JP2000136722A

JP2000136722A - 二重排気管

Info

Publication number: JP2000136722A
Application number: JP10312397A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Furuhashi; 一弘古橋; Tatsuki Yamada; 達己山田; Hiroshi Hashimoto; 宏橋本; Kazuo Ishii; 和夫石井; Koichi Fujimori; 浩一藤森; Seiji Kato; 誠司加藤; Kiyotaka Oshio; 清隆大塩
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】二重排気管において，溶接スパッタ付着防止
用カバーを用いずとも，内側管の内周面やフランジ板の
接合面への溶接スパッタの付着を防ぎながら，内側管，
外側管及びフランジ板の三者を溶接し得るようにする。【解決手段】互いに嵌合する内側及び外側管１０，１
１の端部１０ａ，１１ａをフランジ板７の接続孔２７に
嵌合し，内側管１０外周面及びフランジ板７背面を臨ま
せる溶接開口部２５を外側管１１の端部１１ａに設け，
この溶接開口部２５にＭＩＧ溶接２８を施して外側管１
１，内側管１０及びフランジ板７の三者を溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，主として内燃機関
に使用される二重排気管に関し，特に，内外二重に配置
される内側管及び外側管の端部を，フランジ板に設けら
れた接続孔の周縁部に溶接してなるものゝ改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１に示すように，従来の二重排気管
では，内側管１０及び外側管１１の端部とフランジ板７
とを結合するに当たり，フランジ板７の接続孔２７内周
面と，これに嵌合した内側及び外側管１０，１１の端部
の端面とを溶接していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記二重排気管
では，フランジ板の接続孔の内側で溶接を行うので，溶
接時，周囲に飛散するスパッタｓが，内側管１０の内周
面やフランジ板７の他部材との接合面に付着することが
屡起こる。内側管１０の内周面に付着した溶接スパッタ
ｓは，この二重排気管を取付けたエンジンの運転中，そ
の振動や排気流により剥離して，下流側の排気浄化装置
に付着して，その浄化性能を多少とも低下させる虞があ
り，またフランジ板７の他部材との接合面に付着した溶
接スパッタｓは，フランジ板７と他部材との密着を阻害
して，排ガス漏れの要因となる。

【０００４】このような不都合を回避するため，溶接時
には，溶接部以外の部分をカバーで覆って，溶接スパッ
タの付着を防止することが行われているが，そのカバー
の取付け作業は面倒で，溶接作業能率の低下を招くこと
になる。

【０００５】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，溶接スパッタ付着防止用カバーを用いずとも，内
側管の内周面やフランジ板の接合面への溶接スパッタの
付着を防ぎながら，内側管，外側管及びフランジ板の三
者を溶接し得るようにした，前記二重排気管を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，内外二重に配置される内側管及び外側管
の端部を，フランジ板に設けられた接続孔の周縁部に溶
接してなる二重排気管において，外側管の端部に，内側
管の端部外周面とフランジ板の背面とを臨ませる溶接開
口部を設け，この溶接開口部で外側管，内側管及びフラ
ンジ板の三者を溶接したことを第１の特徴とする。

【０００７】この第１の特徴によれば，フランジ板の背
面側に位置する外側管の溶接開口部において外側管，内
側管及びフランジ板の三者を溶接するので，その溶接
時，周囲に溶接スパッタが飛散しても，それが内側管の
内周面やフランジ板の接合面に付着することはない。し
たがって，それらの面を溶接スパッタ付着防止用のカバ
ーで覆う必要もない。

【０００８】また本発明は，上記特徴に加えて，前記溶
接開口部を，外側管の端面に開口する切欠きとしたこと
を第２の特徴とする。

【０００９】この第２の特徴によれば，外側管に溶接開
口部を容易に形成することができる。

【００１０】さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前
記溶接開口部を透孔とし，この透孔にフランジ板の背面
が臨むように外側管をフランジ板の接続孔に嵌合したこ
とを第３の特徴とする。

【００１１】この第３の特徴によれば，前記透孔での溶
接時，溶接肉が該透孔からフランジの接続孔内方へ流出
するのを該透孔の内周面により簡単に防ぐことができ
る。

【００１２】さらにまた本発明は，第２の特徴に加え
て，前記切欠きが開口する，外側管の端面より内側管の
端面を一定長さ突出させると共に，内側管及び外側管を
相互に仮止めし，外側管の端面をフランジ板の背面に衝
合させるように内側管の端部をフランジ板の接続孔に嵌
合したことを第４の特徴とする。

【００１３】この第４の特徴によれば，外側管の上流端
部の端面を上部フランジ板の背面に衝合させることによ
り，内側管の上流端部の接続孔への嵌合深さを規制でき
て，二重排気管の製作精度の向上に寄与し得る。また切
欠きの開口部は上部フランジ板の背面により閉鎖される
ことになるから，溶接肉が切欠きから接続孔の内方へ流
出することもない。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。

【００１５】図１〜図４は本発明の第１実施例を示すも
ので，図１は本発明の二重排気管を備えた排気マニホー
ルドをエンジンへの取付け状態で示す一部縦断側面図，
図２は上記排気マニホールドの正面図，図３は図１の３
部拡大断面図（図４の３−３線断面図），図４は図３の
４矢視図，図５は二重排気管の外側管の斜視図，図６〜
図８は本発明の第２実施例に係る二重排気管を示すもの
で，図６は図３に対応した断面図（図７の６−６線断面
図），図７は図６の７矢視図，図８は二重排気管の外側
管の斜視図，図９及び図１０は本発明の第３実施例に係
る二重排気管を示すもので，図９は図３に対応した断面
図（図１０の９−９線断面図），図１０は図９の１０矢
視図である。

【００１６】先ず本発明の第１実施例の説明から始め
る。

【００１７】図１及び図２において，４気筒エンジンＥ
のシリンダヘッド１の前面に，その気筒に対応して４本
の排気ポート２₁〜２₄が開口しており，これら排気ポ
ート２₁〜２₄から排出される排ガスを誘導する排気マ
ニホールドＭが複数のスタッドボルト３及びナット４に
よりシリンダヘッド１に取付けられる。

【００１８】上記排気マニホールドＭは，前記４本の排
気ポート２₁〜２₄に個別に連通する４本の二重排気管
５₁〜５₄を備えており，これらを図２で左側から第１
〜第４二重排気管と呼ぶことにする。

【００１９】第１〜第４二重排気管５₁〜５₄は上流側
端部に共通の上部フランジ板７を備える。第２及び第３
二重排気管５₂，５₃の下流側端部には第１二重排気集
合管６₁が，また第１及び第４二重排気管５₁５₄の下
流側端部には第２二重排気集合管６₂がそれぞれ接続さ
れる。そして第１及び第２二重排気集合管６₁，６₂の
下流側端部に下部フランジ板８が接続される。上部フラ
ンジ板７は，前記スタッドボルト３及びナット４により
シリンダヘッド１に固着されるものであり，下部フラン
ジ板８には，車両の床下に配置される図示しない共通の
触媒コンバータ（排気浄化装置）に連なる中間排気管２
１が接続される。尚，下部フランジ板８には，上記触媒
コンバータを直接接続することもできる。

【００２０】各二重排気管５₁〜５₄は，内外２重に配
置した内側管１０及び外側管１１を備えるもので，内側
及び外側管１０，１１間には筒状の断熱空間１２が形成
される。内側管１０は薄肉のステンレス鋼管製であり，
外側管１１もステンレス鋼管製であるが，内側管１０よ
りは厚肉である。

【００２１】各二重排気管５₁〜５₄の内側及び外側管
１０，１１の上流端部１０ａ，１１ａは，共に上部フラ
ンジ板７に溶接される（その溶接構造については後述す
る）。また内側管１０の下流側端部には，その内周側か
らの拡径により外周面に隆起する横断面円弧状の環状ビ
ード１４が形成され，この環状ビード１４が外側管１１
の内周面に摺動自在に嵌合される。こうして内側管１０
の下流側端部は，外側管１１に摺動自在に支承される。

【００２２】各二重排気集合管６₁，６₂は，内外二重
に配置した内側集合管１５及び外側集合管１６からなる
もので，内側及び外側集合管１５，１６間にも断熱空間
１７が形成される。内側集合管１５は，薄肉のステンレ
ス鋼板製の一対の内側集合管半体１５ａ，１５ｂの相対
向する端部を相互に重ね，その重ね部全体を溶接して構
成される。その際，内側集合管１５の上流側端部には，
内側二股管１８，１８が形成され，これらに，対応する
２本の前記外側管１１，１１の下流側端部が嵌入され
る。

【００２３】また外側集合管１６もステンレス鋼板製の
一対の外側集合管半体１６ａ，１６ｂの相対向する端部
を相互に重ね，その重ね部全体を溶接して構成される
が，その板厚は内側集合管１５より厚い。この外側集合
管１６の上流側端部には，上記内側二股管１８，１８を
それぞれ覆う外側二股管１９，１９が形成される。この
外側二股管１９，１９の先端部は内側二股管１８，１８
の外周面に嵌合するように縮径され，それらの嵌合部
が，対応する２本の前記外側管１１，１１の下流側端部
外周面に溶接により固着される。

【００２４】外側集合管１６の下流側端部に前記下部フ
ランジ板８が溶接される。また，この外側集合管１６の
下流側端部の内周面には，ステンレスワイヤを編んでな
る環状二つ割りのメッシュ部材２０が溶接により付設さ
れ，このメッシュ部材２０の内周面に内側集合管１５の
下流側端部が摺動自在に嵌合される。こうして内側集合
管１５の下流側端部は，メッシュ部材２０を介して外側
集合管１６に摺動自在に支承される。

【００２５】而して，エンジンＥの作動中，ヒートマス
の小なる内側管１０及び内側集合管１５は，その内部を
流れる高温の排ガスにより加熱されて速やかに昇温し，
これが断熱空間１２，１７により保温される。したがっ
て，後続の排ガスを，その温度低下を抑えながら触媒コ
ンバータへ誘導して，その活性化を促進し，排ガスの浄
化効率を高めることができる。

【００２６】その間に，各二重排気管５₁〜５₄におい
ては，内側管１０に外側管１１側よりも大きな軸方向の
熱伸びが生ずるが，その伸びに伴い内側管１０の下流側
端部外周面の環状ビード１４が，それを支承する外側管
１１の内周面に対して摺動し，内側及び外側管１０，１
１の軸方向の熱伸びの差が吸収される。

【００２７】また各二重排気集合管６₁，６₂において
も，内側集合管１５に外側集合管１６側よりも大きな軸
方向の熱伸びが生ずるが，その伸びに伴い内側集合管１
５の下流側端部が，外側集合管１６に支持されるメッシ
ュ部材２０に対して摺動し，内側及び外側集合管１５，
１６の軸方向の熱伸びの差が吸収される。また内側及び
外側集合管１５，１６の下流側端部は比較的大径である
から，これらの周方向の熱伸びの差も無視できないが，
その差は上記メッシュ部材２０の圧縮変形により吸収さ
れる。

【００２８】さて，各二重排気管５₁〜５₄の内側及び
外側管１０，１１の上流端部１０ａ，１１ａと上部フラ
ンジ板７との溶接構造について，図３〜図５を参照しな
がら説明する。

【００２９】外側管１１の上流端部１１ａには，その周
方向に並んでその端面に開口する溶接開口部としての複
数の切欠き２５が設けられる。また内側管１０の上流端
部１０ａは，全周にわたり外側管１１の上流端部１１ａ
の内周面に密に嵌合すべく拡径される。そして，これら
の上流端部１０ａ，１１ａは，それらの端面を揃えた適
正な嵌合位置を保持すべく周方向数箇所をスポット溶接
２６により互いに仮止めされる。

【００３０】仮止めされた内側及び外側管１０，１１の
上流端部１０ａ，１１ａは，上部フランジ板７に設けら
れた，前記シリンダヘッド１の排気ポート２₁〜２₄に
それぞれ連なる接続孔２７に嵌合され，その嵌合深さ
は，前記切欠き２５の閉塞端側半部が上部フランジ板７
の背面外方に留まるように設定される。こうして，上部
フランジ板７の背面外方に留められた切欠き２５に，そ
れを埋めるようにＭＩＧ溶接２８を施すことにより内側
管１０，外側管１１及び上部フランジ板７の三者が結合
される。また切欠き２５を除く，外側管１１の上流端部
外周面は全て，ＭＩＧ溶接２９により上部フランジ板７
の背面に結合される。こうして内側管１０，外側管１１
及び上部フランジ板７の三者は強固に結合されると共
に，二重排気管５₁〜５₄及び上部フランジ板７間から
の排ガス漏れが阻止される。尚，図４の一部の切欠き２
５は，ＭＩＧ溶接を施す前の状態で示される。

【００３１】ところで，上記ＭＩＧ溶接２８，２９を施
す部分は，全て上部フランジ板７の背面側であるから，
それらの溶接時，周囲に溶接スパッタが飛散しても，そ
れが内側管１０の内周面や上部フランジ板７の，シリン
ダヘッド１に対する接合面に付着することはなく，した
がって，それらの面を溶接スパッタ付着防止用のカバー
で覆う必要もない。これにより溶接作業の能率向上を図
ると共に，高品質の二重排気管５₁〜５₄を得るができ
る。

【００３２】この第１実施例の場合，外側管１１の上流
端部１１ａに多数の切欠き２５を加工することは比較的
容易であるが，各切欠き２５は，外側管１１の端面に開
口しているから，切欠き２５にＭＩＧ端部２８を施す際
には，溶接肉が切欠き２５を通して上部フランジ７の接
続孔２７内方へ流出しないように配慮する必要がある。

【００３３】図６〜図８に示す本発明の第２実施例は，
そのような配慮を不要とするように改良されたもので，
外側管１１の上流端部１１ａに，前記切欠き２５に代る
透孔１２５が設けられる。その他の構成は第１実施例と
同様であり，図中，第１実施例との対応部分には，同一
の参照符号を付して，その説明を省略する。

【００３４】この実施例によれば，溶接開口部を透孔１
２５としたので，この透孔１２５にＭＩＧ端部２８を施
す際，溶接肉が上部フランジ７の接続孔２７内方へ不必
要に流出することを該透孔１２５の内周面により簡単に
防ぐことができる。

【００３５】次に，図９及び図１０により本発明の第３
実施例について説明する。

【００３６】この実施例では，外側管１１の上流端部１
１ａに，第１実施例と同様に，その端面に開口する複数
の切欠き２５が設けられるが，この上流端部１１ａの端
面より内側管１０の上流端部１０ａの端面を一定長さＬ
突出させるように両者の上流端部１０ａ，１１ａを配置
した点，並びに外側管１１の上流端部１１ａの端面を上
部フランジ板７の背面に衝合させるように内側管１０の
上流端部１０ａを上部フランジ板７の接続孔２７に嵌合
した点において第１実施例と相違する。その他の構成は
第１実施例と同様の構成であり，図中，第１実施例との
対応部分には，同一の参照符号を付して，その説明を省
略する。

【００３７】この実施例によれば，外側管１１の上流端
部１１ａの端面を上部フランジ板７の背面に衝合させる
ことにより，内側管１０の上流端部１０ａの接続孔２７
への嵌合深さを規制することができるので，二重排気管
５₁〜５₄の製作精度の向上に寄与し得る。また切欠き
２５の開口部は上部フランジ板７の背面により閉鎖され
ることになるから，この切欠き２５にＭＩＧ端部２８を
施す際に，溶接肉が上部フランジ７の接続孔２７内方へ
流出することもない。

【００３８】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことができる。例えば，各実施例において，内側管１０
及び外側管１１の互いに嵌合する上流端部１０ａ，１１
ａの，仮止めのためのスポット端部２６は，必要に応じ
て省略することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，内外二重に配置される内側管及び外側管の端部を，
フランジ板に設けられた接続孔の周縁部に溶接してなる
二重排気管において，外側管の端部に，内側管の端部外
周面とフランジ板の背面とを臨ませる溶接開口部を設
け，この溶接開口部で外側管，内側管及びフランジ板の
三者を溶接したので，内側管及びフランジ板の三者を溶
接する際，溶接スパッタ付着防止用のカバーを使用せず
とも，内側管の内周面やフランジ板の前面に溶接スパッ
タを付着させることなく，上記三者を確実に溶接するこ
とができ，溶接作業の能率向上と二重排気管の品質向上
を共に図ることができる。

【００４０】また本発明の第２の特徴によれば，前記溶
接開口部を，外側管の端面に開口する切欠きとしたこと
で，外側管への溶接開口部の形成を容易に行うことがで
き，コストの低減に寄与し得る。

【００４１】さらに本発明の第３の特徴によれば，前記
溶接開口部を透孔とし，この透孔にフランジ板の背面が
臨むように外側管をフランジ板の接続孔に嵌合したの
で，透孔での溶接時，溶接肉の接続孔内方への流出を該
透孔の内周面により簡単に防ぐことができる。

【００４２】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，
前記切欠きが開口する，外側管の端面より内側管の端面
を一定長さ突出させると共に，内側管及び外側管を相互
に仮止めし，外側管の端面をフランジ板の背面に衝合さ
せるように内側管の端部をフランジ板の接続孔に嵌合し
たので，内側管の上流端部の接続孔への嵌合深さを簡単
に規制できて，二重排気管の製作精度の向上を図ること
ができ，しかも，切欠きで溶接時，溶接肉の接続孔内方
へ流出をフランジ板の背面により簡単に防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る二重排気管を備えた
排気マニホールドをエンジンへの取付け状態で示す一部
縦断側面図。

【図２】上記排気マニホールドの正面図。

【図３】図１の３部拡大断面図（図４の３−３線断面
図）。

【図４】図３の４矢視図。

【図５】上記二重排気管の外側管の斜視図。

【図６】本発明の第２実施例に係る二重排気管を示す，
図３に対応した断面図（図７の６−６線断面図）。

【図７】図６の７矢視図。

【図８】図６の二重排気管の外側管の斜視図。ドの縦断
正面図。

【図９】本発明の第２実施例に係る二重排気管を示す，
図３に対応した断面図（図１０の９−９線断面図）。

【図１０】図１０は図９の１０矢視図。

【図１１】従来の二重排気管を示す，図３に対応した断
面図。

【符号の説明】

５₁〜５₄・・・二重排気管７・・・・・フランジ１０・・・・内側管１０ａ・・・内側管の端部１１・・・・外側管１１ａ・・・外側管の端部２５・・・・溶接開口部としての切欠き２７・・・・接続孔２８・・・・溶接１２５・・・溶接開口部としての透孔Ｌ・・・・・外側管端面からの内側管端面の突出長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田達己埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者橋本宏埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者石井和夫埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者藤森浩一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者加藤誠司埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者大塩清隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3G004 DA02 DA12 DA14 FA04 GA06 3H111 BA03 CA16 CB27 DA26 DB11 DB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内外二重に配置される内側管（１０）及
び外側管（１１）の端部（１０ａ，１１ａ）を，フラン
ジ板（７）に設けられた接続孔（２７）の周縁部に溶接
してなる二重排気管において，外側管（１１）の端部
（１１ａ）に，内側管（１０）の端部（１０ａ）外周面
とフランジ板（７）の背面とを臨ませる溶接開口部（２
５，１２５）を設け，この溶接開口部（２５，１２５）
で外側管（１１），内側管（１０）及びフランジ板
（７）の三者を溶接（２８）したことを特徴とする，二
重排気管。
【請求項２】請求項１記載の二重排気管において，前
記溶接開口部を，外側管（１１）の端面に開口する切欠
き（２５）としたことを特徴とする，二重排気管。
【請求項３】請求項１記載の二重排気管において，前
記溶接開口部を透孔（１２５）とし，この透孔（１２
５）にフランジ板（７）の背面が臨むように外側管（１
１）をフランジ板（７）の接続孔（２７）に嵌合したこ
とを特徴とする，二重排気管。
【請求項４】請求項２記載の二重排気管において，前
記切欠き（２５）が開口する，外側管（１１）の端面よ
り内側管（１０）の端面を一定長さ（Ｌ）突出させると
共に，内側管（１０）及び外側管（１１）を相互に仮止
めし，外側管（１１）の端面をフランジ板（７）の背面
に衝合させるように内側管（１０）の端部（１０ａ）を
フランジ板（７）の接続孔（２７）に嵌合したことを特
徴とする，二重排気管。