JP2005337108A - サージタンクの接合構造及びサージタンク並びにインテークマニホールド - Google Patents

サージタンクの接合構造及びサージタンク並びにインテークマニホールド Download PDF

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Abstract

【課題】 大きな応力が加わっても十分強度的に耐え、空気の漏れることのないサージタンクの接合構造、及び、サージタンク、並びに、インテークマニホールドを提供する。
【解決手段】 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片１、２の端面を振動溶着にて接合するサージタンクの接合構造において、一方のサージタンク片１は端面に周状の接合用突部１２を有し、他方のサージタンク片２は端面に二条の溝部２３，２４と二条の溝部２３，２４間に配設される周状の接合用突状受面部２２とを有し、接合用突部１２と接合用突状受面部２２はともに端面の中央位置より内面側にずれて設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サージタンクの接合構造及びそれを用いたサージタンク並びにインテークマニホールドに関し、更に詳しくは、分割成形された少なくとも２つのサージタンク片の端面を振動溶着にて接合するサージタンクの接合構造に関し、また、そのサージタンク、更にスロットルから吸入された空気を一旦サージタンクに貯え、吸入ポートを介してエンジンに供給するインテークマニホールドに関する。
従来より、自動車の軽量化の目的で自動車部品に樹脂等の軽量部品が用いることが多い。スロットルから吸入された空気を吸入ポートを介してエンジンに供給するインテークマニホールドにも同じことがいえ、樹脂等の軽量な材料が用いられる。このインテークマニホールドの主要部であるサージタンクは、一つのタンクを半分に割ったような半割れ部品を少なくとも２つ重ね合わせて振動溶着により溶着して形成される。従来のサージタンクの溶着部位の構造を図９に示す。図９で８，９はそれぞれサージタンク片であり、８１，９１はそれぞれのサージタンク片８，９の端部にあるフランジ部である。ここで、接合用突部８２はフランジ部８１の幅方向の中央位置にあり（特許文献１及び２参照）、基部８３と基部８４は同じ幅になっている。また、接合用突状受面部９２もフランジ部９１の幅方向の中央位置にあり、溝部９３と溝部９４も同じ幅である。また、基部９５と基部９６も同じ幅である。
特開平１０−８０９５２号公報 実開昭６３−９００６３号公報
しかし、接合面がフランジ部８１，９１の中央位置にあるといくら振動溶着により接合したとはいえ、高圧力により大きな応力が加わる場合にはその溶着部位が剥がれるなどの支障をきたし、空気が漏れるなどの欠点があった。
本発明は、上記欠点に鑑みて案出されたもので、大きな応力が加わっても十分強度的に耐えることができ、空気の漏れることのないサージタンクの接合構造及びサージタンク並びにインテークマニホールドを提供することを課題とする。
本発明は、以下の通りである。
［１］ 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片の端面が振動溶着にて接合されたサージタンクの接合構造において、一方の該サージタンク片は該端面に周状の接合用突部を有し、且つ他方の該サージタンク片は該端面に二条の溝部と該二条の溝部間に配設された周状の接合用突状受面部とを有し、該接合用突部と該接合用突状受面部がともに該端面の中央位置より内面側にずれて溶着されていることを特徴とするサージタンクの接合構造。
［２］ 前記接合用突部と前記接合用突状受面部はともに前記端面の全幅に対して前記端面の中央位置より内面側に２〜１０％ずれて設けられている上記［１］に記載のサージタンクの接合構造。
［３］ 前記他方のサージタンク片が前記端面に有する前記二条の溝部のうち、内側の溝部は外側の溝部より深い上記［１］又は［２］に記載のサージタンクの接合構造。
［４］ 前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の内端と前記他方のサージタンク片の前記端面の内縁との距離は２．８ｍｍ以下である上記［１］乃至［３］のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
［５］ 前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の幅の１．２５倍より大きく、前記他方のサージタンク片の前記外側の溝部の幅は前記内側の溝部の幅の１．２５倍より大きい上記［１］乃至［４］のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
［６］ 前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は４．５〜６．５ｍｍであり、前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の幅は３．０〜４．５ｍｍである上記［５］に記載のサージタンクの接合構造。
［７］ 振動溶着によって溶融される前記接合用突部と前記接合用突状受面部の総溶融量は前記２つの溝部の総容積以下である上記［１］乃至［６］のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
［８］ 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、上記［１］乃至［７］のいずれかに記載のサージタンクの接合構造を備えることを特徴とするサージタンク。
［９］ 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、前記一方のサージタンク片に円弧状に形成された吸入ポートが接続された前記サージタンクの端部接合部のうち、円弧状の前記吸入ポートの外周壁に沿って連続した端部形成部の近傍が内面側にずれて溶着されている上記［８］に記載のサージタンク。
［１０］ 前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの少なくとも空気の出口側の端部に備える上記［９］に記載のサージタンク。
［１１］ 前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの端部の全周にわたって備える上記［８］に記載のサージタンク。
［１２］ サージタンクと、該サージタンクに設けられ且つ該サージタンクに空気を吸入するスロットルと、該サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、該サージタンクは上記［１０］に記載のサージタンクであることを特徴とするインテークマニホールド。
［１３］ サージタンクと、該サージタンクに設けられ且つ該サージタンクに空気を吸入するスロットルと、該サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、該サージタンクは上記［１１］に記載のサージタンクであることを特徴とするインテークマニホールド。
本発明のサージタンクの接合構造によれば、この振動溶着により接合された接合用突部と接合用突状受面部との固着面は、サージタンク片の端面の中央位置より内面側にずれた位置に設けられているので、サージタンク内の内圧により固着面に曲げ応力が加わっても、サージタンク片の端面の外端から固着面までの距離が長くなるので、固着力のモーメント量が大きくなり、内圧による曲げ応力に対して十分対抗しうる。従って、溶着部位が剥がれるなどの支障をきたすことがない。
更に、本接合構造は、上記接合用突状受面部をはさんで二条の溝部を有しているので、振動溶着により生じたバリを溝部に保持することができ、サージタンク内や外部にバリが出る心配が要らない。
また、上記ずれ量を前記端面の全幅に対して前記端面の中央位置より内面側に２〜１０％ずれて設けられている場合は、上記固着力のモーメント量が確実に大きくなり、内圧による曲げ応力に対して十分耐えることができ、溶着部位が剥がれることがない。
更に、前記他方のサージタンク片が前記端面に有する前記二条の溝部のうち、内側の溝部は外側の溝部より深い場合は、前記接合用突部と前記接合用突状受面部との固着面がサージタンク片の端面の中央位置よりも内側にずれていても、内側の溝部の容積と外側の溝部の容積とを同じ容積にでき、振動溶着により生じるバリを保持する場合に容積が足らなくなることがない。
また、前記他方のサージタンク片の前記接合用受面部の内端と前記他方のサージタンク片の前記端面の内縁との距離は２．８ｍｍ以下であるようにする場合は、前記固着力のモーメント量が十分な大きさとなり、溶着部位が剥がれない効果がより確実なものとなる。
更に、前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の幅の１．２５倍より大きく、前記他方のサージタンク片の前記外側の溝部の幅は前記内側の溝部の幅の１．２５倍より大きい場合は、振動溶着により前記接合用突部と前記接合用突状受面部とが相対的に移動して擦れても固着面が均一になり、しかもその固着面を溝部の幅の違いによりサージタンク片の端面の中央位置より内面側にずらすことが実現できる。なお、外側の溝部の幅と内側の溝部の幅の違いによる容積の変化は内側の溝部の深さを外側の溝部の深さより深くすることにより是正でき、外側と内側の溝部の容積を等しくすることができる。
また、前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は４．５〜６．５ｍｍであり、前記接合用突状受面部の幅は３．０〜４．５ｍｍであるようにする場合は、このような幅の下限を確保すれば振動溶着による固着面の強度が十分なものとなり、剥がれて空気が漏れる心配がなくなる。また、この幅の上限は十分な溝部の容積が確保できる上限であり、こうすれば溝部を必要以上に深くする必要がない。
更に、振動溶着によって溶融される前記接合用突部と前記接合用突状受面部の総溶融量は前記２つの溝部の総容積以下であるようにする場合は、溶融されてできたバリはすべて溝部が保持するので、サージタンクの内部や外部にバリが出る心配がない。
また、分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、上記のようなサージタンクの接合構造を備える場合は、接合面に十分な強度が得られるので、空気が漏れる心配がなくなる。
更に、分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、前記一方のサージタンク片に円弧状に形成された吸入ポートが接続された前記サージタンク片の端部接合部のうち、円弧状の前記吸入ポートの外周壁に沿って連続した端部形成部の近傍が内面側にずれて溶着されている場合は、大きな応力のかかる前記吸入ポートの外周壁に沿って連続した端部形成部の近傍が補強されるので、空気が漏れる心配がなくなる。
また、上記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの少なくとも空気の出口側の端部に備える場合は、最も大きな曲げ応力のかかる空気の出口側に本発明のサージタンクの接合構造を採用しているので、全体として十分な強度が得られ、どの部位からも空気が漏れる心配がなくなる。
更に、上記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの端部の全周にわたって備える場合は、端部の全周にわたって固着力の十分な強度が得られるので、空気が漏れない。
また、サージタンクと、前記サージタンクに設けられ且つ前記サージタンクに空気を吸入するスロットルと、前記サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの少なくとも空気の出口側の端部に備えているサージタンクを採用すれば、サージタンクに空気漏れがないので、全体として空気の漏れることがないインテークマニホールドが実現できる。
更に、サージタンクと、前記サージタンクに設けられ且つ前記サージタンクに空気を吸入するスロットルと、前記サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの端部の全周に備えているサージタンクを採用すれば、サージタンクに空気漏れがないので、全体として空気が漏れることがないインテークマニホールドが実現できる。
１．サージタンクの接合構造
本発明のサージタンクの接合構造に用いられるサージタンク片は少なくとも２つからなる。
「少なくとも２つ」とは、２つでも３つ以上でもよいが、通常２つからなることを意味する。３つ以上であっても接合される際には接合部位を「一方」、「他方」と呼称するだけで接合方法は同じである。
上記「サージタンク片」は、射出成形された樹脂製であるものや金属製等であるものが挙げられるが、軽量であること、また、振動溶着の容易であることから樹脂製であることが好ましい。また、御椀形や皿形等、その形状、構造、大きさ等は問わない。また、空気等を貯える目的である限り、その用途も問わず、一例としては、自動車部品であるインテークマニホールドの主要部品であるサージタンクの加工前部品が挙げられる。
また、上記「端面」は、サージタンクを２つに分割したサージタンク片の端部の面であり、振動溶着により接合されるときに相対向する面を意味する。このサージタンク片の端面は、必ずしも直線的である必要はなく、蛇行している面、起伏のある面、あるいは角部のある面であってもよい。
接合前の上記「一方のサージタンク片」は、上記端面に周状の「接合用突部」を有する。この接合用突部は、上記一方のサージタンク片の端面に周状に設けられ、接合される上面が平滑でさえあれば、その形状、大きさ等は特に問わない。ただし、振動溶着により、一部溶融するので、それに見合った体積は必要である。好ましくは横断面が略長方形や略台形であることが好ましい。
接合前の上記「他方のサージタンク片」は、上記端面に二条の「溝部」とこの二条の「溝部」によって形成される周状の「接合用突状受面部」とを有する。この溝部は、上記接合用突部と上記接合用突状受面部が擦れて溶着される際に生じるバリを保持するためのものであり、その断面形状は半トラック状または略長方形若しくは略長方形に面取りされたものが挙げられるが、応力集中をなくすために半トラック状か略長方形に面取りされたものが好ましい。接合用突状受面部は二条の溝部によって形成されるものであり、上記接合用突部と擦れて振動溶着される部位である。
上記接合用突部と上記接合用突状受面部はともに上記端面の中央位置より内面側にずれて設けられている。ここで端面の中央位置とは端面の外縁と内縁の中点を結んだ線であり、内面側にずれているとは中央位置よりも端面の内縁側にずれていることをいう。この構成を採用することにより、サージタンク内の内圧により溶着面に曲げ応力が加わっても溶着面が端面の中央位置よりも内面側にずれているので、サージタンク片の端面の外端から溶着面までの距離が長くなり、固着力のモーメント量が大きくなるので、内圧による曲げ応力に対して十分耐えうる。したがって、溶着部位が剥がれて空気が漏れるなどの支障をきたすことがない。
上記接合用突部と上記接合用突状受面部はともに前記端面の全幅に対して前記端面の中央位置より内面側に２〜１０％、更に好ましくは４〜８％ずれて設けられることが好ましい。ここで、端面の全幅とはサージタンク片の端面の内縁から外縁までの幅をいう。ここで、２％とは振動溶着による固着力の曲げモーメントが顕著な大きさになり、空気が漏れる心配がなくなる下限であり、１０％とは溝部を設けることができるスペースを確保できる上限である。
また、上記他方のサージタンク片が上記端面に有する上記二条の溝部のうち、内側の溝部は外側の溝部より深いことが好ましい。より好ましいのはこの内側の溝部の深さが１．２５〜２倍深いことである。これは、上記他方のサージタンクの上記端面の幅が限られている関係上、上記接合用突状受面部が上記端面の中央位置より内面側にずれると内側の溝部の幅が外側の溝部の幅より狭くなるからである。したがって、内側の溝部の容積と外側の溝部の容積とを等しくするために、内側の溝部の深さを外側の溝部の深さより深くする必要があるからである。こうすることにより、振動溶着によって生じるバリを均等に内側の溝部と外側の溝部で保持できる。また、内側の溝部の深さが深いほど断熱効果が得られ好ましいが、上記２倍は強度的に許容される上限である。
更に、上記他方のサージタンク片の上記接合用突状受面部の内端と上記他方のサージタンク片の前記端面の内縁との距離は１．２〜２．８ｍｍであること、より好ましくは１．４〜２．６ｍｍであることが好ましい。すでに説明したように、上記接合用突部と上記接合用突状受面部をともに前記端面に対して前記端面の中央位置より内面側に２％ずらせば振動溶着による固着力の曲げモーメントが顕著な大きさになり有意な効果が得られるが、上記距離を２．８ｍｍ以下とすれば空気が漏れない効果がより確実なものとなる。また、下限の１．２ｍｍは内側の溝部を形成できる限界値である。
また、上記一方のサージタンク片の上記接合用突部の幅は上記他方のサージタンク片の上記接合用突状受面部の幅の１．２５倍以上２倍以下、より好ましくは１．３５倍以上１．８倍以下、上記他方のサージタンク片の上記外側の溝部の幅は上記内側の溝部の幅の１．２５倍以上２倍以下、より好ましくは１．３５倍以上１．８倍以下である。上記一方のサージタンク片の上記接合用突部の幅を上記他方のサージタンク片の上記接合用突状受面部の幅より１．２５倍以上とするのは、振動溶着により擦れて相対的にずれながら一部が溶融するので溶着面を均一にするためである。また、２倍以下とするのは強度を考慮してのものである。更に、上記他方のサージタンク片の上記外側の溝部の幅を上記内側の溝部の幅の１．２５倍以上とするのは、上記一方のサージタンク片の上記接合用突部と上記他方のサージタンク片の上記接合用突状受面部をできる範囲でなるべく内面側にずらしたいからである。また２倍以下とするのは溝部を作る幅を確保するためである。
更に、上記一方のサージタンク片の上記接合用突部の幅は４．５〜６．５ｍｍ、より好ましくは４．３〜６．２ｍｍであり、上記他方のサージタンク片の上記接合用突状受面部の幅は３．０〜４．５ｍｍ、より好ましくは３．２〜４．３ｍｍであることが好ましい。上記接合用突部の幅の下限である４．５ｍｍと上記接合用突状受面部の幅の下限である３．０ｍｍはこれ以上あれば振動溶着による固着力が確実なものとなる下限値である。また、上記接合用突部の幅の上限である６．５ｍｍと上記接合用突状受面部の幅の上限である４．５ｍｍは十分な溝部の容積を確保できる上限である。
振動溶着によって溶融される上記接合用突部と上記接合用突状受面部の総溶融量は上記２つの溝部の総容積以下であること、より好ましくは２つの溝部の総容積の１／１．２以下であることが好ましい。ここで、上記接合用突部と上記接合用突状受面部の総溶融量とは振動溶着によって溶融した樹脂のバリのことであり、上記外側と内側の溝部に溜まることになる。したがって、溶融したものが冷えて固まってできるバリは溝部の総容積以下であることが望ましいことになる。
２．サージタンク
本発明のサージタンクは、上記した実施のための最良の形態によるサージタンクの接合構造を備えたサージタンクである。用途は空気等を貯えるものである限り、自動車部品であるインテークマニホールドの主要部品又は送風機の部品などを種々採用できる。上記のようなサージタンクの接合構造を備えるので、空気等が漏れることがなく、安定した空気等を送り出すことができる。
また、本発明のサージタンクは、分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、一方のサージタンク片に円弧状に形成された吸入ポートが接続されたサージタンク片の端部接合部のうち、前記吸入ポートの外周壁に沿って連続した端部形成部の近傍が内面側にずれて溶着されていることが望ましい。
上記「円弧状に形成された」とは、サージタンク片と一体成形され、その外周において円弧状に吸入ポートが形成されているということである。
「吸入ポート」とは、サージタンクの空気の出口から空気をエンジン等に送り込むダクトであり、その本数は、エンジン等の構造や機能による。材質は、樹脂、金属、セラミック等種々採用できる。
上記「端部接合部」とは、サージタンク片の端部の振動溶着される接合部である。
上記「吸入ポートの外周壁に沿って連続した」とは、円弧状に形成されている吸入ポートの内周ではない外側の壁に沿って連続的に連なるということであり、縦割り断面で見たときに吸入ポートの外周を連なる連続的な壁であることを意味する。
上記「端部形成部の近傍」とは、例えば、図７、８に例示するように、溶着される端面を形成する端部Ｅの近傍ということである。
更に、上記サージタンクは、本発明のサージタンクの接合構造を少なくとも空気の出口側の端部に備えていることが望ましい。「空気の出口側」とはたとえば自動車の部品であるインテークマニホールドの主要部品としてのサージタンクでは吸入ポートの入口のことであり、送風機ではノズル側の出口のことである。「端部」とは本発明の接合構造を備える部位をいい、例示すると図６の斜線の部分である。
「少なくとも空気の出口側」の「少なくとも」とは、上記端部の略一辺の端面の最低４０〜８０％、より好ましくは５０〜７０％は含むという意味であり、この部分の端部に最も大きい曲げ応力が加わるからである。また、「空気の出口側の端部」以外に本発明のサージタンクの接合構造を適用してはいけないことではなく、空気の出口側の端部と隣り合う端部や相対向する端部にも適用してよいことを意味する。更に、サージタンクの端部の全周にわたって本発明のサージタンクの接合構造を適用することもできる。
３．インテークマニホールド
本発明のインテークマニホールドは、上記「２．サージタンク」で示したサージタンクを備えたインテークマニホールドである。
「スロットル」とは、エアクリーナーで清浄された空気をサージタンクに送り込むための弁であり、制御方法は機械式でも電気式でもよく、その構造は問わない。また、サージタンク外壁の中央であれ、あるいは端部付近であれ、サージタンクのどの部位に接続されている場合でもよい。
スロットルから吸入された空気は高圧の状態で一旦サージタンクに貯えられる。サージタンクに一旦貯えられた空気はサージタンクの働きにより、所定の圧力で吸入ポート入口から吸入ポートを介してエンジンに供給される。ここで、上記のサージタンクの接合構造を備えたサージタンクを適用することにより、上記端面に高圧な空気による曲げ応力が加わっても、上記端面の接合部位は十分な強度を持ち、空気が漏れる心配がない。
上述したように、本発明のサージタンクの接合構造を上記端部の全周にわたって適用してもよいが、特に吸入ポート入口側の端部に大きな曲げ応力が加わるので、少なくともこの吸入ポート入口側の端部（「２．サージタンク」で説明した端部）には必要になる。また、その他の弱い部分（入口側の端部と隣り合う端部など）に、本発明のサージタンクの接合構造を適用してもよい。吸入ポート入口付近は急に空気の流路が小さくなるので、特に大きな応力が加わる部位である。このため、吸入ポート入口側の端部には本発明のサージタンクの接合構造を備えたサージタンクが使われることになる。
以下、図面に基づいて実施例により本発明をより具体的に説明する。
（１）サージタンクの接合構造
図５は本実施例のサージタンク１００の正面図であり、一方のサージタンク片１と他方のサージタンク片２とが接合されている。サージタンク片１とサージタンク片２は樹脂製の射出成形品であり、サージタンク片１は端部にフランジ部１１を有し、サージタンク片２は端部にフランジ部２１を有する（図１）。
図１に示すように、サージタンク片１の端部のフランジ部１１の端面は、内側の基部１３と外側の基部１４と接合用突部１２とからなる。フランジ部１１の全幅は１０．５ｍｍ、内側の基部１３の幅は１．７５ｍｍ、外側の基部１４の幅は２．７５ｍｍである。接合用突部１２の幅ａは６ｍｍであり、接合用突部１２はフランジ部１１の幅方向の中央位置から０．５ｍｍ内面側にずれていることになる（図２）。このずれ量を以下オフセットという。
また、図１に示すように、サージタンク片２の端部のフランジ部２１の端面は、内側の基部２５と外側の基部２６、内側の溝部２３と外側の溝部２４、２つの溝部２３，２４によって形成される接合用突状受面部２２とからなる。フランジ部２１の全幅は１０．５ｍｍ、内側の基部２５の幅は１ｍｍ、外側の基部２６の幅も１ｍｍである。内側の溝部２３の幅ｄは１．７５ｍｍ、外側の溝部２４の幅ｅは２．７５ｍｍである。また、内側の溝部２３の深さは外側の溝部２４より深くなっており、内側の溝部２３の容積と外側の溝部２４の容積は等しくなっている。また、内側の基部２５と内側の溝部２３を合わせた幅ｃは、２．７５ｍｍである。接合用突状受面部２２の幅ｂは４ｍｍであり、接合用突状受面部２２はフランジ部２１の幅方向の中央位置から０．５ｍｍ内面側にオフセットがずれている。したがって、接合用突部１２の幅は接合用突状受面部２２の幅の１．５倍となっている。
次に、本実施例の接合構造の接合の作用について説明する。
上記のようなフランジ部１１とフランジ部２１を相対向させて、接合用突部１２と接合用突状受面部２２とを当接させ、外力を加えながら高周波振動を与える。そうすると、接合用突部１２と接合用突状受面部が相対的に移動し、擦れる。この振動により摩擦熱が生じ擦れる接合用突部１２と接合用突状受面部２２の一部ＡとＢが溶融する（図３）。こうして、接合用突部１２と接合用突状受面部２２が固着する。この振動溶着は基部１３と基部２５、基部１４と基部２６が当接する位置まで行う。また、基部１３と基部２５、基部１４と基部２６は厳密な意味でと当接する必要はなく、バリが出ない程度ならば、隙間が開いていてもよい。
接合用突部１２と接合用突状受面部２２の溶融した一部ＡとＢは冷えてバリとなって２つの溝部２３，２４に保持される。ここで、２つの溝部２３，２４の合わせた容積Ｃ＋ＤはＡ＋Ｂより大きな値となる（図４）。
上記のように振動溶着された接合用突部１２と接合用突状受面部２２はフランジ部１１，２１の幅方向の中央位置から内面側に０．５ｍｍずれている（４．８％）。したがって、図１におけるｆ（フランジ部１１，２１の外端から接合用突部１２と接合用突状受面部２２の中央位置までの距離）が６．７５ｍｍとなり、固着力のモーメントが大きくなる。
（２）サージタンク
（ｉ）第１態様
本実施例のサージタンクの接合構造を自動車部品であるインテークマニホールド２００のサージタンク１００に適用する。本実施例のサージタンク１００は、図５、６に示すように、２つの接合されたサージタンク片１，２からなる。サージタンク１００の一端部には空気の出口である吸入ポート３の入口が形成されている。
スロットル４（図示せず）から吸入された高圧の空気は一旦サージタンク１００に貯えられ、吸入ポート３を介してエンジンに供給される。このとき、サージタンク１００から吸入ポート３の入口に入る部位が急に流路が狭くなるので、この付近の吸入ポート３の外周壁と連続した部位Ｆに大きな応力がかかり、Ｅに大きな曲げ応力が生じる。したがって、吸入ポート３の入口側の端部（Ｅ）に本実施例のサージタンクの接合構造を実施する。
（３）インテークマニホールド
本実施例のインテークマニホールド２００は、図５に示すように、サージタンク１００、スロットル４（図示せず）、吸入ポート３とを備える。
サージタンク１００は、上記「（２）のサージタンク」である。
スロットル４は、図示しないエアクリーナーで清浄にされた空気をダクトを介してサージタンク１００に供給する弁である。スロットル４の弁は、公知の電気制御により、空気の流量を調節する。スロットル４のケーシングはネジにより、サージタンク片１の外壁の中央に空気が漏れないようパッキンを介して固定されている。
吸入ポート３は、樹脂製の筒状のダクトであり、一端がサージタンク１００の端部付近にシールされ、嵌合されている。また、途中は屈曲していて、他端はエンジンの各気筒列に導入、直結されている。
次に、本実施例のインテークマニホールド２００の作用について説明する。
外気から取り入れた空気は、図示しないエアクリーナーで清浄な空気にされる。エアクリーナーからはダクトが伸び、ダクトの他端は、スロットル４に連なっている。スロットル４まできた空気は、スロットル４で流量を調節され、高圧となってサージタンク１００に入る。サージタンク１００内は、高圧な空気が充満しているが、特に、空気の出口である吸入ポート３の入口が急に流路が狭くなるため、吸入ポート３の入口側の端部に高圧がかかり、大きな曲げ応力が加わる。しかし、吸入ポート３の入口側の端部には本実施例のサージタンクの接合構造が施されているため、固着力のモーメントが大きい。吸入ポート３に入った空気は吸入ポート３を通り、エンジンの各気筒列に送られる。
（４）本実施例の効果
本実施例によるサージタンクの接合構造によれば、振動溶着により接合された接合用突部１２と接合用突状受面部２２との固着面は、フランジ部１１，２１の中央位置より内面側に０．５ｍｍずれているので、フランジ部１１，２１の外端からの距離が長くなり、固着力の曲げモーメントが大きくなる。したがって、曲げ応力に対して十分耐えうり、空気が漏れることがない。
また、内側の溝部２３と外側の溝部２４は同じ容積で十分な容量があるので、振動溶着によりバリが発生しても無理なく保持でき、サージタンク内などにバリが入ることがない。また、接合用突部１２の幅は、接合用突状受面部の幅の１．５倍あるので、振動溶着面が均一に溶着される。
更に、本実施例によるサージタンクの接合構造を備えるサージタンク１００は、最も高圧がかかる空気の出口に上記接合構造を備えているので、空気が漏れることがない。
また、本実施例のインテークマニホールド２００は、その主要部品であるサージタンク１００に本実施例のサージタンクの接合構造が採用されている。従って、極めて高圧がかかる接合部位も剥がれることがなく、空気が漏れない。
なお、本発明においては、前記実施例に限られず、その状況に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では振動溶着面のずれ量を０．５ｍｍとしたが、これに限定されず、すこしでも内面側にずれていれば、補強の効果が得られ、特にフランジ部１１，２１の幅の２〜１０％内面側にずれていれば、十分な補強の効果が得られる。
また、本実施例では、接合用突部１２の幅を６ｍｍ、接合用突状受面部２２の幅を４ｍｍとし、図２におけるａの大きさをｂの大きさの１．５倍としたが、これに限定されず、ａの大きさをｂの大きさの１．２５倍以上とすれば、振動溶着面を均一に固着できる。
また、本実施例のサージタンク１００は、サージタンク片１，２の吸入ポート３の入口側の端部にのみ、本実施例のサージタンクの接合構造を採用したが、これに限定されず、フランジ部１１，１２の全周にわたって本実施例のサージタンクの接合構造を採用してもよい。
サージタンクの接合構造、及びサージタンクに広く用いられる。特に、自動車部品であるインテークマニホールドに好適に用いられる。
本実施例のサージタンクの接合構造を説明する説明図である。 図１の寸法を説明した説明図である。 フランジ部の溶融する部位を説明した説明図である。 接合後のフランジ部説明した説明図である。 本実施例のサージタンクの正面図である。 本実施例のサージタンク片を示す平面図である。 本実施例のインテークマニホールドを示す概略図である。 本実施例のインテークマニホールドを示す概略図である。 従来のサージタンクの接合構造を説明する説明図である。
符号の説明
１００；サージタンク、２００；インテークマニホールド、１；サージタンク片、１１；フランジ部、１２；接合用突部、１３、１４；基部、２；サージタンク片、２１；フランジ部、２２；接合用突状受面部、２３、２４；溝部、２５．２６；基部、３；吸入ポート、４；スロットル、８、９；サージタンク片、８１、９１；フランジ部、８２；接合用突部、８３、８４；基部、９２；接合用突状受面部、９３、９４；溝部、９５、９６；基部。

Claims (13)

  1. 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片の端面が振動溶着にて接合されたサージタンクの接合構造において、
    一方の該サージタンク片は該端面に周状の接合用突部を有し、且つ他方の該サージタンク片は該端面に二条の溝部と該二条の溝部間に配設された周状の接合用突状受面部とを有し、
    該接合用突部と該接合用突状受面部がともに該端面の中央位置より内面側にずれて溶着されていることを特徴とするサージタンクの接合構造。
  2. 前記接合用突部と前記接合用突状受面部はともに前記端面の全幅に対して前記端面の中央位置より内面側に２〜１０％ずれて設けられている請求項１に記載のサージタンクの接合構造。
  3. 前記他方のサージタンク片が前記端面に有する前記二条の溝部のうち、内側の溝部は外側の溝部より深い請求項１又は２に記載のサージタンクの接合構造。
  4. 前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の内端と前記他方のサージタンク片の前記端面の内縁との距離は２．８ｍｍ以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
  5. 前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の幅の１．２５倍より大きく、且つ前記他方のサージタンク片の前記外側の溝部の幅は前記内側の溝部の幅の１．２５倍より大きい請求項１乃至４のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
  6. 前記一方のサージタンク片の前記接合用突部の幅は４．５〜６．５ｍｍであり、前記他方のサージタンク片の前記接合用突状受面部の幅は３．０〜４．５ｍｍである請求項５に記載のサージタンクの接合構造。
  7. 振動溶着によって溶融された前記接合用突部及び前記接合用突状受面部の総溶融量は前記２つの溝部の総容積以下である請求項１乃至６のいずれかに記載のサージタンクの接合構造。
  8. 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、請求項１乃至７のいずれかに記載のサージタンクの接合構造を備えることを特徴とするサージタンク。
  9. 分割成形された少なくとも２つのサージタンク片が振動溶着にて接合されたサージタンクにおいて、前記一方のサージタンク片に円弧状に形成された吸入ポートが接続された前記サージタンク片の端部接合部のうち、円弧状の前記吸入ポートの外周壁に沿って連続した端部形成部の近傍が内面側にずれて溶着されている請求項８記載のサージタンク。
  10. 前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの少なくとも空気の出口側の端部に備える請求項９に記載のサージタンク。
  11. 前記サージタンクの接合構造を前記サージタンクの端部の全周にわたって備える請求項８に記載のサージタンク。
  12. サージタンクと、該サージタンクに設けられ且つ該サージタンクに空気を吸入するスロットルと、該サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、該サージタンクは請求項１０に記載のサージタンクであることを特徴とするインテークマニホールド。
  13. サージタンクと、該サージタンクに設けられ且つ該サージタンクに空気を吸入するスロットルと、該サージタンクの一端側に設けられた少なくとも一本の吸入ポートと、を備えるインテークマニホールドにおいて、該サージタンクは請求項１１に記載のサージタンクであることを特徴とするインテークマニホールド。
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