(57)【要約】【課題】内燃機関の排気マニホールドにおける複数の枝管の下流部と集合管との溶接をする際の溶接品質が向上する集合管の製造方法を提供する。【解決手段】  排気マニホールドにおける複数の枝管の下流側端部２０が束ねられて挿入される集合管１１の製造方法において、前記集合管１１において、前記枝管が挿入される側の開口端部１２の外周面における隣り合う枝管の下流側端部２０，２０同士の合わせ部２２に位置する部分を、外側から内側方向に押圧して凹部１４を形成するとともに、この凹部１４以外の前記開口端部１２の外周面の少なくとも一部を、外側から内側方向に押圧して、前記開口端部１２を整形する。【選択図】  図５
2018183808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドにおける複数の枝管の下流側端部が束ねられて挿入される集合管の製造方法において、
前記集合管において、前記枝管が挿入される側の開口端部の外周面における隣り合う枝管の下流側端部同士の合わせ部に位置する部分を、外側から内側方向に押圧して凹部を形成するとともに、
この凹部以外の前記開口端部の外周面の少なくとも一部を、外側から内側方向に押圧して、前記開口端部を整形することを特徴とする集合管の製造方法。
【請求項２】
前記開口端部内に芯金を挿入した状態で、開口端部の外周面を外側から内側方向に押圧することを特徴とする請求項１記載の集合管の製造方法。
【請求項３】
前記開口端部内に、前記枝管の下流側端部を束ねて挿入した状態で、開口端部の外周面を外側から内側方向に押圧することを特徴とする請求項１記載の集合管の製造方法。
【請求項４】
前記開口端部に切込みを設けた後に、該切込み部分を、外側から内側方向に押圧して折り曲げて、前記凹部を形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の集合管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１２に示すように、内燃機関の排気マニホールド１０１として、多気筒内燃機関の各気筒から排出される排気ガスが流通する複数の枝管１０２を有し、これらを、その下流側の集合部１０３において集合して、後続の浄化装置や消音装置等に排気ガスを導くものがある。そして、枝管１０２の集合部１０３には、集合管１０４が外嵌されている。
【０００３】
集合部１０３においては、図１２のＢ−Ｂ線断面図である図１３に示すように、枝管１０２の下流側端部が、内角が９０°の扇状に形成され、４つの枝管１０２の下流側端部を、横断面が略円形となるように束ねるとともに、隣り合う枝管１０２の下流側端部間に仕切板１０５が設けられている。そして、この仕切板１０５と枝管１０２の下流側端部を溶接により相互に固着した後に、これらを集合管１０４内に挿入し、集合管１０４における開口端部を全周に亘って、枝管１０２等と溶接により固着するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の従来技術においては、図１３に示すように、集合部１０３における集合管１０４の内周面と、隣接する枝管１０２と１０２の合わせ部１０７における外側部との間に、三角形状の隙間１０８が生じる。
【０００５】
この隙間１０８が、溶接ワイヤの直径よりも大きい場合には、溶接時にスパッタが発生し易くなり、溶接品質の低下が懸念される。また、発生したスパッタが隙間１０８から排気マニホールド内に侵入するおそれがある。
【０００６】
そのため、この隙間１０８を小さくする方法として、予め集合管１０４の開口端部を、その周方向において、複数個所絞って凹部を形成することで、隙間１０８を小さくすることが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３６１６６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９０６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献２に記載の集合管１０４の凹部は、成形用凸条により外側から、集合管１０４の外周面を、局所的に押圧して形成されており、この凹部以外の集合管１０４の一般部の外周面は、外側から押圧や拘束されておらず、開口端部の形状精度が悪化する恐れがある。この形状精度が悪化すると、枝管１０２の下流側端部を、集合管１０４内に挿入しにくくなる恐れがある。また、枝管１０２の外周面と集合管１０４一般部の内周面との間の隙間が、周方向においてバラつき、溶接品質が低下するおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点を解決した集合管の製造方法を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、本発明は、排気マニホールドにおける複数の枝管の下流側端部が束ねられて挿入される集合管の製造方法において、
前記集合管において、前記枝管が挿入される側の開口端部の外周面における隣り合う枝管の下流側端部同士の合わせ部に位置する部分を、外側から内側方向に押圧して凹部を形成するとともに、
この凹部以外の前記開口端部の外周面の少なくとも一部を、外側から内側方向に押圧して、前記開口端部を整形することを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記開口端部内に芯金を挿入した状態で、開口端部の外周面を外側から内側方向に押圧してもよい。
【００１２】
また、前記開口端部内に、前記枝管の下流側端部を束ねて挿入した状態で、開口端部の外周面を外側から内側方向に押圧してもよい。
【００１３】
また、前記開口端部に切込みを設けた後に、該切込み部分を、外側から内側方向に押圧して折り曲げて、前記凹部を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、集合管において、前記枝管が挿入される側の開口端部の外周面における隣り合う枝管の下流側端部同士の合わせ部に位置する部分を、外側から内側方向に押圧して凹部を形成するとともに、この凹部以外の前記開口端部の外周面の少なくとも一部を、外側から内側方向に押圧して、前記開口端部を整形することにより、上記従来技術と比較して、集合管の開口端部と合わせ部との隙間を狭くできるとともに、集合管の開口端部と枝管などとの隙間の周方向におけるバラつきを少なくし、溶接品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る加工装置の縦断面図。
【図２】図１の状態から分割型を求心方向に移動させた状態の断面図。
【図３】図２の状態から分割型を放射方向に移動させた状態の断面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線端面図。
【図５】本発明の実施例１に係る集合管に、枝管と仕切板を挿入した状態の端面図。
【図６】本発明の実施例３に係る加工装置の横端面図。
【図７】本発明の実施例５に係る集合管の製造方法を説明するための集合管の側面図。
【図８】図７の左側面図。
【図９】本発明の実施例５に係る切込みを形成する方法を説明するための縦断面図。
【図１０】図９の横断面図。
【図１１】本発明の実施例５に係る集合管に、枝管と仕切板を挿入した状態の断面図。
【図１２】従来技術の排気マニホールドの正面図。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。なお、集合管、枝管、仕切板など、薄い板材を用いて成形した部材は、図の煩雑を避けるために、ハッチングを省略した。
【００１７】
［実施例１］
図１〜図４は、本発明の実施例１に係る集合管の製造方法に用いられる加工装置１を示す。
【００１８】
加工装置１は、図１に示すように、固定基部２と、この固定基部２の上部に、固定基部２から上方に立設する所定の軸芯を中心として径方向に移動可能に設けられた分割型３Ａ，３Ｂを有する。
【００１９】
固定基部２には、図４に示すように、４個の第１分割型３Ａと４個の第２分割型３Ｂが設けられ、この第１分割型３Ａと第２分割型３Ｂは周方向に交互に配設され、両分割型３Ａ，３Ｂは、周方向に計８個分割して設けられている。また、図４に示すように、それぞれの分割型３Ａ，３Ｂが最も内側に位置した状態において、隣接する分割型３Ａ，３Ｂ同士は夫々当接するとともに、図１〜図４に示すように、８個の分割型３Ａ，３Ｂで構成される外形は略円形で、かつ、上方に向かうほど縮径する裁頭円錐状となるように、分割型３Ａ，３Ｂの外側面３ｄはテーパ状に形成されている。
【００２０】
分割型３Ａの内側には、図４に示すように、断面が円弧状に形成された成形面３ａが形成されている。分割型３Ｂの内側には、周方向の中央部に凸部３ｂを有するとともに、それ以外の部分の断面が円弧状となるように形成された成形面３ｃが形成されている。
【００２１】
分割型３Ａ，３Ｂの外側には、上下方向に移動可能な環状の締付型６が嵌合状態で設けられている。締付型６の内側面６ａは、図１〜図３に示すように、分割型３Ａ，３Ｂの外側面３ｄに対応した、上方に向かうほど縮径する裁頭円錐状に形成されている。
【００２２】
締付型６にはラム８が固設されており、このラム８を油圧シリンダ９により上下方向に昇降することにより、ラム８とともに締付型６も昇降するようになっている。分割型３Ａ，３Ｂは、図示しないスプリング等の付勢部により、径方向における放射方向に常に付勢されている。上記構造により、締付型６が上昇すると、分割型３Ａ，３Ｂの外側面３ｄと締付型６の内側面６ａが摺動して、分割型３Ａ，３Ｂが径方向における放射方向に移動し、締付型６が下降すると、分割型３Ａ，３Ｂの外側面３ｄと締付型６の内側面６ａが摺動して、分割型３Ａ，３Ｂが径方向における求心方向に移動するようになっている。
【００２３】
また、分割型３Ａ，３Ｂの中心部には芯金１０が、基部２に対して固設され、芯金１０の外周面は、図４に示すように、外周面が分割型３Ａ，３Ｂの成形面３ａ，３ｃに対応した形状に形成され、周方向に所定の間隔で凹部１０ａが形成されている。
【００２４】
次に、上記加工装置１を用いた集合管の製造方法について説明する。
【００２５】
先ず、図１に示すように、油圧シリンダ９によりラム８を上昇させると、締付型６が上昇し、付勢部により分割型３Ａ，３Ｂを放射方向に移動させた後に、成形する集合管１１の開口端部１２を、分割型３Ａ，３Ｂと芯金１０間における所定の位置に取付ける。この開口端部１２は、その断面が真円状に形成され、それ以外の部分は任意の形状とすることができる。
【００２６】
次に、図２に示すように、油圧シリンダ９を作動させて、ラム８を降下させると、締付型６が降下するとともに、分割型３Ａ，３Ｂを求心方向に押し移動させる。これにより、集合管１１における枝管が挿入される側の開口端部１２は、その周方向全体に亘って、分割型３Ａ，３Ｂにより外側から内側方向に押圧されるとともに、分割型３Ａ，３Ｂと芯金１０により挟圧されて、分割型３Ｂの凸部３ｂと、芯金１０の凹部１０ａにより、開口端部１２には、周方向に適宜間隔を有して凹部１４が４個形成されるとともに、開口端部１２の全体が整形され、図５に示すように、開口端部１２Ａは花びら状に成形される。
【００２７】
次に、図３に示すように、油圧シリンダ９によりラム８を上昇させて、付勢部により分割型３Ａ，３Ｂを放射方向に退避させ、成形された集合管１１Ａを取外し、所定形状の集合管１１Ａを得る。
【００２８】
また、別途、図５に示すように、内角が９０°の扇状に形成された枝管の下流側端部２０を４本、横断面が略円形となるように束ねるとともに、隣り合う下流側端部２０，２０間に仕切板２１を設け、この仕切板２１と枝管の下流側端部２０を溶接により相互に固着したものを用意する。
【００２９】
この仕切板２１と枝管の下流側端部２０を溶接により相互に固着したものに、上記集合管１１Ａの開口端部１２Ａを外嵌する。このとき、図５に示すように、凹部１４の内側に、隣接する下流側端部２０と２０の合わせ部２２が位置するように挿入することにより、凹部１４と合わせ部２２との間の隙間を、上記特許文献１に記載の従来技術よりも狭くすることができる。
【００３０】
次に、枝管の下流側端部２０、仕切板２１と、集合管１１Ａの開口端部１２Ａを、その周方向の全周に亘って、溶接により相互を固着し、排気マニホールドを得る。この溶接の際における、成形された集合管１１Ａの開口端部１２Ａと下流側端部２０等との隙間は、周方向全周に亘って、上記特許文献２記載の従来技術のものと比較して均一となり、相互に密接することができ、溶接品質を飛躍的に向上することができる。
【００３１】
なお、分割型３Ａ，３Ｂを、径方向に移動させる移動方法は、上記の移動方法に限定されず任意に設定することができる。
【００３２】
また、上記実施例１において、分割型３Ａ，３Ｂの数を計８つとしたが、その数は任意に設定することができる。また、周方向に隣接する１個の分割型３Ａと１個の分割型３Ｂを一体に形成してもよい。
【００３３】
［実施例２］
上記実施例１においては、集合管１１の開口端部１２を、その周方向全体に亘って、分割型３Ａ，３Ｂにより外側から内側方向に押圧するとともに、分割型３Ａ，３Ｂと芯金１０により挟圧して成形したが、分割型３Ｂの凸部３ｂと、芯金１０の凹部１０ａにより凹部１４を形成するとともに、少なくとも、この凹部１４の成形に伴い変形しやすい開口端部１２の外周面の部分を、分割型３Ａ，３Ｂにより外側から内側方向に、部分的に押圧するとともに、分割型３Ａ，３と芯金１０により挟圧して整形するようにしてもよい。
【００３４】
それ以外の構造は、上記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３５】
本実施例２においても上記実施例１と同様の効果を奏する。
【００３６】
［実施例３］
上記実施例１，２においては、分割型３Ａ，３Ｂの中心部に芯金１０を設けたが、図６に示すように、この芯金１０を設けず、分割型３Ａ，３Ｂにより開口端部１２を、外側から内側方向に押圧して、凹部１４を形成するとともに、全体を整形するようにしてもよい。
【００３７】
それ以外の構造は、上記実施例１、２と同様であるのでその説明を省略する。
【００３８】
本実施例３は、芯金１０を設けないことで、上記実施例１、２よりも若干加工精度は低下するが上記実施例１、２と同様の効果を奏する。
【００３９】
［実施例４］
上記実施例１〜３においては、集合管１１における開口端部１２に凹部１４を形成した後に、枝管の下流側端部２０、仕切板２１を挿入したが、凹部１４を成形する前の状態の集合管１１の開口端部１２内に、仕切板２１と枝管の下流側端部２０を溶接により相互に固着したものを挿入した後に、上記実施例３と同様に、分割型３Ａ，３Ｂにより開口端部１２の外側から押圧して、凹部１４を形成するとともに、開口端部１２における周方向全体若しくは部分的に整形するようにしてもよい。
【００４０】
それ以外の構造は、上記実施例１〜３と同様であるのでその説明を省略する。
【００４１】
本実施例４においても上記実施例１〜３と同様の効果を奏する。
【００４２】
本実施例４においては、更に、枝管の下流側端部２０、仕切板２１を挿入した後に、凹部１４を形成するとともに、全体を成形するようしたことで、枝管の下流側端部２０、仕切板２１と、集合管１１Ａの開口端部１２Ａの両者が、塑性変形して相互に密着し、溶接品質をより向上させることができる。
【００４３】
［実施例５］
本実施例５は、上記実施例１〜４の変形例である。
【００４４】
先ず、図９，図１０に示すように、集合管１１の開口端部１２内に、切込み用芯金３１を挿入する。切込み用芯金３１には、その軸方向に延在する溝３３が、周方向に４カ所適宜間隔を有して設けられている。
【００４５】
次に、図１０に示すように、集合管１１の開口端部１２の外側から刃具３５を、溝３３内に挿入することにより、図７，図８に示すように、開口端部１２に、その軸方向となる切込み３０を、４カ所周方向に適宜間隔を有して形成する。
【００４６】
次に、上記実施例１〜４と同様の方法により、集合管１１の開口端部１２を、分割型３Ａ，３Ｂにより外側から押圧、又は、分割型３Ａ，３Ｂと芯金１０により挟圧することで、切込み３０部分を内側方向に折り曲げて、図１１に示すような凹部１４Ａを形成する。
【００４７】
それ以外の構造は、上記実施例１〜４と同様であるのでその説明を省略する。
【００４８】
本実施例５においても上記実施例１〜４と同様の効果を奏する。
【００４９】
［実施例６］
上記実施例１〜５においては、本発明を、４本の枝管を有する４気筒内燃機関用の排気マニホールドに用いる集合管の製造方法に適用した例を示したが、本発明は、２以上の数であれば任意の気筒数の内燃機関における排気マニホールドに用いる集合管に適用することができ、枝管，仕切板２１，凹部１４の数は、任意に設定することができる。
【００５０】
それ以外の構造は、上記実施例１〜５と同様であるのでその説明を省略する。
【００５１】
本実施例６においても上記実施例１〜５と同様の効果を奏する。
【００５２】
［その他の実施例］
枝管の下流側端部の形状は、上記実施例に記載の扇状に限定されず、多角形、異形など任意に設定することができ、分割型３Ａ，３Ｂの成形面３ａ，３ｃの形状は、下流側端部等の形状に応じて任意に形成することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  芯金
１１，１１Ａ  集合管
１２，１２Ａ  開口端部
１４，１４Ａ  凹部
２０  枝管の下流側端部
２２  合わせ部
３０  切込み
【図１】
2018183808.tif 000003
【図２】
2018183808.tif 000004
【図３】
2018183808.tif 000005
【図４】
2018183808.tif 000006
【図５】
2018183808.tif 000007
【図６】
2018183808.tif 000008
【図７】
2018183808.tif 000009
【図８】
2018183808.tif 000010
【図９】
2018183808.tif 000011
【図１０】
2018183808.tif 000012
【図１１】
2018183808.tif 000013
【図１２】
2018183808.tif 000014
【図１３】
2018183808.tif 000015