JP2007024024A - 排気マニホールドのフランジ溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上流側フランジと下流側フランジとが近接した排気マニホールドであっても、溶接トーチと先に溶接した一方のフランジとが干渉することなく、排気マニホールドに他方のフランジを溶接する方法を提供する。
【解決手段】枝管の上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆ又は枝管を集合する排気集合部３の下流端部３ａのどちらか一方を一方のフランジ４又は５に形成された貫通孔４ａ又は５ａに挿入して貫通孔の周縁部で溶接し、次に他方を他方のフランジ４又は５に形成された貫通孔４ａ又は５ａに挿入して貫通孔の孔内で溶接する工程とを含むことを特徴とする排気マニホールドのフランジ溶接方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、排気マニホールドの上流端部及び下流端部の各々にフランジを溶接する方法に関する。

従来、排気マニホールドは、多気筒内燃機関の各気筒から各々排出される排気を集合して後続する排気管や触媒コンバータ等の排気浄化装置へ導くものであり、複数の枝管と各枝管の下流端部を集合する排気集合部と、枝管の各上流端部に溶接にて結合される上流側フランジと、排気集合部の下流端部に溶接にて結合される下流側フランジとによって構成されている。

そして、枝管と上流側フランジとの結合構造及び排気集合部と下流側フランジとの結合構造として、枝管の各上流端部が、上流側フランジに形成された複数の貫通孔に挿入されるとともに貫通孔の孔内で全周に亘って溶接により固定され、一方、排気集合部の下流端部が、下流側フランジに形成された貫通孔に挿入されるとともに貫通孔の周縁部で全周に亘って溶接により固定される構造が、特許文献１に開示されている。

特開平１０−１１５２１９号公報

上記特許文献１に開示されるフランジの固定構造、すなわち、枝管と排気集合部のうちの一方がフランジの貫通孔内で溶接され、他方がフランジの貫通孔の周縁部で溶接される場合に、上記特許文献１に開示される排気マニホールドのように上流側フランジと下流側フランジとが十分に離間しているものにおいては、溶接ロボットを用いて、どちらのフランジを先に溶接しても、溶接ロボットの先端に保持された溶接トーチと先に溶接されたフランジとが干渉することなく、次に溶接されるフランジが容易に溶接される。しかし、上流側フランジと下流側フランジとが近接した排気マニホールド（図３参照）であって、枝管と排気集合部のうちの一方が先にフランジの貫通孔内で溶接され、次に他方がフランジの貫通孔の周縁部で溶接される場合に、溶接トーチと先に溶接されたフランジとが干渉し易くなり、次のフランジの溶接が困難となる問題がある。この問題を解消する方法として、例えば、枝管と排気集合部の両者を各フランジの貫通孔内で溶接すればよい。しかし、この方法では、排気マニホールドの下流側フランジに後続される排気管の管端部が、下流側フランジの貫通孔内に突出して挿入される場合に、排気管の管端部と下流側フランジの貫通孔内面に形成された溶接ビード（溶接肉盛部）との干渉の問題が生じ、排気マニホールドと排気管とが確実に接続できないおそれがある。

そこで、本発明は、上流側フランジと下流側フランジとが近接した排気マニホールドであっても、溶接トーチと先に溶接された一方のフランジとが干渉することなく、排気マニホールドに他方のフランジを溶接する方法を提供するものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の枝管の上流端部と、枝管を集合する排気集合部の下流端部の各々にフランジが溶接されてなる排気マニホールドのフランジ溶接方法であって、上流端部又は下流端部のどちらか一方を一方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の周縁部で溶接する工程と、次に他方を他方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の孔内で溶接する工程を含むことを特徴とする排気マニホールドのフランジ溶接方法である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、先ず下流端部を一方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の周縁部で溶接し、次に上流端部を他方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の孔内で溶接することを特徴とする排気マニホールドのフランジ溶接方法である。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、枝管と排気集合部とが２つの半体にて構成され、半体の外縁部の溶接と、上流端部及び／又は下流端部とフランジとの仮付け溶接とを連続して行う工程を更に含むことを特徴とする排気マニホールドのフランジ溶接方法である。

請求項１記載の発明によれば、先ず枝管の上流端部又は排気集合部の下流端部のどちらか一方を一方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の周縁部で溶接し、次に他方を他方のフランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の孔内で溶接することにより、両フランジが近接した排気マニホールドであっても、溶接トーチと先に溶接した一方のフランジとが干渉することなく、排気マニホールドに他方のフランジを溶接することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、先ず排気集合部の下流端部を一方の（下流側）フランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の周縁部で溶接し、次に枝管の上流端部を他方の（上流側）フランジに形成された貫通孔に挿入して貫通孔の孔内で溶接することにより、上記の効果を有するとともに、排気マニホールドに後続される排気管の管端部が、下流側フランジの貫通孔内に突出して挿入される場合に、下流側フランジの貫通孔の孔内には溶接ビード（溶接肉盛部）が存在しないため確実に挿入され、排気マニホールドと排気管とを確実に接続することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、枝管と排気集合部とが、２つの半体にて構成され、半体の外縁部の溶接と、枝管の上流端部及び／又は排気集合部の下流端部とフランジとの仮付け溶接とを連続して行うことにより、上記の効果を有するとともに、排気マニホールドおけるフランジの組付け位置精度や溶接品質が向上する。

本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。図１乃至図３は本発明に係る排気マニホールドを示すもので、図１は上面図、図２は正面図、図３は右側面図及び一部断面図である。

図１乃至図３に示すように、排気マニホールド１は、複数の枝管２ａ，２ｂ，２ｃと、これらの枝管２ａ，２ｂ，２ｃを集合する排気集合部３と、枝管２ａ，２ｂ，２ｃの各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆに溶接される上流側フランジ４と、排気集合部３の下流端部３ａに溶接される下流側フランジ５とによって構成されている。そして、複数の枝管２ａ，２ｂ，２ｃと排気集合部３とが、ステンレス製の金属板を所望の形状にプレス成形してなる２つの半体６，７を向かい合わせ（最中合わせ）、その外縁部８，９を全体に亘って溶接することにより一体的に形成されている。なお、枝管と排気集合部は本実施例に限定されるものではなく、例えば、曲げ加工が施された金属管からなる複数の枝管と、２つの半体を最中合わせしてなる排気集合部又は所望の形状にプレス加工されて単一の筒体からなる排気集合部とを、互いに溶接して一体的に形成したものでもよい。また、枝管の数は３つに限定されるものではなく、例えば、４つであってもよく、この場合、本実施例のように４つの枝管を１つの排気集合部３に集合してもよいし、４つの枝管を互いに排気行程が連続しないもの同士に２組に纏めて２つの排気集合部としてもよい。また、枝管２ａ，２ｂ，２ｃ及び排気集合部３を２重殻構造としてもよい。

ここで、フランジの溶接方法について説明する。予め半体６，７を向かい合わせて枝管２ａ，２ｂ，２ｃ及び排気集合部３を一体的に形成しておく（半体６，７の外縁部８，９の溶接は未だ行わない）。なお、半体６，７の外縁部８，９の結合構造は、例えば、実公平８−７０５５に開示されるようにジョッグル結合又は重ね合わせ結合等、任意である。そして、先ず排気集合部３の下流端部３ａを、下流側フランジ５に形成された貫通孔５ａ内に挿入し貫通孔５ａの周縁部で全周溶接する（溶接ビード１０が形成される）。なお、溶接手段については、周知の溶接ロボットを使用してＭｉｇ，Ｔｉｇ，レーザ等で行えばよい。

次に枝管２ａ，２ｂ，２ｃの各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆを上流側フランジ４に形成された貫通孔４ａ内に挿入した後に、半体６，７の外縁部８，９を全体に亘って溶接するとともに各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆと上流側フランジ４とを仮付け溶接する（仮付け溶接ビード１１が形成される）。ここで、外縁部８，９の溶接と仮付け溶接との順序に関しては、仮付け溶接を先に行ったほうが、各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆと貫通孔４ａとの組付位置精度が優れ、後述する各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆと貫通孔４ａとの孔内における全周溶接が安定する利点があるが、その反面、後に溶接される外縁部８，９の溶接熱歪による半体６，７自身の熱変形によって、上流側フランジ４と下流側フランジ５との位置精度に狂いが生じるおそれがある。したがって、外縁部８，９の溶接と仮付け溶接との順序は、外縁部８，９の溶接熱歪を考慮し、半体６，７の材質、形状、熱容量や、溶接条件等に応じて適宜決定すればよい。

次に各上流端部２ｄ，２ｅ，２ｆを各貫通孔４ａの孔内で全周溶接する（溶接ビード１２が形成される）。以上のようにして、排気マニホールドの上流端部及び下流端部の各々にフランジが溶接される。

なお、下流側フランジの貫通孔内に溶接ビードが存在しても支障がない場合には、上記実施例に対し両フランジの溶接順序及び貫通孔における溶接部位を逆にしてもよい。すなわち、先ず枝管の各上流端部を上流側フランジに形成された貫通孔内に挿入し貫通穴の周縁部で全周溶接し、次に排気集合部の下流端部を下流側フランジに形成された貫通孔内に挿入し貫通孔の孔内で全周溶接してもよい。

本発明の実施例に係る排気マニホールドを示す上面図 本発明の実施例に係る排気マニホールドを示す正面図 本発明の実施例に係る排気マニホールドを示す右側面図

符号の説明

１ 排気マニホールド
２ａ，２ｂ，２ｃ 枝管
２ｄ，２ｅ，２ｆ 上流端部
３ 排気集合部
３ａ 下流端部
４ 上流側フランジ
４ａ 貫通孔
５ 下流側フランジ
５ａ 貫通孔
６，７ 半体
８，９ 外縁部
１０，１１，１２ 溶接ビード

Claims (3)

1. 複数の枝管の上流端部と、前記枝管を集合する排気集合部の下流端部の各々にフランジが溶接されてなる排気マニホールドのフランジ溶接方法であって、前記上流端部又は前記下流端部のどちらか一方を一方のフランジに形成された貫通孔に挿入して該貫通孔の周縁部で溶接する工程と、次に他方を他方のフランジに形成された貫通孔に挿入して該貫通孔の孔内で溶接する工程を含むことを特徴とする排気マニホールドのフランジ溶接方法。
2. 先ず前記下流端部を一方のフランジに形成された貫通孔に挿入して該貫通孔の周縁部で溶接し、次に前記上流端部を他方のフランジに形成された貫通孔に挿入して該貫通孔の孔内で溶接することを特徴とする請求項１記載の排気マニホールドのフランジ溶接方法。
3. 前記枝管と前記排気集合部とが２つの半体にて構成され、該半体の外縁部の溶接と、前記上流端部及び／又は前記下流端部と前記フランジとの仮付け溶接とを連続して行う工程を更に含むことを特徴とする請求項１又は２記載の排気マニホールドのフランジ溶接方法。

Images