JP3324452B2 - 樹脂製インテークマニホールド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂製インテークマ
ニホールドに係り、詳しくは、複数の分割体の分割面を
振動溶着することによって一体に接合形成される樹脂製
インテークマニホールドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、各種の自動車部品を樹脂化す
ることによって、その軽量化及び低コスト化が図られて
いる。そして、インテークマニホールドも現在、樹脂化
が進められている。樹脂化されたインテークマニホール
ドはその構造並びに成形上、分割された複数の部品より
構成されており、これらの部品を振動溶着することによ
って一体に接合形成されている。

【０００３】以下に、この具体的な手順を図８及び図９
に示した６気筒エンジン用の樹脂化されたインテークマ
ニホールド１０１を用いて説明する。なお、図８はイン
テークマニホールド１０１の組立斜視図、図９は同分解
斜視図である。

【０００４】インテークマニホールド１０１は熱可塑性
樹脂より成形されており、取り付け板１０２，エアコネ
クタ１０３，サージタンク１０４，分配管１０５，吸気
ポート板１０６を有している。

【０００５】取り付け板１０２は、例えばスロットルバ
ルブが軸支されたスロットルボディー等、吸気通路上流
部品（図示略）に接続される部分であり、同取り付け板
１０２は２本に分岐したエアコネクタ１０３を介して、
サージタンク１０４に接続されている。サージタンク１
０４には直線上に配された６本の分配管１０５が接続さ
れおり、各分配管１０５の末端部は等間隔に配置された
吸気ポート孔１０７（図９）を有した吸気ポート板１０
６に固定されている。そして、吸気ポート板１０６は吸
気ポート（図示略）を介してエンジンの燃焼室（図示
略）へ接続される。

【０００６】したがって、車両に設けられた外気取り入
れ口（図示略）から取り込まれた空気は、エアクリーナ
ーやスロットルボディー等からエアコネクタ１０３を通
じてサージタンク１０４へ導かれる。サージタンク１０
４へ導入された空気は分配管１０５から各燃焼室（図示
略）へ送られる。

【０００７】ところで、通常、上記したインテークマニ
ホールド１０１の各部位は図８に示される態様で、平面
的に配置されている。そして、同インテークマニホール
ド１０１は、図９に示されるように長手方向に沿って設
けられた接合面１０８によって上下に分割されたインテ
ークマニホールド部品１０１ａ，１０１ｂより構成され
ている。したがって、エアコネクタ１０３，サージタン
ク１０４，分配管１０５もそれぞれ上下に分割されたエ
アコネクタ１０３ａ，１０３ｂ、サージタンク１０４
ａ，１０４ｂ、分配管１０５ａ，１０５ｂより成ってい
る。

【０００８】また、これら両部品１０１ａ，１０１ｂの
それぞれの接合面１０８ａ，１０８ｂの外周縁部にはリ
ブ（溶着リブ）１０９ａ，１０９ｂが形成されている。
そして、これら両部品１０１ａ，１０１ｂを接合させる
際には、 （１）接合面１０８ａ，１０８ｂが対応するように当接
させる。

【０００９】（２）リブ１０９ａ，１０９ｂを溶着治具
で直接押さえて、接合面１０８に対して垂直方向に荷重
を加える。 （３）この状態で、同接合面１０８に対して水平方向に
振動を加える。といった態様で振動溶着を施すことにな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、各部位が
平面的に配置されるインテークマニホールドについて
は、上記態様で振動溶着を施すことで、その分割された
部品の的確且つ強固な接合を得ることはできる。

【００１１】ところで、近年、インテークマニホールド
としての吸気管長は確保しつつ、そのエンジンルーム内
での設置スペースを有効に活用できるようにすべく、上
記エアコネクタや分配管を湾曲させて、側面形状が略Ｃ
字形状となるような樹脂製インテークマニホールドの開
発も検討されている。

【００１２】そして、このような湾曲したエアコネクタ
や分配管を有するインテークマニホールドを製作しよう
とした場合、図９に示される態様でこれを上下に分割す
ることは不可能であるため、それら湾曲したエアコネク
タや分配管を筒体として分割形成し、該分割形成した筒
体同士を振動溶着にてつなぎ合わせることが考えられ
る。しかしこの場合、同湾曲したエアコネクタや分配管
そのものが邪魔になり、接合面の外周縁部に設けたリブ
を溶着治具で直接押さえて振動溶着することは困難にな
る。そのため、リブ付近を溶着治具で押さえることも併
せ検討されているが、中空である部位を押さえることに
よって、振動溶着時に加えられる荷重にそれら部位が耐
えられなくなるおそれがある。また、振動されるリブを
直接押さえていないため、リブに上手く振動が伝わらず
に、溶着不良を起こしたりするおそれもある。

【００１３】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、溶着治具で溶着部を直接加圧
できない形状を有しながら、その接合に際し、同溶着治
具による溶着部以外の部分の支持に耐えて的確な振動溶
着を可能ならしめる樹脂製インテークマニホールドを提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、樹脂材料からなる複数の分割体の各分割面に溶着部
を有し、それら各溶着部を突き合わせた振動溶着によっ
て一体に接合形成されるとともに、同接合される少なく
とも一方の分割体はその接合面の裏面が接合時において
空洞部とされ、前記各分割体によって構成されるエアコ
ネクタ及び分配管が湾曲した形状を有してなる樹脂製イ
ンテークマニホールドであって、前記接合面の裏面が空
洞部となる分割体は、同接合面の裏面から当該空洞部の
対向する壁面を支える支柱を有してなることをその要旨
とする。

【００１５】同構成によれば、上記支柱を通じて上記空
洞部の剛性が高められるようになる。このため、上記溶
着部を溶着治具で直接加圧できない構造でありながら、
例えば空洞部の背面からこの支柱を介して上記接合面を
支持するなど、溶着治具による溶着部以外の部分の支持
に耐えることができるようになり、振動溶着に際しても
それら分割体の的確な接合が行われるようになる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の樹脂製インテークマニホールドにおいて、前記空洞部
は吸気通路中のサージタンクを形成する空間であること
をその要旨とする。

【００１７】同構成によれば、サージタンクとしての剛
性が併せ高められることとなり、該インテークマニホー
ルドが機関に装着された後においても、その表面振動に
起因する放射音（騒音）の発生等を抑制することができ
るようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂製インテーク
マニホールドを具体化した一実施形態を図面に従って説
明する。

【００１９】図１に本実施形態にかかるインテークマニ
ホールド１の組立斜視図を示す。このインテークマニホ
ールド１も、先の図８及び図９に例示したインテークマ
ニホールド１０１と同様、６気筒エンジン用のものとし
て熱可塑性樹脂より成形されており、取り付け板２，エ
アコネクタ３，サージタンク４，分配管５，吸気ポート
板６を有している。なお、エンジンとの接続状態及び取
り込まれた空気の流れについては上記従来のインテーク
マニホールド１０１と同じため説明は省略する。

【００２０】つぎに、このインテークマニホールド１の
形状について説明する。取り付け板２はパイプ形状のエ
アコネクタ３の先端部に一体形成されている。エアコネ
クタ３の末端部は２本に分岐しており、中空で略円柱形
状を成したサージタンク４に接続されている。なお、取
り付け板２は湾曲したエアコネクタ３によって、サージ
タンク４の上方に向けて配される。

【００２１】サージタンク４には６本の分配管５が並列
に接続されおり、各分配管５の末端部は等間隔に配置さ
れた吸気ポート孔７を有する吸気ポート板６に固定され
ている。各分配管５もパイプ形状を成しており、サージ
タンク４の上方に覆う被さるように略Ｃ字形状に曲げら
れている。なお、分配管５の列の中央には上記取り付け
板２の形成されたエアコネクタ３が通れるように所定の
間隔が開けられている。

【００２２】このように、エアコネクタ３や分配管５等
の各部位を湾曲させた構造とすることにより、有効吸気
管長を保ちつつインテークマニホールドをコンパクト化
でき、エンジンルームでの設置スペースを節約すること
ができるようになる。

【００２３】続いて、インテークマニホールド１の組み
付けについて説明する。本実施形態のインテークマニホ
ールド１は、図２の分解斜視図に示されるように、エア
コネクタ部１ａ，サージタンク部１ｂの各分割体より構
成される。

【００２４】エアコネクタ部１ａは、上記取り付け板２
とエアコネクタ３から成っている。エアコネクタ３の末
端部である２本のパイプの周縁部にはそれぞれフランジ
８が形成されている。両フランジ８の組み付け面には、
図３に示されるように、連続した凹状の溝である凹溝９
が形成されている。

【００２５】一方、サージタンク部１ｂは、例えば溶融
中子法等によって形成されるサージタンク４，分配管
５，吸気ポート板６より構成されている。そして、サー
ジタンク４の分配管５が取り付けられている反対の面に
は円筒形状を成した２つの溶着部１０が形成されてい
る。両溶着部１０には透孔１１が設けられており、同透
孔１１の周縁部には、図３に示されるように、連続した
凸状の溶着リブ１２が形成されている。また、サージタ
ンク４の内部には、図５に示されるように、両溶着部１
０の裏面から対向する内壁へ水平に伸びた、例えば円柱
形状の支柱１３が設けられている。

【００２６】つぎに、このように湾曲した部位で構成さ
れたインテークマニホールド１の接合手順について述べ
る。まず、サージタンク部１ｂに設けられた両溶着部１
０にエアコネクタ部１ａの両フランジ８を当接させる。
この際、エアコネクタ部１ａの取り付け板２が設けられ
ているエアコネクタ３の端部は、サージタンク部１ｂに
３本づつ設けられた分配管５の列の中央を通して配置さ
れる。

【００２７】図４に、エアコネクタ部１ａ及びサージタ
ンク１ｂにそれぞれに設けられた上記凹溝９と溶着リブ
１２とが当接した状態の拡大図を示す。同図４に示され
るように、両溶着部１０に設けられた溶着リブ１２はフ
ランジ８に設けられた凹溝９に嵌め合わされるようにな
る。なお、溶着リブ１２の高さＨはその幅Ｗ１よりも大
きく設定され、同幅Ｗ１は凹溝９の幅Ｗ２よりも十分に
小さく設定されている。

【００２８】つぎに、凹溝９に溶着リブ１２が嵌め合わ
された状態で、図６に示されるようにサージタンク部１
ｂを固定治具Ａで支持するとともに、エアコネクタ部１
ａのフランジ８を可動治具Ｂで支え、同フランジ８に所
定の荷重と振動を加える。なお、このとき、荷重は図６
に矢印Ｃで示されるように接合面１４に対して垂直方向
に、また振動は同図６に矢印Ｄで示されるように接合面
１４に対して平行方向に加える。

【００２９】こうして、エアコネクタ部１ａとサージタ
ンク部１ｂとの接合面１４に荷重と振動が加えられる
と、その摩擦により上記溶着リブ１２と凹溝９との当接
部が同凹溝９の中で溶けて、溶着リブ１２と凹溝９とが
互いに溶着される。こうして、インテークマニホールド
１が一体に接合される。そして、この際、接合面１４に
対して垂直に設けられている前記支柱１３がフランジ８
から接合面１４を介してサージタンク部１ｂに加えられ
る荷重を支えるようになる。また、振動溶着の際に接合
面１４での摩擦によって発生した削り屑や煙は上記凹溝
９によって遮られ、それらが接合面１４から漏れ出るこ
とも抑制される。

【００３０】以上説明したように、上記のように構成さ
れた本実施形態の樹脂製インテークマニホールドによれ
ば、次のような効果が奏ぜられるようになる。 ・溶着治具で接合面１４を直接加圧できない形状を有し
ていながら、溶着部１０の裏面からサージタンク４の対
向する内壁面に支柱１３を設けたことによって振動溶着
に必要な荷重及び振動を接合面１４へ確実に伝えること
ができる。すなわち、同形状を有する樹脂製インテーク
マニホールドにあっても、その振動溶着による接合が的
確に行われる。

【００３１】・また、上記支柱１３を設けたことにより
サージタンク４自体の剛性が向上される。すなわち、サ
ージタンク４は中空であるため、エンジンサイクルの吸
気行程の際にその内部で発生する空気の脈動によって同
サージタンク４の表面が容易に振動し、騒音を発生する
おそれがあったが、こうした剛性の向上により、その振
動による騒音を低減できる。

【００３２】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 ・上記実施形態では溶着部１０毎に２本の支柱１３を設
けたが、同支柱１３は１本又は３本以上であってもよ
い。それら支柱１３の数に応じて分配管５の本数やサー
ジタンク４の形状、または振動溶着時に加えられる荷重
に対応した剛性を与えることができる。

【００３３】・上記実施形態では、支柱１３を荷重方向
に対して垂直に設けたが、斜めに設けてもよい。これ
ば、例えば、図７に示すように、サージタンク４の溶着
部１０の裏面と対向する内壁面に分配管５が設けられて
いるようなインテークマニホールドにおいて有効であ
る。

【００３４】・上記実施形態では、円柱形状の支柱１３
を設けたが、振動溶着時の荷重に応じて支柱１３の断面
の形状をＨ字形状等その他に変更してもよい。 ・上記実施形態では、フランジ８に凹溝９を形成した
が、エアコネクタ部１ａの成形を容易とする上ではこの
凹溝９の形成を省略してもよい。

【００３５】・上記実施形態では、インテークマニホー
ルド１をエアコネクタ部１ａとサージタンク部１ｂとの
２つの部品に分割して製作したが、３つ以上に分割して
もよい。

【００３６】・上記実施形態では、インテークマニホー
ルド１をエアコネクタ３とサージタンク４との間に接合
面１４を設けて分割したが、サージタンク４と分配管５
との間、またはその他の部分に接合面１４を設けて分割
してもよい。

【００３７】・上記実施形態では、６気筒エンジン用の
インテークマニホールド１について例示したが、本発明
にかかる樹脂製インテークマニホールドは他のタイプの
エンジン用としても同様に適用できる。

【００３８】・上記実施形態では、支柱１３をサージタ
ンク部１ｂと共に一体成形して設ける場合を想定した
が、別体にして形成した支柱を接合前に取り付けるよう
にしてもよい。

【００３９】・上記実施形態では、エアコネクタ部１ａ
のフランジ８に凹溝９を、サージタンク部１ｂの溶着部
１０に溶着リブ１２を設けたが、それらの配設は逆であ
ってもよい。

【００４０】・本実施形態では、支柱１３を内壁に設け
たが、エアコネクタ３や分配管５の湾曲の形状、または
分割体の接合面１４の位置に応じては外壁に設けてもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、上記支柱を通じて上記空洞部の剛性が高め
られるようになる。このため、上記溶着部を溶着治具で
直接加圧できない構造でありながら、例えば空洞部の背
面からこの支柱を介して上記接合面を支持するなど、溶
着治具による溶着部以外の部分の支持に耐えることがで
きるようになり、振動溶着に際してもそれら分割体の的
確な接合が行われるようになる。

【００４２】請求項２に記載の発明によれば、サージタ
ンクとしての剛性が併せ高められることとなり、該イン
テークマニホールドが機関に装着された後においても、
その表面振動に起因する放射音（騒音）の発生等を抑制
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂製インテークマニホールドの一実
施形態を示す組立斜視図。

【図２】同実施形態の分解斜視図。

【図３】同実施形態における接合部の断面図。

【図４】同実施形態における接合部の拡大断面図

【図５】同実施形態のサージタンク部の部分断面を示す
斜視図。

【図６】同実施形態の振動溶着時の支持方法を示す概略
図。

【図７】本発明にかかる樹脂製インテークマニホールド
の他の実施形態のサージタンク部の部分断面を示す斜視
図。

【図８】従来の樹脂製インテークマニホールドの組立斜
視図。

【図９】従来の樹脂製インテークマニホールドの分解斜
視図。

【符号の説明】

１…インテークマニホールド、１ａ…エアコネクタ部、
１ｂ…サージタンク部、８…フランジ、１２…溶着リ
ブ、１３…支柱。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂材料からなる複数の分割体の各分割
   面に溶着部を有し、それら各溶着部を突き合わせた振動
   溶着によって一体に接合形成されるとともに、同接合さ
   れる少なくとも一方の分割体はその接合面の裏面が接合
   時において空洞部とされ、前記各分割体によって構成さ
   れるエアコネクタ及び分配管が湾曲した形状を有してな
   る樹脂製インテークマニホールドであって、 前記接合面の裏面が空洞部となる分割体は、同接合面の
   裏面から当該空洞部の対向する壁面を支える支柱を有し
   てなることを特徴とする樹脂製インテークマニホール
   ド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の樹脂製インテークマニ
   ホールドにおいて、 前記空洞部は吸気通路中のサージタンクを形成する空間
   であることを特徴とする樹脂製インテークマニホール
   ド。