JPH09195870A - インテークマニホールド及びその組付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パイプ１の挿入端部１１と取付孔５０の内壁面
との間のクリアランスの均一化、適正化を図るのに有利
であり、これにより両者の間の気密性の向上を図り得る
インテークマニホールド及びその組付方法を提供するこ
と。 【解決手段】インテークマニホールドは、吸気路１ｗを
区画すると共に挿入端部１１を備えたパイプ１と、挿入
端部１１を嵌合固定した取付孔５０を備えたフランジ５
とを備えている。取付孔５０には挿入端部１１が嵌合さ
れて接着剤層８を介して固定されている。取付孔５０の
内壁面とパイプ１の挿入端部１１との境界には弾性シー
ルリング７が介在している。挿入端部１１は拡径され、
弾性シールリング７が潰れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸気系に
用いられるインテークマニホールド及びその組付方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インテークマニホールドとして、
吸気路を区画する複数個のパイプと、取付孔を備えた構
造物とを用い、パイプの挿入端部を取付孔に挿入して両
者を溶接で固定する溶接方式のものが提供されている。
このものによれば、一体鋳物品で形成したインテークマ
ニホールドに比較して、吸気路の設計の自由度の確保、
軽量化等の面で有利である。

【０００３】更に近年インテークマニホールドでは、溶
接方式に代えて、パイプの挿入端部と取付孔の内壁面と
を接着剤で固定する接着方式のものも提供されている。
上記した接着方式のインテークマニホールドによれば、
パイプの挿入端部と取付孔の内壁面との間の気密性を確
保するには、取付孔の周方向においてクリアランスの均
一化を図ることが有効である。

【０００４】また特開平６−１１７５８５公報によれ
ば、燃料輸送用パイプや冷媒輸送用パイプの連結に関す
る技術として、図６から理解できる様に、金属製パイプ
１００の挿入端部１０１の外周面と構造物２００の取付
孔２０１の内壁面との間にクリアランス３００を形成す
る様に、パイプ１００の挿入端部１０１の外径、取付孔
２０１の内径を規定し、そしてパイプ１００の挿入端部
１０１の外周面にエポキシ系等のペースト状の熱硬化型
接着剤４００を塗布した後に、その挿入端部１０１を構
造物２００の取付孔２０１に挿入し、熱硬化型接着剤４
００を硬化させ、これによりパイプ１００と構造物２０
０とを連結すると共に両者の境界の気密性を確保する技
術が開示されている。

【０００５】取付孔２０１の内壁面には、径内方向に突
出する突部２０５が一体的に形成されており、突部２０
５の内径とパイプ１００の挿入端部１０１の外径とが実
質的に同じとされている。これによりパイプ１００と構
造物２００との間のクリアランス３００の均一化が図ら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す特開平６−
１１７５８５公報に係る従来技術によれば、前述の様に
突部２０５の内径とパイプ１００の挿入端部１０１の外
径とが実質的に同じであり、クリアランス３００の均一
化、適正化には有効である。しかしながら突部２０５の
内径とパイプ１００の挿入端部１０１の外径とが実質的
に同一であるため、パイプ１００の挿入端部１０１を挿
入して組付ける際に、剛体である突部２０５が支障とな
る。そのため挿入端部１０１の組付操作は必ずしも容易
ではない。

【０００７】更に突部２０５およびパイプ１００は共に
金属製であるので、突部２０５とパイプ１００の挿入端
部１０１との間のシール性は必ずしも十分なものでな
く、従って熱硬化型接着剤４００に塗布むらが生じる場
合には、パイプ１００の挿入端部１０１と構造物２００
の取付孔２０１の内壁面との間の気密性が低下するおそ
れがある。

【０００８】本発明は上記した接着剤を用いた接着方式
のインテークマニホールドを更に技術的に進めたもので
あり、パイプの挿入端部と構造物の取付孔の内壁面との
間のクリアランスの均一化、適正化を図るのに有利であ
り、これにより両者の間の気密性の向上を図り得るイン
テークマニホールド及びその組付方法を提供することを
課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るインテー
クマニホールドは、吸気路を区画すると共に挿入端部を
備えた複数個のパイプと、取付孔を備えパイプの挿入端
部を取付孔に嵌合固定した構造物とを備えたインテーク
マニホールドであって、構造物の取付孔には、パイプの
挿入端部が嵌合されて接着剤層を介して固定されてお
り、更に、構造物の取付孔を区画する内壁面とパイプの
挿入端部との境界には、パイプの挿入端部を少なくとも
１周する弾性シールリングが介在していることを特徴と
するものである。

【００１０】請求項２に係るインテークマニホールドの
組付方法は、吸気路を区画すると共に挿入端部を備えた
パイプと、パイプの挿入端部の外径よりも大きな内径を
もつ取付孔を備えた構造物と、取付孔に嵌合する弾性シ
ールリングとを用い、取付孔を区画する内壁面に弾性シ
ールリングを実質的に同軸的に嵌合すると共に、内壁面
の少なくとも一部に接着剤層を塗布する工程と、取付孔
にパイプの挿入端部を挿入する工程と、パイプの挿入端
部の周壁を拡径して、拡径に伴い弾性シールリングを半
径方向に加圧することを特徴とするものである。

【００１１】請求項３に係るインテークマニホールドの
組付方法は、吸気路を区画すると共に挿入端部を備えた
パイプと、パイプの挿入端部の外径よりも大きな内径を
もつ取付孔を備えた構造物と、取付孔に嵌合する弾性シ
ールリングとを用い、取付孔を区画する内壁面にリング
状の弾性シールリングを実質的に同軸的に嵌合すると共
に、内壁面の少なくとも一部に接着剤層を塗布する工程
と、弾性シールリングの弾性力でパイプの挿入端部の半
径方向における位置を規制しつつ、取付孔にパイプの挿
入端部を圧入する工程とを順に実施することを特徴とす
るものである。

【００１２】請求項４に係るインテークマニホールドの
組付方法は、請求項２または３において、パイプの挿入
端部には、挿入端部の軸先端に向かうにつれて外径が小
さくなるテーパ面が形成されており、パイプを取付孔に
挿入する際に、テーパ面が弾性シールリングに当たるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明によれば、構造物の取付孔
には、パイプの挿入端部が嵌合されて接着剤層を介して
固定されており、構造物の取付孔の内壁面とパイプの挿
入端部との境界には弾性シールリングが介在している。
従って接着剤層による気密効果の他に、弾性シールリン
グによる気密効果が発揮される。

【００１４】弾性シールリング１個でも、直列状態に複
数個並設されていても良い。弾性シールリングの材質は
ゴム、樹脂を採用できる。接着剤層としては反応硬化型
のもの、例えばエポキシ樹脂系、アクリル系、ウレタン
系、フェノリック系を採用できる。パイプの材質は特に
限定されず、例えばアルミ合金系、鉄系を採用できる。

【００１５】構造物の取付孔の内壁面には、弾性シール
リングの保持性を確保するため、弾性シールリングを保
持するリング溝が形成されていることが好ましい。パイ
プの挿入端部にテーパ面を形成する場合には、挿入端部
の軸長方向に対するテーパ面の角度は適宜選択できる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図１はイン
テークマニホールドの組付後の状態における要部の断面
図である。図２は組付途中の主要部の断面図である。イ
ンテークマニホールドは、内燃機関の吸気ポートにつな
がる吸気路１ｗを区画する複数個のパイプ１と、構造物
としてのフランジ５とを備えている。パイプ１はアルミ
合金製である。フランジ５はアルミ合金製のダイカスト
鋳物である。

【００１７】図２（Ａ）に示す様にフランジ５には、軸
直角方向に沿うリング状の係止面５０ｈを備えた取付孔
５０が貫通状態で形成されている。従って取付孔５０
は、大径孔５０ａと、それに連接された小径孔５０ｃと
で形成されている。図２（Ａ）から理解できる様に取付
孔５０の大径孔５０ａの内径はＤa で示され、取付孔５
０の小径孔５０ｃの内径はＤｓ（Ｄｓ＜Ｄａ）で示され
る。大径孔５０ａにはリング溝５０ｒが形成されてい
る。

【００１８】図１に示す様にフランジ５の取付孔５０に
は、パイプ１の挿入端部１１が嵌合されて接着剤層８
（例えばエポキシ樹脂系）を介して固定されている。こ
れにより、取付孔５０の大径孔５０ａの内壁面５０ｍと
パイプ１の挿入端部１１との境界における気密性は確保
される。パイプ１の挿入端部１１には、軸先端に向かう
につれて外径が順次小さくなるテーパ面１３が形成され
ている。テーパ面１３は、パイプ１の挿入端部１１を１
周する様にリング状に形成されている。テーパ面１３は
その縦断面において直状とされている。図２（Ａ）から
理解できる様に挿入端部１１の内径はＤｉで示され、挿
入端部１１の外径はＤｏで示される。取付孔５０の大径
孔５０ａの内径Ｄａは、パイプ１の挿入端部１１の外径
Ｄｏよりも大きく設定されている。従って取付孔５０の
大径孔５０ａの内壁面５０ｍとパイプ１１の挿入端部１
１との間には、リング状のクリアランス６が存在してい
る。なお取付孔５０の小径孔５０ｃの内径Ｄｓは、パイ
プ１の挿入端部１１の外径Ｄｏよりも小さく設定されて
いる（Ｄｓ＜Ｄｏ）。

【００１９】更に、フランジ５の取付孔５０の大径孔５
０ａの内壁面５０ｍとパイプ１の挿入端部１１との境界
には、弾性シールリング７が１個介在している。弾性シ
ールリング７はゴム製であり、パイプ１の挿入端部１１
を１周する弾性変形可能なものである。弾性シールリン
グ７による密着作用により、取付孔５０の内壁面５０ｍ
とパイプ１の挿入端部１１との境界における気密性は向
上している。従って、万一、接着剤層８の塗布むらがあ
ったとしても、気密性は確保される。

【００２０】さて本実施例に係る組付方法について説明
する。先ず、フランジ５の取付孔５０のリング溝５０ｒ
にリング状の弾性シールリング７を実質的に同軸的に嵌
合する。図２（Ａ）から理解できる様に弾性シールリン
グ７の内径Ｄｃは、パイプ１の挿入端部１１のテーパ面
１３の外径Ｄo よりも小さく且つ、挿入端部１１のテー
パ面１３の内径Ｄｉよりも大きく設定されている（Ｄｉ
＜Ｄｃ＜Ｄｏ）。

【００２１】次に取付孔５０の大径孔５０ａの内壁面５
０ｍにペースト状または液状の接着剤を塗布する。接着
剤層８の厚みは周方向においてできるだけ均一となるこ
とが好ましい。このとき図２（Ａ）に示す様に接着剤層
８は、取付孔５０の軸長方向の一方即ち上側に位置する
接着剤層部分８０と、取付孔５０の軸長方向の他方即ち
下側に位置する接着剤部分８３とからなる。

【００２２】次に図２（Ｂ）から理解できる様にフラン
ジ５の取付孔５０にパイプ１の挿入端部１１を圧入す
る。このとき前述した様にパイプ１の挿入端部１１のテ
ーパ面１３の外径Ｄｏは弾性シールリング７の内径Ｄｃ
よりも大きく設定されているため（Ｄｃ＜Ｄｏ）、挿入
端部１１のテーパ面１３が弾性シールリング７に当た
る。そのため、弾性シールリング７の弾性変形が容易と
なり、挿入端部１１の挿入の際における弾性シールリン
グ７の損傷等を抑止するのに有利である。

【００２３】更に図２（Ｂ）から理解できる様に、挿入
端部１１のテーパ面１３が弾性シールリング７に当たる
ため、弾性シールリング７は半径方向において加圧され
て潰れる。従って弾性シールリング７の弾性力によりパ
イプ１の挿入端部１１を半径方向に付勢する弾性力Ｆ１
（図３参照）が作用する。この弾性力Ｆ１は弾性シール
リング７の周方向にわたり作用するので、パイプ１の挿
入端部１１の半径方向における位置は規制される。故
に、取付孔５０に対するパイプ１の挿入端部１１の偏芯
性は抑制される。結果として、パイプ１の挿入端部１１
は取付孔５０の中央に同軸的に配置される。従って挿入
端部１１と取付孔５０の内壁面５０ｍとの間のクリアラ
ンス６は、取付孔５０の周方向において均一化され、適
正化される。

【００２４】また本実施例によれば、取付孔５０の係止
面５０ｈは、パイプ１の挿入端部１１の挿入量を規制す
る機能も期待できる。以上説明した様にクリアランス６
が取付孔５０の周方向において均一化すれば、取付孔５
０の内壁面５０ｍとパイプ１との間の気密性は確保され
易い。しかも本実施例によれば、接着剤層８の他に弾性
シールリング７が設けられているので、万一、接着剤層
８の塗布むらがあったとしても、気密性は維持される。

【００２５】上記の様にパイプ１の挿入端部１１をフラ
ンジ５の取付孔５０に圧入した後に、パイプ１の挿入端
部１１の内側に拡径装置を配置し、図１に示す様に、パ
イプ１の挿入端部１１の周壁を外径方向つまり矢印Ｈ１
方向に拡径する。この様な拡径に伴い、弾性シールリン
グ７の挿入端部１１への密着性が向上し、取付孔５０と
挿入端部１１との境界における気密性が更に向上する。

【００２６】ところでパイプ１の挿入端部１１の周壁の
拡径に伴い、クリアランス６の容積が狭小化するので、
未硬化の接着剤層８が係止面５０ｈと挿入端部１１の先
端との間から漏れるおそれが生じる。この点本実施例に
よれば、挿入端部１１にテーパ面１３が形成されてお
り、テーパ面１３の傾斜に相当するぶんのスペースがテ
ーパ面１３の外側に確保されるので、未硬化の接着剤層
８の退避スペースが確保され易くなり、上記した漏れの
軽減、回避に有利である。

【００２７】本実施例によれば、上記した拡径処理を行
う際には弾性シールリング７がパイプ１の挿入端部１１
の外周面に密着している。故に挿入端部１１の仮保持性
が向上しており、挿入端部１１の拡径作業の容易化を図
り得る。上記した拡径処理後、接着剤層８の加熱処理を
行い、接着剤層８を加熱硬化させる。接着剤層８の加熱
硬化に伴い、リング溝５０ｒにおいて弾性シールリング
７が確実に保持される。なお加熱処理は接着剤の材質に
よって選択できるもの、エポキシ樹脂系の場合には、加
熱温度が１４０〜２００度、加熱時間が５〜４０分間程
度にできる。

【００２８】なお本実施例によれば、挿入の際にパイプ
１の挿入端部１１のテーパ面１３が係止面５０ｈに当た
る場合は、挿入端部１１を半径方向内方に変位させる分
力が挿入端部１１に作用するので、この意味においても
パイプ１の挿入端部１１の半径方向における位置は規制
され、挿入端部１１は取付孔５０の中央に配置され易く
なる。

【００２９】上記した図１に示す例では、挿入端部１１
のテーパ面１３が係止面５０ｈに当たる様にしても良い
し、挿入端部１１のテーパ面１３が係止面５０ｈに接近
するものの当たらない様に挿入することもできる。 （他の例）上記した図１に示す例では、パイプ１の挿入
端部１１のテーパ面１３の外径Ｄｏは弾性シールリング
７の内径Ｄｃよりも大きく設定されており、挿入端部１
１のテーパ面１３が弾性シールリング７に当たる。しか
しこれに限らず、パイプ１の挿入端部１１の拡径処理に
より弾性シールリング７に挿入端部１１を密着させる場
合には、弾性シールリング７による気密性が充分に確保
されるので、パイプ１の挿入端部１１のテーパ面１３の
外径Ｄｏは弾性シールリング７の内径Ｄｃよりも小さく
設定されていても良い。

【００３０】図４に示す他の例によれば、パイプ１の挿
入端部１１は、テーパ面１３と、パイプ１の軸直角方向
に沿う軸先端面１９とを備えている。この例では図４
（Ａ）から理解できる様に、パイプ１の挿入端部１１を
挿入する際に軸端面１９がフランジ１の係止面５０ｈに
当接できる。更に図４（Ａ）から理解できる様に、軸端
面１９がフランジ１の係止面５０ｈに当接して、挿入端
部１１の軸先端が小径孔５０ｃ側には進入しないので、
挿入端部１１の周壁を拡径した後において、挿入端部１
１の内周面１１ｋと取付孔５０の小径孔５０ｃの内壁面
と面一化に有利であり、吸気の際の流下抵抗の低減に貢
献できる。

【００３１】（適用例）図５は適用例を示す。このイン
テークマニホールドは、複数個のパイプ１と、パイプ１
の一端側に配置されたフランジ５と、パイプ１の他端側
に配置された第２フランジ５７を備えたサージタンク５
８とを備えている。フランジ５、５７はアルミ系のダイ
カスト鋳物である。第２フランジ５７を備えたサージタ
ンク５８もダイカスト鋳物である。フランジ５、第２フ
ランジ５７は前述した構造でパイプ１に連結されてい
る。

【００３２】

【発明の効果】各請求項によれば、構造物の取付孔の内
壁面とパイプの挿入端部との境界には、接着剤層と共に
弾性シールリングが介在しているため、パイプの挿入端
部と構造物の取付孔の内壁面との間の気密性が確保され
る。従って、万一、接着剤層の塗布むらがあったとして
も、取付孔の内壁面とパイプの挿入端部との間における
気密性は確保される。

【００３３】更に各請求項によれば弾性シールリングが
介在しているため、弾性シールリングによる弾性作用に
より、取付孔に対する挿入端部の偏芯の度合を抑制でき
る。従って、パイプの挿入端部と取付孔の内壁面とのク
リアランスを周方向において均一化するのに有利であ
る。故にクリアランスの適正化を図り得、この意味にお
いても気密性の確保に有利である。

【００３４】請求項２によれば、パイプの挿入端部を構
造物の取付孔に挿入した後にパイプの挿入端部の周壁を
拡径して、拡径に伴い弾性シールリングを半径方向に加
圧するため、弾性シールリングが挿入端部の外周面に密
着する度合が増し、弾性シールリングによる気密性が確
保され易い。更に請求項２によれば、パイプの挿入端部
の周壁を拡径することにより挿入端部に対する弾性シー
ルリングの密着性が確保されるので、パイプの挿入端部
を構造物の取付孔に挿入する際には、挿入端部の外周面
が弾性シールリングに摩擦する度合を低減したり、或い
は、挿入端部の外周面が弾性シールリングに非接触とす
る方式を採用できる。そのためパイプの挿入端部を取付
孔に挿入して組付ける作業の容易化を図り得る。

【００３５】請求項３によれば、弾性シールリングの弾
性力でパイプの挿入端部の半径方向における位置を規制
しつつ、取付孔にパイプの挿入端部を圧入するため、弾
性シールリングの弾性力が挿入端部に周方向に作用す
る。従って、弾性シールリングによる弾性作用により挿
入端部の偏芯の度合を抑制できる。故に、パイプの挿入
端部と取付孔の内壁面とのクリアランスの均一化、適正
化に有利であり、気密性の確保に有利である。

【００３６】請求項４によれば、パイプの挿入端部に
は、軸先端に向かうにつれて内径が小さくなるテーパ面
が形成されており、パイプを取付孔に挿入する際に、テ
ーパ面が弾性シールリングに当たるため、弾性シールリ
ングによる気密性を確保しつつ、パイプの挿入端部を取
付孔に挿入する作業の容易化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイプの挿入端部をフランジの取付孔に挿入し
た後に拡径して固定した状態を示す断面図である。

【図２】パイプの挿入端部をフランジの取付孔に挿入す
る際の状態を示す断面図である。

【図３】パイプの挿入端部をフランジの取付孔に挿入し
た後状態を示す断面図である。

【図４】他の例に係り、パイプの挿入端部をフランジの
取付孔に挿入する際の状態を示す断面図である。

【図５】適用例を示す正面図である。

【図６】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

図中、１はパイプ、１３はテーパ面、５はフランジ（構
造物）、５０は取付孔、５０ａは大径孔、７は弾性シー
ルリング、８は接着剤層を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気路を区画すると共に挿入端部を備えた
   複数個のパイプと、取付孔を備え前記パイプの挿入端部
   を前記取付孔に嵌合固定した構造物とを備えたインテー
   クマニホールドであって、 前記構造物の取付孔には、前記パイプの挿入端部が嵌合
   されて接着剤層を介して固定されており、 更に、前記構造物の取付孔を区画する内壁面と前記パイ
   プの挿入端部との境界には、前記パイプの挿入端部を少
   なくとも１周する弾性シールリングが介在していること
   を特徴とするインテークマニホールド。
2. 【請求項２】吸気路を区画すると共に挿入端部を備えた
   パイプと、前記パイプの挿入端部の外径よりも大きな内
   径をもつ取付孔を備えた構造物と、前記取付孔に嵌合す
   る弾性シールリングとを用い、 前記取付孔を区画する内壁面に前記弾性シールリングを
   実質的に同軸的に嵌合すると共に、前記内壁面の少なく
   とも一部に接着剤層を塗布する工程と、 前記取付孔に前記パイプの挿入端部を挿入する工程と、 前記パイプの挿入端部の周壁を拡径して、拡径に伴い前
   記弾性シールリングを半径方向に加圧することを特徴と
   するインテークマニホールドの組付方法。
3. 【請求項３】吸気路を区画すると共に挿入端部を備えた
   パイプと、前記パイプの挿入端部の外径よりも大きな内
   径をもつ取付孔を備えた構造物と、前記取付孔に嵌合す
   る弾性シールリングとを用い、 前記取付孔を区画する内壁面に前記弾性シールリングを
   実質的に同軸的に嵌合すると共に、前記内壁面の少なく
   とも一部に接着剤層を塗布する工程と、 前記弾性シールリングの弾性力で前記パイプの挿入端部
   の半径方向における位置を規制しつつ、前記取付孔に前
   記パイプの挿入端部を圧入する工程とを順に実施するこ
   とを特徴とするインテークマニホールドの組付方法。
4. 【請求項４】請求項２または３において、パイプの挿入
   端部には、挿入端部の軸先端に向かうにつれて外径が小
   さくなるテーパ面が形成されており、パイプを取付孔に
   挿入する際に、前記テーパ面が弾性シールリングに当た
   ることを特徴とするインテークマニホールドの組付方
   法。