JPH0658060B2 - エンジンの排気マニホルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として車両用のエンジンに適用される排気
マニホルドに関する。

（従来の技術） 従来、特開昭５４−１３４２１１号公報に見られるよう
に、エンジンの複数の排気ポートに連る複数の分岐管を
夫々パイプ材で構成すると共に、これら分岐管を接続す
る下流側の集合ケースをプレス成形品で構成して、該各
分岐管の下流端を該集合ケースに形成した各接続穴に挿
着して成る排気マニホルドは知られる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のものは、従来一般に用いられている鋳物製の排気
マニホルドに比し軽量になる利点があるが、接続穴から
の排気ガスの洩れを防止すべく分岐管を接続穴に溶接す
ると、分岐管の熱変形によりこれと接続穴との溶接部に
過大な応力が作用する可能性があり、溶接部に作用する
応力を軽減して溶接部の耐久性を向上させることが望ま
れる。

本発明は、かかる要望に適合した排気マニホルドを提供
することをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成すべく、エンジンの複数の排
気ポートに連る複数の分岐管と、これら分岐管を接続す
る下流側の集合ケースとから成るマニホルドであつて、
該各分岐管をパイプ材で構成すると共に、該集合ケース
をプレス成形品で構成して、該各分岐管の下流端を該集
合ケースに形成した各接続穴に溶接するものにおいて、
該集合ケースの該各接続穴の周囲の部分を該各分岐管の
中心線に略直交する平坦面に形成したことを特徴とす
る。

（作用） 排気ガスにより各分岐管が加熱されて、該各分岐管に熱
膨脹による伸びを生ずると、その下流端を溶接する集合
ケースの各接続穴の部分が該各分岐管の中心線方向に押
されるが、本発明によれば、該各接続穴の周囲の部分を
該各分岐管の中心線に略直交する平坦面に形成するた
め、該部分の該中心線方向の剛性が比較的弱くなり、該
部分が分岐管からの押圧により該中心線方向に撓み、そ
の分分岐管と接続穴との溶接部に作用する応力が軽減さ
れる。

（実施例） 図面は直列４気筒エンジンの排気マニホルドに本発明を
適用した実施例を示し、エンジンａの各排気ポートｂに
連る４本の分岐管(1)と、これら分岐管(1)を接続する下
流側の集合ケース(2)とで排気マニホルドを構成し、該
集合ケース(2)の下側に排気触媒(3)を内蔵する触媒ケー
ス(4)を取付けと共に、該集合ケース(2)をエンジンａに
ステー(5)を介して支持させるものとした。

該各分岐管(1)はパイプ材で構成され、又該集合ケース
(2)は板材をカツプ状に絞り成形したプレス成形品で構
成されるものとし、エンジンａの気筒列方向中間の２番
と３番の分岐管(1)(1)の下流端を夫々該集合ケース(2)
の上部に形成した左右１対の接続穴(6)(6)に挿入してこ
れに溶接すると共に、気筒列方向外側の１番と４番の分
岐管(1)(1)の下流端を内側に屈曲させて、これを夫々該
集合ケース(2)の左右両側部に形成した接続穴(6)(6)に
横方向から挿入して溶接するようにした。

ここで、該集合ケース(2)の該各接続穴(5)の周囲の部分
は該各分岐管(1)の中心線に略直交する平坦面(7)に形成
して、該中心線方向に作用する外力に対しての剛性を低
くし、更に気筒列方向外側の分岐管(1)(1)を接続する左
右両側部の接続穴(6)(6)を、第３図に明示する如く、バ
ーリング穴に形成し、そのバーリング部(6a)の先端に該
各分岐管(1)の下流端外周を溶接するようにした。

又、図示のものでは各分岐管(1)の上流端を共通の取付
フランジ(8)に溶接して、該各分岐管(1)の上流端を同一
面上に整合配置し得るようにし、更に該フランジ(8)に
形成する取付穴(8a)を固定ボルトｃより大径のばか穴に
形成すると共に、該フランジ(8)に上下方向の曲げ剛性
を弱めるための切欠部(8b)を形成し、気筒列方向外側と
内側の分岐管(1)(1)の加熱による伸び量の差異を該フラ
ンジ(8)の上下方向の湾曲で吸収し得るようにした。

又、気筒列方向外側の分岐管(1)は、その長さが長くな
つて加熱による伸び量も増すため、該分岐管(1)を、排
気ポートｂの軸線方向から斜め下方に屈曲させると共に
その下流端を上記の如く気筒列方向内側に屈曲させて、
全体として三次元的な屈曲形状に形成し、該分岐管(1)
の撓みを生じ易くして、この撓みにより加熱による伸び
を或る程度吸収し得るようにした。

前記触媒ケース(4)は、プレス成形した半割部材(4a)(4
a)を排気触媒(3)を挟んだ状態で該両半割部材(4a)(4a)
の周囲の突合せフランジ部において溶接して成るものと
し、該触媒ケース(4)の上端の開口縁部を前記集合ケー
ス(2)の下端のフランジ部下面に溶接して該両ケース(2)
(4)を一体化し、該両ケース(2)(4)を連結するボルトや
ガスケツトを不要として、排気マニホルド全体の小型化
を図れるようにした。

尚、上記した分岐管(1)、集合ケース(2)、触媒ケース
(4)、取付フランジ(8)の材質は耐熱性耐食性を得るため
ステンレスとするが、ステンレスのうち比較的熱膨脹率
の小さなフエライト系ステンレス、例えばＳＵＳ４０９
Ｌとすることが好ましく、溶接棒の材質も同系のステン
レス、例えばＳＵＳ４３０Ｌとする。

更に、溶接スピードを遅くすると、溶接部の組織が肥大
化してクラツクが発生し易くなるため、溶接スピードを
速くすることにより入熱時間を短縮して組織の肥大化を
抑制することが好ましい。尚、スピードアツプによる溶
け込み不足は電流を上げることにより解決できる。

図面で(9)は溶接ビート、(10)はＯ_２センサの取付穴、
(11)はホツトエアカバーの取付穴、(12)は排気温センサ
の取付穴、(13)は触媒ケース(4)の下端に接続した排気
管を示す。

以上の構成によれば、各分岐管(1)の加熱による伸びが
集合ケース(2)を支持するステー(5)の弾性変形による該
ケース(2)の変位と、取付フランジ(8)の上下方向の変位
や撓みで或る程度吸収されると共に、該ケース(2)の各
接続穴(6)の周囲の平坦面(7)の部分の該各分岐管(1)の
中心線方向への撓みによつても該各分岐管(1)の伸びが
吸収されて、該各接続穴(6)と該各分岐管(1)との溶接部
に作用する応力が減少され、溶接部の耐久性が向上す
る。

又、分岐管(1)が屈曲していると、加熱による伸びによ
りその下流端が平坦面(7)に直交する方向即ち分岐管(1)
の中心線方向だけでなく該中心線に直交する方向にも変
位しようとして、下流端の溶接部に曲げモーメントが作
用しこの曲げモーメントは分岐管(1)の屈曲度合が大き
く且つ長さの長い気筒列方向外側の分岐管(1)ほど大き
くなるが、該分岐管(1)を溶接する接続穴(6)をバーリン
グ穴に形成すれば、その周囲の平坦面(7)から突出する
バーリング部(6a)の撓みにより該分岐管(1)の下流端の
溶接部に作用する曲げモーメントが軽減される。

尚、図示のものではバーリング部(6a)を外方に突出させ
たが、これを内方に突出させることも可能である。

（発明の効果） 以上の如く本発明によるときは、集合ケースに形成した
接続穴の周囲の平坦面の部分の撓みにより、分岐管の加
熱による伸びが吸収されて、分岐管と接続穴との接続部
に作用する応力が軽減され、分岐管の伸びによる溶接部
の割れ等の不具合の発生を防止でき、耐久性が向上する
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明排気マニホルドを取付けたエンジンの側
面図、第２図はその排気マニホルド部分截断正面図、第
３図は第１図のIII−III線拡大截断面図である。 (1)…分岐管、(2)…集合ケース、(6)…接続穴 (6a)…バーリング部、(7)…平坦面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室賀 茂樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 佐々木 伸二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの複数の排気ポートに連る複数の
   分岐管と、これら分岐管を接続する下流側の集合ケース
   とから成る排気マニホルドであつて、該各分岐管をパイ
   プ材で構成すると共に、該集合ケースをプレス成形品で
   構成して、該各分岐管の下流端を該集合ケースに形成し
   た各接続穴に溶接するものにおいて、該集合ケースの該
   各接続穴の周囲の部分を該各分岐管の中心線に略直交す
   る平担面に形成したことを特徴とするエンジンの排気マ
   ニホルド。
2. 【請求項２】前記接続穴のうち少なくとも屈曲度合が大
   きく且つ長さの比較的長い分岐管を溶接する接続穴をバ
   ーリング穴に形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のエンジンの排気マニホルド。