JP5829995B2 - 排気系部材 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室から排出された排気が流れる通路を構成する排気系部材に関する。

この種の排気系部材の一例としては、断面半円状をなす一対の分割部材の対向部同士を溶接によって接合したものが知られている。
図５は、こうした排気系部材１００の一例を図示している。図５に示すように、第１の分割部材１１１の対向部１１２は径方向外側に膨出し、第２の分割部材１２１の対向部１２２が第１の分割部材１１１の対向部１１２の径方向内側に位置している。そして、これら対向部１１２，１２２の重なり合う部分が軸方向に沿って全体に渡り溶接されることにより、各分割部材１１１，１２１が一体化される。

ここで、排気系部材１００の開口１０１には、第１の分割部材１１１と第２の分割部材１２１との間に比較的大きな隙間１０２が形成されることとなる。そのため、筒状部材を排気系部材１００内に開口１０１から挿入し、これらの連結部分を排気系部材１００の端部に沿って全周に渡り溶接する際、この溶接によって生じるスパッタが隙間１０２を介して排気系部材１００内に侵入するおそれがある。

そこで、このようなスパッタの侵入を抑制可能な排気系部材として、特許文献１に記載される部材が従来から提案されている。すなわち、図６に示すように、第１の分割部材２１１の対向部２１２においては、開口を臨む両端以外の部位のみが径方向外側に膨出する膨出部位２１３となっている。一方、第２の分割部材２２１の対向部２２２には、膨出部位２１３に対応する位置に突出部位２２３が形成されている。

そして、図７に示すように、この突出部位２２３が膨出部位２１３の径方向内側に位置するように第１の分割部材２１１に第２の分割部材２２１が組み付けられ、これらの対向部２１２，２２２同士が溶接される。これにより、排気系部材２００の開口２０１近傍においては、第１の分割部材２１１の対向部２１２の先端面に第２の分割部材２２１の対向部２２２の先端面が突き合うようになるため、排気系部材２００の開口２０１に形成される隙間を狭くすることが可能となる。その結果、排気系部材２００内に開口２０１から筒状部材２５０を挿入してこの連結部分を溶接する際に生じるスパッタは、隙間が狭くなる分、排気系部材２００内に侵入しにくくなる。

特開２００８−１２１５５０号公報

しかしながら、各分割部材２１１，２２１の製造誤差及び組み付け誤差などの関係上、上記の隙間を完全になくすことは困難である。そのため、各分割部材２１１，２２１の対向部２１２，２２２同士を軸方向に沿って全体に渡り溶接する際には、隙間を介したスパッタの内部への侵入を招くこととなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、各分割部材の対向部同士を溶接する際に生じるスパッタ、及び開口に他の部材を溶接する際に生じるスパッタの内部への侵入を抑制することができる排気系部材を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
本発明は、排気を流入させる上流側の開口及び排気を流出させる下流側の開口をともに構成する第１の分割部材と第２の分割部材とを備え、第１の分割部材の対向部の先端部位を外側に膨出した形状とし、この先端部位の内側に第２の分割部材の対向部を配置して重ね合わせ、この重なり合う部分を溶接してなる排気系部材を前提としている。そして、第１の分割部材の対向部において開口を臨む端部には、先端部位とこの先端部位よりも内側に位置する基端部位との境界に切込みを設け、この切込みの基端側の切込み面を、第２の分割部材の対向部の先端面と突き合わせるようにした。

上記構成によれば、第１及び第２の各分割部材の対向部同士は、全体に渡って重なることとなり、この重なり合う部分が溶接される。そのため、第１及び第２の各分割部材の対向部同士を溶接する際に生じるスパッタの内部への侵入を抑制することができるようになる。

また、第１の分割部材の対向部において開口を臨む端部には、外側に位置する先端部位とこの先端部位よりも内側に位置する基端部位とを切り分ける切込みが設けられ、この切込みの基端側が切込みの先端側よりも内側に位置している。これにより、切込みの基端側の切込み面を、第２の分割部材の対向部の先端面に突き合わせることができる。これにより、この部分に形成される隙間を小さくできる分、開口に他の部材を溶接する際に生じるスパッタの内部への侵入を抑制することができるようになる。

排気管の一実施形態を模式的に示す斜視図。 第２の排気系部材の分解斜視図。 第２の排気系部材の一部の斜視図。 第１の排気系部材を第２の排気系部材に連結した様子を示す一部拡大図。 第１の従来の排気系部材を示す斜視図。 第２の従来の排気系部材を示す斜視図。 第２の従来の排気系部材に筒状部材を連結する様子を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関の燃焼室から排出された排気が流れる排気管１０は、排気上流側から順に配置される複数の排気系部材１１，１２，１３を備えている。具体的には、第１の排気系部材１１は円筒形状をなしており、その下流端が上流側の開口１２Ａを介して第２の排気系部材１２内に挿入されている。そして、第１及び第２の各排気系部材１１，１２の連結部分が、周方向に沿って溶接されている。同様に、第３の排気系部材１３は円筒形状をなしており、その上流端が下流側の開口１２Ｂを介して第２の排気系部材１２内に挿入されている。そして、第２及び第３の各排気系部材１２，１３の連結部分が、周方向に沿って溶接されている。なお、本実施形態では、このように各排気系部材１１〜１３の並ぶ方向を「軸方向」という。

図２及び図３に示すように、第２の排気系部材１２は、排気を流入させる上流側の開口１２Ａ及び排気を流出させる下流側の開口１２Ｂをともに構成する第１の分割部材２０と第２の分割部材３０とを備えている。これら各分割部材２０，３０は、軸方向から見た場合に平面視略円弧状をなしている。そして、こうした各分割部材２０，３０を組み合わせることにより、円筒形状をなす第２の排気系部材１２が構成される。

第１の分割部材２０の周方向における両端、及び第２の分割部材３０の周方向における両端は、互いに対向している。そこで、本実施形態では、第１の分割部材２０の周方向における両端を「第１の対向部２１」というとともに、第２の分割部材３０の周方向における両端を「第２の対向部３１」というものとする。

両第１の対向部２１は、それらの先端部位２２を径方向外側に膨出した形状となっている。そして、第１の対向部２１の軸方向における両端部２１ａは第２の排気系部材１２の開口１２Ａ，１２Ｂを臨んでおり、これら両端部２１ａには切り曲げ加工が施されている。すなわち、第１の対向部２１の端部２１ａには、先端部位２２と、この先端部位２２よりも径方向内側に位置する基端部位２３との境界に切込みが形成されている。そして、この切込みの基端側の切込み面２５が先端側の切込み面２６よりも径方向内側にするように、第１の対向部２１の端部２１ａが形成されている。

そして、第１の分割部材２０に第２の分割部材３０を組み付ける際には、第２の対向部３１が第１の対向部２１の径方向内側に配置される。すると、第１の対向部２１の端部２１ａに形成された切込みの基端側の切込み面２５は、第２の対向部３１の軸方向における端部の先端面３２に突き合わされる。この状態で、図３にて二点鎖線で示すように、第１及び第２の各対向部２１，３１の重なり合う部分が軸方向に沿って全体に渡り溶接されることにより、第１及び第２の各分割部材２０，３０が一体化される。

次に、排気管１０の製造方法の一例について図４を参照して説明する。
第２の対向部３１が第１の対向部２１の径方向内側に位置するように、第１の分割部材２０に第２の分割部材３０が組み付けられる。すると、軸方向に沿って全体に渡って第１及び第２の各対向部２１，３１が重なり合うようになり、こうした重なり合う部分が軸方向に沿って全体に渡り溶接される。

この際、図４に示すように、第１の対向部２１の端部２１ａに形成された切込みの基端側の切込み面２５と、第２の対向部３１の軸方向における端部の先端面３２との間には、各分割部材２０，３０の製造誤差及び組み付け誤差などの関係上、隙間４０が極僅かに形成されることがある。しかし、こうした隙間４０は、第２の排気系部材１２を外側から見た場合、第１の対向部２１に覆われている。そのため、各分割部材２０，３０の溶接時に生じるスパッタは、隙間４０を介して第２の排気系部材１２内にほとんど侵入しない。その結果、第２の排気系部材１２内に侵入したスパッタを除去するための工程が省略される、又は工程が大幅に短縮される。

また、このように構成された第２の排気系部材１２に第１の排気系部材１１を連結する場合、第２の排気系部材１２には、上流側の開口１２Ａを介して第１の排気系部材１１の下流端が嵌入される。そして、この状態で第１及び第２の各排気系部材１１，１２の連結部分が、図４にて二点鎖線で示すように、周方向に沿って全体に溶接される。その結果、第１の排気系部材１１の下流端が第２の排気系部材１２の上流端に接合される。

こうした溶接時に生じるスパッタが、上記隙間４０内に侵入しようとする。しかし、この隙間４０は、図５に示す第１の従来の排気系部材１００において開口１０１の近傍に形成される隙間１０２と比較して非常に狭い。そのため、各排気系部材１１，１２の溶接時に生じるスパッタは、隙間４０が狭い分、第２の排気系部材１２内に侵入しにくくなる。その結果、第１及び第２の各排気系部材１１，１２内に侵入したスパッタを除去するための工程が省略される、又は工程が大幅に短縮される。

なお、第２の排気系部材１２に第３の排気系部材１３を連結する工程は、第２の排気系部材１２に第１の排気系部材１１を連結する工程と同等の内容となる。そのため、ここでは、第２の排気系部材１２に第３の排気系部材１３を連結する工程の説明を割愛する。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）各排気系部材１１，１２を組み付ける際には、第１及び第２の各対向部２１，３１が軸方向に沿って全体に渡って重なることとなり、この重なり合う部分が溶接される。そのため、第１及び第２の各対向部２１，３１を溶接する際に生じるスパッタの内部への侵入を抑制することができるようになる。

また、第１の対向部２１の端部２１ａには、径方向外側に位置する先端部位２２とこの先端部位よりも径方向に位置する基端部位２３とを切り分ける切込みが設けられ、この切込みの基端側が先端側よりも内側に配置される。これにより、切込みの基端側の切込み面２５を、第２の対向部３１の先端面３２に突き合わせることができる。これにより、この部分に形成される隙間４０を極めて狭くすることができる分、開口１２Ａ，１２Ｂに他の部材を溶接する際に生じるスパッタの内部への侵入を抑制することができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・各排気系部材１１〜１３は、筒状の部材であれば、円筒形状以外の他の任意の形状（例えば、四角筒状）であってもよい。

・第１〜第３の各排気系部材１１〜１３のうち少なくとも一つは、その内部に触媒が収容された構成であってもよい。

１２…第２の排気系部材、１２Ａ，１２Ｂ…開口、２０…第１の分割部材、２１…第１の対向部、２１ａ…端部、２２…先端部位、２３…基端部位、２５…基端側の切込み面、３０…第２の分割部材、３１…第２の対向部、３２…先端面。

Claims (1)

1. 排気を流入させる上流側の開口及び排気を流出させる下流側の開口をともに構成する第１の分割部材と第２の分割部材とを備え、
   前記第１の分割部材の対向部の先端部位を外側に膨出した形状とし、同先端部位の内側に前記第２の分割部材の対向部を配置して重ね合わせ、この重なり合う部分を溶接してなる排気系部材において、
   前記第１の分割部材の前記対向部において前記開口を臨む端部には、前記先端部位と同先端部位よりも内側に位置する基端部位との境界に切込みが設けられ、
   前記切込みの基端側の切込み面を、前記第２の分割部材の対向部の先端面と突き合わせてなる
   ことを特徴とする排気系部材。