(57)【要約】  【課題】  バリの流出を招くことなく、幅方向寸法の短縮化を図る。  【解決手段】  帯状の接合部２３，２４で互いに振動溶着される２つの分割部材２１，２２のうち、一方が接合部２３の両側に沿ってバリ溜め用のリブ２６が形成されたリブ付分割部材２１であり、他方がリブのないリブ無分割部材２２である。接合部２３，２４が振動方向Ｆに沿うように形成される平行領域α１では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ３をリブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ４よりも狭く設定し、接合部２３，２４が振動方向Ｆに対して直交方向に沿うように形成される直交領域α２では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ５をリブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ６よりも広く設定する。  【選択図】  図１
2009002220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の２つの分割部材が帯状の接合部で所定の振動方向でもって互いに振動溶着されてなる樹脂組立体において、
上記２つの分割部材のうち、一方が上記接合部の両側に沿ってバリ溜め用のリブが形成されたリブ付分割部材であり、他方がリブのないリブ無分割部材であり、
上記接合部が振動方向に対して直交方向に沿うように形成される直交領域では、リブ付分割部材の接合部の幅がリブ無分割部材の接合部の幅よりも広く設定されていることを特徴とする樹脂組立体。
【請求項２】
上記接合部が振動方向に沿うように形成される平行領域では、リブ付分割部材の接合部の幅がリブ無分割部材の接合部の幅よりも狭く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組立体。
【請求項３】
上記樹脂組立体が、コレクタ部の長手方向に複数のブランチ部が並んで接続された吸気マニホールドであり、
上記分割部材が、上記ブランチ部の一部が半割状に形成された一対のブランチ分割部材であり、
上記振動方向がコレクタ部の長手方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂組立体。
【請求項４】
合成樹脂製の２つの分割部材が帯状の接合部で所定の振動方向でもって互いに振動溶着されてなる樹脂組立体の製造方法において、
振動方向に対する接合部の形成方向に応じて、上記接合部の幅を異ならせたことを特徴とする樹脂組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用の合成樹脂製の吸気マニホールド等の樹脂組立体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、内燃機関の吸気マニホールドは、軽量化や低コスト化のために、従前の金属製のものに代えて合成樹脂製の分割部材からなる樹脂組立体が採用される傾向にある。このような合成樹脂製の吸気マニホールドの一例として、特許文献１や特許文献２に記載されているように、コレクタ部に接続する複数のブランチ部の一部が半割状に形成された２つの分割部材を、それぞれ射出成形等により金型成形し、両者を振動溶着（摩擦溶着とも呼ばれる）によって互いに接合したものが知られている。
【特許文献１】特開２００４−３１６４６８号公報
【特許文献２】特開２００５−６９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図５の比較例を参照して、互いに振動溶着される帯状の接合部５３，５４が形成された２つの分割部材５１，５２のうち、一方は接合部５３の側方にバリ溜め用溝５５を形成するように、この接合部５３の両側に沿ってリブ５６が形成されたリブ付分割部材５１であり、他方はリブのないリブ無分割部材５２となっている。ここで、一般的には上記の特許文献１と同様、下側のリブ無分割部材５２の接合部５４の幅Ｄ２が上側のリブ付分割部材５１の接合部５３の幅Ｄ１よりも広く設定されている。これによって、図５（Ｃ）の矢印Ｙ１に示すように、振動溶着時にバリがバリ溜め用溝５５へ向けて斜め上方へ発生・進出する形となり、外部へのバリの流出を防止するようになっている。また、両接合部５３，５４の幅を同一とせず、一方の接合部５３の幅を他方の接合部５４の幅よりも十分に短くすることで、振動溶着時に短い方の接合部５３が常に全幅で長い方の接合部５４と接触することとなり、幅方向で摩擦熱を均一化することができる。
【０００４】
しかしながら、接合部５３，５４は分割部材５１，５２の合わせ面の全周にわたって延在しているために、必然的に、図５（Ａ）に示すように接合部５３，５４が振動方向Ｆに沿うように形成されている平行領域と、図５（Ｂ）に示すように接合部５３，５４が振動方向Ｆに対して直交方向に沿うように形成されている直交領域と、の双方が存在する。ここで直交領域では、リブ無分割部材５２の幅広の接合部５４とリブ５６との間に振動溶着時の振幅に応じた間隔Ｓ１を確保する必要があり、つまり幅広の接合部５４の側方に間隔Ｓ１を確保しなければならないので、幅方向寸法が大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明では、振動方向に対する接合部の形成方向に応じて、接合部の幅を異ならせている。より具体的には、接合部が振動方向に対して直交方向に沿うように形成されている直交領域では、リブ付分割部材の接合部の幅を、リブ無分割部材の接合部の幅よりも広く設定している。これによって、幅の狭い接合部の側方に振幅に応じた間隔を確保すれば良く、上記比較例のように幅の広い接合部の側方に間隔を確保する場合に比して、幅方向寸法を短くすることができる。
【０００６】
特に、樹脂組立体が吸気マニホールドであり、振動方向がコレクタ部の長手方向に沿う方向である場合、ブランチ部の長手方向に沿う直交領域の寸法を短縮化し、隣り合うブランチ部の間の寸法を短縮化することが可能となる。この結果、コレクタ部の長手方向に並べられる複数のブランチ部の間隔を短くして、コレクタ部から各ブランチ部への吸気の分配を均一化することができる。
【０００７】
一方、接合部が振動方向に沿うように形成されている平行領域では、上記の振動方向がほぼ接合部の長手方向に沿うものとなるために、直交領域に比して接触時間が長く（温度が高く）、バリの発生量が多い。そこで好ましくは、平行領域では、リブ付分割部材の接合部の幅をリブ無分割部材の接合部の幅よりも狭く設定する。これによって、バリがリブ付分割部材における接合部とリブとの間に形成されるバリ溜め用溝へ向けて発生・延出する形となり、バリをバリ溜め用溝で受け止めて、バリが外部へ流出することを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のにように本発明によれば、振動方向に対する接合部の形成方向に応じて接合部の幅を適切なものとすることで、バリの外部への流出を招くことなく、接合部の幅方向寸法を短縮化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例に係る樹脂組立体としての吸気マニホールド１０を示している。この吸気マニホールド１０は、機能的には、図示せぬシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッド取付用フランジ１１と、気筒列方向に沿って細長い略円筒状をなすコレクタ部１２と、を有し、かつ両者１１，１２間に、各気筒にそれぞれ対応する４本のブランチ部１３を備えている。４本のブランチ部１３は、内燃機関の気筒列方向つまりコレクタ部１２の長手方向に沿って並べられており、基本的に同様の湾曲形状をなしている。シリンダヘッド取付用フランジ１１は、４気筒に亘って一体に連続しているとともに、ブランチ部１３の内部通路へ連なる複数の取付孔１４を有している。コレクタ部１２は、♯１気筒側の前端に、吸気取入口１５を備えるとともに、スロットルボディ（図示せず）を取り付けるためのフランジ部１６を備えている。
【００１０】
また、吸気マニホールド１０は、構造的には、ブランチ部１３が半割状に形成された合成樹脂製の分割部材であるアッパブランチ分割部材２１やロアブランチ分割部材２２等により構成される。各分割部材２１，２２は、いずれも熱可塑性合成樹脂、例えばガラス繊維を配合したナイロン（登録商標）樹脂、によって所定形状に射出成形されている。アッパブランチ分割部材２１とロアブランチ分割部材２２には、それぞれブランチ部１３の一部が半割状に形成されており、各分割部材２１，２２のフランジ状のブランチ接合壁部１７を互いに接合することによって、複数の円筒形のブランチ部１３がブランチ接合壁部１７を介して一体的に形成される。上記の取付フランジ１１はロアブランチ分割部材２２に一体的に形成され、また、コレクタ部１２の一部が各分割部材２１，２２にそれぞれ形成されている。
【００１１】
アッパブランチ分割部材２１とロアブランチ分割部材２２との合わせ面部には、互いに振動溶着される帯状の接合部２３，２４がそれぞれ全周にわたって延長形成されている。また、車載状態で上側となる一方のアッパブランチ分割部材２１には、接合部２３の側方にチャンネル形状・断面コ字状のバリ溜め用溝２５を形成するように、接合部２３の両側に帯状をなすバリ溜め用の一対のリブ２６が形成されている。ここで、見栄えを考慮して図１の右側のリブ２６はブランチ分割部材２１の側面と滑らかに連続している。
【００１２】
一方、ロアブランチ分割部材２２は、接合部２４の両側に上記のようなリブのないリブ無分割部材となっている。但し、バリがバリ溜め用溝２５内から外部へ露出・流出することのないように、このリブ無分割部材２２における接合部２４の両側には、リブ付分割部材２１のリブ２６に対向する台座部２７が形成されている。
【００１３】
振動溶着時には、適宜な治具を用いて、ロアブランチ分割部材２２を保持しつつ、アッパブランチ分割部材２１を、所定の振動方向Ｆ、つまりコレクタ部２１の長手方向ならびに気筒列方向に沿って高速に往復移動させて、接合部２３，２４同士を振動溶着させる。振動溶着後には、見栄えを考慮して、リブ２６の先端が台座部２７に当接し、あるいはわずかな隙間を介して対向し、両者の側面が実質的に滑らかに連なるようになっている。
【００１４】
ここで、接合部２３，２４は分割部材２１，２２の合わせ面部の全周にわたって形成されていることから、接合部２３，２４が相対的に振動方向Ｆに沿うように形成されている平行領域α１と、接合部２３，２４が相対的に振動方向Ｆに対して直交方向に沿うように形成されている直交領域α２と、の双方が存在する。具体的には図４にも示すように、振動方向Ｆに延在するコレクタ部１２や取付フランジ１１の合わせ面部ではその多くが平行領域α１となるものの、ブランチ接合壁部１７を含めたブランチ部１３の合わせ面部ではその多くが直交領域α２となる。
【００１５】
そこで本実施例では、図１や図３に示すように、振動方向Ｆに対する接合部２３，２４の形成方向に応じて、接合部２３，２４の幅を異ならせている。具体的には、平行領域α１では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ３がリブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ４よりも狭く設定される一方、直交領域α２では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ５がリブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ６よりも広く設定されている。
【００１６】
なお、図３に示すように、振動溶着される接合領域（図３のハッチングを施した領域）α０は、接合強度等を考慮して、平行領域α１と直交領域α２の双方にわたってほぼ同一の所定幅に設定されている。また、平行領域α１と直交領域α２とのコーナー部α３においては、接合部２３，２４の幅が同一となる部分Ｐが最小限となるように、接合部２３，２４の幅を徐々に変化させている。
【００１７】
このように本実施例によれば、接合部２３，２４が振動方向Ｆに対して直交方向に沿うように形成されている直交領域α２では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ５を、リブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ６よりも広く設定している。これによって、幅Ｄ６の狭い接合部２３の両側に振動溶着時の振幅に応じた間隔Ｓ２を確保すれば良く、図５に示す比較例のように幅の広い接合部５４の側方に間隔Ｓ１を確保する場合に比して、幅方向寸法、つまり吸気マニホールド１０のコレクタ長手方向Ｆの寸法を短くすることができ、小型化・軽量化を図ることができる。特に、隣り合うブランチ部１３の間隔を短くすることが可能となるので、コレクタ部１２の長手方向Ｆに配列される複数のブランチ部１３の間隔を短くして、コレクタ部１２の長手方向一端に設けられる吸気取入口１５から各ブランチ部１３までの距離の差を短縮し、各ブランチ部１３への吸気の分配を均一化することができる（図４（Ｂ２）参照）。なお、この直交領域α２では、平行領域α１に比して接合部２３と接合部２４とが接触する距離、言い換えれば接触時間が短く溶融樹脂の温度も必要以上に高くならず相対的に温度が低く、発生するバリの量が少ないので、バリが外部へ流出するおそれはない。
【００１８】
一方、平行領域α１では、接合部２３，２４が振動方向Ｆに沿うように形成されているために、直交領域α２に比して接合部２４と接合部２４とが接触する距離、言い換えれば接触時間が長く、溶融樹脂の温度が高くなり、相対的に温度が高く、バリが多く発生する。従って、仮に平行領域α１でも直交領域α２と同じようにリブ付分割部材２１の接合部２３の幅をリブ無分割部材２２の接合部２４の幅よりも広く設定すると、バリがバリ溜め用溝２５とは反対側の台座部２７へ向けて斜め下方へ発生する形となるために、バリが外部へはみ出して外観品質を損ねるおそれがある。そこで本実施例では、平行領域α１では、リブ付分割部材２１の接合部２３の幅Ｄ３をリブ無分割部材２２の接合部２４の幅Ｄ４よりも狭く設定している。これによって、バリがバリ溜め用溝２５へ向けて斜め上方へ発生する形となり、バリが比較的多く発生してもバリが外部へ流出することを効果的に防止することができる。このように本実施例では、振動方向Ｆに対する接合部２３，２４の形成方向に応じて接合部２３，２４の幅を適切なものとすることで、平行領域α１におけるバリの流出の防止と、直交領域α２における幅方向寸法の短縮化と、を両立することができる。
【００１９】
更に好ましくは、図４（Ａ２），（Ｂ２）に示すように、リブ無分割部材２２’の一方の台座部（２７）を省略することにより、その分、リブ無分割部材２２’の幅方向寸法を更に短縮することができる。この場合、バリが外部へ流出することのないように、リブ付分割部材２１’の一方（図４の（Ａ２）参照）のリブ２６Ａが、他方のリブ２６Ｂに比して上記台座部（２７）が省略された部分へ向けて下方へ延長形成されている。このような構成によれば、図４（Ａ１），（Ｂ１）に示すようにリブ無分割部材２２の接合部２４の両側に台座部２７が設けられているものに比して、リブ無分割部材２２’の幅方向寸法を更に短縮することができ、図４（Ｂ２）に示すように、隣り合うブランチ部１３の間隔を更に短くすることができ、コレクタ部１２から各ブランチ部１３への吸気の分配を更に均一化することができる。
【００２０】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、吸気マニホールド以外の樹脂組立体に本発明を同様に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係る樹脂組立体として吸気マニホールドを示す説明図。
【図２】上記吸気マニホールドの側面図。
【図３】リブ付分割部材とリブ無分割部材の接合部の幅の変化を示す説明図。
【図４】（Ａ１），（Ｂ１）が台座部を省略していない例を、（Ａ２），（Ｂ２）が一方の台座部を省略した例を示す説明図。
【図５】比較例に係る接合部の近傍を示す説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１０…吸気マニホールド（樹脂組立体）
１２…コレクタ部
１３…ブランチ部
１７…ブランチ接合壁部
２１…リブ付分割部材（アッパブランチ分割部材）
２２…リブ無分割部材（ロアブランチ分割部材）
２３，２４…接合部
２５…バリ溜め用溝
２６…リブ
２７…台座部
Ｆ…振動方向
α１…平行領域
α２…直交領域
【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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