JP2000136719A - 流路分割パイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱強度に優れた流路分割パイプを提供す
る。 【解決手段】 フロントパイプ５は外側パイプ７と内側
パイプ１０から成る。内側パイプ１０は、パイプ本体１
１と、このパイプ本体１１の内部を仕切ることにより２
つの排ガス流路Ｒ１、Ｒ２を形成する仕切り板１２と、
この仕切り板１２に設けられたフランジ部１２ａ、１２
ａとパイプ本体１１とをレーザ溶接して形成したレーザ
溶接ビード１３、１３と、排ガス上流側の端部における
レーザ溶接ビード１３、１３の周辺を覆う被覆部１４、
１４とを備えている。レーザ溶接ビード１３の周辺は被
覆部１４及び小径部７ａにより覆われているため直接高
温の排ガスの影響を受けることがなく、またこの周辺の
熱は被覆部１４及び小径部７ａに逃げるため熱の影響を
受けにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両エンジンの下
流側に接続される流路分割パイプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多気筒エンジンからの排ガスを流
通させるためのパイプとして、パイプ本体の内部に仕切
り板を設けることにより２つの排ガス流路を形成した流
路分割パイプが知られている。この流路分割パイプによ
れば、４気筒エンジンのうち排気干渉しにくい２つの気
筒からの排ガスを同じ排ガス流路に流通させることによ
り、エンジンの排気効率が向上し良好な出力特性が得ら
れる。

【０００３】このような流路分割パイプとしては、例え
ば図１５に示すように、断面略Ｚ状の仕切り板１０２を
パイプ本体１０１の内部に配置した状態で、パイプ本体
１０１の外側からレーザビーム照射することにより仕切
り板１０２のフランジ部１０２ａとパイプ本体１０１と
を溶接したものが知られていた（特開平９−２６４１２
８号公報参照）。この流路分割パイプ１００の端面に
は、レーザ溶接ビード１０３つまりパイプ本体１０１と
フランジ部１０２ａとが溶融後固化して結合した部分が
見られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、環境面を考
慮すれば、エンジンをスタートさせた後できるだけ早い
段階で排気系の触媒コンバータを活性化温度に到達させ
て排ガスの浄化を図ることが好ましい。これを実現化す
る一手法として、エキゾーストマニホルドの熱容量を小
さくすることが考えられる。この場合、エンジンから排
出された高温の排ガスは、エキゾーストマニホルドを通
過してもそれほど温度が低下せず、高い温度を維持した
まま触媒コンバータに送り込まれる。このため、エンジ
ンスタート後、早期に触媒コンバータを活性化させるこ
とができる。

【０００５】また、例えば高速運転時で空燃費がリーン
の場合にはエンジン部品や排気系部品が高温になりやす
いが、従来は各部品の耐熱強度を考慮して、エンジン排
気温度が所定温度になると、ガソリンを増量してそのガ
ソリンによってエンジンを冷却することにより高温化を
防止していた（リッチスパイクという）。しかし、燃費
を考慮すれば、リッチスパイクを行わないことが好まし
く、これを実現するには各部品の耐熱強度を向上させる
必要があった。例えば、リッチスパイクを行わない場合
には、各部品はリッチスパイクを行うときに比べて高温
になるため、そのような高温下においても十分な強度を
持っていることが要求される。

【０００６】つまり、排ガス浄化を向上させる場合も燃
費を改善する場合も、エンジン部品や排気系部品の耐熱
強度を既存のものよりも向上させる必要がある。ここ
で、流路分割パイプは排気系の一部品であるため、従来
より高温であってもその温度で十分な強度を持つことが
要求される。

【０００７】しかしながら、上述のようにレーザ溶接に
よりパイプ本体１０１とフランジ部１０２ａを接合した
タイプの流路分割パイプ１００では、リッチスパイクを
行わない状況下における温度（例えば８５０〜９５０
℃）では十分な強度が得られないおそれがあった。

【０００８】即ち、レーザ溶接ビード１０３とパイプ本
体１０１との境界領域がレーザ溶接時に高熱に晒された
ことにより、その境界領域は高熱の影響を受けて強度が
下がっており、リッチスパイクを行わない状況下におけ
る高温の排ガスが流通した際には熱伸縮あるいは脈動圧
によってこの境界領域からパイプが破損するおそれがあ
った（図１５（ａ）参照）。

【０００９】また、仕切り板１０２の板厚が薄かったり
材質が低グレードだったりした場合、あるいは、レーザ
溶接ビード１０３が細かった場合には、上述のような高
温の排ガスが流通すると、熱伸縮あるいは脈動圧によっ
て前者の場合には仕切り板１０２の屈曲部付近が破損す
るおそれがあり（図１５（ｂ）参照）、後者の場合には
レーザ溶接ビード１０３自身が破損するおそれがあった
（図１５（ｃ）参照）。

【００１０】なお、従来の流路分割パイプ１００を使用
するにあたっては、上述のリッチスパイク等により温度
が耐熱限界温度を越えないように制御しているため、破
損等のおそれは確実に回避されている。本発明は、上記
課題に鑑みなされたものであり、耐熱強度に優れた流路
分割パイプを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記課
題を解決するため、第１発明は、請求項１に記載したよ
うに、車両エンジンの下流側に接続されるパイプ本体
と、該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガ
ス流路を形成する仕切り板と、前記仕切り板に設けられ
たフランジ部と前記パイプ本体とをレーザ溶接して形成
したレーザ溶接ビードと、排ガス上流側の端部における
前記レーザ溶接ビードの周辺を覆う被覆部材とを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】この流路分割パイプでは、排気干渉しにく
い複数の気筒からの排ガスを同じ排ガス流路に流通させ
ることにより、エンジンの排気効率が向上し良好な出力
特性が得られる。また、外観上は一般のパイプと同じで
あるため、複数のパイプを並設する場合に比べて設置ス
ペースが小さくて済む。

【００１３】ところで、排ガス上流側の端部におけるレ
ーザ溶接ビードの周辺（ビードとパイプ本体との境界領
域又はビードと仕切り板との境界領域）はレーザ溶接時
に高熱の影響を受けて強度が下がっており、高温の排ガ
スが流通した際には熱伸縮あるいは脈動圧によって強度
的にもたないおそれがあるが、本発明ではレーザ溶接ビ
ードの周辺は被覆部材により覆われているため高温の排
ガスの影響を受けにくく、またこの周辺の熱は被覆部材
に逃げるため熱の影響を受けにくい。このため、排ガス
温度が従来より高温になったとしても、それに耐え得る
だけの十分な強度を有している。したがって、従来の流
路分割パイプ（例えば図１５参照）を用いた場合に比べ
て、早期に触媒コンバータを活性化でき、リッチスパイ
クを廃止できるため、排ガス浄化及び燃費が改善される
という効果が得られる。

【００１４】第１発明において、請求項２に記載したよ
うに、前記被覆部材は前記パイプ本体の一部を延ばして
形成されていてもよい。この場合、パイプ本体の一部を
被覆部材として利用するため、別部材を設ける必要がな
いので製造上有利である。このとき、パイプ本体の一部
を延ばしてレーザ溶接ビードとパイプ本体との境界領域
を覆うように外側に折り返してして被覆部材を形成して
もよいが、加工しやすさを考慮すれば、請求項３に記載
したように、パイプ本体の一部を延ばしてレーザ溶接ビ
ードと仕切り板との境界領域を覆うように内側に折り返
して被覆部材を形成することが好ましい。

【００１５】第１発明において、請求項４に記載したよ
うに、前記被覆部材は、排ガス上流側の端部の全周にわ
たって形成されていてもよい。例えば、排ガス上流側の
端部の外周面又は内周面にリング部材をはめ込んでもよ
い。この場合、被覆部材は排ガス上流側の端部における
レーザ溶接ビードの周辺を覆うが、端部の全周にわたっ
て形成されているため、熱容量が大きく、レーザ溶接ビ
ードの周辺の熱を効果的に逃がすことができる。したが
って、耐熱強度が一層高まる。

【００１６】第１発明において、請求項５に記載したよ
うに、前記パイプ本体の外側を取り囲むように配置され
た外側パイプを備え、該外側パイプの排ガス上流側の端
部は前記レーザ溶接ビードと前記パイプ本体との境界領
域を覆うことにより被覆部材を構成してもよい。この場
合、二重管構造となるため、断熱性が高くなり、エンジ
ンから触媒コンバータに至る間に排ガス温が低下するの
を防止できる。また、外側パイプの排ガス上流側の端部
を被覆部材としたため、構成が簡易であり、製造しやす
い。なお、外側パイプの排ガス上流側の端部を厚肉化し
て熱容量を大きくしてレーザ溶接ビード周辺の熱を逃が
しやすくしてもよい。厚肉化するには、例えば板厚を上
げてもよいし、あるいは複数枚の板を積層してもよい。

【００１７】第１発明において、前記外側パイプの排ガ
ス上流側の端部のうち被覆部材を構成している部分の軸
方向長さを５〜５０ｍｍにすることが好ましい。被覆部
材の軸方向長さが５ｍｍを下回ると、レーザ溶接ビード
周辺を熱伸縮あるいは脈動圧から十分保護できず、ま
た、レーザ溶接ビード周辺の熱を十分逃がすことができ
ないおそれがある。一方、５０ｍｍを上回ると、熱容量
が大きくなりすぎてエンジンスタート直後の高温の排ガ
スがここを通過したときに低温化されて触媒コンバータ
が早期に活性化しないおそれがある。但し、車両の要求
性能に応じて５０ｍｍ以上としてもよい。

【００１８】次に第２発明は、請求項６に記載したよう
に、車両エンジンの下流側に接続されるパイプ本体と、
該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガス流
路を形成する仕切り板と、前記パイプ本体と前記仕切り
板とをレーザ溶接して形成したレーザ溶接ビードと、前
記仕切り板の排ガス上流側の端部を増厚する増厚部材と
を備えたことを特徴とする。

【００１９】この流路分割パイプでは、排気干渉しにく
い複数の気筒からの排ガスを同じ排ガス流路に流通させ
ることにより、エンジンの排気効率が向上し良好な出力
特性が得られる。また、外観上は一般のパイプと同じで
あるため、複数のパイプを並設する場合に比べて設置ス
ペースが小さくて済む。

【００２０】ところで、仕切り板は、板厚が薄いと高温
の排ガスが流通した際に熱伸縮あるいは脈動圧によって
強度的にもたないおそれがあり、逆に板厚が厚いと熱容
量が大きくなるためエンジンをスタートしてから早い段
階では高温の排ガスがここを通過すると低温化されて触
媒コンバータが活性化しにくくなるが、本発明では仕切
り板の排ガス上流側の端部のみを増厚部材で増厚する構
成としたため、仕切り板自身の板厚を薄くして熱容量を
小さく抑えることができ、しかも耐熱強度を向上させる
ことができる。このため、排ガス温度が従来よりも高温
になったとしても、それに耐え得るだけの十分な強度を
有している。したがって、従来の流路分割パイプ（例え
ば図１５参照）を用いた場合に比べて、早期に触媒コン
バータを活性化でき、リッチスパイクを廃止できるた
め、排ガス浄化及び燃費が改善されるという効果が得ら
れる。

【００２１】第２発明において、請求項７に記載したよ
うに、前記増厚部材は、前記レーザ溶接ビードと前記仕
切り板との境界領域を覆うように設けられていてもよ
い。この場合、増厚部材は仕切り板を増厚するだけでな
く強度的に弱い境界領域を覆っているため、仕切り板の
みならず境界領域の耐熱強度も向上する。

【００２２】第２発明において、請求項８に記載したよ
うに、前記増厚部材は、前記パイプ本体のうち前記仕切
り板に仕切られた２つの空間に挿入された断面略半円形
のショートパイプであってもよい。この場合、ショート
パイプは仕切り板を増厚するだけでなく強度的に弱い境
界領域を覆っているため、仕切り板のみならず境界領域
の耐熱強度も向上する。また、ショートパイプは断面形
状を維持する役割も果たす。

【００２３】第２発明において、前記増厚部材の軸方向
長さを５〜５０ｍｍにすることが好ましい。増厚部材の
軸方向長さが５ｍｍを下回ると、レーザ溶接ビード周辺
を熱伸縮あるいは脈動圧から十分保護できず、また、レ
ーザ溶接ビード周辺の熱を十分逃がすことができないお
それがある。一方、５０ｍｍを上回ると、熱容量が大き
くなりすぎてエンジンスタート直後の高温の排ガスがこ
こを通過したときに低温化されて触媒コンバータが早期
に活性化しないおそれがある。但し、車両の要求性能に
応じて５０ｍｍ以上としてもよい。

【００２４】第１又は第２発明において、請求項９に記
載したように、前記レーザ溶接ビードのうち前記仕切り
板のフランジ部におけるビード幅（例えばパイプ本体と
面する位置におけるビード幅）が前記パイプ本体の板厚
よりも大きくなるようにするのが好ましい。この場合、
レーザ溶接ビード自身の耐熱強度が向上し、ひいてはパ
イプ全体の耐熱強度が向上する。

【００２５】次に、第３発明は、請求項１０に記載した
ように、車両エンジンの下流側に接続されるパイプ本体
と、該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガ
ス流路を形成する仕切り板と、前記パイプ本体と前記仕
切り板とをレーザ溶接して形成したレーザ溶接ビード
と、を備え、前記レーザ溶接ビードのうち前記仕切り板
のフランジ部におけるビード幅（例えばパイプ本体と面
する位置におけるビード幅）が前記パイプ本体の板厚よ
りも大きいことを特徴とする。

【００２６】この流路分割パイプでは、排気干渉しにく
い複数の気筒からの排ガスを同じ排ガス流路に流通させ
ることにより、エンジンの排気効率が向上し良好な出力
特性が得られる。また、外観上は一般のパイプと同じで
あるため、複数のパイプを並設する場合に比べて設置ス
ペースが小さくて済む。

【００２７】ところで、レーザ溶接ビードは高温の排ガ
スが流通した際に熱伸縮あるいは脈動圧によって強度的
にもたないおそれがあるが、ここではレーザ溶接ビード
のうち仕切り板におけるビード幅をパイプ本体の板厚よ
りも大きくしたため、レーザ溶接ビード自身の耐熱強度
が向上する。このため、排ガス温度が従来よりも高温に
なったとしても、それに耐え得るだけの十分な強度を有
している。したがって、従来の流路分割パイプ（例えば
図１５参照）を用いた場合に比べて、早期に触媒コンバ
ータを活性化でき、リッチスパイクを廃止できるため、
排ガス浄化及び燃費が改善されるという効果が得られ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態
は、下記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本
発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得るこ
とはいうまでもない。 ［第１実施形態］図１は第１実施形態の車両用エンジン
の排気系の概略説明図、図２はフロントパイプの端面
図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は被覆部の拡大斜
視図である。図１に示すように、車両エンジン（４気
筒）の排気系は、エンジンに接続されるエキゾーストマ
ニホルド３と、上流側がエキゾーストマニホルド３に接
続され下流側が触媒コンバータ（図示せず）に接続され
るフロントパイプ５とを備えている。

【００２９】フロントパイプ５は、外側パイプ７と内側
パイプ１０から成り、全体が略Ｌ字状に湾曲されてい
る。外側パイプ７は、内側パイプ１０と所定のクリアラ
ンスをもって内側パイプ１０の外周を取り囲むように配
置されている。内側パイプ１０は、図２及び図３に示す
ように、車両エンジンの下流側に接続されるパイプ本体
１１と、このパイプ本体１１の内部を仕切ることにより
２つの排ガス流路Ｒ１、Ｒ２を形成する仕切り板１２
と、この仕切り板１２に設けられたフランジ部１２ａ、
１２ａとパイプ本体１１とをレーザ溶接して形成したレ
ーザ溶接ビード１３、１３と、排ガス上流側の端部（図
３にて左端部）におけるレーザ溶接ビード１３、１３の
周辺を覆う被覆部１４、１４とを備えている。各被覆部
１４は、パイプ本体１１の排ガス上流側の端部の一部を
延ばし、この延ばした部分を内側に折り返してフランジ
部１２ａの略全体を覆うように形成されている。したが
って、レーザ溶接ビード１３と仕切り板１２のフランジ
部１２ａとの境界領域１６（図４参照）はこの被覆部１
４によって覆われている。

【００３０】外側パイプ７は、排ガス上流側の端部が他
の箇所よりも小径に形成されている（小径部７ａとい
う）。この小径部７ａは、軸方向長さが約３０ｍｍであ
り、内側パイプ１０の排ガス上流側の端部の外側全周と
接触している。したがって、レーザ溶接ビード１３とパ
イプ本体１１との境界領域１５（図４参照）は小径部７
ａによって覆われている。

【００３１】なお、本実施形態では内側パイプ１０の被
覆部１４及び外側パイプ７の小径部が本発明の被覆部材
に相当する。次に、上記フロントパイプ５の作用につい
て説明する。内側パイプ１０は、４気筒エンジンのうち
２つの気筒からの排ガスが一方の排ガス流路Ｒ１に導入
され、他の２つの気筒からの排ガスが他方の排ガス流路
Ｒ２に導入されるように、エキゾーストマニホルド３に
フランジ板１７を介して接続されている。各排ガス流路
Ｒ１、Ｒ２に導入される２つの気筒からの排ガスは、互
いに干渉の少ないものが組み合わされている。また、内
側パイプ１０の排ガス流路Ｒ１、Ｒ２に排ガスが流通す
ると、内側パイプ１０と外側パイプ７との間の空隙は暖
められて断熱性を発揮する。

【００３２】本実施形態のフロントパイプ５によれば、
互いに干渉する気筒の排ガスは異なる排ガス流路Ｒ１、
Ｒ２を流通するから、排気干渉によるエンジンの出力低
下を防止でき、中低速のトルクが向上する。また、２つ
の単管を並設する場合に比べて設置スペースがコンパク
トになる。更に、互いの排ガス流路Ｒ１、Ｒ２が隣接す
る構造であると同時に外側パイプ７を有する二重管構造
であるため、断熱性が非常に高く、エンジンから触媒コ
ンバータに至る間に排ガス温の低下を防止することがで
きる。

【００３３】ところで、フロントパイプ５の排ガス上流
側の端部におけるレーザ溶接ビード１３の周辺（レーザ
溶接ビード１３とパイプ本体１１との境界領域１５又は
レーザ溶接ビード１３と仕切り板１２のフランジ部１２
ａとの境界領域１６）はレーザ溶接時に高熱の影響を受
けて強度が下がっており、高温の排ガスが流通した際に
は熱伸縮あるいは脈動圧によって強度的にもたないおそ
れがあるが、本実施形態ではレーザ溶接ビード１３の周
辺は被覆部１４及び小径部７ａにより覆われているため
高温の排ガスの影響を受けにくく、またこの周辺の熱は
被覆部１４及び小径部７ａに逃げるため熱の影響を受け
にくい。このため、排ガス温度が従来より高温になった
としても、それに耐え得るだけの十分な強度を有してい
る。したがって、従来の流路分割パイプ（例えば図１５
参照）を用いた場合に比べて、早期に触媒コンバータを
活性化でき、リッチスパイクを廃止できるため、排ガス
浄化及び燃費が改善されるという効果が得られる。

【００３４】また、被覆部１４はパイプ本体１１を一部
を延ばして内側に折り返されているため、別部材を設け
る必要がなく、製造上有利である。更に、外側パイプ７
の小径部７ａは、排ガス上流側の端部の全周にわたって
形成されているため、構成が簡易で製造しやすく、しか
も熱容量が大きいためレーザ溶接ビード１３の周辺の熱
を効果的に逃がすことができ、耐熱強度が一層高まる。

【００３５】なお、外側パイプ７の排ガス上流側の端部
を厚肉化して熱容量を大きくしてレーザ溶接ビード１３
の周辺の熱をより逃がしやすくしてもよい。厚肉化する
には、例えば板厚を上げてもよいし、あるいは複数枚の
板を積層してもよい。 ［第２実施形態］本実施形態は、図５に示すように、内
側パイプ１０のパイプ本体１１と外側パイプ７の小径部
７ａの間に軸方向長さが約３０ｍｍのリング部材２０を
用いた以外は、第１実施形態と同様の構成である。この
リング部材２０の軸方向長さは小径部７ａよりも長くな
っている。この第２実施形態によれば、レーザ溶接ビー
ド１３とパイプ本体１１との境界領域１５（図４参照）
はリング部材２０によって覆われており、また、リング
部材２０はパイプ本体１１の全周にわたっているため、
レーザ溶接ビード１３の周辺は第１実施形態に比べて一
層熱が逃げやすい構造であり、一段と熱の影響を受けに
くい。

【００３６】なお、リング部材２０はパイプ本体１１の
端部の全周を覆うものであるが、このリング部材２０の
代わりにパイプ本体１１のうちレーザ溶接ビード１３の
周辺のみを覆う部材を採用してもよい。 ［第３実施形態］本実施形態は、図６に示すように、外
側パイプ７の小径部７ａの軸方向長さを通常よりも長
く、即ち３０〜５０ｍｍにした以外は、第１実施形態と
同様の構成である。この第３実施形態によれば、小径部
７ａによる熱逃がし作用が大きくなるため、第１実施形
態に比べて一層熱の影響を受けにくい。

【００３７】［第４実施形態］本実施形態は、図７に示
すように、第１実施形態の被覆部１４を外向きに折り返
して外向きの被覆部２１とし、この被覆部２１によりレ
ーザ溶接ビード１３とパイプ本体１１との境界領域１５
（図４参照）を覆うようにした以外は、第１実施形態と
同様の構成である。この第４実施形態によれば、レーザ
溶接ビード１３と仕切り板１２のフランジ部１２ａとの
境界領域１６を被覆していないものの、被覆部２１によ
る熱逃がし作用によって耐熱強度が向上する。

【００３８】［第５実施形態］本実施形態は、図８及び
図９に示すような内側パイプ５０を用いた以外は、第１
実施形態と同様の構成である。この内側パイプ５０は、
第１実施形態と同様、パイプ本体１１と、仕切り板１２
と、レーザ溶接ビード１３、１３とを備え、パイプ本体
１１の内部は仕切り板１２によって２つの空間Ｓ１、Ｓ
２に仕切られている。この２つの空間Ｓ１、Ｓ２のうち
排ガス上流側の端部には軸方向長さが約３０ｍｍで断面
略半円形のショートパイプ５１、５１が挿入されてい
る。この結果、仕切り板１２は各ショートパイプ５１の
平面部５１ａによって増厚され、また、仕切り板１２の
フランジ部１２ａはショートパイプ５１の円弧部５１ｂ
によって覆われている。つまり、レーザ溶接ビード１３
と仕切り板１２のフランジ部１２ａとの境界領域は円弧
部５１ｂによって覆われている。なお、ショートパイプ
５１、５１の内部及びそれに通じる空間Ｓ１、Ｓ２が、
排ガス流路Ｒ１、Ｒ２を構成する。

【００３９】本実施形態のフロントパイプによれば、互
いに干渉する気筒の排ガスは異なる排ガス流路Ｒ１、Ｒ
２を流通するから、排気干渉によるエンジンの出力低下
を防止でき、中低速のトルクが向上する。また、２つの
単管を並設する場合に比べて設置スペースがコンパクト
になる。更に、互いの排ガス流路Ｒ１、Ｒ２が隣接する
構造であると同時に外側パイプ７を有する二重管構造で
あるため、断熱性が非常に高く、エンジンから触媒コン
バータに至る間に排ガス温の低下を防止することができ
る。

【００４０】ところで、仕切り板１２は、板厚が薄いと
高温の排ガスが流通した際に熱伸縮あるいは脈動圧によ
って強度的にもたないおそれがあり、板厚が厚いと熱容
量が大きくなるためエンジンをスタートしてから早い段
階では高温の排ガスがここを通過すると温度が低くなり
触媒コンバータが活性化しにくくいが、本実施形態では
この問題が解決される。即ち、仕切り板１２の排ガス上
流側の端部近傍をショートパイプ５１、５１の平面部５
１ａ、５１ａで増厚する構成としたため、仕切り板１２
自身の板厚を薄くして基本的には熱容量を小さく抑える
ことができ、ここを通過する排ガスの温度低下を防止す
る。しかも、強度的に弱い排ガス上流側の端部近傍を増
厚して熱容量を大きくしているため、この端部の耐熱強
度が向する。このため、排ガス温度が従来よりも高温に
なったとしても、それに耐え得るだけの十分な強度を有
している。したがって、従来の流路分割パイプ（例えば
図１５参照）を用いた場合に比べて、早期に触媒コンバ
ータを活性化でき、リッチスパイクを廃止できるため、
排ガス浄化及び燃費が改善されるという効果が得られ
る。

【００４１】また、ショートパイプ５１、５１は、仕切
り板１２を増厚するだけでなく、レーザ溶接ビード１３
と仕切り板１２のフランジ部１２ａとの境界領域を覆っ
ているため、仕切り板１２のみならず境界領域の耐熱強
度も向上する。更に、ショートパイプ５１、５１は内側
パイプ５０の断面形状を維持する役割も果たす。

【００４２】［第６実施形態］本実施形態は、図１０及
び図１１に示すように、第５実施形態のショートパイプ
５１、５１に代えて、軸方向長さが約３０ｍｍの補強板
材６１、６１を用いた内側パイプ６０を用いた以外は、
第５実施形態と同様の構成である。この場合、仕切り板
１２は各補強板材６１の平面部６１ａによって増厚さ
れ、また、仕切り板１２の各フランジ部１２ａは各補強
板材６１の折曲部６１ｂによって覆われている。つま
り、レーザ溶接ビード１３と仕切り板１２のフランジ部
１２ａとの境界領域は折曲部６１ｂによって覆われてい
る。この第６実施形態によれば、第５実施形態と略同様
の作用効果を奏する。

【００４３】［第７実施形態］本実施形態は、図１２に
示すような内側パイプ７０を用いた以外は、第１実施形
態と同様の構成である。この内側パイプ７０は、第１実
施形態と同様、パイプ本体１１と、仕切り板１２と、レ
ーザ溶接ビード１３、１３とを備え、パイプ本体１１の
内部は仕切り板１２によって２つの排ガス流路Ｒ１、Ｒ
２に仕切られている。レーザ溶接ビード１３のうち仕切
り板１２のフランジ部１２ａにおけるビード幅（＝α、
本実施形態ではパイプ本体１１と面する位置におけるビ
ード幅）はパイプ本体１１の板厚（＝β）よりも大きい
（α＞β）。

【００４４】本実施形態のフロントパイプによれば、互
いに干渉する気筒の排ガスは異なる排ガス流路Ｒ１、Ｒ
２を流通するから、排気干渉によるエンジンの出力低下
を防止でき、中低速のトルクが向上する。また、２つの
単管を並設する場合に比べて設置スペースがコンパクト
になる。更に、互いの排ガス流路Ｒ１、Ｒ２が隣接する
構造であると同時に外側パイプ７を有する二重管構造で
あるため、断熱性が非常に高く、エンジンから触媒コン
バータに至る間に排ガス温の低下を防止することができ
る。

【００４５】ところで、レーザ溶接ビード１３のうちパ
イプ本体１１と仕切り板１２のフランジ部１２ａとの境
界付近は高温の排ガスが流通した際に熱伸縮あるいは脈
動圧によって強度的にもたないおそれがあるが、本実施
形態ではレーザ溶接ビード１３のうち仕切り板１２のフ
ランジ部１２ａにおけるビード幅をパイプ本体１１の板
厚よりも大きくしたため、レーザ溶接ビード１３自身の
耐熱強度が向上する。このため、排ガス温度が従来より
も高温になったとしても、それに耐え得るだけの十分な
強度を有している。したがって、従来の流路分割パイプ
（例えば図１５参照）を用いた場合に比べて、早期に触
媒コンバータを活性化でき、リッチスパイクを廃止でき
るため、排ガス浄化及び燃費が改善されるという効果が
得られる。

【００４６】本実施形態の内側パイプ７０は、図１３に
示すように仕切り板１２のフランジ部１２ａをパイプ本
体１１の内周面に略当接させた状態で、パイプ本体１１
の外側からワイヤを投入しながらレーザ溶接機にてレー
ザ溶接することにより、製造される。もしワイヤを投入
せずにレーザ溶接を行うとすれば、図１４に示すよう
に、パイプ本体１１と仕切り板１２のフランジ部１２ａ
との隙間に溶融金属が流れ込むため、レーザ溶接ビード
１３’に凹み部（アンダーカット）が生じたて強度的に
弱くなるおそれがある。このため、レーザ溶接時にワイ
ヤを投入することが好ましい。 ［その他の実施例］第１〜第６実施形態のレーザ溶接ビ
ード１３につき、第７実施形態と同様に、仕切り板１２
のフランジ部１２ａにおけるビード幅（パイプ本体１１
と面する位置におけるビード幅）がパイプ本体１１の板
厚よりも大きくなるようにしてもよい。この場合、レー
ザ溶接ビード１３自身の耐熱強度が向上するので好まし
い。

【００４７】また、第５、第６実施形態では増厚部材と
してのショートパイプ５１、補強板材６１を２つ用いた
が、一つのみ用いてもよい。また、第６実施形態の補強
板材６１は仕切り板１２のフランジ部１２ａを覆うため
の折曲部６１ｂを有していたが、この折曲部６１ｂを有
さず平面部６１ａのみでもよい。これらの場合であって
も仕切り板１２は増厚されるので従来に比べて耐熱強度
は向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の車両用エンジンの排気系の概
略説明図である。

【図２】 第１実施形態のフロントパイプの排ガス上流
側の端面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】 第１実施形態の被覆部の拡大斜視図である。

【図５】 第２実施形態のフロントパイプの概略断面図
である。

【図６】 第３実施形態のフロントパイプの概略断面図
である。

【図７】 第４実施形態のフロントパイプの概略断面図
である。

【図８】 第５実施形態の内側パイプの排ガス上流側の
端面図である。

【図９】 第５実施形態の内側パイプの組立斜視図であ
る。

【図１０】 第６実施形態の内側パイプの排ガス上流側
の端面図である。

【図１１】 第６実施形態の内側パイプの組立斜視図で
ある。

【図１２】 第７実施形態の内側パイプの排ガス上流側
の端面図である。

【図１３】 第７実施形態の内側パイプの製造工程図で
ある。

【図１４】 凹み部が生じたレーザ溶接ビードの説明図
である。

【図１５】 従来の流路分割パイプの断面図である。

【符号の説明】

３・・・エキゾーストマニホルド、５・・・フロントパ
イプ、７・・・外側パイプ、１０・・・内側パイプ、１
１・・・パイプ本体、１２・・・フランジ部、１２ａ・
・・フランジ部、１３・・・レーザ溶接ビード、１４・
・・被覆部、１５・・・レーザ溶接ビードとパイプ本体
との境界領域、１６・・・レーザ溶接ビードとフランジ
部との境界領域。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両エンジンの下流側に接続されるパイ
   プ本体と、 該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガス流
   路を形成する仕切り板と、 前記仕切り板に設けられたフランジ部と前記パイプ本体
   とをレーザ溶接して形成したレーザ溶ビードと、 排ガス上流側の端部における前記レーザ溶接ビードの周
   辺を覆う被覆部材とを備えたことを特徴とする流路分割
   パイプ。
2. 【請求項２】 前記被覆部材は、前記パイプ本体の一部
   を延ばして形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の流路分割パイプ。
3. 【請求項３】 前記被覆部材は、前記パイプ本体の一部
   を延ばして前記レーザ溶接ビードと前記仕切り板との境
   界領域を覆うように内側に折り返されていることを特徴
   とする請求項１又は２記載の流路分割パイプ。
4. 【請求項４】 前記被覆部材は、排ガス上流側の端部の
   全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の流路分割パイプ。
5. 【請求項５】 前記パイプ本体の外側を取り囲むように
   配置された外側パイプを備え、該外側パイプの排ガス上
   流側の端部は前記レーザ溶接ビードと前記パイプ本体と
   の境界領域を覆うことにより被覆部材を構成しているこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流路分
   割パイプ。
6. 【請求項６】 車両エンジンの下流側に接続されるパイ
   プ本体と、 該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガス流
   路を形成する仕切り板と、 前記パイプ本体と前記仕切り板とをレーザ溶接して形成
   したレーザ溶接ビードと、 前記仕切り板の排ガス上流側の端部を増厚する増厚部材
   とを備えたことを特徴とする流路分割パイプ。
7. 【請求項７】 前記増厚部材は、前記レーザ溶接ビード
   と前記仕切り板との境界領域を覆うように設けられてい
   ることを特徴とする請求項６記載の流路分割パイプ。
8. 【請求項８】 前記増厚部材は、前記パイプ本体のうち
   前記仕切り板に仕切られた２つの空間に挿入された断面
   略半円形のショートパイプであることを特徴とする請求
   項６又は７記載の流路分割パイプ。
9. 【請求項９】 前記レーザ溶接ビードのうち前記仕切り
   板のフランジ部におけるビード幅が前記パイプ本体の板
   厚よりも大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれ
   かに記載の流路分割パイプ。
10. 【請求項１０】 車両エンジンの下流側に接続されるパ
    イプ本体と、 該パイプ本体の内部を仕切ることにより２つの排ガス流
    路を形成する仕切り板と、 前記パイプ本体と前記仕切り板とをレーザ溶接して形成
    したレーザ溶接ビードとを備え、 前記レーザ溶接ビードのうち前記仕切り板のフランジ部
    におけるビード幅が前記パイプ本体の板厚よりも大きい
    ことを特徴とする流路分割パイプ。