(57)【要約】【課題】腐食にも強く、安価で軽量であるといった樹脂製である利点を活かしつつ、高い強度で超音波溶着されたデリバリパイプを提供し、さらにパルセーションダンパーを不要とし、しかも、高圧エンジンでも十分に使用に耐えうるデリバリパイプを、既存の超音波溶着装置で提供する。【解決手段】  本発明の樹脂製のデリバリパイプ１０は、一端が閉塞し他端が開口した筒状の本体部１２と、本体部１２の他端を閉塞する円形のプラグ１４とで構成される。このデリバリパイプ１０は、本体部１２の胴部に複数のインジェクターの接続口１６が設けられ、本体部１２とプラグ１４との接合部が、第１及び第２の接合部において複合的に超音波溶着されていることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞し他端が開口した筒状の本体部（１２）と前記本体部の他端を閉塞する円形のプラグ（１４）とで構成された樹脂製のデリバリパイプ（１０）であって、
前記本体部（１２）の胴部に複数のインジェクターの接続口（１６）が設けられ、
前記本体部（１２）と前記プラグ（１４）とは、第１の接合部と第２の接合部で超音波溶着されていることを特徴とするデリバリパイプ。
【請求項２】
前記プラグ（１４）は、前記本体部（１２）の内部に突出する溶着部材を備え、
前記溶着部材は、第１の溶着部と第２の溶着部とを備え、
前記第２の溶着部は前記第１の溶着部より前記本体部（１２）側に位置し、
前記本体部（１２）は、前記第１の接合部において前記第１の溶着部と接合する第３の溶着部と、前記第２の接合部において前記第２の溶着部と接合する第４の溶着部とを備えることを特徴とする請求項１記載のデリバリパイプ。
【請求項３】
前記第３の溶着部はエッジ部を有し、前記第１の溶着部の平坦面と接合され、
前記第２の溶着部はエッジ部を有し、前記第４の溶着部の平坦面と接合される
ことを特徴とする請求項２記載のデリバリパイプ。
【請求項４】
前記本体部１２は、前記第３の溶着部に対向し、前記第４の溶着部に連結する保護壁を備え、
前記保護壁は、前記第２の溶着部より内側に位置する
ことを特徴とする請求項２又は３記載のデリバリパイプ。
【請求項５】
燃料タンクとの間にパルセーションダンパーが設けられていないことを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項６】
高圧エンジンに接続されることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製デリバリパイプとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デリバリパイプは、燃料タンク内の燃料をシリンダヘッド部に供給するための燃料通路である。デリバリパイプの設計において検討すべき事項の１つは、脈動と呼ばれる断続的な燃料圧力変動をいかに低減させるかということがある。脈動は、燃料噴射インジェクタの弁開閉や燃料ポンプの吐出圧変動等によって生じ、パルセーションダンパーと呼ばれる部品によって吸収可能である。しかし、デリバリパイプの容積を増大させることで、デリバリパイプ自体がパルセーションダンパーの役割を果たすようになり、脈動を抑えつつ部品点数を減らすることができようになる。【０００３】
デリバリパイプの材質は、用途や要求仕様に応じて、プレス、鍛造品、アルミニウム、樹脂など種々のものが用いられるが、樹脂製のものは、自動二輪や小型車を中心に利用されてきている。樹脂製デリバリパイプの利点は、成形技術によって大量生産と低コスト化を実現でき、さらに、金属製と比べて軽量化にも貢献できることである。【０００４】
デリバリパイプの形状は複雑であるため、成形機によって複数のパーツを製造し、これらを組み合わせて強固に接合することが必要となる。樹脂製デリバリパイプに要求されるスペックは、例えば、−３５［℃］〜＋１５０［℃］程度の環境温度で耐用年数が１５年間又は走行キロ数で３０万［ｋｍ］といった過酷なものであり、パーツ同士の結合が不十分であれば深刻な品質問題を引き起こすおそれがある。【０００５】
樹脂製品の接合技術には、熱板溶着と呼ばれる接着技術が知られているが、大がかりな設備投資が必要となる欠点がある。これに対して、超音波溶着は、比較的設備投資も小さくてよいため、注目されている。例えば、特許文献１は、樹脂製の燃料デリバリパイプにおける溶着技術について開示されている。
特許文献１は、外フランジを採用し、デリバリパイプとキャップ（プラグ）との溶着面積を広くし、さらに溶着部が溶着部本体と２重の外形保持部から構成されている。これらの溶着部の間に間隙部を設け、溶着時に発生するバリを間隙部に収容することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−９６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
樹脂製デリバリパイプにおいて、脈動を低減するためにその内部容積を増やすことは、圧力が同じであっても受圧面積が大きくなるためより大きな力がデリバリパイプのパーツの接合箇所に加わることを意味する。中でも、超音波溶着によって接合される、デリバリパイプ端部の「プラグ」と呼ばれる蓋状の部材と、片方が閉塞した略筒状の本体部との結合部分には、長期間に亘り大きな力が加わる。
このことは、特に、直噴エンジンのような一般的なエンジンよりも高い圧力が加わるエンジンに対して樹脂製デリバリパイプを採用することは、非常に困難であり、実質的に不可能であると考えられてきた。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、安価で軽量であるといった樹脂製である利点を活かしつつ、十分に接合強度の高い接合技術を、既存の超音波溶着装置で実現することを技術的課題する。
また、パルセーションダンパーを不要とし、しかも、高圧エンジンでも十分に使用に耐えうる接合技術を、既存の超音波溶着装置で実現することを技術的課題する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るデリバリパイプは、
一端が閉塞し他端が開口した筒状の本体部１２と前記本体部１２の他端を閉塞するプラグ１４とで構成される。そして、前記本体部１２の胴部には、複数のインジェクターの接続口１６が設けられ、前記本体部１２と前記プラグ１４とは、第１の接合部と第２の接合部で超音波溶着されていることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係るデリバリパイプは、
前記プラグ１４は、前記本体部１２の内部に突出する溶着部材を備え、
前記溶着部材は、第１の溶着部と第２の溶着部とを備え、
前記第２の溶着部は前記第１の溶着部より前記本体部１２側に位置し、
前記本体部１２は、前記第１の接合部において前記第１の溶着部と接合する第３の溶着部と、前記第２の接合部において前記第２の溶着部と接合する第４の溶着部とを備えることを特徴とする。【００１１】
このような構成とすることで、プラグと本体部との溶着強度を向上させるとともに安定した溶着を実現でき、内部流体（燃料）の圧力に十分耐えうる樹脂製のデリバリパイプを提供することができる。また、溶着による接合の耐久性を向上させることができる。【００１２】
また、本発明に係るデリバリパイプは、
前記第３の溶着部はエッジ部を有し、前記第１の溶着部の平坦面と接合され、
前記第２の溶着部はエッジ部を有し、前記第４の溶着部の平坦面と接合される
ことを特徴とする。【００１３】
第１の接合部における第１の溶着部及び第３の溶着部の組み合わせ、並びに第２の接合部における第２の溶着部及び第４の溶着部の組み合わせの複合的な構成によって、超音波の振動エネルギーを独立して配分及び制御可能となり、制御性及び再現性よくプラグと本体部とを接合することができる。【００１４】
また、本発明に係るデリバリパイプは、
前記本体部１２は、前記第３の溶着部に対向し、前記第４の溶着部に連結する保護壁を備え、
前記保護壁は、前記第２の溶着部より内側に位置することを特徴とする。【００１５】
このような構成とすることで、超音波溶着で流動する樹脂のデリバリパイプ内への侵入を防止するとともに、接合部への圧力の直接的影響を抑制し、接合の耐久性を向上させることができる。【００１６】
また、本発明に係るデリバリパイプは、
燃料タンクとの間にパルセーションダンパーが設けられていないことを特徴とする。【００１７】
上記構成において、デリバリパイプ１０は、十分な強度でプラグ１４と本体部１２とが接合されているため、デリバリパイプ１０の容積を増大させることが可能となる。その結果、燃料の圧力変動を緩和することで、燃料タンクとの間にパルセーションダンパーを設ける必要が無い。従って、両者を直接結合することができる。【００１８】
また、本発明に係るデリバリパイプは、高圧エンジンに接続されることを特徴とする。【００１９】
一般的なエンジンの燃料の圧力は４９０［ｋＰａ］程度であるが、圧縮天然ガスエンジンや直噴エンジンといった高圧エンジンの場合、燃料の圧力はそれぞれ８００［ｋＰａ］、２０〜３０［ＭＰａ］もの高い圧力となる。
上記構成において、デリバリパイプ１０は、高い接合強度でプラグが溶着されているため、上記のような高い圧力（５００［ｋＰａ］以上）の燃料を使用する高圧エンジンへの接続も可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る樹脂製デリバリパイプによれば、既存の超音波溶着装置を用いたままで、プラグの形状を一部変更するだけで、異なる方式による複合的な溶着が可能となり、従来よりもはるかに大きな溶着強度を実現することができるようになり、かつ、パルセーションダンパーも不要となる。実験によって、高い溶着強度と再現性が確認された。このため、高圧エンジンなど、従来は樹脂製デリバリパイプでは実現が不可能であったエンジンにも使用可能となる。【００２１】
もちろん、金属製と比較した場合、軽量性や低コスト性といった樹脂製の利点を保持しており、耐腐食性も高い。しかも、大がかりな設備投資が不要な超音波溶着でプラグ形状を一部変更するだけでよく、極めて顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態の樹脂製デリバリパイプ１０の斜視図である。
【図２】図２は、デリバリパイプ１０を示す。図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は底面図である。
【図３】図３は、デリバリパイプ１０を示す。図３（Ｄ）は右側面図、図３（Ｅ）は左側面図である。
【図４】図４は、図２（Ｂ）に示すＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、プラグ１４及び本体部１２を示す断面図である。図５（Ｂ）は、プラグ１４が本体部１２に溶着された状態を示す断面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）において点線の円Ａで描かれた部分の拡大図である。
【図６】図６（Ａ）は、従来のデリバリパイプの溶着部に加わる圧力方向を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、本発明における一実施形態のデリバリパイプの溶着部に加わる圧力方向を示す拡大断面図である。
【図７】図７は、第１の接合部のみで本体部に溶着されたプラグの拡大断面であり、溶着部分に加わる燃料圧力の影響を示す。
【図８】図８（Ａ）は、第１の接合部のみで本体部に溶着されたプラグに加わる圧力を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、第１の接合部及び第２の接合部で本体部に溶着されてプラグに加わる圧力を示す断面図である。
【図９】図９は、寸法及び形状の異なる４種類のプラグ１４を示す図、及び４種類のプラグ１４を、超音波溶着装置によって本体部１２に溶着した際の、荷重試験等の実測データを示す図である。
【図１０】図１０は、本体部１２に溶着されたプラグ１４の溶着強度及び溶着強度の変動率の沈み込み量依存性を示すグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）は、サンプル１−３に対する測定試験後の破断したプラグ１４と本体部１２の状態を示す図である。図１１（Ｂ）は、サンプル４に対する測定試験後の破断したプラグ１４と本体部１２の状態を示す図である。
【図１２】サンプル４について破断試験を行った結果を示す写真である。溶着部は破損せず、本体部１２が破断した様子が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態）
図１は、本実施形態の樹脂製デリバリパイプ１０の斜視図である。樹脂製デリバリパイプ１０は、一端が閉塞し他端が開口した筒状の本体部１２とプラグ１４とで構成され、本体部１２の胴部（両端部の間）に一列に複数のインジェクターの接続口１６が設けられている。本体部１２は固定具１８にネジ等を挿通し、螺着することでエンジン等に固定される。本体部の内部には燃料タンクより燃料を送り出すためのパイプ２０が設けられている。本実施形態のデリバリパイプ１０は、脈動を抑えるために十分な容積を本体部の内部空間に設けることにより、パルセーションダンパーを不要としている。そのため、パイプ２０の先端部２０Ａは、燃料タンク（不図示）と直接つながっている。そして、燃料ポンプ（不図示）からの吐出圧によってインジェクター１６に燃料が圧送される。
【００２４】
本体部１２とプラグ１４に使用する樹脂として、例えば６６ナイロン、芳香族ナイロン又はＰＢＴ（ポリブチレン テレフタレート）等の樹脂が採用できる。
特に６６ナイロンは、耐熱性、耐燃料油性、耐振強度、耐衝撃性、成形精度、コストの点で好適に使用することができる。又、溶着の観点からは、好適にはプラグ１４と本体部１２とは同材を使用する。
【００２５】
図２（Ａ）乃至図２（Ｃ）及び図３（Ｄ）及び図３（Ｅ）は、いずれもデリバリパイプ１０を示しており、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は底面図、図３（Ｄ）は右側面図、図３（Ｅ）は左側面図である。
【００２６】
図４は、図２（Ｂ）に示すＸ−Ｘ線で切断した断面図である。この図は本体部１２とプラグ１４とが超音波溶着によって接合されていることを示している。図中に点線で描かれた円Ｐで示される部分の溶着方法について、以下図５を参照し詳細に説明する。
【００２７】
図５（Ａ）は、プラグ１４及び本体部１２の一部（開放端部近傍）を示す図である。
図５（Ｂ）は、プラグ１４及び本体部１２が溶着により接合された様子を示す図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の点線の円Ａで囲む領域の拡大図である。
図５（Ａ）に示すように、円形のプラグ１４には、円板状のプラグ本体部１４５（閉鎖部）に突出部１４０（溶着部材）が設けられ、さらに突出部１４０には第１の溶着部１４１及び第２の溶着部１４２が設けられている。
また、本体部１２の開放端部側には、第３の溶着部１２１及び第４の溶着部１２２が設けられ、さらに保護壁１２３が設けられている。保護壁１２３により形成される溝に、第４の溶着部１２２が設けられている。
第１の溶着部１４１は第３の溶着部１２１と溶着され、第２の溶着部１４２は第４の溶着部１２２と溶着される。
【００２８】
第１の溶着部１４１は、平らな面を有し、第２の溶着部１４２は突出したエッジを有する。第１の溶着部１４１の平らな面は、図中Ｘで示す線に対して角度θのテーパー角をなす。ここでＸは、プラグ１４が本体１２と接する面内の線であり、本体１２の内壁の長手方向（図中Ｙで示す線）に対して直角方向である。
【００２９】
一方、第３の溶着部１２１はエッジ（図中交差するＸとＹとで示すように、実質的に直角なエッジ）を有し、第４の溶着部１２２は平らな面を有する。
それぞれの溶着箇所において、平らな面とエッジとが接触し溶着されることになる。ただし、第１の溶着部１４１と第３の溶着部１２１とが溶着される箇所（第１の接合部と称す）においては、平らな面がプラグ１４側にありエッジが本体１２側にあるが、第２の溶着部１４２と第４の溶着部１２２とが溶着される箇所（第２の接合部と称す）においては、平らな面が本体側１２にありエッジがプラグ１４側にある。従って、平らな面とエッジのと関係は互いに反対の構成である。
【００３０】
超音波を伝達するホーンは、本体部１２側ではなくプラグ１４の図５（Ａ）中の上部（本体部１２と反対側）からプラグ１４に押し当てられ、超音波振動をプラグ１４に印加する。
プラグ側の第１の溶着部１４１のフラットな面と第３の溶着部１２１のエッジ部とが、所定のテーパー角度をなして接触し、超音波により第１の溶着部１４１のフラットな面が振動し、第１の接合部でプラグ１４と本体部１２とが溶着する。
一方、プラグ側の第２の溶着部１４２のエッジと第４の溶着部１２２のフラットな面とが実質的に垂直に接触し、超音波により第２の溶着部１４２のエッジ面が振動し溶着する。エッジ部に振動を集中することで発熱を促進することができる。
【００３１】
このように、プラグ１４と本体部１２に対しては、全く対照的な方式により、複合的な溶着を施すことになる。従って、超音波のエネルギーは、第１の接合部と第２の接合部に分配されれるが、第１の溶着部１４１のフラットな面のテーパー角、第２の溶着部１４２のエッジの角度、各溶着部の長さにより、このような複雑な構成の溶着においても、接合条件の最適化が可能である。
プラグ１４を本体部１２に当接することでまず第１の溶着部１４１と第３の溶着部１２１のみが接触し（第２の溶着部１４２と第４の溶着部１２２とは接触せず）、超音波を印加しながら第１の接合部の樹脂を溶かし、その後、次第にプラグ１４が押し込まれる（沈み込む）ことで第２の溶着部１４２と第４の溶着部１２２とが接触し、第２の接合部の樹脂を溶かすことで、同時に第１の接合部及び第２の接合部の樹脂を溶かすよりも少ないエネルギーでスムーズに溶着ができる。
このように、各部品の幾何学的パラメータにより超音波溶着の制御が可能であり、既存の超音波溶着装置をそのまま利用することができる。
【００３２】
図５（Ｂ）に示すように、プラグ１４が本体部１２に超音波溶着により接合され、本体部１２とプラグ１４とは、第１の接合部３１と第２の接合部３２との２箇所で封止（シール）される。
図５（Ｃ）に示すように、超音波溶着により、樹脂（溶着カス）４０が第１、第２の接合部３１、３２周囲に拡散（流出）するものの、保護壁１２３によってせき止められ、プラグ１４の内壁面に流出することはない。また、逆に、第２の接合部３２は、保護壁１２３によって保護され、デリバリパイプ（本体１２）中の流体（燃料）の圧力変動等の影響を直接的に受けない構成としている。
【００３３】
図６（Ａ）は特許文献１に開示されているデリバリパイプの構造を示すが、デリバリパイプ中の燃料の圧力が図中Ｐ１方向に加わると、点線の円で示される溶着部にも同じ方向の力が加わる。このＰ１方向の圧力は、直接的に溶着部を剥離する方向に作用する。
【００３４】
一方、図６（Ｂ）に示すように、本実施形態によるプラグ１４の第１の溶着部１４１に加わる圧力は、本体部１２の長手方向に沿った力Ｐ１方向のみならず本体部１２の内壁に垂直なＰ２方向の力が加わる。Ｐ２方向の力は、プラグ１４の第１の溶着部１４１と第３の溶着部１２１との接合を強める方向に働く。さらに、第１の接合部３１の面積は、プラグ１４の突起部の長さ及びそれに対応した本体部１２の溝部の深さ（保護壁１２３の高さで決定される）に依存して広く確保できるため、従来の特許文献１の構造に比べ耐久性に優れる。
【００３５】
さらに、第１の接合部３１の他に第２の接合部３２を備えたことによる特別な効果が得られることについて、図７を参照し説明する。
図７（Ａ）に示すように第２の接合部３２を有しない溶着構造とすると、第１の空隙３３を介して第２の空隙３４入り込んだ燃料により、圧力（脈動圧力）に晒されることとなり、第２の接合部３２でのプラグ１４と本体部１２とを剥離する方向に働く。
【００３６】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、第１の接合部３１を構成するプラグ１４の突起部１４０の端面３６には、Ｐ１方向の圧力が加わる。Ｐ１方向に圧力（脈動圧力）が加えられると第１の接合部３１の耐久性を劣化させるリスクがある。
また、保護壁１２３がない場合には、これらのデリバリパイプの燃料の圧力が、直接端面３６や第２の空隙３４印加されることになり、さらにその圧力の影響が（特に、端面３６において）大きくなる。
【００３７】
さらに、図７（Ｃ）に示すように、プラグ本体部（閉鎖部）１４５に圧力Ｐ１が加わると突起部１４０が矢印Ｄ方向に変形するような力が加わる。
なお、理解のため、図７（Ｃ）において点線は圧力Ｐ１が加わらない状態での突起部１４０近傍の形状を示す。
そのため、特に図７（Ｃ）の円Ｅで囲まれた領域の樹脂には、てこの原理により、引き裂こうとする強い負荷が集中することになる。しかし、第２の接合部３２によって突起部１４０が固定されると、矢印Ｄ方向の変形を抑制し、円Ｅで囲まれた領域の樹脂への負荷の集中を大幅に抑制できる。応力解析の結果、第２の接合部３２を設けることで破壊荷重を２．５倍以上向上できることが判明している。
【００３８】
一方、第２の接合部３２を備えると、空隙３３に燃料が侵入することも異物が付着することもなく、さらに端面３６の形成を防止できるとともに突起部１４０の変位を抑制できるため、接合力が向上するだけでなく、樹脂経時的劣化を防止し耐久性（長期信頼性）が向上する。そのため、従来不可能とされていた高圧エンジンに対しても樹脂製のデリバリパイプを製造することが可能となり、さらにパルセーションダンパーも不要となる。
【００３９】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、プラグ１４に加わる圧力の第２の接合部３２の有無依存性を示す。
図８（Ａ）に示すように、プラグ１４は、円管状に、第１の接合部３１及び第２の接合部３２によって本体部１２に接合されており、第２の接合部３２は第１の接合部３１より内側に設置されている。
一方、図８（Ｂ）に示すように、第２の接合部３２がない場合、プラグ１４は、円管状に、第１の接合部３１のみによって本体部１２に接合されている。
【００４０】
第１の接合部３１及び第２の接合部３２により接合されている部分の直径を、それぞれＤ１及びＤ２とする。
第２の接合部３２（及び第１の接合部３１）によってプラグ１４が本体部１２と接合されている場合、デリバリパイプ中の流体（燃料）の圧力Ｐにより、
Ｆ＝（π／４）ＰＤ２２            式（１）
の力がプラグ１４に加わることになる。
一方、第２の接合部３２を有せず第１の接合部３１のみによってプラグ１４が本体部１２と接合されている場合、デリバリパイプ中の流体（燃料）の圧力Ｐにより、
Ｆ’＝（π／４）ＰＤ１２          式（２）
の力がプラグ１４に加わることになる。
Ｄ２はＤ１より小さいため、ＦはＦ’より小さくなる。従って、第２の接合部３２を有する構成とすることで、プラグ１４に加わる圧力を低減することができる。
その結果、第２の接合部３２によってプラグ１４の接合の耐久性を向上させることができる。
【００４１】
さらに、図８（Ｂ）で示す構造の場合、万が一第１の接合部３１が破損した場合、即座に、デリバリパイプ中の燃料が漏れ出す危険性がある。しかし、図８（Ａ）のように第１の接合部３１及び第２の接合部３２によってプラグ１４が本体部１２に接合されている場合には、一方が破損してもデリバリパイプ中の燃料が漏れ出すことはなく、安全性が向上する。特に溶着方式が異なるため、同一の原因（例えば同一方向の圧力）により、同時に接合部が破損する確率が低減する。
【００４２】
このように、溶着方式の異なる複数の接合部（第１の接合部３１及び第２の接合部３２）によってプラグ１４が本体部１２に接合されているため、接合の強度が増大し、また耐久性が向上する。
また、第２の接合部３２は接合強度を増大させるだけでなく、第１の接合部３１の接合強度を低下させる要因を排除することができる。さらに、溶着部の直径を小さくすることで、プラグ１４への負荷が低減される。
また、上記のように溶着箇所が２重になり、万が一 第２の接合部３２に亀裂が発生し、内部の燃料が漏れても、第１の接合部３１で流出を防止できる。逆に第１の接合部３１に、エンジンオイル、バッテリー液、凍結材などが付着し、材料が劣化し、万が一亀裂が入った場合でも、第２の接合部３２にはエンジンオイル、バッテリー液、凍結材などが付着しないため、材料劣化がなくシールが確保でき（漏れが発生せず）、さらに樹脂の経時的劣化を防止し、耐久性も向上する。
そのため、たとえ燃料としてアルコール燃料を用い、アルコール燃料により樹脂が劣化したとしても、プラグと本体部との接合部での燃料漏れのリスクを低減することができ、本発明にかかるデリバリパイプ１０はアルコール燃料を用いたエンジンにも接続可能である。
【００４３】
また、保護壁１２３は、樹脂のデリバリパイプ内への流出を防止するだけでなく、プラグ１４と本体部１２との接合部への圧力の影響を低減することができる。
これらの効果により、接合強度が増大するとともに、耐久性、信頼性が向上する。
【００４４】
図９は、寸法及び形状の異なる４種類のプラグ１４を、超音波溶着装置によって本体部１２に溶着した際の、荷重試験等の実測データを示す。溶着強度は本体部１２の一部を切断したサンプルを用いて、アムスラー試験機によって内側より荷重を印加することにより、プラグ溶着部の破壊荷重を測定した。
サンプル４は、本発明にかかる実施例であり、サンプル１、２、３は比較対象の例である。
【００４５】
比較対象である第１の接合部のみを有するサンプル１、２、３の沈み込み量（超音波溶着時にプラグ１４が本体部１２に押し込まれる量）の測定結果より、テーパー角（θ）が大きくなるに従い、沈み込み量が増大する。このことは溶着するプラグ１４と本体部１２との溶着面が増大することを示唆する。
【００４６】
図１０は溶着強度及び溶着強度の変動率と沈み込み量との関係を示すグラフである。図中“□”はサンプル１、２、３のデータを示し、“●”はサンプル４のデータを示す。
図１０（Ａ）に示すように、沈み込み量が増大するに伴い、溶着強度が増大する。しかし、図１０（Ｂ）に示すように、溶着強度の平均値に対する変動幅の比率（変動率＝（最大値−最小値）／（２＊平均値）により定義する。）が大きくなる傾向があることが理解できる。特に、最も溶着強度の高いサンプル２の溶着強度の変動率が大きい。
【００４７】
一方、第１の接合部及び第２の接合部を有するサンプル４については、サンプル１、２、３と比較して溶着強度が大幅に増大していることが理解できる。さらに、沈み込み量は、最も沈み込み量の少ないサンプル３よりも、さらに少ないにも関わらず、溶着強度は、最も沈み込み量の大きいサンプル２よりも大幅に向上していることが理解できる。
【００４８】
サンプル２に関しては、サンプル１、３と比較して、溶着強度の平均値は増大するものの、変動率が大幅に増大し、製品歩留まり（収率）に影響するという問題がある。しかし、サンプル４は、溶着強度の平均値がサンプル２と比較しても大きく増大しているにも関わらず、その変動率は小さく（ばらつきが小さく）、サンプル１、２、３、４と比較し非常に良好な結果を示すことが理解できる。
【００４９】
このように溶着強度はサンプル２より大幅に増大しているにも関わらず、溶着強度の変動率の増大が抑制されており、変動率はテーパー角が同じサンプル１と同等である。
即ち、サンプル４については、第１の接合部に加え第２の接合部を備えた複雑な溶着方法を採用しているにも関わらず、溶着強度の変動幅の増加が抑制されており、再現性よく均一な溶着を実現していることが理解できる。
従って図１０は、サンプル４の溶着強度の増大が単純な溶着面積の増大の効果ではないことを示す。
サンプル４の優れた特性は、上記のように２つの異なる溶着部に対して、超音波を印加するホーンとの距離と溶着部分の構成との組み合わせによって実現されたものである。
【００５０】
このように、溶着方式の異なる第１の接合部と第２の接合部でプラグを封止することで十分に高い溶着強度と溶着強度の変動幅の低減を両立できる。本溶着強度の結果は、極めて高い圧力が加わっても十分な強度を持つことを示しており、従来は樹脂での実現が難しかった樹脂製のデリバリパイプを実現できることを示す。
【００５１】
図１１（Ａ）は、サンプル１〜３に対する測定試験後の破断したプラグ１４と本体部１２の状態を示す図である。図１１（Ｂ）は、サンプル４に対する測定試験後の破断したプラグ１４と本体部１２の状態を示す図である。
【００５２】
サンプル１〜３では、プラグ１４と本体部１２の溶着部から破断しているのに対して、サンプル４では、溶着部は破断せず（図１２中Ａ）、本体部の一部が破断（母材破壊）している（図１２中Ｂ）。このことからも、本実施形態の溶着方法が十分な接合強度を実現していることが確認できる。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  デリバリパイプ
１２  本体部
１４  プラグ
１６  インジェクターの接続口
１８  固定具
２０  パイプ
２０Ａ  パイプ２０の先端部
３１  第１の接合部
３２  第２の接合部
３３  第１の空隙
３４  第２の空隙
３６  端面
４０  樹脂（溶着カス）
１２１  第３の溶着部
１２２  第４の溶着部
１２３  保護壁
１４０  突出部
１４１  第１の溶着部
１４２  第２の溶着部
１４５  プラグ本体部（閉鎖部）
【図１】
2020054319.tif 000003
【図２】
2020054319.tif 000004
【図３】
2020054319.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020054319.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020054319.tif 000011
【図１０】
2020054319.tif 000012
【図１１】
2020054319.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月25日(2020.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞し他端が開口した外周端部にフランジ部（１２Ａ）を有する略筒状の本体部（１２）と前記本体部の他端を閉塞する略円板状のプラグ（１４）とで構成された樹脂製のデリバリパイプ（１０）であって、
前記プラグ（１４）は、外側の前記フランジ部（１２Ａ）に接する位置に前記プラグ（１４）の内面に対して垂直に突出した突出部（１４０）を有する一方、前記フランジ部（１２Ａ）は、前記突出部（１４０）と嵌合する溝部（１５０）を有し、
前記突出部（１４０）の外壁面は、前記本体部（１２）の前記溝部（１５０）の外壁面と接していると共に、前記突出部の外側根元部分に位置する第１の接合部（３１）と前記突出部先端部に位置する第２の接合部（３２）との２箇所で超音波溶着されていることを特徴とするデリバリパイプ。
【請求項２】
前記突出部（１４０）と前記溝部（１５０）とは、前記第１の接合部（３１）において、前記プラグ（１４）の平面に対してテーパー角度をなした状態で溶着されていることを特徴とする請求項１記載のデリバリパイプ。
【請求項３】
前記突出部（１４０）の端部は、突出したエッジを有することを特徴とする請求項１又は２記載のデリバリパイプ。
【請求項４】
前記溝部（１５０）の内周側壁面（Ｘ）及び上端部（Ｙ）は、前記プラグ（１４）の内壁面（Ｚ）と接することなく連通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項５】
前記本体部（１４）から前記プラグ（１４）の内面垂直方向に少なくとも５００［ｋＰａ］以上の脈動圧力を受けても破損しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項６】
直噴エンジンに接続可能な請求項１乃至５のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項７】
アルコール燃料用のエンジンに使用可能な請求項１乃至６のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項８】
前記第１及び第２の接合部における溶着強度は、前記本体部の壁面部の破壊強度よりも強固であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020054319.tif 000015
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2020054319.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月17日(2020.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞し他端が開口した外周端部にフランジ部（１２Ａ）を有する略筒状の本体部（１２）と前記本体部の他端を閉塞する略円板状のプラグ（１４）とで構成された樹脂製のデリバリパイプ（１０）であって、
前記プラグ（１４）は、外側の前記フランジ部（１２Ａ）に接する位置に前記プラグ（１４）の内面に対して垂直に突出した突出部（１４０）を有する一方、前記フランジ部（１２Ａ）は、前記突出部（１４０）と嵌合する溝部（１５０）を有し、
前記突出部（１４０）の外壁面は、前記本体部（１２）の前記溝部（１５０）の外壁面と接していると共に、前記突出部の外側根元部分に位置する第１の接合部（３１）と前記突出部先端部に位置する第２の接合部（３２）との２箇所で超音波溶着されていると共に、前記突出部（１４０）と前記溝部（１５０）とは、前記第１の接合部（３１）において、前記プラグ（１４）の平面に対してテーパー角度をなした状態で溶着されていることを特徴とするデリバリパイプ。
【請求項２】
前記突出部（１４０）の端部は、突出したエッジを有することを特徴とする請求項１記載のデリバリパイプ。
【請求項３】
前記溝部（１５０）の内周側壁面（Ｘ）及び上端部（Ｙ）は、前記プラグ（１４）の内壁面（Ｚ）と接することなく連通していることを特徴とする請求項１又は２記載のデリバリパイプ。
【請求項４】
前記本体部（１４）から前記プラグ（１４）の内面垂直方向に少なくとも５００［ｋＰａ］以上の脈動圧力を受けても破損しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項５】
直噴エンジンに接続可能な請求項１乃至４のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項６】
アルコール燃料用のエンジンに使用可能な請求項１乃至５のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【請求項７】
前記第１及び第２の接合部における溶着強度は、前記本体部の壁面部の破壊強度よりも強固であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のデリバリパイプ。
【国際調査報告】
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2020054319.tif 000018
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