JP3857770B2

JP3857770B2 - Double pipe type exhaust manifold

Info

Publication number: JP3857770B2
Application number: JP07120097A
Authority: JP
Inventors: 浩二野田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JPH10266849A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジンのシリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドに係わり、特に、外管と内管との二重構造を備えた二重管型排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の排気通路に触媒コンバータを配置し、この触媒コンバータにより、排ガス中に含まれる有害な一酸化炭素（CO），炭化水素（HC），窒素酸化物（NOx）を浄化させることが行われている。
また、排ガスの低温時には、触媒コンバータの触媒活性が低下することが知られており、特に、排気通路が冷えているエンジン始動時には、排ガスが十分に浄化されない虞があった。
【０００３】
このため、近時、排気マニホールドを二重構造として断熱用空間を形成し、排ガスの温度の低下を防止した二重管型排気マニホールドが開発されている。
図１５は、このような二重管型排気マニホールドの一例を示しており、長尺状の外管１には、所定間隔を置いて突出部１ａが４箇所形成されている。
これらの突出部１ａの開口端には、それぞれシリンダヘッド取付用のフランジ３が溶接されている。
【０００４】
また、外管１の長尺方向の開口端には、触媒コンバータ取付用のフランジ５が溶接されている。
さらに、外管１の内側には、断熱用空間７を介して外管１より一回り小さい内管９が配置されている。
また、外管１のフランジ５に近接する位置には、平坦部１ｂが形成され、この平坦部１ｂの略中央に外管貫通穴１ｃが形成されている。
【０００５】
そして、この外管貫通穴１ｃを覆って、酸素センサ取付穴１１ａを有するボス１１が配置されている。
さらに、図１６に示すように、内管９の酸素センサ取付穴１１ａの軸長上には、内管貫通穴９ａが形成されている。
また、内管貫通穴９ａの開口縁部９ｂが、外管貫通穴１ｃに向けて突出し、突出した内管９の先端面９ｃが外管１に密着され、断熱用空間７が密閉されている。
【０００６】
そして、ボス１１の外周が、外管１に溶接１３されている。
また、外管１および内管９は、それぞれ横断面半円状の部品１ｄ，１ｅおよび９ｄ，９ｅを接合部１ｆおよび９ｆで突き合わせ、この接合部１ｆ，９ｆを同時に溶接１５することで形成されている。
上述した二重管型排気マニホールドでは、外管１と内管９との間に形成した断熱用空間７の断熱作用により、排ガスの温度の低下が防止される。
【０００７】
そして、排気通路が冷えているエンジン始動時にも、触媒活性を低下させることなく、排ガスが浄化される。
また、エンジンの始動，停止により、内管９が円周方向に熱膨張あるいは熱収縮した際には、内管９の先端面９ｃが、外管１に密着した状態で外管１に沿って移動し、内管９の内管貫通穴９ａ付近での局部的な熱応力が緩和される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の二重管型排気マニホールドでは、内管貫通穴９ａの開口縁部９ｂを、外管貫通穴１ｃに向けて突出させ、突出した内管９の先端面９ｃが外管１に密着しているため、ボス１１を外管１に溶接１３する際に、ビード１３ａが内管９の先端面９ｃまで形成され、内管９が外管１に溶接１３されてしまうという問題があった。
【０００９】
また、図１７に示すように、ビード１３ａにより、内管９が外管１に溶接１３されると、エンジンの始動，停止による内管９の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮による熱応力が、ビード１３ａ部に集中し、内管９に亀裂１７が入るという問題があった。
そして、内管９に亀裂１７が入ると、断熱用空間７の断熱効果が低減し、エンジンの始動時に、排ガスが冷却され、触媒コンバータの触媒活性が低下し、有害物質が浄化されることなく大気中に放出されてしまう虞があった。
【００１０】
さらに、図１８に示すように、溶接１３全体に亀裂１７が入ると、外気が直接排気通路内に入り込むため、エンジン暖気後も排ガスが冷却され、有害物質が浄化されることなく大気中に放出されてしまう虞があった。
【００１１】
なお、内管貫通穴９ａの内径をボス１１の外周より十分大きくし、内管９の先端面９ｃを溶接部１３から離すことで、内管９へのビード１３ａの形成を防止することができるが、この場合、内管９の先端面９ｃが、常に外管１の曲面に密着するように、先端面９ｃを形成しなくてはならず、内管９の形状が複雑化するという問題があった。
【００１２】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構造で、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することのできる二重管型排気マニホールドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の二重管型排気マニホールドは、外管と、前記外管の内側に断熱用空間を介して配置される内管とを備え、前記外管と前記内管とに、それぞれ前記外管と前記内管とを連通する外管貫通穴と内管貫通穴とを形成するとともに、機器取付穴を有するボスを、前記外管に溶接してなる二重管型排気マニホールドにおいて、後端にフランジ部を有する円筒部材の先端側を、前記外管貫通穴に挿入し、この先端部を前記内管の前記内管貫通穴の周囲に密着するとともに、前記フランジ部を前記外管の外面に当接して溶接し、前記ボスを前記フランジ部の上面に載置して溶接してなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の二重管型排気マニホールドは、請求項１記載の二重管型排気マニホールドにおいて、前記円筒部材の前記先端部に、前記外管貫通穴の内径より小さい外径を有する小径フランジ部を形成し、この小径フランジ部を前記内管の前記内管貫通穴の周囲に密着してなることを特徴とする。
請求項３の二重管型排気マニホールドは、外管と、前記外管の内側に断熱用空間を介して配置される内管とを備え、前記外管と前記内管とに、それぞれ前記外管と前記内管とを連通する外管貫通穴と内管貫通穴とを形成するとともに、機器取付穴を有するボスを、前記外管に溶接してなる二重管型排気マニホールドにおいて、後端にフランジ部を有する円筒部材の先端側を、前記外管貫通穴に挿入し、前記内管の前記内管貫通穴の開口縁部に、環状突出部を一体形成し、この環状突出部の内周を、前記円筒部材の外周に密着するとともに、前記フランジ部を前記外管の外面に当接して溶接し、前記ボスを前記フランジ部の上面に載置して溶接してなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の二重管型排気マニホールドは、請求項３記載の二重管型排気マニホールドにおいて、前記環状突出部の外周側に、前記環状突出部の突出方向と反対側に突出する環状円弧部を一体形成してなることを特徴とする。
【００１７】
（作用）
請求項１の二重管型排気マニホールドでは、後端にフランジ部を有する円筒部材の先端側が、外管貫通穴に挿入され、この先端部が、内管の内管貫通穴の周囲に密着される。
【００２０】
そして、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、内管の内管貫通穴の周囲が、円筒部材の先端部に密着された状態で移動し、内管に発生する局部的な熱応力が緩和される。
請求項２の二重管型排気マニホールドでは、円筒部材の先端部に、外管貫通穴に挿入可能な小径フランジ部が形成され、この小径フランジ部の下面全体が、内管の内管貫通穴の周囲に密着される。
【００２１】
そして、外管と内管との間に形成される断熱用空間が、外管，円筒部材および内管より気密性良く密閉される。
請求項３の二重管型排気マニホールドでは、後端にフランジ部を有する円筒部材の先端側が、外管貫通穴に挿入される。
また、内管の内管貫通穴の開口縁部に、環状突出部が一体形成され、この環状突出部の内周が、外管貫通穴に挿入された円筒部材の外周に密着される。
【００２２】
そして、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部が、環状突出部と円筒部材の外周との密着状態を維持しながら変形し、内管に発生する局部的な熱応力が緩和される。
【００２３】
請求項４の二重管型排気マニホールドでは、環状突出部の外周側に、環状円弧部が形成され、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部および環状円弧部が、環状突出部と円筒部材の外周との密着状態を維持しながら変形し、容易に内管に発生する局部的な熱応力が緩和される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１および図２は、本発明に関連する二重管型排気マニホールドを示しており、図１は、図２の要部の詳細を示している。
図２において、符号２１は、例えば、肉厚１．５ｍｍのステンレス鋼等からなる外管である。
外管２１は、長尺状をしており、所定間隔を置いて円管状の突出部２１ａが４箇所形成されている。
【００２６】
これらの突出部２１ａの開口端には、それぞれシリンダヘッド取付用のフランジ２３が溶接されている。
また、外管２１の長尺方向の開口端には、触媒コンバータ取付用のフランジ２５が溶接されている。
さらに、外管２１の内側には、断熱用空間２７を介して外管２１より一回り小さい、例えば、肉厚０．５〜０．８ｍｍのステンレス鋼等からなる内管２９が配置されている。
【００２７】
また、外管２１のフランジ２５に近接する位置には、円形形状の外管貫通穴２１ｂが形成されている。
そして、この外管貫通穴２１ｂには、例えば、鋳鉄等からなる円柱状のボス３１の先端側が挿入されている。
【００２８】
このボス３１の中央には、雌ねじが形成される酸素センサ取付穴３１ａが形成されている。
さらに、図１に示すように、内管２９の外管貫通穴２１ｂの下方には、円形形状の内管貫通穴２９ａが形成されている。
そして、この内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂには、外管２１に向けて突出し曲面状の裾を持つ環状突出部２９ｃが一体形成されている。
【００２９】
また、この環状突出部２９ｃの内周が、ボス３１の外周に密着され、断熱用空間２７が密閉されている。
さらに、ボス３１の外周が、外管２１に溶接３３され、ビード３３ａが外管２１およびボス３１に形成されている。
また、図３に示すように、外管２１および内管２９は、プレス加工等により形成される横断面半円状の部品２１ｃ，２１ｄおよび２９ｄ，２９ｅを、接合部２１ｅおよび２９ｆで突き合わせ、この接合部２１ｅおよび２９ｆを同時に溶接３５することで形成されている。
【００３０】
上述した二重管型排気マニホールドでは、外管２１，内管２９およびボス３１により、密閉された断熱用空間２７の断熱作用により、排ガスの温度の低下が防止される。
そして、排気通路が冷えているエンジン始動時にも、触媒活性を低下させることなく、排ガスが浄化される。
【００３１】
また、図４に示すように、エンジンの始動，停止により、内管２９が円周方向に熱膨張あるいは熱収縮した際には、内管２９の環状突出部２９ｃが、ボス３１の外周に密着した状態を維持しながら変形し、内管２９の局部的な熱応力が緩和される。
以上のように構成された二重管型排気マニホールドでは、内管２９の内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂに、外管２１に向けて突出する環状突出部２９ｃを一体形成し、この環状突出部２９ｃの内周を、ボス３１の外周に密着したので、外管２１と内管２９との密着位置が、ビード３３ａにより溶接されることがなく、環状突出部２９ｃがボス３１の外周に密着した状態で変形自在となる。
【００３２】
したがって、エンジンの始動，停止による内管２９の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部２９ｃが、環状突出部２９ｃとボス３１との密着状態を維持しながら変形することができ、容易に内管２９に発生した局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管２９の亀裂の発生を防止することができる。
さらに、ボス３１および外管２１の溶接３３の位置が、内管２９と直接接しておらず、断熱用空間２７を介しているので、排ガスの熱による局部的な熱応力が、溶接３３部分に発生することがなく、溶接３３部分に亀裂が発生することを防止することができる。
【００３３】
そして、内管２９の環状突出部２９ｃと、ボス３１の外周とにより、断熱用空間２７を密閉することができるので、高い断熱性を保持することができる。
また、ボス３１の先端側を外管貫通穴２１ｂに挿入した状態で、ボス３１と外管２１とを溶接したので、外管２１にボス３１を載置する平坦部を形成する必要がなく、外管２１の形状を簡易にすることができ、容易にボス３１の外管２１上の配置検討を行うことができる。
【００３４】
図５は、本発明に関連する別の二重管型排気マニホールドを示しており、外管２１およびボス３１は、図１に示した二重管型排気マニホールドと同一のものである。
この外管２１の外管貫通穴２１ｂには、ボス３１の先端側が挿入されている。
また、外管２１の内側には、断熱用空間２７を介して、内管２９が配置されている。
【００３５】
この内管２９の内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂには、外管２１に向けて突出する環状突出部２９ｃが一体形成されている。
また、この環状突出部２９ｃの外周側には、環状突出部２９ｃの突出方向と反対側に向けて突出する環状円弧部２９ｇが一体形成されている。
【００３６】
そして、環状突出部２９ｃの内周が、ボス３１の外周に密着され、断熱用空間２７が密閉されている。
この二重管型排気マニホールドにおいても、図１に示した二重管型排気マニホールドと略同様の効果を得ることができるが、この例では、環状突出部２９ｃの外周側に、環状円弧部２９ｇを形成したので、内管２９の円周方向への大きな熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部２９ｃおよび環状円弧部２９ｇが、環状突出部２９ｃとボス３１との密着状態を維持しながら変形することができるので、容易に内管２９に発生した局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管２９および外管２１の亀裂の発生を防止することができる。
【００３７】
図６は、本発明の二重管型排気マニホールドの第１の実施形態（請求項１および請求項２に対応する）を示しており、外管２１には、図１に示した二重管型排気マニホールドより小さい外管貫通穴２１ｂが形成されている。
この外管２１の内側には、断熱用空間２７を介して、内管２９が配置されている。
【００３８】
この内管２９の外管貫通穴２１ｂの下方には、外管貫通穴２１ｂより小さい円形形状の内管貫通穴２９ａが形成されている。
また、外管貫通穴２１ｂには、例えば、肉厚１．２ｍｍのステンレス鋼等からなる円筒部材４１の先端側が挿入されている。
この円筒部材４１の外管２１側には、フランジ部４１ａが形成されている。
【００３９】
このフランジ部４１ａは、外管２１の外管貫通穴２１ｂの周囲に当接され、外管２１に溶接３３されている。
また、円筒部材４１の先端部４１ｂには、外管貫通穴２１ｂの穴径より小さい外径を有する小径フランジ部４１ｃが形成されている。
【００４０】
そして、この小径フランジ部４１ｃの下面全体が、内管２９の内管貫通穴２９ａの周囲に密着され、断熱用空間２７が形成されている。
さらに、図１に示した二重管型排気マニホールドと同一のボス３１が、フランジ部４１ａの上面に配置，溶接３３され、外管２１に固定されている。
そして、この溶接３３によりビード３３ａが、ボス３１，フランジ部４１ａおよび外管２１に形成されている。
【００４１】
この実施形態の二重管型排気マニホールドにおいても、図１に示した二重管型排気マニホールドと略同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、円筒部材４１のフランジ部４１ａを外管２１に溶接し、小径フランジ部４１ｃを内管２９に密着したので、外管２１および内管２９を複雑な形状にする必要がなく、簡易な手段で断熱用空間２７を密閉することができる。
【００４２】
また、小径フランジ部４１ｃの下面全体で、内管２９の内管貫通穴２９ａの周囲を密着したので、確実に円筒部材４１を内管２９に密着することができ、より気密性良く断熱用空間２７を形成することができる。
図７は、本発明の二重管型排気マニホールドの第２の実施形態（請求項３に対応する）を示しており、外管２１には、第１の実施形態より小さい外管貫通穴２１ｂが形成され、ボス３１は、第１の実施形態と同一のものである。
【００４３】
外管２１の内側には、断熱用空間２７を介して、例えば、肉厚０．５〜０．８ｍｍのステンレス鋼等からなる内管２９が配置されている。
この内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂには、外管２１に向けて突出し曲面状の裾を持つ環状突出部２９ｃが一体形成されている。
また、外管貫通穴２１ｂには、外径を外管貫通穴２１ｂの穴径に合わせた円筒部材４１の先端側が挿入されている。
【００４４】
この円筒部材４１の外管２１側には、フランジ部４１ａが形成されている。
このフランジ部４１ａは、外管２１の外管貫通穴２１ｂの周囲に当接され、外管２１に溶接３３されている。
そして、環状突出部２９ｃの内周が、円筒部材４１の外周に密着され、断熱用空間２７が密閉されている。
【００４５】
この実施形態の二重管型排気マニホールドにおいても、図１に示した二重管型排気マニホールドと略同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、円筒部材４１の先端側を、外管貫通穴２１ｂに挿入し、この円筒部材４１の外周に、内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂに形成した環状突出部２９ｃを密着したので、円筒部材４１の外径を、外管貫通穴２１ｂの穴径に合わせて形成することができ、容易に円筒部材４１を外管貫通穴２１ｂの所定の位置に挿入配置することができる。
【００４６】
また、内管２９の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部２９ｃが、環状突出部２９ｃと円筒部材４１との密着状態を維持しながら変形することができるので、容易に内管２９に発生する局部的な熱応力を緩和することができる。
図８は、本発明の二重管型排気マニホールドの第３の実施形態（請求項４に対応する）を示しており、外管２１，ボス３１および円筒部材４１は、第２の実施形態と同一のものである。
【００４７】
外管２１の内側には、断熱用空間２７を介して、内管２９が配置されている。この内管２９の内管貫通穴２９ａの開口縁部２９ｂには、外管２１に向けて突出する環状突出部２９ｃが一体形成されている。
また、この環状突出部２９ｃの外周側には、環状突出部２９ｃの突出方向と反対側に向けて突出する環状円弧部２９ｇが一体形成されている。
【００４８】
さらに、外管貫通穴２１ｂには、円筒部材４１の先端側が挿入され、フランジ部４１ａが、外管２１の外面に当接され、外管２１に溶接されている。
そして、環状突出部２９ｃの内周が、円筒部材４１の外周に密着され、断熱用空間２７が密閉されている。
【００４９】
この実施形態の二重管型排気マニホールドにおいても、第２の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
なお、上述した実施形態では、外管２１の肉厚を１．５ｍｍ、内管２９の肉厚を０．５〜０．８ｍｍにした例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、外管２１の肉厚を１．２ｍｍ、内管２９の肉厚を０．４ｍｍにしても良い。
【００５０】
また、上述した実施形態では、外管２１をステンレス鋼で形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、鋳鉄あるいはアルミニウム合金等で形成しても良い。
そして、上述した実施形態では、内管２９をステンレス鋼で形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム合金等で形成しても良い。
【００５１】
また、上述した第１ないし第３の実施形態では、円筒部材４１を肉厚１．２ｍｍのステンレス鋼で形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、肉厚１．０ｍｍのアルミニウム合金等で形成しても良い。
さらに、上述した実施形態では、円柱状のボス３１を用いたした例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、ボス３１の下部に、外管貫通穴２１ｂの穴径に合わせた小径部３１ｃを形成しても良く、この場合、容易に外管貫通穴２１ｂの所定の位置にボス３１を挿入配置することができる。
【００５２】
また、上述した図１に示した二重管型排気マニホールドでは、内管２９の環状突出部２９ｃを、外管２１に向けて突出させた例について述べたが、本発明はかかる例に限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、環状突出部２９ｃを外管２１と反対側に向けて突出させても良い。
【００５３】
そして、上述した第１の実施形態では、円筒部材４１の先端部４１ｂに形成した小径フランジ部４１ｃを、内管２９に密着させた例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１１に示すように、円筒部材４１の先端部４１ｂに小径フランジ部４１ｃを形成せずに、先端部４１ｂを直接内管２９に密着させても良い。
【００５４】
また、上述した第１ないし第３の実施形態では、フランジ４１ａと外管２１とを溶接した後、ボス３１とフランジ４１ａとを溶接して、ボス３１を外管２１に固定した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ボス３１，フランジ４１ａおよび外管２１を同時に溶接して、ボス３１を外管２１に固定しても良い。
【００５５】
さらに、上述した第２の実施形態では、内管２９の環状突出部２９ｃを、外管２１に向けて突出させた例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、環状突出部２９ｃを外管２１と反対側に向けて突出させても良い。
そして、上述した第２および第３の実施形態では、円筒形状の円筒部材４１を外管貫通穴２１ｂに挿入した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１３に示すように、円筒部材４１の先端側の外径を広げて大径部４１ｄを形成し、この大径部４１ｄに内管２９の開口縁部２９ｂを密着させても良く、さらに、例えば、図１４に示すように、円筒部材４１の先端側の外径を狭めて小径部４１ｅを形成し、この小径部４１ｅに内管２９の開口縁部２９ｂを密着させても良い。
【００５６】
また、上述した実施形態では、予め突出部２１ａが形成される横断面半円状の部品２１ｃ，２１ｄを接合部２１ｅで突き合わせて、外管２１の突出部２１ａを形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、油圧等を利用する一般にバルジ加工と称される方法により、突出部２１ａを形成しても良い。
【００５７】
そして、上述した実施形態では、ボス３１に酸素センサ取付穴３１ａを形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものでなく、例えば、温度センサ取付穴を形成しても良く、あるいは、バイパスパイプ取付穴を形成しても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、図１に示した二重管型排気マニホールドでは、内管の内管貫通穴の開口縁部に、環状突出部を一体形成し、この環状突出部の内周を、ボスの外周に密着したので、外管と内管との密着位置が、ビードにより溶接されることがなく、環状突出部がボスに密着した状態で変形自在になる。
【００５９】
したがって、簡易な構造で、エンジンの始動，停止による内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部が、環状突出部とボスとの密着状態を維持しながら変形することができるので、容易に内管に発生した局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【００６０】
そして、ボスの先端側を外管貫通穴に挿入した状態で、ボスと外管とを溶接したので、外管にボスを載置する平坦部を形成する必要がなく、外管の形状を簡易にすることができ、容易にボスの外管上の配置検討を行うことができる。
図５に示した二重管型排気マニホールドでは、環状突出部の外周側に、環状円弧部を形成したので、内管の円周方向への大きな熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部および環状円弧部が、環状突出部とボスとの密着状態を維持しながら変形することができるので、容易に内管に発生した局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【００６１】
請求項１の二重管型排気マニホールドでは、後端にフランジ部を有する円筒部材の先端側を、外管貫通穴に挿入し、この先端部を、内管の内管貫通穴の周囲に密着したので、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、内管が、内管と円筒部材の先端部との密着状態を維持しながら移動することができ、容易に内管に発生する局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【００６２】
また、円筒部材のフランジ部を外管に溶接し、小径フランジ部を内管に密着したので、外管および内管を複雑な形状にする必要がなく、簡易な手段で断熱用空間を密閉することができる。
請求項２の二重管型排気マニホールドでは、円筒部材の先端部に形成した小径フランジ部の下面全体で、内管の内管貫通穴の周囲を密着したので、確実に円筒部材を内管に密着することができ、より気密性良く断熱用空間を形成することができる。
【００６３】
また、円筒部材の小径フランジ部の下面全体を、内管の内管貫通穴の周囲に密着したので、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、内管が、内管と小径フランジ部との密着状態を確実に維持しながら移動することができ、容易に内管に発生する局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【００６４】
請求項３の二重管型排気マニホールドでは、円筒部材の先端側を、外管貫通穴に挿入し、この円筒部材の外周に、内管貫通穴の開口縁部に形成した環状突出部を密着したので、円筒部材の外径を、外管貫通穴の穴径に合わせて形成することができ、容易に円筒部材を外管貫通穴の所定の位置に挿入配置することができる。
また、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部が、環状突出部と円筒部材との密着状態を維持しながら変形することができるので、容易に内管に発生する局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【００６５】
請求項４の二重管型排気マニホールドでは、内管の内管貫通穴の開口縁部と環状突出部との間に、環状円弧部を形成したので、内管の円周方向への熱膨張あるいは熱収縮に合わせて、環状突出部と環状円弧部が、環状突出部と円筒部材との密着状態を維持しながら変形することができ、容易に内管に発生する局部的な熱応力を緩和し、熱応力による内管および外管の亀裂の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の要部の詳細を示す断面図である。
【図２】本発明に関連する二重管型排気マニホールドを示す側面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】環状突出部の変形状態を示す断面図である。
【図５】本発明に関連する別の二重管型排気マニホールドの要部を示す断面図である。
【図６】本発明の二重管型排気マニホールドの第１の実施形態の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の二重管型排気マニホールドの第２の実施形態の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の二重管型排気マニホールドの第３の実施形態の要部を示す断面図である。
【図９】ボスの下部に小径部を形成した例を示す断面図である。
【図１０】図１に示した二重管型排気マニホールドにおいて、内管の環状突出部を外管と反対側に向けて突出した例を示す断面図である。
【図１１】第１の実施形態において、円筒部材の先端部を直接内管に密着した例を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態において、内管環状突出部を外管と反対側に向けて突出した例を示す断面図である。
【図１３】第２および第３の実施形態において、円筒部材の先端側の外径を広げて大径部を形成した例を示す断面図である。
【図１４】第２および第３の実施形態において、円筒部材の先端側の外径を狭めて小径部を形成した例を示す断面図である。
【図１５】従来の二重管型排気マニホールドを示す側面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線に沿う断面図である。
【図１７】内管に亀裂が生じた状態を示す断面図である。
【図１８】外管および内管に亀裂が生じた状態を示す断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust manifold attached to a cylinder head of an automobile engine, and more particularly, to a double-tube exhaust manifold having a double structure of an outer tube and an inner tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a catalytic converter is arranged in the exhaust passage of an automobile, and this catalytic converter purifies harmful carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas. It has been broken.
Further, it is known that the catalytic activity of the catalytic converter decreases when the exhaust gas is at a low temperature, and particularly when the engine is started when the exhaust passage is cold, the exhaust gas may not be sufficiently purified.
[0003]
For this reason, recently, a double-pipe type exhaust manifold has been developed in which the exhaust manifold has a double structure to form a heat insulating space and prevent the temperature of the exhaust gas from decreasing.
FIG. 15 shows an example of such a double-pipe type exhaust manifold. The long outer tube 1 is formed with four protruding portions 1a at predetermined intervals.
Cylinder head mounting flanges 3 are welded to the open ends of these protrusions 1a.
[0004]
Further, a flange 5 for attaching the catalytic converter is welded to the opening end of the outer tube 1 in the longitudinal direction.
Furthermore, an inner tube 9 that is slightly smaller than the outer tube 1 is disposed inside the outer tube 1 via a heat insulating space 7.
In addition, a flat portion 1b is formed at a position close to the flange 5 of the outer tube 1, and an outer tube through hole 1c is formed in the approximate center of the flat portion 1b.
[0005]
And the boss | hub 11 which has the oxygen sensor attachment hole 11a is arrange | positioned covering this outer pipe | tube through-hole 1c.
Further, as shown in FIG. 16, an inner pipe through hole 9 a is formed on the axial length of the oxygen sensor mounting hole 11 a of the inner pipe 9.
Further, the opening edge portion 9b of the inner tube through hole 9a protrudes toward the outer tube through hole 1c, the tip end surface 9c of the protruded inner tube 9 is in close contact with the outer tube 1, and the heat insulating space 7 is sealed. .
[0006]
The outer periphery of the boss 11 is welded 13 to the outer tube 1.
The outer tube 1 and the inner tube 9 are formed by abutting parts 1d, 1e and 9d, 9e having semicircular cross sections at the joints 1f and 9f and welding 15 the joints 1f and 9f simultaneously. ing.
In the above-described double-pipe exhaust manifold, the temperature of the exhaust gas is prevented from being lowered by the heat insulating action of the heat insulating space 7 formed between the outer tube 1 and the inner tube 9.
[0007]
Even when the engine is started when the exhaust passage is cold, the exhaust gas is purified without reducing the catalytic activity.
Further, when the inner tube 9 is thermally expanded or contracted in the circumferential direction by starting and stopping the engine, the distal end surface 9c of the inner tube 9 is in close contact with the outer tube 1 along the outer tube 1. The local thermal stress in the vicinity of the inner tube through hole 9a of the inner tube 9 is relaxed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional double pipe type exhaust manifold, the opening edge portion 9b of the inner pipe through hole 9a protrudes toward the outer pipe through hole 1c, and the projected end surface 9c of the inner pipe 9 is the outer pipe. 1, when the boss 11 is welded 13 to the outer tube 1, the bead 13 a is formed up to the distal end surface 9 c of the inner tube 9, and the inner tube 9 is welded 13 to the outer tube 1. was there.
[0009]
As shown in FIG. 17, when the inner tube 9 is welded 13 to the outer tube 1 by the bead 13a, thermal stress due to thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube 9 due to start and stop of the engine. However, there was a problem that the inner tube 9 was cracked 17 due to the concentration in the bead 13a.
And if the crack 17 enters the inner pipe 9, the heat insulation effect of the heat insulation space 7 is reduced, the exhaust gas is cooled at the start of the engine, the catalytic activity of the catalytic converter is lowered, and the harmful substances are not purified. There was a risk of being released into the atmosphere.
[0010]
Further, as shown in FIG. 18, if crack 17 is formed in the entire weld 13, the outside air directly enters the exhaust passage, so that the exhaust gas is cooled even after the engine is warmed up, and harmful substances are released into the atmosphere without being purified. There was a risk of being done.
[0011]
In addition, by making the inner diameter of the inner tube through hole 9a sufficiently larger than the outer periphery of the boss 11 and separating the tip end surface 9c of the inner tube 9 from the welded portion 13, formation of the bead 13a on the inner tube 9 can be prevented. However, in this case, the distal end surface 9c must be formed so that the distal end surface 9c of the inner tube 9 is always in close contact with the curved surface of the outer tube 1, and the shape of the inner tube 9 becomes complicated. there were.
[0012]
The present invention has been made to solve such conventional problems, and provides a double-pipe type exhaust manifold that can prevent the occurrence of cracks in the inner tube and the outer tube due to thermal stress with a simple structure. The purpose is to do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The double-pipe type exhaust manifold according to claim 1 includes an outer pipe and an inner pipe disposed inside the outer pipe via a heat insulating space, and the outer pipe and the inner pipe are each provided with the outer pipe. In a double-pipe type exhaust manifold formed by welding an outer tube through hole and an inner tube through hole for communicating a tube and the inner tube and welding a boss having a device mounting hole to the outer tube, A cylindrical member having a flange portion is inserted into the outer tube through hole, the tip portion is closely attached to the periphery of the inner tube through hole of the inner tube, and the flange portion is attached to the outer surface of the outer tube. The boss is placed on the upper surface of the flange portion and welded .
[0015]
The double-pipe type exhaust manifold according to claim 2 is the double-pipe type exhaust manifold according to claim 1 , wherein a small-diameter flange portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer pipe through-hole at the tip of the cylindrical member. The small-diameter flange portion is formed in close contact with the periphery of the inner tube through hole of the inner tube.
The double pipe type exhaust manifold according to claim 3 includes an outer pipe and an inner pipe disposed inside the outer pipe via a heat insulating space, and the outer pipe and the inner pipe are respectively provided with the outer pipe and the outer pipe. In a double-pipe type exhaust manifold formed by welding an outer tube through hole and an inner tube through hole for communicating a tube and the inner tube and welding a boss having a device mounting hole to the outer tube, The end of the cylindrical member having a flange portion is inserted into the outer tube through hole, and an annular protrusion is integrally formed at the opening edge of the inner tube through hole of the inner tube. The circumference is in close contact with the outer circumference of the cylindrical member, the flange portion is in contact with the outer surface of the outer tube and welded, and the boss is placed on the upper surface of the flange portion and welded. To do .
[0016]
The double-pipe type exhaust manifold according to claim 4 is the double-pipe type exhaust manifold according to claim 3 , wherein an annular arc portion projecting on the outer peripheral side of the annular projecting portion and on the opposite side to the projecting direction of the annular projecting portion. Are integrally formed.
[0017]
(Function)
In the double-pipe type exhaust manifold according to the first aspect, the front end side of the cylindrical member having a flange portion at the rear end is inserted into the outer tube through hole, and the front end is in close contact with the inner tube through hole of the inner tube. The
[0020]
Then, in accordance with the thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube, the periphery of the inner tube through hole of the inner tube moves in a state of being in close contact with the tip of the cylindrical member, and is locally generated in the inner tube Thermal stress is relieved.
In the double-pipe type exhaust manifold according to claim 2 , a small-diameter flange portion that can be inserted into the outer tube through-hole is formed at the tip of the cylindrical member, and the entire lower surface of the small-diameter flange portion is formed in the inner tube through-hole of the inner tube. It adheres to the surroundings.
[0021]
The heat insulating space formed between the outer tube and the inner tube is sealed with better airtightness than the outer tube, the cylindrical member, and the inner tube.
In the double-pipe type exhaust manifold according to the third aspect, the front end side of the cylindrical member having the flange portion at the rear end is inserted into the outer pipe through hole.
An annular protrusion is integrally formed at the opening edge of the inner tube through hole of the inner tube, and the inner periphery of the annular protrusion is in close contact with the outer periphery of the cylindrical member inserted into the outer tube through hole.
[0022]
Then, in accordance with thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube, the annular protrusion is deformed while maintaining a close contact state between the annular protrusion and the outer periphery of the cylindrical member, and is locally generated in the inner tube. Thermal stress is relieved.
[0023]
In the double-pipe type exhaust manifold according to claim 4 , an annular arc portion is formed on the outer peripheral side of the annular projecting portion, and the annular projecting portion and the annular arc are adapted to thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube. The portion is deformed while maintaining the close contact state between the annular protrusion and the outer periphery of the cylindrical member, and the local thermal stress generated in the inner tube is easily relieved.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
1 and 2 show a double-pipe type exhaust manifold related to the present invention, and FIG. 1 shows details of a main part of FIG.
In FIG. 2, the code | symbol 21 is an outer tube | pipe which consists of stainless steel etc. of thickness 1.5mm, for example.
The outer tube 21 has a long shape, and four circular projecting portions 21a are formed at predetermined intervals.
[0026]
Cylinder head mounting flanges 23 are welded to the open ends of these protrusions 21a.
Further, a flange 25 for attaching the catalytic converter is welded to the opening end of the outer tube 21 in the longitudinal direction.
Further, an inner tube 29 made of stainless steel having a thickness of 0.5 to 0.8 mm, for example, which is slightly smaller than the outer tube 21 is disposed inside the outer tube 21 via a heat insulating space 27. .
[0027]
A circular outer tube through hole 21 b is formed at a position close to the flange 25 of the outer tube 21.
And the front end side of the cylindrical boss | hub 31 which consists of cast iron etc. is inserted in this outer pipe | tube through-hole 21b, for example.
[0028]
In the center of the boss 31, an oxygen sensor mounting hole 31a in which a female screw is formed is formed.
Further, as shown in FIG. 1, a circular inner tube through hole 29 a is formed below the outer tube through hole 21 b of the inner tube 29.
An annular projecting portion 29c that protrudes toward the outer tube 21 and has a curved bottom is integrally formed at the opening edge portion 29b of the inner tube through hole 29a.
[0029]
Further, the inner periphery of the annular projecting portion 29c is in close contact with the outer periphery of the boss 31, and the heat insulating space 27 is sealed.
Further, the outer periphery of the boss 31 is welded 33 to the outer tube 21, and a bead 33 a is formed on the outer tube 21 and the boss 31.
Further, as shown in FIG. 3, the outer tube 21 and the inner tube 29 are formed by pressing parts 21c, 21d and 29d, 29e having a semicircular cross section formed by pressing or the like at the joining portions 21e and 29f. The joint portions 21e and 29f are formed by welding 35 at the same time.
[0030]
In the above-described double pipe type exhaust manifold, the outer pipe 21, the inner pipe 29 and the boss 31 prevent the temperature of the exhaust gas from being lowered by the heat insulating action of the sealed heat insulating space 27.
Even when the engine is started when the exhaust passage is cold, the exhaust gas is purified without reducing the catalytic activity.
[0031]
As shown in FIG. 4, when the inner tube 29 is thermally expanded or contracted in the circumferential direction by starting and stopping the engine, the annular protrusion 29 c of the inner tube 29 is in close contact with the outer periphery of the boss 31. The local thermal stress of the inner tube 29 is alleviated while maintaining this state.
In the double-pipe type exhaust manifold configured as described above, an annular projecting portion 29c that projects toward the outer tube 21 is formed integrally with the opening edge 29b of the inner tube through hole 29a of the inner tube 29. Since the inner periphery of the protruding portion 29 c is in close contact with the outer periphery of the boss 31, the contact position between the outer tube 21 and the inner tube 29 is not welded by the bead 33 a, and the annular protruding portion 29 c is on the outer periphery of the boss 31. It can be deformed in close contact.
[0032]
Therefore, the annular projecting portion 29c is deformed while maintaining the close contact state between the annular projecting portion 29c and the boss 31 in accordance with the thermal expansion or contraction of the inner tube 29 in the circumferential direction due to the start and stop of the engine. Thus, local thermal stress generated in the inner tube 29 can be easily relaxed, and cracking of the inner tube 29 due to thermal stress can be prevented.
Further, since the position of the weld 33 of the boss 31 and the outer tube 21 is not in direct contact with the inner tube 29 and is through the heat insulation space 27, local thermal stress due to the heat of the exhaust gas is applied to the weld 33 portion. It does not occur and it is possible to prevent the weld 33 from being cracked.
[0033]
And since the space 27 for heat insulation can be sealed with the cyclic | annular protrusion part 29c of the inner pipe | tube 29 and the outer periphery of the boss | hub 31, high heat insulation can be hold | maintained.
In addition, since the boss 31 and the outer tube 21 are welded in a state where the distal end side of the boss 31 is inserted into the outer tube through hole 21b, it is not necessary to form a flat portion on which the boss 31 is placed on the outer tube 21, The shape of the outer tube 21 can be simplified, and the arrangement of the boss 31 on the outer tube 21 can be easily examined.
[0034]
FIG. 5 shows another double pipe type exhaust manifold related to the present invention , and the outer pipe 21 and the boss 31 are the same as the double pipe type exhaust manifold shown in FIG.
The distal end side of the boss 31 is inserted into the outer tube through hole 21 b of the outer tube 21.
Further, an inner tube 29 is disposed inside the outer tube 21 via a heat insulating space 27.
[0035]
An annular projecting portion 29 c that projects toward the outer tube 21 is integrally formed at the opening edge 29 b of the inner tube through hole 29 a of the inner tube 29.
In addition, an annular arc portion 29g that projects toward the opposite side of the projecting direction of the annular projecting portion 29c is integrally formed on the outer peripheral side of the annular projecting portion 29c.
[0036]
The inner periphery of the annular protrusion 29c is in close contact with the outer periphery of the boss 31, and the heat insulating space 27 is sealed.
In this double pipe type exhaust manifold, substantially the same effect as that of the double pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1 can be obtained. However, in this example , an annular arc part 29g is formed on the outer peripheral side of the annular projecting part 29c. Therefore, the annular projecting portion 29c and the annular arc portion 29g maintain the close contact state between the annular projecting portion 29c and the boss 31 in accordance with the large thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube 29. Since it can be deformed, local thermal stress generated in the inner tube 29 can be easily relaxed, and cracking of the inner tube 29 and the outer tube 21 due to the thermal stress can be prevented.
[0037]
FIG. 6 shows a first embodiment (corresponding to claims 1 and 2 ) of the double-pipe type exhaust manifold of the present invention, and the outer pipe 21 includes a double pipe shown in FIG. An outer pipe through hole 21b smaller than the mold exhaust manifold is formed.
An inner tube 29 is disposed inside the outer tube 21 via a heat insulating space 27.
[0038]
A circular inner pipe through hole 29a smaller than the outer pipe through hole 21b is formed below the outer pipe through hole 21b of the inner pipe 29.
The distal end side of a cylindrical member 41 made of, for example, stainless steel having a thickness of 1.2 mm is inserted into the outer tube through hole 21b.
On the outer tube 21 side of the cylindrical member 41, a flange portion 41a is formed.
[0039]
The flange portion 41 a is in contact with the periphery of the outer tube through hole 21 b of the outer tube 21 and is welded 33 to the outer tube 21.
Further, a small-diameter flange portion 41c having an outer diameter smaller than the hole diameter of the outer tube through hole 21b is formed at the tip portion 41b of the cylindrical member 41.
[0040]
And the whole lower surface of this small diameter flange part 41c is closely_contact | adhered to the circumference | surroundings of the inner pipe through-hole 29a of the inner pipe 29, and the space 27 for heat insulation is formed.
Further, the same boss 31 as that of the double pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1 is arranged on the upper surface of the flange portion 41 a and welded 33, and is fixed to the outer pipe 21.
The weld 33 forms a bead 33 a on the boss 31, the flange portion 41 a and the outer tube 21.
[0041]
The double-pipe type exhaust manifold of this embodiment can achieve substantially the same effect as the double-pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1, but in this embodiment, the flange portion 41a of the cylindrical member 41 is provided outside. Since the small diameter flange portion 41c is in close contact with the inner tube 29 by welding to the tube 21, it is not necessary to make the outer tube 21 and the inner tube 29 complicated, and the heat insulation space 27 can be sealed by simple means. .
[0042]
Further, since the entire lower surface of the small-diameter flange portion 41c is in close contact with the periphery of the inner tube through hole 29a of the inner tube 29, the cylindrical member 41 can be reliably adhered to the inner tube 29, and the space for heat insulation is more airtight. 27 can be formed.
Figure 7 shows a second embodiment of a double-tube type exhaust manifold of the present invention (corresponding to claim 3), the outer tube 21, the first embodiment smaller outer tube through hole 21b The boss 31 is the same as that of the first embodiment.
[0043]
An inner tube 29 made of, for example, stainless steel having a thickness of 0.5 to 0.8 mm is disposed inside the outer tube 21 via a heat insulating space 27.
An annular projecting portion 29c that protrudes toward the outer tube 21 and has a curved bottom is integrally formed at the opening edge portion 29b of the inner tube through hole 29a.
In addition, the distal end side of the cylindrical member 41 whose outer diameter is matched with the hole diameter of the outer tube through hole 21b is inserted into the outer tube through hole 21b.
[0044]
On the outer tube 21 side of the cylindrical member 41, a flange portion 41a is formed.
The flange portion 41 a is in contact with the periphery of the outer tube through hole 21 b of the outer tube 21 and is welded 33 to the outer tube 21.
The inner periphery of the annular protrusion 29c is in close contact with the outer periphery of the cylindrical member 41, and the heat insulation space 27 is sealed.
[0045]
In the double pipe type exhaust manifold of this embodiment, substantially the same effect as that of the double pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1 can be obtained, but in this embodiment, the front end side of the cylindrical member 41 is connected to the outside. Since the annular projecting portion 29c formed on the opening edge portion 29b of the inner tube through hole 29a is in close contact with the outer periphery of the cylindrical member 41, the outer diameter of the cylindrical member 41 is set to the outer tube through hole 21b. The cylindrical member 41 can be easily inserted and arranged at a predetermined position of the outer tube through hole 21b.
[0046]
Further, according to the thermal expansion or contraction of the inner tube 29 in the circumferential direction, the annular protrusion 29c can be easily deformed while maintaining the close contact state between the annular protrusion 29c and the cylindrical member 41. In addition, local thermal stress generated in the inner pipe 29 can be relaxed.
FIG. 8 shows a third embodiment (corresponding to claim 4 ) of the double-pipe type exhaust manifold of the present invention. The outer tube 21, the boss 31 and the cylindrical member 41 are the same as those in the second embodiment. Are the same.
[0047]
An inner tube 29 is disposed inside the outer tube 21 via a heat insulating space 27. An annular projecting portion 29 c that projects toward the outer tube 21 is integrally formed at the opening edge 29 b of the inner tube through hole 29 a of the inner tube 29.
In addition, an annular arc portion 29g that projects toward the opposite side of the projecting direction of the annular projecting portion 29c is integrally formed on the outer peripheral side of the annular projecting portion 29c.
[0048]
Furthermore, the distal end side of the cylindrical member 41 is inserted into the outer tube through hole 21 b, and the flange portion 41 a is in contact with the outer surface of the outer tube 21 and is welded to the outer tube 21.
The inner periphery of the annular protrusion 29c is in close contact with the outer periphery of the cylindrical member 41, and the heat insulation space 27 is sealed.
[0049]
Also in the double pipe type exhaust manifold of this embodiment, substantially the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
In the above-described embodiment, the example in which the thickness of the outer tube 21 is 1.5 mm and the thickness of the inner tube 29 is 0.5 to 0.8 mm has been described, but the present invention is limited to such an embodiment. For example, the thickness of the outer tube 21 may be 1.2 mm, and the thickness of the inner tube 29 may be 0.4 mm.
[0050]
Moreover, although the example which formed the outer tube | pipe 21 with stainless steel was described in embodiment mentioned above, this invention is not limited to this embodiment, For example, you may form with cast iron or aluminum alloy etc. .
In the above-described embodiment, the example in which the inner tube 29 is formed of stainless steel has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be formed of, for example, an aluminum alloy.
[0051]
Further, in the first to third embodiments described above, the example in which the cylindrical member 41 is formed of stainless steel having a thickness of 1.2 mm has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. Alternatively, it may be formed of an aluminum alloy having a thickness of 1.0 mm.
Furthermore, although the example using the cylindrical boss 31 has been described in the above-described embodiment, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, as shown in FIG. Alternatively, a small diameter portion 31c matched to the diameter of the outer tube through hole 21b may be formed. In this case, the boss 31 can be easily inserted and disposed at a predetermined position of the outer tube through hole 21b.
[0052]
In the double pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1 described above, the example in which the annular projecting portion 29c of the inner pipe 29 is projected toward the outer pipe 21 has been described, but the present invention is limited to such an example. For example, as shown in FIG. 10, the annular protrusion 29 c may protrude toward the opposite side of the outer tube 21.
[0053]
In the above-described first embodiment, the example in which the small-diameter flange portion 41c formed at the distal end portion 41b of the cylindrical member 41 is in close contact with the inner tube 29 has been described, but the present invention is limited to such an embodiment. For example, as shown in FIG. 11, the distal end portion 41 b may be directly attached to the inner tube 29 without forming the small diameter flange portion 41 c at the distal end portion 41 b of the cylindrical member 41.
[0054]
In the first to third embodiments described above, an example in which the boss 31 and the flange 41a are welded after the flange 41a and the outer tube 21 are welded, and the boss 31 is fixed to the outer tube 21 has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the boss 31, the flange 41 a and the outer tube 21 may be welded simultaneously to fix the boss 31 to the outer tube 21.
[0055]
Furthermore, in 2nd Embodiment mentioned above, although the annular protrusion part 29c of the inner tube | pipe 29 was described about the example protruded toward the outer tube | pipe 21, this invention is not limited to this embodiment, For example, as shown in FIG. 12, the annular protruding portion 29 c may protrude toward the opposite side of the outer tube 21.
In the second and third embodiments described above, the example in which the cylindrical member 41 having a cylindrical shape is inserted into the outer tube through hole 21b has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, for example, As shown in FIG. 13, the outer diameter on the tip side of the cylindrical member 41 may be widened to form a large diameter portion 41d, and the opening edge portion 29b of the inner tube 29 may be in close contact with the large diameter portion 41d. For example, as shown in FIG. 14, the outer diameter on the tip side of the cylindrical member 41 may be narrowed to form a small diameter portion 41e, and the opening edge portion 29b of the inner tube 29 may be in close contact with the small diameter portion 41e.
[0056]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the projecting portion 21a of the outer tube 21 is formed by abutting the semicircular cross-sectional parts 21c and 21d in which the projecting portion 21a is formed in advance with the joining portion 21e, The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the protruding portion 21a may be formed by a method generally called bulging using hydraulic pressure or the like.
[0057]
In the above-described embodiment, the example in which the oxygen sensor mounting hole 31a is formed in the boss 31 has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the temperature sensor mounting hole may be formed. Alternatively, a bypass pipe mounting hole may be formed.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, in the double-pipe type exhaust manifold shown in FIG. 1 , the annular protrusion is integrally formed at the opening edge of the inner pipe through-hole of the inner pipe, and the inner periphery of the annular protrusion is connected to the boss. Since the outer tube and the inner tube are in close contact with each other, the contact position between the outer tube and the inner tube is not welded by the bead, and the annular protruding portion can be deformed in a state of being in close contact with the boss.
[0059]
Therefore, with a simple structure, the annular protrusion deforms while maintaining the close contact state between the annular protrusion and the boss in accordance with the thermal expansion or contraction of the inner pipe in the circumferential direction caused by starting and stopping the engine. Therefore, the local thermal stress generated in the inner pipe can be easily relaxed, and the occurrence of cracks in the inner pipe and the outer pipe due to the thermal stress can be prevented.
[0060]
And since the boss and the outer tube are welded in a state where the tip side of the boss is inserted into the outer tube through hole, it is not necessary to form a flat portion for mounting the boss on the outer tube, and the shape of the outer tube is simplified. The arrangement of the boss on the outer tube can be easily examined.
In the double pipe type exhaust manifold shown in FIG. 5, since the circular arc portion is formed on the outer peripheral side of the annular projecting portion, the annular projecting portion is adapted to large thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube. Since the annular arc portion can be deformed while maintaining the close contact state between the annular projecting portion and the boss, the local thermal stress generated in the inner tube can be easily relaxed, and the inner tube and the outer tube due to the thermal stress can be reduced. It is possible to prevent the occurrence of cracks.
[0061]
In the double-pipe type exhaust manifold according to claim 1, the front end side of the cylindrical member having a flange portion at the rear end is inserted into the outer tube through hole, and the front end portion is in close contact with the inner tube through hole of the inner tube. Therefore, the inner tube can move while maintaining the close contact state between the inner tube and the tip of the cylindrical member in accordance with the thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube. It is possible to relieve the local thermal stress generated in the crack and prevent the inner pipe and the outer pipe from cracking due to the thermal stress.
[0062]
In addition, since the flange portion of the cylindrical member is welded to the outer tube and the small-diameter flange portion is in close contact with the inner tube, it is not necessary to make the outer tube and the inner tube complex, and the space for heat insulation is sealed with simple means. be able to.
In the double-pipe type exhaust manifold of claim 2 , since the periphery of the inner pipe through hole of the inner pipe is in close contact with the entire lower surface of the small-diameter flange formed at the tip of the cylindrical member, the cylindrical member is securely attached to the inner pipe. The space for heat insulation can be formed with better airtightness.
[0063]
In addition, since the entire lower surface of the small-diameter flange portion of the cylindrical member is in close contact with the periphery of the inner tube through hole of the inner tube, the inner tube is connected to the inner tube according to the thermal expansion or contraction in the circumferential direction of the inner tube. It can be moved while maintaining the tight contact state between the small diameter flange and the small diameter flange part, and the local thermal stress generated in the inner pipe can be easily relieved to prevent the inner pipe and the outer pipe from cracking due to the thermal stress. can do.
[0064]
In the double pipe type exhaust manifold according to claim 3 , the tip end side of the cylindrical member is inserted into the outer pipe through hole, and the annular protrusion formed at the opening edge of the inner pipe through hole is closely attached to the outer periphery of the cylindrical member. Therefore, the outer diameter of the cylindrical member can be formed in accordance with the hole diameter of the outer tube through hole, and the cylindrical member can be easily inserted and disposed at a predetermined position of the outer tube through hole.
In addition, the annular protrusion can be deformed while maintaining the close contact state between the annular protrusion and the cylindrical member in accordance with the thermal expansion or contraction of the inner pipe in the circumferential direction. The local thermal stress which generate | occur | produces can be relieve | moderated and generation | occurrence | production of the crack of an inner tube | pipe and an outer tube | pipe by a thermal stress can be prevented.
[0065]
In the double pipe type exhaust manifold according to claim 4 , since the circular arc portion is formed between the opening edge portion of the inner pipe through hole of the inner pipe and the annular protrusion, the thermal expansion in the circumferential direction of the inner pipe is performed. Or according to the heat shrinkage, the annular protrusion and the circular arc part can be deformed while maintaining the close contact state between the annular protrusion and the cylindrical member, and the local thermal stress generated in the inner pipe can be easily relieved. In addition, the occurrence of cracks in the inner tube and the outer tube due to thermal stress can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing details of a main part of FIG.
FIG. 2 is a side view showing a double pipe type exhaust manifold related to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a deformed state of an annular protrusion.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of another double-pipe type exhaust manifold related to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main part of the first embodiment of the double-pipe type exhaust manifold of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main part of a second embodiment of the double-pipe type exhaust manifold of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a third embodiment of the double-pipe type exhaust manifold of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example in which a small diameter portion is formed in the lower portion of the boss.
10 is a cross-sectional view showing an example in which the annular protrusion of the inner pipe protrudes toward the opposite side of the outer pipe in the double pipe type exhaust manifold shown in FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example in which the tip of a cylindrical member is in close contact with the inner tube in the first embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example in which an inner tube annular projecting portion projects toward the opposite side to the outer tube in the second embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example in which a large-diameter portion is formed by expanding the outer diameter on the distal end side of a cylindrical member in the second and third embodiments.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example in which a small diameter portion is formed by narrowing the outer diameter on the tip side of a cylindrical member in the second and third embodiments.
FIG. 15 is a side view showing a conventional double pipe type exhaust manifold.
16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
FIG. 17 is a sectional view showing a state in which a crack has occurred in the inner tube.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state in which a crack has occurred in the outer tube and the inner tube.

Claims

An outer pipe (21), and an inner pipe (29) disposed inside the outer pipe (21) via a heat insulating space (27), the outer pipe (21) and the inner pipe (29) And forming an outer tube through hole (21b) and an inner tube through hole (29a) for communicating the outer tube (21) and the inner tube (29), respectively, and having an equipment mounting hole (31a). In the double pipe type exhaust manifold formed by welding the boss (31) to the outer pipe (21),
The front end side of the cylindrical member (41) having the flange portion (41a) at the rear end is inserted into the outer tube through hole (21b), and the front end portion (41b) is inserted into the inner tube through the inner tube (29). The flange portion (41a) is in close contact with the periphery of the hole (29a) and welded by contacting the outer surface of the outer tube (21), and the boss (31) is placed on the upper surface of the flange portion (41a). A double-pipe type exhaust manifold characterized by being welded .

The double pipe type exhaust manifold according to claim 1,
A small-diameter flange portion (41c) having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tube through hole (21b) is formed at the tip end portion (41b) of the cylindrical member (41), and the small-diameter flange portion (41c) is A double-pipe type exhaust manifold characterized by being in close contact with the periphery of the inner pipe through hole (29a) of the inner pipe (29) .

An outer pipe (21), and an inner pipe (29) disposed inside the outer pipe (21) via a heat insulating space (27), the outer pipe (21) and the inner pipe (29) And forming an outer tube through hole (21b) and an inner tube through hole (29a) for communicating the outer tube (21) and the inner tube (29), respectively, and having an equipment mounting hole (31a). In the double pipe type exhaust manifold formed by welding the boss (31) to the outer pipe (21),
The front end side of the cylindrical member (41) having the flange portion (41a) at the rear end is inserted into the outer tube through hole (21b), and the opening edge of the inner tube through hole (29a) of the inner tube (29) An annular protrusion (29c) is formed integrally with the part (29b), the inner periphery of the annular protrusion (29c) is brought into close contact with the outer periphery of the cylindrical member (41), and the flange part (41a) is A double-pipe exhaust manifold, wherein the outer tube (21) is in contact with the outer surface and welded, and the boss (31) is placed on the upper surface of the flange (41a) and welded.

The double-pipe type exhaust manifold according to claim 3,
A double-pipe type exhaust characterized in that an annular arc portion (29g) projecting in the opposite direction to the projecting direction of the annular projecting portion (29c) is integrally formed on the outer peripheral side of the annular projecting portion (29c). Manifold.