(57)【要約】【課題】  構成部品を減らし、取り付け作業が容易なエキゾーストマニホルド集合部構造およびエキゾーストマニホルド集合部の連結方法を提供する。【解決手段】  少なくとも２つのパイプ１１の端部が集合されて一体化されてなるパイプ集合部１３が、集合管３０に挿入されるエキゾーストマニホルド集合部構造であって、前記パイプ集合部１３の外周を保持する筒形状の外周保持部２６を有する集合部保持部材２０が設けられ、当該集合部保持部材２０に、パイプ集合部１３のパイプ１１同士の間に挟まれる板形状の伸延部２２が形成されていることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのパイプの端部が集合されて一体化されてなるパイプ集合部が、集合管に挿入されるエキゾーストマニホルド集合部構造であって、
前記パイプ集合部の外周を保持する筒形状の外周保持部を有する集合部保持部材が設けられ、当該集合部保持部材に、パイプ集合部のパイプ同士の間に挟まれる板形状の伸延部が形成されていることを特徴とするエキゾーストマニホルド集合部構造。
【請求項２】
前記伸延部は、前記外周保持部から当該外周保持部の筒形状の中心部へ向かって伸延し、当該中心部で伸延部同士が接することを特徴とする請求項１に記載のエキゾーストマニホルド集合部構造。
【請求項３】
前記伸延部の先端部は、前記外周保持部の筒形状の中心部で隣接する他の伸延部に向かって湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載のエキゾーストマニホルド集合部構造。
【請求項４】
一枚の矩形状の板材である素材の一辺に複数のＬ字形状の切り込みを設け、当該切り込みのある一辺が開口端となるように素材を筒形状に湾曲させ、当該筒形状の互いに接する素材の端部を溶接し、前記切り込みにより素材の一辺に並んで形成される伸延部を筒形状の中心部に向かって折り曲げて、当該中心部で伸延部を集合させて集合部保持部材を形成する集合部保持部材作製工程と、
前記集合部保持部材の筒形状の内側で前記伸延部により仕切られる複数の収容部のそれぞれへ、当該集合部保持部材の伸延部が設けられる開口端と反対側から、前記収容部に対応する形状のパイプを挿入し、当該挿入されたパイプの端面と集合部保持部材の伸延部が設けられる開口端の端面を一致させ、当該一致したパイプと集合部保持部材の端面同士を溶接し、前記集合部保持部材の切り込みを折り曲げることにより集合部保持部材に形成されるコ字状の切込み端面とパイプの外側面を溶接するパイプ集合部連結工程と、
前記集合部保持部材に固定されたパイプを集合管に挿入し、当該集合部保持部材の外側面の全周に亘って集合部保持部材と集合管を溶接する集合管連結工程と、を有し、集合部保持部材を介してパイプを集合管に連結することを特徴とするエキゾーストマニホルド集合部の連結方法。
【請求項５】
前記伸延部の先端部は、前記素材に切り込みを設ける際に、当該素材の一方面側へ湾曲されることを特徴とする請求項４に記載のエキゾーストマニホルド集合部の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のパイプを集合させてなるパイプ型エキゾーストマニホルドのパイプ集合部の構造、およびパイプ集合部の連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダから排気ガスを排出するエキゾーストマニホルドは、シリンダの数に応じて複数本のパイプを有している。この複数本のパイプは、排気ガスの下流側（以下、排気ガスの下流側を下流側、排気ガスの上流側を上流側と称する）となる端部が成形され集合し、溶接により一体化されることにより、パイプ型エキゾーストマニホルドを構成する。複数のパイプが集合するパイプ集合部は、集合管の上流側端部に挿入されて溶接接合される（特許文献１参照）。
【０００３】
従来のパイプ集合部は、各パイプ間に板材を挟み込むことにより、溶接後の剛性を高め、パイプ集合部断面の変形を防止する構造となっている。
【特許文献１】特許３３３４４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、パイプ間に挟む板材は別部品であるため、構成部品が多く、取り付けに手間がかかる。
【０００５】
また、各パイプ間に板材を挟み込むことによって、パイプ集合部の中心部（各パイプ間に挟まれた各板材が集合する部位）には隙間が生じる。このような隙間があると、パイプ端部の溶接時に溶け落ちが発生し易くなるため、隙間に別部品のピンを挿入して溶接を行っているが、このために更に構成部品が多くなり、取り付けに手間がかかる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、構成部品を減らし、取り付け作業が容易なエキゾーストマニホルド集合部構造およびエキゾーストマニホルド集合部の連結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係るエキゾーストマニホルド集合部構造は、少なくとも２つのパイプの端部が集合されて一体化されてなるパイプ集合部が、集合管に挿入されるエキゾーストマニホルド集合部構造であって、前記パイプ集合部の外周を保持する筒形状の外周保持部を有する集合部保持部材が設けられ、当該集合部保持部材に、パイプ集合部のパイプ同士の間に挟まれる板形状の伸延部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係るエキゾーストマニホルド集合部の連結方法は、一枚の矩形状の板材である素材の一辺に複数のＬ字形状の切り込みを設け、当該切り込みのある一辺が開口端となるように素材を筒形状に湾曲させ、当該筒形状の互いに接する素材の端部を溶接し、前記切り込みにより素材の一辺に並んで形成される伸延部を筒形状の中心部に向かって折り曲げて、当該中心部で伸延部を集合させて集合部保持部材を形成する集合部保持部材作製工程と、前記集合部保持部材の筒形状の内側で前記伸延部により仕切られる複数の収容部のそれぞれへ、当該集合部保持部材の伸延部が設けられる開口端と反対側から、前記収容部に対応する形状のパイプを挿入し、当該挿入されたパイプの端面と集合部保持部材の伸延部が設けられる開口端の端面を一致させ、当該一致したパイプと集合部保持部材の端面同士を溶接し、前記集合部保持部材の切り込みを折り曲げることにより集合部保持部材に形成されるコ字状の切込み端面とパイプの外側面を溶接するパイプ集合部連結工程と、前記集合部保持部材に固定されたパイプを集合管に挿入し、当該集合部保持部材の外側面の全周に亘って集合部保持部材と集合管を溶接する集合管連結工程と、を有し、集合部保持部材を介してパイプを集合管に連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明に係るエキゾーストマニホルド集合部構造は、集合部保持部材が一部品であるため、構成部品が少なく、取り付けが容易である。
【００１０】
上記のように構成した本発明に係るエキゾーストマニホルド集合部の連結方法は、集合部保持部材が１つの素材から作製されるため、構成部品が少なく、取り付けが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は本実施形態に係るエキゾーストマニホルド集合部構造を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、図２は本実施形態のエキゾーストマニホルドのパイプ集合部を示す部分斜視図である。
【００１３】
エキゾーストマニホルド１０は、図１に示すように、エンジンのシリンダの数に対応する数のパイプ１１を有しており、本実施形態においては４つのパイプ１１を有している。エキゾーストマニホルド１０は、それぞれのパイプ１１の上流側に形成される上流側フランジ１２によりシリンダへ連結される。
【００１４】
パイプ１１は、それぞれが屈曲して下流側のパイプ集合部１３で集合する。それぞれのパイプ１１は、図２に示すように、パイプ集合部１３の断面形状が扇形に成形されており、全てのパイプ１１が集合することで１つの円柱形状を形成する。
【００１５】
パイプ集合部１３は、パイプ集合部１３の外周形状に対応する形状の集合部保持部材２０に挿入され、この集合部保持部材２０と溶接されて一体となって保持されている。この集合部保持部材２０は、さらに集合管３０に挿入され、集合管３０と溶接されて一体となって保持されている。
【００１６】
このような構造により、シリンダから排出された排気ガスが、それぞれのパイプ１１の内部を通って集合管にて合流できる。
【００１７】
次に集合部保持部材２０の作製工程について説明する。
【００１８】
図３は本実施形態の集合部保持部材の成形前の素材を示す平面図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う側面図、図４は本実施形態の集合部保持部材の成形中を示す斜視図、図５は本実施形態の集合部保持部材の成形後を示す斜視図である。
【００１９】
集合部保持部材２０の成形前の素材Ｗは、図３に示すように、矩形形状の金属製の板材である。素材Ｗは、パイプ１１の数に対応する４つの切り込み２１を有している。切り込み２１は、素材Ｗの一辺にＬ字状に形成されている。素材Ｗには、切り込み２１が設けられることにより、この切り込み２１並ぶ方向へ伸延する伸延部２２が形成される。伸延部２２の先端部２３は、素材Ｗの一方面側へ湾曲している。
このような切り込み２１を有する素材Ｗは、板材をプレス加工することにより容易に作製できる。
【００２０】
次に、図４に示すように素材Ｗを筒状に湾曲させ、互いに接する端部を溶接してリング溶接部２４が形成される。このとき、伸延部２２は筒形状の開口部で周方向に並び、湾曲した先端部２３は、筒形状の内側を向いている。
【００２１】
次に、図５に示すように伸延部２２を筒形状の内側へ折り曲げる。このとき、先端部２３が湾曲しているため、先端部２３が隣の伸延部２２の側面に接する。このようにして、筒形状の外周保持部２６から伸延部２２が中心方向に伸延する集合部保持部材２０が成形される。集合部保持部材２０の内部には、伸延部２２により仕切られて、断面形状が扇形の空間である収容部２５が形成される。集合部保持部材２０には、伸延部２２が形成される側の端面である保持部材端面２７と、切り込み２１を折り曲げることにより形成されるコ字状の切込み端面２８が形成される。
【００２２】
次に、パイプ１１を集合管３０に連結する工程を示す。
【００２３】
図６は本実施形態のパイプを集合部保持部材に連結する際を示す斜視図であり、（Ａ）はパイプを集合部保持部材に連結する際、（Ｂ）はパイプを集合部保持部材に連結した際を示し、図７は本実施形態のパイプと集合部保持部材を溶接する際を示す斜視図、図８は本実施形態の集合部保持部材を集合管に連結する際を示す斜視図である。
【００２４】
まず、図６（Ａ）に示すように、それぞれのパイプ１１を、集合部保持部材２０の伸延部２２が形成されている側と反対側から、パイプ１１の下流側のパイプ端面１４が集合部保持部材２０の下流側の保持部材端面２７と一致するまで挿入する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、パイプ１１がそれぞれの収容部２５に嵌合し、パイプ１１の全体が外周保持部２６により保持される。
【００２５】
次に、図７に示すように、パイプ１１と集合部保持部材２０を溶接する。図７の斜線部は溶接部を示す。パイプ端面１４と保持部材端面２７において、パイプ１１と集合部保持部材２０を溶接して接合する。また、パイプ１１の外側面においても、パイプ１１と、集合部保持部材２０のパイプ１１の外側面と接する切込み端面２８を溶接し、接合する。
【００２６】
この後、図８に示すように、パイプ１１が接合された集合部保持部材２０を集合管３０に挿入し、集合部保持部材２０の外側面と集合管３０の上流側の端部を周方向に全周溶接して接合する。なお、図８の斜線部は溶接部を示している。これにより、パイプ１１を集合管３０に連結する工程が完了する。
【００２７】
図９は本実施形態のパイプ端面の溶接部を示す横断面図、図１０は従来のパイプ端面の溶接部を示す横断面図である。
【００２８】
図１０に示すように、従来は、それぞれのパイプ４１同士の間に板状の補強部材４２を挟み込むことにより、溶接後の剛性を高め、パイプ集合部断面の変形を防止している。しかし、補強板材４２はパイプ１１間ごとに別部品であるため、構成部品が多く、取り付けに手間がかかる。また、各パイプ１１間に補強板材４２を挟み込むことによって、パイプ集合部の中心部には隙間が生じる。このような隙間があると、パイプ４１端部の溶接時に溶け落ちが発生し易くなるため、隙間にピン４３を挿入して溶接を行う。しかし、ピン４３を設けることにより更に構成部品が多くなり、取り付けに手間がかかる。
【００２９】
図９に示すように、本実施形態では、パイプ１１同士の間に挟まれる伸延部２２は、全て集合部保持部材２０の一部であり、構成部品が少なく取り付けが容易である。また、先端部２３が湾曲しているため、パイプ集合部１３の中心部の隙間が小さく、ピンを挿入しなくてもパイプ端面１４の溶接時に溶け落ちが発生し難い。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、パイプ１１は４本に限定するものではなく、２本以上であれば、集合部保持部材２０の収容部２５の数を変更することにより適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係るエキゾーストマニホルド集合部構造を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】本実施形態のエキゾーストマニホルドのパイプ集合部を示す部分斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本実施形態の集合部保持部材の成形中を示す斜視図である。
【図５】本実施形態の集合部保持部材の成形後を示す斜視図である。
【図６】本実施形態のパイプを集合部保持部材に連結する際を示す斜視図であり、（Ａ）はパイプを集合部保持部材に連結する際、（Ｂ）はパイプを集合部保持部材に連結した際を示す。
【図７】本実施形態のパイプと集合部保持部材を溶接する際を示す斜視図である。
【図８】本実施形態の集合部保持部材を集合管に連結する際を示す斜視図である。
【図９】本実施形態のパイプ端面の溶接部を示す横断面図である。
【図１０】従来のパイプ端面の溶接部を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    エキゾーストマニホルド、
１１    パイプ、
１２    上流側フランジ、
１３    集合部、
１４    パイプ端面、
２０    集合部保持部材、
２１    切り込み、
２２    伸延部、
２３    先端部、
２４    リング溶接部、
２５    収容部、
２６    外周保持部、
２７    保持部材端面、
２８    切込み端面、
３０    集合管、
Ｗ    素材。
【図１】
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【図２】
2006242079.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006242079.tif 000009
【図８】
2006242079.tif 000010
【図９】
2006242079.tif 000011
【図１０】
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