溶接継手構造
【課題】 パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすると同時に、パイプと被取付部材（フランジ）との溶接品質を向上させることができる溶接継手構造を提供する。
【解決手段】本発明に係る溶接継手構造１では、排気パイプ１０がヘッドフランジ３０に形成される貫通孔３１に挿入された状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０とが溶接される。この排気パイプ１０は、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段（例えば、エンボス１００）を備える。
【解決手段】本発明に係る溶接継手構造１では、排気パイプ１０がヘッドフランジ３０に形成される貫通孔３１に挿入された状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０とが溶接される。この排気パイプ１０は、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段（例えば、エンボス１００）を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプが被取付部材（フランジ）に形成される貫通孔に挿入された状態で、パイプの端部と被取付部材とが溶接される溶接継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内熱機関に接続される円筒状の排気パイプがフランジ（被取付部材）に形成される円形状の貫通孔に挿入された状態で、排気パイプの端部とフランジとが溶接される溶接継手構造について、様々な提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、複数の排気パイプのうち全長が短い排気パイプ（内側２本）の端部をフランジに溶接固定し、全長が長い排気パイプ（外側２本）の端部がパイプ軸方向に対してスライド可能に形成された溶接継手構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この溶接継手構造によれば、全長が短い排気パイプを予め固定した状態（すなわち、位置決めされた状態）で、全長が長い排気パイプを所望の形状に配設可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４４７号公報（第２〜第４頁、第１〜第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、貫通孔に排気パイプの端部が確実に挿入されるように、貫通孔が排気パイプよりも大きく形成される。このため、上述した従来の溶接継手構造では、排気パイプの外径と貫通孔の内径との寸法差によって、排気パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間が生じてしまい、溶接固定する際にパイプ周方向に対して隙間が均一（均等）になり難くい。この隙間が不均一である場合、溶接固定する際の溶接がパイプ周方向で均一になり難く、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させ難かった。
【０００６】
そこで、本発明は、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる溶接継手構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、パイプ（排気パイプ１０）が被取付部材（ヘッドフランジ３０）に形成される貫通孔（貫通孔３１）に挿入された状態で、前記パイプの端部（端部１１）と前記被取付部材とが溶接される溶接継手構造（例えば、溶接継手構造１）であって、前記パイプは、前記貫通孔を形成する内壁（内壁３２）に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段（例えば、エンボス１００）を備えることを要旨とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、パイプは、径方向位置決手段を備える。これにより、貫通孔がパイプよりも大きく形成されている場合でも、径方向位置決手段が貫通孔内で内壁に当接し、パイプ径方向に対してパイプが移動しにくくなる。このため、径方向位置決手段が設けられていないパイプと比較して、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすることができる。
【０００９】
この結果、隙間がパイプ周方向に対して均一となることに伴い、パイプ全周に施す溶接が均一になり易くなるため、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる。すなわち、溶接による被取付部材に対する入熱量をパイプ周方向に対して均一にでき、パイプ周方向に対する強度も均一できる。また、パイプ全周に施す溶接を均一にできることに伴い、溶接に用いられる溶接棒（ワイヤ）等が一部に集中することなく、溶接棒等の無駄をも削減できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、３カ所以上設けられ、かつ、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボス（例えば、エンボス１００）によって構成されることを要旨とする。
【００１１】
かかる特徴によれば、径方向位置決手段は、３カ所以上のエンボスによって構成される。これにより、径方向位置決手段が３カ所未満のエンボスによって構成される場合と比較して、パイプと貫通孔とが同芯に配置され易くなる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して確実に均一にできると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成されることを要旨とする。
【００１３】
かかる特徴によれば、エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成される。これにより、貫通孔を形成する内壁に対して、エンボスが接触し易くなる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間にパイプ周方向において誤差が生じる場合であっても、隙間がパイプ周方向に対して均一になり易くなる。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、貫通孔を形成する内壁には、パイプが挿入される側の縁が削られることにより形成された面取り（面取り３３）が施されていることを要旨とする。
【００１５】
かかる特徴によれば、貫通孔を形成する内壁には、面取りが施されている。これにより、貫通孔の径がエンボスを含めたパイプの径とほぼ同等に形成されている場合でも、面取りが施されていない場合と比較して、貫通孔内にパイプを挿入し易くなる。また、貫通孔の径がエンボスを含めたパイプの径とほぼ同等に形成できることに伴い、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をできる限り小さく設定でき、溶接品質の向上や溶接棒等の無駄の削減を実現できる。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の特徴に係り、前記被取付部材は、前記パイプの端部に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めする軸方向位置決め手段を備え、前記軸方向位置決め手段は、前記貫通孔を形成する内壁から突出するリブ（リブ３４）によって構成されることを要旨とする。
【００１７】
かかる特徴によれば、被取付部材は、軸方向位置決め手段（リブ）を備える。これにより、パイプ軸方向に対して、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至５の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、前記エンボス上位置決手段は、前記貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、前記エンボスが前記パイプから離れるように傾斜することによって構成されることを要旨とする。
【００１９】
かかる特徴によれば、エンボス上位置決手段は、貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、エンボスがパイプから離れるように傾斜することによって構成される。これにより、被取付部材に軸方向位置決め手段（リブ）を設けなくても、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至６の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、前記エンボス上位置決手段は、前記エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部（段差部１１０）によって構成されることを要旨とする。
【００２１】
かかる特徴によれば、エンボス上位置決手段は、エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部によって構成される。これにより、被取付部材に軸方向位置決め手段（リブ）を設けなくても、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の特徴によれば、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる溶接継手構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る排気パイプ１０及びヘッドフランジ３０を示す拡大斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図（図２のＡ矢視図）であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す側面図（図２のＢ矢視図）である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す正面図（図２のＡ方矢視相当）であり、図４（ｂ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１の一部を示す断面（図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図）である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態の変更例に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２のヘッドフランジ３０のみを示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２の一部を示す断面図（図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図）である。
【図７】図７（ａ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図７（ｂ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。
【図８】図８（ａ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明に係る溶接継手構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）第３実施形態、（４）その他の実施形態について説明する。
【００２５】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２６】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００２７】
（１）第１実施形態
（１．１）溶接継手構造の構成
まず、第１実施形態に係る溶接継手構造１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る排気パイプ１０及びヘッドフランジ３０を示す拡大斜視図である。なお、第１実施形態に係る溶接継手構造１は、自動車等の内熱機関に接続されるエキゾーストマニホールドの締結構造であるものとする。
【００２８】
図１及び図２に示すように、溶接継手構造１では、排気パイプ１０がヘッドフランジ３０（被取付部材）に形成される貫通孔３１に挿入された状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０とが溶接される。この溶接継手構造１は、複数（図面では、４本）の排気パイプ１０と、集合部２０と、ヘッドフランジ３０とによって構成される。
【００２９】
排気パイプ１０は、略円筒状をなしており、所定の厚み（例えば、１．５〜２．０ｍｍ）を有している。この排気パイプ１０では、一方の端部１１がヘッドフランジ３０に連結され、他方の端部１２が集合部２０に収容される。この端部１２は、１／４円形断面に加工されて全体が円形となるように形成されている。
【００３０】
集合部２０は、円筒状をなしており、端部１２の全体（図面では４つの端部１２）が円形となるように集められた状態で収容する。この状態において、集合部２０に端部１２が溶接（例えば、アーク溶接）によって固定される。この集合部２０には、所定の接続管（不図示）が接続されている。つまり、自動車等の内熱機関で生じた排気ガス等は、ヘッドフランジ３０を経由して排気パイプ１０及び集合部２０を介して所定の接続管を通過することによって外部に排出される。
【００３１】
ヘッドフランジ３０は、板状をなしており、所定の厚み（例えば、８．０ｍｍ）を有している。このヘッドフランジ３０には、排気パイプ１０が挿入される複数（図面では、４つ）の貫通孔３１が形成される。この貫通孔３１は、略円形状に形成され、排気パイプ１０の径よりも大きい径（例えば、排気パイプ１０の径よりも１．０ｍｍ大きい径）を有している。すなわち、貫通孔３１を形成する内壁３２と排気パイプ１０の外周壁１３との間には、所定の隙間Ｇ（例えば、０．５ｍｍ）が形成される（図４参照）。また、貫通孔３１を形成する内壁３２には、排気パイプ１０が挿入される側の縁が削られることにより形成された面取り３３が施されている。
【００３２】
（１．２）排気パイプの詳細構成
次に、上述した排気パイプ１０の詳細について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図（図２のＡ矢視図）であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す側面図（図２のＢ矢視図）である。
【００３３】
図２及び図３に示すように、排気パイプ１０は、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接してパイプ径方向Ｒに位置決めされる径方向位置決手段を備える。第１実施形態では、径方向位置決手段は、３カ所以上（図面では、４カ所）設けられ、かつ、排気パイプ１０からパイプ径方向Ｒ外側に突出するエンボス１００によって構成される。
【００３４】
エンボス１００は、排気パイプ１０と一体形成されている。エンボス１００は、貫通孔３１内に挿入され、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接する。エンボス１００は、排気パイプ１０の端部１１における端面１１Ａから端部１２に向かって形成されている。また、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視（図３（ａ）参照）において、半円弧状に形成される。さらに、エンボス１００は、それぞれがパイプ周方向Ｃに等間隔（９０度置き）に配置される。
【００３５】
このようなエンボス１００のパイプ径方向Ｒに沿った高さＨは、排気パイプ１０と貫通孔３１との径差（例えば、１．０ｍｍ）の１／２、つまり、上述した隙間Ｇ（例えば、０．５ｍｍ）と同等若しくは隙間Ｇよりも高く形成される。また、エンボス１００の高さ方向に直交する幅Ｗは、エンボス１００の高さＨをほぼ同等（例えば、０．５ｍｍ）に形成される。さらに、エンボス１００のパイプ軸方向Ｓに沿った長さＬは、ヘッドフランジ３０の厚さよりも長く（例えば、３．０ｍｍ）形成される。
【００３６】
（１．３）排気パイプとヘッドフランジとの固定方法
次に、上述した排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との固定方法について、図面を参照しながら説明する。図４（ａ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す正面図（図２のＡ方矢視相当）であり、図４（ｂ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１の一部を示す断面（図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図）である。
【００３７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、排気パイプ１０は、ヘッドフランジ３０に形成される貫通孔３１に挿入される。このとき、エンボス１００の高さＨが隙間Ｇよりも若干高い場合には、排気パイプ１０は、エンボス１００が面取り３３に当接しながら変形して貫通孔３１に挿入される。
【００３８】
そして、エンボス１００によってパイプ径方向Ｒに位置決めされた状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０（貫通孔３１を形成する内壁３２）とが溶接（例えば、アーク溶接）される。なお、排気パイプ１０の端部１１全周と貫通孔３１の全周とに溶接Ｙが施される（図４（ａ）参照）。
【００３９】
（１．４）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、排気パイプ１０は、径方向位置決手段を備える。これにより、貫通孔３１が排気パイプ１０よりも大きく形成されている場合でも、径方向位置決手段が貫通孔３１内で内壁に当接し、パイプ径方向Ｒに対して排気パイプ１０が移動しにくくなる。このため、径方向位置決手段が設けられていない排気パイプ１０と比較して、排気パイプ１０の外周壁と貫通孔３１の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向Ｃに対して均一にすることができる。
【００４０】
この結果、隙間がパイプ周方向Ｃに対して均一となることに伴い、排気パイプ１０全周に施す溶接が均一になり易くなるため、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を向上させることができる。すなわち、溶接によるヘッドフランジ３０に対する入熱量をパイプ周方向Ｃに対して均一にでき、パイプ周方向Ｃに対する強度も均一できる。また、排気パイプ１０全周に施す溶接を均一にできることに伴い、溶接に用いられる溶接棒（ワイヤ）等が一部に集中することなく、溶接棒等の無駄をも削減できる。
【００４１】
ところで、近年においは、環境問題として排ガス規制が厳しくなっている。しかし、第１実施形態では、従来のような排気パイプの端部がパイプ軸方向Ｓに対してスライド可能に形成される場合と比較して、全ての排気パイプ１０をヘッドフランジ３０に均一に溶接することが可能となるため、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接部位からの排ガス等の漏れをも確実に防止できる。
【００４２】
第１実施形態では、径方向位置決手段は、３カ所以上のエンボス１００によって構成される。これにより、径方向位置決手段が３カ所未満のエンボスによって構成される場合と比較して、排気パイプ１０と貫通孔３１とが同芯に配置され易くなる。このため、隙間Ｇを確実にパイプ周方向Ｃに対して均一にできると同時に、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００４３】
第１実施形態では、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、半円弧状に形成される。これにより、貫通孔３１を形成する内壁３２に対して、エンボス１００が接触し易くなる。このため、隙間Ｇがパイプ周方向Ｃにおいて誤差が生じる場合であっても、隙間Ｇがパイプ周方向に対して均一になり易くなる。
【００４４】
第１実施形態では、貫通孔３１を形成する内壁３２には、面取り３３が施されている。これにより、貫通孔３１の径がエンボスを含めた排気パイプ１０の径とほぼ同等に形成されている場合でも、面取りが施されていない場合と比較して、貫通孔３１内に排気パイプ１０を挿入し易くなる。また、貫通孔３１の径がエンボスを含めた排気パイプ１０の径とほぼ同等に形成できることに伴い、隙間Ｇをできる限り小さく設定でき、溶接の品質の向上や溶接棒等の無駄の削減を実現できる。
【００４５】
（１．５）変更例
次に、上述した第１実施形態に係るエンボス１００の変更例について、図面を参照しながら説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態の変更例に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図である。なお、上述した第１実施形態に係るエンボス１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００４６】
上述した第１実施形態のように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、必ずしも第１実施形態のように半円弧状に形成される必要はない。
【００４７】
例えば、図５（ａ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されていてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、台形状に形成されていてもよい。さらに、図５（ｃ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、三角状に形成されていてもよい。
【００４８】
このようなエンボス１００の構成であっても、第１実施形態の作用・効果と同様に、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできると同時に、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００４９】
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る溶接継手構造２について、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２のヘッドフランジ３０のみを示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２の一部を示す断面図（図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図）である。なお、上述した第１実施形態に係る溶接継手構造１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５０】
（２．１）ヘッドフランジの構成
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２実施形態では、ヘッドフランジ３０は、排気パイプ１０の端部１１（端面１１Ａ）に当接して、排気パイプ１０をパイプ軸方向Ｓ（パイプ長手方向）に位置決めする軸方向位置決め手段を備えている。この軸方向位置決め手段は、貫通孔３１を形成する内壁３２から突出するリブ３４によって構成されている。
【００５１】
リブ３４は、貫通孔３１を形成する内壁３２の全周に設けられ、所定の厚み及び突出量（例えば、１．５〜２．０ｍｍ）を有している。このリブ３４は、ヘッドフランジ３０の厚み方向中間位置（すなわち、W１＝W２）に設けられている。なお、リブ３４の配置箇所や形状、大きさ等については、適宜変更できることは勿論である。
【００５２】
（２．２）作用・効果
以上説明した第２実施形態では、ヘッドフランジ３０は、軸方向位置決め手段（リブ３４）を備える。これにより、パイプ軸方向Ｓに対して、排気パイプ１０が貫通孔３１に入り込んでしまうことを防止できる。このため、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００５３】
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態に係る溶接継手構造３について、図面を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図７（ｂ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。なお、上述した第１実施形態に係る溶接継手構造１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５４】
（３．１）エンボスの構成
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第３実施形態では、径方向位置決手段は、上述した第１実施形態と同様に、エンボス１００Ａによって構成される。このエンボス１００Ａは、上述した第１実施形態の変更例（図５（ａ）参照）と同様に、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されている。
【００５５】
エンボス１００Ａは、ヘッドフランジ３０（貫通孔３１の縁部）に当接して排気パイプ１０をパイプ軸方向Ｓに位置決めするエンボス上位置決手段を備えている。このエンボス上位置決手段は、貫通孔３１に挿入されるパイプ挿入方向Ｉ前側から後側に向かって、エンボス１００Ａが排気パイプ１０の外周壁１３から離れるように傾斜することによって構成されている。
【００５６】
なお、第３実施形態では、エンボス１００Ａは、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されているものとして説明するが、その他の形状（図１〜図５参照）であってもよいことは勿論である。
【００５７】
（３．２）作用・効果
以上説明した第３実施形態では、エンボス上位置決手段は、貫通孔３１に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、エンボス１００Ａが排気パイプ１０から離れるように傾斜することによって構成される。これにより、第２実施形態のようにヘッドフランジ３０に軸方向位置決め手段（リブ３４）を設けなくても、排気パイプ１０が貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００５８】
（３．３）変更例
次に、上述した第３実施形態に係るエンボス１００Ａの変更例について、図面を参照しながら説明する。図８（ａ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。なお、上述した第３実施形態に係るエンボス１００Ａと同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５９】
上述した第３実施形態のように、エンボス１００Ａに設けられるエンボス上位置決手段は、必ずしもエンボス１００Ａが排気パイプ１０の外周壁１３から離れるように傾斜することによって構成される必要はない。
【００６０】
例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、エンボス上位置決手段は、エンボス１００Ａよりもパイプ径方向Ｒ外側に突出する段差部１１０によって構成されていてもよい。この段差部１１０は、エンボス１００Ａ内においてパイプ挿入方向Ｉ後側に形成されている。この場合であっても、第３実施形態の作用・効果と同様に、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００６１】
（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６２】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、溶接継手構造は、自動車等の内熱機関に接続されるエキゾーストマニホールドの締結構造であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、パイプ（例えば、排気パイプ１０）が被取付部材（例えば、フランジ）に形成される貫通孔に取り付けられるものであればよい。
【００６３】
また、径方向位置決手段は、排気パイプ１０と一体形成されるエンボスであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、別体の部材が排気パイプ１０の外周壁１３に取り付けられることによって構成されてもよい。
【００６４】
また、貫通孔３１を形成する内壁３２には、面取り３３が施されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、面取り３３が施されていなくてもよい。
【００６５】
なお、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態で説明した様々な溶接継手構造（パイプや被取付部材）を組み合わせることも勿論可能である。
【００６６】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００６７】
１〜３…パイプ継手構造
１０…排気パイプ（パイプ）
１１,１２…端部
１３…外周壁
２０…集合部
３０…ヘッドフランジ（被取付部材）
３１…貫通孔
３２…内壁
３４…リブ
１００,１００Ａ…エンボス
１１０…段差部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプが被取付部材（フランジ）に形成される貫通孔に挿入された状態で、パイプの端部と被取付部材とが溶接される溶接継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内熱機関に接続される円筒状の排気パイプがフランジ（被取付部材）に形成される円形状の貫通孔に挿入された状態で、排気パイプの端部とフランジとが溶接される溶接継手構造について、様々な提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、複数の排気パイプのうち全長が短い排気パイプ（内側２本）の端部をフランジに溶接固定し、全長が長い排気パイプ（外側２本）の端部がパイプ軸方向に対してスライド可能に形成された溶接継手構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この溶接継手構造によれば、全長が短い排気パイプを予め固定した状態（すなわち、位置決めされた状態）で、全長が長い排気パイプを所望の形状に配設可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４４７号公報（第２〜第４頁、第１〜第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に、貫通孔に排気パイプの端部が確実に挿入されるように、貫通孔が排気パイプよりも大きく形成される。このため、上述した従来の溶接継手構造では、排気パイプの外径と貫通孔の内径との寸法差によって、排気パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間が生じてしまい、溶接固定する際にパイプ周方向に対して隙間が均一（均等）になり難くい。この隙間が不均一である場合、溶接固定する際の溶接がパイプ周方向で均一になり難く、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させ難かった。
【０００６】
そこで、本発明は、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる溶接継手構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、パイプ（排気パイプ１０）が被取付部材（ヘッドフランジ３０）に形成される貫通孔（貫通孔３１）に挿入された状態で、前記パイプの端部（端部１１）と前記被取付部材とが溶接される溶接継手構造（例えば、溶接継手構造１）であって、前記パイプは、前記貫通孔を形成する内壁（内壁３２）に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段（例えば、エンボス１００）を備えることを要旨とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、パイプは、径方向位置決手段を備える。これにより、貫通孔がパイプよりも大きく形成されている場合でも、径方向位置決手段が貫通孔内で内壁に当接し、パイプ径方向に対してパイプが移動しにくくなる。このため、径方向位置決手段が設けられていないパイプと比較して、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすることができる。
【０００９】
この結果、隙間がパイプ周方向に対して均一となることに伴い、パイプ全周に施す溶接が均一になり易くなるため、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる。すなわち、溶接による被取付部材に対する入熱量をパイプ周方向に対して均一にでき、パイプ周方向に対する強度も均一できる。また、パイプ全周に施す溶接を均一にできることに伴い、溶接に用いられる溶接棒（ワイヤ）等が一部に集中することなく、溶接棒等の無駄をも削減できる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、３カ所以上設けられ、かつ、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボス（例えば、エンボス１００）によって構成されることを要旨とする。
【００１１】
かかる特徴によれば、径方向位置決手段は、３カ所以上のエンボスによって構成される。これにより、径方向位置決手段が３カ所未満のエンボスによって構成される場合と比較して、パイプと貫通孔とが同芯に配置され易くなる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して確実に均一にできると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成されることを要旨とする。
【００１３】
かかる特徴によれば、エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成される。これにより、貫通孔を形成する内壁に対して、エンボスが接触し易くなる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間にパイプ周方向において誤差が生じる場合であっても、隙間がパイプ周方向に対して均一になり易くなる。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、貫通孔を形成する内壁には、パイプが挿入される側の縁が削られることにより形成された面取り（面取り３３）が施されていることを要旨とする。
【００１５】
かかる特徴によれば、貫通孔を形成する内壁には、面取りが施されている。これにより、貫通孔の径がエンボスを含めたパイプの径とほぼ同等に形成されている場合でも、面取りが施されていない場合と比較して、貫通孔内にパイプを挿入し易くなる。また、貫通孔の径がエンボスを含めたパイプの径とほぼ同等に形成できることに伴い、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をできる限り小さく設定でき、溶接品質の向上や溶接棒等の無駄の削減を実現できる。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の特徴に係り、前記被取付部材は、前記パイプの端部に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めする軸方向位置決め手段を備え、前記軸方向位置決め手段は、前記貫通孔を形成する内壁から突出するリブ（リブ３４）によって構成されることを要旨とする。
【００１７】
かかる特徴によれば、被取付部材は、軸方向位置決め手段（リブ）を備える。これにより、パイプ軸方向に対して、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至５の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、前記エンボス上位置決手段は、前記貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、前記エンボスが前記パイプから離れるように傾斜することによって構成されることを要旨とする。
【００１９】
かかる特徴によれば、エンボス上位置決手段は、貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、エンボスがパイプから離れるように傾斜することによって構成される。これにより、被取付部材に軸方向位置決め手段（リブ）を設けなくても、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至６の特徴に係り、前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、前記エンボス上位置決手段は、前記エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部（段差部１１０）によって構成されることを要旨とする。
【００２１】
かかる特徴によれば、エンボス上位置決手段は、エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部によって構成される。これにより、被取付部材に軸方向位置決め手段（リブ）を設けなくても、パイプが貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向に対するパイプの位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の特徴によれば、パイプの外周壁と貫通孔の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向に対して均一にすると同時に、パイプと被取付部材との溶接品質を向上させることができる溶接継手構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る排気パイプ１０及びヘッドフランジ３０を示す拡大斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図（図２のＡ矢視図）であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す側面図（図２のＢ矢視図）である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す正面図（図２のＡ方矢視相当）であり、図４（ｂ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１の一部を示す断面（図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図）である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態の変更例に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２のヘッドフランジ３０のみを示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２の一部を示す断面図（図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図）である。
【図７】図７（ａ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図７（ｂ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。
【図８】図８（ａ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明に係る溶接継手構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）第３実施形態、（４）その他の実施形態について説明する。
【００２５】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２６】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００２７】
（１）第１実施形態
（１．１）溶接継手構造の構成
まず、第１実施形態に係る溶接継手構造１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る排気パイプ１０及びヘッドフランジ３０を示す拡大斜視図である。なお、第１実施形態に係る溶接継手構造１は、自動車等の内熱機関に接続されるエキゾーストマニホールドの締結構造であるものとする。
【００２８】
図１及び図２に示すように、溶接継手構造１では、排気パイプ１０がヘッドフランジ３０（被取付部材）に形成される貫通孔３１に挿入された状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０とが溶接される。この溶接継手構造１は、複数（図面では、４本）の排気パイプ１０と、集合部２０と、ヘッドフランジ３０とによって構成される。
【００２９】
排気パイプ１０は、略円筒状をなしており、所定の厚み（例えば、１．５〜２．０ｍｍ）を有している。この排気パイプ１０では、一方の端部１１がヘッドフランジ３０に連結され、他方の端部１２が集合部２０に収容される。この端部１２は、１／４円形断面に加工されて全体が円形となるように形成されている。
【００３０】
集合部２０は、円筒状をなしており、端部１２の全体（図面では４つの端部１２）が円形となるように集められた状態で収容する。この状態において、集合部２０に端部１２が溶接（例えば、アーク溶接）によって固定される。この集合部２０には、所定の接続管（不図示）が接続されている。つまり、自動車等の内熱機関で生じた排気ガス等は、ヘッドフランジ３０を経由して排気パイプ１０及び集合部２０を介して所定の接続管を通過することによって外部に排出される。
【００３１】
ヘッドフランジ３０は、板状をなしており、所定の厚み（例えば、８．０ｍｍ）を有している。このヘッドフランジ３０には、排気パイプ１０が挿入される複数（図面では、４つ）の貫通孔３１が形成される。この貫通孔３１は、略円形状に形成され、排気パイプ１０の径よりも大きい径（例えば、排気パイプ１０の径よりも１．０ｍｍ大きい径）を有している。すなわち、貫通孔３１を形成する内壁３２と排気パイプ１０の外周壁１３との間には、所定の隙間Ｇ（例えば、０．５ｍｍ）が形成される（図４参照）。また、貫通孔３１を形成する内壁３２には、排気パイプ１０が挿入される側の縁が削られることにより形成された面取り３３が施されている。
【００３２】
（１．２）排気パイプの詳細構成
次に、上述した排気パイプ１０の詳細について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図（図２のＡ矢視図）であり、図３（ｂ）は、第１実施形態に係る排気パイプ１０の端部１１を示す側面図（図２のＢ矢視図）である。
【００３３】
図２及び図３に示すように、排気パイプ１０は、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接してパイプ径方向Ｒに位置決めされる径方向位置決手段を備える。第１実施形態では、径方向位置決手段は、３カ所以上（図面では、４カ所）設けられ、かつ、排気パイプ１０からパイプ径方向Ｒ外側に突出するエンボス１００によって構成される。
【００３４】
エンボス１００は、排気パイプ１０と一体形成されている。エンボス１００は、貫通孔３１内に挿入され、貫通孔３１を形成する内壁３２に当接する。エンボス１００は、排気パイプ１０の端部１１における端面１１Ａから端部１２に向かって形成されている。また、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視（図３（ａ）参照）において、半円弧状に形成される。さらに、エンボス１００は、それぞれがパイプ周方向Ｃに等間隔（９０度置き）に配置される。
【００３５】
このようなエンボス１００のパイプ径方向Ｒに沿った高さＨは、排気パイプ１０と貫通孔３１との径差（例えば、１．０ｍｍ）の１／２、つまり、上述した隙間Ｇ（例えば、０．５ｍｍ）と同等若しくは隙間Ｇよりも高く形成される。また、エンボス１００の高さ方向に直交する幅Ｗは、エンボス１００の高さＨをほぼ同等（例えば、０．５ｍｍ）に形成される。さらに、エンボス１００のパイプ軸方向Ｓに沿った長さＬは、ヘッドフランジ３０の厚さよりも長く（例えば、３．０ｍｍ）形成される。
【００３６】
（１．３）排気パイプとヘッドフランジとの固定方法
次に、上述した排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との固定方法について、図面を参照しながら説明する。図４（ａ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１を示す正面図（図２のＡ方矢視相当）であり、図４（ｂ）は、第１実施形態に係る溶接継手構造１の一部を示す断面（図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図）である。
【００３７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、排気パイプ１０は、ヘッドフランジ３０に形成される貫通孔３１に挿入される。このとき、エンボス１００の高さＨが隙間Ｇよりも若干高い場合には、排気パイプ１０は、エンボス１００が面取り３３に当接しながら変形して貫通孔３１に挿入される。
【００３８】
そして、エンボス１００によってパイプ径方向Ｒに位置決めされた状態で、排気パイプ１０の端部１１とヘッドフランジ３０（貫通孔３１を形成する内壁３２）とが溶接（例えば、アーク溶接）される。なお、排気パイプ１０の端部１１全周と貫通孔３１の全周とに溶接Ｙが施される（図４（ａ）参照）。
【００３９】
（１．４）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、排気パイプ１０は、径方向位置決手段を備える。これにより、貫通孔３１が排気パイプ１０よりも大きく形成されている場合でも、径方向位置決手段が貫通孔３１内で内壁に当接し、パイプ径方向Ｒに対して排気パイプ１０が移動しにくくなる。このため、径方向位置決手段が設けられていない排気パイプ１０と比較して、排気パイプ１０の外周壁と貫通孔３１の内壁との間に形成される隙間をパイプ周方向Ｃに対して均一にすることができる。
【００４０】
この結果、隙間がパイプ周方向Ｃに対して均一となることに伴い、排気パイプ１０全周に施す溶接が均一になり易くなるため、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を向上させることができる。すなわち、溶接によるヘッドフランジ３０に対する入熱量をパイプ周方向Ｃに対して均一にでき、パイプ周方向Ｃに対する強度も均一できる。また、排気パイプ１０全周に施す溶接を均一にできることに伴い、溶接に用いられる溶接棒（ワイヤ）等が一部に集中することなく、溶接棒等の無駄をも削減できる。
【００４１】
ところで、近年においは、環境問題として排ガス規制が厳しくなっている。しかし、第１実施形態では、従来のような排気パイプの端部がパイプ軸方向Ｓに対してスライド可能に形成される場合と比較して、全ての排気パイプ１０をヘッドフランジ３０に均一に溶接することが可能となるため、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接部位からの排ガス等の漏れをも確実に防止できる。
【００４２】
第１実施形態では、径方向位置決手段は、３カ所以上のエンボス１００によって構成される。これにより、径方向位置決手段が３カ所未満のエンボスによって構成される場合と比較して、排気パイプ１０と貫通孔３１とが同芯に配置され易くなる。このため、隙間Ｇを確実にパイプ周方向Ｃに対して均一にできると同時に、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００４３】
第１実施形態では、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、半円弧状に形成される。これにより、貫通孔３１を形成する内壁３２に対して、エンボス１００が接触し易くなる。このため、隙間Ｇがパイプ周方向Ｃにおいて誤差が生じる場合であっても、隙間Ｇがパイプ周方向に対して均一になり易くなる。
【００４４】
第１実施形態では、貫通孔３１を形成する内壁３２には、面取り３３が施されている。これにより、貫通孔３１の径がエンボスを含めた排気パイプ１０の径とほぼ同等に形成されている場合でも、面取りが施されていない場合と比較して、貫通孔３１内に排気パイプ１０を挿入し易くなる。また、貫通孔３１の径がエンボスを含めた排気パイプ１０の径とほぼ同等に形成できることに伴い、隙間Ｇをできる限り小さく設定でき、溶接の品質の向上や溶接棒等の無駄の削減を実現できる。
【００４５】
（１．５）変更例
次に、上述した第１実施形態に係るエンボス１００の変更例について、図面を参照しながら説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態の変更例に係る排気パイプ１０の端部１１を示す正面図である。なお、上述した第１実施形態に係るエンボス１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００４６】
上述した第１実施形態のように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、必ずしも第１実施形態のように半円弧状に形成される必要はない。
【００４７】
例えば、図５（ａ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されていてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、台形状に形成されていてもよい。さらに、図５（ｃ）に示すように、エンボス１００は、パイプ軸方向Ｓ視において、三角状に形成されていてもよい。
【００４８】
このようなエンボス１００の構成であっても、第１実施形態の作用・効果と同様に、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできると同時に、排気パイプ１０とヘッドフランジ３０との溶接品質を確実に向上させることができる。
【００４９】
（２）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る溶接継手構造２について、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２のヘッドフランジ３０のみを示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態に係る溶接継手構造２の一部を示す断面図（図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図）である。なお、上述した第１実施形態に係る溶接継手構造１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５０】
（２．１）ヘッドフランジの構成
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２実施形態では、ヘッドフランジ３０は、排気パイプ１０の端部１１（端面１１Ａ）に当接して、排気パイプ１０をパイプ軸方向Ｓ（パイプ長手方向）に位置決めする軸方向位置決め手段を備えている。この軸方向位置決め手段は、貫通孔３１を形成する内壁３２から突出するリブ３４によって構成されている。
【００５１】
リブ３４は、貫通孔３１を形成する内壁３２の全周に設けられ、所定の厚み及び突出量（例えば、１．５〜２．０ｍｍ）を有している。このリブ３４は、ヘッドフランジ３０の厚み方向中間位置（すなわち、W１＝W２）に設けられている。なお、リブ３４の配置箇所や形状、大きさ等については、適宜変更できることは勿論である。
【００５２】
（２．２）作用・効果
以上説明した第２実施形態では、ヘッドフランジ３０は、軸方向位置決め手段（リブ３４）を備える。これにより、パイプ軸方向Ｓに対して、排気パイプ１０が貫通孔３１に入り込んでしまうことを防止できる。このため、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００５３】
（３）第３実施形態
次に、第３実施形態に係る溶接継手構造３について、図面を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図７（ｂ）は、第３実施形態に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。なお、上述した第１実施形態に係る溶接継手構造１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５４】
（３．１）エンボスの構成
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第３実施形態では、径方向位置決手段は、上述した第１実施形態と同様に、エンボス１００Ａによって構成される。このエンボス１００Ａは、上述した第１実施形態の変更例（図５（ａ）参照）と同様に、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されている。
【００５５】
エンボス１００Ａは、ヘッドフランジ３０（貫通孔３１の縁部）に当接して排気パイプ１０をパイプ軸方向Ｓに位置決めするエンボス上位置決手段を備えている。このエンボス上位置決手段は、貫通孔３１に挿入されるパイプ挿入方向Ｉ前側から後側に向かって、エンボス１００Ａが排気パイプ１０の外周壁１３から離れるように傾斜することによって構成されている。
【００５６】
なお、第３実施形態では、エンボス１００Ａは、パイプ軸方向Ｓ視において、矩形状に形成されているものとして説明するが、その他の形状（図１〜図５参照）であってもよいことは勿論である。
【００５７】
（３．２）作用・効果
以上説明した第３実施形態では、エンボス上位置決手段は、貫通孔３１に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、エンボス１００Ａが排気パイプ１０から離れるように傾斜することによって構成される。これにより、第２実施形態のようにヘッドフランジ３０に軸方向位置決め手段（リブ３４）を設けなくても、排気パイプ１０が貫通孔に入り込んでしまうことを防止できる。このため、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００５８】
（３．３）変更例
次に、上述した第３実施形態に係るエンボス１００Ａの変更例について、図面を参照しながら説明する。図８（ａ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０のみを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、第３実施形態の変更例に係る溶接継手構造３の排気パイプ１０を示す側面図である。なお、上述した第３実施形態に係るエンボス１００Ａと同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００５９】
上述した第３実施形態のように、エンボス１００Ａに設けられるエンボス上位置決手段は、必ずしもエンボス１００Ａが排気パイプ１０の外周壁１３から離れるように傾斜することによって構成される必要はない。
【００６０】
例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、エンボス上位置決手段は、エンボス１００Ａよりもパイプ径方向Ｒ外側に突出する段差部１１０によって構成されていてもよい。この段差部１１０は、エンボス１００Ａ内においてパイプ挿入方向Ｉ後側に形成されている。この場合であっても、第３実施形態の作用・効果と同様に、排気パイプ１０の外周壁１３と貫通孔３１の内壁３２との間に形成される隙間Ｇをパイプ周方向Ｃに対して均一にできることに加えて、パイプ軸方向Ｓに対する排気パイプ１０の位置決めをも正確に行うことが可能となる。
【００６１】
（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６２】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、溶接継手構造は、自動車等の内熱機関に接続されるエキゾーストマニホールドの締結構造であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、パイプ（例えば、排気パイプ１０）が被取付部材（例えば、フランジ）に形成される貫通孔に取り付けられるものであればよい。
【００６３】
また、径方向位置決手段は、排気パイプ１０と一体形成されるエンボスであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、別体の部材が排気パイプ１０の外周壁１３に取り付けられることによって構成されてもよい。
【００６４】
また、貫通孔３１を形成する内壁３２には、面取り３３が施されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、面取り３３が施されていなくてもよい。
【００６５】
なお、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態で説明した様々な溶接継手構造（パイプや被取付部材）を組み合わせることも勿論可能である。
【００６６】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００６７】
１〜３…パイプ継手構造
１０…排気パイプ（パイプ）
１１,１２…端部
１３…外周壁
２０…集合部
３０…ヘッドフランジ（被取付部材）
３１…貫通孔
３２…内壁
３４…リブ
１００,１００Ａ…エンボス
１１０…段差部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプが被取付部材に形成される貫通孔に挿入された状態で、前記パイプの端部と前記被取付部材とが溶接される溶接継手構造であって、
前記パイプは、前記貫通孔を形成する内壁に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段を備えることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、３カ所以上設けられ、かつ、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接継手構造であって、
前記エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の溶接継手構造であって、
貫通孔を形成する内壁には、パイプが挿入される側の縁が削られることにより形成された面取りが施されていることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記被取付部材は、前記パイプの端部に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めする軸方向位置決め手段を備え、
前記軸方向位置決め手段は、前記貫通孔を形成する内壁から突出するリブによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、
前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、
前記エンボス上位置決手段は、前記貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、前記エンボスが前記パイプから離れるように傾斜することによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、
前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、
前記エンボス上位置決手段は、前記エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部によって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項１】
パイプが被取付部材に形成される貫通孔に挿入された状態で、前記パイプの端部と前記被取付部材とが溶接される溶接継手構造であって、
前記パイプは、前記貫通孔を形成する内壁に当接してパイプ径方向に位置決めされる径方向位置決手段を備えることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、３カ所以上設けられ、かつ、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接継手構造であって、
前記エンボスは、パイプ軸方向視において、半円弧状に形成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の溶接継手構造であって、
貫通孔を形成する内壁には、パイプが挿入される側の縁が削られることにより形成された面取りが施されていることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記被取付部材は、前記パイプの端部に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めする軸方向位置決め手段を備え、
前記軸方向位置決め手段は、前記貫通孔を形成する内壁から突出するリブによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、
前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、
前記エンボス上位置決手段は、前記貫通孔に挿入されるパイプ挿入方向前側から後側に向かって、前記エンボスが前記パイプから離れるように傾斜することによって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の溶接継手構造であって、
前記径方向位置決手段は、前記パイプからパイプ径方向外側に突出するエンボスによって構成され、
前記エンボスは、前記被取付部材に当接して前記パイプをパイプ軸方向に位置決めするエンボス上位置決手段を備え、
前記エンボス上位置決手段は、前記エンボスよりもパイプ径方向外側に突出する段差部によって構成されることを特徴とする溶接継手構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７４１７（Ｐ２０１３−７４１７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９５９９（Ｐ２０１１−１３９５９９）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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