JP2607750Y2 - パイプ製インテークマニホールド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、複数のパイプの両端部
にフランジが接合されるパイプ製インテークマニホール
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のパイプの両端部にフランジ
が接合されるパイプ製インテークマニホールドとして
は、例えば、特開昭６３ー１８１７８号公報に記載のも
のが知られている。

【０００３】上記従来公報で代表されるように、一般に
パイプ製インテークマニホールドにおいては、アルミ合
金製パイプとアルミ鋳物製のスロットルチャンバ取付用
フランジ及びヘッドフランジはロー付により接合されて
いた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、パイプとフランジの接合をロー付
により行なっていたため、下記に列挙する問題があっ
た。

【０００５】(1) ロー付時に高温雰囲気下で製品全体を
熱するため、接合後、素材であるアルミ鋳物部品が熱変
形し、この熱変形の結果、構成部品の機能低下を招く。

【０００６】(2) ロー付では接合する母材の間にローが
介在するため、接合強度が十分に得られない。

【０００７】(3) ロー付時に接合部の母材を覆っている
酸化皮膜を除くためフラックスが使用され、接合後、こ
のフラックスは洗浄されるが、洗浄残りのフラックスに
より接合部分に腐食が発生しやすくなる。

【０００８】(4) ロー付時に高温雰囲気下で製品全体を
熱するため、ロー付温度にて溶融しない高価な高融点ア
ルミ合金をパイプ素材に用いることが要求され、コスト
増を招く。

【０００９】そこで、本出願人は、上記問題を解決する
べくパイプとフランジの接合を溶接により行なうものを
出願した。

【００１０】しかし、フランジ形状をそのままにして溶
接しても溶接部強度が十分出なかったり、溶接作業性が
低いという解決するべき問題が生じる。

【００１１】つまり、図７に示すように、パイプ製イン
テークマニホールド１０１において、パイプ１０３をフ
ランジ１０２のパイプ穴１０２ａに差し込んだ状態で外
側から溶接する時、フランジ１０２のパイプ溶接端面Ｔ
が、パイプ軸に対し直交する面となっているため、溶接
長さがパイプ外周長に限られるし、ビード角αが図８に
示すようにほぼ９０度に抑えられることで、溶接部Ｗに
よる接合強度が十分出ないことがある。

【００１２】また、溶接トーチは、図８に示すように、
ビード角αに対しその半分のほぼ４５度の方向から差し
込まなければならず、溶接トーチがパイプ１０３に近い
位置となることで、パイプ１０３との干渉を避けなけれ
ばならず、溶接作業性が低くなる。特に、パイプ１０３
が曲がっている方向からの作業においては、パイプ１０
３の存在が溶接トーチの邪魔になり、溶接トーチの先端
の向きを様々な方向に変えながらの作業となり、溶接作
業性が低くなるばかりでなく、溶接作業のロボット化に
も支障をきたす。

【００１３】本考案は、上記のような問題に着目してな
されたもので、その目的とするところは、高い接合強度
と良好な溶接作業性を確保しながら、熱変形抑制，耐食
性向上，接合強度向上，低コスト性を併せて満足するパ
イプ製インテークマニホールドを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本考案では、複数のパイプの両端部に入口フランジと出
口フランジが接合されるパイプ製インテークマニホール
ドにおいて、前記複数のパイプと前記両フランジとの接
合を溶接により行う一方、前記出口フランジを、複数の
パイプがそれぞれ挿入される突出した複数の筒状部を有
する構成にすると共に、それぞれのパイプを出口フラン
ジの各筒状部のパイプ穴に差し込んだ状態で外側から溶
接する出口フランジ側パイプ溶接端面のうち、少なくと
も溶接トーチとの干渉が問題となる円弧部分を、パイプ
軸に対し傾斜する平面による傾斜溶接端面に形成し、該
傾斜溶接端面をパイプと溶接トーチとの干渉が問題とな
るパイプの曲がり部に対し遠ざかる方向に傾斜する面と
した。

【００１５】

【作用】パイプ製インテークマニホールドの製造時、パ
イプと出口フランジの溶接は、パイプを出口フランジの
各筒状部のパイプ穴に差し込んだ状態で外側から傾斜溶
接端面を有する出口フランジ側パイプ溶接端面に沿って
行なわれる。

【００１６】この溶接において、出口フランジ側パイプ
溶接端面は、パイプ軸に対し直交する面から出口フラン
ジ側に傾斜する傾斜溶接端面を有するため、パイプ軸に
対し直交する面のみの場合に比べて溶接長が長くなるこ
とで、溶接強度が向上する。さらに、この溶接作業にお
いて、出口フランジ側パイプ溶接端面のうち、少なくと
も溶接トーチとの干渉が問題となる円弧部分を、パイプ
軸に対し傾斜する平面による傾斜溶接端面に形成し、こ
の傾斜溶接端面をパイプと溶接トーチとの干渉が問題と
なるパイプの曲がり部に対し遠ざかる方向に傾斜する面
としたため、溶接トーチをパイプから遠い位置に配置し
ての溶接作業が可能で、パイプと溶接トーチとが干渉す
る状況が避けられ、良好な溶接作業性が確保される。

【００１７】さらに、パイプとフランジの接合をロー付
に代えて溶接としたことにより、ロー付とは異なり溶接
では溶接部分だけが加熱されることで、フランジ等の構
成部品の熱変形が抑制されるし、ロー付の様に接合時に
フラックスを用いないため、接合部の耐食性が向上する
し、溶接では母材同士が溶加材を介して溶融接合される
ため、ロー付に比べて接合強度が向上するし、ロー付と
は異なり全体を高温雰囲気下におかないため、例えば、
パイプとしてアルミ合金性パイプを使用する場合、高価
な高融点アルミ合金をパイプ素材に代えて廉価な材料が
使用可能となり低コスト性が達成される。

【００１８】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】まず、構成を説明する。

【００２０】図１は本考案実施例のパイプ製インテーク
マニホールド１を示す全体斜視図である。

【００２１】実施例のパイプ製インテークマニホールド
１は、図１に示すように、図外のスロットルチャンバに
接続されるスロットルチャンバ取付用フランジ２（入口
フランジに相当）と、溶接用部品としてのプレート３
と、エンジンのインテークポートに接続されるヘッドフ
ランジ４（出口フランジに相当）と、４気筒エンジンの
各シリンダ内に吸入空気を分配する４本のパイプ５〜８
とで構成されている。

【００２２】前記スロットルチャンバ取付用フランジ２
とプレート３とヘッドフランジ４は、鋳造性，溶接性の
良好なＡｌーＣｕーＳｉ系のアルミ鋳物で成形されてお
り、また、各パイプ５〜８は、耐食性，加工性の良好な
３０００系のアルミ合金で形成されている。

【００２３】前記スロットルチャンバ取付用フランジ２
は、図２に示されるように、プレート３の端面と互いに
端面同士を突き合わせた状態で、その外側をアルミ溶接
Ｗ１により接合されている。

【００２４】前記プレート３は、４本のパイプ５〜８を
パイプ穴３ａに差し込んだ状態で、内側からアルミ溶接
Ｗ２により接合されている。このアルミ溶接Ｗ２は、図
２に示すように、溶接強度の確保と、通気抵抗低減のた
め、滑らかなビード形状にて溶接されている。

【００２５】前記ヘッドフランジ４は、図３に示される
ように、各パイプ５〜８が挿入される突出した筒状部を
有し、各パイプ５〜８の端部を各筒状部に形成されたパ
イプ段差穴４ａに差し込んだ状態で、その外側をアルミ
溶接Ｗ３により接合されている。このパイプ段差穴４ａ
の段差寸法は、ほぼパイプ厚と同じとされ、溶接状態で
滑らかな内面を形成するようにしている。

【００２６】ここで、ヘッドフランジ４のパイプ溶接端
面は、パイプ軸Ｌに対し直交する直交溶接端面Ｔ１と、
直交溶接端面Ｔ１からヘッドフランジ４側に傾斜角θで
傾斜する傾斜溶接端面Ｔ２とによる面に形成されてい
る。そして、直交溶接端面Ｔ１はパイプ５の曲がり方向
とは逆方向の半円部分に形成され、傾斜溶接端面Ｔ２は
パイプ５の曲がり方向の半円部分に形成されている。

【００２７】また、傾斜溶接端面Ｔ２を形成するために
パイプ溶接端面を斜めに切削し、その切削板厚面を斜め
に形成している。これにより、図４に示すように、各パ
イプ５〜８との溶接に際し、パイプ外周面に対する溶接
ビード角Ｘが９０度以上の角度となり、溶接面積が大き
くとれて溶接強度が向上する。なお、各アルミ溶接Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３には、溶加材として溶接性，強度及び耐
食性の良好な４０４３材が使用されている。

【００２８】次に、作用を説明する。

【００２９】［製造時］ パイプ製インテークマニホールド１の製造時、まず、複
数のパイプ５〜８をプレート３のパイプ穴３ａに差し込
み、プレート３の裏面内側からアルミ溶接Ｗ２により滑
らかなビード形状にて接合される。

【００３０】そして、複数のパイプ５〜８が接合されて
いるプレート３側に、プレート端面とフランジ端面とを
突き合わせた状態にて外側からスロットルチャンバ取付
用フランジ２がアルミ溶接Ｗ１により接合される。

【００３１】また、パイプ５〜８の反対側端部において
は、パイプ５〜８の端部をヘッドフランジ４の各筒状部
に形成されたパイプ段差穴４ａに差し込んだ状態にて外
側から直交溶接端面Ｔ１と傾斜溶接端面Ｔ２によるヘッ
ドフランジ４のパイプ溶接端面に沿って溶接が行なわ
れ、ヘッドフランジ４がアルミ溶接Ｗ３により接合され
る。

【００３２】次に、効果を説明する。

【００３３】実施例のパイプ製インテークマニホールド
１にあっては、下記に列挙する効果が併せて達成され
る。

【００３４】(1) ヘッドフランジ４の溶接において、ヘ
ッドフランジ４のパイプ溶接端面は、直交溶接端面Ｔ１
と傾斜溶接端面Ｔ２を有するため、パイプ軸Ｌに対し直
交する面（円形）のみの場合に比べ、傾斜溶接端面Ｔ２
（楕円）による分だけ溶接長が長くなるし、傾斜溶接端
面Ｔ２の部分は、図４に示すように、そのビード角Ｘが
大きくなる。この溶接長が長くなるのとビード角Ｘが大
きくなることで、溶接強度が向上する。

【００３５】(2) ヘッドフランジ４の溶接作業におい
て、ヘッドフランジ４の各筒状部に傾斜溶接端面Ｔ２を
形成し、この傾斜溶接端面Ｔ２をパイプ５〜８と溶接ト
ーチとの干渉が問題となるパイプ５〜８の曲がり部に対
し遠ざかる方向に傾斜する面としていることで、図４に
示すように、溶接トーチをパイプ５〜８から遠い位置に
配置しての溶接作業が可能で、パイプ５〜８と溶接トー
チとが干渉する状況が避けられ、良好な溶接作業性が確
保される。

【００３６】(3) スロットルチャンバ取付用フランジ２
の溶接作業で、複数のパイプ５〜８とスロットルチャン
バ取付用フランジ２の間にプレート３を介在させたこと
で、パイプ５〜８との接合でプレート３の裏面内側から
容易にアルミ溶接Ｗ２を行なうことができ、良好な溶接
作業性が確保される。

【００３７】つまり、複数のパイプ５〜８が、図１に示
すように密集するスロットルチャンバ取付用フランジ２
側において、複数のパイプ５〜８とスロットルチャンバ
取付用フランジ２とを外側から直接溶接しようとする
と、溶接トーチが入り込みにくい部分が存在し、溶接作
業性が悪化すると共に溶接強度も確保しにくいという従
来の欠点が解消される。

【００３８】(4) 製品全体に熱を与えるロー付とは異な
り、溶接では接合するアルミ溶接Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の部
分のみに溶接のアーク熱を加えるだけで接合するため、
両フランジ２，４やパイプ５〜８等の構成部品の熱変形
が抑制され、吸気機能の低下を防止することができる。

【００３９】これらの構成部品が熱変形した場合、エン
ジンへの組み付け時に隙間等を生じ、吸気機能自体を低
下させるという従来の欠点が解消される。

【００４０】(5) アルミ溶接Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３による接
合ではロー付の様に接合時にフラックスを用いないた
め、接合部の耐食性が向上する。

【００４１】(6) アルミ溶接Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３による接
合では母材同士が溶加材を介して接合されるため、ロー
付に比べて接合強度が向上する。

【００４２】(7) ロー付とは異なり全体を高温雰囲気下
におかないため、パイプとしてアルミ合金性パイプを使
用する場合、高価な高融点アルミ合金をパイプ素材に代
えて廉価な材料（３０００系材料）が使用可能となり低
コスト性が達成される。

【００４３】(8) アルミ溶接Ｗ２を滑らかなビード形状
としたため、インテークマニホールドを流れる空気の流
れがスムーズになり、エンジン出力性能を低下させるこ
とがない。

【００４４】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
考案の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本考案に含まれる。

【００４５】例えば、実施例では、４気筒エンジンに適
用したものを示したが、６気筒エンジンや８気筒エンジ
ン用のパイプ製インテークマニホールドにも適用できる
ことは勿論である。

【００４６】また、フランジのパイプ溶接端面として
は、図３に示した以外に、図５に示すように、パイプ軸
に対し直交する面からフランジ側に傾斜する傾斜溶接端
面Ｔ３，Ｔ３を上半分とした半分の両方に形成したもの
としても良いし、図６に示すように、パイプ軸に対し直
交する面からフランジ側に傾斜する傾斜溶接端面Ｔ４を
開口端の全周に対して形成するようにしても良い。

【００４７】

【考案の効果】以上説明してきたように、本考案にあっ
ては、複数のパイプの両端部に入口フランジと出口フラ
ンジが接合されるパイプ製インテークマニホールドにお
いて、複数のパイプと両フランジとの接合を溶接により
行う一方、出口フランジを、複数のパイプがそれぞれ挿
入される突出した複数の筒状部を有する構成にすると共
に、それぞれのパイプを出口フランジの各筒状部のパイ
プ穴に差し込んだ状態で外側から溶接する出口フランジ
側パイプ溶接端面のうち、少なくとも溶接トーチとの干
渉が問題となる円弧部分を、パイプ軸に対し傾斜する平
面による傾斜溶接端面に形成し、該傾斜溶接端面をパイ
プと溶接トーチとの干渉が問題となるパイプの曲がり部
に対し遠ざかる方向に傾斜する面としたため、高い接合
強度と良好な溶接作業性を確保しながら、熱変形抑制，
耐食性向上，接合強度向上，低コスト性を併せて満足す
るパイプ製インテークマニホールドを提供することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のパイプ製インテークマニホールドを示
す斜視図である。

【図２】図１のＡーＡ断面図である。

【図３】図１のＢーＢ断面図である。

【図４】実施例のパイプとヘッドフランジとの溶接部を
示す拡大断面図である。

【図５】ヘッドフランジに形成される他の傾斜溶接端面
の例による溶接部を示す断面図である。

【図６】ヘッドフランジに形成される他の傾斜溶接端面
の例による溶接部を示す断面図である。

【図７】従来のパイプとフランジとの溶接部を示す断面
図である。

【図８】従来のパイプとフランジとの溶接部を示す拡大
断面図である。

【符号の説明】

１ パイプ製インテークマニホールド ２ スロットルチャンバ取付用フランジ（入口フラン
ジ） ３ プレート ４ ヘッドフランジ（出口フランジ） ５，６，７，８ パイプ Ｔ２ 傾斜溶接端面

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のパイプの両端部に入口フランジと
   出口フランジが接合されるパイプ製インテークマニホー
   ルドにおいて、 前記複数のパイプと前記両フランジとの接合を溶接によ
   り行う一方、前記出口フランジを、複数のパイプがそれ
   ぞれ挿入される突出した複数の筒状部を有する構成にす
   ると共に、それぞれのパイプを出口フランジの各筒状部
   のパイプ穴に差し込んだ状態で外側から溶接する出口フ
   ランジ側パイプ溶接端面のうち、少なくとも溶接トーチ
   との干渉が問題となる円弧部分を、パイプ軸に対し傾斜
   する平面による傾斜溶接端面に形成し、該傾斜溶接端面
   をパイプと溶接トーチとの干渉が問題となるパイプの曲
   がり部に対し遠ざかる方向に傾斜する面としたことを特
   徴とするパイプ製インテークマニホールド。