JP2010001838A - Exhaust manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ポートに接続される枝管部をフランジを介してシリンダヘッドに取り付けられるエキゾーストマニホルドに関する。 The present invention relates to an exhaust manifold in which a branch pipe portion connected to an exhaust port is attached to a cylinder head via a flange.
従来より、エキゾーストマニホルドでは、複数の枝管部とフランジ部材とを一体に溶着すると、枝管部や集合部とフランジ部材との温度差により熱伸縮差が生じ、枝管部とフランジ部材との間に亀裂が生じたり、フランジ部材が湾曲したりする問題があった。そこで、特許文献1にあるように、枝管部をフランジ部材の貫通孔に挿入すると共に、枝管部の端にフランジ状の鍔部を形成したスライドカラーを一体的に溶着する。そして、フランジ部材にはこの鍔部を収納する凹部を形成し、フランジ部材がシリンダヘッドに固定された状態で、鍔部の外周とフランジ部材の凹部、及び枝管部の外周とフランジ部材の貫通孔との間には隙間が形成されるようにしたものが知られている。
しかしながら、こうした従来のものでは、内燃機関へエキゾーストマニホルドを取り付ける際、周囲の装置や部品等の関係により、枝管部の長さを大きくすることができない場合がある。このような場合、図10に示すように、フランジ部材100の貫通孔102にスライドカラー104を挿入すると共に、フランジ部材100の凹部106にスライドカラー104の鍔部108を挿入する。そして、集合部110に取り付けた枝管部112をスライドカラー104に挿入して溶着するが、フランジ部材100と集合部110との間が狭く、その間に溶接トーチが入らない。そのため、スライドカラー104と枝管部112との溶接は、スライドカラー104内に溶接トーチ114を挿入し、スライドカラー104の内周面側から溶接しなければならない。
However, in such a conventional apparatus, when the exhaust manifold is attached to the internal combustion engine, there are cases where the length of the branch pipe portion cannot be increased due to the relationship between surrounding devices and parts. In such a case, as shown in FIG. 10, the
内周面側から溶接すると、溶接時のスパッタ等が集合部110内や枝管部112内に付着し、内燃機関の運転時にスパッタが内燃機関の内部に侵入して故障の原因になる場合がある。このため、溶接にはスパッタの発生のないTIG溶接等が必要となり、TIG溶接等によるスパッタの発生のない良好な溶接品質を得るために、厳格な溶接条件の管理が必要となり、品質の管理に多大な工数を要し、製造が煩雑であるという問題があった。 When welding from the inner peripheral surface side, spatter during welding adheres to the inside of the collecting portion 110 and the branch pipe portion 112, and when the internal combustion engine is operated, the spatter may enter the internal combustion engine and cause a failure. is there. For this reason, welding requires TIG welding that does not generate spatter, and in order to obtain good welding quality that does not generate spatter due to TIG welding or the like, strict management of welding conditions is required. There was a problem that a great deal of man-hours was required and the production was complicated.
本発明の課題は、製造が容易なエキゾーストマニホルドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust manifold that is easy to manufacture.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関のシリンダヘッドの排気ポートに接続される枝管部と、該枝管部が接続される集合部とを備え、前記枝管部がフランジ部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられるエキゾーストマニホルドにおいて、
前記枝管部には前記枝管部のシリンダヘッド側端に鍔部を形成し、
前記フランジ部材には前記排気ポートに連通する貫通孔と、該貫通孔に連接してシリンダヘッド側に前記鍔部を収納する凹部とを形成し、
かつ、前記フランジ部材は、少なくとも2つに分割されて突き合わせた際に前記貫通孔が形成され、
前記枝管部を前記集合部に溶着した後に、前記貫通孔に前記枝管部を挿入した状態で分割された前記フランジ部材を突き合わせたことを特徴とするエキゾーストマニホルドがそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In an exhaust manifold, comprising: a branch pipe part connected to an exhaust port of a cylinder head of an internal combustion engine; and a collecting part to which the branch pipe part is connected, wherein the branch pipe part is attached to the cylinder head via a flange member ,
In the branch pipe part, a flange is formed at the cylinder head side end of the branch pipe part,
The flange member is formed with a through hole communicating with the exhaust port, and a recessed portion accommodating the flange portion on the cylinder head side connected to the through hole,
And when the said flange member is divided | segmented into at least two and butt | matched, the said through-hole is formed,
The exhaust manifold is characterized in that, after the branch pipe portion is welded to the collecting portion, the divided flange member is butted with the branch pipe portion inserted into the through hole.
前記フランジ部材は、曲線状の分割線で2つに分割された構成としてもよい。その際、複数の枝管部を備え、前記フランジ部材は全ての前記貫通孔にわたる前記分割線で2つに分割され、全ての前記貫通孔にそれぞれ前記枝管部を挿入した状態で分割された前記フランジ部材を突き合わせた構成としてもよい。また、前記フランジ部材のシリンダヘッド側には、前記分割線に沿って窪みを形成し、前記貫通孔に前記枝管部を挿入した状態で分割された前記フランジ部材を突き合わせ、前記分割線に沿って溶着した構成としてもよい。前記貫通孔と前記枝管部との間に隙間を設けた構成としてもよい。 The flange member may be divided into two by a curved dividing line. At that time, the flange member is provided with a plurality of branch pipe portions, and the flange member is divided into two at the dividing line extending over all the through holes, and is divided with the branch pipe portions inserted into all the through holes. It is good also as a structure which faced the said flange member. Further, a recess is formed along the dividing line on the cylinder head side of the flange member, the flange member divided in a state where the branch pipe portion is inserted into the through hole is abutted, and along the dividing line It is good also as a structure welded. It is good also as a structure which provided the clearance gap between the said through-hole and the said branch pipe part.
本発明のエキゾーストマニホルドは、枝管部が集合部に溶着される際、枝管部の外側で溶接が行われるので、スパッタ等が発生しても、スパッタ等が枝管部や集合部の内部に入り込むおそれが少なく、溶接条件の設定等が容易であると共に、溶接条件の管理も容易となり、製造が容易であるという効果を奏する。 In the exhaust manifold of the present invention, when the branch pipe part is welded to the collecting part, welding is performed outside the branch pipe part. Therefore, even if spatter or the like occurs, the spatter is generated inside the branch pipe part or the collecting part. There is little possibility of entering, and it is easy to set the welding conditions and the like, and it becomes easy to manage the welding conditions, and the manufacturing is easy.
また、フランジ部材を曲線状の分割線で分割すると、分割したフランジ部材を突き合わせる際の位置決めが容易になる。フランジ部材のシリンダヘッド側に、分割線に沿って窪みを形成すると、溶接ビートが飛び出ないようにすることができる。 Further, when the flange member is divided by a curved dividing line, positioning when the divided flange members are brought into contact with each other becomes easy. If a depression is formed along the dividing line on the cylinder head side of the flange member, the welding beat can be prevented from popping out.
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、Sは内燃機関のシリンダヘッドで、本実施形態では、4気筒のシリンダヘッドS、あるいは、V型8気筒内燃機関の片側4気筒のシリンダヘッドSである。シリンダヘッドSには4気筒分の第1〜第4排気ポート1〜4が一列に配置されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, S is a cylinder head of an internal combustion engine. In this embodiment, S is a cylinder head S of 4 cylinders or a cylinder head S of 4 cylinders on one side of a V-type 8-cylinder internal combustion engine. In the cylinder head S, first to
このシリンダヘッドSにはエキゾーストマニホルド10が取り付けられている。エキゾーストマニホルド10は、第1〜第4枝管部11〜14、集合部16、フランジ部材18を備えている。第1〜第4枝管部11〜14は第1〜第4排気ポート1〜4に対応して一列に配設されており、第1〜第4枝管部11〜14が中空状の集合部16にそれぞれ接続されて集合されている。
An
フランジ部材18には、4つの第1〜第4枝管部11〜14がそれぞれ挿入される貫通孔21〜24が形成されている。各貫通孔21〜24はフランジ部材18をシリンダヘッドSに取り付けた際に、第1〜第4排気ポート1〜4に連通する位置に設けられている。
The
第1〜第4枝管部11〜14の外周と、各貫通孔21〜24の内周との間には、隙間が形成されるように構成されている。隙間の大きさは、第1〜第4枝管部11〜14及び集合部16とフランジ部材18との熱伸縮差に応じて、実験等により定めるとよい。
A gap is formed between the outer circumferences of the first to fourth
一方、第1〜第4枝管部11〜14には、シリンダヘッドS側端に先端が径方向外側にフランジ状に広げられた鍔部11a〜14aが一体的に形成されている。フランジ部材18のシリンダヘッドS側には、各貫通孔21〜24に連接して凹部26〜29が形成されている。凹部26〜29は第1〜第4枝管部11〜14の鍔部11a〜14aを収納可能な大きさに形成されており、鍔部11a〜14aの外周と、凹部26〜29の内周との間には、隙間が形成されるように構成されている。この隙間の大きさは、第1〜第4枝管部11〜14及び集合部16とフランジ部材18との熱伸縮差に応じて、実験等により定めるとよい。尚、フランジ部材18には、複数個の取付孔30が形成されている。
On the other hand, the first to fourth
また、本実施形態では、第1枝管部11は管状の集合部16の先端に挿入されて溶接により溶着されている。第1枝管部11の集合部16への溶着は、フランジ部材18を取り付けない状態で行われる。更に、図2に示すように、第4枝管部14には、鍔部14aと反対側の端がフランジ状に径方向外側に広げられると共に、集合部16の外周形状に応じて密着するように成形された取付部14bが形成されている。
Moreover, in this embodiment, the 1st
第4枝管部14は取付部14bが集合部16の外周に密着され、取付部14bの周囲が溶接トーチ114により溶接されて、溶着により第4枝管部14が集合部16に取り付けられている。溶接はフランジ部材18を取り付けない状態で行われ、取付部14bの外周に沿って溶接が行われる。従って、スパッタ等が発生しても、スパッタ等が第4枝管部14や集合部16の内部に入り込むおそれが少なく、溶接条件の設定等が容易であると共に、溶接条件の管理も容易となり、溶接作業が容易である。
The attachment portion 14b of the fourth
他の第2枝管部12及び第3枝管部13も同様にそれぞれ取付部12b,13bが形成されて、取付部12b,13bの外周に沿って溶接が行われ、取付部12b,13bが集合部16に溶着されている。
Similarly, the other second
第4枝管部14の集合部16への接続は、取付部14bを形成して行なう場合に限らず、図3に示すように、集合部16にバーリング加工等により筒部32を形成する。この筒部32に第4枝管部14を挿入して、筒部32の縁を溶接トーチ114により全周溶接して、第4枝管部14と集合部16とを溶着してもよい。
The connection of the fourth
この場合でも、第4枝管部14の外周側で溶接が行われる。従って、スパッタ等が発生しても、スパッタ等が第4枝管部14や集合部16の内部に入り込むおそれが少なく、溶接条件の設定等が容易であると共に、溶接条件の管理も容易となり、溶接作業が容易である。
Even in this case, welding is performed on the outer peripheral side of the fourth
一方、フランジ部材18は、図4に示すように、2つに分割された上半体18aと下半体18bとを突き合わせて形成されている。上半体18aと下半体18bとは、本実施形態では、曲線状の分割線34に沿って分割されており、しかも、例えば、第1〜第4枝管部11〜14をそれぞれ上半体18a側の半分の貫通孔21〜24に挿入してから、下半体18bを突き合わせると、各貫通孔21〜24に第1〜第4枝管部11〜14を挿入した状態となるように、各貫通孔21〜24は半分に分割されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
分割線34に沿って、上半体18aと下半体18bとのシリンダヘッドS側には、窪み36,38が形成されている。上半体18aと下半体18bとを分割線34で突き合わせた際に、図7に示すように、窪み36,38が一つになって、窪み36,38内の底部に分割線34が配置されるように形成されている。
Indentations 36 and 38 are formed along the dividing
分割線34は、上半体18aと下半体18bとを突き合わせた際に、各貫通孔21〜24が形成されるように、位置決めを兼用する曲線状に形成されている。即ち、上半体18aと下半体18bとの分割線34を突き合わせると、集合部16の長手方向の位置が決まるように、曲線が決定されている。
The dividing
図5、図6に示すように、第1〜第4枝管部11〜14と集合部16とを一体に溶着した後、フランジ部材18の上半体18aと下半体18bとを、第1〜第4枝管部11〜14を挟むようにして、突き合わせる。その際、各貫通孔21〜24に第1〜第4枝管部11〜14に挿入した状態となるように突き合わせる。
As shown in FIGS. 5 and 6, after the first to fourth
次に、図7に示すように、シリンダヘッドS側から、上半体18aと下半体18bとの窪み36,38内の分割線34に沿って、上半体18aと下半体18bとを溶接により溶着して一体とする。窪み36,38内で溶接するので、溶接ビート40が盛り上がっても、窪み36,38から溶接ビート40が飛び出ないように溶接することにより、フランジ部材18をシリンダヘッドSに取り付ける際に、溶接ビート40が邪魔になることはない。
Next, as shown in FIG. 7, from the cylinder head S side, along the dividing
次に、前述した本実施形態のエキゾーストマニホルドの作動について説明する。
まず、シリンダヘッドSにエキゾーストマニホルド10を組み付ける際には、各取付孔30に図示しないボルトを挿入して、フランジ部材18をシリンダヘッドSに固定する。集合部16には、図示しない下流側の排気管が接続される。
Next, the operation of the exhaust manifold of the present embodiment described above will be described.
First, when the
内燃機関の運転に伴って、排気が第1〜第4排気ポート1〜4から排出されると、第1〜第4枝管部11〜14を通って集合部16に流入し、集合部16を介して下流側の図示しない排気管に流入する。
When the exhaust gas is discharged from the first to
その際、エキゾーストマニホルド10の温度が上昇する。フランジ部材18はシリンダヘッドSに密着されているので、その温度上昇は小さく、集合部16の温度上昇は大きい。エキゾーストマニホルド10ではフランジ部材18と集合部16との間で温度差が生じ、これにより、熱伸縮差がでる。その熱伸縮差は、隙間により吸収される。
At that time, the temperature of the
前述したように、本実施形態のエキゾーストマニホルド10は、第1〜第4枝管部11〜14が集合部16に溶着される。その際、第1〜第4枝管部11〜14の外側で溶接が行われるので、スパッタ等が発生しても、スパッタ等が第1〜第4枝管部11〜14や集合部16の内部に入り込むおそれが少なく、溶接条件の設定等が容易であると共に、溶接条件の管理も容易となり、溶接作業が容易である。
As described above, in the
第1〜第4枝管部11〜14が集合部16に溶着された後、2つに分割されたフランジ部材18の上半体18aと下半体18bとにより、第1〜第4枝管部11〜14を挟むようにして、上半体18aと下半体18bとを突き合わせる。各貫通孔21〜24に第1〜第4枝管部11〜14に挿入した状態として、上半体18aと下半体18bとを分割線34に沿って溶接する。従って、溶接作業が容易となり、製造が容易になる。
After the first to fourth
本実施形態では、上半体18aと下半体18bとの窪み36,38内の分割線34に沿って溶接して、上半体18aと下半体18bとを一体としたが、これに限らず、図8に示すように、分割線34に沿って互いに嵌合する凸部42と凹部44とを形成して、上半体18aと下半体18bとを突き合わせ、凸部42と凹部44とを嵌合させた後、溶接することなく、各取付孔30に図示しないボルトを挿入して、フランジ部材18をシリンダヘッドSに固定するようにしてもよい。
In this embodiment, the upper half 18a and the lower half 18b are welded along the dividing
あるいは、図9に示すように、分割線34に沿って互いに重なり合う重合部46,48を上半体18aと下半体18bとに形成し、上半体18aと下半体18bとを突き合わせ、重合部46,48を重ね合わせた後、溶接することなく、各取付孔30に図示しないボルトを挿入して、フランジ部材18をシリンダヘッドSに固定するようにしてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 9, overlapping
尚、内燃機関は4気筒の場合に限らず、3気筒以下でもよく、あるいは、5気筒以上でも同様に実施可能である。また、第1〜第4枝管部11〜14を一つのフランジ部材18に取り付けた場合を例としたが、これに限らず、第1,第2枝管部11,12とを一つのフランジ部材に取り付け、第3,第4枝管部13,14を一つのフランジ部材に取り付けるようにしても実施可能である。更には、第1〜第4枝管部11〜14毎にそれぞれ一つのフランジ部材を取り付けるようにしても実施可能である。
The internal combustion engine is not limited to the case of four cylinders, and may be three cylinders or less, or may be similarly implemented with five cylinders or more. Moreover, although the case where the 1st-4th branch pipe parts 11-14 were attached to the one
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
16,110…集合部 18,100…フランジ部材
18a…上半体 18b…下半体
21〜24,102…貫通孔 26〜29,106…凹部
30…取付孔 32…筒部
34…分割線 36,38…窪み
40…溶接ビート S…シリンダヘッド
16, 110 ... Collecting
Claims (5)
前記枝管部には前記枝管部のシリンダヘッド側端に鍔部を形成し、
前記フランジ部材には前記排気ポートに連通する貫通孔と、該貫通孔に連接してシリンダヘッド側に前記鍔部を収納する凹部とを形成し、
かつ、前記フランジ部材は、少なくとも2つに分割されて突き合わせた際に前記貫通孔が形成され、
前記枝管部を前記集合部に溶着した後に、前記貫通孔に前記枝管部を挿入した状態で分割された前記フランジ部材を突き合わせたことを特徴とするエキゾーストマニホルド。 In an exhaust manifold, comprising: a branch pipe part connected to an exhaust port of a cylinder head of an internal combustion engine; and a collecting part to which the branch pipe part is connected, wherein the branch pipe part is attached to the cylinder head via a flange member ,
In the branch pipe part, a flange is formed at the cylinder head side end of the branch pipe part,
The flange member is formed with a through hole communicating with the exhaust port, and a recessed portion accommodating the flange portion on the cylinder head side connected to the through hole,
And when the said flange member is divided | segmented into at least two and butt | matched, the said through-hole is formed,
An exhaust manifold characterized in that, after the branch pipe part is welded to the collecting part, the divided flange member is butted with the branch pipe part being inserted into the through hole.
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---|---|---|---|---|
JP2012047176A (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Man Diesel & Turbo Se | Exhaust conduit for internal combustion engine |
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2008
- 2008-06-20 JP JP2008162086A patent/JP2010001838A/en active Pending
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