JP2009030441A

JP2009030441A - 合成樹脂製の管

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Publication number: JP2009030441A
Application number: JP2007191845A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawarai; 博幸瓦井
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【目的】２個の部材を溶着して内部に通路を形成する筒状部材において、湾曲部での湾曲度合いが大きい場合でも、湾曲部での溶着強度を強くすることができる合成樹脂製の管を提供する。
【解決手段】第一へこみ部２８と第一接合部２２とを形成した第一部材１２と、第二へこみ部４０と第二接合部３４とを形成した第二部材１４とを溶着して、内部に通路１８を有する筒状部材１０を形成する。第一部材１２に前記第一へこみ部２８における最大幅となる一対の第一平面部２８を形成し、第二部材１４に前記第二へこみ部４０における最大幅となる一対の第二平面部３８を形成する。第一部材１２と第二部材１４との溶着箇所４４を、第一平面部２８と第二平面部３８との接合箇所とすることによって、筒状部材１０の湾曲部における湾曲角度αより溶着箇所４４の湾曲部における湾曲角度βを大きくすることができ、溶着箇所４４の湾曲部における溶着強度を強くすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、２つの部材を溶着して内部に通路を形成する合成樹脂製の管に関するものである。

従来から、エンジンに大気を導入させるものとして、インテークマニホールドが知られている。ここで、インテークマニホールドの吸気管の要部の斜視断面図を図５に示す。インテークマニホールド６０は一般に、断面が円形または楕円形の吸気管（筒状部材）６２を複数備えている。この吸気管６２の内部に吸気通路６４が形成され、この吸気通路６４を通って大気がエンジン内に導入される。

複数個の吸気管６２を有するインテークマニホールド６０は一般に、図６に示すように、２種類の合成樹脂製の第一部材６６と第二部材６８とを溶着して形成されている。ここでは便宜上、吸気通路６４（図５）の断面を円形として説明する。第一部材６６は、筒状の部材を軸方向（長手方向）に２つに分割した一方の部材であって、図７に示す断面において、半円形（内壁も外壁も半円形）の第一主体部７０と、その半円形の第一主体部７０の両端から外側に突出するひれ状の第一接合部７２とから成る。第一主体部７０には、吸気通路６４を軸方向に２つに分割した一方の溝状空間である第一へこみ部７４が形成される。一方、第二部材６８は、筒状の部材を軸方向に２つに分割した他方の部材であって、図７に示す断面において、半円形（内壁も外壁も半円形）の第二主体部７６と、その半円形の第二主体部７６の両端から外側に突出するひれ状の第二接合部７８とから成る。第二主体部７６には、吸気通路６４を軸方向に２つに分割した他方の溝状空間である第二へこみ部８０が形成される。ここで、第一接合部７２の接合面８２と第二接合部７８の接合面８４とを接合して溶着する（溶着箇所８６）ことで、内部に吸気通路６４を形成した吸気管（筒状部材）６２が完成する（図５及び図７）。吸気通路６４は、第一へこみ部７４と第二へこみ部８０とを合わせたものである。

従来のインテークマニホールド６０においては、図７に示すように、吸気通路６４の断面を円形として、円の中心を通過する直径位置で２つの部材に分割していた。これは、吸気管６２の溶着箇所８６は、強度的並びに型抜きの観点から、吸気通路６４の断面の一番幅の広い頂点位置（断面の直径位置、即ち最大横幅位置）を溶着位置にする必要がある。即ち、溶着位置を一番幅の広い頂点位置からずらすと、溶着位置での溶着強度が弱くなってしまう。このため、２つの部材の溶着箇所８６を含む面は必ず吸気通路６４の断面の円の中心位置（円の直径位置）を通るようにしなければならず、溶着箇所８６の位置を自由に設定することはできなかった。従って、吸気管６２が湾曲部を有する場合、吸気管６２の湾曲部の湾曲角度と溶着箇所８６の湾曲部の湾曲角度は、必然的にほぼ同じ角度となっていた。

インテークマニホールド６０の吸気管６２の湾曲部に関しては、吸気管６２の軸方向において、図７の２箇所の溶着箇所８６を含む線（面）に対して直角方向に湾曲する。その湾曲部を図７で右側面から見た図を図８に示す。図８において、第一部材６６と第二部材６８との溶着箇所８６における湾曲部の湾曲角度をαとすると、第一部材６６の湾曲部も第二部材６８の湾曲部も湾曲角度は角度αとなる。この湾曲角度αは、湾曲しない直線部分では１８０度であり、湾曲度合いが進むにつれて湾曲角度αは１８０度より徐々に小さくなる。

なお、吸気通路６４の断面を円形のものについて説明してきたが、吸気通路６４の断面が楕円形のものであっても、吸気通路６４の断面の最大横幅位置は所定の位置（例えば短軸位置）となるので、断面円形のものと同様に、第一部材６６の第一接合部７２と第二部材６８の第二接合部７８との溶着箇所８６を変えることができない。

特開２００５−２３９３１

図８に示す吸気管６２の湾曲度合いが比較的緩やかな場合（湾曲角度αが１８０度に近い角度の場合）は、湾曲部における溶着箇所８６の溶着強度を強く保つことができる。しかし、湾曲の度合いが大きい場合（湾曲角度αが１８０度に比べて小さい場合）には、湾曲部における溶着箇所８６の溶着強度が弱くなり、その湾曲部において所望の溶着強度が保てなくなるという欠点が生じていた。その結果、従来の合成樹脂製の吸気管６２では、湾曲角度αが一定以上に小さいものを形成することができず、吸気管６２のレイアウトが制限されるという欠点があった。

なお、合成樹脂製の筒状部材を吸気管６２として説明してきたが、吸気管６２ではなく、２つの合成樹脂製部材を溶着して内部に通路を有する単なる管を形成するものにおいても同様の欠点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、２個の部材を溶着して内部に通路を形成する筒状部材において、湾曲部での湾曲度合いが大きいものであっても、湾曲部での溶着強度を強くすることができる合成樹脂製の管を提供することを目的とするものである。

本発明の合成樹脂製の管は、第一主体部と前記第一主体部から外側に突出する２個の第一接合部と前記第一主体部に形成される第一へこみ部とを有する第一部材と、第二主体部と前記第二主体部から外側に突出する２個の第二接合部と前記第二主体部に形成される第二へこみ部とを有する第二部材とから成り、前記２個の第一接合部と前記２個の第二接合部とを溶着することで内部に通路を形成した筒状部材を形成し、前記筒状部材の軸方向において２箇所の溶着位置を含む面に対して直角方向に前記筒状部材が湾曲する合成樹脂製の管において、前記第一主体部が第一円弧部とその第一円弧部に一端を連結すると共に前記第一接合部を他端に連結した互いに平行な一対の第一平板部とから成り、前記第二主体部が第二円弧部とその第二円弧部に一端を連結すると共に前記第二接合部を他端に連結した互いに平行な一対の第二平板部とから構成し、前記一対の第一平板部の間隔が前記第一へこみ部における最大間隔とし、前記一対の第二平板部の間隔が前記第二へこみ部における最大間隔とし、前記一対の第一平板部の間隔と前記一対の第二平板部の間隔とを同一間隔とし、前記筒状部材の湾曲部における湾曲角度αよりもその湾曲部における前記第一接合部と前記第二接合部との溶着位置での湾曲角度βを大きな角度としたことを特徴とするものである。本発明は、前記筒状部材をインテークマニホールドの吸気管としたことを特徴とするものである。

本発明の合成樹脂製の管においては、通路断面の最大間隔の位置を所定の長さとすることで、第一部材と第二部材との溶着箇所の位置を最大間隔の任意の位置に設定することができる。この結果、第一部材と第二部材とを溶着して成る筒状部材の湾曲部での湾曲度合いが大きい場合（湾曲角度を角度α）でも、第一部材と第二部材との湾曲部での湾曲角度（湾曲角度を角度β）を、角度αより大きくすることができる。溶着位置の湾曲角度βが筒状部材の湾曲角度αより大きくすることができるので、湾曲部での溶着位置の溶着強さを従来のもの（湾曲角度α）と比べて強くすることができる。よって、筒状部材をインテークマニホールドの吸気管として使用した場合に、レイアウトが制限されるという欠点を解消することができる。

次に、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る合成樹脂製の管の要部斜視断面図、図２は本発明に係る合成樹脂製の管の断面図である。本発明に係る合成樹脂製筒状部材（合成樹脂製の管）１０は、合成樹脂から成る２つの部材である第一部材１２と第二部材１４とを例えば超音波振動によって溶着してなるものであり、筒状部材１０の内部に通路１８を形成するものである。図１では、複数個の合成樹脂製筒状部材１０を有するものをインテークマニホールド１６とし、図１及び図２では、筒状部材を吸気管１０とし、筒状部材の内部の通路を吸気通路１８として説明する。

第一部材１２は、筒状の部材を軸方向（長手方向）に２つに分割した一方のものであり、軸方向に直角な断面（図２）において、Ｕ字形状をした第一主体部２０と、その第一主体部２０の左右両側の自由端位置から外側に突出するひれ状の第一接合部２２とから成る。第一主体部２０は更に、第一円弧部２４とその第一円弧部２４の左右両側に一体に連結される２個の第一平板部２６とから成る。各第一平板部２６の自由端に前記第一接合部２２が一体に連結されている。第一部材１２における第二部材１４と接合溶着するための第一接合面２３は、第一平板部２６の端面だけのものと、第一接合部２２の端面と第一平板部２６端面との両方から成るものとの、両方を含むものとする。第一主体部２０には、吸気通路１８を軸方向に２つに分割した一方の形状からなる溝状空間としての第一へこみ部２８が形成される。一対の第一平板部２６は平行に配置されており、各第一平板部２６における第一へこみ部２８に対面する内壁を第一内壁３０とすれば、一対の第一内壁３０の間隔は、第一へこみ部２８における最大間隔に設定されている。

第二部材１４は、筒状の部材を軸方向（長手方向）に２つに分割した他方のものであり、軸方向に直角な断面（図２）において、Ｕ字形状をした第二主体部３２と、その第二主体部３２の左右両側の自由端位置から外側に突出するひれ状の第二接合部３４とから成る。第二主体部３２は更に、第二円弧部３６とその第二円弧部３６の左右両側に一体に連結される２個の第二平板部３８とから成る。各第二平板部３８の自由端に前記第二接合部３４が一体に連結されている。第二部材１４における第一部材１２と接合溶着するための第二接合面３５は、第二平板部３８の端面だけのものと、第二接合部３４の端面と第二平板部３８端面との両方から成るものとの、両方を含むものとする。第二主体部３２には、吸気通路１８を軸方向に２つに分割した他方の形状からなる溝状空間としての第二へこみ部４０が形成される。一対の第二平板部３８は平行に配置されており、各第二平板部３８における第二へこみ部４０に対面する内壁を第二内壁４２とすれば、一対の第二内壁４２の間隔は、第二へこみ部４０における最大間隔に設定されている。なお、一対の第一内壁３０の間隔と一対の第二内壁４２の間隔とは同一間隔とする。

第一部材１２の第一接合面２３と、第二部材１４の第二接合面３５とを接合して、それらを溶着する（溶着箇所４４）。この第一部材１２と第二部材１４との溶着により、内部に吸気通路１８を形成した吸気管１０を完成させることができる（図１及び図２）。吸気通路１８は、第一へこみ部２８と第二へこみ部４０とを合わせたものである。

インテークマニホールド１６においては、吸気管１０の軸方向の長さの途中において湾曲する湾曲部を有している。図２において、２箇所の溶着箇所４４を含む線（立体的には面となる）を線Ｘ−Ｘとすると、吸気管１０の軸方向において線Ｘ−Ｘに対して直角方向に吸気管１０は湾曲する。その湾曲部を図２で右側から見た図を図３に示す。図３において、第一部材１２における第一接合面２３とは反対側の第一外縁４６（第一主体部２０の第一円弧部２４の頂部）の湾曲部の湾曲角度を角度αとし、第二部材１４における第二接合面３５とは反対側の第二外縁４８（第二主体部３２の第二円弧部３６の頂部）の湾曲部の湾曲角度を角度αとする。即ち、本発明と従来例との相違を明確にするために、第一部材１２と第二部材１４の湾曲部の湾曲角度は、従来例の図８に示した第一部材６６の湾曲角度と第二部材６８の湾曲角度と同じ角度αとする。第一部材１２の第一主体部２０において、第一円弧部２４と第一平面部９とを区画する第一境界線５０（二点鎖線）は、第一外縁４６と平行となり、この第一境界線５０においても湾曲部の湾曲角度は角度αとなる。同様に、第二部材１４の第二主体部３２において、第二円弧部３６と第二平面部１４とを区画する第二境界線５２（二点鎖線）は、第二外縁４８と平行となり、この第二境界線５２おいても湾曲部の湾曲角度は角度αとなる。

本発明においては、第一部材１２の第一接合面２３の湾曲部の湾曲角度を角度αより大きい角度βにする。第二部材１４の第二接合面３５の湾曲部の湾曲角度も、第一接合面２３の湾曲部の湾曲角度と同一の角度βにする（図３）。第一接合面２３や第二接合面３５では、湾曲部（湾曲角度β）の両側は、所定の長さだけ直線状とするのが望ましい。第一部材１２の第一接合面２３と第二部材１４の第二接合面３５とを接合させて溶着することで、吸気管１０となる。

第一部材１２の第一接合面２３と第二部材１４の第二接合面３５とを接合溶着した状態（図３）において、３箇所の断面（Ａ−Ａ線断面、Ｂ−Ｂ線断面、Ｃ−Ｃ線断面）を図４に示す。この結果、図３及び図４に示すように、第一部材１２の第一境界線５０と第一接合部面２３との間の第一領域５４（第一平板部２６の内壁）は、湾曲部付近において広く、湾曲部から離れるにつれて狭くなる。一方、図３及び図４に示すように、第二部材１４の第二境界線５２と第二接合面３５との間の第二領域５６（第二平板部３８の内壁）は、湾曲部付近において狭く、湾曲部から離れるにつれて広くなる（所定の軸方向の長さだけ）ようになる。

図４の３つの断面図の全てにおいて、第一境界線５０と第二境界線５２との間の長さＬは同一となる。即ち、図４の全て３つの全ての断面において、吸気通路１８の断面は同一となる。このように、吸気管１０の軸方向におけるどの位置においても吸気通路１８の各断面が同一（またはほぼ同一）となる。これは、インテークマニホールド１６において、吸気通路１８内を流れる流体の安定流量を得ることができるようにするためである。

第一部材１２と第二部材１４との溶着箇所４４は、吸気通路１8の断面の一番広い箇所に配置しなければならない。本発明では、吸気通路１8の断面の一番広い箇所は、図４の３つの断面に示すように、第一平板部２６の第一境界線５０から第二平板部２６の第二境界線５０までの長さＬの範囲である。よって、本発明では、この長さＬの範囲内の任意の位置に、第一部材１２と第二部材１４との溶着箇所４４を位置させることができる。この結果、湾曲部における吸気管１０（第一部材１２及び第二部材１４）の湾曲角度αに対して、溶着箇所４４の湾曲角度を、αより角度の大きいβとすることが可能となる。従来では、湾曲部における溶着箇所の湾曲角度αでは、所望の強度を保つことができない場合でも、本発明では湾曲部における溶着箇所４４の湾曲角度を、αより角度の大きいβとすることができるので、溶着箇所４４における湾曲部の溶着強度を従来のものと比べて強くすることができる。

なお、前述の説明において、合成樹脂製筒状部材１０をインテークマニホールドにおける吸気管として説明したが、２個の部材を溶着して通路を形成する合成樹脂製の筒または管を構成するものであれば、インテークマニホールドにおける吸気管に限るものではない。

本発明に係る合成樹脂製の管をインテークマニホールドの吸気管で示した要部斜視断面図である。図１に示す合成樹脂製の管の断面図である。図２の合成樹脂製の管の湾曲部を示す側面図である。図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の３箇所の断面図である従来のインテークマニホールドの吸気管を示す斜視断面図である。図５の吸気管を２つの部材に分割した状態を示す斜視断面図である。図６に示した２つの部材の断面図である。図７に示した２つの部材の側面図である。

符号の説明

１０筒状部材
１２第一部材
１４第二部材
１６インテークマニホールド
１８通路
２０第一主体部
２２第一接合部
２４第一円弧部
２６第一平板部
２８第一へこみ部
３０第一内壁
３２第二主体部
３４第二接合部
３６第二円弧部
３８第二平板部
４０第二へこみ部
４２第二内壁
４４溶着箇所

Claims

第一主体部と前記第一主体部から外側に突出する２個の第一接合部と前記第一主体部に形成される第一へこみ部とを有する第一部材と、第二主体部と前記第二主体部から外側に突出する２個の第二接合部と前記第二主体部に形成される第二へこみ部とを有する第二部材とから成り、前記２個の第一接合部と前記２個の第二接合部とを溶着することで内部に通路を形成した筒状部材を形成し、前記筒状部材の軸方向において２箇所の溶着位置を含む面に対して直角方向に前記筒状部材が湾曲する合成樹脂製の管において、前記第一主体部が第一円弧部とその第一円弧部に一端を連結すると共に前記第一接合部を他端に連結した互いに平行な一対の第一平板部とから成り、前記第二主体部が第二円弧部とその第二円弧部に一端を連結すると共に前記第二接合部を他端に連結した互いに平行な一対の第二平板部とから構成し、前記一対の第一平板部の間隔が前記第一へこみ部における最大間隔とし、前記一対の第二平板部の間隔が前記第二へこみ部における最大間隔とし、前記一対の第一平板部の間隔と前記一対の第二平板部の間隔とを同一間隔とし、前記筒状部材の湾曲部における湾曲角度αよりもその湾曲部における前記第一接合部と前記第二接合部との溶着位置での湾曲角度βを大きな角度としたことを特徴とする合成樹脂製の管。
前記筒状部材をインテークマニホールドの吸気管としたことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製の管。