JP2004011499A - エキゾーストマニホルド - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを下げることができる簡易な構成のエキゾーストマニホルドを提供する。
【解決手段】一面が開口した略箱状のマニホルド本体部４と、シリンダヘッドに取り付けるヘッドフランジ２との間にストレートシート３を挟みこんで、マニホルド本体部４の開口縁と、ストレートシート３の外周縁と、ヘッドフランジ２の面との溶接を行う。ストレートシート３をヘッドフランジ２の面上に設けたことにより、マニホルド本体部４内の排気ガスがヘッドフランジ２の面に直接触れることがない。よってヘッドフランジ２に鉄鋼材などの安価な部材を用いることができる。ヘッドフランジ２とマニホルド本体部４とを連続した溶接により接合させるので、熱や振動による応力が分散し、耐久性が向上する。溶接を一回で行えるため、製造コストの低減を図ることができる。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンから排出される排気ガスを排気管へ導出するエキゾーストマニホルドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エキゾーストマニホルドはダイキャスト製のものが多く使用されていたが、肉厚を薄くすることが困難であったため、次のような不都合があった。通常、エキゾーストマニホルドの下流側には排気浄化触媒装置が取り付けられているが、この触媒は所定温度に達したときに初めて反応するものであるため、エキゾーストマニホルドが冷えているエンジン始動直後においては、排気熱がエキゾーストマニホルドに奪われ、すばやく触媒装置を加熱することができなかった。
【０００３】
この場合、エキゾーストマニホルドの熱容量が小さければ、排気熱の多くがエキゾーストマニホルドに奪われることがなくなり、触媒装置が所定温度に達するまでの時間が短くなる。よって、熱容量を小さくするためエキゾーストマニホルドの肉厚はできるだけ薄くすることが望まれていた。
【０００４】
かかる観点からダイキャスト製に代えて、エキゾーストマニホルドを上下に分割して上ケースと下ケースに分け、これらをプレス成形により肉薄に形成し、両者を互いに溶接したエキゾーストマニホルドがある。このような従来例として例えば、特開平６−２８０５５７号公報に記載されたエキゾーストマニホルドがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成にあっては、上ケースと下ケース、およびエンジンのシリンダヘッドに取り付けるためのフランジとの溶接工程があり、製造工程が長く、製造コストを十分に下げることができないといった問題があった。
【０００６】
したがって本発明は上記の問題点に鑑み、製造コストを下げることができる簡易な構成のエキゾーストマニホルドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、シリンダヘッドの排気ポートと対応する位置に排気穴を有するヘッドフランジと、ヘッドフランジに設けられた排気穴と対応する位置に穴部を有するストレートシートと、一面を開口して略箱状に形成され、排気ガスを排出する排気排出穴を有するマニホルド本体部とを備え、ストレートシートをヘッドフランジに重ねて、マニホルド本体部の開口縁をストレートシートに当接させ、マニホルド本体部の開口縁とストレートシートとヘッドフランジとを同時に溶接して形成するものとした。
請求項２記載の発明は、ヘッドフランジが、鉄鋼材であるものとした。
請求項３記載の発明は、ストレートシートが、ステンレス材であるものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１、図２、図３および図４は実施の形態を示す図である。
図１は上面図である。また図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図を示し、図３は図２におけるＢ−Ｂ断面図を示す。さらに図４は一部破断斜視図である。
ストレートシート３とマニホルド本体部４がヘッドフランジ２に重ねて溶接されて、エキゾーストマニホルド１を形成している。またマニホルド本体部４はパイプ取付用フランジ５を有している。
マニホルド本体部４は、板厚２ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ４３０）をプレス加工することによって、一面が開口した略箱状に形成されている。マニホルド本体部４は、その開口縁を外方に折り曲げて形成した本体フランジ８を有する。
【０００９】
とくに図２に示すように、マニホルド本体部４に排気排出穴１２を設け、排気排出穴１２の端縁は外方に立ち上げられてリング部１５を形成している。リング部１５に、排気管等のパイプまたは排気浄化装置（図示せず）を取り付けるためのパイプ取付用フランジ５が取り付けられている。
パイプ取付用フランジ５は、リング部１５の外周と整合する内周のフランジ穴１１を有し、厚さ８ｍｍの鉄鋼材（ＳＳ４００）で形成されている。フランジ穴１１に、リング部１５を２ｍｍ差し込み、フランジ穴１１の内側からリング部１５の周端縁とフランジ穴１１の内面とを溶接する。パイプ取付用フランジ５には、排気管等のパイプまたは排気浄化装置を取り付けるためのスタッドボルト１３を備える。
【００１０】
ヘッドフランジ２は厚さ７．５ｍｍの鉄鋼材（ＳＳ４００）からなり、図３に示すようにエンジンのシリンダヘッド１６の排気ポート１７と対応する位置に排気穴９を有している。またヘッドフランジ２は外周にそって、エンジンヘッドに取り付けるためのボルト挿通孔７を備える。マニホルド本体部４は、ボルト挿通孔７と対応する位置に凹部１４が設けられ、ボルト挿通孔７にボルトを差し込みエンジンヘッドに固定する際の工具等の接触を防ぐ。
またマニホルド本体部４の端部に穴を設け、該穴と整合させてＥＧＲ（排気ガス再循環装置）導出管６を溶接により取り付ける。
【００１１】
ストレートシート３は、厚さ１ｍｍのステンレス板からなり、本体フランジ８の外周縁と整合した形状に形成されている。ストレートシート３は、排気穴９と対応する位置に穴部１０を有する。穴部１０は排気穴９の周縁よりも０．５ｍｍ大きく形成され、排気穴９から流れ出る排気ガス流の妨げとならないようにしてある。ストレートシート３は、高温の排気ガスによるヘッドフランジ２の酸化を防止するためのものであり、最も安価なステンレス板の選択が可能である。
【００１２】
ヘッドフランジ２にストレートシート３を重ね、ヘッドフランジ２とストレートシート３がずれないように溶接点１８でスポット溶接をする。その後ストレートシート３の外周縁と本体フランジ８の外周縁とが整合するように、マニホルド本体部４をストレートシート３に重ね、本体フランジ８の外周縁に沿って、同時に本体フランジ８の外周縁とストレートシート３の外周縁とヘッドフランジ２の面との連続した溶接を行う。ヘッドフランジ２とストレートシート３がスポット溶接されていることにより、エキゾーストマニホルド１の使用時にもヘッドフランジ２とストレートシート３の浮きが防止される。
【００１３】
次に作用について説明する。
エンジンのシリンダごとに設けられた排気ポート１７から排出された排気ガスは、ヘッドフランジ２に設けられた排気穴９、およびストレートシート３に設けられた穴部１０を通じてマニホルド本体部４に導入される。マニホルド本体部４に導入された排気ガスは、排気排出穴１２およびフランジ穴１１を通過し、パイプ取付用フランジ５に接続された図示しない排気管等のパイプまたは排気浄化装置へ流れる。
【００１４】
本実施例は以上のように構成され、マニホルド本体部４を一面が開口した略箱状に形成し、ヘッドフランジ２にストレートシート３とマニホルド本体部４を重ね、本体フランジ８の外周縁に沿って、同時に本体フランジ８の外周縁とストレートシート３の外周縁とヘッドフランジ２の面との連続した溶接を行う。よって溶接工程が一回で済み、製造工程が少なくなり製造原価を低減することができる。またヘッドフランジ２とマニホルド本体部４とを、連続した溶接により接合することができるので、熱や振動による応力が分散し、エキゾーストマニホルド１の耐久性が向上する。
【００１５】
ヘッドフランジ２の面上にストレートシート３を備えたことにより、エンジンの排気ポートからマニホルド本体部４内に放出された高温の排気ガスによる、ヘッドフランジ２の面の酸化を防止することができる。これによりヘッドフランジ２に、熱による酸化に強いステンレス等の高価な部材を用いる必要がなく、安価な鉄鋼材を用いることができる。またストレートシート３も、ヘッドフランジ２をカバーして酸化を防止するだけであるので、強度が低く安価なステンレス材（ＳＵＳ４０９）などを用いることができる。これらにより、材料コストの低減を図った、簡易な構成のエキゾーストマニホルドを提供することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、各種の形態で実施できることはいうまでもない。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、一面を開口した略箱状のマニホルド本体部とヘッドフランジとの溶接を、マニホルド本体部の開口縁に沿って一回で行うことができるので、溶接工程を少なくすることができ、製造コストの低減を図ることができる。またヘッドフランジ、ストレートシートおよびマニホルド本体部を連続した溶接によって接合させることにより、熱や振動による応力が分散し耐久性が向上する。またヘッドフランジのマニホルド本体部側の面上にストレートシートを備えることにより、マニホルド本体部内部の高温の排気ガスが直接ヘッドフランジに触れることがなくなり、ヘッドフランジの面の熱による酸化を防止することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、マニホルド本体部内部の高温の排気ガスが直接ヘッドフランジに触れることがないので、ヘッドフランジの材料として鉄鋼材を用いることができる。よってエキゾーストマニホルドのコストダウンを図ることができる。
請求項３記載の発明によれば、ヘッドフランジのマニホルド本体部側の面を覆うストレートシートに、ステンレス材を用いたので、ヘッドフランジの面が高温の排気ガスによって酸化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す上面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】エキゾーストマニホルドを示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　エキゾーストマニホルド
２　　ヘッドフランジ
３　　ストレートシート
４　　マニホルド本体部
５　　パイプ取付用フランジ
８　　本体フランジ

Claims (3)

1. シリンダヘッドの排気ポートと対応する位置に排気穴を有するヘッドフランジと、
   前記ヘッドフランジに設けられた排気穴と対応する位置に穴部を有するストレートシートと、
   一面を開口して略箱状に形成され、排気ガスを排出する排気排出穴を有するマニホルド本体部とを備え、
   前記ストレートシートをヘッドフランジに重ねて、前記マニホルド本体部の開口縁をストレートシートに当接させ、前記マニホルド本体部の開口縁と前記ストレートシートとヘッドフランジとを同時に溶接して形成したことを特徴とするエキゾーストマニホルド。
2. 前記ヘッドフランジは、鉄鋼材であることを特徴とする請求項１記載のエキゾーストマニホルド。
3. 前記ストレートシートは、ステンレス材であることを特徴とする請求項１または２記載のエキゾーストマニホルド。

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