(57)【要約】【課題】嵌合時の荷重を軽減するとともに、嵌合後に係合爪が係合孔から抜けにくくする。【解決手段】係合爪は先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなるように傾斜した傾斜表面をもつ頭部を有し、傾斜表面は係合孔への挿入方向へ延びる１箇所の頂部をもち、頭部は頂部が最も厚肉で頂部から係合孔の長手方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっている。頂部と係合孔とは点接触するので摩擦抵抗が低く、係合孔の周縁部を弾性変形する作用もある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の第１部材の外縁に形成された係合孔と、樹脂製の第２部材の外縁に形成された係合爪とからなり、該係合孔に該係合爪が嵌合した爪嵌合構造であって、
該係合孔は該第１部材の外縁に沿う方向に長い長方形状をなし、
該係合爪は該第２部材から突出する板状の脚部と、該脚部の先端部から該脚部の表面に対して直交する方向へ突出する頭部とからなり、該頭部は先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなり該脚部の表面に対して傾斜した傾斜表面と該傾斜表面の先端から該脚部表面に連続し該係合孔の周縁部に係止された係止表面とを有し、
該第１部材と該第２部材とは、互いに嵌合する該係合爪及び該係合孔と半体側端部において該脚部の弾性変形方向における互いの相対移動が規制され、
該傾斜表面は該係合孔への挿入方向へ延びる１箇所の頂部をもち、該頭部は該頂部が最も厚肉で該頂部から該係合孔の長手方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっていることを特徴とする爪嵌合構造。
【請求項２】
前記傾斜表面は、前記脚部の表面と直交する平面で切断した断面において前記頂部を頂点とする円弧状をなす請求項１に記載の爪嵌合構造。
【請求項３】
前記傾斜表面は、前記脚部の表面と直交する平面で切断した断面において前記頂部を頂点とする三角形状をなす請求項１に記載の爪嵌合構造。
【請求項４】
前記第１部材は、前記係合孔の周縁部に前記係止表面が当接する枠状の梁部をもつ請求項１〜３のいずれかに記載の爪嵌合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の吸気ダクトなどに用いられている爪嵌合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の吸気ダクトは、吸気口とエアフィルタ装置とを連結する筒状の部品である。この吸気ダクトは、単純な形状であれば、熱可塑性樹脂からブロー成形によって製造されるのが一般的である。しかしながら、吸気騒音を低減するためのレゾネータやサイドブランチが取り付けられるため、さらに近年では各種装置によってエンジンルーム内のスペースに制約が生じているために、吸気ダクトの形状が複雑化している。そのため射出成形などによって一対の分割体を形成し、それらを互いに結合して筒状の吸気ダクトとする製造方法が主流となっている。
【０００３】
分割体どうしを結合するには、溶着法では分割体の形状の制約が大きいので、爪嵌合法を用いるのが好ましい。この爪嵌合法は、第１部材に形成された係合孔に第２部材に形成された係合爪を圧入し、係合孔から貫通した係合爪を係合孔の周縁部に係合させることで、第１部材と第２部材を結合する方法である。
【０００４】
吸気ダクトにおいては、図11に示すように、一方の分割体100のフランジ部101を貫通する係合孔102を形成し、他方の分割体200のフランジ部201に係合爪202を形成しておく。係合爪202は、脚部202aと、脚部202aの先端部から外側へ突出するように形成された頭部202bとからなり、頭部202bには、先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなる傾斜表面202cと、傾斜表面202cの先端から脚部202aの表面に連続する係止表面202dとが形成されている。係合爪202及び係合孔102は、分割体100の径方向両側にそれぞれ形成されている。
【０００５】
分割体100と分割体200の結合時には、先ず係合爪202の頭部202bが係合孔102に挿入される。挿入の進行に伴って、傾斜表面202cと係合孔102の内周表面との干渉によって係合爪202が内方へ押圧され、主として脚部202aが弾性変形しながら挿入される。頭部202bが係合孔102を貫通すると、脚部202aの弾性反力によって頭部202bが外方へ移動し、係止表面202dが係合孔102の外縁と係合することで頭部202bが係合孔102から抜けるのが規制され、嵌合が完了する。
【０００６】
ところが、成形時の歪みなどによって係合孔102又は係合爪202の形状精度にばらつきが生じ、爪嵌合時に大きな力が必要となる場合があった。そのため人力による爪嵌合が困難となり、エアシリンダ装置などを用いて行う必要があった。すると装置が大がかりとなり、治具も必要となるため、工数が多大となるという不具合がある。
【０００７】
そこで特開平06−283870号公報には、係合爪にスリットを形成し、係合孔にそのスリットに係合するリブを形成した爪嵌合構造が記載されている。このように構成したことで、嵌合時の荷重が軽減されるため、爪嵌合を容易に行うことができる。
【０００８】
また特開2003−158806号公報には、係合爪の根元部に係合孔の内周表面と当接するリブを形成した爪嵌合構造が記載されている。このようにすることで、がたつきを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平06−283870号公報
【特許文献２】特開2003−158806号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献１に記載の爪嵌合構造では、嵌合時の荷重が軽減されるという効果に背反して、係合爪が係合孔から外れ易いという不具合がある。また特許文献２に記載の爪嵌合構造では、嵌合時の荷重は従来と同様であり、工数が多大となるという問題は解決されていない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、嵌合時の荷重を軽減するとともに、嵌合後に係合爪が係合孔から抜けにくくすることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の爪嵌合構造の特徴は、樹脂製の第１部材の外縁に形成された係合孔と、樹脂製の第２部材の外縁に形成された係合爪とからなり、係合孔に係合爪が嵌合した爪嵌合構造であって、係合孔は第１部材の外縁に沿う方向に長い長方形状をなし、
係合爪は第２部材から突出する板状の脚部と、脚部の先端部から脚部の表面に対して直交する方向へ突出する頭部とからなり、頭部は先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなり脚部の表面に対して傾斜した傾斜表面と傾斜表面の先端から脚部表面に連続し係合孔の周縁部に係止された係止表面とを有し、
第１部材と第２部材とは、互いに嵌合する係合爪及び係合孔と半体側端部において脚部の弾性変形方向における互いの相対移動が規制され、
傾斜表面は係合孔への挿入方向へ延びる１箇所の頂部をもち、頭部は頂部が最も厚肉で頂部から係合孔の長手方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっていることにある。
【発明の効果】
【００１３】
従来の爪嵌合構造の嵌合時には、係合孔の内周面に係合爪の傾斜表面202cが長手方向の全長で直線状に当接し、その直線状の当接部が嵌合爪の先端から後端へ向かって移動する構造となっている。そのため、嵌合時の摩擦抵抗が大きい。また係合孔の内周表面が長手方向のほぼ全長にわたって傾斜面によって押圧されるため、押圧力が分散して係合孔の周縁部は弾性変形しにくい。
【００１４】
しかし本発明の爪嵌合構造によれば、嵌合時には挿入方向に延びる頂部と係止表面との交点が係合孔の内周表面と当接し、頂部と係合孔とは点接触あるいは挿入方向に延びる直線状に当接する。そのため従来に比べて摩擦抵抗が軽減される。また傾斜表面からの押圧力は頂部と係合孔との当接部に集中するため、係合孔の外縁が弾性変形し易くなる。したがって脚部の弾性変形に加えて係合孔の外縁も弾性変形するため、嵌合荷重を軽減することができる。そして頭部は頂部が大きく突出しているので、嵌合後には係止表面と係合孔の外縁との係合距離を十分に確保でき、頭部が係合孔から抜けるのを防止することができる。
【００１５】
なお、第１部材と第２部材とは、互いに嵌合する係合爪及び係合孔と半体側において、脚部の弾性変形方向における互いの相対移動が規制されている必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造に用いた吸気ダクトの要部分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造に用いた係合爪の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造を嵌合前の状態で示す要部断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造を嵌合途中の状態で示す要部断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造を嵌合途中の状態で示す要部平面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造を嵌合後の状態で示す要部断面図である。
【図７】本発明の一実施例に係る爪嵌合構造を嵌合後の状態で示す要部平面図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る爪嵌合構造に用いた係合爪の斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る爪嵌合構造を嵌合途中の状態で示す要部平面図である。
【図１０】本発明の第２実施例に係る爪嵌合構造を嵌合後の状態で示す要部断面図である。
【図１１】従来の爪嵌合構造に用いられる吸気ダクトの要部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の爪嵌合構造は、樹脂製の第１部材の外縁に形成された係合孔と、樹脂製の第２部材の外縁に形成された係合爪との嵌合構造である。係合孔は係合爪が嵌合するものであるので、係合爪の弾性変形を許容できる大きさに形成され、一般に長方形状に開口している。係合孔の内周表面で係合爪の傾斜表面と当接する当接表面は、係合爪の脚部の表面と平行であるのが好ましい。この当接表面は、係合爪の傾斜表面と平行とすることもできるが、そうすると脚部の弾性変形距離が大きくなるため好ましくない。また当接表面を係合爪の傾斜表面とは逆に傾斜するテーパ表面とすると、嵌合時の係合爪の掛りしろが少なくなるため好ましくない。
【００１８】
係合孔は樹脂製の第１部材の外縁に形成されているので、係合孔の外方には係合孔の外側内周面を構成する梁部が形成され、この梁部に係止表面が係止されるのが望ましい。また梁部は枠状となるため、係合爪の嵌合時に傾斜表面が押圧することで弾性変形させることが可能となり、嵌合荷重をさらに軽減することができる。なお梁部と反対側で第１部材側の内周表面に傾斜表面が当接するように構成しても、係合爪の傾斜表面と反対側の表面が梁部を押圧するので、梁部の弾性変形によって嵌合荷重をある程度軽減することができる。
【００１９】
本発明の最大の特色は、係合爪の形状にある。この係合爪は、第２部材から突出する板状の脚部と、脚部の先端部から脚部の表面に対して直交する方向へ突出する頭部とからなる。脚部は板状とされることで、その厚さ方向に弾性変形し易くなる。また頭部は、先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなり、脚部の表面に対して傾斜した傾斜表面と、傾斜表面の先端から脚部表面に連続し係合孔の周縁部に係止された係止表面とを有している。
【００２０】
そして本発明においては、傾斜表面は係合孔への挿入方向へ延びる１箇所の頂部をもち、頭部の先端側からの正面視では、頭部は頂部が最も厚肉で頂部から係合孔の長手方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっている。すなわち傾斜表面は、先端から後端に向かう高さ方向に傾斜するとともに、その傾斜方向に対して直交する左右方向では頂部が最も高く頂部から離れるにつれて低くなるように両側へ傾斜している。このように左右方向の両側に傾斜する態様としては、左右方向に頂部が最も高くなる断面円弧状とする態様、あるいは頂部を頂点とする断面三角形状とする態様がある。
【００２１】
なお頂部の位置は、傾斜表面の左右方向で中央近傍であることが望ましい。このようにすることで、嵌合時には係合孔の梁部の中央部分に押圧力が集中し、梁部の両端が支点として作用し距離が長くなることで、てこの原理によって梁部の中央部が弾性変形し易くなる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施態様を実施例によって説明する。なお以下の実施例では、自動車の吸気ダクトに本発明を適用している。
【実施例１】
【００２３】
図１に本実施例の吸気ダクトの要部を分解して示す。この吸気ダクトはＰＰ製の半割形状の第１部材１と、同じくＰＰ製の半割形状の第２部材２とからなり、第１部材１と第２部材２とが結合されることで筒状の吸気ダクトとされている。
【００２４】
第１部材１の両側の外縁には、それぞれ第１フランジ部10が形成されている。第１フランジ部10には、互いに平行で第１フランジ部10に沿って（Ｌ方向）延び第２部材２に向かって（Ｈ方向）突出する２本の第１リブ11が形成されている。２本の第１リブ11どうしの間には、第１フランジ部10を貫通しＬ方向に互いに間隔を隔てた複数の係合孔12が形成されている。係合孔12は、第１フランジ部10が延びる方向（Ｌ方向）に長い長方形状に開口し、その外方（Ｗ方向）には図１のＬ方向に長い梁部13（外側の第１リブ11の一部）が形成されている。
【００２５】
第２部材２の両側の外縁には、それぞれ第２フランジ部20が形成されている。第２フランジ部20には、第２フランジ部20に沿って延び第１部材１に向かって（Ｈ方向）突出する第２リブ21が形成されている。第２リブ21の先端には、Ｌ方向に互いに間隔を隔てた複数の係合爪22が形成されている。係合爪22は、図２に拡大して示すように、第２リブ21からＬ方向に突出する板状の脚部220と、脚部220の先端に形成された頭部221とからなる。
【００２６】
頭部221は、脚部220の先端部からＷ方向外側へ突出するように形成され、Ｈ方向で先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなりＨ方向に対して傾斜する傾斜表面222と、傾斜表面222の先端から脚部220の表面に連続しＷ方向に延びる係止表面223とを備えている。傾斜表面222は外側へ断面円弧状に膨出し、係合孔12への挿入方向へ延びる１箇所の頂部224をもつ。頭部221は、Ｌ方向とＷ方向を含む平面で切断したときに、頂部224が最も厚肉で頂部224からＬ方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっている。したがって係止表面223は先端が円弧形状をなし、図２に破線で示す従来の係合爪の係止表面より先端が膨出している。
【００２７】
第１部材１と第２部材２を結合する際には、第２部材２の両側に形成されている係合爪22を第１部材１の両側に形成された係合孔12に同時にそれぞれ挿入する。すると図３に示すように、先ず傾斜表面222の頂部224が外側の第１リブ11の先端に点接触する。ここで、第１部材１と第２部材２とは、両側で係合爪22と係合孔12とが嵌合するので、脚部220の弾性変形方向における互いの相対移動が規制されている。したがって両側の係合爪22を挿入するに伴い、図４及び図５に示すように脚部220が内側へ撓むように弾性変形し、頂部224の端部が外側の第１リブ11の表面に点接触しながら移動する。
【００２８】
このとき、頂部224からの弾性反力によって梁部13（外側の第１リブ11の一部）の中央が外側へ押圧される。この押圧力は梁部13の中央に一点で集中し、その点が力点となり支点が梁部13の両端となるため、梁部13が長いほど梁部13が外側へ弾性変形し易くなる。したがって脚部220の弾性変形と梁部13の弾性変形によって、係合爪22と係合孔12との嵌合荷重が軽減され、嵌合を容易に行うことができる。
【００２９】
そして頭部221が係合孔12を貫通すると、図６及び図７に示すように、脚部220の弾性反力によって頭部221が外側へ移動し、係止表面223が梁部13の表面に当接して係止される。このとき、係止表面223は従来の傾斜表面である図７の破線部を超えて梁部13に係止されているので、係止表面223と係合孔12の外縁との係合距離を十分に確保でき、頭部221が係合孔12から抜けるのを確実に防止することができる。
【実施例２】
【００３０】
本実施例は、係合爪22の形状が異なること以外は実施例１と同様である。本実施例では、図８に示すように、頭部221は、脚部220の先端部からＷ方向外側へ突出するように形成され、Ｈ方向で先端から後端に向かうにつれて厚さが厚くなりＨ方向に対して傾斜する傾斜表面222と、傾斜表面222の先端から脚部220の表面に連続しＷ方向に延びる係止表面223とを備えている。傾斜表面222は外側へ断面三角形状に膨出し、係合孔12への挿入方向へ直線状に延びる１箇所の頂部224をもつ。頭部221は、Ｌ方向とＷ方向を含む平面で切断したときに、頂部224が最も厚肉で頂部224からＬ方向両端に向かうほど肉厚が薄くなっている。したがって係止表面223は先端が三角形状をなし、図８に破線で示す従来の係合爪の係止表面より先端が膨出している。
【００３１】
したがって本実施例の爪嵌合構造においても、図９及び図10に示すように嵌合が進行し、実施例１と同様の作用によって嵌合荷重が軽減されるとともに頭部221が係合孔12から抜けるのを確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の爪嵌合構造は、吸気ダクトのみならず、各種の樹脂部材どうしの結合に用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１：第１部材          ２：第２部材            12：係合孔
13：梁部        22：係合爪         220：脚部
221：頭部         222：傾斜表面           223：係止表面
224：頂部
【図１】
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【図２】
2011202508.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011202508.tif 000012
【図１１】
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