WO2008010390A1 - Collecting portion structure of exhaust manifold - Google Patents

Description

ェキゾ一ストマ二ホールドの集合部構造

技術分野

[0001] 本発明は、車両用エンジンに接続される排気系の一部を構成するェキゾ一ストマ- ホールドの集合部構造に関する。

背景技術

[0002] 従来、排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続された複数本のブランチ管と、 前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部と、排気ガス 上流側端部が各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に固定され、且つ、排 気ガス下流側端部が集合部内へ突出した状態で配置される仕切板と、集合部に形 成された取付孔に臨んだ状態で該集合部の外周の一部に溶接で固定されるセンサ 取付用ボス部と、を備えるェキゾ一ストマ-ホールドの集合部構造の技術が公知にな つている（特許文献 1、 2参照)。

また、仕切板は、各ブランチ管同士を溶接する際の仕切機能、酸素センサの感度 向上、及びブランチ管同士力 の排気干渉の防止等を目的として設けられる他、そ の一部は集合部の排気ガス上流側端部から中途部に掛けて形成されたスリットに挿 通し位置決めした状態で該集合部の外周の一部と溶接で固定されている。

特許文献 1：特開 2004— 245156号公報

特許文献 2：特開 2004— 116382号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、従来のェキゾ一ストマ-ホールドにあっては、スリットが集合部の排気 ガス上流側端部から中途部に掛けて形成されて 、るため、センサ取付用ボス部を該 集合部の外周の一部に溶接する際に、集合部の排気ガス上流側端部が溶接時の入 熱により縮径してスリットの開口幅が狭くなり、この結果、仕切板を上方からスリットに 挿通することが出来ず、仕切板と集合部との組み付け性が悪ィ匕する場合があるという 問題点があった。 [0004] カ卩えて、スリットに沿って仕切板を溶接する際の溶接線と、集合部の排気ガス上流 側端部の全周に亘つて各ブランチ管を溶接する際の溶接線とが交わる付近に熱応 力が集中し易いという問題点があった。

なお、センサ取付用ボス部^^合部に後工程で溶接で固定することは、溶接作業 スペースの関係で実際上は困難である。

また、センサ取付用ボス部を集合部に溶接で固定した後、スリットを形成すると上記 スリットの開口幅が狭くなるのを回避できるものの、溶接工程の後に切削加工工程が 必要になって時間と手間が掛カる上、溶接線が交わる付近に熱応力が集中し易くな るのを回避することができな 、。

[0005] 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするとこ ろは、仕切板と集合部の組み付け性の向上を図ることができ、かつ溶接の際に熱応 力が集中するのを緩和することが可能なェキゾ一ストマ-ホールドの集合部構造を提 供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明のェキゾ一ストマ-ホールドは、排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接 続された複数本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合さ せて収容する集合部と、排気ガス上流側端部が各ブランチ管の排気ガス下流側端 部同士の間に固定され、且つ、排気ガス下流側端部が集合部内へ突出した状態で 配置される仕切板と、前記集合部に形成された取付孔に臨んだ状態で該集合部の 外周の一部に溶接で固定されるセンサ取付用ボス部と、を備えるェキゾ一ストマ-ホ 一ルドの集合部構造において、前記集合部の縮径部に揷通孔を形成すると共に、こ の揷通孔に仕切板の一部を挿通し位置決めした状態で該集合部の外周の一部に溶 接で固定したことを特徴とする。

発明の効果

[0007] 本発明のェキゾ一ストマ-ホールドにあっては、排気ガス上流側端部がヘッドフラン ジに接続された複数本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を 集合させて収容する集合部と、排気ガス上流側端部が各ブランチ管の排気ガス下流 側端部同士の間に固定され、且つ、排気ガス下流側端部が集合部内へ突出した状 態で配置される仕切板と、前記集合部に形成された取付孔に臨んだ状態で該集合 部の外周の一部に溶接で固定されるセンサ取付用ボス部と、を備えるェキゾ一ストマ 二ホールドの集合部構造において、前記集合部の縮径部に揷通孔を形成すると共 に、この揷通孔に仕切板の一部を挿通し位置決めした状態で該集合部の外周の一 部に溶接で固定したため、仕切板と集合部の組み付け性の向上を図ることができる。 また、溶接線が交わらないので、熱応力の集中を緩和することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の実施例 1のェキゾ一ストマ二ホールドを示す正面図である。

[図 2]本発明の実施例 1のェキゾ一ストマ二ホールドを示す右側面図である。

[図 3]図 1の S3— S3線における断面図である。

[図 4]実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの仕切板を説明する斜視図である。

[図 5]実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの集合部の正面図である。

[図 6]図 5の集合部の背面図である。

[図 7]図 5、 6の集合部の右側面図である。

[図 8]図 5〜7の集合部の左側面図である。

[図 9]図 8の S9— S9線における断面図である。

[図 10]実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの集合部の内部を説明する側断面図で ある。

[図 11]実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの仕切板と集合部との固定を説明する図 である。

符号の説明

[0009] A ェキゾ一ストマ二ホーノレド

1 ヘッドフランジ

la 取付孔

2、 3、 4、 5 ブランチ管

2a、 3a、 4a、 5a 排気ガス下流側端部

2b、 3b、 4b、 5b (仕切板と当接する）壁部

2cゝ 3cゝ 4cゝ 5c (隣り合う）壁咅 6 集合部

6a 排気ガス上流側端部

6b 排気ガス上流側端部

6c、6d 分割体

6e 縮径部

6f 取付孔

6g、6h 揷通孔

6i、6j 最深部

7 触媒コンバータ

7a 触媒担体

7b フランジき

8 酸素センサ

8a 目線

8b ホノレダ咅

8c センシング部

9 センサ取付用ボス部

10 仕切板

10a 排気ガス下流側端部

10b 係止段部

10c、 10d 仕切板の両端部の一部

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、この発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。

実施例 1

[0011] 以下、実施例 1を説明する。

図 1は本発明の実施例 1のェキゾーストマ二ホールドを示す正面図、図 2は同右側 面図、図 3は図 1の S3— S3線における断面図、図 4は本実施例 1の仕切板を説明す る斜視図である。

[0012] 図 5は本実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの集合部の正面図、図 6は同背面図 、図 7は同右側面図、図 8は同左側面図、図 9は図 8の S9— S9線における断面図、 図 10は本実施例 1の集合部の内部を説明する側断面図、図 11は仕切板と集合部の 固定を説明する図である。

[0013] 先ず、実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの全体構成について説明する。

図 1、 2に示すように、本実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールド Aは、ヘッドフランジ 1 と、 4本のブランチ管 2〜5と、集合部 6と、触媒コンバータ 7と、酸素センサ 8を備えて いる。

[0014] ブランチ管 2〜5は、図外のエンジンのシリンダヘッドに締結される板状のヘッドフラ ンジ 1から下方へ略 L字状に曲がる形状に形成されている。

ブランチ管 2〜5の排気ガス上流側端部は、ヘッドフランジ 1のそれぞれ対応する取 付孔 laに接続される一方、排気ガス下流側端部 2a〜5aは後述する集合部 6の排気 ガス上流側端部 6aに接続されて ヽる。

また、集合部 6の排気ガス下流側端部 6bは、触媒担体 7aを収容した触媒コンパ一 タ 7の排気ガス上流側端部に接続されて 、る。

さらに、触媒コンバータ 7の排気ガス下流側端部には、図外の後方側排気管に接続 するためのフランジ部 7bが設けられている。

[0015] 酸素センサ 8は、集合部 6を通過する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してェン ジンの空燃比をフィードバック制御するのに用いられるものであって、その一端側に は、図外の制御装置に電気的に接続される配線 8aが設けられる他、その中途部に は後述する集合部 6の取付孔 6fに臨んで設けられたセンサ取付用ボス部 9に当接す るホルダ部 8bが設けられ、その他端側は該ホルダ部 8b及び取付孔 6fを介して集合 部 6 (排気ガスの流れ)の中心に配置されるセンシング部 8cが設けられている。

[0016] 以下、各ブランチ管 2〜5の排気ガス下流側端部 2a〜5aと集合部 6の構造につい て詳述する。

図 3、 4に示すように、各ブランチ管 2〜5の排気ガス下流側端部 2a〜5aは、 1/4 円形断面状に加工されて円形状に重ねられた状態で集合部 6の排気ガス上流側端 部 6aに収容されている。

[0017] また、ブランチ管 2,3の排気ガス下流側端部 2a,3aの間、及びブランチ管 4,5の排気 ガス下流側端部 4a,5aの間には、排気ガス下流側へ突出した平板状の仕切板 10が 介装されると共に、この仕切板 10はブランチ管 2〜5の壁部 2b〜5bと溶接 XIで固定 され、さらに、隣り合う壁部 2c〜5cは溶接 X2でそれぞれ固定されている。

[0018] また、図 4に示すように、仕切板 10は、その最大幅 W1が集合部 6の排気ガス上流 側端部 6aの内側に挿入可能な寸法に形成される他、その排気ガス下流側端部 10a は集合部 6の軸直方向と並行に形成され、その両端部の一方側には係止段部 10b が形成されている。

[0019] 図 5〜9に示すように、集合部 6は、略半円筒状の分割体 6c,6dを最中状に重ね合 わせてその両縁部同士を溶接 X3,X4にて接合することにより略円筒状に一体的に形 成される他、その排気ガス上流側端部 6aは、ブランチ管 2〜5の排気ガス下流側端 部 2a〜5aを挿入可能な大きさに開口され、その中途部には略 L字状に曲がるブラン チ管 2〜5の曲がり面に対して略直交する側に縮径させた縮径部 6eが形成されてい る。

[0020] また、分割体 6cの縮径部 6eに相当する部位には、取付孔 6fが形成されると共に、 この取付孔 6fの上方に近接して上下方向に長 、長孔形状の揷通孔 6gが形成されて いる。

また、分割体 6dの縮径部 6eに相当する部位には、上記揷通孔 6gと対向する位置 に上下方向に長 、長孔形状の揷通孔 6hが形成されて 、る。

[0021] そして、図 10に示すように、仕切板 10の排気ガス下流側端部 10aの一部と係止段 部 10bがそれぞれ対応する揷通孔 6g,6hの最深部 6i,6jに当接し、且つ、仕切板 10の 両端部の一部 10c,10dが揷通孔 6g,6hから外側へ突出した状態で仕切板 10が集合 部 6の排気ガス上流側端部 6aの内側に収容されている。

[0022] また、仕切板 10の両端部の一部 10c,10dは、それぞれ対応する各揷通孔 6g,6hに 沿って集合部 6の外周の一部に溶接 X5 (図 1、 2参照)で固定されている。

さらに、集合部 6の排気ガス上流側端部 6aは、その全周に亘つて各ブランチ管 2〜

5の外周と溶接 X6で固定される一方、排気ガス上流側端部 6aはその全周に亘つて 触媒コンバータ 7の外周と溶接 X7で固定されている。

[0023] そして、集合部 6の取付孔 6fに臨んだ状態で略円筒状のセンサ取付用ボス部 9が その全周に亘つて該集合部 6の外周の一部に溶接 X8で固定されて ヽる。

[0024] さらに、酸素センサ 8は、センサ取付用ボス部 9及び取付孔 6fを介して集合部 6の 中心まで挿入された状態で、センシング部 8cの基端側に形成された雄螺子溝（図示 を省略）がセンサ取付用ボス部 9の内側に形成された雌螺子溝（図示を省略）に螺合 されることにより、ホルダ部 8bとセンサ取付用ボス部 9の上面とを当接させた状態で取 り付けられている。

[0025] その他、前述した全ての各構成部材は全て金属製となって 、る。なお、触媒コンパ ータ 7の触媒担体 7aはこの限りでなぐセラミック触媒担体が採用される場合もある。

[0026] 次に、実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの製造を説明する。

このように構成されたェキゾ一ストマ-ホールド Aの集合部 6を組み付ける際には、 先ず、各ブランチ管 2〜5の排気ガス上流側端部をヘッドフランジ 1に接続する一方、 排気ガス下流側端部 2a〜5aを仕切板 10に溶接 XIで固定すると共に、排気ガス下 流側端部 2a〜5a同士を溶接 X2で固定する。

[0027] 一方、両分割体 6c,6dを最中状に重ね合わせて溶接 X3,X4で固定することにより集 合部 6を形成した後、この集合部 6の取付孔 6fに臨んだ状態でセンサ取付用ボス部

9をその全周に亘つて溶接 X8で固定する。

[0028] この際、従来の発明に比べて、集合部 6の上流側端部 6a及び下流側端部 6bには 上下方向に開口するスリットが無いため、熱マスの大きいセンサ取付用ボス部 9に対 して熱マスの小さな集合部 6を溶接 X8の入熱によって上流側端部 6a及び下流側端 部 6bが縮径するように熱変形する虞がない。

なお、分割体 6cの取付孔 6fに溶接 X8で固定した後、両分割体 6c,6dを最中状に重 ね合わせて溶接 X3,X4で固定することにより集合部 6を形成しても良い。

[0029] 次に、集合部 6の下流側端部をその全周に亘つて溶接 X7で触媒コンバータ 7に固 定して接続する。

[0030] 最後に、図 11に示すように、仕切板 10を集合部 6の排気ガス上流側端部 6aの内 側に挿入し、仕切板 10の排気ガス下流側端部 10aの一部と係止段部 10bをそれぞ れ対応する揷通孔 6g,6hの最深部 6i,6jに当接させた状態で、仕切板 10の両端部の 一部 10c,10dをそれぞれ対応する各揷通孔 6g,6hに沿って溶接 X5で固定すると共に 、集合部 6の排気ガス上流側端部 6aをその全周に亘つて各ブランチ管 2〜5の外周 と溶接 X6で固定することにより仕切板 10^合部 6に接続することにより、所望のェ キゾーストマ二ホーノレド Aを得る。

[0031] この際、仕切板 10の排気ガス下流側端部 10aの一部と係止段部 10bをそれぞれ対 応する揷通孔 6g,6hの最深部 6i,6jに当接させることにより、仕切板 10^合部 6に挿 入する際の位置決めを行うことができ、これら両者を簡便な作業でもって精度良く組 み付けることができる。

[0032] また、溶接 X5,X6が交わらないため、溶接 X5,X6の入熱による集合部 6の排気ガス 上流側端部 6aに掛カる熱応力を軽減できる。

[0033] また、従来の発明に比べて溶接 X5の長さを短くでき、溶接時間を短縮して集合部 6への入熱量を軽減できる。

[0034] 次に、実施例 1のェキゾ一ストマ-ホールドの効果を説明する。

以上、説明したように、本発明のェキゾ一ストマ-ホールド Aの集合部構造におい ては、排気ガス上流側端部がヘッドフランジ 1に接続された複数本のブランチ管 2〜 5と、各ブランチ管 2〜5の排気ガス下流側端部 2a〜5aを集合させて収容する集合 部 6と、排気ガス上流側端部が各ブランチ管 2〜5の排気ガス下流側端部 2a〜5a同 士の間に固定され、且つ、排気ガス下流側端部 10aが集合部 6内へ突出した状態で 配置される仕切板 10と、集合部 6に形成された取付孔 6fに臨んだ状態で該集合部 6 の外周の一部に溶接 X7で固定されるセンサ取付用ボス部 9と、を備えるェキゾ一スト マ-ホールド Aの集合部構造にぉ 、て、集合部 6の縮径部 6eに揷通孔 6g,6hを形成 すると共に、この揷通孔 6g,6hに仕切板 10の両端部の一部 10c,10dを揷通し位置決 めした状態で該集合部 6の外周の一部に溶接 X5で固定したため、仕切板 10と集合 部 6の組み付け性の向上を図ることができる。また、溶接時における熱応力の集中を 緩和することが可能となる。

[0035] 以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく 、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 例えば、ブランチ管の数はエンジンの気筒数に合わせて適宜設定できる。 また、集合部は必ずしも複数の分割体を接合して構成する必要はなぐ金属製管状 部材をスピユング加工して一体的に形成する場合もあり得る。

さらに、本実施例 1では仕切板を排気ガス下流側へ平板状に突出させたが、十字 形状に突出させても良い。

Claims

請求の範囲

排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続された複数本のブランチ管と、 前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部と、 排気ガス上流側端部が各ブランチ管の排気ガス下流側端部同士の間に固定され、 且つ、排気ガス下流側端部が集合部内へ突出した状態で配置される仕切板と、 前記集合部に形成された取付孔に臨んだ状態で該集合部の外周の一部に溶接で 固定されるセンサ取付用ボス部と、を備えるェキゾ一ストマ-ホールドの集合部構造 において、

前記集合部の縮径部に揷通孔を形成すると共に、この揷通孔に仕切板の一部を 挿通し位置決めした状態で該集合部の外周の一部に溶接で固定したことを特徴とす るェキゾ一ストマ-ホールドの集合部構造。