JPH02112864A - 車両用排気マニホールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用排気マニホールドに関するものであり、
特にその軽量化に関する。

従来の技術 車両用排気マニホールドは、エンジンの複数個の排気ボ
ートから出される排気ガスを１箇所に集めて排気管に導
くものであり、各排気ボートからの排気ガスを互いに干
渉しないように合流させ得る形状を有することが必要で
ある。この排気マニホールドは鋳鉄により一体成形され
るのが一般的であるが、重量が大きくなることを否めな
い。そこで、例えば、特開昭５７−４７５２３号公報に
記載されているように、薄肉の管材から分岐管を製造し
、これらの分岐管を組み合わせ、端部に溶接によりフラ
ンジを取り付けた軽量の排気マニホールドが開発された
。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記薄肉の排気マニホールドでは、断熱
性が不足するという問題があった。すなわち、排気ガス
は、０□センサの適正温度が高い等の理由で高温の状態
で排気管へ導かれることが望ましいのであるが、薄肉の
排気マニホールドは鋳鉄製の排気マニホールドに比較し
て断熱性が悪いため、排気ガスの温度が低下し過ぎるこ
とがあったのである。また、排気マニホールドが吸気管
および気化器に近接して配置される場合には、排気マニ
ホールドの放射熱が気化器に悪影響を与えることがあっ
た。

さらに、排気マニホールドはエンジンの爆発音等を外部
へ漏らし難いものであるということが必要であるが、従
来の薄肉の排気マニホールドは遮音性が不十分であると
いう問題もあった。すなわち、騒音の漏れは排気マニホ
ールド自体の振動を抑制すれば、抑制することができる
のであるが、従来の排気マニホールドは鋳鉄製の排気マ
ニホールドに比較して質量および剛性が小さいため、振
動を十分に抑制し得なかったのである。

本発明はこれらの問題に鑑み、軽量で断熱性に冨み、か
つ遮音性も優れた排気マニホールドを得ることを課題と
して為されたものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明に係る排気マニホールドの製造方法は、
（ａ）一端部が複数本に分岐した内管を形成する工程と
、（１））その内管を無機繊維製の断熱材で覆う工程と
、（Ｃ）その断熱材の外側を外殻で覆う工程と、（ｄ）
その外殻と前記内管との両端部を鋳ぐるんでフランジを
形成する工程とを含むものとされる。

内管および外殻の素材としては、軟鋼、ステンレス鋼、
チタン（Ｔｉ　）鋼等の管材または板材が望ましい。ま
た、断熱材の素材としては、炭素（Ｃ）繊維、炭化珪素
（ＳｉＣ）繊維、ガラス繊維等が好適であり、これらの
無機繊維を紐状あるいは帯状に形成して内管に巻きつけ
ることが望ましいが、布状のもので内管を覆うようにし
てもよい。

作用および効果 上記製造方法によれば、内管を薄肉の素材で形成し、そ
の内管を無機繊維製の断熱材で覆って内管の外周に断熱
材の層を形成し、さらにその外側に外殻を形成すること
により断熱性を高め、排気ガスの流通に伴う内管から外
部への放射熱を少なくすることができる。排気マニホー
ルドの重量の増加を低く抑えつつ断熱性を高めることが
できるのである。

また、内管の端部と外殻の端部とに鋳ぐるみによってフ
ランジを形成するものであるため、排気マニホールドの
遮音性が高められ、エンジン内の爆発音および排気マニ
ホールド内における排気ガスの流通に伴う騒音が外部に
漏れることを良好に防止することができる。すなわち、
内管と外殻とが各端部において一体的に結合されること
により排気マニホールドの剛性が高められ、騒音の漏れ
が良好に低減されるのである。しかも、断熱材が振動減
衰材としても機能するため、内管の振動が外部へ伝わり
難くなり、−層良好に騒音の漏れを低減させることがで
きる。

さらに、フランジを溶接によって取り付ける場合に比較
して、内管とフランジとの厚さの差を大きくすることが
容易であるため、十分な厚さのフランジを備え、しかも
内管は薄く、軽い排気マニホールドが得られることとな
る。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図および第２図において破線で示すのは、内管たる
ステンレス鋼板製の第一双股管１２および第二双股管１
４である。第一双股管１２は、第３図に示すように、円
管状の幹管１６と、その幹管１６の一端部から左右２方
向に分岐した一対の枝管１８および２０とから成ってい
る。また、第二双股管１４も、第４図に示すように、幹
管２２と枝管２４および２６とから成っている。これら
第一双股管１２および第二双股管１４には紐状の断熱材
２８が隙間なく巻きつけられている。また、両双股管１
２．１４は３箇所、すなわち、幹管１６と２２．枝管１
８と２４および枝管２０，２６のそれぞれ１箇所ずつが
針金３０で仮固定されるとともに（第１図には１箇所の
み示す）、その外側が軟鋼製の外殻３２で一体的に覆わ
れている。

外殻３２は一対の外殻部材３４．３５から成っており、
外殻３２と断熱材３２との間にはわずかな隙間が形成さ
れている。さらに、第一双股管１２の幹管１６と第二双
股管１４の幹管２２との各枝管とは反対側の端部と、外
殻３２の対応する端部とには、鋳ぐるみにより第一フラ
ンジ３８が固設されている。第一フランジ３８は板状の
部材であり、幹管１６および２２を図示しない排気管に
接続するためのものである。同様に、第一双股管１２の
枝管１８と第二双股管１４の枝管２４の端部と、外殻３
２の対応する端部、ならびに第−双股管工２の枝管２０
と第二双股管１４の枝管２６の端部と外殻３２の対応す
る端部とにもそれぞれ、鋳ぐるみによって第二フランジ
４０．第三フランジ４２が形成されている。これら第二
フランジ４０および第三フランジ４２は、枝管１８，２
０２４．２６を図示しないエンジンの排気口へ接続する
ためのものである。なお、フランジ３日、４０．４２が
形成された状態では双股管１２，１４と外殻３２との間
の空間は密閉されることとなるが、外殻３２の適宜の位
置（下面が望ましい）に小穴が形成され、上記空間内の
空気の膨張、収縮に伴う空気の流通は許容されるように
なっている。

次に上記構成の排気マニホールドの製造方法について説
明する。

まず、第５図に示すように、第一双股管１２の枝管１８
を製造する。所定の形状に切り出されたステンレス鋼板
を、通常の曲げ加工によって、方の端部５２が平板状部
５４および半円筒部５６から成り、他方の端部５８が円
筒状である直線的なパイプ状に造管成形し、継目６０を
溶接によって接合するのである。あるいは断面形状が円
形である管材の一方の端部５２を半円筒状に成形しても
よい。その後、通常のパイプベンダ装置によって曲げ、
前成形加工を施すとともに、端部５８の端にフレア加工
を施し、先端が漏斗状に開いた形状とする。

次に、枝管１８と、枝管１８と同様にして製造した枝管
２０とのそれぞれ半円筒状の端部５２を両者で円形を形
成する状態に密着させ、密着した平板状部５４の端同士
を溶接によって接合し、両枝管１８．２０を一体化する
。一方、一端部にフレア加工が施され、他端部が端部５
２が形成する円形とほぼ等しい円形の断面を有する幹管
１６を製造し、その他端部の端面に両枝管１８，２０を
溶接し、接合することにより、第一双股管１２を製造す
る。

第一双股管１２は、損失の少ない望ましい排気ガス流路
を形成するため、さらにバルジ加工を施し、最終的に第
３図に示す形状に成形する。

次に、第・６図および第７図に示すように、第一双股管
１２に紐状の断熱材２８を巻きつける。断熱材２８は無
機繊維たる炭化珪素（ＳｉＣ）から成り、幹管１６．枝
管１８，２０の端部のそれぞれフランジ３８，４０．４
２が形成される部分を除くすべての部分に隙間なく巻き
つけられることによって、断熱層を形成する。なお、枝
管１８゜２０を互いに接合する以前に、断熱材２８を各
枝管１８，２０に巻きつけておき、接合後に巻き足りな
い部分を補足するようにしてもよい。第二双股管１４も
、第一双股管１２と同様の工程で製造し、断熱材２８を
巻きつける。

そして、これら第一双股管１２および第二双股管１４を
図示しない治具により位置決めし、針金３０によって幹
管１６と２２．枝管１Ｂと２４および枝管２０と２６と
を仮固定する。次に、別にプレス成形した軟鋼板製（厚
さ約２．　Ｏｎｕｎ　）の一対の外殻部材３４．３５に
よって、これら第一双股管１２および第二双股管１４を
断熱材２８の上から、互いに向かい合う２方向から挟み
込み、一対の外殻部材３４．３５の合わせ部３６を溶接
することにより、外殻３２を形成する。この合わせ部３
６の溶接は、突き合わせ溶接でも重ね合わせ溶接でもよ
い。

さらに、上記外殻３２．第一双股管１２および第二双股
管１４を鋳型にセットし、公知の方法により、各端部に
、それぞれ第一フランジ３８．第二フランジ４０および
第三フランジ４２を鋳ぐるみにより形成するとともに、
各フランジ３８，４０．４２に取付穴６２を形成する。

この際、双股管１２．１４および外殻３２の端部にはい
ずれもフレア加工が施しであるため、これらからのフラ
ンジ３８，４０．４２の離脱が良好に防止される。

本実施例においては、第一双股管１２および第二双股管
１４が薄肉のステンレス鋼板製であり、その上に巻きつ
けられる断熱材２８が無機繊維製であり、外殻３２も比
較的薄肉の軟鋼板製であるため、排気マニホールドを軽
量とすることができる。

また、第一双股管１２および第二双股管１４と外殻３２
との間に断熱材２８から成る断熱層が形成されているた
め、排気ガスにより第一および第二双股管１２，１４が
熱せられても、それらからの熱放射が断熱材２８により
抑制され、外殻３２への伝熱量が少なくなって、断熱効
果が高められる。

さらに、本実施例の排気マニホールドにおいては、エン
ジン内の爆発音および排気マニホールド内における排気
ガスの流通に伴う騒音が外部に漏れることを良好に防止
することができる。すなわち、排気マニホールドを二重
構造とするとともに、双股管１２，１４と外殻３２との
端部をフランジ３８．４０．４２によって一体的に結合
することによって排気マニホールドの剛性を高めれば、
騒音の漏れを良好に低減させることができるのである。

しかも、双股管１２，１４と外殻３２との間に介在する
ほぼ密閉された空間が遮音層として機能するとともに、
断熱材２８が振動減衰材とじても機能するため、−層良
好に騒音の漏れを低減させることができる。

なお、外殻３２は双股管１２．１４より厚肉とすること
が望ましく、成形が困難である場合には、第８図および
第９図に示すように、適数個の開ロア０を形成してもよ
い。開ロア０を形成すれば、上述の断熱、遮音効果は低
下するが、開口を有する外殻であっても、排気マニホー
ルドの剛性を高める機能を果たすとともに、放射熱を遮
る遮蔽部材としての機能も果たすため、断熱性、防音性
を高める上で有効なのである。また、外殻３２の成形後
に、レーザ溶接等によりカバ一部材を固定することによ
って開ロア０を閉塞することも可能である。

さらに、前記実施例においては、外殻３２は外殻部材３
４．３５により両双股管１２．１４を挟み込むことによ
り形成されていたが、両双股管１２．１４の枝管１８，
２４側を覆う筒状の外殻部材と枝管２０，２６側を覆う
筒状の外殻部材と形成し、これらによって両双股管１２
．１４を覆うとともに、両外殻部材を中央で溶接するこ
とにより外殻３２を形成することも可能である。

また、上記実施例においては、断熱材２８が紐状とされ
ていたが、これを帯状のものとしてもよく、布状のもの
で両双股管１２，１４を覆うようにしてもよい。外殻３
２を形成する場合には、外殻部材３４．３５の内面に予
め布状等の断熱材を貼っておき、両双股管１２．１４を
外殻３２と断熱材とで一挙に覆うようにすることも可能
である。

さらに、断熱材の材質は１種類に限らず、双股管１２．
１４を、まず特に耐熱性の良好な炭化珪素あるいは炭素
製等の断熱材で覆い、その上から比較的安価なガラス繊
維の断熱材で覆うようにすれば、製造コストを低減する
ことができる。

また、フランジ３Ｂ、４０．４２をチタン合金鋳物とす
るとともに、両双股管１２，１４および外殻３２をチタ
ン製とすれば、排気マニホールドをさらに軽量化するこ
とが可能となる。

その他、内管の製造方法を伊ミ更する等、当業者の知識
に基づいて種々の変形、改良を施した態様で、本発明を
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である排気マニホールドを示
す正面図であり、第２図はその側面図である。第３図お
よび第４図はそれぞれ上記マニホールドの第一および第
二双股管を示す正面図である。第５図は上記双股管の一
構成要素の加工途中の状態を示す斜視図であり、第６図
および第７図は第３図および第４図の分岐管にそれぞれ
断熱材を巻きつけた状態を示す正面図および側面図であ
る。第８図および第９図は本発明の別の実施例である排
気マニホールドを示す第１図および第２図と同様の図で
ある。 １２：第一双股管 ２８：断熱材 ３８：第一フランジ ４２：第三フランジ １４：第二双股管 ３２：外殻 ４０：第二フランジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端部が複数本に分岐した内管を形成する工程と、 その内管を無機繊維製の断熱材で覆う工程と、その断熱
   材の外側を外殻で覆う工程と、 その外殻と前記内管との両端部を鋳ぐるんでフランジを
   形成する工程と を含むことを特徴とする車両用排気マニホールドの製造
   方法。