JP2003074339A - 二重管エキゾーストマニホールド - Google Patents
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Abstract
るEGRバルブへの接続管に内管と外管との間の環状空
間に残留するスパッタが混入するのを防止する二重管エ
キゾーストマニホールドの提供。 【解決手段】 内管1と、少なくとも一側縁部を溶接に
より接合して筒状に形成される外管2と、内管1と外管
2との間に形成された環状空間1aに介装される間隔保
持体と、を備え、内管1と外管2の径方向に対向する状
態で開口穴4,6がそれぞれ形成され、開口穴6に排気
ガス還流バルブへの接続管7が接続された二重管エキゾ
ーストマニホールドにおいて、両開口穴4,6の開口縁
部間に形成される環状開口部4aを埋める状態でメッシ
ュ状リング5が内管1と外管2との間に介装されている
こととした。
Description
トマニホールドの内管からEGRバルブへの接続管へ吸
引される排気にスパッタが混入することを防止できる二
重管エキゾーストマニホールドに関する。
8に示すように、内管101とその外周を覆う断熱用の
外管102との二重管構造となっている。そして、前記
外管102は、2分割された両分割外管102a,10
2bの両重ね合わせ部102c,102dを互いに重ね
合わせて溶接102eにより接続一体化して組み付けら
れる。
は、排気の一部をエンジンの吸気系に戻すための排気ガ
ス還流バルブ(以下EGRバルブと称す)への接続管が
接続されており、このEGRバルブへの接続管と二重管
エキゾーストマニホールドの接続方法としては、二重管
エキゾーストマニホールドに直接EGRバルブへの接続
管が接続されるタイプと二重管エキゾーストマニホール
ドの出口側に装着される接続部材にEGRバルブへの接
続管が接続されるタイプとがある。前者のタイプは、図
9(イ)に示すように、内管101と外管102に径方
向に連続した開口穴104,105が形成され、この開
口穴105と連通した状態でEGRバルブへの接続管1
03が接続される構成により内管101を通過する排気
の一部が両開口穴104,105を介してEGRバルブ
への接続管103へ吸引されるようになっている。一
方、後者のタイプは、図9(ロ)に示すように、二重管
エキゾーストマニホールドの出口側と触媒(図示せず)
との間にEGRバルブへの接続管103が接続された接
続部材106が装着される構成により内管101を通過
する排気の一部がEGRバルブへの接続管103へ吸引
されるようになっている。なお、図9において、100
は内管101と外管102との間に断熱空間を確保する
ための間隔保持体である。
うに、従来の二重管エキゾーストマニホールドにあって
は、2分割された両分割外管102a,102bの両重
ね合わせ部102c,102dを溶接により接続一体化
する構造上、両重ね合わせ部102c,102dを溶接
する際に、スパッタ107が両重ね合わせ部102c,
102dの隙間から外管102の内部に飛散し、内管1
01の外側や外管102の内側に付着する。このスパッ
タ107は、溶接後に木製のハンマなどで叩いてある程
度除去することはできるが、完全に除去することは不可
能であるため、二重管エキゾーストマニホールドは、内
管101と外管102の間の環状空間101aに一部の
スパッタ107が残ったままの状態で車体に組み付けら
れる。そして、エンジン運転時に排気によって管内が高
温になると、残留したスパッタ107が熱と振動により
溶けて剥離し、内管101からEGRバルブへの接続管
103へ吸引される排気に混入してしまい、EGRバル
ブに衝突してバルブの軸を変形させたり、バルブに噛み
込んでEGRバルブの正確な作動を妨げたりする虞があ
るという問題点があった。なお、現在のEGRバルブは
小型軽量化された電子制御式が主流であり、微量のスパ
ッタでも誤作動や破損を招く要因となる。さらに、EG
Rバルブを通過したスパッタ107はエンジンの吸気系
に侵入してエンジン内部に入るため、エンジンに不具合
が起きる虞があるという問題点があった。
エキゾーストマニホールドの内管からEGRバルブへの
接続管へ吸引される排気を内管と外管との間の環状空間
と遮断するメッシュ状リングを備えることにより環状空
間に残留するスパッタが内管からEGRバルブへの接続
管へ吸引される排気に混入することを防止できる二重管
エキゾーストマニホールドを提供することにある。ま
た、本発明の二重管エキゾーストマニホールドは、外管
を溶接により接合する際に、EGRバルブへの接続管が
接続される開口穴近傍の内管と外管との間にスパッタが
残留することを完全に防止できることを目的としてい
る。
請求項1記載の発明では、内管と、少なくとも一側縁部
を溶接により接合して筒状に形成される外管と、前記内
管と外管との間に形成された環状空間に介装される間隔
保持体と、を備え、前記内管と外管に径方向に対向する
状態で開口穴がそれぞれ形成され、前記外管側の開口穴
に排気ガス還流バルブへの接続管が接続された二重管エ
キゾーストマニホールドにおいて、前記両開口穴の開口
縁部間に形成される環状開口部を埋める状態でメッシュ
状リングが内管と外管との間に介装されている手段とし
た。
も一側縁部を溶接により接合して筒状に形成される外管
と、前記内管と外管との間に形成された環状空間に介装
される間隔保持体と、を備え、前記内管と外管に径方向
に対向する状態で開口穴がそれぞれ形成され、前記外管
側の開口穴に排気ガス還流バルブへの接続管が接続され
た二重管エキゾーストマニホールドにおいて、前記両開
口穴の間に形成された空間を囲繞し、この空間と前記外
管の側縁溶接部とを仕切るメッシュ状シールが、前記外
管の側縁に沿って内管と外管との間に介装されている手
段とした。
重管エキゾーストマニホールドにおいて、前記メッシュ
状シールが間隔保持体を兼ねている手段とした。
ずれか1項に記載の二重管エキゾーストマニホールドに
おいて、前記排気ガス還流バルブへの接続管の先端部
が、前記内管と非接触の状態で外管と内管との間の空間
に突出している手段とした。
も一側縁部を溶接により接合して筒状に形成される外管
と、前記内管と外管との間に形成された環状空間に介装
される間隔保持体と、を備え、出口側に接続された接続
部材に排気ガス還流バルブへの接続管が接続された二重
管エキゾーストマニホールドにおいて、出口側端部近傍
に前記環状空間を埋める状態でメッシュ状リングが介装
されている手段とした。
うに、両開口穴の開口縁部間に形成される環状開口部を
埋める状態でメッシュ状リングが内管と外管との間に介
装されているため、環状空間に残留するスパッタが内管
から排気ガス還流バルブへの接続管へ吸引される排気に
混入することが回避される。従って、従来のように環状
空間に残留するスパッタが、内管から排気ガス還流バル
ブへの接続管へ吸引される排気と混入し、排気ガス還流
バルブに衝突してバルブの軸を変形させたり、バルブに
噛み込んで排気ガス還流バルブの正確な作動を妨げたり
するなどの支障がなく、排気ガス還流バルブの保護と正
確な作動が可能になるという効果が得られる。さらに、
排気ガス還流バルブを通過したスパッタがエンジンの吸
気系に侵入し、エンジンに不具合が生じるということも
ない。
両開口穴の間に形成された空間を囲繞し、この空間と前
記外管の側縁溶接部とを仕切るメッシュ状シールが、前
記外管の側縁に沿って内管と外管との間に介装されてい
るため、外管を溶接にて接合する際、開口穴近傍にスパ
ッタが残留するのを阻止して排気ガス還流バルブへのス
パッタ混入を防止することができる。また、メッシュ状
シールに囲繞された空間内にO2センサ等を取り付ける
ことにより、O2センサ等がスパッタに影響を受けるの
を阻止することができる。
に、メッシュ状シールが間隔保持体を兼ねているので、
部品点数の増加を伴うことなく排気ガス還流バルブへの
スパッタ混入を防止することができる。
排気ガス還流バルブへの接続管の先端が、内管と外管と
の間の空間に突出しているため、内管と外管との間の空
間に残留するスパッタの排気ガス還流バルブへの侵入経
路を狭くしてスパッタの排気ガス還流バルブへの流入を
さらに抑制できると同時に、排気の一部をよりスムーズ
に排気ガス還流バルブへの接続管に導くことができる。
さらに、排気ガス還流バルブへの接続管が内管と非接触
状態に設けられているので、内管の熱歪みに対する拘束
や熱疲労による寿命の低下、騒音の発生などを招くこと
がない。
出口側端部近傍に環状空間を埋める状態でメッシュ状リ
ングが介装されているため、環状空間に残留するスパッ
タが排気に混入することが回避される。従って、従来の
ように環状空間に残留するスパッタが内管から排気ガス
還流バルブへの接続管へ吸引される排気に混入し、排気
ガス還流バルブに衝突してバルブの軸を変形させたり、
バルブに噛み込んで排気ガス還流バルブの正確な作動を
妨げるなどの支障がなく、排気ガス還流バルブの正確な
作動が可能となり信頼性が向上する。
に基づいて詳細に説明する。 <実施の形態1>本実施の形態の二重管エキゾーストマ
ニホールドAは、二重管エキゾーストマニホールドに直
接排気ガス還流バルブへの接続管が接続されるタイプで
あり、請求項1の発明に対応する。図1は本実施の形態
の二重管エキゾーストマニホールドAの横断面図、図2
は図1のa−a線における縦断側面図である。
エキゾーストマニホールドAは、エンジンと触媒との間
の排気系に装着されるもので、内管1と、外管2と、間
隔保持体3と、EGRバルブへの接続管7と、メッシュ
状リング5を主な構成としている。
マニホールドAの構造を説明する。二重管エキゾースト
マニホールドAは、車の浄化性能をより高めるために排
気系の中に備えた触媒を、エンジンからの排気を利用し
てより早く暖めて浄化機能を早期に発揮させるために、
図1,2に示すように、内管1とその外周を覆う断熱用
の外管2との二重管構造に構成され、内管1と外管2の
間の環状空間1aには間隔保持体3が介装されている。
そして、この間隔保持体3は、内管1と外管2に接触す
る関係で、熱伝導が極力少なくなるように、0.25mm
程度の細い線径のステンレス製メッシュが用いられてい
る。
(板厚0.5〜0.8mm)の円形パイプ部材が用いられ
る一方、外管2は上下方向(径方向)に2分割された2
つの分割外管2a,2bで構成され、この両分割外管2
a,2bは内管2よりは肉厚(板厚1.5〜2.0mm)
のステンレス製板材をプレス加工することにより略半円
状に形成されている。
ルドAの内管1の後端側には、開口穴4が形成されると
共に、この開口穴4の外周縁を覆った状態でメッシュ状
リング5が内管1とスポット溶接によって固定されてい
る。前記メッシュ状リング5は、例えば0.25mm程度
の細い線径のステンレス製メッシュが用いられ、外管3
の内側に当接する厚みを有して形成されている。さら
に、前記開口穴4と連通して外管2には開口穴6が形成
されると共に、この開口穴6と連通した状態でEGRバ
ルブへの接続管7が接続されている。よって、前記メッ
シュ状リング5は、両開口穴4,6の開口縁部間に形成
される環状開口部4aを埋める状態で内管1と外管2と
の間に介装されている。
ールドAの組み付け行程を説明する。この発明の実施の
形態の二重管エキゾーストマニホールドAは、上述のよ
うに構成されるため、二重管エキゾーストマニホールド
Aの組み付けに際しては、先ず、内管1の外周所定位置
に間隔保持体3を装着し、この各間隔保持体3をスポッ
ト溶接によって内管1の外周に固定状態とする。
を間隔保持体3の外周面とメッシュ状リング5に当接さ
せ、両開口穴4,6が連通した状態となるように互いに
径方向に重ね合わせて両重ね合わせ部2c,2dを溶接
2eして組み付けを完了する。
ールドAにあっては、上述のように、両分割外管2a,
2bの両重ね合わせ部2c,2dを溶接2eにより接続
一体化する構造上、両重ね合わせ部2c,2dを溶接す
る際に、スパッタ8が両重ね合わせ部2c,2dの隙間
から飛散して内管1の外側や外管2の内側に付着する。
この付着したスパッタ8は、溶接後に木製のハンマなど
で叩いてある程度除去することはできるが、完全に除去
することは不可能であるため、二重管エキゾーストマニ
ホールドAは車体に組み付られた後も一部のスパッタ8
が環状空間1aに残留している。
ると残留したスパッタ8は熱と振動により溶けて剥離
し、内管1からEGRバルブへの接続管7へ吸引される
排気に混入しようとする。しかし、本実施の形態の二重
管エキゾーストマニホールドAにあっては、メッシュ状
リング5が両開口穴4,6の開口縁部間に形成される環
状開口部4aを埋める状態で介装されているため、環状
空間1aに残留するスパッタ8が内管1からEGRバル
ブへの接続管7へ吸引される排気に混入することが回避
される。
続管7へ侵入し、EGRバルブに衝突してバルブの軸を
変形させたり、バルブに噛み込んでEGRバルブの正確
な作動を妨げることはない。
および3に対応する実施の形態2について説明する。本
実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドBは、上
述した実施の形態1のメッシュ状リング5に代えて、外
管の溶接縁部内側に沿って、かつ、前記外管と内管の両
開口穴の間に形成される空間を囲繞するメッシュ状シー
ルが内管と外管との間に介装されている点で実施の形態
1と異なる。さらに、本実施の形態は、実施の形態1の
間隔保持体3が省略され、前記メッシュ状リング5が間
隔保持体を兼用している点においても実施の形態1と異
なる。
マニホールドBの外管2の組み付け前の斜視図、図4は
実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドBの縦断
面図である。本実施の形態の二重管エキゾーストマニホ
ールドBは、二重管エキゾーストマニホールドの側面に
直接EGRバルブへの接続管が接続されるタイプであ
り、従来の技術でも説明したように、内管101と外管
102との間にスパッタ107が発生して残留する原因
として、両重ね合わせ部102c,102dを溶接する
際に、スパッタ107が両重ね合わせ部102c,10
2dの隙間から飛散して内管101の外側や外管102
の内側に付着することが挙げられる(図8,9参照)。
トマニホールドBは、内管1と外管2との間におけるス
パッタの発生と残留を防止するため、図3,4に示すよ
うに、外管2の溶接縁部内側2fに沿って、かつ、前記
外管2側の開口穴6を囲繞した状態でメッシュ状シール
5aが内管1と外管2との間に介装された構成となって
いる。
25mm程度の細い線径のステンレス製メッシュが用いら
れ、組み付け時に内管1の外側に当接する厚みを有して
形成され、外管2とスポット溶接によって固定されてい
る。
マニホールドBの組み付け行程については、両分割外管
2a,2bを接合一体化する前にメッシュ状シール5a
を所定位置に固定し、このメッシュ状シール5aを内管
1の外側に当接した状態で両重ね合わせ部2c,2dを
溶接すること以外は、実施の形態1と同じである。
ールドBでは、両重ね合わせ部2c,2dを溶接2eに
て接合する際、両重ね合わせ部2c,2dの隙間から外
管2の内側(内管1と外管2との間の空間)へスパッタ
が侵入しようとしたとき、外管2の溶接縁部内側2fに
沿って内管1と外管2との間に介装されたメッシュ状シ
ール5aによってスパッタの侵入が抑制される。
穴4と開口穴6との間に形成された空間を囲繞した状態
で内管1と外管2との間に介装されているため、開口穴
6近傍の内管1と外管2との間の空間にスパッタが残留
することがなく、内管1からEGRバルブへの接続管7
へ吸引される排気にスパッタが混入するのを完全に防止
できる。加えて、前記メッシュ状リング5は内管1と外
管2との間の環状空間1aに介装される間隔保持体を兼
用しているため、従来品と同一の部品点数でEGRバル
ブ管へのスパッタの混入を防止することができる。
に対応する実施の形態3について説明する。本実施の形
態の二重管エキゾーストマニホールドCは、EGRバル
ブへの接続管の先端が内管と外管との間に突出している
点で実施の形態1と異なる。
マニホールドCのEGRバルブへの接続管を示す横断面
図である。図に示すように、本実施の形態の二重管エキ
ゾーストマニホールドCは、EGRバルブへの接続管7
bの先端部7cが内管1と外管2との間に突出した状態
で、外管2の開口穴6に接続された構造となっている。
7cは、外管2の開口穴6に接続された状態で内管1と
の間に2mm程度の隙間が設定されている。この隙間
は、内管1が排気熱により膨張した際に、先端部7cと
内管1との接触を回避するためのもので、このような構
造とすることで、内管1の熱歪みに対する拘束や熱疲労
による寿命の低下、騒音の発生を防止することができる
ものである。
ールドは、EGRバルブへの接続管7bの先端部7c
が、内管1と外管2との間の空間に設けられているた
め、内管1と外管2との間の空間に残留するスパッタの
EGRバルブへの接続管7bへの侵入経路を狭くしてス
パッタのEGRバルブへの流入をさらに抑制できる一
方、排気の一部をよりスムーズにEGRバルブへの接続
管7bに導くことができる。
2の開口穴6に溶接にて接合する場合など、他の要因に
よる微量の異物が生じた場合においても、EGRバルブ
への接続管7bに異物が混入しにくくなる。
に対応する実施の形態4について説明する。本実施の形
態の二重管エキゾーストマニホールドDは、二重管エキ
ゾーストマニホールドの出口側に装着される接続部材に
EGRバルブへの接続管が接続されるタイプである。
マニホールドDの横断面図である。図6に示すように、
本実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドDは、
EGRバルブへの接続管7が二重管エキゾーストマニホ
ールドDの出口側に接続部材9を介して接続されている
構成となっている。そして、前記二重管エキゾーストマ
ニホールドDの出口側端部近傍の内管1と外管2の間の
環状空間1aには、各間隔保持体3,3を挟んでメッシ
ュ状リング10が内管1の外側と外管2の内側に当接さ
れ、かつ、各間隔保持体3,3の間で二重管エキゾース
トマニホールドDの軸方向摺動可能な状態で介装されて
いる。また、前記メッシュ状リング10は、例えば0.
25mm程度の細い線径のステンレス製メッシュが用いら
れ、外管3の内側に当接する厚みを有して形成されてい
る。
マニホールドDの組み付け行程については、両分割外管
2a,2bを接合一体化する前にメッシュ状リング10
を所定位置に介装し、内管1の外側と外管2の内側に当
接した状態で両重ね合わせ部2c,2dを溶接すること
以外は、実施の形態1と同様であるため、その説明は省
略する。
ールドDは、実施の形態1と同様に車体に組み付けられ
た後も環状空間1aにスパッタ8が残留している。そし
て、エンジン運転時にスパッタ8は溶けて剥離するが、
本実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドDにあ
っては、上述のように、メッシュ状リング10が二重管
エキゾーストマニホールドDの出口側端部近傍に環状空
間1aを埋める状態で介装されているため、環状空間1
aに残留するスパッタ8が内管1からEGRバルブへの
接続管7へ吸引される排気に混入することが回避され
る。
バルブへの接続管7に侵入し、EGRバルブと衝突して
EGRバルブの軸を曲げるなどの支障がなく、EGRバ
ルブの正確な作動が可能となり信頼性が向上する。
10は、間隔保持体3,3の間で二重管エキゾーストマ
ニホールドDの軸方向摺動可能に介装されているため、
内管1が熱膨張して外管2に対して摺動した場合、メッ
シュ状リング10が間隔保持体3,3の間で軸方向に摺
動することで柔軟に対応できると共に、二重管エキゾー
ストマニホールドDの入り口側に移動することが防止さ
れる。
が、本発明の具体的な構成は実施の形態に限定されるも
のではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等
があっても本発明に含まれる。
5は、開口穴4の外周縁を覆った状態で内管1とスポッ
ト溶接により接合される構造としたが、内管1が熱膨張
して外管2に対して摺動することへの対応策として、メ
ッシュ状リング5の外径を大きく形成したり、内管1に
対して軸方向摺動可能に固定したりすることは容易に考
えられる。
5aは、EGRバルブへの接続管7を接続する外管2の
開口穴6を囲繞したものについて説明したが、図7に示
すように、内管1からの排気にスパッタや異物が混入し
た際に影響が考えられるO2センサなどの各種センサの
取付穴11を開口穴6に近接して設けることで、スパッ
タから受ける影響をなくすことができる。
ニホールドAの横断面図である。
である。
ドBの外管2の組み付け前の斜視図である。
ドBの縦断面図である。
ドCのEGRへの接続管7bの横断面図である。
ドDの横断面図である。
ドBにおいて、各種センサの取付穴11を付近に設けた
場合を示す図である。
縦断面図である。
るEGRバルブへの接続管が、二重管エキゾーストマニ
ホールドに直接接続されるタイプの横断面図(イ)、二
重管エキゾーストマニホールドの出口側に接続されるタ
イプの横断面図(ロ)である。
Claims (5)
- 【請求項1】 内管と、少なくとも一側縁部を溶接によ
り接合して筒状に形成される外管と、前記内管と外管と
の間に形成された環状空間に介装される間隔保持体と、
を備え、 前記内管と外管に径方向に対向する状態で開口穴がそれ
ぞれ形成され、前記外管側の開口穴に排気ガス還流バル
ブへの接続管が接続された二重管エキゾーストマニホー
ルドにおいて、 前記両開口穴の開口縁部間に形成される環状開口部を埋
める状態でメッシュ状リングが内管と外管との間に介装
されていることを特徴とする二重管エキゾーストマニホ
ールド。 - 【請求項2】 内管と、少なくとも一側縁部を溶接によ
り接合して筒状に形成される外管と、前記内管と外管と
の間に形成された環状空間に介装される間隔保持体と、
を備え、 前記内管と外管に径方向に対向する状態で開口穴がそれ
ぞれ形成され、前記外管側の開口穴に排気ガス還流バル
ブへの接続管が接続された二重管エキゾーストマニホー
ルドにおいて、 前記両開口穴の間に形成された空間を囲繞し、この空間
と前記外管の側縁溶接部とを仕切るメッシュ状シール
が、前記外管の側縁に沿って内管と外管との間に介装さ
れていることを特徴とする二重管エキゾーストマニホー
ルド。 - 【請求項3】 前記メッシュ状シールが間隔保持体を兼
ねていることを特徴とする請求項2記載の二重管エキゾ
ーストマニホールド。 - 【請求項4】 前記排気ガス還流バルブへの接続管の先
端部が、前記内管と非接触の状態で外管と内管との間の
空間に突出していることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の二重管エキゾーストマニホールド。 - 【請求項5】 内管と、少なくとも一側縁部を溶接によ
り接合して筒状に形成される外管と、前記内管と外管と
の間に形成された環状空間に介装される間隔保持体と、
を備え、 出口側に接続された接続部材に排気ガス還流バルブへの
接続管が接続された二重管エキゾーストマニホールドに
おいて、 出口側端部近傍に前記環状空間を埋める状態でメッシュ
状リングが介装されていることを特徴とする二重管エキ
ゾーストマニホールド。
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