JP6969964B2

JP6969964B2 - 配管部結合構造

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Publication number: JP6969964B2
Application number: JP2017198483A
Authority: JP
Inventors: 仁孝藤川; 一哉登埜
Original assignee: Sekiso Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sekiso Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: US11293573B2; US20190113164A1; JP2019073979A; CN109653917B; DE102018124954A1; CN109653917A

Description

本発明は、第１部材と、第１部材に結合される配管部を含む第２部材と、第２部材に結合される第３部材とを備える配管部結合構造に関する。

特許文献１には、吸気ダクトに形成された分岐部の穴にレゾネータの取付部が挿入されることにより、吸気ダクトにレゾネータが結合される構成が記載されている。吸気ダクトは、第１部材に相当する。レゾネータは、第２部材に相当し、レゾネータの取付部は、配管部に相当する。

特開２００９−２０３９０１号公報

特許文献１に記載された構成では、吸気ダクトの分岐部の穴へレゾネータの取付部を挿入する際に、分岐部の穴の近傍部分が、レゾネータの取付部の挿入側先端部に押し付けられてこの先端部に荷重が加わる可能性がある。そして、その荷重に基づいて、レゾネータのうち、他の部材である第３部材が結合される結合部において、レゾネータが第３部材から分離する方向に力が加わることにより、レゾネータと第３部材とが分離する可能性がある。上記の場合と異なり、第１部材が吸気ダクトではなく、第２部材がレゾネータではない場合でも、第１部材の穴に第２部材の配管部が挿入され、第２部材に第３部材が結合される構成では、上記と同様の不都合が生じる可能性がある。

本発明の目的は、第１部材の穴に第２部材の配管部が挿入され、第２部材に第３部材が結合される構成において、穴へ配管部を挿入する際における第２部材と第３部材との分離を抑制できる配管部結合構造を提供することである。

本発明の配管部結合構造は、下側に開口する第１穴が形成された第１部材と、前記第１穴に挿入されることにより前記第１部材に結合される配管部を含む第２部材と、前記第２部材に結合部で結合される第３部材とを備え、前記第２部材は、前記配管部の挿入側先端部の上端面は、水平面に対し傾斜した平面上に位置する傾斜面を有し、前記結合部は、前記配管部の下側に位置し、分離方向が水平方向となるように構成され、前記傾斜面は、前記第２部材と前記第３部材とが結合された状態で、前記第１部材が前記第２部材の前記配管部に対し下方向に組付けられることにより、前記第１部材の前記第１穴に前記第２部材の前記配管部が下側から挿入される際に、前記傾斜面が前記第１部材に上側から押し付けられた場合に、前記第１部材から前記傾斜面に加わる荷重の水平方向の分力によって、前記結合部において、前記第３部材に対し前記第２部材が分離する方向とは反対方向に前記第２部材から力が作用するように構成される、配管部結合構造である。

上記の構成によれば、第２部材と第３部材とが結合された状態で、第１部材の第１穴に第２部材の配管部が挿入される際に、第２部材の傾斜面に第１部材における第１穴の近傍部分が押し付けられてこの近傍部分から荷重が加わる場合がある。この場合にその荷重に基づいて、第２部材と第３部材との結合部において、第３部材に対し第２部材が分離する方向と反対方向に第２部材から力が作用するので、第２部材と第３部材との分離を抑制できる。

本発明の配管部結合構造において、好ましくは、前記第２部材及び前記第３部材の一方の部材に形成された取付穴に樹脂製またはゴム製のグロメットが取り付けられ、前記結合部は、前記第２部材及び前記第３部材の他方の部材に形成されたピン状突出部と、前記グロメットとが結合されることにより構成される。

上記の好ましい構成によれば、結合部が金属製のボルト及び金属製のナットの締結により構成される場合に比べて、結合部を軽量にでき、かつ、第１部材の第１穴に第２部材の配管部が挿入される際における第２部材と第３部材との分離を抑制できる。

本発明の配管部結合構造によれば、第１部材の穴に第２部材の配管部が挿入され、第２部材に第３部材が結合される構成において、穴へ配管部を挿入する際における第２部材と第３部材との分離を抑制できる。

本発明に係る実施形態の配管部結合構造を車両の上方から見た図である。第２部材と第３部材とが結合された状態で、第１部材の第１穴に第２部材の配管部が挿入される際に傾斜面に第１部材の端部が押し付けられた状態を示している図であって、上半部が図１のＡ−Ａ断面に対応する図であり、下半部が図１のＢ−Ｂ断面に対応する図である。第２部材と第３部材との結合部を示している図２ＡのＣ部拡大図である。第２部材の斜視図である。第２部材において、図３とは異なる方向に見た斜視図である。第２部材において、図２Ａの矢印Ｄ方向に見た図である。第２部材の傾斜面を示している図２ＡのＥ部拡大図である。比較例の配管部結合構造を示している図２Ａに対応する図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料、及び個数は、説明のための例示であって、配管部結合構造を含む車両の仕様等に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、実施形態の配管部結合構造１０を車両の上方から見た図である。図２Ａは、第２部材であるレゾネータ１２と第３部材である固定部材３０とが結合された状態で、第１部材であるエアクリーナ４０の第１穴４４にレゾネータ１２の配管部１８が挿入される際に傾斜面２６にエアクリーナ４０の端部が押し付けられた状態を示している図である。図２Ａの上半部は、図１のＡ−Ａ断面に対応する図であり、図２Ａの下半部は、図１のＢ−Ｂ断面に対応する図である。図２Ｂは、図２ＡのＣ部拡大図である。

配管部結合構造１０は、エンジンルーム内において、固定部材３０とエアクリーナ４０とにレゾネータ１２が結合されることにより構成される。固定部材３０は、車体を構成する車体構成部材（図示せず）にボルト（図示せず）により固定される金属製または樹脂製の板状部材である。

固定部材３０は、レゾネータ１２に向いた平面状の取付面部３１を有する。固定部材３０は、エンジンルームにおいて、高さ方向（図１の紙面の表裏方向）に沿うように配置される。取付面部３１は、例えば車両の前側または後側に向いている。取付面部３１において、取付面部３１に沿う方向であり高さ方向に対し直交する方向である幅方向の一端部（図１の上端部）には貫通孔３２（図２Ｂ）が形成される。取付面部３１において幅方向の他端部（図１の下端部）の高さ方向に離れた２つの位置にも、貫通孔（図示せず）が形成される。後述のように、これらの３つの貫通孔３２にグロメット５０（図２Ｂ）を介してレゾネータ１２のピン状突出部２７，２８，２９（図３、図５）がそれぞれ挿入されることにより、レゾネータ１２と固定部材３０とが結合される。

図３は、レゾネータ１２の斜視図である。図４は、レゾネータ１２において、図３とは異なる方向に見た斜視図である。図５は、レゾネータ１２において、図２Ａの矢印Ｄ方向に見た図である。

レゾネータ１２は、樹脂等により形成され、レゾネータ本体１３と、３つのピン状突出部２７，２８，２９とを含んでいる。レゾネータ本体１３は、箱状部分の幅方向一端（図３の紙面の表側端、図４の右端、図５の左端）に位置する側面１５における下側部分から突部１６が突出する形状の容器部１４と、容器部１４の上端から突出する略Ｌ字形の配管部１８とを有する。レゾネータ本体１３は、内側に消音用空間１３ａを有する。配管部１８の上端における開口端には後述のエアクリーナ４０（図１、図２）が接続される。

３つのピン状突出部２７，２８，２９は、レゾネータ本体１３において、固定部材３０側端の外面における３つの位置からピン状に突出する。具体的には、レゾネータ本体１３の厚み方向における一方面（図２Ａ、図３の右面、図５の紙面の表側面）において、幅方向一端部（図３の紙面の裏側端部、図５の右端部）には、ピン状突出部２７が形成される。レゾネータ本体１３の厚み方向一方面において、幅方向他端部（図３の紙面の表側端部、図５の左端部）には、上側及び下側の２つのピン状突出部２８，２９が形成される。２つのピン状突出部２７，２９は、容器部１４の外面から突出し、残りの１つのピン状突出部２８は、容器部１４及び配管部１８の連続部の外面から突出する。３つのピン状突出部２７，２８，２９は、レゾネータ本体１３の外面における略同一の平面上に位置する３つの部分から互いに平行に突出する。図２Ｂに１つのピン状突出部２７で示すように、各ピン状突出部２７，２８，２９の先端部は、球状となっている。

３つのピン状突出部２７，２８，２９は、固定部材３０に形成された３つの貫通孔３２にそれぞれエラストマー樹脂製のグロメット５０を介して挿入される。図２Ｂを用いて、ピン状突出部２７及び貫通孔３２について説明する。グロメット５０は、有底の内側筒部５１と、フランジ部５２と、外側筒部５３とを含んで一体形成される。フランジ部５２は、内側筒部５１の開口端（図２Ｂの左端）の外径側に形成され、軸方向一方側（図２Ｂの左側）から見た形状が円板状である。

外側筒部５３は、フランジ部５２の径方向中間部から軸方向に突出する。外側筒部５３は、フランジ部５２に連結される第１リング部５４と、先端部に配置される第２リング部５５と、複数の（例えば４つの）柱部（図示せず）とを含む。複数の柱部は、外側筒部５３の軸方向中間部において、周方向に離れて配置され、第１リング部５４及び第２リング部５５を連結する。隣り合う柱部の間に開口５６が形成される。第２リング部５５のフランジ部５２側端において周方向複数位置（例えば４つの位置）には軸方向に伸びる複数の係止片５７が突出形成され、各係止片５７は開口５６に配置される。各係止片５７の外周側面には、第１傾斜面５８と第２傾斜面５９とが形成される。第１傾斜面５８は、外側筒部５３の軸方向において、フランジ部５２に近づくほど外径側に向かうように傾斜する。第２傾斜面５９は、第１傾斜面５８のフランジ部５２側端に、第１傾斜面５８とは逆方向で、かつ第１傾斜面５８より軸方向に対し急激に傾斜するように形成される。

内側筒部５１の内側面の軸方向他端部（図２Ｂの右端部）には球面状の凹部５１ａが形成される。ピン状突出部２７の先端部がこの凹部５１ａに嵌め込まれることにより、ピン状突出部２７にグロメット５０が取り付けられる。この状態で、ピン状突出部２７の先端部が凹部５１ａから抜け出ることが阻止される。そして、ピン状突出部２７にグロメット５０が取り付けられ、ピン状突出部２７の先端部が、グロメット５０の内側筒部５１及び外側筒部５３とともに、固定部材３０の貫通孔３２に挿入される。この状態で、固定部材３０において貫通孔３２の開口周縁部にはグロメット５０の各係止片５７の第２傾斜面５９が係止される。また、フランジ部５２が取付面部３１において、貫通孔３２の開口近傍に押し付けられる。３つのピン状突出部２７，２８，２９の残りのピン状突出部２８，２９についても、同様にピン状突出部２８，２９がグロメット５０を介して固定部材３０の貫通孔に挿入され、固定部材３０にグロメット５０が係止される。固定部材３０とレゾネータ１２とを結合する際には、固定部材３０の開口周縁部にグロメットを取り付けた状態で、グロメットの内側筒部の内側にレゾネータ１２のピン状突出部２８，２９を軸方向に挿入する。これにより、グロメットにピン状突出部２８，２９が結合される。上記のようにピン状突出部２７，２８，２９と、固定部材３０に取り付けられたグロメット５０とが結合されることにより、結合部６０が構成される。レゾネータ１２と固定部材３０とはこの結合部６０で結合される。なお、グロメットは、ゴム製としてもよい。

図２Ａ、図３〜図５に示すように、配管部１８は、容器部１４の上面から斜め上方に延びる第１部分１９と、第１部分１９の上端部から略水平方向に伸びる第２部分２０と、第２部分２０の先端部に連結され略上方に延びる第３部分２１とを有する。第３部分２１は、上端が開口する。また、第３部分２１においてエアクリーナ４０（図１、図２Ａ）に対する挿入側先端部である上端部の上端面には、水平面に対し傾斜した傾斜面２６が形成される。傾斜面２６は、後で詳しく説明する。

図１、図２Ａに戻って、エアクリーナ４０は、例えば２つのケース要素を結合することにより略箱状に形成され、内側にフィルタエレメント（図示せず）が配置される。エアクリーナ４０のエア上流側端部（図１の右端部）にはインレット４１が形成される。インレット４１には、エアダクト６２（図１）のエア下流側端部が接続される。エアクリーナ４０のエア下流側端部には、エンジンの吸気マニホールド（図示せず）が、ダクト（図示せず）等を介して取り付けられる。エアクリーナ４０は、下端部等で、車体を構成する車体構成部材、または車体構成部材に固定された固定部材に固定される。

エアクリーナ４０のインレット４１側端部（図１、図２Ａの右端部）において、インレット４１より上側部分には、レゾネータ１２側に張り出す張り出し部４２が形成される。張り出し部４２には、下側に開口する第１穴４４が形成される。第１穴４４には、レゾネータ１２の第３部分２１（図２Ａ）における上端部が嵌合状態で挿入されることにより、エアクリーナ４０にレゾネータ１２が結合される。一方、第１穴４４へ第３部分２１を芯合わせしながら挿入する作業は容易ではなく、張り出し部４２における第１穴４４の近傍部分が第３部分２１の上端面に押し付けられる場合がある。このとき、実施形態によれば、第３部分２１の上端面に傾斜面２６が形成されるので、レゾネータ１２と固定部材３０との分離を抑制できる。

図６は、レゾネータ１２の傾斜面２６を示している図２ＡのＥ部拡大図である。図２Ａ、図３〜図６に示すように、第３部分２１は、互いに略平行な第１壁２２及び第２壁２３と、互いに略平行な第３壁２４及び第４壁２５とを有する略四角筒状である。第１壁２２及び第２壁２３は、固定部材３０の取付面部３１（図２Ａ）と略平行であり、第３壁２４及び第４壁２５は、取付面部３１に対し略直交する。第１壁２２及び第２壁２３のうち、水平方向において容器部１４に近い側の第１壁２２の上端は、第２壁２３の上端より高い。第３壁２４及び第４壁２５の上端は、第１壁２２側端から第２壁２３側端に向かって緩やかに上側に直線状に傾斜した後、急激に下側に円弧状に傾斜している。また、第１壁２２の上端と、第３壁２４及び第４壁２５の上端の第１壁２２側半部とは、水平面に対し傾斜した平面上に位置する。これにより、配管部１８において、エアクリーナ４０に対する挿入側先端部には、上から見た場合に略Ｕ字形となる傾斜面２６が形成される。この傾斜面２６は、水平方向において第２壁２３に近づくほど上側に向かうように水平面に対し傾斜する。上記のようにレゾネータ１２と固定部材３０とが結合された状態で、エアクリーナ４０の第１穴４４には、レゾネータ１２の配管部１８が挿入される。この際に、エアクリーナ４０は配管部１８に対し、図２Ａの矢印α方向である下方向に組み付けられる。

また、傾斜面２６は、エアクリーナ４０の第１穴４４の近傍部分に押し付けられることにより、エアクリーナ４０から傾斜面２６に、傾斜面２６に対し直交する方向である斜め下方向（図２Ａ、図６の矢印Ｐで示す方向）に荷重が加わる。傾斜面２６は、この荷重によって、レゾネータ１２と固定部材３０との結合部６０において、固定部材３０に対しレゾネータ１２が分離する方向とは反対方向（図２Ａの矢印β方向）にレゾネータ１２から力が作用するように構成される。

上記の配管部結合構造１０によれば、レゾネータ１２と固定部材３０とが結合された状態で、エアクリーナ４０の第１穴４４にレゾネータ１２の配管部１８が挿入される際に、配管部１８の傾斜面２６に、エアクリーナ４０における第１穴４４の近傍部分が押し付けられる場合がある。この場合には、この近傍部分から配管部１８に図２Ａ、図６の矢印Ｐで示す方向に荷重が加わる。このとき、その荷重は、水平方向において、図６に矢印Ｐ１で示す方向である、ピン状突出部２７，２８，２９の突出方向の分力を持つ。これにより、その荷重に基づいて、結合部６０において、固定部材３０に対しレゾネータ１２が分離する方向とは反対方向である図２Ａの矢印β方向に、レゾネータ１２から力が作用する。このため、第１穴４４にレゾネータ１２の配管部１８が挿入され、レゾネータ１２に固定部材３０が結合される構成において、第１穴４４へ配管部１８を挿入する際におけるレゾネータ１２と固定部材３０との分離を抑制できる。

また、傾斜面２６に、エアクリーナ４０における第１穴４４の近傍部分が押し付けられた場合に、その近傍部分が傾斜面２６に沿って、図２Ａの矢印γで示す方向に下側に滑ることにより、第３部分２１の上端部が第１穴４４に挿入されやすくなる。これにより、レゾネータ１２とエアクリーナ４０との組み付け作業性を向上できる。

また、傾斜面２６における水平面に対する傾斜角度は特に限定されるものではなく、エアクリーナ４０における第１穴４４の近傍部分と傾斜面２６との滑りやすさ等を考慮して傾斜角度が適宜決定される。例えば、水平面に対する傾斜面２６の傾斜角度は、５〜１２度、好ましくは、８〜１２度とする。傾斜角度が大きくなり過ぎることは、レゾネータ１２に用いる材料が過度に多くなるため、好ましくない。

なお、図２Ａに示す実施形態では、レゾネータ１２と固定部材３０との結合部６０は、傾斜面２６よりも、水平方向においてエアクリーナ４０から遠い側（図２Ａの左側）に配置される。一方、本発明は、これに限定するものではなく、上記の結合部は、傾斜面２６よりも、水平方向においてエアクリーナ４０に近い側（図２Ａの右側）に配置されてもよい。

図７は、比較例の配管部結合構造を示している図２Ａに対応する図である。図７に示す比較例では、レゾネータ１２ａの配管部１８ａにおける上端面に傾斜面２６ａが形成される。この傾斜面２６ａは、水平方向において第２壁２３に近づくほど下側に向かうように水平面に対し傾斜する。比較例において、その他の構成は、図１から図６に示した実施形態と同様である。

このような比較例においても、上記の実施形態と同様に、レゾネータ１２ａと固定部材３０とが結合される。そして、この状態で、エアクリーナ４０の第１穴４４にレゾネータ１２ａの配管部１８ａが挿入される際に、配管部１８ａの傾斜面２６ａにエアクリーナ４０における第１穴４４の近傍部分が押し付けられる場合がある。比較例の場合には、この場合に、この近傍部分から配管部１８ａに図７の矢印Ｑで示す方向に荷重が加わる。このとき、その荷重は、水平方向において、図７に矢印Ｑ１で示す方向である、ピン状突出部２７の突出方向とは逆方向の分力を持つ。これにより、その荷重に基づいて、レゾネータ１２ａから、固定部材３０との結合部において、固定部材３０に対しレゾネータ１２が分離する方向である図７の矢印δ方向に力が作用する。このため、図７に示すように、レゾネータ１２ａが固定部材３０に対し分離しやすくなってしまう。また、比較例では、傾斜面２６ａに、エアクリーナ４０における第１穴４４の近傍部分が押し付けられた場合に、その近傍部分が傾斜面２６ａに沿って、図７の矢印η方向に下側に滑りやすい。このとき、第３部分２１の上端部が第１穴４４から遠ざかるので、レゾネータ１２ａとエアクリーナ４０との組み付け作業性が悪化する。上記の実施形態によれば、比較例のこれらの不都合を防止できる。

また、上記の実施形態では、固定部材３０に形成された取付穴に樹脂製またはゴム製のグロメット５０が取り付けられ、結合部６０は、レゾネータ１２に形成されたピン状突出部と、グロメット５０とが結合されることにより構成される。これにより、結合部が金属製のボルト及び金属製のナットの締結により構成される場合に比べて、結合部６０を軽量にでき、かつ、第１穴４４に配管部１８が挿入される際におけるレゾネータ１２と固定部材３０との分離を抑制できる。

なお、上記の実施形態では、レゾネータ１２にピン状突出部２７，２８，２９が形成され、固定部材３０に取付穴が形成される場合を説明した。一方、レゾネータ１２に板部を形成するとともに、その板部に取付穴を形成し、かつ、固定部材３０にピン状突出部を形成し、ピン状突出部、グロメット及び取付穴により結合部を構成してもよい。

また、上記では、３つのピン状突出部と、固定部材３０の取付穴に取り付けたグロメットとを結合しているが、４つ以上のピン状突出部と、固定部材の取付穴に取り付けたグロメットとを結合してもよい。

また、上記では、レゾネータ１２に結合する固定部材３０が、車体構成部材に固定された部材である場合を説明したが、エンジンルーム内に配置される車体構成部材を固定部材とし、この固定部材にレゾネータ１２を取り付けてもよい。

また、上記では、第１部材をエアクリーナ４０とし、第２部材をレゾネータ１２とし、第３部材を固定部材３０とする場合を説明した。一方、第１部材、第２部材及び第３部材は、これに限定するものではなく、本発明の範囲に属する限り、それぞれ上記の実施形態で説明した部材以外の部材としてもよい。

１０配管部結合構造、１２，１２ａレゾネータ、１３レゾネータ本体、１３ａ消音用空間、１４容器部、１５側面、１６突部、１８，１８ａ配管部、１９第１部分、２０第２部分、２１第３部分、２２第１壁、２３第２壁、２４第３壁、２５第４壁、２６，２６ａ傾斜面、２７，２８，２９ピン状突出部、３０固定部材、３１取付面部、３２貫通孔、４０エアクリーナ、４１インレット、４２張り出し部、４４第１穴、５０グロメット、５１内側筒部、５１ａ凹部、５２フランジ部、５３外側筒部、５４第１リング部、５５第２リング部、５６開口、５７係止片、５８第１傾斜面、５９第２傾斜面、６０結合部、６２エアダクト。

Claims

下側に開口する第１穴が形成された第１部材と、前記第１穴に挿入されることにより前記第１部材に結合される配管部を含む第２部材と、前記第２部材に結合部で結合される第３部材とを備え、
前記第２部材は、前記配管部の挿入側先端部の上端面は、水平面に対し傾斜した平面上に位置する傾斜面を有し、
前記結合部は、前記配管部の下側に位置し、分離方向が水平方向となるように構成され、
前記傾斜面は、前記第２部材と前記第３部材とが結合された状態で、前記第１部材が前記第２部材の前記配管部に対し下方向に組付けられることにより、前記第１部材の前記第１穴に前記第２部材の前記配管部が下側から挿入される際に、前記傾斜面が前記第１部材に上側から押し付けられた場合に、前記第１部材から前記傾斜面に加わる荷重の水平方向の分力によって、前記結合部において、前記第３部材に対し前記第２部材が分離する方向とは反対方向に前記第２部材から力が作用するように構成される、配管部結合構造。
請求項１に記載の配管部結合構造において、
前記第２部材及び前記第３部材の一方の部材に形成された取付穴に樹脂製またはゴム製のグロメットが取り付けられ、
前記結合部は、前記第２部材及び前記第３部材の他方の部材に形成されたピン状突出部と、前記グロメットとが結合されることにより構成される、配管部結合構造。