属板２００の中央部には、パイプ１００の開口端１１４と等しい直径の貫通孔２１４が設けられている。この貫通孔２１４は、金属板２００をフランジ１１０に接合した際に、パイプ１００の開口端１１４と重なる位置に設けられている。すなわち、この貫通孔２１４は、図１に示されているように金属板２００をフランジ１１０に接合した際に、ダクト１０の開口端になる。

また、金属板２００のフェイス面２１１には、貫通孔２１４の周囲を取り囲む環状の溝２１３が設けられている。なお、フェイス面２１１とは、金属板２００において、フランジ１１０のフェイス面１１１と対向する面のことである。溝２１３は、溝１１３と同じ寸法になっており、貫通孔２１４を開口端１１４に重ねるようにフェイス面１１１とフェイス面２１１とを向かい合わせたときに、溝２１３と溝１１３とが全周に亘って向かい合うように設計されている。すなわち、金属板２００がフランジ１１０に接合された際には、溝２１３も溝１１３と同様に、パイプ１００の開口端１１４の周囲を取り囲むことになる。

そして、金属板２００には、ボルト孔１２を構成するボルト孔２１２が２つ設けられている。これらのボルト孔２１２は、貫通孔２１４を開口端１１４に重ねるようにフェイス面１１１とフェイス面２１１とを向かい合わせたときに、２つのボルト孔１１２と重なる位置に設けられている。これにより、フランジ１１０と金属板２００とを接合したときには、ボルト孔１１２とボルト孔２１２とが連通し、これらボルト孔１１２，２１２によってダクト１０のボルト孔１２が構成される。

ダクト１０では、フランジ１１０と金属板２００との間に、図４に示されている金属のガスケット３００を挟みこむとともに、バインダを介してフランジ１１０と金属板２００とを化学結合させて接合している。なお、ガスケット３００は、フランジ１１０や金属板２００よりも柔らかく、変形しやすい金属で構成されている。

図４に示されているように、ガスケット３００の本体部３１０は、円環状をなしている。本体部３１０は、溝１１３，２１３に挿入できるように、内径及び外径が設定されている。そして、本体部３１０は、フランジ１１０に金属板２００を接合する際に、溝１１３と溝２１３の双方に跨るように溝１１３，２１３内に収容される。

図５に示されているように、本体部３１０は断面形状が六角形をなしており、本体部３１０におけるフランジ１１０の溝１１３に収容される下端部に六角形の頂点の１つが位置し、この頂点の部分が下端ＰＢになっている。また、本体部３１０における金属板２００の溝２１３に収容される上端部にも六角形の頂点の１つが位置しており、この頂点の部分が上端ＰＴになっている。

また、図４及び図５に示されているように、ガスケット３００は、円環状の本体部３１０に加え、本体部３１０から径方向内側に突出した３つのバインダ保持部３２０を有している。図５に示されているように、バインダ保持部３２０は、高さ、幅ともに本体部３１０よりも小さく、本体部３１０の上端ＰＴと下端ＰＢとの間の中央部から本体部３１０の径方向内側に突出している。なお、図５及び図７では、説明の便宜上、バインダ保持部３２０の高さを大きめに誇張して図示している。

また、図４に示されているように、バインダ保持部３２０は円弧状に湾曲していて両端が本体部３１０に接続している。これにより、図４及び図５に示されているように、バインダ保持部３２０と本体部３１０とに取り囲まれた部分には、バインダを収容するバインダ収容空間ＳＰ１が形成されている。

図６には、ガスケット３００をフランジ１１０に取り付けた状態を示している。金属板２００をフランジ１１０に接合する際には、図６に示されているように、フェイス面１１１の溝１１３にガスケット３００の本体部３１０を嵌め込み、ガスケット３００のバインダ保持部３２０をフェイス面１１１上に配置する。次に、フェイス面１１１上におけるバインダ保持部３２０によって取り囲まれたバインダ収容空間ＳＰ１内にバインダを塗布する。そして、金属板２００のフェイス面２１１における溝２１３にガスケット３００の本体部３１０が嵌り込むように、金属板２００の位置を合わせ、金属板２００をフランジ１１０側に押し付けて本体部３１０を溝２１３に嵌め込む。

これにより、図７に示されているように、このダクト１０では、ガスケット３００のバインダ保持部３２０がフランジ１１０のフェイス面１１１と金属板２００のフェイス面２１１とに挟まれた状態になっている。そして、バインダ保持部３２０と本体部３１０との間のバインダ収容空間ＳＰ１にバインダ４００が閉じ込められており、バインダ４００が介在している箇所においてフランジ１１０と金属板２００とが化学結合している。すなわち、ダクト１０では、バインダ保持部３２０によってバインダ４００による接合箇所が区画されており、バインダ保持部３２０によって区画された箇所においてフランジ１１０と金属板２００とがバインダ４００を介して化学結合している。

なお、フランジ１１０のフェイス面１１１におけるバインダ保持部３２０を挟む部分と、金属板２００のフェイス面２１１におけるバインダ保持部３２０を挟む部分は、バインダ４００による化学結合を実現する上で必要な平面度になるように、表面に加工が施されている。

また、図７に示されているように、溝２１３に収容されている本体部３１０の上端ＰＴ及び溝１１３に収容されている本体部３１０の下端ＰＢは、金属板２００をフランジ１１０に取り付けるために押し付けた際に潰されている。これにより、ガスケット３００の本体部３１０が溝１１３，２１３の底に密着し、フランジ１１０と金属板２００との間をシールしている。

本実施形態の効果について説明する。
（１）バインダ４００を介在させて接合する箇所が、バインダ保持部３２０を挟んでいる箇所に限られているため、平面度の管理が必要な箇所を、バインダ保持部３２０を挟む部分に絞り込むことができる。そのため、フランジ１１０と金属板２００とのフェイス面１１１，２１１全体にバインダを介在させて化学結合させるダクトと比較して、平面度の管理が容易である。

（２）バインダ保持部３２０によって、バインダ４００を閉じ込めることができるため、バインダ４００がフェイス面１１１，２１１からはみ出してしまうことを抑制できる。これにより、はみ出したバインダ４００によって吸気の清浄度が低下したり、ダクト１０の見た目が悪くなったりしてしまうことを抑制できる。

（３）ダクト１０は、シール面１１が金属板２００で構成されているため、金属のガスケットを使用して、ターボチャージャとの接合面をシールすることができる。したがって、高いシール性を確保しやすい。

（４）ダクト１０では、シール面１１を金属で構成している一方で、パイプ１００を樹脂で構成している。そのため、全体を金属で構成しているダクトよりも軽量化しやすい。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・バインダ保持部３２０の形状は適宜変更可能である。例えば、図８に示されているように、ガスケット３００の本体部３１０とパイプ１００の開口端１１４との距離を確保できる場合には、バインダ収容空間ＳＰ２を本体部３１０から離間させることが好ましい。図８に示されている変更例では、本体部３１０との間に脚部３２２，３２３を設け、湾曲したアーク部３２１を本体部３１０から離間させるとともに、本体部３１０から離間した位置で脚部３２２，３２３間に亘って延びる桁部３２４を設け、アーク部３２１と桁部３２４とによってバインダ収容空間ＳＰ２を区画している。こうした構成によれば、バインダ収容空間ＳＰ２に収容されたバインダが桁部３２４によって堰き止められる。そのため、バインダが溝１１３，２１３に入り込んでしまい、ガスケット３００によるシール性が悪化してしまうことも抑制することができる。

・上記実施形態では、バインダ保持部３２０が３つ設けられている構成を例示したが、バインダ保持部３２０の数は３つには限らない。例えば、バインダ保持部３２０は１つでも、２つでもよく、また４つ以上であってもよい。また、ガスケット３００の周方向におけるバインダ保持部３２０の位置の配分も適宜変更してもよい。

・シール部材として金属製のガスケット３００を示したが、シール部材の素材は金属に限らない。シール部材をゴム製のガスケットにしてもよい。例えば、シール部材をゴム製のＯ（オー）リングなどにしてもよい。なお、はみ出したバインダがゴム製の部品などに付着すると化学変化により部品を変質させてしまうおそれがある。その点、図８に示した変更例のように、本体部とバインダ収容空間との距離を確保する構成を採用すれば、ゴム製のガスケットを採用した場合でも、バインダの付着による本体部の変質を抑制し、シール性の低下を抑制できる。

・ターボチャージャと連結される吸気ダクトを例示したが、同様の構成はターボチャージャに接続される部分に限らずに適用することができる。また、同様の構成は、吸気ダクトに限らず、フランジを備えたダクトに広く適用することができる。

１０…ダクト、１１…シール面、１２…ボルト孔、１００…パイプ、１１０…フランジ、１１１…フェイス面、１１２…ボルト孔、１１３…溝、１１４…開口端、２００…金属板、２１１…フェイス面、２１２…ボルト孔、２１３…溝、２１４…貫通孔、３００…ガスケット、３１０…本体部、３２０…バインダ保持部、３２１…アーク部、３２２，３２３…脚部、３２４…桁部、４００…バインダ、ＳＰ１，ＳＰ２…バインダ収容空間。

Claims (1)

1. 樹脂製のパイプの端部に設けられたフランジに金属板が固定されており、シール面が前記金属板によって構成されているダクトであり、
   前記フランジにおける前記金属板と対向するフェイス面及び前記金属板における前記フランジと対向するフェイス面のそれぞれに、前記パイプの開口端の周囲を取り囲む環状の溝が設けられており、
   前記溝に収容される環状の本体部と、同本体部から同本体部の径方向内側に突出し、前記フランジにおけるフェイス面及び前記金属板におけるフェイス面に挟まれてバインダによる接合箇所を区画するバインダ保持部と、を有するシール部材を備え、
   前記本体部を各々のフェイス面に設けられた前記溝に収容し、且つ前記バインダ保持部を挟んだ状態で、前記フランジと前記金属板とが、前記バインダ保持部によって区画された箇所においてバインダを介して化学結合しているダクト。

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