JP4502491B2 - チタン製排気管の集合部構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、自動二輪車等のチタン製排気管に係り、特に、チタン材のエキゾーストパイプとジョイントパイプの接続端部に鉄又はステンレス材の接合管を固着し、この接合管を鉄又はステンレス材の集合管と溶着させることで、チタン材部分での溶接を無くしたチタン製排気管の集合部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車、自動二輪車等の排気管について、その軽量化を図る手段としてチタン材を使用した排気管が提供されている。上記排気管は、チタン材で形成された複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管により連結したものである。上記集合管は、複数の部品片を溶接して１つの部材を形成させたものとなっている。
【０００３】
上記チタン製排気管を溶接して製造する場合、チタン材はその特性上、溶接で脆くなることから、特別な溶接設備にて溶接部をシールドガスによりバックシールド及びアフターシールドさせながら溶接し、所定の溶接強度を確保する必要がある。このため、集合管は、通常の溶接機では、その構造が複雑でシールドガスによる溶接作業に無理があることから、エキゾーストパイプやジョイントパイプとの接続部にガスケットを挿入し、クランプ材で締め付けている。
【０００４】
また、上記チタン製の集合管を予めロストワックスで鋳造成形する場合においても、この鋳造の集合管に、複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプはガスケットを介在して差込み、溶接したりバンド締めしている。
【０００５】
上記集合管について、複数の部品片を溶接して１つの部材を形成させたものにおいては、その溶接作業が繁雑で特殊な溶接設備を必要とする。このため、集合管及びチタン製排気管の製造コストを高いものにする問題点がある。また、上記チタン製の集合管を予めロストワックスで鋳造成形させたものでは、集合管の重量が多くなるとともに、専用の鋳造設備を必要とするから、集合管及びチタン製排気管の製造コストを高いものにする問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来のチタン製排気管及びこの製造方法が持つ問題点に鑑みてなされたもので、複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとの接続端に鉄又はステンレス材の接合管を嵌着し、この両管を繋ぐ集合管を鉄又はステンレス材とすることで、この集合管の溶接作業を既存の溶接設備で可能としたチタン製排気管の集合部構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のチタン製排気管の集合部構造は、複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管及び上記ジョイントパイプの接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を各々被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管と集合管との重合縁を溶着したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載におけるチタン製排気管の集合部構造は、４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記４本のエキゾーストパイプに嵌着した各接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せて第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片をその接合縁で溶着し、更に、上記集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプの接合管に被せてその接合縁で溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のチタン製排気管の集合部構造は、複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載におけるチタン製排気管の集合部構造は、４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を、１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せ、更に、上記第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプ接合管に被せて、第１分割接続管片と第２分割接続管片の接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
請求項１のチタン製排気管の集合部構造によると、複数本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着される。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１２】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、複数本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部には、鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００１３】
請求項２におけるチタン製排気管の集合部構造によると、４本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着されている。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１４】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、４本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割形成された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００１５】
請求項３のチタン製排気管の集合部構造によると、上記複数本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着される。更に、上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部は、１つに束ねられたエキゾーストパイプの各接合管に被せて接合した後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。これと同時に、ジョイントパイプ側端部は、ジョイントパイプの吸気接続管端に取付けられた接合管に被せて接合した後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１６】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、複数本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部に鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００１７】
請求項４におけるチタン製排気管の集合部構造によると、４本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着されている。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１８】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、４本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割形成された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部には、鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１と図２は、自動二輪車等のエンジンに取り付けられるチタン製排気管の集合部構造について、全体外観図である。図３は、連結された集合部の断面を示し、図４は、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。図５〜図７は、その製造工程図である。
【００２０】
図１と図２は、自動二輪車等のエンジンに取り付けられるチタン製排気管の集合部構造５０を示し、例えば、４気筒エンジンの排気口に接続されるものである。上記チタン製排気管の集合部構造５０は、４本の湾曲したチタン材のエキゾーストパイプ１と、１本の屈曲したチタン材のジョイントパイプ５と、エキゾーストパイプ１とジョイントパイプ５とを繋ぐ鉄材又はステンレス材の集合管３とからなる。上記ジョイントパイプ５の排気側には、消音器９が取り付けられる。上記チタン材は、純粋なチタニウムやこのチタニウムと他の金属を混合したチタン合金からなるものが適宜に選択使用される。
【００２１】
図３と図４により、第１実施形態となる上記チタン製排気管の集合部構造５０とその製造工程を説明する。先ず、図３に示すように、上記チタン製排気管の集合部構造５０から説明する。上記エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄには、膨張黒鉛のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材からなる短い寸法の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが嵌合後、膨張又は縮小されてカシメられ、気密状態に嵌着されている。また、上記ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａには、膨張黒鉛のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材からなる短い寸法の接合管８Ａが嵌合後、膨張又は縮小されてカシメられ、気密状態に嵌着されている。尚、シール材Ｓは膨張黒鉛以外のものを使用しても良いし、省略しても良い。
【００２２】
図４に示すように、上記集合管３は、２組の２つ割りの分割接続管３Ａ、３Ｂからなり、分割接続管３Ａは、２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉを備え、分割接続管３Ｂは，２つの半円弧片からなる第３割接続管片３Ｊ，第４分割接続管片３Ｋを備えている。
【００２３】
上記分割接続管３Ａは、第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉのエキゾーストパイプ側端部３ａ，３ｂを、図３に示すように、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂに嵌着した接合管７Ａ，７Ｂに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ）を溶着している。また、同様に上記分割接続管３Ｂは、第３割接続管片３Ｊ，第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部３ｃ，３ｄを、図３に示すように、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ｃ，１Ｄに嵌着した接合管７Ｃ，７Ｄに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ）を溶着している。
【００２４】
また、上記分割接続管３Ａ、３Ｂは、第１分割接続管片３Ｈ，第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ、３ｆを、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに嵌着した接合管８Ａに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ´）を溶着している。尚、上記第２分割接続管片３Ｉ、第３割接続管片３Ｊは、短く切断した端部３ｇ，３ｈを備え、この部分も接合して溶着される。更に、分割形成された上記集合管３は、各接合管７Ａ〜７Ｄと第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉの重合縁（ロ）、及び接合管８Ａと第１分割接続管片３Ｈ，第４分割接続管片３Ｋの重合縁（ハ）を溶着して管内外の気密性を確保し、一体化している。
【００２５】
尚、図３と図４に示すように、上記集合管３において、エキゾーストパイプ１の各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄと接続する分割接続管３Ａ、３Ｂ内には、整流板９０を各々付設している。この整流板９０により、各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄから１本のジョイントパイプ内に排気ガスが円滑に流れ込むように作用させる。
【００２６】
本発明の第１実施形態のチタン製排気管の集合部構造５０は、上記のように構成され、４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５における接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに、シール材Ｓを介在して嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと８Ａを備え、各接合管を繋ぐ集合管３を鉄材又はステンレス材としたので、既存の設備である簡便な溶接機で溶着作業ができる。
【００２７】
これにより、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５とを、鉄材又はステンレス材とした集合管３で繋ぐことで、溶接作業が容易且つ確実にできるとともに、チタン製排気管の集合部構造５０をローコストに製造できる。更に、上記チタン製排気管の集合部構造５０は、全体が軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００２８】
続いて、上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造工程を、図５〜図７により説明する。先ず、チタン材で形成された４本のエキゾーストパイプは、その各排気接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに、膨張黒鉛等のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが嵌合・カシメされる「第１嵌合・カシメ工程（Ａ１）」。次に、チタン材で形成された１本のジョイントパイプ５は、その吸気接続管端５Ａに、膨張黒鉛等のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材の接合管８Ａが嵌合・カシメされる「第２嵌合・カシメ工程（Ａ２）」。そして、上記４本のエキゾーストパイプ１を、その接合管７Ａ，７Ｂ及び７Ｃ，７Ｄにて２本単位に溶着する「第１溶着工程（Ｂ１）」。
【００２９】
次に、上記エキゾーストパイプ１を２本単位に接合した接合管７Ａ，７Ｂに対して、２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉを被せて接合し、第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉの接合縁（イ）を溶着する。また、上記エキゾーストパイプ１を２本単位に接合した接合管７Ｃ，７Ｄに対して、２つの半円弧片からなる第３分割接続管片３Ｊ，第２分割接続管片３Ｋを被せて接合し、第３分割接続管片３Ｊと第４分割接続管片３Ｋの各接合縁（イ）を溶着する「第２溶着工程（Ｂ２）」。
【００３０】
次に、第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ、３ｆを、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに取り付けた接合管８Ａに両側から被せて接合する。そして、上記嵌合状態にある接合管８Ａに対して、第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋの接合縁（イ´）を溶着する「第３溶着工程（Ｂ３）」。尚、上記第２分割接続管片３Ｉと第３分割接続管片Ｊは、短く切断した端部３ｇ，３ｈを備え、この組み付け時に接合縁（イ″）として溶着される。
【００３１】
さらに、各接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉ及び第３分割接続管片３Ｊと第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部との重合縁（ロ）と、接合管８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部との重合縁（ハ）を溶着する「第４溶着工程（Ｂ４）」。上記溶着作業で、分割集合手段の各接合箇所が一体化され、チタン製排気管の集合部構造５０が製造される。
【００３２】
尚、上記第１溶着工程（Ｂ１）は、省略しても上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造が可能である。また、上記第４溶着工程（Ｂ４）は、上記第２溶着工程（Ｂ２）及び第３溶着工程（Ｂ３）の中で実行しても良い。
【００３３】
上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造工程によると、集合管３が複雑な構造体に分割形成されたものであっても、これを鉄材又はステンレス材で形成し、更に、各パイプ１，５の接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに、シール材Ｓを介在して固着した鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ及び８Ａを嵌着したから、鉄材又はステンレス材とした集合管３との溶接作業を、既存の設備である簡便な溶接機でできる。従って、上記チタン製排気管の集合部構造５０の軽量化と製造コストの低廉化が図られる。
【００３４】
本発明の第１実施形態は、上記エキゾーストパイプ１を４本のもので説明したが、２本や３本、更に６本や８本のものにおいても、上記製造工程と同様又は類似した製造方法により実施可能である。図８と図９に示す第２実施形態のチタン製排気管の集合部構造６０は、上記第１実施形態において、エキゾーストパイプ１を２本構成とし、１本のジョイントパイプ５に接続する集合管３´としたものである。
【００３５】
上記２本のエキゾーストパイプ１の排気接続管端１Ａ，１Ｂには、シール材Ｓを介在して接合管７Ａ，７Ｂが固着され、これらは相互に溶着されている。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａにはシール材Ｓを介在して接合管８Ａが固着される。上記エキゾーストパイプ１の排気接続管端１Ａ，１Ｂに固着した接合管７Ａ，７Ｂに、集合管３´における２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部３ａ，３ｄを上下から被せ、また、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ，３ｆを被せて接合し、接合縁（イ）を溶着している。
【００３６】
さらに、各接合管７Ａ，７Ｂに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉのエキゾーストパイプ側端部との重合縁（ロ）と、接合管８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉのジョイントパイプ側端部との重合縁（ハ）を溶着する。尚、上記集合管３´において、２本を１本に合流する部分の中央位置には、整流板９０を付設している。
【００３７】
上記第２実施形態となるチタン製排気管の集合部構造６０は、上記第１実施形態と同様な作用・効果を奏するから、その説明を省略する。
【００３８】
更に、図１０〜図１４により、本発明の第３実施形態であるチタン製排気管の集合部構造７０とその製造工程を説明する。先ず、図１０〜図１２に示すように、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、チタン材で形成された４本のエキゾーストパイプ１と、チタン材で形成された１本のジョイントパイプ５と、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４と、を備えている。上記エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及びジョイントパイプ５の吸気側に設けた吸気接続管５Ａには、膨張黒鉛のシール材Ｓが巻かれている。
【００３９】
上記排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄのシール材Ｓの外周には、鉄材又はステンレス材からなる異形接合管１１，１２，１３，１４における円形接合部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａを嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着されている。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管５Ａのシール材Ｓ外周には、鉄材又はステンレス材からなる接合管８Ａを嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着されている。
【００４０】
上記異形接合管１１，１２，１３，１４における反円形接合部側には、一辺を円弧面とし二辺を平坦面とした円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを形成している。上記４本の接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねて、円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを接合させ、四隅を丸めた四角形接合部１５を形成している。この四角形接合部１５に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４における第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂを、上下から被せて嵌合し、また、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄをジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに被せて嵌合し、その接合縁（イ）を溶着している。
【００４１】
更に、上記各接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねた四角形接合部１５と第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂとの重合縁（ロ）と、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄとジョイントパイプ５の接合管８Ａとの重合縁（ハ）とを溶着している。
【００４２】
尚、上記集合管４において、エキゾーストパイプ１の４本の各排気接続管端と接続し、２本を１本に合流する部分の中央位置には、整流板９０を各々付設している。この整流板９０により、各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄから１本のジョイントパイプ５内に排気ガスが円滑に流れ込むように作用させる。
【００４３】
本発明の第３実施形態のチタン製排気管の集合部構造７０は、上記のように構成されている。この構成により、各パイプ１，５の接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及び５Ａにシール材Ｓを介在して嵌合・カシメした鉄材又はステンレス材の接合管１１，１２，１３，１４と８Ａを備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管４の採用したので、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５とを、鉄材又はステンレス材の集合管４で繋ぐことで、既存の簡便な溶接設備で溶着することにより簡便に製造できる。また、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００４４】
続いて、上記チタン製排気管の集合部構造７０の製造工程を、図１３〜図１４により説明する。先ず、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄに、膨張黒鉛のシール材Ｓが巻かれる。上記シール材Ｓの外周には、鉄材又はステンレス材からなる異形接合管１１，１２，１３，１４の円形接合部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａが嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着される「カシメ固着工程（Ａ１）」。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管５Ａのシール材Ｓ外周には、鉄材又はステンレス材からなる接合管８Ａが嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着される「カシメ固着工程（Ａ２）」。
【００４５】
そして、上記異形接合管１１，１２，１３，１４における反円形接合部側には、一辺を円弧面とし二辺を平坦面とした円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂが形成されている。ここで、上記４本の接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねて、円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを接合させ、四隅を丸めた四角形接合部１５を形成する。この時、１本に束ねた部分を溶接して一体化させても良い。
【００４６】
続いて、この四角形接合部１５に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４における第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂを上下から被せて接合し。また、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄをジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに被せて嵌合し、その接合縁（イ）を溶着する「第１溶着工程（Ｂ１）」。
【００４７】
更に、上記各接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねた四角形接合部１５と第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂとの重合縁（ロ）と、ジョイントパイプ５の接合管８Ａと第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄの重合縁（ハ）とを溶着する「第２溶着工程（Ｂ２）」。
【００４８】
上記チタン製排気管の集合部構造７０の製造工程によると、集合管４が複雑構造体に分割形成されたものであっても、これを鉄材又はステンレス材へ材料変更し、各パイプの接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管１１，１２，１３，及び８Ａを備えたから、上記各接合管と集合管との溶接作業は、既存の簡便な溶接設備で可能となる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、作業工程の低減及び製造コストの低減がより一層図れる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の請求項１によると、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、製造コストの低廉化が図られる。
【００５０】
請求項２によると、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管で繋ぐ構成に代え、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、製造コストの低廉化が図られる。
【００５１】
請求項３によると、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００５２】
請求項４によると、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管で繋ぐ構成に代え、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割形状数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明チタン製排気管の集合部構造の外観図である。
【図２】本発明チタン製排気管の集合部構造の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図１４】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【符号の説明】
１ エキゾーストパイプ
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 排気接続管端
３，３´，４ 集合管
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ エキゾーストパイプ側端部
３Ａ 分割接続管
３Ｂ 分割接続管
３Ｈ 第１分割接続管片
３Ｉ 第２分割接続管片
３Ｊ 第３分割接続管片
３Ｋ 第４分割接続管片
３ｅ，３ｆ ジョイントパイプ側端部
４Ａ エキゾーストパイプ側の多管挿入接続管
４Ｈａ 第１分割接続管片
４Ｉｂ 第２分割接続管片
４ｃ，４ｄ ジョイントパイプ側端部
５ ジョイントパイプ
５Ａ 吸気接続管端
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 接合管
８Ａ 接合管
１１〜１４ 異形接合管
１１Ａ〜１４Ａ 円形接合部
１１Ｂ〜１４Ｂ 円弧形接合部
（イ）（イ´）（イ″） 接合縁
（ロ）（ハ） 重合縁
Ｓ 膨張黒鉛のシール材
５０，６０，７０ チタン製排気管の集合部構造
９０ 整流板
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、自動二輪車等のチタン製排気管に係り、特に、チタン材のエキゾーストパイプとジョイントパイプの接続端部に鉄又はステンレス材の接合管を固着し、この接合管を鉄又はステンレス材の集合管と溶着させることで、チタン材部分での溶接を無くしたチタン製排気管の集合部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車、自動二輪車等の排気管について、その軽量化を図る手段としてチタン材を使用した排気管が提供されている。上記排気管は、チタン材で形成された複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管により連結したものである。上記集合管は、複数の部品片を溶接して１つの部材を形成させたものとなっている。
【０００３】
上記チタン製排気管を溶接して製造する場合、チタン材はその特性上、溶接で脆くなることから、特別な溶接設備にて溶接部をシールドガスによりバックシールド及びアフターシールドさせながら溶接し、所定の溶接強度を確保する必要がある。このため、集合管は、通常の溶接機では、その構造が複雑でシールドガスによる溶接作業に無理があることから、エキゾーストパイプやジョイントパイプとの接続部にガスケットを挿入し、クランプ材で締め付けている。
【０００４】
また、上記チタン製の集合管を予めロストワックスで鋳造成形する場合においても、この鋳造の集合管に、複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプはガスケットを介在して差込み、溶接したりバンド締めしている。
【０００５】
上記集合管について、複数の部品片を溶接して１つの部材を形成させたものにおいては、その溶接作業が繁雑で特殊な溶接設備を必要とする。このため、集合管及びチタン製排気管の製造コストを高いものにする問題点がある。また、上記チタン製の集合管を予めロストワックスで鋳造成形させたものでは、集合管の重量が多くなるとともに、専用の鋳造設備を必要とするから、集合管及びチタン製排気管の製造コストを高いものにする問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来のチタン製排気管及びこの製造方法が持つ問題点に鑑みてなされたもので、複数本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとの接続端に鉄又はステンレス材の接合管を嵌着し、この両管を繋ぐ集合管を鉄又はステンレス材とすることで、この集合管の溶接作業を既存の溶接設備で可能としたチタン製排気管の集合部構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のチタン製排気管の集合部構造は、複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管及び上記ジョイントパイプの接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を各々被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管と集合管との重合縁を溶着したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載におけるチタン製排気管の集合部構造は、４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記４本のエキゾーストパイプに嵌着した各接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せて第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片をその接合縁で溶着し、更に、上記集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプの接合管に被せてその接合縁で溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のチタン製排気管の集合部構造は、複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載におけるチタン製排気管の集合部構造は、４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を、１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せ、更に、上記第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプ接合管に被せて、第１分割接続管片と第２分割接続管片の接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
請求項１のチタン製排気管の集合部構造によると、複数本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着される。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１２】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、複数本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部には、鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００１３】
請求項２におけるチタン製排気管の集合部構造によると、４本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着されている。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１４】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、４本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割形成された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００１５】
請求項３のチタン製排気管の集合部構造によると、上記複数本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着される。更に、上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部は、１つに束ねられたエキゾーストパイプの各接合管に被せて接合した後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。これと同時に、ジョイントパイプ側端部は、ジョイントパイプの吸気接続管端に取付けられた接合管に被せて接合した後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１６】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、複数本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部に鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００１７】
請求項４におけるチタン製排気管の集合部構造によると、４本のエキゾーストパイプの各排気側に設けた各排気接続管端と、１本のジョイントパイプの吸気接続管端には、鉄材又はステンレス材の接合管が嵌着されている。上記両パイプを結合する集合管は、複数の部品片に分割形成された鉄材又はステンレス材で構成している。上記両パイプは、その鉄材又はステンレス材の各接合管が、上記集合管におけるエキゾーストパイプ側端部やジョイントパイプ側端部とにより被せられて接合された後、この接合縁が通常の溶接手段で溶着される。更に、集合管における各接合管との重合縁も溶接され、管内外の気密性を確保して一体に溶着される。
【００１８】
しかして、上記チタン製排気管の集合部構造によると、４本のチタン製エキゾーストパイプ及び１本のチタン製ジョイントパイプとを、分割形成された集合管で繋ぐ溶接作業について、各パイプの接続端部には、鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管との採用により、既存の設備である簡便な溶接機でも確実に溶着できる。従って、上記チタン製排気管は、ローコストに製造できるとともに、軽量化されて構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１と図２は、自動二輪車等のエンジンに取り付けられるチタン製排気管の集合部構造について、全体外観図である。図３は、連結された集合部の断面を示し、図４は、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。図５〜図７は、その製造工程図である。
【００２０】
図１と図２は、自動二輪車等のエンジンに取り付けられるチタン製排気管の集合部構造５０を示し、例えば、４気筒エンジンの排気口に接続されるものである。上記チタン製排気管の集合部構造５０は、４本の湾曲したチタン材のエキゾーストパイプ１と、１本の屈曲したチタン材のジョイントパイプ５と、エキゾーストパイプ１とジョイントパイプ５とを繋ぐ鉄材又はステンレス材の集合管３とからなる。上記ジョイントパイプ５の排気側には、消音器９が取り付けられる。上記チタン材は、純粋なチタニウムやこのチタニウムと他の金属を混合したチタン合金からなるものが適宜に選択使用される。
【００２１】
図３と図４により、第１実施形態となる上記チタン製排気管の集合部構造５０とその製造工程を説明する。先ず、図３に示すように、上記チタン製排気管の集合部構造５０から説明する。上記エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄには、膨張黒鉛のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材からなる短い寸法の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが嵌合後、膨張又は縮小されてカシメられ、気密状態に嵌着されている。また、上記ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａには、膨張黒鉛のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材からなる短い寸法の接合管８Ａが嵌合後、膨張又は縮小されてカシメられ、気密状態に嵌着されている。尚、シール材Ｓは膨張黒鉛以外のものを使用しても良いし、省略しても良い。
【００２２】
図４に示すように、上記集合管３は、２組の２つ割りの分割接続管３Ａ、３Ｂからなり、分割接続管３Ａは、２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉを備え、分割接続管３Ｂは，２つの半円弧片からなる第３割接続管片３Ｊ，第４分割接続管片３Ｋを備えている。
【００２３】
上記分割接続管３Ａは、第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉのエキゾーストパイプ側端部３ａ，３ｂを、図３に示すように、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂに嵌着した接合管７Ａ，７Ｂに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ）を溶着している。また、同様に上記分割接続管３Ｂは、第３割接続管片３Ｊ，第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部３ｃ，３ｄを、図３に示すように、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ｃ，１Ｄに嵌着した接合管７Ｃ，７Ｄに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ）を溶着している。
【００２４】
また、上記分割接続管３Ａ、３Ｂは、第１分割接続管片３Ｈ，第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ、３ｆを、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに嵌着した接合管８Ａに両側から被せて接合し、且つその接合縁（イ´）を溶着している。尚、上記第２分割接続管片３Ｉ、第３割接続管片３Ｊは、短く切断した端部３ｇ，３ｈを備え、この部分も接合して溶着される。更に、分割形成された上記集合管３は、各接合管７Ａ〜７Ｄと第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉの重合縁（ロ）、及び接合管８Ａと第１分割接続管片３Ｈ，第４分割接続管片３Ｋの重合縁（ハ）を溶着して管内外の気密性を確保し、一体化している。
【００２５】
尚、図３と図４に示すように、上記集合管３において、エキゾーストパイプ１の各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄと接続する分割接続管３Ａ、３Ｂ内には、整流板９０を各々付設している。この整流板９０により、各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄから１本のジョイントパイプ内に排気ガスが円滑に流れ込むように作用させる。
【００２６】
本発明の第１実施形態のチタン製排気管の集合部構造５０は、上記のように構成され、４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５における接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに、シール材Ｓを介在して嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと８Ａを備え、各接合管を繋ぐ集合管３を鉄材又はステンレス材としたので、既存の設備である簡便な溶接機で溶着作業ができる。
【００２７】
これにより、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５とを、鉄材又はステンレス材とした集合管３で繋ぐことで、溶接作業が容易且つ確実にできるとともに、チタン製排気管の集合部構造５０をローコストに製造できる。更に、上記チタン製排気管の集合部構造５０は、全体が軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００２８】
続いて、上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造工程を、図５〜図７により説明する。先ず、チタン材で形成された４本のエキゾーストパイプは、その各排気接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに、膨張黒鉛等のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが嵌合・カシメされる「第１嵌合・カシメ工程（Ａ１）」。次に、チタン材で形成された１本のジョイントパイプ５は、その吸気接続管端５Ａに、膨張黒鉛等のシール材Ｓを介在して鉄材又はステンレス材の接合管８Ａが嵌合・カシメされる「第２嵌合・カシメ工程（Ａ２）」。そして、上記４本のエキゾーストパイプ１を、その接合管７Ａ，７Ｂ及び７Ｃ，７Ｄにて２本単位に溶着する「第１溶着工程（Ｂ１）」。
【００２９】
次に、上記エキゾーストパイプ１を２本単位に接合した接合管７Ａ，７Ｂに対して、２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈ，第２分割接続管片３Ｉを被せて接合し、第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉの接合縁（イ）を溶着する。また、上記エキゾーストパイプ１を２本単位に接合した接合管７Ｃ，７Ｄに対して、２つの半円弧片からなる第３分割接続管片３Ｊ，第２分割接続管片３Ｋを被せて接合し、第３分割接続管片３Ｊと第４分割接続管片３Ｋの各接合縁（イ）を溶着する「第２溶着工程（Ｂ２）」。
【００３０】
次に、第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ、３ｆを、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに取り付けた接合管８Ａに両側から被せて接合する。そして、上記嵌合状態にある接合管８Ａに対して、第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋの接合縁（イ´）を溶着する「第３溶着工程（Ｂ３）」。尚、上記第２分割接続管片３Ｉと第３分割接続管片Ｊは、短く切断した端部３ｇ，３ｈを備え、この組み付け時に接合縁（イ″）として溶着される。
【００３１】
さらに、各接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉ及び第３分割接続管片３Ｊと第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部との重合縁（ロ）と、接合管８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部との重合縁（ハ）を溶着する「第４溶着工程（Ｂ４）」。上記溶着作業で、分割集合手段の各接合箇所が一体化され、チタン製排気管の集合部構造５０が製造される。
【００３２】
尚、上記第１溶着工程（Ｂ１）は、省略しても上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造が可能である。また、上記第４溶着工程（Ｂ４）は、上記第２溶着工程（Ｂ２）及び第３溶着工程（Ｂ３）の中で実行しても良い。
【００３３】
上記チタン製排気管の集合部構造５０の製造工程によると、集合管３が複雑な構造体に分割形成されたものであっても、これを鉄材又はステンレス材で形成し、更に、各パイプ１，５の接続管端１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに、シール材Ｓを介在して固着した鉄材又はステンレス材の接合管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ及び８Ａを嵌着したから、鉄材又はステンレス材とした集合管３との溶接作業を、既存の設備である簡便な溶接機でできる。従って、上記チタン製排気管の集合部構造５０の軽量化と製造コストの低廉化が図られる。
【００３４】
本発明の第１実施形態は、上記エキゾーストパイプ１を４本のもので説明したが、２本や３本、更に６本や８本のものにおいても、上記製造工程と同様又は類似した製造方法により実施可能である。図８と図９に示す第２実施形態のチタン製排気管の集合部構造６０は、上記第１実施形態において、エキゾーストパイプ１を２本構成とし、１本のジョイントパイプ５に接続する集合管３´としたものである。
【００３５】
上記２本のエキゾーストパイプ１の排気接続管端１Ａ，１Ｂには、シール材Ｓを介在して接合管７Ａ，７Ｂが固着され、これらは相互に溶着されている。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａにはシール材Ｓを介在して接合管８Ａが固着される。上記エキゾーストパイプ１の排気接続管端１Ａ，１Ｂに固着した接合管７Ａ，７Ｂに、集合管３´における２つの半円弧片からなる第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのエキゾーストパイプ側端部３ａ，３ｄを上下から被せ、また、ジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに第１分割接続管片３Ｈと第４分割接続管片３Ｋのジョイントパイプ側端部３ｅ，３ｆを被せて接合し、接合縁（イ）を溶着している。
【００３６】
さらに、各接合管７Ａ，７Ｂに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉのエキゾーストパイプ側端部との重合縁（ロ）と、接合管８Ａに対する第１分割接続管片３Ｈと第２分割接続管片３Ｉのジョイントパイプ側端部との重合縁（ハ）を溶着する。尚、上記集合管３´において、２本を１本に合流する部分の中央位置には、整流板９０を付設している。
【００３７】
上記第２実施形態となるチタン製排気管の集合部構造６０は、上記第１実施形態と同様な作用・効果を奏するから、その説明を省略する。
【００３８】
更に、図１０〜図１４により、本発明の第３実施形態であるチタン製排気管の集合部構造７０とその製造工程を説明する。先ず、図１０〜図１２に示すように、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、チタン材で形成された４本のエキゾーストパイプ１と、チタン材で形成された１本のジョイントパイプ５と、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４と、を備えている。上記エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及びジョイントパイプ５の吸気側に設けた吸気接続管５Ａには、膨張黒鉛のシール材Ｓが巻かれている。
【００３９】
上記排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄのシール材Ｓの外周には、鉄材又はステンレス材からなる異形接合管１１，１２，１３，１４における円形接合部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａを嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着されている。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管５Ａのシール材Ｓ外周には、鉄材又はステンレス材からなる接合管８Ａを嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着されている。
【００４０】
上記異形接合管１１，１２，１３，１４における反円形接合部側には、一辺を円弧面とし二辺を平坦面とした円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを形成している。上記４本の接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねて、円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを接合させ、四隅を丸めた四角形接合部１５を形成している。この四角形接合部１５に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４における第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂを、上下から被せて嵌合し、また、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄをジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに被せて嵌合し、その接合縁（イ）を溶着している。
【００４１】
更に、上記各接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねた四角形接合部１５と第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂとの重合縁（ロ）と、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋとのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄとジョイントパイプ５の接合管８Ａとの重合縁（ハ）とを溶着している。
【００４２】
尚、上記集合管４において、エキゾーストパイプ１の４本の各排気接続管端と接続し、２本を１本に合流する部分の中央位置には、整流板９０を各々付設している。この整流板９０により、各排気接続管端１Ａと１Ｂ及び１Ｃと１Ｄから１本のジョイントパイプ５内に排気ガスが円滑に流れ込むように作用させる。
【００４３】
本発明の第３実施形態のチタン製排気管の集合部構造７０は、上記のように構成されている。この構成により、各パイプ１，５の接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及び５Ａにシール材Ｓを介在して嵌合・カシメした鉄材又はステンレス材の接合管１１，１２，１３，１４と８Ａを備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管４の採用したので、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプ１と１本のジョイントパイプ５とを、鉄材又はステンレス材の集合管４で繋ぐことで、既存の簡便な溶接設備で溶着することにより簡便に製造できる。また、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。
【００４４】
続いて、上記チタン製排気管の集合部構造７０の製造工程を、図１３〜図１４により説明する。先ず、上記チタン製排気管の集合部構造７０は、エキゾーストパイプ１の各排気側に設けた排気接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄに、膨張黒鉛のシール材Ｓが巻かれる。上記シール材Ｓの外周には、鉄材又はステンレス材からなる異形接合管１１，１２，１３，１４の円形接合部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａが嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着される「カシメ固着工程（Ａ１）」。また、ジョイントパイプ５の吸気接続管５Ａのシール材Ｓ外周には、鉄材又はステンレス材からなる接合管８Ａが嵌合後、膨張又は縮小させカシメ固着される「カシメ固着工程（Ａ２）」。
【００４５】
そして、上記異形接合管１１，１２，１３，１４における反円形接合部側には、一辺を円弧面とし二辺を平坦面とした円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂが形成されている。ここで、上記４本の接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねて、円弧形接合部１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂを接合させ、四隅を丸めた四角形接合部１５を形成する。この時、１本に束ねた部分を溶接して一体化させても良い。
【００４６】
続いて、この四角形接合部１５に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管４における第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂを上下から被せて接合し。また、第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄをジョイントパイプ５の吸気接続管端５Ａに固着した接合管８Ａに被せて嵌合し、その接合縁（イ）を溶着する「第１溶着工程（Ｂ１）」。
【００４７】
更に、上記各接合管１１，１２，１３，１４を１本に束ねた四角形接合部１５と第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのエキゾーストパイプ側端部４ａ、４ｂとの重合縁（ロ）と、ジョイントパイプ５の接合管８Ａと第１分割接続管片４Ｈと第２分割接続管片４Ｋのジョイントパイプ側端部４ｃ、４ｄの重合縁（ハ）とを溶着する「第２溶着工程（Ｂ２）」。
【００４８】
上記チタン製排気管の集合部構造７０の製造工程によると、集合管４が複雑構造体に分割形成されたものであっても、これを鉄材又はステンレス材へ材料変更し、各パイプの接続管端１Ａ，１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ及び５Ａに嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管１１，１２，１３，及び８Ａを備えたから、上記各接合管と集合管との溶接作業は、既存の簡便な溶接設備で可能となる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、作業工程の低減及び製造コストの低減がより一層図れる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の請求項１によると、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、製造コストの低廉化が図られる。
【００５０】
請求項２によると、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管で繋ぐ構成に代え、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、製造コストの低廉化が図られる。
【００５１】
請求項３によると、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【００５２】
請求項４によると、従来、溶接作業が困難であったチタン材からなる４本のエキゾーストパイプと１本のジョイントパイプとを、チタン材の集合管で繋ぐ構成に代え、各パイプの接続管端に嵌着した鉄材又はステンレス材の接合管を備え、この各接合管と鉄材又はステンレス材とした集合管の採用で、既存の簡便な溶接設備でも確実に溶着できる。従って、チタン製排気管の集合部構造は、軽量化されるとともに構造が堅牢なものとなり、長期間の使用にも高い耐久性が得られる。更に、集合管は、その分割形状数を極力減少させたから、溶接箇所の低減や構造の単純化が図れる。そして、既存設備の利用により製造コストの低減がより一層図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明チタン製排気管の集合部構造の外観図である。
【図２】本発明チタン製排気管の集合部構造の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の展開斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【図１４】本発明の第３実施形態を示し、チタン製排気管の集合部構造の製造工程図である。
【符号の説明】
１ エキゾーストパイプ
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 排気接続管端
３，３´，４ 集合管
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ エキゾーストパイプ側端部
３Ａ 分割接続管
３Ｂ 分割接続管
３Ｈ 第１分割接続管片
３Ｉ 第２分割接続管片
３Ｊ 第３分割接続管片
３Ｋ 第４分割接続管片
３ｅ，３ｆ ジョイントパイプ側端部
４Ａ エキゾーストパイプ側の多管挿入接続管
４Ｈａ 第１分割接続管片
４Ｉｂ 第２分割接続管片
４ｃ，４ｄ ジョイントパイプ側端部
５ ジョイントパイプ
５Ａ 吸気接続管端
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 接合管
８Ａ 接合管
１１〜１４ 異形接合管
１１Ａ〜１４Ａ 円形接合部
１１Ｂ〜１４Ｂ 円弧形接合部
（イ）（イ´）（イ″） 接合縁
（ロ）（ハ） 重合縁
Ｓ 膨張黒鉛のシール材
５０，６０，７０ チタン製排気管の集合部構造
９０ 整流板
Claims (4)
- 複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管及び上記ジョイントパイプの接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を各々被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管と集合管との重合縁を溶着したことを特徴とするチタン製排気管の集合部構造。
- ４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記４本のエキゾーストパイプに嵌着した各接合管に対して、鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せて第１分割接続管片と第２分割接続管片及び第３分割接続管片と第４分割接続管片をその接合縁で溶着し、更に、上記集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプの接合管に被せてその接合縁で溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とするチタン製排気管の集合部構造。
- 複数本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、また、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管におけるエキゾーストパイプ側端部およびジョイントパイプ側端部を被せてその接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とするチタン製排気管の集合部構造。
- ４本のチタン材のエキゾーストパイプの各排気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、１本のチタン材のジョイントパイプの吸気接続管端に鉄材又はステンレス材の接合管を嵌着し、上記エキゾーストパイプの各接合管を、１本に束ねた状態で鉄材又はステンレス材で分割形成された集合管における第１分割接続管片と第２分割接続管片のエキゾーストパイプ側端部を各々被せ、更に、上記第１分割接続管片と第２分割接続管片のジョイントパイプ側端部を上記ジョイントパイプ接合管に被せて、第１分割接続管片と第２分割接続管片の接合縁を溶着し、且つ各接合管とエキゾーストパイプ及びジョイントパイプとの重合縁を溶着したことを特徴とするチタン製排気管の集合部構造。
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