(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドと触媒ケースを圧接面で摩擦圧接して接続する接続構造において、
前記排気マニホールド及び前記触媒ケースのそれぞれに、
摩擦圧接にて接合される外壁と、該外壁の径方向内側に該外壁と平行状に突出するフランジ部と、前記外壁と前記フランジ部との間のトラップ溝とを一体形成し、
前記触媒ケースのフランジ部と前記排気マニホールドのフランジ部とを重ね合わせ前記トラップ溝の内面側を閉止することを特徴とする排気マニホールドと触媒ケースの接続構造。
【請求項２】
前記排気マニホールドのフランジ部の径方向外径と前記触媒ケースのフランジ部の径方向内径とを略同一径に設定したことを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールドと触媒ケースの接続構造。
【請求項３】
前記排気マニホールドのフランジ部の径方向内径と前記触媒ケースのフランジ部の径方向外径とを略同一径に設定したことを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールドと触媒ケースの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、排気マニホールドと触媒ケースの接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、図７に示すように、排気マニホールド１と、触媒を入れた触媒ケース２を接続するに際し、圧接面５１で摩擦圧接により接合する構造が、例えば特開平１０−２６６８３８号公報に開示されており、この摩擦圧接による接続方法は、フランジやボルトが不要で、スペースの有効利用ができ、また熱容量が小さくなって触媒昇温にメリットがあり、図８に示すように、排気マニホールド１と触媒ケース２を圧接面５１において摩擦圧力Ｐ１により押し付けながらスピンドルで回転させ、摩擦熱により高温になったところで、アプセット圧力Ｐ２で寄り代Ｕの寸法分だけ酸化化合物を押し出して固体接合させるものである。
なお、押し出された酸化化合物（スケール）はセメンタイト組織であり、もろい組織であるため、エンジン運転中の温度変化により内部にクラックが入り、剥離しやすく、特に、圧接面５１の内側に押し出された酸化物が運転中に脱落して、これが触媒の上部等で暴れて触媒を摩耗させたり、或いは触媒を破壊してしまうことがある。
しかし、内側に押し出された酸化化合物を機械的に除去するには工具が入らず、手作業で除去しようとすると触媒自体を傷付けてしまい、内側へ押し出された酸化物の除去が困難であるという問題点があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、圧接面の内側に押し出された酸化化合物による触媒の破損等を防ぐことのできる排気マニホールドと触媒ケースの接続構造を提供せんことを目的とし、その第１の要旨は、排気マニホールドと触媒ケースを圧接面で摩擦圧接して接続する接続構造において、前記排気マニホールド及び前記触媒ケースのそれぞれに、摩擦圧接にて接合される外壁と、該外壁の径方向内側に該外壁と平行状に突出するフランジ部と、前記外壁と前記フランジ部との間のトラップ溝とを一体形成し、前記触媒ケースのフランジ部と前記排気マニホールドのフランジ部とを重ね合わせ前記トラップ溝の内面側を閉止することである。
また、第２の要旨は、前記排気マニホールドのフランジ部の径方向外径と前記触媒ケースのフランジ部の径方向内径とを略同一径に設定したことである。
また、第３の要旨は、前記排気マニホールドのフランジ部の径方向内径と前記触媒ケースのフランジ部の径方向外径とを略同一径に設定したことである。
【０００４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は第１実施例を示すものであり、図１では、触媒ケース２側のフランジ部２ｂの高さを外壁２ａとほぼ同等の高さに設定し、一方の排気マニホールド１の外壁１ａの内側にトラップ溝Ｍ１を形成させ、かつ内側に外壁１ａと平行状にフランジ１ｂを突出形成させたものであり、排気マニホールド１側のトラップ溝Ｍ１の幅は、前記触媒ケース２側のトラップ溝Ｍの幅よりも広く設定したものとなっており、このような構造において、排気マニホールド１の外壁１ａの下端と触媒ケース２の外壁２ａの上端を当接させて摩擦圧接すると、図２に示すように、圧接接合面Ｐと外側と内側にそれぞれ酸化化合物４ａ，４ｂが押し出されるが、図２に示すように、排気マニホールド１側のフランジ１ｂが触媒ケース２側のフランジ部２ｂの内側に重ね合わされ、フランジ部２ｂとフランジ１ｂによりトラップ溝Ｍ及びＭ１は内面側が閉止された状態となり、トラップ溝Ｍ，Ｍ１内に押し出された酸化化合物４ａはフランジ部２ｂ，１ｂに遮られて内側へ入ることはなく、従って内側の触媒３に酸化化合物４ａが作用することはなく、触媒３の破損が確実に防がれるものとなる。なお、酸化化合物４ａが剥離して脱落した場合にも、酸化化合物４ａはトラップ溝Ｍ，Ｍ１内から出ることはできないものとなり、触媒３側への侵入が確実に防がれるものである。
【０００５】
次に、図３及び図４は第２実施例を示すものであり、この第２実施例では、触媒ケース２側のトラップ溝Ｍの幅を、排気マニホールド１側のトラップ溝Ｍ１の幅よりも大に設定したものであり、排気マニホールド１の外壁１ａと触媒ケース２の外壁２ａを当接させて摩擦圧接すると、図４に示すように、排気マニホールド１のフランジ１ｂの内側に触媒ケース２のフランジ部２ｂが重ね合わされて配置されることとなり、フランジ１ｂとフランジ部２ｂによりトラップ溝Ｍ，Ｍ１の内側は閉ざされることとなり、接合面から内側に押し出された酸化化合物４ａはトラップ溝Ｍ，Ｍ１内から内側へ侵入することができず、確実にトラップ溝Ｍ，Ｍ１内に酸化化合物４ａを収めておくことができ、酸化化合物の触媒３側への侵入が確実に防がれて、触媒３の破損を確実に防止することができるものとなる。
【０００６】
図５は、参考例を示すものであり、排気マニホールドと触媒ケースの接続部分の要部拡大構成図であり、排気マニホールド１の下端と摩擦圧接により接続される触媒ケース２の外壁２ａの内側には、トラップ溝Ｍが凹み状に形成され、トラップ溝Ｍの内側には立ち上げ状にフランジ部２ｂが一体形成されており、このフランジ部２ｂの高さ寸法は、前記排気マニホールド１の摩擦圧接による寄り代ａと、触媒ケース２の外壁２ａの寄り代ｂとを加算した長さ以上に設定されており、また、前記トラップ溝Ｍの底面は、前記外壁２ａの寄り代ｂの下端よりも下側となるように設定されており、このようなトラップ溝Ｍを形成した触媒ケース２の前記外壁２ａの上端と排気マニホールド１の下端を当接させて摩擦圧接すると、摩擦圧接により前記寄り代ａ及びｂの部分が押圧されて、図６に示すように、接合される圧接接合面Ｐの内側と外側にそれぞれ酸化化合物４ａ，４ｂが押し出されることとなるが、本例では、この圧接接合面Ｐの内側にはトラップ溝Ｍが形成されているため、内側へ押し出された酸化化合物４ａはフランジ部２ｂに阻まれ、フランジ部２ｂを乗り越えることはできず、トラップ溝Ｍ内に収容された状態で突出されることとなり、このような状態で、エンジンの運転により内側に突出した酸化化合物４ａが剥離して脱落しても、この酸化化合物４ａはトラップ溝Ｍの底面に収められることとなり、酸化化合物４ａが触媒３に接触することはなく、触媒３が破壊されることがない。
【０００７】
【発明の効果】
本発明は、排気マニホールドと触媒ケースを圧接面で摩擦圧接して接続する接続構造において、前記排気マニホールド及び前記触媒ケースのそれぞれに、摩擦圧接にて接合される外壁と、該外壁の径方向内側に該外壁と平行状に突出するフランジ部と、前記外壁と前記フランジ部との間のトラップ溝とを一体形成し、前記触媒ケースのフランジ部と前記排気マニホールドのフランジ部とを重ね合わせ前記トラップ溝の内面側を閉止することとしたため、トラップ溝の内側が重ね合わされたフランジ部により閉止された状態となり、摩擦圧接時にトラップ溝内に押し出された化合物が重ね合わされたフランジ部に遮られて内側へ入ることはなく、トラップ溝内に化合物を収めておくことができ、化合物の触媒側への侵入を防ぐことができ、化合物による触媒の破損を確実に防止することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例の接合構造の断面構成図である。
【図２】  図１の状態から摩擦圧接して接続した状態の断面構成図である。
【図３】  第２実施例の接続部分の断面構成図である。
【図４】  図３の状態から摩擦圧接により接続した状態の断面構成図である。
【図５】  参考例の排気マニホールドと触媒ケースの接続部分の拡大断面構成図である。
【図６】  摩擦圧接により接合した状態の拡大断面構成図である。
【図７】  摩擦圧接により接続された排気マニホールドと触媒ケースの斜視構成図である。
【図８】  摩擦圧接の作業工程を示す圧力線図である。
【符号の説明】
１  排気マニホールド
１ａ  外壁
１ｂ  フランジ
２  触媒ケース
２ａ  外壁
２ｂ  フランジ部
３  触媒
４ａ，４ｂ  酸化化合物
Ｍ，Ｍ１  トラップ溝
Ｐ  圧接接合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003728579.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003728579.tif 000009