(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した形状を有する吸気管の成形方法であって、
最も曲率の大きい部分を含む前記吸気管の一部を射出成形によって成形する行程と、射出成形によって成形される部分を除く前記吸気管の他の部分をブロー成形によって成形する行程とを有し、
弾性を有する樹脂を用いて前記射出成形を行い、前記弾性を有する樹脂よりも硬い樹脂を用いて前記ブロー成形を行う
吸気管の成形方法。
【請求項２】
前記吸気管における曲率が所定値以上の部分を射出成形によって成形し、前記吸気管における曲率が所定値未満の部分をブロー成形によって成形する
請求項１に記載の吸気管の成形方法。
【請求項３】
上流側に接続される管と下流側に接続される管とを鋭角に接続する部分を射出成形によって成形し、前記射出成形によって成形される部分を除く他の部分をブロー成形によって成形する
請求項１に記載の吸気管の成形方法。
【請求項４】
湾曲した形状を有する吸気管であって、
最も曲率の大きい部分を含む前記吸気管の一部が射出成形によって成形され、
射出成形によって成形される部分を除く前記吸気管の他の部分がブロー成形によって成形され、
前記射出成形によって成形された部分は弾性を有する樹脂からなり、前記ブロー成形によって成形された部分は前記弾性を有する樹脂よりも硬い樹脂からなる
吸気管。
【請求項５】
前記射出成形によって成形された部分は、上流側に接続される管と下流側に接続される管とを鋭角に接続するように湾曲している
請求項４に記載の吸気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられる吸気管、及び吸気管の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃焼室に吸気を導入するための吸気管を備えている。この吸気管は、内燃機関の搭載スペースや、内燃機関に取り付けられる他の部品の位置に応じて湾曲した形状に成形されることが多い。
【０００３】
特許文献１には、吸気管をブロー成形によって成形することが開示されている。ブロー成形では、一般に、次のようにして部品を成形する。すなわち、樹脂等を溶融してこれらを押し出し器から筒状にして押し出し、この押し出された樹脂を金型で挟む。この状態では樹脂は押し出し器から押し出された形状のままであるが、筒状になっている樹脂の内側に空気を吹き込むことによって溶融した樹脂を金型の内面に押し当てる。そして、樹脂を冷却して固めると、金型の内面形状に沿った外形を有する管状部品が完成する。こうしたブロー成形を採用することで、吸気管のように湾曲した複雑な外形を有する管状部品を容易に成形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０００‐５０８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したブロー成形では、管状部品の外形を金型の内面に合わせて精度良く成形することはできるが、空気を吹き込んで樹脂を内側から金型に押し当てることで成形するものであることから、その肉厚を制御することが難しい。例えば、吹き込まれた空気によって樹脂が金型に押し付けられる過程において、引き延ばされる程度が大きい部分ではその肉厚が薄くなり、引き延ばされる程度が小さい部分ではその肉厚が厚くなってしまう。
【０００６】
したがって、特許文献１に記載されているように、吸気管をブロー成形によって製造した場合、特に、その湾曲部では、曲率の小さい外側の部分の樹脂が引き延ばされる一方で、曲率の大きい内側の部分では樹脂が引き延ばされる程度が小さくなる。このため、内側の部分ではその肉厚が厚くなるおそれがある。なお、こうした内側部分の肉厚の増大は、湾曲部の曲率が大きいほど顕著になる。そして、このように肉厚が厚くなると、湾曲部における通路断面積が減少するため圧力損失が増大する。また通路断面積が減少することで吸気管の内部を流れる空気の流速が増大するため、同吸気管の内部を流れる空気がこの湾曲部の内側の壁面から剥離してその気流に乱れが生じやすくなる。したがって、湾曲部を有する吸気管をブロー成形によって製造した場合、吸気管の圧力損失が増大するおそれがある。
【０００７】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力損失を抑制することができる吸気管、及びこうした吸気管の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための吸気管の成形方法は、湾曲した形状を有する吸気管の成形方法であって、最も曲率の大きい部分を含む吸気管の一部を射出成形によって成形する行程と、射出成形によって成形される部分を除く吸気管の他の部分をブロー成形によって成形する行程とを有し、弾性を有する樹脂を用いて射出成形を行い、弾性を有する樹脂よりも硬い樹脂を用いてブロー成形を行う。
【０００９】
射出成形では、内側型と外側型とを用いて吸気管を成形する。例えば、外側の金型と中子とを用いて吸気管を成形する。そのため、これら金型と中子との間に生じる隙間の大きさを調節することで吸気管の肉厚を所望の厚さに精度良く調節できる。
【００１０】
上記の成形方法では、最も曲率の大きい部分を含む吸気管の一部を射出成形によって成形するようにしているため、最も曲率の大きい部分の肉厚を所望の厚さに精度良く調節することができる。このため、吸気管全体をブロー成形した場合と比べて、吸気管の肉厚の増大を抑制し、吸気管の通路断面積の減少を抑制できる。したがって、通路断面積が減少することによる圧力損失の増大や、空気の流速が増大して吸気管の内壁からの気流が剥離することを抑制することができる。
【００１１】
また、吸気管の内部を流れる空気の流速が大きいと、吸気管の内面の粗さの影響を受けて気流が乱れやすくなるため、圧力損失が増大しやすくなる。
この点、射出成形では吸気管の内面の粗さを内側型で制御することができるため、上記の成形方法では、空気の流速が大きいときであっても吸気管内の気流の乱れを抑制し、圧力損失が増大することを抑制できる。
【００１２】
したがって、上記の成形方法によれば、圧力損失を抑制することができる吸気管を製造することができる。
上記の成形方法によれば、最も曲率の大きい部分が弾性を有する樹脂を用いて成形されるため、この成形方法によって製造された吸気管の最も曲率の大きい部分を他の部品と接続する場合には、その組み付けが容易になる。また、弾性を有する樹脂で形成された部分において振動が吸収されるようになるため、他の部品との間で振動の伝達を抑制できるようになる。
一方、射出成形によって成形される部分を除く吸気管の他の部分は、最も曲率の大きい部分を形成する樹脂よりも硬い樹脂を用いて成形されるため、この成形方法によって製造された吸気管の耐久性を確保することができる。
したがって、上記の成形方法によれば、耐久性を確保しつつ、他の部品との組み付けが容易で振動の伝達を抑制する機能を具備する吸気管を製造することができる。
また、上記吸気管の成形方法では、吸気管における曲率が所定値以上であり、圧力損失が発生するおそれのある部分を射出成形するようにすれば、吸気管の圧力損失をより抑制できるようになる。
【００１３】
また、吸気管において管が鋭角に接続されている場合、すなわち上流側に接続される管の延伸方向と下流側に接続される管の延伸方向とのなす角が９０°以下になるように吸気管が湾曲している場合には、吸気管の内部を流れる気流の方向が大きく変化する。そのため、このように湾曲している部分では吸気管の内壁から気流が剥離しやすい。
【００１４】
したがって、気流の剥離を抑制して圧力損失の増大を抑制する上では、こうした曲率の大きい部分を有する吸気管を成形する際に上記成形方法を適用することが望ましい。
【００１７】
また、上記課題を解決するための吸気管は、湾曲した形状を有する吸気管であって、最も曲率の大きい部分を含む吸気管の一部が射出成形によって成形され、射出成形によって
成形される部分を除く吸気管の他の部分がブロー成形によって成形されている。
【００１８】
射出成形では、内側型と外側型とを用いて吸気管を成形する。例えば、外側の金型と中子とを用いて吸気管を成形する。そのため、これら金型と中子との間に生じる隙間の大きさを調節することで吸気管の肉厚を所望の厚さに精度良く調節できる。
【００１９】
上記構成では、最も曲率の大きい部分を含む吸気管の一部が射出成形によって成形されている。このため、最も曲率の大きい部分の肉厚は所望の厚さに精度良く調節され、吸気管全体をブロー成形した場合と比べて、吸気管の肉厚の増大が抑制される。したがって、通路断面積が減少することによる圧力損失の増大や、空気の流速が増大して吸気管の内壁からの気流が剥離することを抑制することができる。
【００２０】
また、吸気管の内部を流れる空気の流速が大きいと、吸気管の内面の粗さの影響を受けて気流が乱れやすくなるため、圧力損失が増大しやすくなる。
この点、射出成形では吸気管の内面の粗さを内側型で制御することができるため、上記構成では、空気の流速が大きいときであっても最も曲率の大きい部分における気流の乱れを抑制し、圧力損失が増大することを抑制できる。
【００２１】
したがって、上記構成によれば、圧力損失を抑制することができるようになる。
また、上記吸気管では、射出成形によって成形された部分は弾性を有する樹脂からなり、ブロー成形によって成形された部分は弾性を有する樹脂よりも硬い樹脂からなる。
【００２２】
上記構成によれば、吸気管の射出成形によって成形された部分が弾性を有するため、この射出成形によって成形された部分を他の部品と接続する場合には、その組み付けが容易になる。また、射出成形された部分が弾性を有するため、この部分において振動が吸収され、他の部品との間で振動の伝達を抑制できるようになる。
【００２３】
一方、ブロー成形によって成形された部分は、射出成形によって成形された部分よりも硬くなるため、ブロー成形によって成形された部分における耐久性を確保することができる。
【００２４】
したがって、上記構成によれば、耐久性を確保しつつ、他の部品との組み付けを容易にでき、且つ振動の伝達も抑制することができる。
また、吸気管において管が鋭角に接続されている場合、すなわち上流側に接続される管の延伸方向と下流側に接続される管の延伸方向とのなす角が９０°以下になるように湾曲している場合には、吸気管の内部を流れる気流の方向が大きく変化する。そのため、このように湾曲している部分では吸気管の内壁から気流が剥離しやすい。
【００２５】
したがって、気流の剥離を抑制して圧力損失の増大を抑制する上では、こうした曲率の大きい部分を備える吸気管に上記構成を適用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態の吸気管の斜視図。
【図２】同実施形態の吸気管の湾曲部を拡大して示す断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は同実施形態の吸気管の成形方法を模式的に示す斜視図。
【図４】ブロー成形にて成形された湾曲部の内部を流れる気流を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、吸気管、及び吸気管の成形方法の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、吸気管は、その両端が開口した略円筒状の管である。吸気管は、吸気の流れ方向上流側（図１の右側）に位置する上流側管部１と、吸気の流れ方向下流側（図１の左側）に位置する下流側管部２とによって構成されている。
【００２８】
下流側管部２は、弾性を有する軟質樹脂によって形成されている。下流側管部２には、その吸気下流側の端部に開口部３が設けられている。この開口部３は、例えば過給機に接続される。
【００２９】
一方、上流側管部１は、下流側管部２を形成する樹脂よりも硬い硬質樹脂によって形成されている。上流側管部１には、吸気の流れ方向の上流側に開口する開口部４が設けられている。この開口部４は、例えばエアクリーナーに接続される。また、上流側管部１には、同上流側管部１から突出した２つのフランジ５が設けられている。各フランジ５には、それぞれ取り付け孔６が設けられており、吸気管はこの取り付け孔６に挿通させたボルトによって内燃機関に締結される。なお、上流側管部１には、その外周面に交差した２本のリブ７が設けられている。上流側管部１は、内燃機関に取り付けられる他の部品の位置等に応じて湾曲した形状を有している。
【００３０】
次に、図２を参照して、下流側管部２について説明する。
図２に示すように、下流側管部２は、上流側管部１に接続される上流側の管８と、その吸気下流側の過給機に接続される下流側の管９とを有している。そして、これら上流側の管８と下流側の管９とは、それらが鋭角になるように接続されている。すなわち、下流側管部２は、図２に一点鎖線で示す上流側の管８の延伸方向と、図２に２点鎖線で示す下流側の管９の延伸方向とのなす角θが９０°以下になるように湾曲した湾曲部１０を有している。
【００３１】
一方、上流側管部１には、吸気管において上流側の管と下流側の管とのなす角θが鋭角となる部分は設けられていない。このため、吸気管において上流側の管８と下流側の管９とのなす角θが鋭角である下流側管部２の湾曲部１０が吸気管の最も曲率の大きい部分に相当する。
【００３２】
次に、図３を参照して、吸気管の成形方法について説明する。
図３（ａ）に示すように、吸気管を成形する際には、まず、上流側管部１と下流側管部２とを別々に成形する。下流側管部２は、外側の金型と中子とを用いて、その肉厚が所望の厚さになるように弾性を有する軟質樹脂を用いた射出成形によって成形する。また、上流側管部１はフランジ５やリブ７を一体として軟質樹脂よりも硬い硬質樹脂を用いたブロー成形によって成形する。
【００３３】
その後、図３（ｂ）に示すように、これら上流側管部１と下流側管部２とを所定の相対位置になるようにこれらの位置を合わせた状態で溶着して上流側管部１と下流側管部２とを接続する。
【００３４】
次に、図２及び図４を参照して、本実施形態の吸気管、及び吸気管の成形方法の作用について説明する。
図４に示すように、吸気管全体を外側の金型のみで成形するブロー成形によって製造した場合、下流側管部２の湾曲部１０では、曲率の大きい内側部１１の肉厚が厚くなるおそれがある。そして、このように湾曲部１０の内側部１１の肉厚が厚くなると、この湾曲部１０における通路断面積Ｓ２が同湾曲部１０の他の部分の通路断面積と比べて小さくなり、その内部を空気が流れ難くなる。さらに、同図４に矢印で示すように、空気が通路断面積の小さい部分を通過するときには、その流速が増大することから、同吸気管の内部を流れる空気がこの湾曲部１０の内側部１１の壁面から剥離してその気流が乱れやすくなる。特に、吸気管の湾曲部１０の上流側の管８の延伸方向（図４の一点鎖線）と、下流側の管９の延伸方向（図４の二点鎖線）とのなす角θが９０°以下の鋭角である場合には、吸気管の内部を流れる気流の方向が湾曲部１０において大きく変化するため、気流の剥離が一層生じやすい。
【００３５】
また、ブロー成形では外型の金型のみで成形するため、吸気管の内面の粗さを制御しにくい。このため、吸気管の内部を流れる空気の流速が大きい場合には、吸気管の内面の粗さの影響を受けて気流が乱れ、圧力損失がさらに増大するおそれがある。
【００３６】
したがって、吸気管全体をブロー成形によって製造した場合には、圧力損失が増大してしまうおそれがある。
一方、図２に示すように、本実施形態は、吸気管において最も曲率の大きい湾曲部１０を含む下流側管部２を射出成形によって成形するようにしている。射出成形では、外側の金型と中子との隙間の大きさを調節することで、肉厚の厚さを精度良く調節することができるため、下流側管部２における湾曲部１０の肉厚は、所望の厚さで略一定に成形されている。したがって、図２に示すように、湾曲部１０では、曲率の大きい内側部１１と、曲率の小さい外側部１２との肉厚がほぼ同じになっており、湾曲部１０の通路断面積Ｓ１が略一定になっている。すなわち、図４に示すように吸気管全体をブロー成形した場合と比べて、湾曲部１０の肉厚の増大が抑制されている。
【００３７】
また、図２に示すように、湾曲部１０の上流側の管８の延伸方向（図２の一点鎖線）と、下流側の管９の延伸方向（図２の二点鎖線）とのなす角θが９０°以下の鋭角であるため、吸気管の内部を流れる気流の方向は湾曲部１０において大きく変化する。このため、空気の流速が大きいと湾曲部１０の内側部１１の壁面から気流の剥離が生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、上述したように吸気管全体をブロー成形によって製造した場合と比べて湾曲部１０の肉厚の増大が抑えられているため、通路断面積が減少することに伴う空気の流速の増大も抑制される。したがって、湾曲部１０の内側部１１の壁面から気流が剥離してしまうことが抑制される。
【００３８】
また、中子を用いて湾曲部１０を成形しているため、湾曲部１０の内面粗さを中子の表面粗さを調節することで制御することができ、湾曲部１０を通過する空気の流速が大きいときであっても、気流の乱れが抑制される。
【００３９】
また、吸気管の端部に設けられた下流側管部２を、弾性を有する軟質樹脂を用いて成形しているため、この成形方法によって製造された吸気管を過給機に接続する場合には、下流側管部２の開口部３を弾性変形させて組み付けることができ、その組み付けが容易になる。また、こうした弾性を有する下流側管部２では振動が吸収されるため、過給機との間での振動の伝達が抑制される。
【００４０】
一方、上流側管部１は、下流側管部２を形成する樹脂よりも硬い硬質樹脂を用いて成形されているため、この成形方法によって製造された吸気管の上流側管部１は下流側管部２よりも硬くなり、その耐久性が向上する。
【００４１】
また、上流側管部１はリブ７を有しているため剛性が向上し、その耐久性が一層高められる。
なお、フランジ５やリブ７を有する複雑な形状の吸気管全体を射出成形によって製造する場合には、ブロー成形に比べて金型の数が多くなるため、製造コストが高くなったり、製造工程数が増大したりしてしまう。この点、本実施形態では、上流側管部１をブロー成形によって製造することで、製造コストの削減や、製造工程数の減少を図ることができる。
【００４２】
以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）吸気管の最も曲率の大きい湾曲部１０を有する下流側管部２を射出成形によって成形した。このため、湾曲部１０の肉厚が厚くなることによる通路断面積の減少を抑制でき、湾曲部１０の内側部１１の壁面からの気流の剥離を抑制できるとともに、内面の粗さの影響による圧力損失の増大も抑制できる。したがって、吸気管の圧力損失を抑制することができるようになる。
【００４３】
（２）下流側管部２を弾性を有する軟質樹脂を用いて成形し、上流側管部１を下流側管部２よりも硬い硬質樹脂を用いて成形したため、吸気管の耐久性を確保しつつ、他の部品との組み付けを容易にでき、且つ振動の伝達も抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、下流側管部２に最も曲率の大きい湾曲部１０を１つ備える例を示したが、下流側管部２が曲率の大きい湾曲部を複数備えていてもよい。こうした構成であっても、上記（１）及び（２）と同様の効果を得ることができる。また、こうした構成において、吸気管の湾曲部のうち、最も曲率の大きい湾曲部だけを射出成形するのではなく、曲率が所定値以上である湾曲部も射出成形するようにしてもよい。なお、この所定値としては、ブロー成形によって湾曲部を成形したときに、圧力損失が増大するおそれのある湾曲部の曲率のうちで最も小さい値を設定することが望ましい。この構成によれば、吸気管の圧力損失を一層抑制できる。
【００４５】
・上記実施形態では、上流側管部１と下流側管部２とを溶着によって接続するようにしたが、これらの接続方法としては、例えば接着剤を用いて接着する方法など、他の方法を採用してもよい。
【００４６】
・フランジ５やリブ７はブロー成形によって上流側管部１とともに成形しなくてもよい。例えば、ブロー成形によって上流側管部１を成形したあとに上流側管部１にフランジ５やリブ７を接着するようにしてもよい。また、上流側管部１に、フランジ５やリブ７を設けなくてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、下流側管部２に最も曲率の大きい湾曲部１０を設ける例を説明したが、この湾曲部１０が上流側管部１に設けられていてもよい。こうした場合には、上流側管部１に設けられた湾曲部を含む一部を射出成形によって成形し、射出成形によって成形された部分を除く他の部分をブロー成形によって成形すればよい。こうした構成によれば、上記（１）と同様の効果を得ることはできる。
【００４８】
・上流側管部１の開口部４を弾性を有する樹脂を用いて成形し、上流側管部１における開口部４以外の部分を開口部４よりも硬い樹脂を用いて成形するようにしてもよい。こうした構成によれば、さらに、吸気管のエアクリーナーへの組み付けを容易にすることができる。すなわち、吸気管の両端に設けられた開口部を弾性を有する樹脂によって成形するようにすれば、吸気管の組付けを容易にすることができる。
【００４９】
・上記各実施形態では、下流側管部２を弾性を有する軟質樹脂を用いて成形し、上流側管部１を下流側管部２を形成する軟質樹脂よりも硬い硬質樹脂を用いて成形するようにしたが、上流側管部１を下流側管部２を形成する軟質樹脂と同等の硬さの樹脂、又は下流側管部２を形成する樹脂よりも軟らかい樹脂を用いて成形するようにしてもよい。こうした構成によっても、上記（１）と同様の効果を得ることはできる。
【００５０】
・上記各実施形態では、下流側管部２を弾性を有する軟質樹脂を用いて成形するようにしたが、こうした構成を省略してもよい。例えば、吸気管全体を硬質樹脂を用いて成形するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、下流側管部２の湾曲部１０における上流側の管８と下流側の管９とのなす角θが鋭角である構成を例に説明したが、上流側の管８と下流側の管９とのなす角θが鈍角である場合にも上述した構成と同様の構成を適用してもよい。すなわち、湾曲部１０の上記角θが鈍角の場合であっても、湾曲部１０の曲率が最も大きくブロー成形によって同湾曲部を成形すると圧力損失が増大するおそれがあるのであれば、この湾曲部を射出成形によって成形するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…上流側管部、２…下流側管部、３，４…開口部、５…フランジ、６…取り付け孔、７…リブ、８…上流側の管、９…下流側の管、１０…湾曲部、１１…内側部、１２…外側部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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