专利名称：树脂成型部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及树脂成型部件，其包括具有通孔的法兰。
背景技术：
日本专利No.2643774公开了一种用于内燃机的树脂进气歧管，其中可以通过减小树脂材料的厚度而在进气歧管的法兰中形成凹入部分，以减小进气歧管的重量。图9是示出日本专利No.2643774中公开的进气歧管的一部分的示意图。如图9所示，在进气歧管中，设置进气通道110并在法兰120中形成通孔130。
凹入部分140和145形成在法兰120的表面上，该表面在法兰120装配到气缸盖(未示出)时面对气缸盖。凹入部分140和145中的每一个通过减小树脂材料的厚度而形成在进气通道110和通孔130之间。图10是沿着图9中线X-X所取的截面图。如图10所示，凹入部分140的底部142中的树脂材料和凹入部分140的壁414中的树脂材料具有相同的厚度DS。
利用此结构，通过减小在不需要很厚的部分处的树脂材料的厚度，可以减小进气歧管的重量，同时维持进气歧管的刚度。
为了成型树脂部件，受压的熔融树脂材料被注入到模具中。图11中的箭头示出了在成型进气歧管期间熔融树脂材料的流动方向。较粗的箭头表示较大量熔融树脂材料的流动。
如图11所示，在成型完成后，与箭头a11和a12所示位置相对应的每一个部分中的树脂材料将比法兰的其他部分更厚。就是说，在箭头a11和a12所示的每一个部分中流动熔融树脂的截面积很大。所以，在箭头a11和a12所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量相对较大。
相反，在成型完成后，与箭头b11和b12所示位置相对应的每一个部分中的树脂材料将比法兰的其他部分更薄。就是说，在箭头b11和b12所示的每一个部分中流动熔融树脂的截面积很小。所以，在箭头b11和b12所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量相对较小。而且如图10所示，凹入部分140的底部142中的树脂材料和凹入部分140的壁414中的树脂材料两者具有相同的厚度DS。所以，在图11中箭头c11和c12所示的凹入部分140和145的底部的每一个中，熔融树脂材料的流量相对较小。
如图11所示，熔融树脂材料流遵循箭头d11和d12所示的路径，并沿着通孔130的周边流过，直到路径彼此相汇。在成型完成后，由箭头d11和d12所示的每一个部分中的树脂材料相对较薄。所以，在箭头d11和d12所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量相对较小。
图12示出了沿着通孔周边的熔融树脂材料流相汇处的法兰部分从图11中箭头A所示视角的视图。在沿着通孔周边的熔融树脂材料流相汇的法兰部分处形成熔接线(weld line)150。在树脂材料硬化后，与其他部分相比而言，沿着熔接线的树脂材料的刚度趋向于减小。此外，因为在箭头d1l和d12所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量相对较小，所以此趋势变得更明显。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种树脂成型部件，其包括具有通孔的法兰并且具有减小的重量和高的刚度。
为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种树脂成型部件，其包括具有通孔的法兰。在此树脂成型部件中，凹入部分形成在所述法兰的一个表面上，所述表面面对所述法兰被装配到其上的部件。法兰的所述凹入部分应当定位在形成所述树脂成型部件期间熔融树脂材料流相汇处的上游的成型树脂部件中。通常，熔接线在熔融树脂流相汇的位置处形成在通孔的周边中。特别地，所述凹入部分的底部中的树脂材料厚度大于所述凹入部分的壁的最薄部分中的树脂材料厚度。
在上述构造中，凹入部分形成在面对法兰将装配到其上的部件的法兰表面上。凹入部分定位在熔接线位置的上游。将所述凹入部分的底部中的树脂材料厚度设定为大于所述凹入部分的壁的最薄部分中的树脂材料厚度，在成型处理期间与凹入部分的壁中相比，更大量的熔融树脂材料可以沿着凹入部分的底部流动。于是，与从凹入部分的壁流入沿着树脂流相汇的通孔周围部分中的熔融树脂材料量相比，更大量的熔融树脂材料从凹入部分的底部流入该相汇部分中。结果，可以消除或者减小熔接线的形成。所以，可以增大树脂成型部件的刚度，同时还尽可能减小树脂成型部件的重量。
在熔融树脂材料流在通孔(其形成在法兰的纵向端部中)的周边中的相汇部分处彼此相汇的情况下，熔融树脂流过最长的可能距离直到到达熔融树脂材料流彼此相汇的相汇部分。此构造使得熔融树脂材料难以流入相汇部分中。结果，在熔接线处刚度很可能减小。
但是，即使采用通孔形成在法兰的纵向端部中的构造，也可以获得与根据本发明的第一方面所获得的那些效果相同的效果。就是说，即使采用刚度很可能减小的构造，也可以适当地抑制树脂成型部件的刚度的减小。
在当两个熔融树脂材料流进入通孔周边时这两个流的方向之间形成相对较小角度的情况下，每个流的方向在通孔周边中急剧改变，然后流彼此相汇。此构造使得熔融树脂材料难以流入相汇部分中。结果，在熔接线处刚度趋向于减小。在当两个熔融树脂材料流进入通孔周围区域时这两个流的方向之间形成小于90度的角度的情况下，此趋势尤为明显。
但是，即使采用其中法兰包括每个都在凹入部分附近沿与通孔相切的线延伸的方向延伸的两个直部，并且在两个直部之间形成小于90度的角度的情况下，也可以获得与根据本发明的第一方面所获得的那些效果相同的效果。就是说，即使采用刚度很可能减小的构造，也可以适当地抑制树脂成型部件的刚度的减小。
在成型处理期间熔融树脂材料流彼此相汇的相汇部分，即形成熔接线的部分处，刚度趋向于减小。在使用含玻璃纤维的树脂材料的情况下此趋势尤为明显。但是，即使采用形成树脂成型部件的树脂材料包含玻璃纤维的构造，也可以获得与根据本发明的第一方面所获得的那些效果相同的效果。就是说，即使采用刚度很可能减小的构造，也可以适当地抑制树脂成型部件的刚度的减小。
此外，本发明可以应用到内燃机的树脂进气歧管。
从参照附图对示例性实施例的以下说明，本发明的上述和其他目的、特征以及优点将变得清楚，附图中相似标号用来表示相似元件并且其中图1是示出根据本发明实施例的树脂进气歧管的法兰结构的局部主视图；图2是沿着图1中线II-II所取的截面图；图3是示出在进气歧管的成型处理期间的熔融树脂材料流的局部主视图；图4是示出在进气歧管的成型处理期间的熔融树脂材料流、以及熔接线的局部主视图；图5是示出根据实施例的修改示例的树脂进气歧管的法兰结构的局部主视图；图6是示出根据实施例的另一个修改示例的树脂进气歧管的法兰结构的局部截面图；图7是示出根据实施例的另一个修改示例的树脂进气歧管的法兰结构的局部主视图；图8是示出根据实施例的另一个修改示例的树脂进气歧管的法兰结构的局部主视图；图9是是示出传统树脂进气歧管的法兰结构的局部主视图；图10是沿着图9中线X-X所取的截面图；图11是示出在传统进气歧管的成型处理期间的熔融树脂材料流的局部主视图；和图12是示出在传统进气歧管的成型处理期间的熔融树脂材料流、以及熔接线的局部主视图。
具体实施例方式
将参照图1至图4说明根据本发明实施例的内燃机的树脂进气歧管。如图1所示，此进气歧管包括进气通道10和法兰20。通孔30形成在法兰20的纵向上的端部中。通过将螺栓插入通孔30中并且紧固该螺栓来将进气歧管装配到气缸盖(未示出)。
凹入部分40和45形成在法兰20的一个表面(即图1所示的表面)上，当法兰20装配到气缸盖时该表面面对气缸盖。凹入部分40和45中的每一个通过减小树脂材料的厚度而形成在进气通道10和通孔30之间。因为这些凹入部分40和45是通过在不需要很厚的部分处减小树脂材料厚度形成的，所以可以在维持进气歧管的刚度的同时减小进气歧管的重量。法兰20包括直部L1和L2。直部L1沿着凹入部分40附近延伸并界定出与通孔30相切的线。直部L2沿着凹入部分45附近延伸并界定出也与通孔30相切的第二线。由直部L1和L2界定出的线相交所形成的角α小于90度。
图2是沿着图1中线II-II所取的截面图。如图2所示，凹入部分40的底部42中的树脂材料的厚度DB大于凹入部分40的壁44中的树脂材料的厚度DS。优选的是底部42中的树脂材料的厚度DB应当大于壁44中的树脂材料的厚度DS，并且应当小于法兰20的总厚度DT的一半。而且，优选的是底部42中的树脂材料的厚度DB应当大致为壁44中的树脂材料的厚度DS的两倍。
在此实施例中，厚度DB优选地约为6mm，厚度DS优选地约为2.5mm，并且厚度DT优选地约为20mm。凹入部分40的壁的最薄部分中的树脂材料具有厚度DS。所以，凹入部分40的底部42中的树脂材料的厚度DB大于凹入部分40的壁的最薄部分中的树脂材料的厚度。底部42形成为与法兰20的面对法兰20所装配到的气缸体的表面相平行的平坦部分。凹入部分45和凹入部分40优选地彼此对称。
通过将受压的熔融树脂材料注入到模具中，并硬化该熔融树脂材料来形成进气歧管。可以使用诸如含大致30wt％玻璃纤维的聚丙烯之类的适当树脂材料。将玻璃纤维混合到树脂中以增强该树脂。
图3中的箭头示出了在成型进气歧管期间熔融树脂材料流动的方向。较粗的箭头表示较大量熔融树脂材料的流动。如图3所示，由箭头d1和d2所示的熔融树脂材料流沿着通孔30的周边流动直到两个流相汇。这样，在熔融树脂材料流相汇的位置的上游形成凹入部分40和45，在该相汇位置处在通孔30的附近形成熔接线。
在成型完成后由箭头a1和a2所示的每一个部分中的树脂材料相对较厚。就是说，在箭头a1和a2所示的每一个部分中流动的熔融树脂材料的截面积很大。所以，在箭头a1和a2所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量很大。相反，在成型完成后，由箭头b1和b2所示的每一个部分中的树脂材料的厚度(厚度DS)较薄。就是说，由箭头b1和b2所示的每一个部分中流动熔融树脂的截面积很小。所以，由箭头b1和b2所示的每一个部分中熔融树脂材料的流量很小。虽然如此，由箭头b1和b2所示的熔融树脂材料流继续流入凹入部分40和45的壁中，而分别形成由箭头d1和d2所示的熔融树脂材料流。
箭头c1和c2表示在凹入部分40和45的底部中的熔融树脂材料流。如箭头c1和c2所示在凹入部分40和45的底部中的熔融树脂材料流分别结合箭头b1和b2所示的熔融树脂材料流，而分别形成箭头d1和d2所示的熔融树脂材料流的一部分。在成型完成后，凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度DB大于凹入部分40和45的每一个的壁的最薄部分中的树脂材料厚度DS。所以，箭头c1和c2所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量大于箭头b1和b2所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量。
图4示出了当在图3中箭头A所示的方向上观察时，熔融树脂材料流彼此相汇的相汇部分。箭头d1所示的熔融树脂材料流由箭头d1b所示的熔融树脂材料流和箭头d1c所示的熔融树脂材料流形成。箭头d1b所示的熔融树脂材料流主要由箭头b1所示的熔融树脂材料流形成。箭头d1c所示的熔融树脂材料流主要由箭头c1所示的熔融树脂材料流形成。箭头d2所示的熔融树脂材料流由箭头d2b所示的熔融树脂材料流和箭头d2c所示的熔融树脂材料流形成。箭头d2b所示的熔融树脂材料流主要由箭头b2所示的熔融树脂材料流形成。箭头d2c所示的熔融树脂材料流主要由箭头c2所示的熔融树脂材料流形成。
箭头c1和c2所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量大于箭头b1和b2所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量。所以，箭头d1c和d2c所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量大于箭头d1b和d2b所示的每一个流中的熔融树脂材料的流量。此外，箭头d1c和d2c所示的熔融树脂材料流从法兰20的下表面侧行进到上表面侧。结果，在熔融树脂材料的由箭头d1(d1b和d1c)和d2(d2b和d2c)所示的流彼此相汇处形成的熔接线50不太可能形成在法兰20的下表面附近。而且减小了所形成熔接线50的尺寸。
如上详细所述，利用根据实施例的树脂进气歧管，可以获得下述效果。
(1)凹入部分40和45形成在法兰20的表面上，当法兰20装配到气缸盖时该表面面对气缸盖。凹入部分40和45形成在熔融树脂材料流在通孔30附近彼此相汇处的位置的上游。凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度大于凹入部分40和45的每一个的壁的最薄部分中的树脂材料厚度。所以，在成型处理期间，在凹入部分40和45的每一个的底部中流动的熔融树脂材料量大于在凹入部分40和45的每一个的壁中流动的熔融树脂材料量。因此，与从凹入部分40和45的壁流入相汇部分中的熔融树脂材料的量相比，更大量的熔融树脂材料从凹入部分40和45的底部流入通孔30周围形成熔接线50的区域。结果，可以抑制或者消除熔接线50的形成。所以，树脂进气歧管的重量可以被最小化，并且树脂进气歧管的刚度可以被提高。此外，仅仅凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度被增大，而无需增大凹入部分40和45的每一个的壁中的树脂材料厚度。所以，可以在最小化重量增大的同时增大树脂进气歧管的刚度。
(2)在熔融树脂材料流在法兰纵向上的端部中形成的通孔周围相汇的情况下，熔融树脂材料在到达相汇部分之前流过最长的可能距离。此构造使得熔融树脂材料难以流入相汇部分中。结果，沿着熔接线的刚度趋向于减小。但是，根据本发明的实施例，可以在通孔30形成于法兰20纵向上的端部中的构造中抑制熔接线50的形成。结果，可以在更可能减小刚度的构造中适当地抑制树脂进气歧管刚度的任何减小。
(3)在当流进入通孔周围的区域中时两个熔融树脂材料流的方向之间形成较小角度的情况下，在流相汇之前每个流的方向在通孔周围的区域中急剧改变。此构造使得熔融树脂材料难以流入相汇部分中。这也趋向于减小沿着熔接线的刚度。这在当流进入通孔周围的区域中时两个熔融树脂材料流的方向之间形成小于90度的角度的情况下尤为明显。但是，根据本发明的实施例，可以在这样的构造中抑制熔接线50的形成法兰20包括分别在凹入部分40和凹入部分45附近并且在与通孔30相切的线延伸的方向上延伸的两个直部L1和L2；并且在两个直部L1和L2之间形成小于90度的角。结果，可以在更可能减小刚度的构造中适当地抑制树脂进气歧管刚度的任何减小。
(4)在成型处理期间熔融树脂材料流彼此相汇处，即形成熔接线的部分处，刚度趋向于减小。在使用含玻璃纤维的树脂的情况下刚度减小尤为明显。但是，根据本发明的实施例，可以在形成树脂进气歧管的树脂材料包含玻璃纤维的构造中抑制熔接线50的形成。结果，可以在更可能减小刚度的构造中适当地抑制树脂进气歧管刚度的任何减小。
(5)凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度DB可以是例如6mm。凹入部分40和45的每一个的壁的最薄部分中的树脂材料厚度DS可以是例如2.5mm。法兰20的总厚度DT可以是例如20mm。在使用这些示例值的情况下，凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度DB大于凹入部分40和45的每一个的壁中的树脂材料厚度DS。凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度DB小于法兰20的总厚度DT的一半。而且，凹入部分40和45的每一个的底部中的树脂材料厚度DB大致为凹入部分40和45的每一个的壁中的树脂材料厚度DS的两倍。结果，树脂进气歧管的刚度可以被增大而不会妨碍树脂进气歧管重量的减小。
上述实施例可以被适当地修改。例如，本发明可以以下述形式实现。在上述实施例中，使用含大致30wt％玻璃纤维的聚丙烯作为形成进气歧管的树脂材料。但是，玻璃纤维的含量可以按照需要被改变。而且，也可以使用不含玻璃纤维的树脂材料。例如可以使用滑石作为增强树脂材料的材料。而且可以使用诸如尼龙之类的其他树脂材料。
在上述实施例中，形成凹入部分40和45。但是，如图5所示，可以在法兰220中形成一个凹入部分240。凹入部分的数量和凹入部分的形状可以根据每个进气歧管的设计而被改变。
在上述实施例中，凹入部分的底部是平坦部分。但是如图6所示，凹入部分440的底部442不一定需要是平坦部分，并且不一定需要与当法兰被装配到气缸盖时面对气缸盖的法兰表面相平行。换言之，当凹入部分的底部中的树脂材料厚度大于凹入部分的壁的最薄部分中的树脂材料厚度时，与从凹入部分的壁流入熔融树脂材料流彼此相汇的相汇部分中的熔融树脂材料量相比，大量的熔融树脂材料从凹入部分的底部流入该相汇部分中。
如图7所示，在法兰320中，弯部C1和直部L3可以沿与通孔330相切的线延伸的方向分别在凹入部分340附近和凹入部分345附近延伸。而且，如图8所示，通孔530可以形成在不同于法兰520的纵向端部的部分中，并且熔融树脂材料流可以在通孔530周围的区域中的相汇部分处彼此相汇。就是说，熔接线可能形成在通孔530周围的区域中的相汇部分处。在此情况下，凹入部分540在通孔530附近形成在箭头a21和a22所示的熔融树脂材料流相汇处的相汇部分的上游。当树脂进气歧管被成型时，熔融树脂材料通常在数个位置处被注入模具中。所以，熔融树脂材料流可以在法兰中的各个相汇部分处相汇。但是，如果在成型处理期间熔融树脂材料流在通孔周围区域中的相汇部分处相汇且在相汇部分处形成熔接线，并且凹入部分形成在相汇部分的上游和通孔的附近，就可以获得与上述实施例中获得的那些效果相同的效果。
在上述实施例中，本发明应用到内燃机的树脂进气歧管。但是，本发明可以应用到气缸盖罩、空气滤清器壳体、进水口等。换言之，本发明可以应用到包括具有通孔的法兰的任何树脂成型部件。
权利要求
1.一种树脂成型部件，包括具有通孔(30)的法兰(20)，其中凹入部分(40、45)形成在所述法兰(20)的一个表面上，所述表面面对所述法兰(20)被装配到其上的部件，所述凹入部分(40、45)形成在所述通孔(30)的周围区域的上游，在所述树脂成型部件的成型处理期间熔融树脂材料流在所述周围区域处相汇，所述树脂成型部件的特征在于，所述凹入部分(40、45)的底部(42)中的树脂材料厚度(DB)大于所述凹入部分(40、45)的壁(44)的最薄部分中的树脂材料厚度(DS)。
2.如权利要求1所述的树脂成型部件，其特征在于所述通孔(30)形成在所述法兰(20)的纵向上的端部中。
3.如权利要求1或2所述的树脂成型部件，其特征在于，所述法兰(20)包括两个直部(L1、L2)，每个所述直部都在所述凹入部分(40、45)的附近且在与所述通孔(30)相切的线延伸的方向上延伸；并且在所述两个直部(L1、L2)之间形成小于90度的角。
4.如权利要求1或2所述的树脂成型部件，其特征在于形成所述树脂成型部件的树脂材料包含玻璃纤维。
5.如权利要求1或2所述的树脂成型部件，其特征在于所述树脂成型部件是内燃机的进气歧管。
6.如权利要求1或2所述的树脂成型部件，其中所述凹入部分(40、45)的所述底部(42)中的所述树脂材料厚度(DB)和所述凹入部分(40、45)的所述壁(44)的所述树脂材料厚度(DS)被设置成使得在所述成型处理期间，与从所述凹入部分(40、45)的所述壁(44)相比，更大量的熔融树脂材料从所述凹入部分(40、45)的所述底部(42)流入所述熔融树脂材料流相汇的所述通孔(30)的所述周围区域中。
全文摘要
本发明公开了一种树脂成型部件，其包括具有通孔(30)的法兰(20)。凹入部分(40、45)形成在法兰(20)的一个表面上，该表面面对法兰(20)被装配到其上的部件。在成型处理期间熔融树脂材料流在通孔(30)周围区域中的相汇部分处彼此相汇，并且在相汇部分处形成熔接线。凹入部分(40、45)在通孔(30)的附近形成在熔融树脂材料流彼此相汇的相汇部分的上游。凹入部分(40、45)的底部中的树脂材料厚度大于凹入部分(40、45)的壁的最薄部分中的树脂材料厚度。
文档编号F02M35/104GK1793712SQ20051013479
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月16日 优先权日2004年12月20日
发明者勘坂隆司, 谷川裕纪 申请人:丰田自动车株式会社, 爱三工业株式会社