吸入單元的制作方法

專利名稱：吸入單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸入單元，其由樹脂制成，包括三個單獨的構件，所述三個單獨的構件包括第一、第二和第三構件，這些構件通過振動焊接工藝焊接。
背景技術：
樹脂制造的吸入歧管通常已知為構成吸入單元或系統的部分的構件，其由通過振動焊接工藝而焊接多個部件或構件制造。此外，在制造步驟、成本等方面與箱體腔室被單獨形成的方法相比，期望的是，一體地形成箱體腔室，諸如共振器。如所述的，存在已知的各種結構作為樹脂制成的吸入歧管，其中，每個吸入歧管由多個分割的或單獨的部件或構件形成，用于減少即使通過一體地設置箱體腔室而增加的成本和制造步驟。這種吸入歧管的一個例子在專利文獻1 (日本已公開專利申請No. 2004-308604) 中披露，且該例子的吸入歧管被形成為以便在第一部件的外周邊緣向外突出，設置有用于焊接到第二部件的外側焊接凸緣，且用于焊接到第三部件的第一部件的部分設置有朝向周壁部分的內周側突出的內側焊接凸緣，從而防止干涉在第一部件和第二部件之間的焊接時間支撐外側焊接凸緣的壓力施加(加壓)夾具。上述結構的專利文獻1中披露的吸入歧管中，周壁部分的內側焊接凸緣能夠在第一部件和第二部件之間的焊接時間被布置在周壁部分的內周側的壓力施加夾具支撐，且該壓力施加夾具具有簡單的結構，而不需要可滑動運動，這導致成本的降低，此外，內側焊接凸緣可牢固地支撐在周壁部分的內周側上，從而焊接時間不會不必要地變長，且因此，焊接步驟或工作沒有增加。此外，在如圖6所示的另一吸入歧管中，在端口蓋110焊接到端口 120之后，腔室 130被焊接。根據這種結構，端口蓋110和端口 100之間的焊接部分與端口 120和腔室130 之間的焊接部分在分支管線112的一端處彼此重疊，所述一端與分支管線的與箱體腔室 131連通的另一端相對，且因此，需要在保持壓力施加夾具141和滑動夾具142之間的分開距離L的狀態下執行在端口 120和腔室130之間的焊接工作。這種焊接方法的原因在于， 在振動焊接工藝中施加壓力和振動到工件的壓力施加夾具141必須沿加壓方向臨靠工件， 且因為諸如滑動夾具142這樣的滑動結構沒有被采用，壓力施加夾具141和滑動夾具142 之間的分開距離L的設定是必須的，以便向工件有效地施加壓力和振動。根據上述傳統吸入歧管(例如在專利文獻1中披露的吸入歧管)的結構，內側焊接凸緣在分支管線內突出，從而難以確保用于吸入管線的足夠體積，另外，吸入流體的平滑流被內側焊接凸緣阻擋，由此導致不方便事件。此外，在圖6所示的吸入歧管，壓力施加夾具141和滑動夾具142在位置上分開距離L，從而難以將足夠的振動施加到要被焊接的部分，且因此，不能實現穩定的焊接強度，導致焊接時間增加。

發明內容
本發明因此考慮上述現有技術遇到的情形而被構思，且其目的是提供一種吸入單元，該吸入單元能獲得穩定的焊接強度并減少焊接時間，而不形成在分支管線內突出的內側焊接部分，即使在端口和端口蓋之間的焊接部分與端口和端口腔室之間的焊接部分彼此重疊的情況下。上述和其他目的可根據本發明通過提出一種吸入單元而實現，該吸入單元包括第一構件、第二構件和第三構件，這些構件被單獨地制造并然后在壓力施加的情況下被焊接在一起，其中，第一構件和第二構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分以重疊的方式定位，且第一夾具接收表面被形成到第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊的焊接部分，以便避免在第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊。在上述方面，可以期望的是，第二構件是端口，形成有分支管溝槽；第一構件是端口蓋，設置有通過關閉分支管溝槽形成的分支管線；且第三構件是腔室，與分支管線的一端連通且設置有形成有吸入端口的箱體腔室，吸入流體通過該吸入端口被引入；并且其中，吸入單元是吸入歧管。此外，期望的是，第一夾具接收表面形成到該端口。此外，可以期望的是，第一夾具接收表面形成到分支管溝槽的一端，該一端與分支管溝槽的和箱體腔室連通的另一端相對，且肋形成到第一夾具接收表面以便與端口和腔室之間的焊接表面平行地從分支管溝槽向外突出。還可以期望的是，第一滑動夾具接收部分形成到腔室，在端口和端口蓋被焊接之后，第一夾具接收表面和第一滑動夾具接收部分被夾置且然后通過振動焊接夾具而被焊接。還可以期望的是，第二滑動夾具接收部分形成到端口，第二夾具接收表面形成到端口蓋，第二滑動夾具接收部分和第二夾具接收表面被夾置且然后通過振動焊接夾具被焊接。此外，還可以期望吸入單元是共振器。在上述優選實施例中，還指出上述實施例不涵蓋所有必要特征，且這些特征的子組合可構成一發明。根據本發明的實施例的上述方面，可以實現以下有利效果。在根據本發明的吸入單元中，吸入單元包括第一構件、第二構件和第三構件，這些構件被單獨地制造并然后在壓力施加的情況下被焊接在一起，其中，第一構件和第二構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分以重疊的方式定位，且第一夾具接收表面被形成到第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊的焊接部分，以便避免在第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊。因此，即使在第二構件和第一構件之間的焊接之后，壓力施加夾具和滑動夾具在距離上并沒有分開，從而足夠的振動可以被施加到要被焊接的部分，由此增加焊接強度并縮短焊接時間。另外，在本實施例的吸入單元中，第二構件是端口，形成有分支管溝槽；第一構件是端口蓋，設置有通過關閉分支管溝槽形成的分支管線；且第三構件是腔室，與分支管線的一端連通且設置有形成有吸入端口的箱體腔室，吸入流體通過該吸入端口被引入，從而吸入單元被構造為吸入歧管。相應地，在端口蓋、端口和腔室之間的相應焊接部分重疊的情況下，可設置一吸入歧管，其中，焊接振動可充分地施加到相應焊接部分，由此改善焊接強度并縮短焊接時間。 此外，在本實施例的吸入單元中，由于第一夾具接收表面形成到端口，第一夾具接收表面容易地形成到一位置，在該位置處，端口和端口蓋之間的焊接部分與端口和腔室之間的焊接部分沒有重疊。此外，在本實施例的吸入單元中，由于第一夾具接收表面形成到分支管溝槽的一端，該一端與分支管溝槽的和箱體腔室連通的另一端相對，且肋形成到第一夾具接收表面以便與端口和腔室之間的焊接表面平行地從分支管溝槽向外突出。因此，壓力施加夾具和滑動夾具可臨靠吸入單元的外表面，從而分支管線的內周表面沒有在振動焊接操作時被壓力施加夾具和滑動夾具損壞，且可以使得吸入單元在振動焊接操作時不產生任何外來材料。還此外，根據本實施例的吸入單元，由于第一滑動夾具接收部分形成到腔室，端口和腔室可在端口和端口蓋之間的焊接之后被容易地焊接。還此外，根據本實施例的吸入單元，由于第二滑動夾具接收部分被形成到端口且第二夾具接收表面被形成到端口蓋，端口和端口蓋可被容易地焊接。此外，由于本實施例的吸入單元可形成為共振器，在當第一構件、第二構件和第三構件之間的相應焊接部分被形成為重疊的情況下，可設置一種共振器，其中，焊接振動可充分地施加到相應焊接部分，由此改善焊接強度并縮短焊接時間。本發明的實質和其他特征將通過參考附圖的以下說明而變得更加清晰。


在附圖中圖1是示出了根據本發明第一實施例的吸入單元的平面圖；圖2是示出根據本發明第一實施例的吸入單元的結構的展開透視圖；圖3是沿圖1中的A-A線的截面圖，用于解釋端口蓋和端口之間的焊接狀態；
圖4是沿A-A線的截面圖，用于解釋端口和腔室之間的焊接狀態；圖5是示出了根據本發明第二實施例的吸入單元的平面圖；圖6是沿A-A線的截面圖，用于解釋傳統吸入歧管的結構。
具體實施例方式以下，將參考附圖解釋本發明的實施例。此外，應該指出，顯示方向的術語“上”、 “下”、“左”、“右”以及類似的術語在此參考附圖的闡釋使用，特別是參考圖2。還要指出，以下實施例并不限制在各權利要求中陳述的本發明，且在以下實施例中解釋的特征的所有組合對于本發明的解決方案都不是不可少的。還應指出，在以下實施例中，術語“吸入單元”等同地用作構成吸入系統的構件或元件，諸如吸入歧管或共振器，且盡管在以下所用的構成吸入單元的第一、第二和第三構件中的術語“構件”可被部分或部件替換，在本實施例中，它們出于解釋方便的考慮用作第一、第二和第三構件。[第一實施例]如圖1所示，根據第一實施例的吸入單元展現為吸入歧管1，其設置有箱體腔室31 和分支管線(或僅僅是管)12，該箱體腔室形成有吸入端口 32，吸入流體通過該吸入端口引入，該分支管線用于將吸入流體(即，進入箱體腔室31的流體)分配到內燃機的各個缸體中。該實施例的吸入歧管1是用于直列式四缸發動機的吸入歧管，且因此，四個分支管線12被同樣地形成。吸入端口 32向箱體腔室31的端部部分的凸緣部分34敞開，且吸入歧管1安裝至節流閥本體用于控制通過凸緣部分34的吸入流體(未示出)。每個分支管線12的一端形成有內燃機(未示出)的凸緣部分35，所述一端和與箱體腔室31連續的另
一端相對。參考圖2，根據本實施例的吸入歧管1的結構將在以下詳細描述。如圖2所示，該實施例的吸入歧管1包括端口 20，作為第二構件(部分或部件)， 分支管溝槽21形成在該端口上；端口蓋10，作為第一構件(部分或部件)，關閉分支管溝槽 21以形成分支管線12;以及腔室30，作為第三構件(部分或部件)，箱體腔室31形成至該腔室30，且該腔室30還形成有排放端口 36，用于將吸入流體弓I到內燃腔室中。端口 20被設置為夾置在端口蓋10和腔室30之間，該端口蓋焊接到該端口上側， 且腔室30從該端口下側焊接，從而端口蓋10、端口 20和腔室30按該順序從上側以重疊的方式焊接。此外，被焊接的端口蓋10、端口 20和腔室30全部由熱塑性合成樹脂形成，諸如聚酰胺系列樹脂或聚丙烯系列樹脂，且通過振動產生的摩擦熱到達各構件的焊接表面，這些焊接表面然后在通過壓力施加夾具或滑動夾具施加壓力時被焊接。此外，本實施例的吸入歧管1被形成為使得端口蓋10、端口 20和腔室30的焊接部分沿垂直方向在分支管線12 的排放端口側36彼此重疊。端口蓋10形成有關閉部分13，以便形成分支管線12的上表面，從而分別關閉分支管溝槽21的開口，并且要與端口 20焊接的第二夾具接收表面11被形成到端口蓋10的外周邊緣。如上所述，端口 20形成有分支管溝槽21用于將箱體腔室31與排放口 36連通，要與端口蓋10焊接的第二滑動夾具接收部分23被形成到每個分支管溝槽21的外周邊緣，且要與腔室30焊接的第一夾具接收表面22被形成到端口 20的下端部的外周邊緣。此外，第一夾具接收表面22在分支管溝槽21的排放端口側36上形成有肋M，該肋與端口 20和腔室30之間的焊接表面平行，并且從分支管溝槽21向外突出，以便避免端口蓋10和端口 20之間的焊接部分與端口 20和腔室30之間的焊接部分重疊。腔室30形成有與箱體腔室30連通的吸入端口 32以及與分支管線12連通的排放端口 36。此外，要焊接到端口 20的第一滑動夾具接收部分33形成到箱體腔室31和排放端口 36的外周邊緣。相應地，如上所述，端口蓋10和端口 20通過在第二夾具接收表面11和第二滑動夾具接收部分23之間的振動焊接而被焊接到彼此，另一方面，端口 20和腔室30通過在第一夾具接收表面22和第一滑動夾具接收部分33之間的振動焊接而被焊接到彼此。根據本實施例的吸入歧管1將參考附圖3和4按下面提到的方式制造。
在制造本實施例的吸入歧管1的方法中，端口蓋10和端口 20首先通過振動焊接工藝被焊接。如圖3所示，該振動焊接在一狀態下執行，從而端口蓋10的下端部分和端口 20的上端部分重疊，第二滑動夾具接收部分23的下端部分被滑動夾具42支撐，并且壓力和振動然后通過壓力施加夾具41從第二夾具接收表面11的上端部分施加。在振動焊接中， 形成到第二夾具接收表面11的焊接突出部分通過振動產生的摩擦熱熔接，并且壓力施加夾具41將第二夾具接收表面11壓靠第二滑動夾具接收部分23，由此執行焊接工藝。在端口蓋10和端口 20之間的焊接之后，端口 20和腔室30被焊接在一起，如圖4 所示。該振動焊接在一狀態下執行，從而端口 20的下端部分和腔室30的上端部分重疊，第一滑動夾具接收部分33的下端部分被滑動夾具42支撐，且壓力和振動然后通過壓力施加夾具41從第一夾具接收表面22的上端部分施加，由此執行焊接工藝。在該振動焊接中，如前所述，由于端口蓋10和端口 20之間的焊接部分與端口 20和腔室30之間的焊接部分沿垂直方向重疊，分支管線12的排放端口 36側通過壓力施加夾具41臨靠形成到第一夾具接收表面22的肋24，由此執行端口 20和腔室30之間的振動焊接。如上所解釋的，根據所描述的實施例的吸入歧管1，形成到第一夾具接收表面22 的肋M以突出的方式形成，以便避免相應焊接部分(在此處端口蓋10和端口 20之間的焊接部分與端口 20和腔室30之間的焊接部分重疊)之間的重疊，從而，即使在端口蓋10和端口 20之間的焊接之后，充足的壓力和振動可被施加到端口 20和腔室30之間的焊接部分， 由此實現穩定的焊接強度和焊接時間的減少。在上文中，雖然已經對構造為根據第一實施例的吸入單元的吸入歧管進行描述， 根據本發明的吸入單元不限制于這種吸入歧管，且由此，根據本發明的吸入單元的另一實施例可形成為共振器，這將在以下描述。[第二實施例]圖5是用于解釋根據第二實施例的吸入單元的截面圖。此外，需要指出，相同的附圖標記被添加到與構成作為上述第一實施例的吸入單元的構件或部分相同或相似的構件或部分，且其解釋由此在此省略，且在參考圖5的描述中，附圖的寬度方向被規定為橫向 (左右)方向。如圖5所示，根據該實施例的吸入單元具有共振器Ia的結構。共振器Ia是與內燃機的吸入系統一起使用的構件，以便用于減少在從周圍環境中引入空氣時產生的噪音。共振器Ia具有構成外殼的殼體，且該殼體包括蓋30a，作為第三構件(部分或部件)，構成共振器Ia的上半部；殼20a，作為第二構件(部分或部件)，構成共振器Ia的下半部；以及下殼，作為第一構件(部分或部件)，封閉殼20a的下端部。殼20a被定位為在一構造中夾置在焊接到殼20a上側的蓋30a和焊接到殼20a下側的下殼IOa之間，在該構造中，蓋30a、殼20a和下殼IOa按該順序從上側以重疊的方式焊接。蓋30a、殼20a和下殼IOa由熱塑性合成樹脂形成，諸如聚酰胺系列樹脂或聚丙烯系列樹脂，且產生的摩擦熱到達要通過振動被焊接的且然后在通過壓力施加夾具或滑動夾具向這些構件施加壓力時被焊接的這些構件的表面。此外，在本實施例的共振器Ia中，蓋30a、 殼20a和下殼IOa的焊接部分被形成為沿垂直方向在在圖5中的左端側重疊。蓋30a具有敞開的下端部分作為開口，要被焊接到殼20a的第一滑動夾具接收部分33a形成到該開口的外周邊緣。
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此外，要被焊接到蓋30a的第一夾具接收部分2 形成到殼20a的上端部的外周邊緣，且要被焊接到下殼IOa的第二滑動夾具接收部分23a還形成到殼體20a的下端的外周邊緣。此外，沿與第一夾具接收表面2 相同方向向外突出的肋2 形成在左端側，以便避免下殼IOa和殼20a之間的焊接部分重疊到殼20a和蓋30a之間的焊接部分。要被焊接到殼20a的第二夾具接收表面Ila還被形成到下殼IOa的上端部分的外周邊緣。如上所述，下殼IOa和殼20a通過施加到第二夾具接收表面Ila和第二滑動夾具接收部分23a的振動焊接而被焊接在一起，另一方面，殼20a和蓋30a也通過施加到第一夾具接收表面2 和第一滑動夾具接收部分33a的振動焊接而被焊接在一起。對于根據該第二實施例的共振器la，在下殼IOa和殼20a之間的焊接之后，對殼 20a和蓋30a執行焊接。即，振動焊接在一狀態下執行，該狀態是殼20a的上端部分和蓋30 的下端部分彼此重疊，第一滑動夾具接收部分33a的上端部分被滑動夾具支撐，且壓力和振動通過壓力施加夾具從第一夾具接收表面22的下端部分施加。在該操作中，如上所述， 在圖6的左端側上，下殼IOa和殼20a之間的焊接部分與殼20a和蓋30a之間的焊接部分沿垂直方向重疊，從而壓力施加夾具臨靠形成到第一夾具接收表面22的肋Ma，由此執行殼20a和蓋30a之間的振動焊接。如上所述，根據本實施例的共振器la，形成到第一夾具接收表面22a的肋Ma以突出的方式形成，以便避免相應焊接部分(在此處下殼IOa和殼20a之間的焊接部分與殼 20a和蓋30a之間的焊接部分重疊)之間的重疊，從而，即使在下殼IOa和殼20a之間的焊接之后，充足的壓力和振動可被施加到殼20a和蓋30a之間的焊接部分，由此實現穩定的焊接強度和焊接時間的減少。此外，盡管在上述實施例中，描述了可應用到直列式四缸內燃機類型的吸入歧管 1，本發明并不限于這種類型的內燃機，且還可應用到直列式六缸內燃機，且在這種類型的缸體中，可以設置包括六個分支管線的結構。由此，分支管線(一個或多個)的形狀和數量可根據本發明所應用的內燃機類型被選擇性地增加或減少，并且這種變化或修改的實施例也可被涵蓋在本發明的技術范圍內，這將通過所附權利要求更加清楚。
權利要求
1.一種吸入單元，包括第一構件、第二構件和第三構件，這些構件被單獨地制造并且然后在壓力施加的情況下被焊接在一起，其中，第一構件和第二構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分以重疊的方式定位，且第一夾具接收表面被形成到第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊的焊接部分，以便避免在第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊。
2.如權利要求1所述的吸入單元，其中，第二構件是端口，形成有分支管溝槽；第一構件是端口蓋，設置有通過關閉分支管溝槽形成的分支管線；且第三構件是腔室，與分支管線的一端連通且設置有形成有吸入端口的箱體腔室，吸入流體通過該吸入端口被引入；并且其中，吸入單元是吸入歧管。
3.如權利要求2所述的吸入單元，其中，第一夾具接收表面形成到該端口。
4.如權利要求3所述的吸入單元，其中，第一夾具接收表面形成到分支管溝槽的一端， 該端與分支管溝槽的和箱體腔室連通的另一端相對，且肋形成到第一夾具接收表面以便與端口和腔室之間的焊接表面平行地從分支管溝槽向外突出。
5.如權利要求4所述的吸入單元，其中，第一滑動夾具接收部分形成到腔室，在端口和端口蓋被焊接之后，第一夾具接收表面和第一滑動夾具接收部分被夾置且然后通過振動焊接夾具而被焊接。
6.如權利要求5所述的吸入單元，其中，第二滑動夾具接收部分形成到端口，第二夾具接收表面形成到端口蓋，第二滑動夾具接收部分和第二夾具接收表面被夾置且然后通過振動焊接夾具被焊接。
7.如權利要求1所述的吸入單元，其中，吸入單元是共振器。
全文摘要
一種吸入單元，包括第一構件、第二構件和第三構件，這些構件被單獨地制造并且然后在壓力施加的情況下被焊接在一起，其中，第一構件和第二構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分以重疊的方式定位，且第一夾具接收表面被形成到第二構件和第一構件之間的焊接部分與第二構件和第三構件之間的焊接部分之間的重疊的焊接部分，以便避免與第二構件和第一構件之間的焊接部分以及第二構件和第三構件之間的焊接部分重疊。
文檔編號B29C65/06GK102337996SQ20111020284
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者太田將博, 矢野健二 申請人:株式會社Roki