JP2005307856A

JP2005307856A - Exhaust manifold

Info

Publication number: JP2005307856A
Application number: JP2004125890A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Maruyama; 能史丸山
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust manifold capable of being improved for the durability by suitably forming a weld formed between adjoining branch pipes. SOLUTION: Flanges 10, 11 projected from both split bodies 6, 7 respectively are formed in the adjoining branch pipes 3, 4. A joint part of both the flanges 10, 11 is welded and fixed. Let the most distant distance between the weld X2 formed at the joint part of the flanges 10, 11, and a head flange 1 be A, and let the nearest distance between a gas flow part 14 where the exhaust gas of the adjoining branch pipes merges into, and the head flange 1 be B, then A/B=0.3 to 0.6 is set. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はエキゾーストマニホールドに関し、特に、上下に分割された分割体同士を最中状に重ね合わせて両者の接合部分を溶接することにより両者が一体的に形成されるエキゾーストマニホールドに関する。 The present invention relates to an exhaust manifold, and more particularly, to an exhaust manifold in which upper and lower divided bodies are overlapped in the middle and welded to each other so as to be integrally formed.

従来、エキゾーストマニホールドはエンジンのヘッドフランジに接続される複数本のブランチ管と、各ブランチ管の下流側端部を集合させて触媒コンバータに接続する集合部で構成されている（特許文献１参照）。
このようなエキゾーストマニホールドは、ブランチ管を別体でそれぞれ形成するとヘッドフランジや図外の集合部への組付け性が悪化するため、図４、５に示すように、集合管ブランチ管01〜04が上下に分割された分割体06,07同士を最中状に重ね合わせて両者の接合部分を溶接することにより一体的に形成されている。
また、隣り合うブランチ管01〜04のち、例えばブランチ管02,03同士の内側には分割体06,07からそれぞれ突出したフランジ部08,09が形成されると共に、フランジ部０９をフランジ部０８よりも突出させて段部０１０を形成し、ここに溶接部０１１を形成することにより両者が固定されている。
また、隣り合うブランチ管01,02同士の内側には分割体06,07からそれぞれ突出したフランジ部012,013がヘッドフランジ０１４に溶接部０１５で直接固定されている。
特開２００３−８３０６２号公報 Conventionally, an exhaust manifold is composed of a plurality of branch pipes connected to the head flange of the engine, and a collecting portion that gathers downstream end portions of the branch pipes and connects them to a catalytic converter (see Patent Document 1). .
In such an exhaust manifold, if the branch pipes are formed separately, the assembly to the head flange and the gathering portion outside the figure is deteriorated. Therefore, as shown in FIGS. Are integrally formed by overlapping the divided bodies 06 and 07 divided in the upper and lower directions in the middle and welding the joint portions between them.
Further, after the adjacent branch pipes 01 to 04, for example, flange parts 08 and 09 projecting from the divided bodies 06 and 07 are formed inside the branch pipes 02 and 03, and the flange part 09 is formed from the flange part 08. Are protruded to form a stepped portion 010, and a welded portion 011 is formed here to fix both of them.
Further, flange portions 012 and 013 projecting from the divided bodies 06 and 07 are directly fixed to the head flange 014 by welding portions 015 inside the adjacent branch pipes 01 and 02, respectively.
JP 2003-83062 A

しかしながら、従来の発明にあっては、排気ガスの熱応力が隣合うブランチ管同士の内側に集中し易いためこの部位に溶接部に亀裂が発生する虞があるという問題点があった。
また、エキゾーストマニホールドはヘッドフランジの熱伸びによってヘッドフランジの長手方向の熱応力を受ける上、排気ガスによる熱応力は集合部に近い部位程大きく作用するため、集合部に近い隣り合うブランチ管同士の内側に形成された空間は前記熱応力の緩和の役目も果たしており、全てのフランジ部をヘッドフランジに直接溶接して固定することは好ましくない。 However, in the conventional invention, the thermal stress of the exhaust gas tends to concentrate inside the adjacent branch pipes, so that there is a problem that a crack may occur in the welded portion at this portion.
In addition, the exhaust manifold receives thermal stress in the longitudinal direction of the head flange due to thermal elongation of the head flange, and the thermal stress due to the exhaust gas acts more in the part closer to the gathering part. The space formed on the inner side also plays a role of relaxing the thermal stress, and it is not preferable to directly weld and fix all the flange portions to the head flange.

さらに、隣り合うブランチ管の内側に形成される全てのフランジ部をヘッドフランジに直接溶接して固定した場合には材料が無駄になってコスト及び重量が増加する。 Furthermore, when all the flange portions formed inside the adjacent branch pipes are directly welded and fixed to the head flange, the material is wasted and the cost and weight are increased.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、隣り合うブランチ管同士の間に形成された溶接部を適切に形成して耐久性を向上できるエキゾーストマニホールドを提供することができる。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide an exhaust which can improve durability by appropriately forming a welded portion formed between adjacent branch pipes. A manifold can be provided.

本発明の請求項１記載の発明では、一端側がヘッドフランジに接続され、他端側が合流部に集合される複数本のブランチ管が、上下に分割された分割体同士を最中状に重ね合わせて両者の接合部分を溶接することにより一体的に形成されるエキゾーストマニホールドにおいて、前記隣り合うブランチ管同士の内側に両分割体からそれぞれ突出したフランジ部を形成すると共に、両フランジ部同士の接合部分を溶接固定し、前記フランジ部同士の接合部分に形成された溶接部とヘッドフランジとが最も離れる距離をＡ、前記隣合うブランチ管の排気ガスが合流するガス流れ部とヘッドフランジとが最も近い距離をＢとした場合、Ａ／Ｂ＝０．３〜０．６としたことを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, a plurality of branch pipes whose one end side is connected to the head flange and whose other end side is gathered at the merge portion are stacked in the middle in the middle of the vertically divided pieces. In the exhaust manifold formed integrally by welding the joint portions of the two, flange portions projecting from the two split bodies are formed inside the adjacent branch pipes, and the joint portion between the flange portions. A, the distance between the welded portion formed at the joint between the flange portions and the head flange is the distance A, and the gas flow portion where the exhaust gas of the adjacent branch pipes merges is closest to the head flange. When the distance is B, A / B = 0.3 to 0.6.

請求項１記載の発明にあっては、隣合うブランチ管同士の内側に両分割体からそれぞれ突出したフランジ部を形成すると共に、両フランジ部同士の接合部分を溶接固定し、前記フランジ部同士の接合部分に形成された溶接部とヘッドフランジとが最も離れる距離をＡ、前記隣り合うブランチ管の排気ガスが合流するガス流れ部とヘッドフランジとが最も近い距離をＢとした場合、Ａ／Ｂ＝０．３〜０．６としたため、ブランチ管同士の内側における排気ガスの熱応力が集中し易い範囲を回避した状態で溶接部を形成でき、エキゾーストマニホールドの耐久性を向上できる。 In invention of Claim 1, while forming the flange part which each protruded from both the division bodies inside the adjacent branch pipes, the joining part of both flange parts is weld-fixed, and between the said flange parts, When the distance between the welded portion formed at the joint and the head flange is A and the distance between the gas flow portion where the exhaust gas of the adjacent branch pipes merges and the head flange is B, A / B Since = 0.3 to 0.6, the welded portion can be formed in a state avoiding the range where the thermal stress of the exhaust gas inside the branch pipes tends to concentrate, and the durability of the exhaust manifold can be improved.

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例のエキゾーストマニホールドを示す平面図、図２は図１の矢視Ｙによる斜視図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における端面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a plan view showing an exhaust manifold according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view taken along arrow Y in FIG. 1, and FIG. 3 is an end view taken along line S3-S3 in FIG.

図１、２に示すように、本実施例のエキゾーストマニホールドでは、図外のエンジンに固定されるヘッドフランジ１と、該ヘッドフランジ１を介してエンジンの各気筒に接続される４本のブランチ管２〜５と、ブランチ管２〜５が１本に集合する集合部２０を主要な構成としている。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the exhaust manifold of this embodiment, a head flange 1 fixed to an engine (not shown) and four branch pipes connected to each cylinder of the engine via the head flange 1 are shown. 2 and 5 and the aggregation part 20 where the branch pipes 2 to 5 are gathered into one is a main configuration.

前記ヘッドフランジ１は図外のエンジンの各気筒と後述するブランチ管２〜５の一端側を接続するためのものであって、エンジンとはボルト挿通孔２１に図外のボルトを挿通して締結固定される。 The head flange 1 is for connecting each cylinder of an engine (not shown) to one end side of branch pipes 2 to 5 described later, and is fastened by inserting a bolt (not shown) into a bolt insertion hole 21. Fixed.

前記ブランチ管２〜５は、一端側が前記ヘッドフランジ１の開口孔（図示せず）に嵌挿固定された状態で図外の溶接部で固定され、他端側は１本に集合されて集合部２０に連通しており、該集合部２０には図外の触媒コンバータが接続される。 The branch pipes 2 to 5 are fixed by a welded portion (not shown) in a state where one end side is fitted and fixed in an opening hole (not shown) of the head flange 1, and the other end side is assembled into one. A catalytic converter (not shown) is connected to the collecting unit 20.

前記ブランチ管２〜５は上下に分割された分割体6,7同士を最中状に重ね合わせて両者の接合部分に後述する溶接部Ｘ１〜Ｘ４を形成することにより一体的に形成されている。 The branch pipes 2 to 5 are integrally formed by superimposing the divided bodies 6 and 7 divided vertically and forming welds X1 to X4, which will be described later, at the joints between the two. .

具体的には、隣合うブランチ管2,3同士の内側にはそれぞれ分割体６の外周縁部から突出したフランジ部８と、分割体７の外周縁部から突出したフランジ部９とが接合された状態でヘッドフランジ１に溶接部Ｘ１で固定されている。 Specifically, the flange portion 8 protruding from the outer peripheral edge portion of the divided body 6 and the flange portion 9 protruding from the outer peripheral edge portion of the divided body 7 are joined to the inner sides of the adjacent branch pipes 2 and 3. In this state, it is fixed to the head flange 1 with a welded portion X1.

隣合うブランチ管3,4同士の内側には、それぞれ分割体6,7から突出して形成されたフランジ部10,11が接合される他、フランジ部１０に比べてフランジ部１１が突出して形成されることにより段部１２が形成され、ここに溶接部Ｘ２が形成されることにより両者が安定した状態で固定されている。 Inside the adjacent branch pipes 3 and 4, flange portions 10 and 11 formed to protrude from the divided bodies 6 and 7 are joined, and a flange portion 11 is formed to protrude from the flange portion 10. Thus, the stepped portion 12 is formed, and the welded portion X2 is formed here, so that both are fixed in a stable state.

そして、図３に示すように、前記ヘッドフランジ１から最も離れる溶接部Ｘ２の最深部１３とヘッドフランジ１との距離をＡ、隣り合うブランチ管3,4の排気ガス（破線で図示）が合流するガス流れ部１４とヘッドフランジ１とが最も近い距離をＢとした場合、Ａ／Ｂ＝０．３〜０．６となるように各部が形成されている。
なお、前記ガス流れ部１４は、分割部6,7が内部において接合する接合部分のうち前記最深部１３と最も近い位置とする。 As shown in FIG. 3, the distance between the deepest portion 13 of the welded portion X2 farthest from the head flange 1 and the head flange 1 is A, and the exhaust gases (shown by broken lines) of adjacent branch pipes 3 and 4 merge. Each part is formed such that A / B = 0.3 to 0.6, where B is the closest distance between the gas flow part 14 to be operated and the head flange 1.
In addition, the said gas flow part 14 is made into the position nearest to the said deepest part 13 among the junction parts which the division parts 6 and 7 join inside.

このように構成されたエキゾーストマニホールドでは、例えば、前述したＡ／Ｂが０．６（最大）の場合、前記最深部１３はヘッドフランジ１とガス流れ部１４との距離の約半分の位置に形成され、これにより排気ガスによって熱応力がブランチ管3,4同士の内側に集中した場合でも溶接Ｘ２はその悪影響を受ける虞がなく、結果、溶接Ｘ３の耐久性を向上でき、ひいてはエキゾーストマニホールドの耐久性を向上できる。 In the exhaust manifold configured as described above, for example, when the above-mentioned A / B is 0.6 (maximum), the deepest portion 13 is formed at a position about half the distance between the head flange 1 and the gas flow portion 14. As a result, even if the thermal stress is concentrated inside the branch pipes 3 and 4 by the exhaust gas, the weld X2 is not likely to be adversely affected. Can be improved.

なお、Ａ／Ｂ>０．６の場合、溶接部Ｘ３がガス流れ部１４の熱応力による影響を大きく受けることが予想される。
また、Ａ／Ｂ<０．３の場合、ヘッドフランジ１の長手方向の熱伸びによる熱応力を緩和できない上、溶接Ｘ２の作業が実際上困難になるのに加え、フランジ部10,11材料が無駄になってコストアップ及び重量の増加を招いてしまう。 When A / B> 0.6, the weld X3 is expected to be greatly affected by the thermal stress of the gas flow part 14.
In addition, when A / B <0.3, the thermal stress due to the thermal elongation in the longitudinal direction of the head flange 1 cannot be relieved and the work of the welding X2 becomes practically difficult. It becomes useless and causes an increase in cost and weight.

また、隣合うブランチ管4,5同士の内側にも、前記隣合うブランチ管3,4同士の内側と同様にそれぞれ分割体6,7から突出して形成されたフランジ部15,16が重ねられた状態で接合される他、溶接部Ｘ３の最深部（図示せず）とヘッドフランジ１とが最も離れる距離をＡ、隣り合うブランチ管4,5の排気ガスが合流するガス流れ部（図示せず）とヘッドフランジ１とが最も近い距離をＢとした場合、Ａ／Ｂ＝０．３〜０．６となるように各部が形成されている。 In addition, flange portions 15 and 16 formed so as to protrude from the divided bodies 6 and 7 are overlapped on the inner side of the adjacent branch tubes 4 and 5 similarly to the inner side of the adjacent branch tubes 3 and 4. In addition to being joined in a state, the distance A between the deepest portion (not shown) of the welded portion X3 and the head flange 1 is A, and a gas flow portion (not shown) where exhaust gases of adjacent branch pipes 4 and 5 merge. ) And the head flange 1 where B is the closest distance, each part is formed such that A / B = 0.3 to 0.6.

また、前記分割体７には筒状の集合部２０が一体的に形成される他、分割体6,7同士の接合部分のうち、前記溶接Ｘ１〜Ｘ３以外の個所では両者の接合部分溶接部Ｘ４等で固定される。 In addition, the divided body 7 is integrally formed with a cylindrical aggregate portion 20, and, of the joint portions between the divided bodies 6, 7, the joint portions welded portions of the portions other than the welds X 1 to X 3. It is fixed with X4 etc.

以上説明したように、本実施例のエキゾーストマニホールドにあっては、ブランチ管3,4（5,6）同士の内側における排気ガスの熱応力が集中し易い範囲を回避した状態で溶接部Ｘ２（Ｘ３）を形成できるのに加え、溶接部Ｘ２（Ｘ３）が排気ガスより離れた位置となり耐熱性・耐腐食性も良くなり、エキゾーストマニホールドの耐久性を向上できる。 As described above, in the exhaust manifold of the present embodiment, the welded portion X2 (in the state where the range in which the thermal stress of the exhaust gas tends to concentrate inside the branch pipes 3, 4 (5, 6) is avoided. In addition to forming X3), the welded portion X2 (X3) is located away from the exhaust gas, improving heat resistance and corrosion resistance, and improving the durability of the exhaust manifold.

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本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。
例えば、ブランチ管の数はエンジンの気筒数に合わせて適宜設定できる。
また、本実施例ではフランジ部１０（１６）に比べてフランジ部１１（１５）が突出して形成されることにより、溶接部Ｘ２（Ｘ３）の溶接性を良好にしたが、両者の先端部同士を同一長さで突出した状態に形成して溶接固定しても良い。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, the number of branch pipes can be appropriately set according to the number of cylinders of the engine.
In this embodiment, the flange portion 11 (15) is formed so as to protrude as compared with the flange portion 10 (16), so that the weldability of the weld portion X2 (X3) is improved. May be formed in a protruding state with the same length and fixed by welding.

本発明の実施例のエキゾーストマニホールドを示す平面図である。It is a top view which shows the exhaust manifold of the Example of this invention. 図１の矢視Ｙによる斜視図である。It is a perspective view by the arrow Y of FIG. 図１のＳ３−Ｓ３線における端面図である。It is an end view in the S3-S3 line of FIG. 従来のエキゾーストマニホールドの平面図である。It is a top view of the conventional exhaust manifold. 図４のＳ５−Ｓ５線における端面図である。FIG. 5 is an end view taken along line S5-S5 of FIG.

Explanation of symbols

Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４溶接部
１ヘッドフランジ
２、３、４、５ブランチ管
６、７分割体
８、９、１０、１１、１５、１６フランジ部
１２段部
１３最深部
１４ガス流れ部
２０集合部 X1, X2, X3, X4 Welded portion 1 Head flange 2, 3, 4, 5 Branch pipe 6, 7 Split body 8, 9, 10, 11, 15, 16 Flange portion 12 Step portion 13 Deepest portion 14 Gas flow portion 20 Meeting part

Claims

A plurality of branch pipes, one end of which is connected to the head flange and the other end is gathered at the junction, are integrated by overlapping the divided parts vertically and welding the joints between them. In the exhaust manifold formed
While forming the flange part which each protruded from both the division bodies inside the said adjacent branch pipes, the welding part of both flange parts is weld-fixed,
A distance between the welded portion formed at the joint between the flange portions and the head flange is A, and B is the closest distance between the gas flow portion where the exhaust gas of the adjacent branch pipes merges with the head flange. In this case, the exhaust manifold is characterized in that A / B = 0.3 to 0.6.