(57)【要約】【課題】安定した溶接形状を実現して信頼性の向上を図ることができるエキゾーストマニホールドの提供。【解決手段】多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させ溶接にて一体化したエキゾーストマニホールドＡにおいて、前記各気筒のパイプＰ１〜Ｐ４が集合するパイプ集合部２の下流側端面２ａの中央に形成される隙間に金属製のピン３を挿入し、前記パイプ集合部２の下流側端面における各パイプＰ１〜Ｐ４同士間を溶接にて固定した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させ溶接にて一体化したエキゾーストマニホールドにおいて、
前記各気筒のパイプが集合するパイプ集合部の下流側端面の中央に形成される隙間に金属製のピンを挿入し、前記パイプ集合部の下流側端面における各パイプ同士間を溶接にて固定したことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させ溶接にて一体化したエキゾーストマニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させ溶接にて一体化したエキゾーストマニホールドの技術が公知である（特許文献１、２参照）。
【０００３】
このようなエキゾーストマニホールドは、各気筒のパイプの下流側部分が略扇型断面形状に成形され、前記各気筒のパイプが集合したパイプ集合部は、触媒コンバータ又は集合管の上流側端部の形状に合わせて略円形断面形状に形成されている。
【０００４】
具体的には、例えば、４気筒の内燃機関であれば、パイプ集合部は１／４円の断面とされた４本のパイプが集合した構造となっており、前記パイプ集合部の下流側端面における各パイプ同士間を溶接にて固定することにより一体化されている。
【０００５】
そして、エキゾーストマニホールドのパイプ集合部は、エンジン運転中の排気熱による温度が最も高い位置であり、かつ、パイプ集合部外周は触媒コンバータ又は集合管の上流側端部に結合されていて各パイプの熱膨張が制限されるため、パイプ集合部には熱応力が作用する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１４５４４６号公報  （第１頁、第２図）
【特許文献２】
特開平８−３３４０２０号公報  （第１頁、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のエキゾーストマニホールドにおいては、パイプ集合部の下流側端面の中央における各パイプ同士に囲まれた空間に隙間が生じており、前記パイプ集合部の下流側端面の各パイプ同士間を溶接にて固定する際に、前記隙間における溶接線が撓んだ状態に形成されてしまい、結果、この部位に熱応力が集中して溶接が破断して排気ガスが外部へ漏れたり、各パイプに局部的な変形やクラックが発生する虞があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、パイプ集合部の下流側端面の中央の隙間に金属製のピンを固定し、前記パイプ集合部の下流側端面における各パイプ同士間を溶接にて固定することで、前記隙間における溶接線の撓みを防止し、安定した溶接形状を実現して信頼性の向上を図ることができるエキゾーストマニホールドを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明にあっては、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させ溶接にて一体化したエキゾーストマニホールドにおいて、前記各気筒のパイプが集合するパイプ集合部の下流側端面の中央に形成される隙間に金属製のピンを挿入し、前記パイプ集合部の下流側端面における各パイプ同士間を溶接にて固定したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
本発明の請求項１記載のエキゾーストマニホールドにあっては、各気筒のパイプが集合するパイプ集合部の下流側端面の中央に形成される隙間に金属製のピンを挿入し、前記パイプ集合部の下流側端面における各パイプ同士間を溶接にて固定したため、パイプ集合部の下流側端面の中央の隙間がピンによって埋められ、各パイプ同士間を安定した溶接形状で固定できる。
【００１１】
また、従来のエキゾーストマニホールドのように、パイプ集合部の下流側端面の中央に熱応力が集中して溶接が破断して排気ガスが外部へ漏れたり、各パイプの局部変形やクラックが発生することがない上、ピンによりパイプ集合部の剛性が向上するという効果を奏する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明のエキゾーストマニホールドの実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態のエキゾーストマニホールドを説明する斜視図、図２は図１のＳ２−Ｓ２によるエキゾーストマニホールドの断面図、図３は本実施の形態のパイプ集合部の下流側端面を示す図、図４は本実施の形態のピンの斜視図、図５は図３（ｂ）のＳ５−Ｓ５による断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態のエキゾーストマニホールドＡは４気筒の内燃機関（以下エンジンと称す）に固定されるヘッドフランジＨと触媒コンバータ１との間に介装され、各気筒に対応するパイプＰ１〜Ｐ４は、上流側部分が前記ヘッドフランジＨに固定され、一方、下流側部分が集合されてパイプ集合部２が形成され、このパイプ集合部２は触媒コンバータ１の上流側端部に挿入された状態で固定されている。
【００１４】
図２に示すように、前記パイプ集合部２における各パイプＰ１〜Ｐ４は、略扇型断面形状でパイプ集合部２全体が触媒コンバータ１の上流側端部内面の形状に合致する略円形断面形状に形成されている。
【００１５】
そして、図３（ａ）に示すように、前記パイプ集合部２の各パイプＰ１〜Ｐ４同士は、パイプ集合部２の下流側端面２ａの各パイプＰ１〜Ｐ４同士間に囲まれた中央の隙間Ｈに、図４に示す金属製のピン３を挿入して固定した後、各パイプＰ１〜Ｐ４同士間を溶接にて固定することによって一体的に形成される。
【００１６】
図３（ｂ）に溶接後のパイプ集合部２の下流側端面を示す。
図３（ｂ）に示すように、前記溶接による溶接線４（二点鎖線にて図示）はパイプ集合部２の下流側端面において略十字形状に形成されるが、図５に示すように、前記十字形状の交わる部分Ｘには前記金属製のピン３が挿入してあるため、前記溶接線４の溶接形状に段差や撓みなどが生じず安定した状態となっている。
【００１７】
以下、本実施の形態のエキゾーストマニホールドＡの作用及び効果を説明する。
本実施の形態のエキゾーストマニホールドＡでは、エンジンの運転時に各パイプＰ１〜Ｐ４の上流側部分の排気温度が約２００℃〜２５０℃、下流側部分のパイプ集合部２で約７００℃近くまで上昇し、前記ピン３が挿入された位置における排気温度は最も高くなる。
【００１８】
そして、各パイプＰ１〜Ｐ４の熱膨張差による熱応力が発生して前記溶接線４に作用するが、前記溶接線４は安定した溶接形状に形成されているため熱応力の集中がなく、溶接線４が破断して排気が外部へ漏れたりしない。
また、ピン３によってパイプ集合部２の剛性が向上しているため、各パイプＰ１〜Ｐ４に局部変形やクラックが発生することがなく、信頼性の高いエキゾーストマニホールドを実現できる。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、本発明の多気筒の内燃機関（エンジン）は４気筒の場合について述べたが気筒の数については適宜設定できる。
【００２０】
また、ピン３の長さや材質、挿入する数については適宜設定できる。
さらに、ピンの形状は組立性や挿入の容易さを考慮して図６に示すように、角型（ａ）、円錐型（ｂ）、部分円錐型（ｃ）、上部に様々な形状のプレートを備えるもの（ｄ）〜（ｋ）など自由に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のエキゾーストマニホールドを説明する斜視図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２によるエキゾーストマニホールドの断面図である。
【図３】本実施の形態のパイプ集合部の下流側端面を示す図である。
【図４】本実施の形態のピンの斜視図である。
【図５】図３（ｂ）のＳ５−Ｓ５による断面図である。
【図６】その他のピンの形状を示す図である。
【符号の説明】
Ａ  エキゾーストマニホールド
Ｈ  ヘッドフランジ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  パイプ
１  触媒コンバータ
２  パイプ集合部
２ａ  （パイプ集合部の）下流側端面
３  ピン
４  溶接線
【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】
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