JP7028738B2

JP7028738B2 - 吸気系部品

Info

Publication number: JP7028738B2
Application number: JP2018144892A
Authority: JP
Inventors: 将博太田; 智和横山; 卓也野口
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: CN110792536A; JP2020020299A; CN110792536B

Description

本発明は、吸気系部品に係り、特に、内燃機関の吸気通路を構成する吸気系部品に関するものである。

内燃機関に外気を導入する吸気通路には、外気を導入する際に外気に含まれる塵埃をろ過するためのエアクリーナや、吸気バルブが開閉することで生じた吸気騒音を低減するための消音装置など、種々の構造物が取り付けられており、これらの吸気通路にエアクリーナや消音装置などを備えた吸気系部品が知られている。

このような吸気系部品は、合成樹脂等からなる複数の分割体を互いに溶着させて一体化することが行われており、合成樹脂化によって部品点数の削減や重量の低減など種々のメリットが知られている。

例えば、下記特許文献１に記載された吸気ダクトは、繊維成形体からなる２つの半割体が合されて構成されており、半割体を互いに熱溶着によって一体化する方法が記載されている。また、合成樹脂からなる複数の分割体を互いに溶着させる手段としては、熱溶着に限らず、例えば振動溶着や超音波溶着といった種々の溶着手段が知られている。

特開２０１５－３４５０８号公報

しかしながら、上述した従来の吸気系部品の構成によると、特許文献１に記載されているように単純に２つの半割体で構成できるように吸気通路と構造物の配置を設定する必要があり、複雑な形態を設定することは難しいという問題があった。

例えば、３つ以上の分割体で吸気系部品を構成する場合、第１部材と第２部材を１次溶着した後に、第３部材を２次溶着するという二段階に溶着工程を行うことが広く行われているが、複雑な形態となると、当該２次溶着において、第２部材と第３部材の溶着面が第１部材で覆われてしまい、加振治具などが溶着面を直接抑えることができずに、当該部位の溶着強度が低下するという問題があった。したがって、このような複雑な形態を有する構造を採用することができず、設計の自由度が低いという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の部材を溶着した場合に直接押さえることができない溶着面を有していても所望の溶着強度を有する溶着を実現することができる吸気系部品を提供することを目的とする。

本発明に係る吸気系部品は、互いに分割された第１部材，第２部材及び第３部材を加圧しつつ溶着させて形成されると共に、構造体及び閉塞空間を有する吸気系部品であって、前記閉塞空間は、少なくとも前記第１部材に形成された天面、前記第２部材に形成された側壁部及び前記第３部材に形成された底面によって画成され、前記構造体は、前記第２部材及び前記第３部材によって画成されると共に、前記構造体の溶着面の少なくとも一部が前記閉塞空間内に配置され、前記天面及び前記第２部材のいずれか一方は、前記天面及び前記第２部材のいずれか他方の内壁面と当接する衝立部を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る吸気系部品において、前記第２部材は、前記構造体の一部を構成する第１の構造体分割部を有し、前記衝立部は、前記第１の構造体分割部の外縁に沿って配置されると好適である。

また、本発明に係る吸気系部品において、前記衝立部は、前記側壁部との間に所定の隙間を有すると好適である。

また、本発明に係る吸気系部品において、前記第３部材は、前記第１の構造体分割部に対応する第２の構造体分割部を有すると好適である。

また、本発明に係る吸気系部品において、前記第３部材は、前記第１部材と前記第２部材とを溶着した後に、前記第２部材に溶着されると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係る吸気系部品は、第１部材及び第２部材のいずれか一方は、第１部材及び第２部材のいずれか他方の内壁面と当接する衝立部を備えるので、第１部材及び第２部材を１次溶着した後、第３部材を２次溶着する場合でも、第１部材に当接した加振治具による振動が衝立部を介して溶着面を加振することができるので、直接溶着面を加振できない構造であっても、溶着強度を確保することができる。

本発明の実施形態に係る吸気系部品の斜視図。本発明の実施形態に係る吸気系部品の分解図。第２部材と第３部材の構成を示す図。図１におけるＡ－Ａ断面図。本発明の実施形態に係る吸気系部品の一次溶着の工程を説明するための斜視図。本発明の実施形態に係る吸気系部品の二次溶着の工程を説明するための斜視図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る吸気系部品の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る吸気系部品の分解図であり、図３は、第２部材と第３部材の構成を示す図であり、図４は、図１におけるＡ－Ａ断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る吸気系部品の一次溶着の工程を説明するための斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係る吸気系部品の二次溶着の工程を説明するための斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る吸気系部品１は、内燃機関にろ過された外気を導入するための吸気通路となる構造体としての管路２と、管路２に一体的に取り付けられると共に、所定容量を有する箱状のレゾネータ本体となる閉塞空間３を有している。管路２は、内壁が平滑に形成された筒状部材であり、その断面形状は円形、楕円形、多角形など、種々の形態が知られている。

管路２と閉塞空間３の内部はそれぞれ図示しない連通管によって連通しており、閉塞空間３の容積及び連通管の径並びに長さは、減衰しようとする周波数に応じてヘルムホルツの共鳴理論に基づいて決定される。そして、内燃機関の駆動によって吸気バルブが開閉することで生じる脈動音としての吸気騒音に応じた周波数に設定することで、これらの吸気騒音を低減することができるように構成されている。

図２に示すように、本実施形態に係る吸気系部品１は、それぞれ合成樹脂によって形成された第１部材１０，第２部材２０及び第３部材３０をそれぞれ重ね合わせて溶着によって一体化されている。ここで、具体的な溶着の方法は種々の溶着方法を適用することができるが、例えば、振動溶着が好適に用いられる。なお、具体的な溶着の方法については後述する。また、第１部材１０，第２部材２０及び第３部材３０は、例えばポリアミド系樹脂やポリプロピレン系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂によって形成されていると好適である。

第１部材１０は、概略板状の部材であって、第２部材２０の開口部を閉塞して閉塞空間３の上面を構成する天面１１を備えている。

第２部材２０は、閉塞空間３の外周側面を構成する側壁部２３が形成され、第１部材１０及び第３部材３０と対向する方向にそれぞれ開口部を有している。また、第２部材２０は、管路２を構成する第１の構造体分割部２４を有している。第１の構造体分割部２４は、閉塞空間３の内部を通過するように配置されており、第１の構造体分割部２４の延設方向に沿って第１の構造体溶着面２１が形成されている。また、第１の構造体溶着面２１の溶着面との反対面（第１部材１０と対向する面）には、第１部材１０の内壁面に当接するように立設する衝立部２２が形成されている。

さらに、図３に示すように、第２部材２０の第１の構造体溶着面２１に形成された衝立部２２は、閉塞空間３の外縁を形成する側壁部２３との間に第１の構造体溶着面２１の延設方向に沿った方向に隙間Ｇが形成されている。この隙間Ｇによって、閉塞空間３を完全に分割することなく、閉塞空間３の容量を確保している。なお、隙間Ｇの大きさについては、求められる要件に応じて適宜変更することが可能である。

また、図２に示すように、第３部材３０は、第２部材２０の下側の開口部に沿った外壁面と底面３３を有する有底箱状の部材であり、第１の構造体分割部２４に対応する第２の構造体分割部３２が形成されている。第２の構造体分割部３２は、第１の構造体分割部２４の第１の構造体溶着面２１に対応する第２の構造体溶着面３１が形成されており、図３に示すように、これら第１の構造体溶着面２１と第２の構造体溶着面３１を溶着することで閉塞空間３内を延設するように管路２を構成している。

また、図４に示すように、衝立部２２は、第１の構造体溶着面２１から立設して第１部材１０の内壁面１２に当接している。このため、後述するように第１部材１０と第２部材２０を一次溶着した後、第３部材３０を二次溶着する場合、第１の構造体溶着面２１と第２の構造体溶着面３１を溶着する際に、第１部材１０の上と第３部材３０の下から押さえることで、第１の構造体溶着面２１と第２の構造体溶着面３１を衝立部２２を介して押さえることができる。したがって、閉塞空間３の内部に管路２の溶着面が延設する場合であっても、当該溶着面を確実に押さえて加振することができるので、このような溶着面を有する設計が可能になるとともに、衝立部２２を介して確実に溶着を行うことができるので、溶着強度が向上する。

次に、図５及び６を参照して本実施形態に係る吸気系部品の溶着方法について説明を行う。まず、一次溶着として、第１部材１０と第２部材２０との溶着を行う。一次溶着では、第２部材２０の側壁部２３の上方の開口端に第１部材１０を組み付けて、これらの部材を上下方向から治具で押さえると共に、一方を加振して互いの溶着面を溶着する。

また、一次溶着の後、第３部材３０を第２部材２０の下方の開口端に組み付けて溶着を行うが、このとき、上述したように、衝立部２２が第１部材１０の内壁面１２に当接しているので、第１部材１０を押さえることで、衝立部２２を介して第１の構造体溶着面２１と第２の構造体溶着面３１を押さえることができるので、当該溶着面の溶着を確実かつ強固に行うことが可能となる。なお、第１の構造体溶着面２１及び第２の構造体溶着面３１以外の溶着面については、第２部材２０の外縁部と第３部材３０を押さえることで溶着を行うことができる。

このように構成された本実施形態に係る吸気系部品１は、第１の構造体溶着面２１と第２の構造体溶着面３１といった、閉塞空間３に溶着面が伸びているような形状であっても確実に溶着を行うことができ、また、衝立部２２によって確実に加振することで溶着強度も確保することができる。

なお、上述した本実施形態に係る吸気系部品１は、衝立部２２が第１の構造体溶着面２１から概略垂直に立設した場合について説明を行ったが、衝立部を第１の構造体溶着面２１に対して傾斜して形成しても構わない。このように構成することで、衝立部を有する第２部材を成形する金型にスライドコアを用いる必要がなくなり、金型の製造コストを抑えることが可能となる。

また、本実施形態に係る吸気系部品１は、第２部材２０に衝立部２２を形成した場合について説明を行ったが、衝立部２２は、第１部材１０の内壁面１２から立設させて、第１の構造体溶着面２１と当接するように構成しても構わない。

さらに、本実施形態においては、吸気系部品として吸気通路とレゾネータとから成る消音装置に適用した場合について説明を行ったが、閉塞空間はレゾネータに限らず、例えばエアクリーナなどにも適用することが可能である。また、本実施形態においては、構造体として管路を形成した場合について説明を行ったが、構造体は管路に限らず、例えばレゾネータ内に小さな共鳴室を別途設ける場合の当該共鳴室を画成するための壁としても構わない。

また、本実施形態においては、第１部材に天面を形成し、第３部材に底面を形成した場合について説明を行ったが、第１部材に底面を形成し、第３部材に天面を形成しても構わない。さらに、本実施形態においては、第１部材、第２部材及び第３部材を鉛直方向に重ねて組み合わせる場合について説明を行ったが、水平方向に重ねて互いに組み合わせても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１吸気系部品，２管路，３閉塞空間，１０第１部材，１１天面，１２内壁面，２０第２部材，２１第１の構造体溶着面，２２衝立部，２３側壁部，２４第１の構造体分割部，３０第３部材，３１第２の構造体溶着面，３２第２の構造体分割部，３３底面，Ｇ隙間。

Claims

互いに分割された第１部材，第２部材及び第３部材を加圧しつつ溶着させて形成されると共に、構造体及び閉塞空間を有する吸気系部品であって、
前記閉塞空間は、少なくとも前記第１部材に形成された天面、前記第２部材に形成された側壁部及び前記第３部材に形成された底面によって画成され、
前記構造体は、前記第２部材及び前記第３部材によって画成されると共に、前記構造体の溶着面の少なくとも一部が前記閉塞空間内に配置され、
前記天面及び前記第２部材のいずれか一方は、前記天面及び前記第２部材のいずれか他方の内壁面と当接する衝立部を備えることを特徴とする吸気系部品。
請求項１に記載の吸気系部品において、
前記第２部材は、前記構造体の一部を構成する第１の構造体分割部を有し、
前記衝立部は、前記第１の構造体分割部の外縁に沿って配置されることを特徴とする吸気系部品。
請求項２に記載の吸気系部品において、
前記衝立部は、前記側壁部との間に所定の隙間を有することを特徴とする吸気系部品。
請求項２または３に記載の吸気系部品において、
前記第３部材は、前記第１の構造体分割部に対応する第２の構造体分割部を有することを特徴とする吸気系部品。
請求項１から４のいずれか１項に記載の吸気系部品において、
前記第３部材は、前記第１部材と前記第２部材とを溶着した後に、前記第２部材に溶着されることを特徴とする吸気系部品。