JPH0586855A - 排気部材接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気部材接合装置におけるベローズタイプの
フレキシブルパイプの耐久性の向上。 【構成】 排気部材１２、１４に膨出部２２、２４を形
成し、ベローズ状のフレキシブルパイプ１６の円筒状端
部３２、３４を膨出部２２、２４の外周に沿わせ、円筒
状端部３２、３４の外周に当て金１８をあてて溶接し
た。当て金１８はフレキシブルパイプ１６の蛇腹部３０
の軸方向両端の半径方向内側屈曲部３６、３８の半径方
向外側空間迄軸方向に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用内燃機関の２
つの排気部材、たとえばエキゾストマニホルドとエキゾ
ストマニホルド、または排気管と排気管を、ベローズ状
のフレキシブルパイプを介して接合する排気部材接合装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】６気筒内燃機関のエキゾストマニホルド
を３気筒つづに分割し両マニホルドをフレキシブルパイ
プで接合した装置は、実開昭５４−９７６２３号公報に
より知られており、また、２つの排気管をベローズタイ
プのフレキシブルパイプで接合した構造は、実開昭５４
−１６３２２１号公報等により知られている。

【０００３】従来構造では、図４または図５に示すよう
に、エキゾストマニホルドまたは排気管２、４の対向端
部は軸方向にストレートに延びたままとなっており、そ
の外周に、軸方向両端の屈曲が半径方向外側に屈曲して
いるベローズ６が、そのままあるいは軸方向に短く延び
る当て金８を外周側に装着して、溶接されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来構造で
は、機関振動、排気流振動、車両走行振動等により、対
向エキゾストマニホルドまたは排気管２、４に微小相対
変位あるいは微小相対回転が繰返し起こったときに、溶
接部Ａ、または、ベローズ６の当て金８の端部角部に当
たる部位Ｂに、局部集中応力が繰返し生じ、ベローズ６
が傷み易いという問題があった。

【０００５】本発明は、内燃機関の排気部材同志を接合
するベローズタイプのフレキシブルパイプを備えた排気
部材接合装置の耐久性を向上せしめることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の排気部材接合装置によって、達成される。す
なわち、間隔をおいて軸方向に互いに対向し、対向端部
に半径方向外側に膨出する膨出部が形成された、２つの
排気部材と、蛇腹部とその軸方向両側の円筒状端部を有
し、前記蛇腹部の軸方向両側の屈曲が半径方向内側に屈
曲しており、前記円筒状端部が前記排気部材の膨出部の
外周に沿わされている、フレキシブルパイプと、前記フ
レキシブルパイプの円筒状端部の外周に装着され、前記
フレキシブルパイプの円筒状端部の軸方向外側端から該
円筒状端部の軸方向内側端を超えて前記蛇腹部の端部の
半径方向内側屈曲部の半径方向外側空間まで延びる円筒
状の当て金と、を備え、前記排気部材の膨出部の外周
部、前記フレキシブルパイプの円筒状端部の軸方向外側
端部、および前記円筒状の当て金の軸方向外側端部が、
一体に溶接されている、排気部材接合装置。

【０００７】

【作用】本発明の排気部材接合装置では、フレキシブル
パイプの蛇腹部の軸方向端部の屈曲が半径方向内側に屈
曲していること、また、円筒状の当て金がフレキシブル
パイプの円筒状端部の軸方向外側端から該円筒状端部の
軸方向内側端を超えて蛇腹部の端部の半径方向内側屈曲
部の半径方向外側空間まで延びていること、により、フ
レキシブルパイプは当て金の軸方向内側端角部に当るこ
とはない。また、フレキシブルパイプは外周側を当て金
で押えられて溶接付けされているので、溶接部にも無理
な荷重が作用することはない。これらによって、フレキ
シブルパイプに振動による繰返し荷重がかかっても、従
来のような局部集中応力が生じず、フレキシブルパイ
プ、ひいては排気部材接合装置の耐久性が向上する。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例に係る排気
部材接合装置の望ましい実施例を、図１、図２および図
３を参照して説明する。図１において、排気部材接合装
置１０は、２つの排気部材１２、１４と、フレキシブル
パイプ１６と、円筒状の当て金１８と、を有する。ま
た、排気浄化装置１０は、インナパイプ２０を有してい
てもよい。２つの排気部材１２、１４は、内燃機関のエ
キゾストマニホルドとエキゾストマニホルド、または排
気管と排気管から成る。図示例は、６気筒エンジンのエ
キゾストマニホルドを３気筒つづにつけたエキゾストマ
ニホルドを示している。

【０００９】このようなエキゾストマニホルドおよびフ
レキシブルパイプ１６は、たとえば、図２、図３に示す
ように、２ステージ過給機付エンジンに適用できる。図
２、図３において、５０はエンジン、１２、１４は排気
マニホルドを示す。排気マニホルド１２、１４は排気干
渉を伴わない＃１〜＃３の気筒群と＃４〜＃６気筒群の
２つに集合され、その集合部が排気マニホルド１２、１
４の一部をなす連通路によってフレキシブルパイプ１６
を介して互いに連通されている。５２、５４は互いに並
列に配置された主ターボチャージャ、副ターボチャージ
ャである。ターボチャージャ５２、５４のそれぞれのタ
ービン５２ａ、５４ａは排気マニホルド１２、１４の集
合部に接続され、それぞれのコンプレッサ５２ｂ、５４
ｂは、インタクーラ５６、スロットル弁５８を介してサ
ージタンク６０に接続されている。主ターボチャージャ
５２は低吸入空気量域から高吸入空気量域まで作動さ
れ、副ターボチャージャ５４は低吸入空気量域で停止さ
れる。双方のターボチャージャ５２、５４の作動、停止
を可能ならしめるために、副ターボチャージャ５４のタ
ービン５４ａの下流には、アクチュエータ６２によって
開閉作動する排気切替弁６４が、コンプレッサ５４ｂの
下流には、アクチュエータ６６によって開閉作動する吸
気切替弁６８が設けられる。吸、排気切替弁６８、６４
の両方とも全開のときは、両方のターボチャジャ５２、
５４が作動され、このときにはフレキシブルパイプ１６
内にはほとんど排気ガスは流れない。また、吸、排気弁
６８、６４の両方が全閉のときは、副ターボチャージャ
５４は停止され、このときにはフレキシブルパイプ１６
内を、排気ガスがエキゾストマニホルド１４からエキゾ
ストマニホルド１２に向って流れる。

【００１０】排気部材１２、１４は、軸方向に互いに間
隔をおいて対向しており、対向端部に半径方向外側に膨
出する膨出部２２、２４を有している。排気部材１２、
１４の端部に膨出部２２、２４を形成する理由は、第１
に、フレキシブルパイプ１６との溶接部位置をできるだ
け半径方向外側に隔たらせて溶接部を低温にするため
と、第２に、フレキシブルパイプ１６の軸方向端部の屈
曲を半径方向内側に向わせることを可能にするためであ
る。膨出部２２、２４の軸方向端面２６、２８は半径方
向内側にいくに従って互いに軸方向に接近する方向に傾
斜しており、この傾斜とフレキシブルパイプ１６の軸方
向両端の半径方向内側に向かう屈曲部分の傾斜がほぼ一
致させてある。膨出部２２、２４の外周面と軸方向端面
２６、２８の移行部の角部は面取りされている。

【００１１】フレキシブルパイプ１６は、オーステナイ
トステンレス製で、蛇腹部３０とその軸方向両側の円筒
状端部３２、３４を有する。蛇腹部３０は、その軸方向
両端部に、半径方向内側に向って屈曲する半径方向内側
屈曲部３６、３８を有する。従来装置ではベローズの軸
方向両端の屈曲は半径方向外側に向かう。フレキシブル
パイプ１６の円筒状端部３２、３４は、断面が軸方向に
ストレートに延びており、排気部材１２、１４の膨出部
２２、２４の円筒状外周面の外周に沿わされ接触されて
いる。

【００１２】円筒状の当て金１８は、フレキシブルパイ
プ１６の円筒状端部３２、３４の各々の外周に装着され
る。当て金１８は、フレキシブルパイプ１６の各円筒状
端部３２、３４より長い。当て金１８は、フレキシブル
パイプ１６の円筒状端部３２、３４の軸方向外側端か
ら、該円筒状端部３２、３４の軸方向内側端を超えて、
蛇腹部３０の端部の半径方向内側屈曲部３６、３８の半
径方向外側空間まで、軸方向に延びている。

【００１３】排気部材１２、１４の膨出部２２、２４の
外周部、フレキシブルパイプ１６の円筒状端部３２、３
４の軸方向外側端部、および当て金１８の軸方向外側端
部は、一体に溶接されている。４０、４２は、この溶接
部を示している。

【００１４】インナパイプ２０は、フレキシブルパイプ
１６よりも半径方向内側に位置し、一方の排気部材１２
の膨出部２２から他方の排気部材１４の膨出部２４まで
軸方向に延びている。フレキシブルパイプ１６の内径
は、排気部材１２、１４の内径以上としてあり、排気の
流れを絞らないように、すなわち排気抵抗を増さないよ
うにしてある。

【００１５】つぎに、作用を説明する。２つの排気部材
１２、１４の、振動等による微小相対変位は、フレキシ
ブルパイプ１６の弾性変形によって吸収されるが、その
両端支持部には繰返し荷重がかかる。この場合、フレキ
シブルパイプ１６は、その両端の溶接部４０、４２にお
いて、膨出部２２、２４の外周面と当て金１８の間に挾
持されているので、無理な荷重がかかりにくい。また、
フレキシブルパイプ１６の蛇腹部３０の軸方向両端を半
径方向内側に屈曲させ、該半径方向内側屈曲部３６、３
８の内外周に、当て金１８と膨出部２２、２４の軸方向
端面２６、２８を位置させたので、フレキシブルパイプ
１６が当て金の軸方向内側端角部や膨出部２２、２４の
角部にあたって傷つくような事態は生じない。これらに
よって、フレキシブルパイプの両端の耐久性、信頼性が
著しく向上している。

【００１６】また、排気部材１２、１４に半径方向外側
に膨出する膨出部２２、２４を設けて、その外周にフレ
キシブルパイプ１６の両端の溶接部４０、４２を位置さ
せているので、溶接部４０、４２の位置が高温の排気ガ
スに触れる排気部材１２、１４の内周部位から隔たって
いて、低温部に位置されており、腐食速度を低下されて
いる。オーステナイト系ステンレスは、塩が付着してい
ると、温度が高い程腐食量が大になる。実走行におい
て、融雪塩等がタイヤで巻きあげられ、当て金１８とフ
レキシブルパイプ１６の隙間に侵入するとそこに滞留し
上記腐食が発生する。腐食が進み、フレキシブルパイプ
１６を貫通する穴になると排気洩れの不具合を発生す
る。また、洩れる排気ガスでさらに高温になり不具合が
さらに加速する。しかし、本発明では当て金１８とフレ
キシブルパイプ１６の接触部は、膨出部２２、２４を設
けたことにより低温部となり、腐食速度を落とし、耐久
性、信頼性を向上している。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、当て金を、フレキシブ
ルパイプの円筒状端部の軸方向内側端を超えて蛇腹部の
端部の半径方向内側屈曲部の半径方向外側空間まで延ば
したから、フレキシブルパイプが当て金の角部に当って
傷づくことがなくなり、フレキシブルパイプ、ひいては
排気部材接合装置の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る排気部材接合装置の断
面図である。

【図２】本発明実施例の排気部材接合装置を過給機付エ
ンジンのエキゾストマニホルドに適用した場合のエキゾ
ストマニホルド部位の正面図である。

【図３】本発明実施例の排気部材接合装置を過給機付エ
ンジンのエキゾストマニホルドに適用した場合の過給機
付エンジンの系統図である。

【図４】２つのエキゾストマニホルド部分を連結した従
来の排気部材接合装置の断面図である。

【図５】２つの排気管部分を連結した従来の排気部材接
合装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ 排気部材接合装置 １２ 排気部材 １４ 排気部材 １６ フレキシブルパイプ １８ 当て金 ２０ インナパイプ ２２ 膨出部 ２４ 膨出部 ２６ 軸方向端面 ２８ 軸方向端面 ３０ 蛇腹部 ３２ 円筒状端部 ３４ 円筒状端部 ３６ 半径方向内側屈曲部 ３８ 半径方向内側屈曲部 ４０ 溶接部 ４２ 溶接部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をおいて軸方向に互いに対向し、対
   向端部に半径方向外側に膨出する膨出部が形成された、
   ２つの排気部材と、 蛇腹部とその軸方向両側の円筒状端部を有し、前記蛇腹
   部の軸方向両側の屈曲が半径方向内側に屈曲しており、
   前記円筒状端部が前記排気部材の膨出部の外周に沿わさ
   れている、フレキシブルパイプと、 前記フレキシブルパイプの円筒状端部の外周に装着さ
   れ、前記フレキシブルパイプの円筒状端部の軸方向外側
   端から該円筒状端部の軸方向内側端を超えて前記蛇腹部
   の端部の半径方向内側屈曲部の半径方向外側空間まで延
   びる円筒状の当て金と、を備え、 前記排気部材の膨出部の外周部、前記フレキシブルパイ
   プの円筒状端部の軸方向外側端部、および前記円筒状の
   当て金の軸方向外側端部が、一体に溶接されている、こ
   とを特徴とする排気部材接合装置。