(57)【要約】      （修正有）【課題】合成樹脂製の上型部材と下型部材との溶着において、接合箇所の固着力の強化と気密性の向上を図ることができる空気管を提供する。【解決手段】合成樹脂製の上型部材１２と下型部材１４とを溶着してなる吸気管１０において、上型部材１２の外表面２２から外部に突出する複数の台座２４を設ける。押圧装置３０によって、各台座２４の押圧面２６を押圧しながら振動溶着することで、空気管１０における上型部材１２と下型部材１４と溶着面の固着の強化と気密性の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に湾曲箇所を有すると共に長手方向に対する直角方向の外表面が円弧形状である２個の合成樹脂製の部材を溶着して内部に空気通路を形成する空気管において、少なくとも一方の前記部材の外表面に、その一方側の部材を他方側の部材に押圧する押圧装置と接触する押圧面を有するものであって前記外表面より外側に突出する台座を形成したことを特徴とする合成樹脂製空気管。
【請求項２】
前記台座は長手方向の尾根を中心とした両側の位置に一対に複数箇所設けることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製空気管。
【請求項３】
前記全ての押圧面を平行に配置したことを特徴とする請求項１乃至２記載の合成樹脂製空気管。
【請求項４】
前記押圧面に対する鉛直方向が、一方の部材の他方の部材に対する溶着面全域における殆どの位置での法線と平行にならないように設定することを特徴とする請求項１乃至３記載の合成樹脂製空気管。
【請求項５】
前記台座は長手方向の尾根を中心とした両側の位置に一対で長手方向の全域に設けることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製空気管。
【請求項６】
前記押圧面が平面であることを特徴とする請求項１乃至３記載の合成樹脂製空気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの合成樹脂製部材を溶着して成る合成樹脂製空気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンへの吸気を行なう吸気管は、その軽量化及び低コスト化を図るため、近年では樹脂化が進められている。合成樹脂を素材とする吸気管は、２個の分割形状の部材を作り、これらの２個の部材を振動溶着することによって形成される（例えば特許文献１）。
【０００３】
吸気管は、その長さを確保する観点と、エンジンルーム内での設置スペースを有効に活用する観点とから、一般には長手方向において上下方向にに湾曲した箇所を有するものである。ここで、従来の典型的な上下方向に湾曲箇所を有する吸気管（特許文献１及び特許文献２）を図５及び図６に示す。複数の吸気管４０とサージタンク４２とからインテークマニホールド４４が構成される。各吸気管４０はエンジン４６に連結される。複数の吸気管４０とサージタンク４２とは、合成樹脂製の上側の上型部材４８と、合成樹脂製の下側の下型部材５０とのから構成され、それら上型部材４８と下型部材５０とを振動溶着によって、複数の吸気管４０とサージタンク４２から成るインテークマニホールド４４が形成される。前記上型部材４８は、サージタンク４２の上側の部分と複数の吸気管４０の上側の部分とを一体に形成したものであり、前記下型部材５０はサージタンク４２の下側の部分と複数の吸気管４０の下側の部分とを一体に形成したものである。上型部材４８における下型部材５０との接合箇所には上部フランジ５２が備えられ、下型部材５０における上型部材４８との接合箇所には下部フランジ５４が備えられ、上部フランジ５２と下部フランジ５４が溶着される。
【０００４】
上型部材４８と下型部材５０とを溶着してインテークマニホールド４４を製造する例を図７に示す（特許文献３）。上型部材４８の上部フランジ５２と下型部材５０の下部フランジ５４とを、上下一対の溶着治具５６，５８で挟持する。この際、上部フランジ５２の一部にはフランジ凸部６０が形成されており、このフランジ凸部６０が下部フランジ５４と接合する。そして、例えば上部フランジ５２側から下部フランジ５４側に対して垂直方向に荷重を加え、溶着治具５６，５８のうちいずれか一方を水平方向に振動する。この振動によって摩擦熱が発生し、その摩擦熱によってフランジ凸部６０と下部フランジ５４との接触部が溶け、その後、上部フランジ５２と下部フランジ５４とが接触して、その接触箇所が溶着する。これによって、上型部材４８と下型部材５０とが溶着接触し、内部に吸気通路や空間を形成した吸気管４０やサージタンク４２が作られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０３３５８（図４）
【特許文献２】特開平１１−８２２００（図１）
【特許文献３】特開２００４−２６３６５１（第６頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上型部材４８と下型部材５０とを溶着して吸気管を作る場合、上型部材４８に上部フランジ５２を有すると共に下型部材５０に下部フランジ５４と有する場合には、上部フランジ５２と下部フランジ５４を治具５６，５８で挟持して振動溶着を行う（図６）。しかし、吸気管は上下方向に湾曲箇所を有するので、治具５６，５８で湾曲箇所の全域を挟持することはできるが、垂直箇所の押圧力がかからない箇所が存在することがある。このため、上部フランジ５２と下部フランジ５４を治具５６，５８で挟持して振動溶着する場合に、上型部材４８と下型部材５０との湾曲箇所の溶着面から気密漏れが生じるおそれがあった。
【０００７】
上型部材４８と下型部材５０とを振動溶着をする場合に、上部フランジ５２と下部フランジ５４とを治具５６，５８で挟持する他に、フランジが無い場合には、例えば押圧装置を用いて上型部材４８を下型部材５０側に向けて押圧することも考えられる。この場合には、下型部材５０を固定状態とし、この下型部材５０の上に上型部材４８を置き、押圧装置で上型部材４８を下型部材５０に向けて押圧し、この状態で振動溶着を行う。しかし、フランジが無い上型部材４８は、長手方向に対して直角方向の外表面は例えば半円形状のような円弧形状あるので、押圧装置で押圧する箇所は、横方向の中心位置即ち長手方向の尾根の位置となる。吸気管４０の長手方向には上下方向に湾曲箇所を有しているため、上型部材４８と下型部材５０との溶着面にほぼ均一な力を加えることは困難であり、湾曲箇所等に溶着不良箇所が発生するおそれもあった。その上、上型部材４８に加える荷重を強くすれば、上型部材４８が変形（吸気通路が変形することは吸気管の構造上望ましいものではない）したり、上型部材４８が荷重に耐えられずに、損傷したりするおそれもあった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、合成樹脂製の上型部材と下型部材との溶着において、接合箇所での固着力の強化と気密性の向上を図ることができる空気管を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気管は、長手方向に湾曲箇所を有すると共に長手方向に対する直角方向の外表面が円弧形状である２個の合成樹脂製の部材を溶着して内部に空気通路を形成する空気管において、少なくとも一方の前記部材の外表面に、その一方側の部材を他方側の部材に押圧する押圧装置と接触する押圧面を有するものであって前記外表面より外側に突出する台座を形成したことを特徴とするものである。本発明は、前記台座は長手方向の尾根を中心とした両側の位置に一対に複数箇所設けることを特徴とするものである。本発明は、前記全ての押圧面を平行に配置したことを特徴とするものである。本発明は、前記押圧面に対する鉛直方向が、一方の部材の他方の部材に対する溶着面全域における殆どの位置での法線と平行にならないように設定することを特徴とするものである。本発明は、前記台座は長手方向の尾根を中心とした両側の位置に一対で長手方向の全域に設けることを特徴とするものである。本発明は、前記押圧面が平面であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気管によれば、振動溶着時に押圧力を強くすることができるため、２つの部材同士の固着力を強化して気密性を高め、あわせて吸気管の耐久性を向上させることができる。固着力の強化や気密性を向上させることができるので、側面のフランジのスペースを設けることができないものにも適用することができる。また、溶着作業が的確、確実に行なわれるため失敗が少なくなり作業効率が向上する。更に、吸気管の外表面に外部に突出する台座を設けたことにより強度を向上させることができ、強度の向上により空気管の薄肉化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る空気管を示す側面図、図２は図１の平面図、図３は図１の要部斜視図である。空気管の１種類である吸気管１０は合成樹脂を素材とする第一部材としての上型部材１２と第二部材としての下型部材１４との２つの部材から成る。上型部材１２における下型部材１４との溶着面１６と下型部材１４における上型部材１２との溶着面１８とを振動溶着によって溶着することで、内部に空間や空気通路としての吸気通路２０を有する吸気管１０が形成される。上型部材１２と下型部材１４のそれぞれの長手方向には、上下方向（設置した状態の上下方向）に湾曲箇所を有する。また、上型部材１２も下型部材１４も、長手方向に対して直角方向の外表面は円弧形状をしている。なお、円弧形状は、一般に半円形や半楕円形が採用されているが、それらの形状に限るものではない。
【００１２】
上型部材１２の外表面２２に、その外表面２２より外側に突出する台座２４を複数形成する。その台座２４の上面は、押圧部材（後述する）によって押されるための押圧面２６を有する。その押圧面２６は平面であることが望ましいが、平面に限るものではない。台座２４は、上型部材１２の外表面２２の長手方向の最上部である尾根２８（図２の一点鎖線）を中心として、尾根２８に対して直角方向（横方向）の両側のほぼ対称位置に一対に備えるのが望ましい。その一対の台座２４を上型部材１２の長手方向に複数箇所にわたって設ける。なお、一対の台座２４を上型部材１２の長手方向全域に設けても良い。全ての台座２４の押圧面２６が平行に配置されることが望ましい。また、台座２４の押圧面２６に対する鉛直方向の押圧力Ｐは、上型部材１２の下型部材２４に対する溶着面１６の全域における殆どの位置（望ましくは全ての位置）の法線Ｑ（図４の点Ａを参照）と平行にならないようにする。
【００１３】
次に、上型部材２２と下型部材２４との溶着を、図４に基づいて説明する。先ず、下型部材１４を図示しない固定手段に固定し、下型部材１４の溶着面１８に上型部材２２の溶着面１６を接触させる。ここで、上型部材２２を下型部材２４側に向けて押圧する押圧装置３０を使用する。押圧装置３０は、上型部材２２の各台座２４の押圧面２６とそれぞれ接触する多数の押圧腕３２と、それらの多数の押圧腕３２を保持する保持体３４と、その保持体３４を所定の方向に押圧するための油圧シリンダ等の加圧手段３６とから成る。各台座２４の押圧面２６にそれぞれ押圧腕３２を接触させ、その後加圧手段３６を作動させて押圧腕３２で押圧面２６を押圧することで、全ての台座２４を介して、上型部材２２が下型部材２４側に向けて押圧される。この状態で、上型部材２２と下型部材２４とを振動溶着する。
【００１４】
台座２４の押圧面２６に対して押圧腕３２から荷重Ｐがかかるとすると、押圧面２６には荷重Ｐが垂直にかかる。例えば上型部材１２と下型部材２４との溶着面の３箇所の点Ａ，Ｂ，Ｃに荷重Ｐがかかる場合に、点Ａ，Ｂ，Ｃにおける溶着面の鉛直方向にかかる力は、Ｐの分力としてのＲ１，Ｒ２，Ｒ３となる。上型部材１２の下型部材２４に対する溶着面１６における殆どの箇所の法線Ｑ（図４の点Ａの箇所を参照）と平行にならないように設定してあるので、溶着面１６における全ての箇所の鉛直方向には、荷重Ｐの分力がかかる。即ち、上型部材１２と下型部材２４との全ての接触箇所においても分力はゼロとはならず、上型部材１２のどの溶着面１６の位置においても下型部材２４を押圧する力（Ｐの分力）がかかり、振動溶着によって全ての接着面での気密性を確保することができる。
【００１５】
全ての台座２４の押圧面２６を平行にすれば、各押圧腕３２からの力を効率良く上型部材１２による下型部材２４の押圧力として伝えることができる。これによって、押圧装置３０を１台で済ますことができ経済的である。なお、全ての押圧面２６において、例えば異なる２〜種類の平行な箇所を作り、２台の押圧装置３０を使用すれば、上型部材１２と下型部材２４との溶着面の気密性をより確実にすることができる。
【００１６】
本発明では、台座２４の押圧面２６は上型部材１２の外表面２２より外側に突出して形成されているので、上型部材１２にリブを設けた状態になり、上型部材１２自体の強度を増すことになる。これによって、上型部材１２の厚みを薄くすることが可能となる。。
【００１７】
台座２４は、尾根２８に対して直角方向（横方向）の両側のほぼ対称位置に一対に配置されているので、上型部材１２の長手方向の両側の溶着面１６を効率良く均等に押圧することができる。よって、左右の溶着位置での上型部材１２と下型部材１４との溶着箇所に押圧力が及び、より確実に溶着作業が行われて、吸気管１０の気密性を保つことができる。
【００１８】
本発明では上型部材１２の外表面２２を押圧手段３０で直接押圧するものである。従って、本発明は、図１乃至図３から分かるように、上型部材１２も下型部材１４にもフランジが無いもの同士を溶着する場合に特に効果を発揮する。なお、フランジのあるもの同士を溶着する場合にも適応することができる。更に、前述の実施例では、上型部材１２に台座２４を設けるとしたが、上型部材１２ではなく下型部材１４に設けても良い。その場合には、押圧手段３０で下型部材１４を上型部材１２に向けて押圧する。前述の実施例では、横方向の左右のほぼ対称位置に台座２４を一対に備えると説明したが、左右のそれぞれの台座２４の設置箇所を千鳥状に交互に配置しても良い。
【００１９】
なお、前述の実施例では、空気管の例として吸気管１０に基づいて説明したが、空気管は、吸気管だけでなく、レゾネ−タも含むものとする。また、サージタンクと一体に形成した吸気管も空気管とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る吸気管の一実施例を示す側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の要部斜視図である。
【図４】図１の吸気管の溶着状態を示す図１相当図である。
【図５】従来の吸気管の一実施例を示す側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５のの溶着状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  吸気管
１２  上型部材
１４  下型部材
２０  吸気通路
２２  外表面
２４  台座
２６  押圧面
３０  押圧装置
【図１】
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【図２】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月6日(2006.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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