发动机排气管制造方法及其制造装置

1.一种在发动机的排气管的管端焊接覆盖其外周的环的发动机 排气管制造方法，包括把上述环嵌入到上述排气管的管部的第一工序， 和把上述排气管及上述环通过外周辊电极和内周辊电极进行挟持的第 二工序，以及通过旋转上述外周辊电极和内周辊电极把上述环用滚焊 法焊接到上述排气管的管端部的第三工序，其特征在于，上述内周辊 电极的轴方向与上述排气管的轴方向相一致。
2.一种在发动机排气管的管端部上把环用滚焊法焊接的发动机 排气管制造装置，其特征在于，它备有为把上述环用滚焊法滚焊在上 述排气管的管端部之用外周辊电极及内周辊电极，通过上述外周辊电 极及内周辊电极的旋转，把上述环滚焊在上述排气管的管端部，上述 内周辊电极的轴方向与上述排气管的轴方向相一致。

本发明涉及一种发动机排气管制造方法及制造装置。\n作为在管端安装环的方法，例如有①日本专利公报特开平6-159051 号“发动机排气管制造方法”所述的钎焊法或②利用MIG焊接法或TIG 焊接法的焊接方法。\n在上述①的发动机排气管制造方法中，如该公报图7和图9所示， 在用于形成排气管上游管38(符号使用了公报中记载的编号)的中间品 即直管38a插入头部环41，在该环41周围设置钎料48，在加热炉50中 进行炉内钎焊。\n图8(a)-(c)为现有发动机的排气管制造方法的说明图，为在图 中未示出的发动机气缸盖接续的排气管100的前端构造，示出在该排气 管100固定头部安装环101的顺序。\n在(a)中，将头部安装环101嵌合到排气管100的前端100a。\n在(b)中，用MIG焊接法或TIG焊接法焊接排气管100的前端100a 和头部安装环101的内面。\n在(c)中，通过切削加工使焊道B的凸起变平坦。\n然而，在上述①中，为了由钎焊将头部安装环41固定到排气管上游 管38，需要在炉中进行。\n即需要加热炉50，设备费用增大。\n在上述②中，由于为MIG焊接法或TIG焊接法，所以，当在排气管 100焊接头部安装环101时，出现焊道B的凸起。因此，需要在焊接后进 行切削。例如，如由切削加工使焊道B的凸起变平坦，则会对排气形成 阻力，发生发动机输出功率下降的现象。\n另外，在MIG焊接或TIG焊接中，当要接合的材料相互间的板厚差 大时，焊接困难，不能使用薄壁排气管，不能实现排气管的轻量化。\n本发明的目的在于提供一种可提高生产率的发动机排气管制造方法 和制造装置。\n为了达到上述目的，本发明第1方案提供一种发动机排气管制造方 法，其特征在于：排气管在管端带有环，在该排气管中，用滚焊法将环 固定于排气管。\n由滚焊法将环固定到排气管。例如，当用TIG焊接法或MIG焊接法 将环焊接到排气管时，需要对焊道凸起进行切削加工使其变平的后加 工，而采用滚焊时，由于不产生焊道的凸起，所以不需要后加工。\n在用滚焊法将环焊接到排气管时，例如可在难以采用MIG焊接法或 TIG焊接法的薄壁钛材料的排气管焊接厚壁环。\n本发明第2方案提供一种发动机排气管制造装置，用于将环滚焊到 排气管的管端，其特征在于：该发动机的排气管制造装置具有用于在排 气管的管端滚焊该环的外周辊电极和内周辊电极，可相对内周辊的辊径 改变外周辊电极的辊径。\n一般情况下，外周辊电极与内周辊电极的轴间距离在滚焊装置中为 一定，所以可相对内周辊的辊径改变外周辊电极的辊径。即，可用同一 发动机的排气管制造装置滚焊具有从大直径到小直径的不同管径的排气 管。\n对附图简单说明如下：\n图1为搭载本发明排气管的机动二轮车的侧视图。\n图2为本发明排气管的透视图。\n图3为本发明的排气管的局部剖视图。\n图4为本发明的用于排气管制造的焊接装置的原理图。\n图5为示出本发明的用于滚焊排气管的第1方法的流程图。\n图6为示出本发明的用于滚焊排气管的第2方法的说明图。\n图7为用于表示本发明排气管的滚焊的热影响的说明图。\n图8为现有技术的发动机排气管制造方法的说明图。\n下面根据附图说明本发明的实施形式。图面沿符号的方向进行观 察。\n图1为搭载本发明排气管的机动二轮车的侧视图。\n机动二轮车1通过前管12在车架11的前部安装前叉13，在该前叉 13的前端安装前轮14，在车架11的中间安装发动机15，从该发动机15 延伸出排气管50，从车架11的后部通过枢轴16安装摇臂17，在该摇臂 17的前端安装后轮18。\n在图中，符号21为前照灯，符号22为速度表，符号23为转向柄， 符号24、24为后视镜，符号25为前车轴，符号26为制动钳，符号28 为散热器，符号31为燃料箱，符号32为侧罩，符号33为车座，符号34 为车座整流罩，符号35为后挡泥板，符号36为尾灯，符号37为悬架， 符号38为后车轴，符号41为制动盘，符号42为驱动链，符号43为主 支架，符号44为后制动踏板，符号45为消声器。\n图2为本发明的排气管的透视图，示出在安装了消声器45的状态下 从发动机15拆下的情况。\n排气管50由排气歧管51…(…表示多个，以下相同。)和连接这些 排气歧管51…的排气集管52构成。\n排气歧管51将一端部53连接于发动机15侧，将另一端部54连接 于排气集管52。\n排气集管52形成连接排气歧管51另一端部54的接头部55、安装于 车架11的支板部56、及连接消声器45的连接部57。\n即，排气管50在排气集管52的接头部55连接排气歧管51…，将这 些排气歧管51…的一端部53…连接到发动机15侧，由安装螺钉63通过 套筒61和垫圈62将排气集管52的支板部56固定到车架11侧。符号65 为消声器的支板部，符号66为嵌合到支板部65的套筒，符号67为垫 圈，符号68为用于固定消声器的安装螺钉。\n下面说明排气管50的安装构造。\n图3为本发明的排气管的局部断面图，示出排气管50在发动机15 侧的安装构造。\n排气歧管51的一端部53将环71焊接到排气歧管51的前端，具有 将排气歧管51贯通其中的法兰72。\n即，在发动机15侧的排气管50的安装构造中，在形成于发动机15 的气缸盖15a的排气侧孔15b通过密封垫片73插入一端部53，将法兰 72接触在一端部53的环71，使气缸盖15a的埋入式螺钉15c、15c插入 法兰72，在这些埋入式螺钉15c、15c拧紧盖形螺母74、74，从而将排 气管50安装到发动机15侧。\n符号15d为缸罩盖，符号15e为进气孔，符号15f为排气阀，符号 15g为进气阀。\n下面说明上述排气管50的制造方法。\n图4为本发明的用于排气管制造的焊接装置的原理图，示出作为发 动机排气管制造装置的滚焊装置80。\n滚焊装置80由接触于环71外周的外周辊电极81、对该外周辊电极 81进行加压的加压装置82、接触于排气歧管51内周的内周辊电极83、 用于向外周辊电极81和内周辊电极83供给电压的电压供给装置的变压 器85、及用于控制该变压器85的电压的控制器86构成。\nA为排气歧管51的中心线，C为辊电极81与辊电极83的轴间距 离，D1为外周电极81的辊径，D2为内周辊电极83的辊径。\n在滚焊装置80中，轴间距离C为一定，相对内周辊电极83的辊径 D2改变外周电极辊81的辊径D1(D1＞D2)。\n例如，使内周辊电极83的辊径D2小于外周辊81的辊径D1，则可对 小直径的排气管50进行滚焊。即，可由同一滚焊装置80对具有从大直 径到小直径的不同管径的排气管进行滚焊。另外，通过改变外周辊81的 辊径D1，可由同一滚焊装置80对具有从厚壁到薄壁的不同壁厚的排气管 50进行滚焊。\n滚焊装置80由外周辊电极81和内周辊电极83夹住已定位的环71 和排气歧管51，对辊电极81加压并向电极81、83加上电压，同时以同 一速度使电极81、83回转。\n图5为示出本发明的用于滚焊排气管的第1方法的流程图。ST01- ST03示出各步骤的编号。\nSTO1：将环71插到排气歧管51\n预先将环71的内周加工到可紧密地插到排气歧管51外周的尺寸， 将环71插到排气歧管51。\nST02：安放焊接装置\n将焊接装置80安放到环71和排气歧管51。\nST03：驱动辊电极81、83\n从排气管71外方如箭头①那样对辊电极81加压，如箭头②那样驱 动辊电极81，如箭头③那样驱动辊电极83，以同一周向速度使这些辊电 极81、83回转，在排气歧管51滚焊环71。\n即，由滚焊法将环71固定在排气管50。例如，当用TIG焊接法或 MIG焊接法将环焊接到排气管时，需要对焊道凸起进行切削加工使其变平 的后加工，而采用滚焊时，由于不产生焊道的凸起，所以不需要后加 工。因此，可提高生产率，降低制造费用。\n另外，由于用滚焊法将环71焊接到排气管50，所以，可在难以采用 例如MIG焊接法或TIG焊接法的薄壁钛材料的排气管焊接厚壁环。因 此，可使排气管轻量化，使机动二轮车的燃料费用降低。\n图6为本发明的用于滚焊排气管的第2焊接方法的说明图，也可以 如箭头④、⑤所示那样使外周辊电极81和内周辊电极83在环71和排气 歧管51周围回转，将环71滚焊到排气歧管51。\n图7(a)、(b)为示出本发明的排气管滚焊的热影响的说明图， (a)示出第1焊接方法，(b)示出第3焊接方法。\n在(a)中，由滚焊装置80开始滚焊。在滚焊部B产生的热使环71 和排气歧管51膨胀。一般情况下，如设热膨胀系数为α，物体长度为 L，温度上升为δt，物体长度的变化量为δL，则可表示为\nδL＝L·α·δt……………………⑥\n在这里，设环71的内周的周长为Lr，排气歧管51的外周周长为 Le，环51的热膨胀系数为αr，排气歧管51的热膨胀系数为αe，环71 的内周周长变化量为δLr，排气歧管51的外周周长变化量为δLe，如焊 接使温度上升δ t，则各周长的变化量δLr、δLe由下式表示。\nδLr＝Lr·αr·δt……………………⑦\nδLe＝Le·αe·δt……………………⑧\n在这里，环71在同一温度下插到排气歧管51，环71的内周周长Lr 比排气歧管51的外周周长Le大(Lr＞Le)。另外，如设膨胀系数为αr 和热膨胀系数为αe相等，则变化量为δLr比变化量为δLe大(δLr＞ δLe)。因此，可能在环71的内周与排气歧管51的外周之间产生间隙 S。\n因此，如(b)所示第3焊接方法那样，通过在滚焊时例如按箭头 ⑨…那样加热作为环71的内侧构件的排气歧管51，可防止(a)中所示 的间隙S的发生，良好地滚焊环71和排气歧管51。\n在图7(b)所示第3焊接方法中，在滚焊时加热作为环71内侧构件 的排气歧管51，但也可在滚焊时冷却作为排气歧管51外侧构件的环 71。另外，也可加热作为排气歧管51外侧构件的环71，滚焊压入到排气 管51的构件。\n本发明由上述构成发挥以下效果。\n本发明第一方案由滚焊法将环固定在排气管。例如，当用TIG焊接 法或MIG焊接法将环焊接到排气管时，需要对焊道凸起进行切削加工使 其变平的后加工，而采用滚焊时，由于不产生焊道的凸起，所以不需要 后加工。因此，可提高生产率，降低制造费用。\n由于用滚焊法将环焊接到排气管，所以，可在难以采用例如MIG焊 接法或TIG焊接法的薄壁钛材料的排气管焊接厚壁环。因此，可使排气 管轻量化，使机动二轮车的燃料费用降低。\n由于外周辊电极与内周辊电极的轴间距离在发动机排气管制造装置 中为一定，所以，在本发明第二方案中，通过相对内周辊电极的辊径改 变外周辊电极的辊径，也可滚焊小直径的排气管。因此，可用同一发动 机的排气管制造装置滚焊具有从大直径到小直径的不同管径的排气管。