JP2005351213A - 排気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率のよい排気マニホールドを得る。
【解決手段】枝管４の先端に、径方向外側に先端に向かって拡径するテーパ状の接合部１２を形成すると共に、接合部１２を内燃機関の各排気ポートに取り付けられるフランジ２に枝管４側に向かって縮径するテーパ部１８を形成する。そして、接合部１２の外側をテーパ部１８に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接した。枝管４の他方の先端にも接合部を形成し、集合管の端に設けられる蓋部材に、枝管４側に向かって縮径するテーパ部を形成し、接合部をテーパ部に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の各排気ポートからの排気を集合させて下流側の排気管に導く排気マニホールドに関する。

従来より、特許文献１にあるように、内燃機関の各排気ポートにそれぞれ接続される枝管を集合管に集合させてから、集合管に集合させた排気を下流側の排気管に導く排気マニホールドが知られている。各枝管を集合管に接続する際には、集合管の端に設けられた蓋部材に、筒状の嵌合部を形成し、この嵌合部に枝管を挿入して、ＭＩＧ溶接による隅肉全周溶接によって固定していた。

また、内燃機関の各排気ポートと各枝管とは、特許文献２にあるように、内燃機関に取り付けられるフランジに筒状の嵌合部を形成し、この嵌合部に枝管を挿入して、ＭＩＧ溶接による隅肉全周溶接によって固定していた。
特開２００３−１６６４２３号公報 特開２０００−７３７５７号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、ＭＩＧ溶接による隅肉全周溶接によって固定していたので、溶接作業に長時間を必要とするという問題があった。
本発明の課題は、作業効率のよい排気マニホールドを提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関の各排気ポートに接続される複数の枝管を集合管に集合させて、排気を下流側に導く排気マニホールドにおいて、
前記枝管の先端に、径方向外側に拡げた接合部を形成すると共に、該接合部を前記内燃機関側あるいは前記集合管側の接続部材に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接したことを特徴とする排気マニホールドがそれである。

前記内燃機関側の前記接続部材は、前記内燃機関の前記各排気ポートに取り付けられるフランジであってもよい。あるいは、前記集合管側の接続部材は、前記集合管の端に設けられる蓋部材であってもよい。また、前記接合部は、先端に向かって拡径するテーパ状に形成されると共に、前記接続部材には、前記枝管側に向かって縮径するテーパ部を形成し、前記接合部を前記テーパ部に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接してもよい。その際、前記接合部の外側を前記テーパ部に重ね合わせ、前記接合部側からレーザ溶接してもよいる。あるいは、前記接合部の内側を前記テーパ部に重ね合わせ、前記テーパ部側からレーザ溶接してもよい。

本発明の排気マニホールドは、短時間で溶接することができるという効果を奏する。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は排気マニホールドで、排気マニホールド１は図示しない内燃機関に取り付けられるフランジ２、複数の、本実施形態では４本の枝管４〜７、枝管４〜７が接続される集合管８、集合管８に取り付けられた小フランジ１０を備えている。フランジ２と枝管４とは、図２に示すように接続されている。枝管４の先端が径方向外側に、先端に向かって拡径するテーパ状に拡げられて、枝管４の端に接合部１２が形成されている。接合部１２は、フレア加工等により成形される。

図示しない内燃機関との接続部材としてのフランジ２には、内燃機関の排気ポートに対応して貫通孔１４が形成されている。プレス成形等によりフランジ２には貫通孔１４と同軸上に筒部１６が形成されると共に、貫通孔１４の内燃機関側には、テーパ部１８が形成されている。テーパ部１８は、内燃機関側の径が大きく、枝管４側に向かって縮径するテーパ状に形成されている。テーパ部１８のテーパ角度は、枝管４の接合部１２のテーパ角度とほぼ等しく形成されている。

フランジ２の貫通孔１４に枝管４が挿入されると共に、テーパ部１８に接合部１２の外側が重ね合わされて、レーザ溶接により重ね溶接して固定される。この場合、レーザ溶接は、図２に矢印で示すように、接合部１２側からレーザビームが照射されて、裏側にあるフランジ２のテーパ部１８に達するように溶融される。接合部１２とテーパ部１８との重ね溶接は、枝管４の全周にわたって行われる。

図２では一つの枝管４の場合を例としたが、他の枝管５〜７とフランジ２とも同様に、接合部とテーパ部とがレーザ溶接により重ね溶接される。従って、複数の枝管４〜７をフランジ２に溶接する場合でも、フランジ２の内燃機関に取り付ける側から、接合部１２にレーザビームを照射できるので、溶接作業が容易である。

即ち、フランジ２の内燃機関に取り付ける取付面２ａ側は、平坦であり、各枝管４〜７の接合部１２にレーザビームを照射する際の邪魔になる突起等がなく、また、枝管４〜７を全周溶接する際にも、枝管４〜７自身も邪魔になることがなく、溶接作業が容易になり、レーザ溶接により短時間で溶接することができる。しかも、複数の枝管４〜７を重ね溶接する場合でも、内燃機関を取り付ける側からレーザ溶接できるので、短時間で溶接できる。

一方、各枝管４〜７と集合管８とは、接続部材としての蓋部材２０を介して接続されており、蓋部材２０は集合管８の一端を閉塞するように、集合管８の一端に取り付けられている。図３に示すように、枝管４の他方の先端が径方向外側に、先端に向かって拡径するテーパ状に拡げられて、枝管４の端に接合部２２が形成されている。接合部２２は、フレア加工等により成形される。

蓋部材２０には、テーパ部２４が枝管４側に突き出すようにして形成されている。テーパ部２４は、先端が枝管４側に向かって縮径するテーパ状に形成されており、テーパ部２４のテーパ角度は、枝管４の接合部２２のテーパ角度とほぼ等しく形成されている。蓋部材２０には、枝管４と集合管８とが連通するように、貫通孔２６が穿設されている。

枝管４の接合部２２の内側が、蓋部材２０のテーパ部２４の外側に重ね合わされて、レーザ溶接により重ね溶接して固定される。この場合、レーザ溶接は、図３に矢印で示すように、テーパ部２４側からレーザビームが照射されて、裏側にある枝管４の接合部２２に達するように溶融される。接合部２２とテーパ部２４との重ね溶接は、枝管４の全周にわたって行われる。

図３に示すように、別の枝管５についても同様に、枝管５の接合部２８と蓋部材２０のテーパ部３０とがレーザ溶接により重ね溶接される。他の枝管６，７についても同様に、接合部とテーパ部とがレーザ溶接により重ね溶接される。従って、複数の枝管４〜７を蓋部材２０に溶接する場合でも、蓋部材２０の集合管８に取り付ける側から、テーパ部２４にレーザビームを照射できるので、溶接作業が容易である。

即ち、蓋部材２０の集合管８に取り付ける側は、平坦であり、各テーパ部２４，３０にレーザビームを照射する際の邪魔になる突起等がなく、また、枝管４〜７を全周溶接する際にも、枝管４〜７自身も邪魔になることがなく、溶接作業が容易になり、レーザ溶接により短時間で溶接することができる。しかも、複数の枝管４〜７を重ね溶接する場合でも、集合管８に取り付ける側からレーザ溶接できるので、短時間で溶接できる。そして、蓋部材２０が集合管８に溶接により取り付けられると共に、集合管８には小フランジ１０が溶接により取り付けられる。

また、枝管４〜７と蓋部材２０との接続は、図４に示すようにして接続してもよい。例えば、枝管４の他方の端をフレア加工等によりほぼ９０度になるように外側に拡げて接合部３２を形成する。蓋部材２０には貫通孔３４を穿設し、枝管４と貫通孔３４とが同軸上になるように、蓋部材２０の平坦面２０ａに接合部３２を重ね合わせる。

蓋部材２０側からレーザビームが照射されて、裏側にある枝管４の接合部３２に達するように溶融される。接合部３２と蓋部材２０との重ね溶接は、枝管４の全周にわたって行われる。図４に示すように、別の枝管５についても同様に、枝管５の接合部３６と蓋部材２０とがレーザ溶接により重ね溶接される。他の枝管６，７についても同様に、接合部と蓋部材２０がレーザ溶接により重ね溶接される。従って、複数の枝管４〜７を蓋部材２０に溶接する場合でも、蓋部材２０の集合管８に取り付ける側から、蓋部材２０にレーザビームを照射できるので、溶接作業が容易である。

次に、前述した本実施形態の排気マニホールドの作動について説明する。
フランジ２が取付孔３８に挿入されるボルトにより、内燃機関に取り付けられる。また、集合管８と下流側の図示しない排気管とが小フランジ１０を介して接続される。内燃機関から排出された排気は、各排気ポートから枝管４〜７に流入し、枝管４〜７から集合管８内に流入して集合された後、下流側の排気管に導かれる。

尚、本実施形態では、枝管４〜７の一方の端の接合部１２を接続部材としてのフランジ２のテーパ部１８に重ね溶接すると共に、枝管４〜７の他方の端の接合部２２を接続部材としての蓋部材２０のテーパ部２４に重ね溶接したが、枝管４〜７の一方の端とフランジ２とを重ね溶接するのみでも実施可能であり、あるいは、枝管４〜７の他方の端と蓋部材２０とを重ね溶接するのみでも実施可能である。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としての排気マニホールドの正面図である。 図１のＡＡ拡大断面図である。 図１のＢＢ拡大断面図である。 他の実施形態としての枝管と蓋部材との重ね溶接を示す拡大断面図である。

符号の説明

１…排気マニホールド ２…フランジ
４〜７…枝管 ８…集合管
１０…小フランジ
１２，２２，２８，３２，３６…接合部
１４，２６，３４…貫通孔
１８，２４，３０…テーパ部
２０…蓋部材

Claims (6)

1. 内燃機関の各排気ポートに接続される複数の枝管を集合管に集合させて、排気を下流側に導く排気マニホールドにおいて、
   前記枝管の先端に、径方向外側に拡げた接合部を形成すると共に、該接合部を前記内燃機関側あるいは前記集合管側の接続部材に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接したことを特徴とする排気マニホールド。
2. 前記内燃機関側の前記接続部材は、前記内燃機関の前記各排気ポートに取り付けられるフランジであることを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド。
3. 前記集合管側の接続部材は、前記集合管の端に設けられる蓋部材であることを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド。
4. 前記接合部は、先端に向かって拡径するテーパ状に形成されると共に、前記接続部材には、前記枝管側に向かって縮径するテーパ部を形成し、前記接合部を前記テーパ部に重ね合わせてレーザ溶接により重ね溶接したことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の排気マニホールド。
5. 前記接合部の外側を前記テーパ部に重ね合わせ、前記接合部側からレーザ溶接したことを特徴とする請求項４に記載の排気マニホールド。
6. 前記接合部の内側を前記テーパ部に重ね合わせ、前記テーパ部側からレーザ溶接したことを特徴とする請求項４に記載の排気マニホールド。
   

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