JP2008115797A - エキゾーストマニホールドの集合部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 各ブランチ管の排気ガス下流側端部や周辺部位の応力集中に対して強度を容易に向上させることができるエキゾーストマニホールドの集合部構造の提供。
【解決手段】 補強部材９を、それぞれ集合部６の内径と略等しい長さを有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットS1,S2を嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板10,11で構成し、２枚の平板10,11のうちのヘッドフランジ１の接続面１ａに対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットＳ２が形成された平板１１とした。
【選択図】 図４

Description

本発明はエキゾーストマニホールドの集合部構造に関する。
従来、それぞれ排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続される一方、排気ガス下流側端部が１／４円形断面状に形成される４本のブランチ管と、各ブランチ管の排気ガス下流側端部を円形状に集合させて収容する集合部を備え、各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に補強部材を設けて両者を固定したエキゾーストマニホールドの集合部構造の技術が公知となっている（特許文献１参照）。
特開２００３−８３０６２号公報
しかしながら、従来の発明にあっては、各ブランチ管の熱膨張による応力と、ヘッドフランジの長手方向の熱伸びによる熱応力によって各ブランチ管の排気ガス下流側端部や周辺部位に応力の集中が生じる虞があった。
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、各ブランチ管の排気ガス下流側端部や周辺部位の応力集中に対して強度を容易に向上させることができるエキゾーストマニホールドの集合部構造を提供することにある。
本発明の請求項１記載の発明では、それぞれ排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続される一方、排気ガス下流側端部が１／４円形断面状に形成される４本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を円形状に集合させて収容する集合部を備え、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に補強部材を設けて両者を固定したエキゾーストマニホールドの集合部構造において、前記補強部材を、それぞれ集合部の内径と略等しい長さを有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットを嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板で構成し、前記２枚の平板のうちのヘッドフランジの接続面に対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットが形成された平板としたことを特徴とする。
請求項１記載の発明にあっては、それぞれ排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続される一方、排気ガス下流側端部が１／４円形断面状に形成される４本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を円形状に集合させて収容する集合部を備え、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に補強部材を設けて両者を固定したエキゾーストマニホールドの集合部構造において、前記補強部材を、それぞれ集合部の内径と略等しい長さを有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットを嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板で構成し、前記２枚の平板のうちのヘッドフランジの接続面に対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットが形成された平板としたため、各ブランチ管の排気ガス下流側端部や周辺部位の応力集中に対して強度を容易に向上させることができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例のエキゾーストマニホールドの集合部構造が採用されたエキゾーストマニホールドを示す全体平面図、図２は同右側面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における断面図、図４は本実施例１の補強部材の分解図（ａ）と斜視図（ｂ）である。
図５は本実施例１の補強部材の組み付けを説明する図、図６は本実施例１の各ブランチ管と補強部材の組み付けを説明する図、図７は集合部を除いた本実施例のエキゾーストマニホールドの排気ガス下流側端部を示す正面図である。
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の集合部構造では、図外のエンジンに固定されるヘッドフランジ１と、このヘッドフランジ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、円筒状の集合部６と、この集合部６に接続され、且つ、触媒担体７を内部に収容した触媒コンバータ８を主要な構成としている。
図３に示すように、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａは、１／４円形断面状に加工されて円形状に集合された状態で集合部６の排気ガス上流側端部６ａに収容されている。
また、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａ同士間には、補強部材９が設けられている。
具体的には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、補強部材９は、それぞれ集合部の内径と略等しい長さＬ１を有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットS1,S2を嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板10,11で構成されている。
また、平板１０の上下端部における排気ガス上流側には切欠部１０ａが形成される一方、平板１１の左右一端部における排気ガス上流側には切欠部１１ａが形成されている。
両平板10,11を固定する場合には、図５に示すように、組み付け用治具２０に平板１０、平板１１の順番に嵌合させて固定するが、この際、組み付け用治具２０に形成された切欠溝部２０ａがそれぞれ対応する平板10,11の切欠部10a,11aに合致し、これによって、平板１０と平板１１とが誤った状態で組み付けられるのを防止できるようになっている。なお、両平板10,11の接合部同士は溶接で固定しても良い。
また、図６に示すように、補強部材９は、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａ同士間に介装されて僅かに集合部６側へ突出した状態で、各ブランチ管２〜５の壁部２ｂ〜５ｂが補強部材９と溶接Ｘ１（図３参照）で固定されている。
この際、図７に示すように、排気ガス上流側にスリットＳ２が形成された平板１１は、ヘッドフランジ１の接続面１ａと平行に設けられている。
また、図３に示すように、各ブランチ管２〜５は、補強部材９と共に集合部６の排気ガス上流側端部６ａに挿入された後、その外周面が補強部材９の一部と共に溶接Ｘ２で固定されている。
このように構成されたエキゾーストマニホールドの集合部構造では、排気ガスがエンジンの各気筒からブランチ管２〜５を介して集合部６に流入した後、触媒コンバータ８に排出される。
この際、排気ガスの熱によりヘッドフランジ１は主に長手方向に熱膨張し、その熱応力は各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａを長手方向外側へ分離するように作用する。
従って、図４（ｂ）に示すように、上記熱応力はヘッドフランジ１の接続面と平行に設けられた平板１１を矢印方向へ捻って屈折させるように作用するが、前述したように、平板１１には排気ガス上流側にスリットＳ２が形成されて排気ガス下流側にはスリットがないため、上記熱応力によって屈折する虞がなく、ひいては、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａの周辺部位の強度を向上できる。
以上、説明したように、本実施例１のエキゾーストマニホールドの集合部構造にあっては、それぞれ排気ガス上流側端部がヘッドフランジ１に接続される一方、排気ガス下流側端部が１／４円形断面状に形成される４本のブランチ管２〜５と、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａを円形状に集合させて収容する集合部６を備え、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａ同士の間に補強部材９を設けて両者を固定したエキゾーストマニホールドの集合部構造において、補強部材９を、それぞれ集合部６の内径と略等しい長さＬ１を有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットS1,S2を嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板10,11で構成し、２枚の平板10,11のうちのヘッドフランジ１の接続面１ａに対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットＳ２が形成された平板１１としたため、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａや周辺部位の応力集中に対して強度を容易に向上させることができる。
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、本実施例１では排気ガス上流側にスリットＳ２が形成された平板１１がヘッドフランジ１の接続面１ａと平行である場合について説明したが、２枚の平板10,11のうちのヘッドフランジ１の接続面１ａに対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットが形成された平板とすれば本発明の効果を得ることができる。
本発明の実施例のエキゾーストマニホールドの集合部構造が採用されたエキゾーストマニホールドを示す全体平面図である。 本発明の実施例のエキゾーストマニホールドの集合部構造が採用されたエキゾーストマニホールドを示す全体右側面図である。 図１のＳ３−Ｓ３線における断面図である。 本実施例１の補強部材の分解図（ａ）と斜視図（ｂ）である。 本実施例１の補強部材の組み付けを説明する図である。 本実施例１の各ブランチ管と補強部材の組み付けを説明する図である。 集合部を除いた本実施例のエキゾーストマニホールドの排気ガス下流側端部を示す正面図である。
符号の説明
Ｓ１、Ｓ２ スリット
Ｘ１、Ｘ２ 溶接
１ ヘッドフランジ
１ａ 接続面
２、３、４、５ ブランチ管
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ 排気ガス下流側端部
２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ （補強部材と当接する）壁部
６ 集合部
６ａ 排気ガス上流側端部
７ 触媒担体
８ 触媒コンバータ
９ 補強部材
１０、１１ 平板
１０ａ、１１ａ 切欠部
２０ 組み付け用治具
２０ａ 切欠溝部
２１ 切欠

Claims (1)

  1. それぞれ排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続される一方、排気ガス下流側端部が１／４円形断面状に形成される４本のブランチ管と、
    前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を円形状に集合させて収容する集合部を備え、
    前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に補強部材を設けて両者を固定したエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
    前記補強部材を、それぞれ集合部の内径と略等しい長さを有し、且つ、中央に対向して形成されたスリットを嵌合させて略十字状に組み合わされる２枚の平板で構成し、
    前記２枚の平板のうちのヘッドフランジの接続面に対して平行により近い状態で設けられる平板を、排気ガス上流側にスリットが形成された平板としたことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。
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