JPH048816A - 排気マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用エンジンのシリンダヘッドに取り付
けられる排気マニホールドの改良に関する。

〔従来の技術） 昨今、エンジンからの排気ガスを集合するための排気マ
ニホールドとして、例えば、実開平ｌ−１４３６７９号
公報に示すようにフランジとパイプとを溶接結合した構
造のものが、エンジンの熱対策の１つに採用されている
。

このような溶接結合の排気マニホールドとして、例えば
第１０図に示す如き排気マニホールドが知られている。

図において、１０１は排気マニホールドで、流入側フラ
ンジ１０２と、４本のパイプ１０３とを有している。流
入側フランジ１０２は、金属製の帯板材からなり、中実
で、その板厚は厚くなっており、多数のボルト貫通孔１
０２Ａが穿設されている。貫通孔１０２Ａにボルト（図
示せず）を貫通させてシリンダヘッド（図示せず）に螺
子止めすることにより、排気マニホールド１０１は、シ
リンダヘッドに固着されている。

そして、この流入側フランジ１０２のパイプ取付孔１０
２Ｂに４本のパイプ１０３がそれぞれ挿入され、溶接で
固着され、パイプ取付孔１０２Ｂは、シリンダヘッドの
各排気ポート（図示せず）に連通している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の排気マニホールド１０１にあっては、
寒気時において、エンジンの始動時、エンジンが熱っせ
られると、エンジンの熱は、直ちにシリンダヘッドから
流入側フランジ１０２に伝わる。流入側フランジ１０２
は、金属製の帯板材からなり、中実で、その板厚は厚く
なっているので、シリンダヘッドから流入側フランジ１
０２に伝わる熱伝導量が多く、また、熱っせられたパイ
プ１０３から流入側フランジ１０２に伝わる熱伝導量も
大きい。即ち、流入側フランジ１０２がエンジンに対し
て一種の熱伝達材の如き機能を有している。従って、寒
気時のエンジンの始動時、シリンダヘッドからの熱の逃
げが多く、エンジンを早期に暖めることができず、エン
ジンの低温時のエミッション性能が悪いという問題があ
った。

また、流入側フランジ１０２は、金属製の帯板材からな
り、中実で、その板厚は厚くなっているので、剛性は高
いもののその重量が大きいという問題があった。

そこで、例えば第１１図に示す溶接構造の排気マニホー
ルド１２’ｌが案出され知られている。

この排気マニホールド１２１の流入側フランジ１２２は
、板材１２２Ａと、その周縁部に形成された折曲部１２
２Ｂとからなり、複数のパイプ取付孔１２２Ｃが形成さ
れている。このパイプ取付孔１２２Ｃにパイプ１２３を
貫通させて溶接で流入側フランジ１２２に固着させてい
る。

かかる構造の排気マニホールド１２１にあっては、流入
側フランジ１２２の重量を軽量化することができるが、
その剛性が低く、そのため、熱膨張・熱収縮によるパイ
プ１２３の変形に伴い、シリンダヘッド１２４に接触し
ている流入側フランジ１２２に、その端部をシリンダヘ
ッド１２４から捲れさせようとする力が発生した際、剛
性の低い流入側フランジ１２２は変形し易く、流入側フ
ランジ１２２の端部に捲れが発生し、ガス漏れが生じる
虞があるという問題があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、剛性を高くするとともに軽量化を図り
、さらに、エンジンの低温時のエミッション性能を良く
することができる排気マニホールドを提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、シリンダヘッド
の各排気ポートに連通ずるパイプ取付孔を設けたフラン
ジと、このフランジの各パイプ取付孔にそれぞれ固着さ
れるパイプとを有してなる排気マニホールドにおいて、
前記フランジのパイプとの接合部の周りの部分の内部に
、中空部を形成したものである。

〔作　用〕

本発明においては、寒気時において、エンジンの始動時
、エンジンが熱っせられると、エンジンの熱は、直ちに
フランジに伝わるが、フランジのパイプとの接合部の周
りの部分の内部に中空部が形成され、この中空部の熱伝
導率は、従来例における金属製の中実のフランジの熱伝
導率に比して小さいので、シリンダヘッドからフランジ
に伝わる熱伝導量が少なく、また、熱っせられたパイプ
からフランジに伝わる熱伝導量も小さい。即ち、この中
空部がエンジンに対して一種の熱遮蔽材の如き機能を有
している。

また、フランジのパイプとの接合部の周りの部分の内部
に中空部を形成したので、フランジの重量を小さくしつ
つその剛性を向上させることができる。従って、熱膨張
・熱収縮によるパイプの変形に伴い、シリンダヘッドに
接触しているフランジに、その端部をシリンダヘッドか
ら捲れさせようとする力が発生しても、剛性の高いフラ
ンジは変形することが少ない。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例に係る排気マ
ニホールドを示す。

図において、１はエンジンのシリンダヘッドで、排気ポ
ート２が４個並べて形成されている。

３は本実施例に係る排気マニホールドで、流入側フラン
ジ４と、４本のパイプ５と、流出側集合フランジ６とを
有している。この排気マニホールド３は、流入側フラン
ジ４に設けた複数のフランジ取付孔４Ａにボルトを貫通
させてシリンダヘッド１に螺子上めすることにより、ガ
スケット７を介してシリンダヘッド１にボルト（図示せ
ず）で固着されている。

上記の流入側フランジ４の構造の詳細及びこれとパイプ
５との組付は手順について説明する。

流入側フランジ４は、アッパーフランジ８と、ロアーフ
ランジ９と、複数個のスペーサ１０とを有している。

アッパーフランジ８は、帯板材８Ａと、その周縁部に形
成された折曲げ部８Ｂとからなり、帯板材８Ａには、パ
イプ取付孔８Ｃが４個並べて形成されるとともに、多数
のボルト貫通孔８Ｄが穿設されている。

ロアーフランジ９は、帯板材９Ａと、その周縁部に形成
された折曲げ部９Ｂとからなり、帯板材９Ａには、アッ
パーフランジ８のパイプ取付孔８Ｃに対応する位置にそ
れぞれパイプ取付孔９Ｃが４個並べて形成されるととも
に、アッパーフランジ８のボルト貫通孔８Ｄに対応する
位置に多数のボルト貫通孔９Ｄがそれぞれ穿設されてい
る。

そして、各パイプ５をアッパーフランジ８の各パイプ取
付孔８Ｃに貫通させ、各パイプ５の先端部をロアーフラ
ンジ９のパイプ取付孔９Ｃの外周面に嵌合し、その状態
で、ロアーフランジ９の帯板材９Ａのパイプ取付孔９０
周りとパイプ５の先端部とを全周溶接Ｗ、してパイプ５
をロアーフランジ９に固定する。次いで、ロアーフラン
ジ９の各ボルト貫通孔９Ｄにそれぞれスペーサ１０を溶
接して固定する。

さらに、ロアーフランジ９内にアッパーフランジ８を押
し込んで嵌合し、アッパーフランジ８のパイプ取付孔８
Ｃとパイプ５とを全周溶接Ｗ２して固定するとともに、
アッパーフランジ８の周縁部８Ｅとロアーフランジ９の
折曲部９Ｂの先端とを溶接Ｗ３Ｌで固定する。

しかして、流入側フランジ４のパイプ５との接合部の周
りの部分の内部に、中空部Ｈが形成されている。

また、ボルト貫通孔８Ｄとスペーサ１０とボルト貫通孔
９Ｄとで、上記のフランジ取付孔４Ａが構成され、この
スペーサ１０により、ボルトで排気マニホールド３をシ
リンダヘッド１へ取り付ける時、アッパーフランジ８を
潰さないようにしている。

次に、本実施例の作用、効果を説明する。

寒気時において、エンジンの始動時、エンジンが熱っせ
られると、エンジンの熱は、直ちに流入側フランジ４に
伝わるが、流入側フランジ４のパイプ５との接合部の周
りの部分の内部に中空部Ｈが形成され、この中空部Ｈの
熱伝導率は、従来例における金属製で中実となっている
流入側フランジ１０２（第１０図図示）の熱伝導率に比
して小さいので、シリンダヘッド１から流入側フランジ
４に伝わる熱伝導量が少な（、また、熱っせられたパイ
プ５から流入側フランジ４に伝わる熱伝導量も小さい。

即ち、この中空部Ｈがエンジンに対して一種の熱遮蔽材
の如き機能を有している。従って、寒気時のエンジンの
始動時、シリンダヘッド１からの熱の逃げを少なくし、
エンジンを早期に暖めることができ、エンジンの低温時
のエミッション性能を向上させることができるとともに
排気ガスの浄化の効率を良くすることもできる。

また、流入側フランジ４のパイプ５との接合部の周りの
部分の内部に中空部Ｈを形成したので、流入側フランジ
４の重量を小さくしつつその剛性を向上させることがで
きる。従って、熱膨張・熱収縮によるパイプ５の変形に
伴い、シリンダヘッドｌに接触している流入側フランジ
４に、その端部をシリンダヘッド１から捲れさせようと
する力が発生しても、剛性の高い流入側フランジ４は変
形することが少ない。換言すれば、パイプ５に矢印Ｘ方
向の力が作用しても、ロアーフランジ９及びパイプ５が
アッパーフランジ８で支持された状態となっているので
、矢印Ｘ方向への変形が防止されている。その結果、流
入側フランジ４の端部の捲れを規制し、ガス漏れを防止
することができる。

なお、本実施例においては、アッパーフランジ８とロア
ーフランジ９との間に多数のスペーサＩＯが挾まれてい
るが、第６図に示すように、アッパーフランジ１１に凹
部１１Ａを形成し、この凹部１１Ａに設けた孔１１Ｂと
ロアーフランジ９のボルト貫通孔９Ｄにボルトを貫通さ
せて流入側フランジ４をシリンダヘッドｌに固着するこ
とによりスペーサｌＯを無くすこともできる。

また、本実施例においては、流入側フランジ４は、アッ
パーフランジ８とロアーフランジ９とを有しているが、
アッパーフランジ８に代えて、第７図に示すように、パ
イプ５が嵌通するパイプ取付孔１２Ａが中央部に設けら
れた円形状蓋材１２をパイプ５に対応する数だけ準備し
、この円形状蓋材１２をロアーフランジ９に溶接で固定
して、この円形状蓋材１２とロアーフランジ９との間に
中空部Ｈを形成することもできる。

さらに、本実施例においては、流入側フランジ４は、ア
ッパーフランジ８とロアーフランジ９とを有しているが
、ロアーフランジ９に代えて、第８図に示すように、パ
イプ５が嵌通するパイプ取付孔１３Ａが中央部に設けら
れた円形状フランジ部材１３をパイプ５に対応する数だ
けｔｌ［し、この円形状フランジ部材１３をアッパーフ
ランジ８に溶接で固定して、この円形状フランジ部材１
３とアッパーフランジ８との間に中空部Ｈを形成するこ
ともできる。

第９図は本発明の第２実施例に係る排気マニホールドを
示し、第１実施例と相違する部分についてのみ説明する
。なお、第１実施例の構成部品と同一構成部品には同一
の符号を付する。

図示のように、本実施例に係る排気マニホールド２１は
、流入側フランジ２２と、複数個のパイプ２３とを有し
ている。この排気マニホールド２１は、ガスケット７を
介してシリンダヘッド１にボルト（図示せず）で固着さ
れている。

上記の流入側フランジ２２の構造の詳細及びパイプ２３
との固定構造について説明する。

流入側フランジ２２は、アッパーフランジ２４と、ロア
ーフランジ２５と、複数個のスペーサ１０（第４図図示
）とを有している。

アッパーフランジ２４は、帯板材２４Ａと、その周縁部
に形成された折曲げ部２４Ｂとからなり、帯板材２４Ａ
には、複数のパイプ取付孔２４Ｃが並べて穿設されてい
る。

ロアーフランジ２５は、帯板材２５Ａと、その周縁部に
形成された折曲げ部２５Ｂとからなり、帯板材２５Ａに
は、複数のパイプ取付孔２５Ｃが並べて形成されている
。

ロアーフランジ２５内にアッパーフランジ２４を押し込
んで嵌合し、アッパーフランジ２４のパイプ取付孔２４
Ｃとロアーフランジ２５のパイプ取付孔２５Ｃの外周面
とを全周溶接Ｗ４して固定するとともに、アッパーフラ
ンジ２４の周縁部２４Ｅとロアーフランジ２５の折曲部
２５Ｂの先端とが溶接Ｗ、で固定されている。

そして、パイプ２３はロアーフランジ２５のパイプ取付
孔２５Ｃの内側面に嵌合し、パイプ２３の先端とロアー
フランジ２５の取付孔２５Ｃの内周面とは全周溶接Ｗ６
で固着している。

しかして、流入側フランジ２２のパイプ２３との接合部
の周りの部分の内部に、中空部Ｈが形成されている。

第２実施例によれば、第１実施例と同様の作用。

効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、寒気時において、
エンジンの始動時、エンジンが熱っせられると、エンジ
ンの熱は、直ちにフランジに伝わるが、フランジのパイ
プとの接合部の周りの部分の内部に中空部が形成され、
この中空部の熱伝導率は、従来例における金属製の中実
のフランジの熱伝導率に比して小さいので、シリンダヘ
ッドからフランジに伝わる熱伝導量が少なく、また、熱
っせられたパイプからフランジに伝わる熱伝導量も小さ
い。即ち、この中空部がエンジンに対して一種の熱遮蔽
材の如き機能を有している。従って、寒気時のエンジン
の始動時、シリンダヘッドからの熱の逃げを少なくし、
エンジンを早期に暖めることができ、エンジンの低温時
のエミッション性能を向上させることができるとともに
排気ガスの浄化の効率を良くすることもできる。

また、フランジのパイプとの接合部の周りの部分の内部
に中空部を形成したので、フランジの重量を小さくしつ
つその剛性を向上させることができる。従って、熱膨張
・熱収縮によるパイプの変形に伴い、シリンダヘッドに
接触しているフランジに、その端部をシリンダヘッドか
ら捲れさせようとする力が発生しても、剛性の高いフラ
ンジは変形することが少ない。その結果、フランジの端
部の捲れを規制し、ガス漏れを防止することができる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る排気マニホールドの
断面図である。 第２図は同排気マニホールドの全体を示す斜視図である
。 第３図は第２図のアッパーフランジの斜視図である。 第４図は第２図のロアーフランジの斜視図である。 第５図は第３図の■−■線に沿った断面図である。 第６図は第３図のアッパーフランジの変形例を示す部分
断面図である。 第７図は第３図のアッパーフランジに代わる円形状蓋材
を示す斜視図である。 第８図は第４図のロアーフランジに代わる円形状フラン
ジ部材を示す斜視図である。 第９図は本発明の第２実施例に係る排気マニホールドの
断面図である。 第１０図は従来における排気マニホールドの斜視図であ
る。 第１１図は従来における他の排気マニホールドの断面図
である。 （主要な部分の符号の説明） １・・・シリンダヘッド ２・・・排気ボート ３・・・排気マニホールド ４・・・流入側フランジ Ｈ・・・中空部。 第１図 ３（オイ終気マニ庄−−ルド） 特許出願人　　カルソニック株式会社 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第１０図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッドの各排気ポートに連通するパイプ
   取付孔を設けたフランジと、このフランジの各パイプ取
   付孔にそれぞれ固着されるパイプとを有してなる排気マ
   ニホールドにおいて、前記フランジのパイプとの接合部
   の周りの部分の内部に、中空部を形成したことを特徴と
   する排気マニホールド。