JP4256700B2 - メッシュ状間隔保持体及びその製造方法並びにエキゾーストマニホールド - Google Patents
メッシュ状間隔保持体及びその製造方法並びにエキゾーストマニホールド Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジン排気部品、主に薄板2重構造のエキゾーストマニホールドの集合部の中空部に設けられ、内管と外管との間隔を保持するメッシュ状間隔保持体及びその製造方法並びにこれを具備するエキゾーストマニホールドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、エキゾーストマニホールドとして、排気ガスを断熱するため、内管と外管との間に空気による断熱層として中空部を設けた薄板2重構造のエキゾーストマニホールドが知られている。このエキゾーストマニホールドでは、内管と外管として背圧を小さくする形状とした半割管を接合したものを用いている。
【0003】
しかし、このような内管と外管が上下薄板はめ込み式で構成されるエキゾーストマニホールドでは、半割管を接合した接合部で、半割管の重なる部分が外側に突起し、エキゾーストマニホールドの集合部の内管と外管の隙間(中空部)が均一とならない。
【0004】
そのため、図8、図9に示すように、内管4と外管5との間隔を保持する方法として、三日月形状の半割メッシュ状間隔保持体101を中空部に挟み込んで、内管4と外管5との間隔を保持することが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のようなメッシュ状間隔保持体及びこれを具備するエキゾーストマニホールドは、メッシュ状間隔保持体が分割されているため、端末処理が必要であり、筒状一体タイプのものよりコストが高くなるという問題があった。また、メッシュ状間隔保持体を組み付ける際にメッシュ状間隔保持体が不安定となるため、セット治具が必要であり、組み付け効率が悪いという問題があった。
【0006】
また、半割メッシュ状間隔保持体を内管または外管に固定するためにスポット溶接すると、その熱によりメッシュ状間隔保持体は花が咲くように変形する現象(以下、花咲現象という)が起こる。このため、メッシュ状間隔保持体の径寸法が大きくなり、内管と外管をセットする時、大きな押さえ込みの力を必要とし、組み付け効率が悪いという問題があった。
【0007】
そこで本発明は、コストを押さえることができるとともに、組み付け効率がよいメッシュ状間隔保持体及びこれを具備するエキゾーストマニホールドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るメッシュ状間隔保持体及びこれを具備するエキゾーストマニホールドの代表的な構成は、半割管を接合してなる内管の外側に半割管を接合してなる外管を配置した排気管の集合部に於ける前記内管と外管との間の中空部に設ける筒状のメッシュ状間隔保持体であって、前記内管の半割管を接合した接合部と対向する位置に、径方向に凹凸を有し前記内管の集合部の外径寸法にあわせて伸縮する凹部を設けることで、前記内管の外側に突起した接合部を回避し得るよう構成したことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
[第一実施形態]
本発明に係るメッシュ状間隔保持体及びこれを具備するエキゾーストマニホールドの第一実施形態について、図を用いて説明する。図1はエキゾーストマニホールドを使用した排気系を示す図、図2は参考例に係るメッシュ状間隔保持体を用いたエキゾーストマニホールドの断面図、図3はメッシュ状間隔保持体の製造方法の説明図、図4は図2に示すエキゾーストマニホールドの組み付けの説明図である。図5は本発明に係るメッシュ状間隔保持体の説明図である
【0010】
図1に示すように、エンジン1には、2つの排出口を一本にまとめるエキゾーストマニホールド2が取付けられている。排気系には排気ガスを浄化するための触媒(不図示)が設けられており、触媒の効率は排気ガスの温度が高い程良いことが知られている。このため、排気ガスを温度降下を少なくして触媒に導くことが必要となる。
【0011】
図2に示すように、エキゾーストマニホールド2は、内管4、外管5、参考例に係るメッシュ状間隔保持体6(以下同じ)から構成されており、内管4と外管5の間の空気層である中空部Sにより内管4内を通過する排気ガスを断熱して排出するよう構成されている。
【0012】
内管4は、上半割内管4a、下半割内管4bを接合部4cにて接合して断面略円筒状に組み付けられている。上半割内管4a、下半割内管4bは、例えば、ステンレス鋼板等の耐熱性を有する材料からなる薄板をプレス加工により断面略半円状に形成されている。接合部4cは、内管4の内側を排出される排気ガスの背圧を小さくするため外側に突出するように溶接されている。
【0013】
外管5は、上半割外管5a、下半割外管5bを接合部5cにて接合して断面略円筒状に組み付けられている。上半割外管5a、下半割外管5bは、ステンレス鋼板等の耐熱性を有する材料からなる薄板をプレス加工により内管4より曲率の大きい断面略半円状に形成されている。
【0014】
メッシュ状間隔保持体6は、筒状に編み込まれてたメッシュであり、エキゾーストマニホールド2の集合部Aの内管4と外管5との間の中空部Sに挟み込まれて内管4と外管5の間隔を一定に保持している。メッシュ状間隔保持体6は、内管4と外管5に接触するため、熱伝導を極力少なくできるとともに、メッシュ状間隔保持体6自体が熱により変形しないように、細い線形のステンレス製などの耐熱性のメッシュにて形成されている。
【0015】
メッシュ状間隔保持体6の接合部4cと対向する位置に凹部6aが設けられており、メッシュ状間隔保持体6が内管4の外側に突起した接合部4cに接触しないよう形成されている。
【0016】
次に本発明に係るメッシュ状間隔保持体及びこれを具備するエキゾーストマニホールドについて図を用いて説明する。図5は本実施形態にかかるメッシュ状間隔保持体の説明図である。上記参考例と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0017】
図5に示すように、本実施形態のメッシュ状間隔保持体26は、上記参考例のメッシュ状間隔保持体6の凹部6aに凹凸をつけたものである。
【0018】
メッシュ状間隔保持体26は、凹部26aを上記参考例の凹部6aより長く形成し、凹部26aを周方向に縮めて径方向に凹凸を形成している。メッシュ状間隔保持体26は、凹部26aを周方向に伸ばすことにより、凹部26aの凹凸がなくなるまで径を広げることができる。このため、メッシュ状間隔保持体26は、凹部26aの凹凸の長さの分だけ径を変化させることができ、エキゾーストマニホールド2の集合部Aの内管4の外径寸法にあわせて伸縮できる。
【0019】
これにより、メッシュ状間隔保持体26を内管4にセットする時、凹部26aを径方向に伸縮させて内管4の外径の寸法公差を吸収することができ、組み付けを容易にして作業効率を良くすることができる。
【0020】
次に、メッシュ状間隔保持体6、26の製造方法について説明する。図3に示すように、メッシュ状間隔保持体6は、ベース型7とオス型11にて形成される。
【0021】
ベース型7は、貫通穴8aを有する型8と、貫通穴8aに入る芯10を有する芯型9から構成されている。貫通穴8aは外管5の内径と同程度の径にて形成されており、芯10は内管4の外径と同程度の径にて形成されている。芯10は外周面上に点対称となるように2つの押し出し部10aを有し、押し出し部10aは芯10から出入り可能に構成されている。
【0022】
まず、図3(a)に示すように、押し出し部10aを芯10内に退避させた状態で、芯10を貫通穴8aに挿入し、貫通穴8aと芯10の間に芯10を覆うように筒状にメッシュ12を挿入する。次に、押し出し部10aを芯10から突出させてメッシュ12に凹部6aを形成する。
【0023】
そして、図3(b)に示すように、凹部6aを形成したメッシュ12をベース型7から取り出し、圧縮用メス型(不図示)に挿入し、オス型11で長手方向に圧縮してメッシュ状間隔保持体6、26を形成する。
【0024】
次に、エキゾーストマニホールド2の組み付けについて説明する。まず、図4(a)、図4(b)に示すように、上半割内管4a、下半割内管4bを接合部4cにて溶接して内管4を形成する。次に、エキゾーストマニホールド2の集合部Aの内管4にメッシュ状間隔保持体6をはめる。このとき、接合部4cと凹部6aが対向する位置となるようにし、メッシュ状間隔保持体6の接合部4cに対する接触を回避し得るようにする。そして、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の外周に固定する。
【0025】
続いて、図4(c)、図2に示すように、上半割外管5a、下半割外管5bをメッシュ状間隔保持体6の外周面に当接させ、メッシュ状間隔保持体6を押圧して圧縮した状態で上半割外管5a、下半割外管5bを接合部5cにて溶接して外管5を形成し、エキゾーストマニホールド2の組み付けを完了する。
【0026】
上述のごとく、メッシュ状間隔保持体6は、筒状とし、内管4の上半割内管4aと下半割内管4bを接合した接合部4cと対向する位置に凹部6aを設け、内管4の外側に突起した接合部4cに接触しないよう構成した。
【0027】
このように凹部6aを設けたことにより、外管5がメッシュ状間隔保持体6を介して接合部4cにより押されることを防止して内管4と外管5との間隔を一定に保持できる。
【0028】
また、メッシュ状間隔保持体6を筒状としたことにより、端末処理の必要がなく、コストを押さえることができるとともに、内管4にセット治具なしでセットすることができ、エキゾーストマニホールド2の組み付けの作業効率を良くすることができる。
【0029】
さらに、メッシュ状間隔保持体6をスポット溶接により内管4に固定する時、熱による花咲現象も起こりにくく、メッシュ状間隔保持体6の変形が分割タイプの間隔保持体より少ない。そのため、外管5をセットする時、大きな押さえ込み力を必要とせず、作業効率を良くすることができる。
【0030】
[第二実施形態]
次に本発明に係るメッシュ状間隔保持体を製造する方法について図を用いて説明する。図6は本実施形態にかかる成形前のメッシュの説明図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0031】
本実施形態にかかるメッシュ状間隔保持体の製造方法は、密度の低いメッシュに凹部を形成し、圧縮用メス型(不図示)に挿入し、オス型11にて圧縮することにより密度を高めてメッシュ状間隔保持体を成形する工程において、上記第一実施形態のメッシュ12に変えて、成形前のメッシュ37の凹部6a、26aとなる部分37aのメッシュ密度が他の部分37bよりも小さいメッシュ37を使用して成形したものである。
【0032】
図6に示すように、メッシュ状間隔保持体は、上記第一実施形態のメッシュ12に変えて、メッシュ37を用いて、上記第一実施形態と同様の製造工程により形成する。メッシュ37は、凹部6a、26aとなる部分37aだけメッシュを粗く編み、メッシュ密度を他の部分37bよりも小さくしたものである。
【0033】
このように、メッシュ状間隔保持体6の凹部6a、26aを作成する時に、あらかじめ凹部6aとなる部分37aのメッシュ密度を他の部分37bよりも小さくしておくことにより、芯10から突出する押し出し部10aの押圧力を小さくすることができ、凹部6a、26aを作り易くできる。
【0034】
[第三実施形態]
次に本発明に係るメッシュ状間隔保持体の製造方法について図を用いて説明する。図7は本実施形態にかかるメッシュ状間隔保持体の製造方法の説明図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0035】
図7に示すように、本実施形態にかかるメッシュ状間隔保持体36の製造方法は、上記第一実施形態のオス型11に変えて、オス型38を用いて成形したものである。オス型38はメッシュ状間隔保持体36の凹部36aに当接する部分にメッシュ12の軸方向への逃げ部38aを設けたものである。
【0036】
上記第一実施形態と同様の方法により凹部を形成したメッシュ12を圧縮用メス型(不図示)に挿入し、オス型38にて長手方向に圧縮してメッシュ状間隔保持体36を形成する。このように形成されたメッシュ状間隔保持体36は、凹部36aが逃げ部38aの分だけ圧縮されないことにより、凹部36aの軸方向端部が他の部分から逃げ部38aの形状に突出して成形される。
【0037】
尚、本実施形態では、オス型38に逃げ部38aを設けたが、メス型(不図示)に逃げ部を設けるよう構成してもよい。
【0038】
上述のごとく、メッシュ状間隔保持体36の凹部36aに当接する部分にメッシュ12の軸方向への逃げ部38aを有するオス型38にてメッシュ状間隔保持体36を形成した。これにより、オス型による圧縮によりメッシュ状間隔保持体の凹部が変形することを防止し、メッシュ状間隔保持体36の接合部4cに対する接触を確実に回避できる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、メッシュ状間隔保持体は、筒状とし、内管の半割管を接合した接合部と対向する位置に、凹部を設け、内管の外側に突起した接合部に接触しないよう構成した。このように凹部を設けたことにより、外管がメッシュ状間隔保持体を介して接合部により押されることを防止して内管と外管との間隔を一定に保持できる。
【0040】
また、凹部は、径方向に凹凸を有し、内管の集合部の外径寸法にあわせて伸縮するよう構成した。これにより、メッシュ状間隔保持体を内管にセットする時、凹部を伸縮させて内管の外径の寸法公差を吸収することができ、組み付けを容易にして作業効率を良くすることができる。
【0041】
また、メッシュ状間隔保持体を筒状としたことにより、端末処理の必要がなく、コストを押さえることができるとともに、内管にセット治具なしでセットすることができ、エキゾーストマニホールドの組み付けの作業効率を良くすることができる。
【0042】
また、メッシュ状間隔保持体をスポット溶接により内管に固定する時、熱による花咲現象も起こりにくく、メッシュ状間隔保持体の変形が分割タイプの間隔保持体より少ない。そのため、外管をセットする時、大きな押さえ込み力を必要とせず、作業効率を良くすることができる。
【0043】
また、密度の低いメッシュを圧縮用メス型に挿入し、オス型にて圧縮することにより密度を高めてメッシュ状間隔保持体を成形する工程において、成形前のメッシュの凹部となる部分のメッシュ密度が他の部分よりも小さいものを使用して成形した。これにより、小さい押圧力にて凹部を形成でき、凹部を作り易くできる。
【0044】
また、前記オス型またはメス型は軸方向に逃げ部を有し、メッシュ状間隔保持体の凹部の軸方向端部を逃げ部の形状に形成した。これにより、オス型による圧縮によりメッシュ状間隔保持体の凹部が変形することを防止し、メッシュ状間隔保持体の内管の接合部に対する接触を確実に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エキゾーストマニホールドを使用した排気系を示す図である。
【図2】参考図に係るメッシュ状間隔保持体を用いたエキゾーストマニホールドの断面図である。
【図3】メッシュ状間隔保持体の製造方法の説明図である。
【図4】図2に示すエキゾーストマニホールドの組み付けの説明図である。
【図5】本発明にかかるメッシュ状間隔保持体の説明図である。
【図6】第二実施形態にかかる成形前のメッシュの説明図である。
【図7】第三実施形態にかかるメッシュ状間隔保持体の製造方法の説明図である。
【図8】従来のエキゾーストマニホールドの長手方向の断面図である。
【図9】従来のエキゾーストマニホールドの組み付けの説明図である。
【符号の説明】
A …集合部
S …中空部
1 …エンジン
2 …エキゾーストマニホールド
4 …内管
4a …上半割内管
4b …下半割内管
4c …接合部
5 …外管
5a …上半割内管
5b …下半割内管
5c …接合部
6 …参考例に係るメッシュ状間隔保持体、メッシュ状間隔保持体
6a …凹部
7 …ベース型
8 …型
8a …貫通穴
9 …芯型
10 …芯
10a …押し出し部
11 …オス型
12 …メッシュ
26 …メッシュ状間隔保持体
26a …凹部
36 …メッシュ状間隔保持体
36a …凹部
37 …メッシュ
37a …部分
37b …他の部分
38 …オス型
38a …逃げ部
Claims (4)
- 半割管を接合してなる内管の外側に半割管を接合してなる外管を配置した排気管の集合部に於ける前記内管と外管との間の中空部に設ける筒状のメッシュ状間隔保持体であって、
前記内管の半割管を接合した接合部と対向する位置に、径方向に凹凸を有し前記内管の集合部の外径寸法にあわせて伸縮する凹部を設けることで、前記内管の外側に突起した接合部を回避し得るよう構成したことを特徴とするメッシュ状間隔保持体。 - 密度の低いメッシュを圧縮用メス型に挿入し、オス型にて圧縮することにより密度を高めての請求項1に記載のメッシュ状間隔保持体を成形する工程において、成形前のメッシュの前記メッシュ状間隔保持体の凹部となる部分のメッシュ密度が他の部分よりも小さいものを使用して成形することを特徴とするメッシュ状間隔保持体の製造方法。
- 密度の低いメッシュを圧縮用メス型に挿入し、オス型にて圧縮することにより密度を高めて請求項1に記載のメッシュ状間隔保持体を成形する工程において、前記オス型またはメス型は軸方向に逃げ部を有し、前記メッシュ状間隔保持体の凹部の軸方向端部が前記逃げ部の形状に形成されることを特徴とする請求項2に記載のメッシュ状間隔保持体の製造方法。
- 排気管の集合部の内管と外管との間に、請求項1に記載のメッシュ状間隔保持体を設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
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