(57)【要約】【課題】  排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した排気マニホールドの接続構造において、双方を嵌合するときにセット不良を起こさず、結果として溶接不良を生じない排気マニホールドの接続構造を提供する。【解決手段】  排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を傾斜角２０〜４０度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造とした。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した排気マニホールドの接続構造において、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を傾斜角２０〜４０度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造としたことを特徴とする排気マニホールドの接続構造。
【請求項２】
排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を傾斜角２５〜３５度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造とした請求項１記載の排気マニホールドの接続構造。
【請求項３】
排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造を、ルート面の高さが板厚の２０〜３５％となるようにした請求項１又は２記載の排気マニホールドの接続構造。
【請求項４】
排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造を、双方の被接続端面を嵌合したとき、ルート面の上方の開先形状部に双方の被接続部と平行する平行面が形成されるようにした請求項１〜３のいずれか一つの項記載の排気マニホールドの接続構造。
【請求項５】
排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造を、双方の被接続端面を嵌合したとき、ルート面の下方の内面側に０．３〜１．０mmＲの面取り部が形成されるようにした請求項１〜４のいずれか一つの項記載の排気マニホールドの接続構造。
【請求項６】
溶接がＴＩＧ溶接又はＭＩＧ溶接である請求項１〜５のいずれか一つの項記載の排気マニホールドの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気マニホールドの接続構造に関する。例えば内燃機関の排気マニホールドと過給機及びそのハウジングとを別個に鋳造し、鋳造した排気マニホールドと過給機のハウジングとを接続することが行なわれる。双方の接続構造には、ボルトとナットとを使用した接続構造、摩擦圧接による接続構造、溶接による接続構造等が知られているが、これらのうちで本発明は、排気マニホールドの溶接による接続構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような排気マニホールドの接続構造として、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面にフランジを設け、双方のフランジをボルトとナットとで締め付けて双方を接続したものが知られている。しかし、かかる従来の接続構造には、双方を接続するための部品点数及び工数が多く、重量に富み、接続部の熱変形によるガス漏れを起こし易いという問題がある。そこで従来、これらの問題を改善する排気マニホールドの接続構造として、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を摩擦圧接により接続したものが提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。しかし、かかる従来の接続構造には、摩擦圧接によりバリが生じるのを避けられないため、特に排気路に相当する内面側に生じたバリが円滑な排気を妨げ、場合によってはバリの一部が脱落して過給機の運転に支障をきたすという問題がある。
【０００３】
そこで新たに従来、前記のような問題を改善する排気マニホールドの接続構造として、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接したものが提案されている（例えば特許文献３参照）。しかし、かかる従来の接続構造には、双方の被接続端面のインロー構造が一般的な構造、言い替えれば簡単な構造であるため、双方の被接続端面を嵌合するときに芯ズレを起こしてガタを生じ易く、かかるいわばセット不良のままで溶接する結果、溶接不良を生じ易いという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２４２５３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１７４１号公報
【特許文献３】特開２００２−３０９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した排気マニホールドの接続構造において、双方を嵌合するときにセット不良を起こさず、結果として溶接不良を生じない排気マニホールドの接続構造を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した排気マニホールドの接続構造において、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を傾斜角２０〜４０度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造としたことを特徴とする排気マニホールドの接続構造に係る。
【０００６】
本発明に係る排気マニホールドの接続構造（以下単に本発明の接続構造という）も、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した構造となっている。本発明の接続構造では、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造が、傾斜角２０〜４０度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造となっている。ここで傾斜角は、傾斜面が上がる場合の仰角又は傾斜面が下がる場合の俯角を意味する。傾斜角が２０度未満であると、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面に形成するインロー構造がそれだけ鋭角の開先加工となるため、そのようなインロー構造の加工精度が悪くなって、双方の被接続端面を嵌合するときにセット不良を起こし易く、逆に傾斜角が４０度超であると、また傾斜面が１．５往復未満であると、全体として嵌め合い代が短くなるため、結果としては同様となるが、双方の被接続端面を嵌合するときにセット不良を起こし易い。かかるセット不良が溶接不良につながることはいうまでもないが、このようなセット不良及びこれによる溶接不良をより良く防止するためには、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面に形成するインロー構造を、傾斜角２５〜３５度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造とするのが好ましく、１．５〜２．０往復するインロー構造とするのがより好ましい。
【０００７】
本発明の接続構造において、前記のようなセット不良及びこれによる溶接不良を更により良く防止するためには、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造を、ルート面の高さが板厚の２０〜３５％となるようにするのが好ましい。ここで板厚は、双方の被接続部における管材の肉厚を意味する。ルート面の高さが板厚の２０％未満であると、それだけインロー構造の形成面が小さくなるため、インロー構造の加工精度が悪くなって、双方の被接続端面を嵌合するときにセット不良を起こし易くなる傾向を示し、逆にルート面の高さが板厚の３５％超であると、それだけインロー構造の形成面が大きくなるため、嵌め合い代が長くなり過ぎて、結果としては同様となるが、双方の被接続端面を嵌合するときにセット不良を起こし易くなる傾向を示す。ここでも、セット不良が溶接不良につながることはいうまでもない。
【０００８】
本発明の接続構造において、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面におけるインロー構造は、双方の被接続端面を嵌合したとき、ルート面の上方の開先形状部に双方の被接続部と平行する平行面が形成されるようにするのが好ましく、またルート面の下方の内面側に０．３〜１．０mmＲの面取り部が形成されるようにするのが好ましい。双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部を、この状態で双方を回転させつつ溶接トーチで溶接するとき、前記のように平行面を形成しておくと、開先形状部の平行面と溶接トーチの先端との距離を一定に保つことができるため、溶接性が良くなるからであり、また前記のように面取り部を形成しておくと、内面側の面取り部で所謂溶接垂れを吸収できるため、排気マニホールドから過給機への円滑な排気を促すことができるからである。
【０００９】
本発明の接続構造において、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部での溶接はその種類乃至形態を特に制限されないが、ＴＩＧ溶接（ティグ溶接）又はＭＩＧ溶接（ミグ溶接）が好ましい。それは、溶接性を更に向上できるからである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の接続構造によると、排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面をインロー構造とし、かかるインロー構造を介して双方の被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接するとき、双方のセット不良を起こさず、溶接不良を生じないという効果がある。
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の接続構造において排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面に形成されたインロー構造を双方の嵌合及び溶接前の状態で示す部分拡大縦断面図、図２は図１と同じインロー構造を排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面の嵌合後溶接前の状態で示す部分拡大縦断面図、図３は図１及び図２のインロー構造を有する排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した本発明の接続構造を示す部分縦断面図である。
【００１２】
図１において、排気マニホールド（図示しない、以下同じ）の接続管１１と過給機のハウジング（図示しない、以下同じ）の接続管２１とが相対した近接位置にあり、双方の被接続端面１２，２２にインロー構造が形成されている。双方のインロー構造は、傾斜角Ａが３０度の傾斜面１３，２３が１．５往復したインロー構造となっている。
【００１３】
図２において、排気マニホールドの接続管１１の被接続端面１２と過給機のハウジングの接続管２１の被接続端面２２とが前記したインロー構造を介して嵌合されている。双方の被接続端面１２，２２におけるインロー構造は、ルート面の高さＢが双方の接続管１１，２１の被接続部１４，２４における板厚（被接続部１４，２４における接続管１１，２１の肉厚）Ｃの０．３０倍となっている。またルート面の上方に形成された開先形状部Ｄには双方の接続管１１，２１の被接続部１４，２４と平行する平行面３１が形成されており、したがって開先形状部Ｄは変形Ｖ型となっていて、ルート面の下方における内面側には０．５mmＲの面取り部３２が形成されている。
【００１４】
図３において、排気マニホールドの接続管１１と過給機のハウジングの接続管２１とは、前記のように双方の被接続端面１２，２２を嵌合することにより形成される開先形状部ＤでＴＩＧ溶接により溶接されている。
【００１５】
排気マニホールド及び過給機のハウジングにおける双方の接続管（共にＧＩＳ−Ｇ５１２１で規定されたＳＣＳ１製）の被接続端面に形成したインロー構造を表１記載のように変え、その他は図１〜３について前記したよう同一条件下で、双方をＴＩＧ溶接した。双方の接続管の被接続端面を嵌合するときのセット性及び更にＴＩＧ溶接したときの溶接性を次のように評価し、結果を表１にまとめて示した。
【００１６】
セット性
◎：Ｒ２が０．１度以下で極めて良好（芯ズレが殆どない）
○：Ｒ２が０．１度超０．２度以下で良好（芯ズレが少しあるが、許容範囲内）
×：Ｒ２が０．２度超で不良（芯ズレが大きく、溶接に不向き）
溶接性
○：裏波ビード高さが２mm以下で良好
×：裏波ビード高さが２mmよりも大きくてやや不良
××：融合不良が生じていて不良
×××：裏波ビード高さが２mmよりも大きく且つ融合不良も生じていて極めて不良
【００１７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の接続構造において排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面に形成されたインロー構造を双方の嵌合及び溶接前の状態で示す部分拡大縦断面図。
【図２】図１と同じインロー構造を排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面の嵌合後溶接前の状態で示す部分拡大縦断面図。
【図３】図１及び図２のインロー構造を有する排気マニホールドの被接続端面及び過給機のハウジングの被接続端面を嵌合することにより形成される開先形状部で双方を溶接した本発明の接続構造を示す部分縦断面図。
【符号の説明】
【００１９】
１１，２１  接続管
１２，２２  被接続端面
１３，２３  傾斜角
１４，２４  被接続部
３１        平行面
３２        面取り部
Ａ          傾斜角
Ｂ          ルート面の高さ
Ｃ          板厚
Ｄ          開先形状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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