JP5552259B2 - Exhaust manifold with double pipe structure - Google Patents

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Description

本発明は、外管の内部に隙間を設けて内管が内装された二重管構造の排気マニホールドに関する。   The present invention relates to an exhaust manifold having a double pipe structure in which a gap is provided inside an outer pipe and an inner pipe is built therein.

一般に、内燃機関の排気マニホールドは、前記内燃機関の各排気ポートから排出される排気ガスを、集合管で1つにまとめたうえで、この集合管の下流に取り付けた触媒等に排出されるものである。   Generally, an exhaust manifold of an internal combustion engine collects exhaust gas discharged from each exhaust port of the internal combustion engine into one by a collecting pipe and then discharges it to a catalyst or the like attached downstream of the collecting pipe. It is.

ところが、最近では、前記触媒の温度を早期に上昇させて排気ガス浄化性能の向上を図るために、強度を備えた外管の内部に、隙間を設けて熱容量の低い薄肉の内管が内装された二重管構造の排気マニホールドが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   However, recently, in order to improve the exhaust gas purification performance by increasing the temperature of the catalyst at an early stage, a thin inner tube with a low heat capacity is provided inside the outer tube with strength. An exhaust manifold having a double pipe structure has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

この二重管構造の排気マニホールドでは、前記外管及び内管の間にワイヤメッシュリング等のスペーサを介在させて所定の隙間が形成されると共に、前記内管が外管に対して軸方向に相対移動可能なフローティング構造にされている。   In the exhaust manifold having the double pipe structure, a predetermined gap is formed by interposing a spacer such as a wire mesh ring between the outer pipe and the inner pipe, and the inner pipe is axially formed with respect to the outer pipe. It is a floating structure that can move relative to each other.

そして、前記内管及び外管は、複数箇所をスポット溶接によって固着され、前記内管の上流端が前記内燃機関の各排気ポートに連結されると共に、前記内管の下流端が前記触媒等に連結されている。   The inner pipe and the outer pipe are fixed at a plurality of locations by spot welding, the upstream end of the inner pipe is connected to each exhaust port of the internal combustion engine, and the downstream end of the inner pipe is connected to the catalyst or the like. It is connected.

そのため、前記内燃機関から排出された排気ガスの排気熱によって、前記触媒温度を早期に所定の温度まで上昇できるようにしている。   Therefore, the catalyst temperature can be raised to a predetermined temperature at an early stage by the exhaust heat of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

このように、二重管構造の排気マニホールドにおける前記内管は、その肉厚が薄く形成されることで、熱容量を低くすると共に、前記外管は、強度の確保や耐熱性等のために厚肉に形成されている。   As described above, the inner pipe in the exhaust manifold having a double pipe structure is formed with a small thickness so that the heat capacity is lowered, and the outer pipe is thick in order to ensure strength and heat resistance. It is formed in meat.

実開平4−116624号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-116624 特開2001−132872号公報JP 2001-132872 A

ところが、従来の二重管構造の排気マニホールドには、以下のような問題がある。   However, the conventional double-pipe structure exhaust manifold has the following problems.

すなわち、前記内管は、その内部を高温の排気ガスが流通するために高温となり、熱による変形が生じ易い。   That is, the inner pipe becomes hot because high-temperature exhaust gas flows therethrough, and is easily deformed by heat.

一方、前記外管は、前記内管と隙間をあけて外装されており、内管と比較して熱による変形が生じ難い。   On the other hand, the outer tube is covered with a gap from the inner tube, and is less likely to be deformed by heat than the inner tube.

そして、前記内管は、スポット溶接によって、前記外管に取り付けられている。   The inner pipe is attached to the outer pipe by spot welding.

そのため、高温の排気ガスに晒される薄肉の前記内管と、外気に晒される厚肉の前記外管との熱膨張差が発生してしまい、この熱膨張差によって前記内管の一部には、歪による皺や亀裂等が発生して、排気マニホールドの信頼性が低下してしまうという問題があった。   Therefore, a difference in thermal expansion occurs between the thin inner tube exposed to high-temperature exhaust gas and the thick outer tube exposed to the outside air. Due to this thermal expansion difference, a part of the inner tube is formed. There has been a problem that the reliability of the exhaust manifold is reduced due to the occurrence of wrinkles and cracks due to distortion.

本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、二重管構造の排気マニホールドにおける薄肉の内管と、厚肉の外管との熱膨張差による歪の低減を図って、前記内管の強度を向上できる二重管構造の排気マニホールドを提供する。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and aims to reduce distortion due to a difference in thermal expansion between a thin inner pipe and a thick outer pipe in an exhaust manifold having a double-pipe structure. An exhaust manifold having a double pipe structure capable of improving strength is provided.

上記課題を解決するために、
本発明は、外管の内部に隙間を設けて内管が内装された二重管構造の排気マニホールドにおいて、前記内管は、各々側縁部にフランジ部が形成された一対の半割体同士を、当該フランジ部で溶接してなる合体構造であって、複数の分岐管と、これら複数の分岐管が集合する集合管と、最外側の分岐管及び当該集合管の合わせ部に沿って延びる、前記溶接されたフランジ部とを有し、少なくとも前記最外側の分岐管には、前記外管にスポット溶接された厚肉の内管保持部材が外装されており、前記最外側の分岐管の外周面には、前記内管保持部材と当該分岐管とをスポット溶接によって固着することにより、当該分岐管の軸方向から見て、当該分岐管の中心と前記フランジ部を結ぶ中心線と直交し、且つ、当該分岐管の中心を通る基準線よりも、前記フランジ部側に位置する外側スポット溶接部と、当該基準線よりも前記フランジ部と反対側に位置する内側スポット溶接部と、が形成されており、前記外側スポット溶接部と前記最外側の分岐管の中心とを結ぶ直線と前記中心線とがなす角度は、前記内側スポット溶接部と当該分岐管の中心とを結ぶ直線と前記中心線とがなす角度よりも広い角度に設定されたことを特徴にしている。
To solve the above problem,
The present invention relates to an exhaust manifold having a double-pipe structure in which a gap is provided inside an outer pipe and the inner pipe is internally provided. The inner pipe is formed by a pair of halves each having a flange portion formed on a side edge. Are joined together at the flange portion, and extend along a plurality of branch pipes, a collecting pipe in which the plurality of branch pipes gather together, an outermost branch pipe, and a joint portion of the collecting pipe. A welded flange portion, and at least the outermost branch pipe is covered with a thick inner pipe holding member spot-welded to the outer pipe, and the outermost branch pipe the outer peripheral surface, by fixing the the inner tube holding member and the branch pipe by spot welding, as viewed from the axial direction of the branch pipe, the center line connecting the said centering of the branch pipe flange perpendicular And a reference line passing through the center of the branch pipe An outer spot welds positioned on the flange portion side, and the inner spot welds than the reference line positioned on the opposite side of the flange portion, is formed, the outermost and before Kisotogawa spot welds and the center of the straight line and the center line and the angle connecting the branch pipe is set in the center and wider than the angle formed between the straight line and the center line connecting the previous SL inside the spot weld and the branch pipe It is characterized by that.

すなわち、本発明では、薄肉に形成された前記内管の排気流れの上端側に、厚肉の内管保持部材を外装して、この内管保持部材を前記内管にスポット溶接すると共に、前記内管保持部材と前記外管とをスポット溶接し、当該内管保持部材が前記内管及び外管に介在された状態で取り付けられてなる。   That is, in the present invention, a thick-walled inner tube holding member is sheathed on the upper end side of the exhaust flow of the inner tube formed to be thin, and the inner tube holding member is spot-welded to the inner tube, The inner tube holding member and the outer tube are spot welded, and the inner tube holding member is attached in a state of being interposed between the inner tube and the outer tube.

ここで、薄肉とは、前記内管保持部材の肉厚よりも薄い肉厚で形成されているという意味であり、また、厚肉とは、前記内管の肉厚よりも厚い肉厚で形成されているという意味である。   Here, the term “thin” means that the inner tube holding member is thinner than the inner tube holding member, and the term “thick” means that the inner tube is thicker than the inner tube. It means that it has been.

そのため、前記内管が高温になれば、当該内管にスポット溶接された前記内管保持部材も略同温度になるので、両者には温度差(熱膨張差)が殆ど生じることがなく、前記内管に歪が生じることを防止できる。   Therefore, when the inner pipe becomes high temperature, the inner pipe holding member spot welded to the inner pipe also has substantially the same temperature, so there is almost no temperature difference (thermal expansion difference) between the two. It is possible to prevent the inner tube from being distorted.

もっとも、前記内管保持部材が高温になれば、当該内管保持部材にスポット溶接された前記外管とは、温度差が生じることになる。   However, if the inner pipe holding member becomes high temperature, a temperature difference is generated with respect to the outer pipe spot-welded to the inner pipe holding member.

しかし、前記内管保持部材は、厚肉に形成されているため、前記内管保持部材と前記外管とは、同程度の割合で熱膨張されることになる。   However, since the inner tube holding member is formed thick, the inner tube holding member and the outer tube are thermally expanded at the same rate.

したがって、本発明によれば、厚肉に形成された前記内管保持部材を、前記内管及び外管に介在させることで、これら内管及び外管の間に生じる熱膨張差が分散して緩和されるので、従来のものに比べて、前記内管の歪の低減を図ることができ、当該内管の強度も向上されるのである。   Therefore, according to the present invention, by interposing the thickly formed inner tube holding member between the inner tube and the outer tube, the difference in thermal expansion generated between the inner tube and the outer tube is dispersed. Since it is relaxed, the strain of the inner tube can be reduced as compared with the conventional one, and the strength of the inner tube is also improved.

特に、二重管構造の排気マニホールドでは、前記内管は、一般に金属製薄板を円筒状に形成して製造されているため、当該内管の外側端には、長手方向に溶接されたフランジ部が形成されている。   In particular, in an exhaust manifold having a double-pipe structure, the inner pipe is generally manufactured by forming a metal thin plate into a cylindrical shape, so that a flange portion welded in the longitudinal direction is formed on the outer end of the inner pipe. Is formed.

このようなフランジ部が形成された前記内管では、当該内管の側壁部分のうち、前記フランジ部の強度が高いため、前記内管保持部材に形成されるスポット溶接部と、前記フランジ部との距離(L)は、ε(歪)=ΔL/Lからも理解できるように、離れている方が
歪を生じ難いため好ましい。
In the inner pipe in which such a flange portion is formed, since the strength of the flange portion is high in the side wall portion of the inner pipe, the spot welded portion formed on the inner pipe holding member, the flange portion, The distance (L) is preferably separated from the distance (L) because it is less likely to cause distortion, as can be understood from ε (strain) = ΔL / L.

ところが、前記内管に前記内管保持部材を外装してスポット溶接を行う場合、そのスポット溶接部は、略同間隔で均一に形成されるため、前記外側スポット溶接部と、前記フランジ部とが近接されてしまう。 However, when performing spot welding by exterior of the inner pipe holding member within said tube, the spot weld, since substantially formed uniformly at the same intervals, and the front Kigai side spot weld the flange portion And will be in close proximity.

そこで、本発明では、前記内管の中心と前記フランジ部を結ぶ中心線に対して、外側スポット溶接部によって成される角度が、内側スポット溶接部によって成される角度よりも広い角度に設定されるようにしている。   Therefore, in the present invention, the angle formed by the outer spot welded portion is set to be wider than the angle formed by the inner spot welded portion with respect to the center line connecting the center of the inner tube and the flange portion. I try to do it.

そのため、前記外側スポット溶接部は、前記フランジ部から離れた位置に形成することができ、当該フランジ部と外側スポット溶接部との間の歪を緩和することができる。   Therefore, the outer spot welded portion can be formed at a position away from the flange portion, and the strain between the flange portion and the outer spot welded portion can be reduced.

しかも、外側スポット溶接部及び内側スポット溶接部を夫々形成すれば、前記のように略同間隔でスポット溶接部を形成したものよりも、前記内管に生じる歪が低減されるので、当該内管の歪の低減を更に図ることができ、前記内管の強度を更に向上できるのである。   In addition, if each of the outer spot welded portion and the inner spot welded portion is formed, distortion generated in the inner tube is reduced as compared with the case where the spot welded portions are formed at substantially the same interval as described above. The strain of the inner tube can be further reduced, and the strength of the inner tube can be further improved.

具体的には、前記外側スポット溶接部及び前記内側スポット溶接部は、前記分岐管の軸方向から見て、前記中心線に対して、対称の位置に夫々形成されているため、前記内管の歪は、当該内管の全体に亘って均一に低減できるため好ましい。 Specifically, the outer spot welds and the inner spot weld, as viewed in the axial direction of the branch pipe, with respect to the center line, since it is respectively formed at a position axisymmetric, the inner pipe This strain is preferable because it can be reduced uniformly over the entire inner tube.

更に、本発明の前記集合管における前記分岐管とは反対側の端部には、円筒状の補強管が連結され、これら集合管と補強管には、周方向に複数のスポット溶接部が形成されており、前記周方向に形成された複数のスポット溶接部は、前記補強管の長手方向の中央位置よりも、前記分岐管から離れる側に形成されていることを特徴とする。 Further, a cylindrical reinforcing pipe is connected to an end of the collecting pipe of the present invention opposite to the branch pipe, and a plurality of spot welds are formed in the circumferential direction in the collecting pipe and the reinforcing pipe. The plurality of spot welds formed in the circumferential direction are formed on the side farther from the branch pipe than the central position in the longitudinal direction of the reinforcing pipe.

本発明では、二重管構造の排気マニホールドの上流端だけでなく、下流端の連結部分にも前記同様の効果を得るようにしたものである。   In the present invention, the same effect as described above is obtained not only at the upstream end of the exhaust manifold having a double-pipe structure but also at the connecting portion at the downstream end.

すなわち、前記内管の下流端には、一般に前記触媒等に連結するための連結部材として、円筒状の補強管が連結されている。   That is, a cylindrical reinforcing pipe is connected to the downstream end of the inner pipe as a connecting member for connecting to the catalyst or the like.

このような補強管を連結する場合においても、前記同様、当該補強管と内管を溶接するためのスポット溶接部と、前記フランジ部との距離は、離れている方が歪を生じ難いため好ましい。   Even in the case of connecting such a reinforcing pipe, the distance between the spot welded portion for welding the reinforcing pipe and the inner pipe and the flange portion is preferable because it is less likely to cause distortion as in the above case. .

そのため、本発明では、前記周方向に形成された複数のスポット溶接部を、前記補強管の長手方向の中央よりも下流側に形成することで、前記内管のフランジ部からできる限り離れた位置に形成することができ、当該内管の歪の低減を更に図ることができ、当該内管の強度を更に向上できるのである。 Therefore, in the present invention, the plurality of spot welds formed in the circumferential direction are formed as far as possible from the flange portion of the inner pipe by forming the spot welds on the downstream side of the longitudinal center of the reinforcing pipe. Therefore, it is possible to further reduce the distortion of the inner tube and further improve the strength of the inner tube.

本発明の二重管構造の排気マニホールドによれば、内管と外管との熱膨張差による歪の低減を図って、前記内管の強度を向上することができる。   According to the exhaust manifold of the double pipe structure of the present invention, it is possible to reduce the distortion due to the difference in thermal expansion between the inner pipe and the outer pipe, thereby improving the strength of the inner pipe.

本発明の一実施形態を示した外筒の一部を切り欠いた状態の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the state where a part of outer cylinder which showed one embodiment of the present invention was notched. 本実施形態の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of this embodiment. 図1の破線部分(イ)を拡大した状態の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the state which expanded the broken-line part (I) of FIG. 図3の内管保持部材をスポット溶接部で縦断した状態の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the state which carried out the longitudinal section of the inner pipe holding member of FIG. 3 by the spot welding part. 本発明の他の実施形態を示した要部拡大図であり、(a)は、図3の破線部分(ロ)を拡大した状態の要部の平面図、(b)は、図5(a)のスポット溶接部で縦断した状態を示す要部断面図である。It is the principal part enlarged view which showed other embodiment of this invention, (a) is a top view of the principal part in the state which expanded the broken-line part (b) of FIG. 3, (b) is FIG. It is principal part sectional drawing which shows the state longitudinally cut in the spot-welded part of ().

以下、本発明の一実施形態である二重管構造の排気マニホールドAを図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an exhaust manifold A having a double-pipe structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の外筒の一部を切り欠いた状態の全体斜視図であり、図2は、本実施形態の分解斜視図、図3は、図1の破線部分(イ)を拡大した状態の要部拡大図である。   FIG. 1 is an overall perspective view in a state where a part of the outer cylinder of the present embodiment is cut out, FIG. 2 is an exploded perspective view of the present embodiment, and FIG. 3 is a broken line portion (A) in FIG. It is a principal part enlarged view of the state expanded.

なお、図1〜図3において共通する部位には、同一の番号を付して、重複する説明については省略している。   In addition, the same number is attached | subjected to the site | part which is common in FIGS. 1-3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

この二重管構造の排気マニホールドAは、上流端が内燃機関の各排気ポート(不図示)に連通されると共に、下流端が触媒(不図示)等に連通される薄肉の内管1と、この内管1に隙間を設けて外装される厚肉の外管2と、これら内管1と外管2に介在して夫々スポット溶接される厚肉の内管保持部材3を備えてなる。以下、詳説する。   The exhaust manifold A having a double-pipe structure has a thin inner pipe 1 whose upstream end communicates with each exhaust port (not shown) of the internal combustion engine and whose downstream end communicates with a catalyst (not shown), The inner tube 1 is provided with a thick outer tube 2 that is externally provided with a gap, and a thick inner tube holding member 3 that is spot welded between the inner tube 1 and the outer tube 2. The details will be described below.

内管1は、耐熱性や耐食性の高い金属薄板、例えば、ステンレス鋼板やスチール鋼板を、板金や溶接等により筒状に形成してなる。   The inner tube 1 is formed by forming a thin metal plate having high heat resistance and corrosion resistance, for example, a stainless steel plate or a steel plate into a cylindrical shape by sheet metal or welding.

本実施形態の内管1は、複数の筒状の分管11と、これら分管11が下流側で合流して1本に集合された筒状の集合管12を一体的に形成している。 Inner tube 1 of this embodiment includes a plurality of cylindrical branch tube 11, these partial Toki tube 11 tubular collector pipe 12 which is set within one and joins the downstream side are integrally formed ing.

具体的には、図2で示すように、上下に2分割された略Y状の分岐管11及び集合管12の開放側同士を重合させて合体し、各分岐管11と集合管12の外側端には、長手方向にフランジ部13を形成し、このフランジ部13を溶接して内管1を形成してなる。   Specifically, as shown in FIG. 2, the open sides of the substantially Y-shaped branch pipe 11 and the collecting pipe 12 that are divided into two vertically are polymerized and merged, and the outside of each branch pipe 11 and the collecting pipe 12 is merged. At the end, a flange portion 13 is formed in the longitudinal direction, and the inner tube 1 is formed by welding the flange portion 13.

また、本実施形態では、2本の分岐管11を例示しているが、これに限定されるものではなく、3本以上の分岐管11であっても構わない。 In the present embodiment, the two branch pipes 11 are illustrated, but the present invention is not limited to this, and three or more branch pipes 11 may be used.

本実施形態では、分岐管11の夫々の上流端から前記内燃機関に取り付けされるフランジ5に亘って、耐熱性を備えた連結管51が、分岐管11を外装するようにしている。   In the present embodiment, the connecting pipe 51 having heat resistance extends from the respective upstream ends of the branch pipes 11 to the flanges 5 attached to the internal combustion engine so as to cover the branch pipes 11.

なお、内管1の形状によっては、これら連結管51及び外管2を一体形成することも可能である。   Depending on the shape of the inner tube 1, the connecting tube 51 and the outer tube 2 can be integrally formed.

外管2は、剛性を有する厚肉の金属製材料であって、耐熱性、耐食性の高いステンレス鋼、スチール鋼、鋳鉄等の金属製材料によって一体的に形成される。   The outer tube 2 is a thick metal material having rigidity, and is integrally formed of a metal material such as stainless steel, steel steel, or cast iron having high heat resistance and corrosion resistance.

具体的には、外管2は、図2で示すように、2本の分岐管11及び集合管12の形状に応じて、これら分岐管11及び集合管12を外装するようなトンネル状の函体に形成されてなり、詳しくは、前記函体が上下に2分割された、開放側同士を重合させて合体し、外側端の接合部分を溶接して外管2を形成してなる。   Specifically, as shown in FIG. 2, the outer pipe 2 is a tunnel-like box that covers the branch pipe 11 and the collecting pipe 12 according to the shapes of the two branch pipes 11 and the collecting pipe 12. More specifically, the box is divided into two parts in the vertical direction, the open sides are polymerized and combined, and the outer end 2 is welded to form the outer tube 2.

また、外管2は、内管1と隙間を設けるようにして外装されており、本実施形態では、分岐管11及び集合管12の適所に、リング状のワイヤメッシュ4を外嵌させたうえで、外管2を外装することによって、内管1及び外管2にワイヤメッシュ4の厚さ分の隙間が形成されてなる。   Further, the outer tube 2 is externally provided so as to provide a gap with the inner tube 1. In this embodiment, the ring-shaped wire mesh 4 is externally fitted at appropriate positions of the branch tube 11 and the collecting tube 12. Thus, by covering the outer tube 2, a gap corresponding to the thickness of the wire mesh 4 is formed in the inner tube 1 and the outer tube 2.

また、内管1は、外管2に対して軸方向に相対移動可能なフローティング構造にされており、ワイヤメッシュ4を介在することで、前記隙間を形成すると共に、内管1を内通する高温の排気ガス温度によって生じる内管1の軸方向に対する歪み(伸び、縮み)に対応できるようにしている。   The inner tube 1 has a floating structure that can move relative to the outer tube 2 in the axial direction. By interposing the wire mesh 4, the gap is formed and the inner tube 1 is passed through. It is possible to cope with distortion (elongation, shrinkage) in the axial direction of the inner pipe 1 caused by a high exhaust gas temperature.

なお、本実施形態では、内管1の前後端の外側、詳しくは、内管1の前後端からフランジ部13に向けて切欠部14を形成し、内管1の周方向に対する前記歪みに対応するようにしている。   In the present embodiment, the outer side of the front and rear ends of the inner tube 1, more specifically, a notch portion 14 is formed from the front and rear ends of the inner tube 1 toward the flange portion 13 to cope with the distortion in the circumferential direction of the inner tube 1. Like to do.

内管保持部材3は、内管1及び外管2に接合するように、これら内管1及び外管2の外形に応じて形成されてなる。   The inner tube holding member 3 is formed according to the outer shapes of the inner tube 1 and the outer tube 2 so as to be joined to the inner tube 1 and the outer tube 2.

本実施形態では、2本の分岐管11に外装され、これらの分岐管11同士が一体的に形成された内管保持部材3を例示している。   In the present embodiment, the inner pipe holding member 3 that is externally mounted on the two branch pipes 11 and formed integrally with each other is illustrated.

具体的には、内管保持部材3は、上下に二分割されてなり、各内管保持部材3は、外管2と同様の厚肉であって、夫々の分岐管11の外周部及び外管2の内周部に接合される帯状のリング部31と、これらリング部31を繋ぐように一体形成された連結片32とから構成されてなる。   Specifically, the inner tube holding member 3 is divided into two parts in the vertical direction, and each inner tube holding member 3 has the same thickness as the outer tube 2 and has an outer peripheral portion and an outer portion of each branch tube 11. The band-shaped ring part 31 joined to the inner peripheral part of the pipe 2 and a connecting piece 32 integrally formed so as to connect the ring parts 31 are formed.

この内管保持部材3は、本実施形態に限定されず、これら内管1及び外管2との熱伝導を行うために、これら内管1及び外管2に接合されていれば良いが、本実施形態のようにリング部31を連結片32で繋いで一体形成することで、夫々の分岐管11に生じる温度差を均一にできるため好ましい。   The inner tube holding member 3 is not limited to this embodiment, and may be joined to the inner tube 1 and the outer tube 2 in order to conduct heat with the inner tube 1 and the outer tube 2, It is preferable to integrally form the ring portion 31 by connecting the connection pieces 32 as in the present embodiment, because the temperature difference generated in each branch pipe 11 can be made uniform.

また、本実施形態のような内管保持部材3のリング部31では、内管1の端部全周に巻廻されているので、特に、内管1端部の強度を高めることができ、ガタツキ等を防止できるため好ましい。   Further, in the ring portion 31 of the inner tube holding member 3 as in the present embodiment, since it is wound around the entire circumference of the end portion of the inner tube 1, particularly the strength of the end portion of the inner tube 1 can be increased, This is preferable because rattling and the like can be prevented.

このように構成された内管保持部材3は、以下の要領で取り付けてなる。   The inner tube holding member 3 configured as described above is attached in the following manner.

図4は、図3の内管保持部材3をスポット溶接部で縦断した状態の要部断面図である。
なお、図1〜図3と共通する部位には、同一の符号を付し、重複する説明については省略している。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part in a state in which the inner tube holding member 3 of FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which is common in FIGS. 1-3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

先ず、内管保持部材3のリング部31を、夫々の内管1の排気流れの上流側に外装して位置付けたうえで、内管保持部材3をスポット溶接によって内管1に固着する。   First, after positioning the ring portion 31 of the inner pipe holding member 3 on the upstream side of the exhaust flow of each inner pipe 1, the inner pipe holding member 3 is fixed to the inner pipe 1 by spot welding.

このとき、前記スポット溶接された位置には、溶接痕であるスポット溶接部6が形成されるが、本実施形態では、分岐管11の軸方向から見て、分岐管11の中心Oとフランジ部13とを結ぶ中心線OLと直交し、且つ、分岐管11の中心を通る基準線(図示せず)よりも、フランジ部13と反対側に位置する内側スポット溶接部61と、当該基準線よりもフランジ部13側に位置する外側スポット溶接部62は、図4で示すように、内管1の中心Oとフランジ部13を結ぶ中心線OLに対して、夫々所定の角度を設けてなる。 At this time, the spot welded portion 6 which is a welding mark is formed at the spot welded position. In this embodiment, the center O and the flange portion of the branch pipe 11 are viewed from the axial direction of the branch pipe 11. An inner spot weld 61 located on the opposite side of the flange portion 13 from a reference line (not shown) that is orthogonal to the center line OL connecting 13 and passes through the center of the branch pipe 11, and the reference line As shown in FIG. 4, the outer spot welded portion 62 located on the flange portion 13 side is provided with a predetermined angle with respect to the center line OL connecting the center O of the inner tube 1 and the flange portion 13.

具体的には、外側スポット溶接部62と分岐管11の中心Oとを結ぶ直線と中心線OLとがなす角度θ1は、内側スポット溶接部61と分岐管11の中心Oとを結ぶ直線と中心線OLとがなす角度θ2よりも広い角度に設定されてなる。 Specifically, the angle θ1 formed by the straight line and the center line OL connecting the center O of the outer-side spot welds 62 and the branch pipe 11, connecting the inner side spot welds 61 and the center O of the branch pipe 11 linear And an angle θ2 that is wider than the angle θ2 formed by the center line OL .

本実施形態では、内側スポット溶接部61は、角度θ2が30°となる位置に形成され、外側スポット溶接部62は、角度θ1が45°となる位置に形成されたものを例示している。 In this embodiment, the inner spot weld 61 is formed at a position angle θ2 is 30 °, the outer spot welds 62 illustrates those formed at a position where the angle θ1 is 45 °.

但し、前記角度θ1、θ2は、本実施形態に限定されるものではなく、要は、角度θ1>θ2の関係に設定されていれば良い。   However, the angles [theta] 1 and [theta] 2 are not limited to the present embodiment. In short, the angle [theta] 1> [theta] 2 may be set.

また、本実施形態の内管保持部材3は、上下に分割された上下対称のものであるため、前記スポット溶接は、内管保持部材3の上下対称の位置に夫々形成するのが良い。   In addition, since the inner tube holding member 3 of the present embodiment is vertically symmetric divided into upper and lower parts, the spot welding is preferably formed at the vertically symmetric positions of the inner tube holding member 3, respectively.

すなわち、図4で示すように、中心線OLに対して、上下対称の位置に内側スポット溶接部61及び外側スポット溶接部62を夫々形成すれば、内管1の歪が全体に亘って均一に低減できるので好ましい。   That is, as shown in FIG. 4, if the inner spot welded portion 61 and the outer spot welded portion 62 are respectively formed at positions that are vertically symmetrical with respect to the center line OL, the distortion of the inner tube 1 is uniform throughout. Since it can reduce, it is preferable.

このようにして内管保持部材3を内管1にスポット溶接したうえで、この内管1を被覆するように外管2を外装して、当該外管2の内面を内管保持部材3に接合させると共に、当該内管保持部材3と外管2の接合された適所をスポット溶接して固着する。   After the inner tube holding member 3 is spot welded to the inner tube 1 in this way, the outer tube 2 is sheathed so as to cover the inner tube 1, and the inner surface of the outer tube 2 is attached to the inner tube holding member 3. At the same time, the appropriate place where the inner pipe holding member 3 and the outer pipe 2 are joined is spot welded and fixed.

そして、外管2同士の接合部分を溶接して固着することで、本実施形態の二重管構造の排気マニホールドAを容易に形成できる。   And the exhaust manifold A of the double pipe structure of this embodiment can be easily formed by welding and fixing the joining part of the outer pipes 2.

以上のように構成された本実施形態の二重管構造の排気マニホールドAによれば、厚肉に形成された内管保持部材3が、内管1及び外管2に接合して介在されているので、これら内管1及び外管2の間に生じる熱膨張差が分散して緩和できる。   According to the exhaust pipe manifold A of the double pipe structure of the present embodiment configured as described above, the thick inner pipe holding member 3 is interposed between the inner pipe 1 and the outer pipe 2 and interposed. Therefore, the difference in thermal expansion generated between the inner tube 1 and the outer tube 2 can be dispersed and relaxed.

すなわち、排気ガス温度によって、内管1が高温になれば、当該内管1にスポット溶接された内管保持部材3も略同温度になるので、両者には温度差が殆ど生じることがなく、内管1に歪が生じることを防止できる。   That is, if the inner pipe 1 becomes high temperature due to the exhaust gas temperature, the inner pipe holding member 3 spot-welded to the inner pipe 1 also has substantially the same temperature, so there is almost no temperature difference between them. It is possible to prevent the inner tube 1 from being distorted.

また、内管保持部材3が高温になれば、当該内管保持部材3にスポット溶接された外管2とは、温度差が生じることになるが、本実施形態の内管保持部材3は、厚肉に形成されているため、内管保持部材3と外管2とは、同程度の割合で熱膨張される。   Further, if the inner tube holding member 3 becomes high temperature, a temperature difference will occur with the outer tube 2 spot welded to the inner tube holding member 3, but the inner tube holding member 3 of this embodiment is Since it is formed thick, the inner tube holding member 3 and the outer tube 2 are thermally expanded at the same rate.

したがって、本実施形態によれば、厚肉に形成された内管保持部材3を、内管1及び外管2に接合して介在させることで、これら内管1及び外管2の間に生じる熱膨張差が分散して緩和されるので、内管1に生じる歪を低減することができ、当該内管1の強度も向上できる。   Therefore, according to the present embodiment, the inner tube holding member 3 formed thick is joined between the inner tube 1 and the outer tube 2 to be interposed between the inner tube 1 and the outer tube 2. Since the difference in thermal expansion is dispersed and relaxed, the strain generated in the inner tube 1 can be reduced, and the strength of the inner tube 1 can be improved.

更に、本実施形態によれば、中心線OLに対して、外側スポット溶接部62によって成される角度θ1が、内側スポット溶接部61によって成される角度θ2よりも広い角度に設定している。   Furthermore, according to the present embodiment, the angle θ1 formed by the outer spot welded portion 62 with respect to the center line OL is set to be wider than the angle θ2 formed by the inner spot welded portion 61.

そのため、外側スポット溶接部62は、フランジ部13から離れた位置に形成することができ、当該フランジ部13と外側スポット溶接部62との間の歪を緩和することができ、内管1の歪の低減を更に図ることができ、内管1の強度を更に向上できるのである。   Therefore, the outer spot welded portion 62 can be formed at a position away from the flange portion 13, the strain between the flange portion 13 and the outer spot welded portion 62 can be reduced, and the strain of the inner tube 1 can be reduced. This can be further reduced, and the strength of the inner tube 1 can be further improved.

図5(a)、(b)は、他の実施形態を示した要部拡大図であり、(a)は、図3の破線部分(ロ)を拡大した状態の要部の平面図、(b)は、図5(a)のスポット溶接部で縦断した状態を示す要部断面図である。   5A and 5B are main part enlarged views showing other embodiments, and FIG. 5A is a plan view of the main part in an enlarged state of a broken line part (b) of FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the spot welded part in FIG.

なお、図1〜図4と共通する部位には、同一の符号を付して重複する説明は省略し、以下では本実施形態の特徴についてのみ説明する。   In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which is common in FIGS. 1-4, the overlapping description is abbreviate | omitted, and only the characteristic of this embodiment is demonstrated below.

前述の通り、内管1の排気流れの上流側においては、内管保持部材3を所定の角度でスポット溶接することで、内管1の歪の低減を図り、内管1の強度を向上することができる。   As described above, on the upstream side of the exhaust flow of the inner pipe 1, the inner pipe holding member 3 is spot-welded at a predetermined angle to reduce the distortion of the inner pipe 1 and improve the strength of the inner pipe 1. be able to.

ところで、内管1の下流側においては、1本の集合管12が設けられているだけなので、内管保持部材3を設けることは、特に要しない。   By the way, since only one collecting pipe 12 is provided on the downstream side of the inner pipe 1, it is not particularly necessary to provide the inner pipe holding member 3.

しかしながら、この集合管12の下流端には、一般に円筒状の補強管7が更に連結され、当該補強管7を介して前記触媒等に連結されている。   However, a generally cylindrical reinforcing pipe 7 is further connected to the downstream end of the collecting pipe 12, and is connected to the catalyst or the like via the reinforcing pipe 7.

そこで、本実施形態では、更に、内管1の下流端の連結部分にも前記同様の効果を得るようにしたものである。   Therefore, in the present embodiment, the same effect as described above is also obtained in the connecting portion at the downstream end of the inner pipe 1.

すなわち、本実施形態の二重管構造の排気マニホールドAでは、内管1の下流端に連結される円筒状の補強管7には、周方向に複数のスポット溶接部8が形成されてなり、当該スポット溶接部8は、補強管7の長手方向の中央位置Pよりも下流側に形成されてなることを特徴にしている。   That is, in the exhaust manifold A having a double-pipe structure according to the present embodiment, the cylindrical reinforcing pipe 7 connected to the downstream end of the inner pipe 1 is formed with a plurality of spot welds 8 in the circumferential direction. The spot welded portion 8 is characterized in that it is formed downstream of the longitudinal center position P of the reinforcing tube 7.

ここで、補強管7の長さは、特に限定されないが、図5(a)中の一点破線で示すように、補強管7の長手方向の中央位置Pよりも下流側(内管1の下端側)にスポット溶接部8を形成して、補強管7と内管1を固着してなる。   Here, the length of the reinforcing pipe 7 is not particularly limited. However, as shown by a one-dot broken line in FIG. 5A, the length of the reinforcing pipe 7 is lower than the central position P in the longitudinal direction (the lower end of the inner pipe 1). The spot welded portion 8 is formed on the side), and the reinforcing tube 7 and the inner tube 1 are fixed.

このような補強管7を連結する場合においても、前記同様、当該補強管7と内管1を溶接するためのスポット溶接部8と、フランジ部13との距離は、離れている方が歪を生じ難い。   Even when such a reinforcing pipe 7 is connected, the distance between the spot welded portion 8 for welding the reinforcing pipe 7 and the inner pipe 1 and the flange portion 13 is distorted as the distance increases. Not likely to occur.

そのため、本実施形態によれば、スポット溶接部8を、補強管7の長手方向の中央位置Pよりも下流側に形成することで、内管1のフランジ部13からできる限り離れた位置に形成することができ、前記効果に加えて、内管1の歪の低減を更に図ることができ、内管1の強度を更に向上することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the spot welded portion 8 is formed at a position as far as possible from the flange portion 13 of the inner tube 1 by forming the spot welded portion 8 on the downstream side of the central position P in the longitudinal direction of the reinforcing tube 7. In addition to the above effects, the inner tube 1 can be further reduced in strain and the strength of the inner tube 1 can be further improved.

なお、本実施形態では、スポット溶接部8は、内管1の周囲に略同間隔で均一に形成されたものを例示しているが、本実施形態のような単管の場合では、内管1中央の両側に形成されたスポット溶接部8と集合管12の中心Oとを結ぶ直線と中心線OLとがなす中心線OLとの成す角度θ’だけを広く設定すれば、スポット溶接部8がフランジ部13から更に離れた位置に形成されるので好ましい。 In the present embodiment, the spot welds 8 are illustrated as being uniformly formed around the inner tube 1 at substantially the same interval. However, in the case of a single tube as in this embodiment, the inner tube 1 If the angle θ ′ formed by the center line OL formed by the straight line connecting the spot weld 8 formed on both sides of the center and the center O of the collecting pipe 12 and the center line OL is set wide, the spot weld 8 Is preferably formed at a position further away from the flange portion 13.

A 二重管構造の排気マニホールド
O (内管の)中心
P 中央位置
OL 中心線
θ1 角度
θ2 角度
1 内管
2 外管
3 内管保持部材
6 スポット溶接部
61 内側スポット溶接部
62 外側スポット溶接部
7 補強管
8 スポット溶接部
A Double-pipe exhaust manifold O (Inner pipe) center P Center position OL Center line θ1 angle θ2 Angle 1 Inner pipe 2 Outer pipe 3 Inner pipe holding member 6 Spot welded portion 61 Inner spot welded portion 62 Outer spot welded portion 7 Reinforcement tube 8 Spot weld

Claims (3)

外管の内部に隙間を設けて内管が内装された二重管構造の排気マニホールドにおいて、
前記内管は、各々側縁部にフランジ部が形成された一対の半割体同士を、当該フランジ部で溶接してなる合体構造であって、複数の分岐管と、これら複数の分岐管が集合する集合管と、最外側の分岐管及び当該集合管の合わせ部に沿って延びる、前記溶接されたフランジ部とを有し、
少なくとも前記最外側の分岐管には、前記外管にスポット溶接された厚肉の内管保持部材が外装されており、
前記最外側の分岐管の外周面には、前記内管保持部材と当該分岐管とをスポット溶接によって固着することにより、当該分岐管の軸方向から見て、当該分岐管の中心と前記フランジ部とを結ぶ中心線と直交し、且つ、当該分岐管の中心を通る基準線よりも、前記フランジ部側に位置する外側スポット溶接部と、当該基準線よりも前記フランジ部と反対側に位置する内側スポット溶接部と、が形成されており、
前記外側スポット溶接部と前記最外側の分岐管の中心とを結ぶ直線と前記中心線とがなす角度は、前記内側スポット溶接部と当該分岐管の中心とを結ぶ直線と前記中心線とがなす角度よりも広い角度に設定されたことを特徴とする二重管構造の排気マニホールド。
In an exhaust manifold with a double pipe structure in which a gap is provided inside the outer pipe and the inner pipe is built in,
The inner pipe is a united structure in which a pair of halves each having a flange portion formed on a side edge portion are welded together by the flange portion, and the plurality of branch pipes and the plurality of branch pipes are A collecting pipe that collects, and the welded flange portion that extends along the outermost branch pipe and the mating portion of the collecting pipe,
At least the outermost branch pipe is covered with a thick inner pipe holding member spot welded to the outer pipe,
The inner pipe holding member and the branch pipe are fixed to the outer peripheral surface of the outermost branch pipe by spot welding, so that the center of the branch pipe and the flange portion are viewed from the axial direction of the branch pipe. The outer spot welded portion located on the flange portion side with respect to the reference line passing through the center of the branch pipe and orthogonal to the center line connecting the flange portion and the flange portion with respect to the reference line. An inner spot weld, and
The angle formed between the straight line connecting the outer spot welded portion and the center of the outermost branch pipe and the center line is formed by the straight line connecting the inner spot welded portion and the center of the branch pipe and the center line. Exhaust manifold with a double pipe structure, characterized in that it is set at a wider angle than the angle.
請求項1に記載の二重管構造の排気マニホールドにおいて、
前記外側スポット溶接部及び前記内側スポット溶接部は、前記分岐管の軸方向から見て、前記中心線に対して、線対称の位置に夫々形成されたことを特徴とする二重管構造の排気マニホールド。
In the double pipe structure exhaust manifold according to claim 1,
The outer spot welded portion and the inner spot welded portion are formed at positions symmetrical with respect to the center line when viewed from the axial direction of the branch pipe, respectively. Manifold.
請求項1又は2に記載の二重管構造の排気マニホールドにおいて、
前記集合管における前記分岐管とは反対側の端部には、円筒状の補強管が連結され、これら集合管と補強管には、周方向に複数のスポット溶接部が形成されており、
前記周方向に形成された複数のスポット溶接部は、前記補強管の長手方向の中央位置よりも、前記分岐管から離れる側に形成されていることを特徴とする二重管構造の排気マニホールド。
In the exhaust manifold of the double pipe structure according to claim 1 or 2,
A cylindrical reinforcing pipe is connected to an end of the collecting pipe opposite to the branch pipe, and a plurality of spot welds are formed in the collecting pipe and the reinforcing pipe in the circumferential direction.
The exhaust manifold having a double pipe structure, wherein the plurality of spot welds formed in the circumferential direction are formed on a side farther from the branch pipe than a central position in the longitudinal direction of the reinforcing pipe.
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