JP3512664B2 - 多気筒エンジンの排気管集合部 - Google Patents
多気筒エンジンの排気管集合部Info
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- F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
- F01N2450/22—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing
Description
ンの排気集合部にあって、エンジンのヘッド側へ接続す
る排気管に鋼管を使用する場合に利用される。
造は、例えば実開平5−1819号公報に示され、該構
造は図6に示す如きものである。図6(a)において、
aはシリンダヘッドに接続するヘッド側フランジ、bは
鋼管よりなる排気管、cは集合ケース、dは浄化器側フ
ランジである。排気管bの下流端は、同図(b)に示す
ように扇形部b1として成形加工され、該扇形部b1のV
形部どうしが溶接されて収束され、一連の円弧部が略円
形になって集合ケースcと嵌合して溶接される。同図
(c)において、溶接部W1は、前記V字形部の端面ど
うしに施す略十字形の溶接部であり、溶接部W2は、円
弧部と集合ケースの間に施す溶接部である。
W1は、その全長にわたって圧漏れしないように溶接す
ることを要し、溶接部W2においては、扇形の隅角の外
側に生じる隙間eから圧漏れしないように留意しなけれ
ばならないが、このような溶接は、作業が容易でないと
共に生産性が低い。また、溶接欠陥が生じていても場所
の特定が困難で補修作業ができないという問題がある。
その上、この例では前記V字形部が4個所で重なり合っ
ているため、ここに熱がこもり高温になり、該V字形部
と外側の円弧部との間の温度差が大きく、クラックの原
因になる。よって排気管bとして高価な高耐熱材料を使
用しなければならないという問題も生じる。
と集合ケースcの間に中間フランジfを介在させたもの
で、該中間フランジfは、パイプ挿入穴f1を開けて排
気管bを挿入して溶接部W3で溶接し、集合ケースcと
の間を溶接部W4で溶接している。この中間フランジf
は、同図(b)に示すようにパイプ挿入代t1と溶接代
t2を設ける必要があるため、厚さTが大になり、これ
により熱がこもり損傷し易くなるから、厚い高耐熱材料
を使用しなければならず、重量も大になる。また軽量化
を考えてパイプ挿入穴f1,f1の間隔lを小にすると、
金型の強度が低下して打抜き加工ができなくなるから、
高価な切削加工でパイプ挿入子穴f1,f1を穿孔しなけ
ればならず、切削加工によって穿孔しても、間隔lを小
にすると溶接後の歪みによるビード割れが生じ易い。
管を集合させるための部材を、熱がこもり難く軽量で安
価に製造できる構造とすることを課題とする。
めの手段は、各請求項に記載したとおりのものであり、
このうち第1の手段は、請求項1に記載したとおり、ヘ
ッド側フランジに接続する複数の排気管を鋼管で形成
し、各排気管の下流部を集合ケースに接続した、多気筒
エンジンの排気管集合部において、各排気管と集合ケー
スの間に薄板で形成した接続フランジを設け、該接続フ
ランジは、各排気管の下流端を別個に挿入して溶接する
円形で上向きのバーリング部が形成された主面と、集合
ケースの上端部の外側に嵌合して溶接する下向きのベン
ド部に形成された主面周囲の周縁部とを備え、該主面及
びベンド部の輪郭は、バーリング部の外周の円弧面と同
心の凸円弧部とされていることを特徴とする。
ジ自体並びに嵌合部分が軽量に形成されるので、熱がこ
もらず高熱化が避けられ、高価な高耐熱材料を使用しな
くてもよい。またバーリング部及びベンド部は、接続フ
ランジの放熱面積を増して冷却性を改善し、且つ各部の
嵌合、溶接を容易にすると共に、接続フランジの剛性を
増加させるので、その剛性によって接続フランジからの
放射音を低減させることができる。そして溶接部が円形
で単純であるので、溶接が簡単で圧漏れ位置の検知も容
易にできる。
おり請求項1において、排気管が嵌合する各バーリング
部は、相互に離間して設けてあることを特徴とする。こ
の手段によれば、各バーリング部は、別個に離間して形
成されるため放熱面積が大であると共に冷却性が改善さ
れる。したがって接続フランジに熱がこもらず熱応力の
集中が避けられる。
り、請求項1又は2において、排気管と接続フランジと
集合ケースのそれぞれに用いる鋼材は、近似した板厚を
有することを特徴とする。この手段によれば、各部の板
厚が近似しているため熱応力が発生しにくくなり、溶接
後のビード割れを防止できる。
施の形態を説明する。図1,2は4気筒内燃エンジンに
実施した例を示し、1はヘッド側フランジ、2,2……
は4本の排気管で各排気管2は鋼管を適宜に湾曲して作
られる。3は接続フランジ、4は集合ケース、5は下流
側フランジ、6は該フランジ5と一体の固定用のステー
である。
て図3に示すように主面3aから4個のバーリング部3
bが等間隔で独立して上向きに押出され、外周部には下
向きのベンド部3cが成形されている。主面3a及びベ
ンド部3cの輪郭は、4隅部がバーリング部3bの外周
の円弧面と同心の凸円弧部3dとされ、二つの凸円弧部
3dの中間に凹円弧部3eが形成されている。図4、図
5に示すように集合ケース4は、前記ベンド部3cの凸
円弧部3dと凹円弧部3eが連続した輪郭の内面に密嵌
できる上端部4aを有し、下端は、円筒部4bとされ、
下部フランジ5の筒部5aに密嵌される。
に示すように凸円弧部4a1と凹円弧部4a2からなるひ
だを有し、該ひだの高さは、下方に至るに従って小さく
なる。集合ケース4に該ひだを設けたことにより、集合
ケース4の表面積が大きくなり放熱性が大になる。また
薄肉でありながら剛性も向上する。
フランジ3が溶接される。図4に示すように該排気管2
の端部がバーリング部3bに溶接代を残して挿入され、
排気管2の端部がバーリング部2bの内面に円形の溶接
部10で溶接される。各排気管2の端部は、接続フラン
ジ3の下面から突出していないので、傾斜した溶接電極
で一つの排気管の端部を溶接するとき、該溶接電極が隣
の排気管の端部と干渉するおそれがない。また、ベンド
部3bの高さを図示のようにバーリング部3bの高さと
同程度にすることにより、傾斜した溶接電極との干渉を
避けることが容易にできる。
合ケース4の上端部4aを嵌合して溶接部11を溶接す
れば集合部Aが完成する。そして下部の円筒部4bに下
部フランジ5を嵌合して溶接部12で溶接し、排気管2
の入口側にヘッド側フランジ1を溶接すれば一体の排気
マニホルドが形成される。
1の手段によれば、排気管と接続フランジのバーリング
部の重なり量及びベンド部と集合ケースの重なり量が少
ないから、この部分の質量が小さく、また各バーリング
部とベンド部は放熱面となるから接続フランジに熱がこ
もらない。したがって接続フランジに高耐熱材料を用い
る必要がない。また接続フランジがバーリング部とベン
ド部で補強されるから、剛性が向上して放射音が低減さ
れる。その上、溶接構造が単純であるから、溶接作業及
び圧漏れ位置の検知が容易にできる効果がある。
は、別個に離間して形成されるため放熱面積が大である
と共に冷却性が改善される。したがって接続フランジに
熱がこもらず熱応力の集中が防止される。
た板厚であるから、熱応力が小さく溶接部のビード割れ
が防止できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 ヘッド側フランジに接続する複数の排気
管を鋼管で形成し、各排気管の下流部を集合ケースに接
続した、多気筒エンジンの排気管集合部において、各排
気管と集合ケースの間に薄板で形成した接続フランジを
設け、該接続フランジは、各排気管の下流端を別個に挿
入して溶接する円形で上向きのバーリング部が形成され
た主面と、集合ケースの上端部の外側に嵌合して溶接す
る下向きのベンド部に形成された主面周囲の周縁部とを
備え、該接続フランジの主面及びベンド部の輪郭は、バ
ーリング部の外周の円弧面と同心の凸円弧部とされてい
ることを特徴とする、多気筒エンジンの排気管集合部。 - 【請求項2】 請求項1において、排気管が嵌合する各
バーリング部は、相互に離間して設けてあることを特徴
とする、多気筒エンジンの排気管集合部。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、排気管と接続
フランジと集合ケースのそれぞれに用いる鋼材は、近似
した板厚を有することを特徴とする、多気筒エンジンの
排気管集合部。
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