JP3992447B2 - 二重管エキゾーストマニホールド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと触媒との間に介装され、排気が通過する内管の外周にメッシュ状間隔保持体を介して断熱用外管を備えることにより内管と外管との間に断熱空間を形成した二重管エキゾーストマニホールドに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エキゾーストマニホールドは、車の浄化性能をより高めるために排気系の途中に備えた触媒を、排気ガスの熱を利用してより早く暖めて浄化機能を早期に発揮させるために、図6に示すように、内管101とその外周を覆う断熱用外管102との二重管構造に構成され、内管101と外管102との間には断熱空間を確保するために、メッシュ状間隔保持体103が介装されている。そして、このメッシュ状間隔保持体103としては、内管101と外管102に接触する関係で、熱伝導が極力少なくなるように、0.25mm程度の細い線径のメッシュが用いられている。
【0003】
また、内管101と外管102における温度差や熱膨張係数差に基づいて発生する熱膨張差の吸収機能を内管101側に持たせる目的で、内管101側が軸線方向に互いに伸縮可能に接続された2つの部材で構成されている関係で、前記メッシュ状間隔保持体103は内管101側にのみ固定され、外管102とメッシュ状間隔保持体103との間は互いに軸方向に摺動可能な状態に組み付けられている。
【0004】
そして、前記外管102は内管101への組付性の観点から径方向に2分割されていて、内管101への組み付けに際しては、該2分割された両分割外管102a、102bを内管101の外側でメッシュ状間隔保持体103の外周面に当接させた状態で、両分割外管102a、102bの両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせ、該両分割外管102a、102bの両重ね合わせ部を溶接104することにより、両分割外管102a、102bを接合一体化して略円筒状に形成し、これにより、内管101への組み付けが行われるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の二重管エキゾーストマニホールドにあっては、上述のように、2分割された両分割外管102a、102bをメッシュ状間隔保持体103の外周面に当接させた状態で、両分割外管102a、102bの両重ね合わせ部を溶接104により接続一体化する構造となっていたため、両重ね合わせ部を溶接する際に、溶接104の裏ビード104aがメッシュ状間隔保持体103に接触することで、裏ビード104aの高熱で0.25mm程度の細い線径のメッシュ状間隔保持体103が切断され、これにより、切断部よりメッシュ状態が解けて分解し、ガタを発生させる虞れがあり、また、切断されるまでには至らなくても裏ビード104aがメッシュ状間隔保持体103に溶着されることで内管101に対する外管102の軸方向摺動を疎外したり、軸方向摺動力によってメッシュ状間隔保持体103が破壊される虞があるという問題点があった。
なお、以上のような問題点は、分割外管の両側縁部に外向フランジ部を形成し、両外向フランジ部の先端縁部で溶接することによって一応解消可能であるが、外向フランジ部が外管の左右に大きく突出する分だけエキゾーストマニホールドの外径が大型化し、これにより、車載性を悪化させるという別の問題を発生させる。
【0006】
本発明の解決しようとする課題は、車載性を悪化させることなしに、筒状の外管を構成する分割外管の溶接による組み付け工程における高温の裏ビードの接触によるメッシュ状間隔保持体の切断および外管とメッシュ状間隔保持体との溶着を防止することができる二重管エキゾーストマニホールドを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明では、内管と、該内管の外周に装着されるメッシュ状間隔保持体と、該間隔保持体の外周に少なくとも前記内管に対し軸方向摺動自在に装着される外管とを備え、前記外管が径方向に2分割されていて該2分割された両分割外管の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせ該重ね合わせ部を溶接により接合一体化するように構成された二重管エキゾーストマニホールドであって、前記両分割外管の両重ね合わせ部を外側へ膨出させて該重ね合わせ部と前記メッシュ状間隔保持体との間に隙間が形成されている手段とした。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の二重管エキゾーストマニホールドにおいて、前記内管の肉厚が外管の肉厚より薄く形成され、前記メッシュ状間隔保持体が前記内管に対しスポット溶接により固定されている手段とした。
【0009】
【作用および効果】
請求項1記載の発明では、上述のように、両分割外管の両重ね合わせ部を外側へ膨出させて該重ね合わせ部とメッシュ状間隔保持体との間に隙間が形成されているため、2分割された両分割外管の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせた状態で、該重ね合わせ部を溶接により接合一体化する際に、溶接の裏ビードがメッシュ状間隔保持体に接触することが回避される。
従って、高温の裏ビードの接触によるメッシュ状間隔保持体の切断が防止されると共に、外管とメッシュ状間隔保持体との溶着を防止することができるようになるという効果が得られる。
また、両分割外管の重ね合わせ部とメッシュ状間隔保持体との間に形成される隙間は微小(2mm程度)でよいため、外径の大型化による車載性の悪化を招くこともない。
【0010】
請求項2記載の発明では、上述のように、内管の肉厚が外管の肉厚より薄く形成されているため、内管に対しメッシュ状間隔保持体をスポット溶接により固定することができ、このスポット溶接は肉盛溶接に比べ、溶接時の温度が低いため、メッシュ状間隔保持体のメッシュを切断することなしに、かつ、容易に固定することができるようになる。
また、内管を薄く形成することで熱容量が小さくなり、これにより、内管への熱の吸収による排気ガス温度の低下が防止される一方、外管は厚く形成することにより、耐久性を高めることができるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドは、請求項1および2記載の発明に対応する。
まず、この発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドの構成を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1はこの発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドが適用されるエンジンの排気系を示す全体図、図2は二重管エキゾーストマニホールドの要部を示す拡大縦断面図、図3は図2の III−III 線における縦断側面図、図4は図2のIV−IV線における横断平面面図であり、これらの図において、1は6気筒V型エンジン、2は二重管エキゾーストマニホールド、3は触媒、4は内管、5は外管、6はメッシュ状間隔保持体を示す。
【0013】
即ち、この発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールド2は、図1に示すように、6気筒V型エンジン1と触媒3との間の排気系に介装されるもので、この発明の実施の形態では、6気筒V型エンジン1の両側にそれぞれ備えられ、それぞれに触媒3が接続されている。
【0014】
さらに詳述すると、この二重管エキゾーストマニホールドは、図1に示すように、車の浄化性能をより高めるために排気系の中に備えた触媒3を、6気筒V型エンジン1からの排気ガスを利用してより早く暖めて浄化機能を早期に発揮させるために、図2〜4に示すように、内管4とその外周を覆う断熱用外管5との二重管構造に構成され、内管4と外管5との間には断熱空間を確保するために、メッシュ状間隔保持体6が介装されている。そして、このメッシュ状間隔保持体6としては、内管4と外管5に接触する関係で、熱伝導が極力少なくなるように、0.25mm程度の細い線径のステンレス製メッシュが用いられている。
【0015】
前記内管4は、図2〜4に示すように、ステンレス製で肉薄(板厚0.5〜0.8mm)の円形パイプ部材が用いられる一方、前記外管5は、上下方向(径方向)に2分割された2つの分割外管51、51で構成され、この両分割外管51、51は前記内管4よりは肉厚(板厚1.5〜2.0mm)のステンレス製板材をプレス加工することにより略半円状に形成されている。そして、両分割外管51、51の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせ、この両重ね合わせ部5a、5aをそれぞれ溶接により接合一体化することにより、略円筒状に組み付けられている。
【0016】
そして、前記両分割外管51、51の両重ね合わせ部5a、5aを外側へ僅かに膨出させて該重ね合わせ部5a、5aと前記メッシュ状間隔保持体6との間に(約2mmの)隙間t、tが形成されている。
【0017】
この発明の実施の形態のエキゾーストマニホールド2は上述のように構成されるため、エキゾーストマニホールドの組み付けに際しては、まず、内管4の外周所定位置にメッシュ状間隔保持体6を装着し、この各メッシュ状間隔保持体6をスポット溶接によって内管4の外周に固定状態とする。
【0018】
次に、2分割された両分割外管51、51を内管4の外側でメッシュ状間隔保持体6の外周面に当接させ、かつ、少し押圧力を加えてメッシュ状間隔保持体6を圧縮した状態とし、この状態で両分割外管51、51の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせ、この両分割外管51、51の両重ね合わせ部5a、5aを溶接Rすることにより、両分割外管51、51を接合一体化して略円筒状の外管5とし、これにより、二重管状のエキゾーストマニホールド2の組み付けを完了する。
【0019】
この発明の実施の形態のエキゾーストマニホールド2にあっては、上述のように、両分割外管51、51の両重ね合わせ部5a、5aを外側へ膨出させて該重ね合わせ部5a、5aとメッシュ状間隔保持体6との間に隙間t、tが形成されているため、2分割された両分割外管51、51の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせた状態で、この重ね合わせ部5a、5aを溶接Rにより接合一体化する際に、溶接Rの裏ビードrがメッシュ状間隔保持体6に接触することが回避される。
【0020】
従って、高温の裏ビードrの接触によるメッシュ状間隔保持体の切断が防止されると共に、外管5とメッシュ状間隔保持体6との溶着を防止することができるようになるという効果が得られる。
【0021】
また、両分割外管51、51の重ね合わせ部5a、5aとメッシュ状間隔保持体6との間に形成される隙間t、tは微小(2mm程度)でよいため、外径の大型化による車載性の悪化を招くこともない。
【0022】
また、上述のように、内管4の肉厚が外管5の肉厚より薄く形成されているため、内管4に対しメッシュ状間隔保持体6をスポット溶接により固定することができ、このスポット溶接は肉盛溶接Rに比べ、溶接時の温度が低いため、メッシュ状間隔保持体6のメッシュを切断することなしに、かつ、容易に固定することができるようになる。
【0023】
また、内管4を薄く形成することで熱容量が小さくなり、これにより、内管4への熱の吸収による排気ガス温度の低下が防止される一方、外管5は厚く形成することにより、エキゾーストマニホールドの耐久性を高めることができるようになる。
【0024】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態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。
【0025】
例えば、発明の実施の形態では、メッシュ状間隔保持体6として、円筒状のものをそのまま用いた例を示したが、図5に示すように、半円状に潰した状態のものを2個組み合わせて円筒径に形成するようにしてよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドが適用されるエンジンの排気系を示す全体図である。
【図2】発明の実施の形態の二重管エキゾーストマニホールドの要部を示す拡大縦断面図である。
【図3】図2の III−III 線における縦断側面図である。
【図4】図2のIV−IV 線における横断平面面図である。
【図5】メッシュ状間隔保持体の他の例を示す図である。
【図6】従来例の二重管エキゾーストマニホールドを示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 6気筒V型エンジン
2 二重管エキゾーストマニホールド
3 触媒
4 内管
5 外管
5a 重ね合わせ部
51 分割外管
6 メッシュ状間隔保持体
R 溶接
r 裏ビード
101 内管
102 外管
102a 分割外管
102b 分割外管
103 メッシュ状間隔保持体
104 溶接
104a 裏ビード
Claims (2)
- 内管と、該内管の外周に装着されるメッシュ状間隔保持体と、該間隔保持体の外周に少なくとも前記内管に対し軸方向摺動自在に装着される外管とを備え、
前記外管が径方向に2分割されていて該2分割された両分割外管の両側縁部を互いに径方向に重ねた合わせ該重ね合わせ部を溶接により接合一体化するように構成された二重管エキゾーストマニホールドであって、
前記両分割外管の両重ね合わせ部を外側へ膨出させて該重ね合わせ部と前記メッシュ状間隔保持体との間に隙間が形成されていることを特徴とする二重管エキゾーストマニホールド。 - 前記内管の肉厚が外管の肉厚より薄く形成され、
前記メッシュ状間隔保持体が前記内管に対しスポット溶接により固定されていることを特徴とする請求項1に記載の二重管エキゾーストマニホールド。
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