JP2004339938A

JP2004339938A - 内燃機関用管体

Info

Publication number: JP2004339938A
Application number: JP2003133894A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ono; 拓也小野
Original assignee: Sakamoto Ind Co Ltd
Current assignee: Sakamoto Ind Co Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】集合管に対する分岐管の挿入長さを適宜に調節することができ、しかも集合管の内周面と分岐管の外周面との間に隙間が形成されることを防止することができる内燃機関用管体を提供する。
【解決手段】集合管２０の先端部には、断面長円状をなす嵌合部２２を形成する。嵌合部２２の断面形状及び寸法は、その長手方向の各部で一定にする。分岐管３０，４０の先端部には、ストレート管部３３，４３を形成する。ストレート管部３３，４３の断面形状及び寸法は、その長手方向の各部で一定にする。ストレート管部３３，４３は、当接平面３２，４３どうしを互いに接触させた状態で嵌合部２２に嵌合固定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、集合管の一端部に複数の分岐管が嵌合固定されてなる、排気管その他の内燃機関用管体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来の内燃機関用管体の一例を示す。この内燃機関用管体１は、排気管の一部として用いられるものであり、集合管２と、二つの分岐管３，４とを備えている。集合管２は、断面円形をなしているが、その先端部（分岐管３，４側の端部）には拡大部２ａと嵌合部２ｂとが、基端側から先端側へ向って順次形成されている。拡大部２ａは、断面長円状をなしている。しかも、拡大部２ａは、短軸方向の長さは一定であるが、長軸方向の長さが先端側へ向うにしたがって長くなっている。この結果、拡大部２ａの長軸方向における両端部は、テーパ状をなしている。嵌合部２ｂは、長軸方向の長さの長くなる割合が拡大部２ａより小さくなっている点を除き、拡大部２ａと同様に形成されている。したがって、嵌合部２ｂの長軸方向における両端部もテーパ状をなしている。
【０００３】
分岐管３，４は、断面円形に形成されているが、先端部（集合管２側の端部）には挿入部３ａ，４ａがそれぞれ形成されている。挿入部３ａ，４ａは、断面「Ｄ」字状をなしており、それぞれの外周面の互いに対向する一側部には当接平面３ｂ，４ｂが形成されている。当接平面３ｂ，４ｂは、分岐管３，４の軸線に対して傾斜している。当接平面３ｂ，４ｂの傾斜角度は、嵌合部２ｂの長軸方向における両端部の傾斜角度と同一に設定されている。
【０００４】
挿入部３ａ，４ａは、当接平面３ｂ，４ｂを互いに接触させると、断面形状が嵌合部２ｂとほぼ相似な形状になる。しかも、挿入部３ａ，４ａの当接平面３ｂ，４ｂと逆側の外周面はテーパ状になり、そのテーパ角度は嵌合部２ｂのテーパ角度と同一になる。この結果、挿入部３ａ，４ａが嵌合部２ｂに挿入可能になっている。そして、挿入部３ａ，４ａは、長軸方向の両端部が嵌合部２ｂの長軸方向の両端部に隙間なく嵌り込むまで挿入された後、嵌合部２ｂに溶接固定されるとともに、互いに溶接固定されることにより、分岐管部３，４が集合管２に連結固定されている。なお、挿入部３ａ，４ａを溶接するとき、分岐管３，４の基端側部分が当接平面３ｂ，４ｂの傾斜角度の分だけ後方へ向うにしたがって漸次互いに離れるので、溶接を容易に行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１７７３４号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の管体１においては、嵌合部２ｂの内周面の長軸方向における両端部をテーパ状にするとともに、分岐管３，４の挿入部３ａ，４ａの長軸方向における両端部をテーパ状にしているため、嵌合部２ｂに対する挿入部３ａ，４ａの挿入長さが各管体１毎に大きくばらついてしまい、その結果管体１の全長（管体１の軸線方向における長さ）に誤差が生じるという問題があった。逆に、管体１の全長を一定にするために、挿入部３ａ，４ａの嵌合部２ｂに対する挿入長さを一定にしようとする、挿入部３ａ，４ａを嵌合部２ｂに挿入することができなかったり、嵌合部２ｂの長軸方向における両端部と各挿入部３ａ，４ａとの間に比較的大きな隙間が生じてしまうことがあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、一端部に断面長孔状をなす嵌合部が形成された集合管と、上記嵌合部の断面における長手方向の両端部に一端部がそれぞれ挿入された二つの分岐管とを備え、上記二つの分岐管がその一端側から他端側へ向かうにしたがって互いに離間するように、上記嵌合部の軸線に対して傾斜させられ、上記二つの分岐管の外周面の互いに対向する側部が上記嵌合部の軸線と平行な当接平面とされた内燃機関用管体において、上記嵌合部の断面形状をその軸線に沿う各部で一様にし、上記分岐管の上記嵌合部に挿入される一端部に、軸線が上記嵌合部の軸線と平行で、断面形状が一様であるストレート管部を形成し、各分岐管のストレート管部を上記嵌合部の長軸方向における両端部にそれぞれ嵌め込んだことを特徴としている。
この場合、上記二つの分岐管の上記当接平面どうしが互いに接触していてもよく、あるいは上記二つの分岐管の間に、軸線を上記嵌合部の軸線と平行にした他の分岐管が配置され、この分岐管の両側面が上記二つの分岐管の当接平面にそれぞれ面接触した状態で上記二つの分岐管の上記ストレート管部及び上記他の分岐管が上記嵌合部に嵌め込まれていてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１〜図８を参照して説明する。
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の一実施の形態を示す。この実施の形態の内燃機関用管体１０は、１本の集合管２０と、２本の分岐管３０，４０とを備えている。そして、集合管２０の一端部（図１（Ａ）において右端部。以下、先端部という。）に分岐管３０，４０の一端部（図１（Ａ）において左端部。以下、先端部という。）が挿入固定されることによって管体１０が構成されている。
【０００９】
集合管２０は、全体的には断面円形の管体として形成されているが、その先端部には拡大部２１と嵌合部２２とが基端側から先端縁に向って順次形成されている。拡大部２１及び嵌合部２２は、それぞれの軸線を集合管２０の断面円形をなす部分の軸線Ｌ１と一致させている。拡大部２１は、上記従来のものと同様に構成されている。つまり、拡大部２１は、（Ｂ）に示すように、断面長円状をなしている。しかも、拡大部２１の長軸方向の長さは、基端側から先端側へ向って漸次長くなっている。したがって、拡大部２１の長軸方向の両端部は、テーパ状をなしている。一方、嵌合部２２は、断面長円状をなしている。この点は上記従来のものと同様である。しかし、嵌合部２２は、上記従来のものと異なり、その全長にわたって一定の寸法及び一定の断面形状を有している。したがって、嵌合部２２は、長軸方向の両端部がテーパ状をなすことなく、外周面のいずれの箇所も軸線と平行に延びている。嵌合部２２の断面形状は、拡大部２１の先端縁の断面形状と同一であり、嵌合部２２と拡大部２１とは、それらの間に段差が生じることなく連続している。
【００１０】
分岐管３０，４０は、図１（Ｅ）に示すように、全体的には断面円形の管体として形成されているが、それぞれの先端部には挿入部３１，４１が形成されている。挿入部３１，４１は、それぞれの外周面の互いに対向する箇所に当接平面３２，４２が形成されることにより、図１（Ｄ）に示すように、断面Ｄ字状をなしている。当接平面３２，４２は、分岐管３０，４０の断面円形をなす部分の軸線Ｌ２，Ｌ３に対して所定角度α（例えば、１５°程度）だけ傾斜している。したがって、当接平面３２，４２どうしを互いに接触させると、分岐管３０，４０は、角度２αだけ互いに傾斜し、当接平面３２，４２から後端側へ向うにしたがって互いに離れる。このような構成は、上記従来の分岐管と同様である。
【００１１】
分岐管３０，４０は、次の点で上記従来の分岐管と相違している。すなわち、分岐管３０，４０の挿入部３１，４１の先端部には、ストレート管部３３，４３が形成されている。ストレート管部３３，４３は、分岐管部３０，４０の軸線Ｌ２，Ｌ３に対して当接平面３２，４２と同一角度αだけ傾斜している。したがって、当接平面３２，４２を互いに接触させて集合管２０の軸線上に位置させるとともに、分岐管３０，４０を集合管２０の軸線Ｌ１に対し嵌合部３１，４１の長軸方向に角度αだけそれぞれ傾斜した状態に配置すると、ストレート管部３３，４３は軸線Ｌ１と平行になり、嵌合部２２と平行になる。
【００１２】
ストレート管部３３，４３は、図１（Ｃ）に示すように、断面Ｄ字状をなしており、それぞれの断面形状及び寸法は、ストレート管部３３，４３の全長にわたって一定に形成されている。しかも、ストレート管部３３，４３の外周面の断面形状及び寸法は、当接平面３２，４２の両端部及びその近傍を除き、嵌合部２２の内周面の長軸方向における一端部と他端部との各断面形状及び寸法と同一に設定されている。つまり、ストレート管部３３，４３は、上下の向きが異なるだけであり、嵌合部２２の軸線から長軸方向の一端部及び他端部と同一形状、寸法になっている。したがって、ストレート管部３３，４３は、嵌合部２２にほとんど隙間なく嵌合可能であり、当接平面３２，４２を互いに接触させた状態で嵌合部２２の長軸方向における一端部と他端部とにそれぞれ嵌合されている。そして、ストレート管部３３，４３は、溶接等によって嵌合部２２に固定されるとともに、互いに固定されている。
【００１３】
上記構成の内燃機関用管体１０においては、嵌合部２２をテーパ状にすることなく、断面形状及び寸法を一定にするとともに、嵌合部２２に嵌合される分岐管３０，４０のストレート管部３３，４３の断面形状及び寸法も一定にしているから、管体１０の全長が一定になるように、嵌合部２２に対するストレート管部３３，４３の挿入長さを適宜に調節することができる。しかも、嵌合部２２に対するストレート管部３３，４３の挿入長さを各管体１０毎に調節したとしても、それによって嵌合部２２の内周面とストレート管部３３，４３の各外周面との間に隙間が形成されることはない。
【００１４】
分岐管３０，４０の挿入部３１，４１、当接平面３２，４２及びストレート管部３３，４３は、例えば図２〜図４に示すようにして成形することができる。これらの図に示す成形方法では、芯金５０が用いられる。芯金５０は、図２に示すように、分岐管３０（４０）にその先端開口部から挿入される。この場合、芯金５０は、分岐管３０（４０）に対して角度αだけ傾斜した状態で挿入される。図３に示すように、芯金５０は、分岐管３０（４０）に所定の長さだけ挿入される。ここで、芯金５０は、挿入部３１（４１）に対応する箇所からさらに前方側（分岐管３０，４０の基端側）へ挿入されるが、挿入部３１（４１）より前方の部分は、分岐管３０（４０）の内周面に単に接触するか、内周面から離れており、成形に関与することはない。しかし、挿入部３１（４１）に対応する箇所では、当接平面３２（４２）を成形するための平面部５１が形成されるとともに、当接平面３２（４２）の両端部に続く挿入部３１（４１）の平坦な両側面を成形するための平面部５２，５３が形成されている。また、ストレート管部３３（４３）に対応する部分は、ストレート管部３３（４３）と同一の断面形状、寸法を有している。
【００１５】
芯金５０を分岐管３０（４０）図３に示す所定の位置まで挿入すると、嵌合部２２の長軸方向の端部に対応するストレート管部３１の外周部が成形される。この場合、ストレート管部３１の外周部は、芯金５０が分岐管３０（４０）に対して角度αだけ傾斜しているので、分岐管３０（４０）に対して角度αだけ傾斜した状態で成形される。その後、図４に示すように、分岐管３０（４０）の外周面の図４における下部を金型６０によって芯金５０の平面部５１に押し付けるとともに、他の金型（図示せず）によって分岐管３０（４０）の図５における左右の側部を芯金５０の平面部５２，５３に押し付け、分岐管３０（４０）の先端部を芯金５０に対応した断面形状に成形する。これにより、分岐管３０（４０）の先端部に挿入部３１（４１）、当接平面３２（４２）及びストレート管部３３（４３）が成形される。成形完了後、芯金５０は分岐管３０（４０）から引き抜かれる。
【００１６】
図６〜図８は、この発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態の内燃機関用管体１０′においても、分岐管３０，４０のストレート管部３３，４３が嵌合部２２の長軸方向の両端部にそれぞれ挿入されている。この点は、上記の実施の形態と同様であるが、この実施の形態では、当接平面３２，４２が互いに接触することなく、嵌合部２２の長軸方向に互いに離れている。したがって、分岐管３０，４０全体が嵌合部２２の長軸方向に離れて配置されている。互いに離れて配置された分岐管３０，４０の間には、軸線Ｌ４を集合管Ｌ１の軸線と一致させた分岐管（他の分岐管）７０が配置されている。
【００１７】
分岐管７０は、断面円形の管体として形成されているが、その先端部（集合管２０側の端部）には、断面略四角形の挿入部７１が形成されている。この挿入部７１の断面形状及び寸法は、当接平面３２，４２及び嵌合部２２の短軸方向の内面とによって囲まれる略四角形をなす部分の断面形状及び寸法とほぼ同一になっている。そして、挿入部７１は、嵌合部２２の長軸方向（図６において上下方向）に位置する両側面を当接平面３２，４２に接触させた状態で、ストレート管部３３，４３と一緒に嵌合部２２に挿入されている。勿論、挿入部７１は、嵌合部２２に溶接等によって固定されるとともに、ストレート管部３３，４３にも固定されている。その他の構成は、上記の実施の形態と同様である。したがって、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００１８】
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、分岐管３０，４０を、上下対称に配置した点を除き、互いに同一形状、同一寸法に形成しているが、異なる寸法形状にしてもよい。例えば、嵌合部２２の長軸方向におけるストレート管部３３，４３の長さを互いに異なる長さにしてもよい。そのようにした場合、図１に実施の形態では、当接平面３２，４２が集合管２０の軸線Ｌ１に対して嵌合部２２の長軸方向に離れた個所において互いに接触することになり、また、図６に示す実施例では、分岐管７１の挿入部の軸線（分岐管７０の軸線Ｌ４）が集合管２０の軸線Ｌ１と一致することなく平行になる。これから明かなように、この発明において「他の分岐管７０の軸線Ｌ４が集合管２０の軸線Ｌ１と平行」とは、両軸線Ｌ１，Ｌ４が一致する場合を含む。
また、上記の実施の形態においては、嵌合部２２の両端部に形成された半円状をなす円弧部を平行な二つの側壁部によって連結することにより、嵌合部２２を断面長円状に形成しているが、嵌合部２２を断面長方形状にしてもよい。これらを含めてこの発明では、嵌合部２２を断面長孔状と称している。
さらに、上記の実施の形態においては、嵌合部２２の軸線を集合管２０の軸線Ｌ１と一致させているが、軸線Ｌ１に対して離間させて平行にしてもよく、あるいは軸線Ｌ１に対して傾斜させてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、集合管の嵌合部に対する各分岐管のストレート管部の挿入長さを適宜に調節することができ、それによって内燃機関用管体の全長を一定にすることができ、しかも嵌合部に対するストレート管部の挿入長さを各管体毎に調節したとしても、それによって嵌合部の内周面とストレート管部の各外周面との間に隙間が形成されるような事態が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す図であって、図１（Ａ）はその主要部の断面図、図１（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ図１（Ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図２】分岐管に芯金を用いて挿入部及びストレート管部を成形するための一方法を説明するための図であって、芯金を分岐管に挿入する前の状態を示している。
【図３】同方法において、芯金を分岐管に所定の位置まで挿入した状態を示している。
【図４】同方法において、分岐管の外側に配置した金型により、分岐管を芯金に押圧接触させて成形する状態を示している。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、それぞれ図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図であり、図５（Ｆ）は図４のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の他の実施の形態を示す図であって、図６（Ａ）はその主要部の断面図、図６（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ図６（Ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】図６（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図８】図６（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図９】従来の内燃機関用管体の一例を示す図であって、図９（Ａ）はその主要部を示す断面図、図９（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ図９（Ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０内燃機関用管体
１０′ 内燃機関用管体
２０集合管
２２嵌合部
３０分岐管
３２当接平面
３３ストレート管部
４０分岐管
４２当接平面
４３ストレート管部
７０分岐管（他の分岐管）

Claims

一端部に断面長孔状をなす嵌合部が形成された集合管と、上記嵌合部の断面における長手方向の両端部に一端部がそれぞれ挿入された二つの分岐管とを備え、上記二つの分岐管がその一端側から他端側へ向かうにしたがって互いに離間するように、上記嵌合部の軸線に対して傾斜させられ、上記二つの分岐管の外周面の互いに対向する側部が上記嵌合部の軸線と平行な当接平面とされた内燃機関用管体において、
上記嵌合部の断面形状をその軸線に沿う各部で一様にし、上記分岐管の上記嵌合部に挿入される一端部に、軸線が上記嵌合部の軸線と平行で、断面形状が一様であるストレート管部を形成し、各分岐管のストレート管部を上記嵌合部の長軸方向における両端部にそれぞれ嵌め込んだことを特徴とする内燃機関用管体。
上記二つの分岐管の上記当接平面どうしが互いに接触していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用管体。
上記二つの分岐管の間に、軸線を上記嵌合部の軸線と平行にした他の分岐管が配置され、この分岐管の両側面が上記二つの分岐管の当接平面にそれぞれ面接触した状態で上記二つの分岐管の上記ストレート管部及び上記他の分岐管が上記嵌合部に嵌め込まれていることを特徴とする内燃機関用管体。