JPH0540261Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、排気マニホールド構造に係り、特に
耐久性を有するように形成した断熱性の排気マニ
ホールド構造に関する。

［従来の技術］ 一般にターボ過給機を備えた内燃機関の場合、
そのターボ過給機のタービンには内燃機関から排
出される排気の熱損失をできるだけ抑えて、エネ
ルギ大の高温な排気を供給する方が望ましい。ま
た、可動ノズルベーン等を有した可変容量ターボ
過給機を装着する場合には、供給する排気流の脈
動等による圧力変動をできるだけ少なくするため
に、その上流側に位置するシリンダに接続された
排気マニホールドに、排気を一旦集合させるため
の排気室（チヤンバ）を形成しておく必要があ
る。

このため、第５図および第６図に示すように、
従来上記排気マニホールドａは、内燃機関の各気
筒から排気を直方体状の内殻ｂとして形成した排
気室ｃ内に集合させて、その脈動を緩衝した後
に、排出下流側、即ち、過給機タービン側へ流出
させるようになつている。

排気室ｃは、ステンレス鋼板等の耐熱金属によ
り形成され、その一側には、内燃機関の各気筒か
ら排気を流入させるための流入口ｄがその長手方
向に沿つて形成されており、流入口ｄの外方には
シリンダヘツド（図示せず）に連絡するための流
入管ｅが設けられている。また他側には、排気室
ｃ内の排気を、排出下流側へ導くための排出管ｆ
が形成されている。

そして、排気の高温を維持させるために、断熱
層ｇが排気室ｃを被覆して形成されており、アル
ミナ（Al₂O₃）繊維等により、外方への放熱を遮
断するようになつている。さらに断熱層ｇを囲繞
して鋳鉄製の外殻ｈが形成されており、流入管ｅ
の外周には、これを覆つて設けられた取付管ｉ
と、取付管ｉをシリンダヘツドに接続するための
ボルトｊを下流側からシリンダヘツド側へ挿通さ
せるためのボルト支持部ｋとを形成している。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような排気マニホールド構造
においては、排気室ｃ内の排気の温度は、850℃
にも達し、排気室ｃを区画する内殻ｂは、この熱
により800℃程度に昇温される。外殻ｈへの入熱
は、断熱層ｇによつて阻まれるものの、その温度
は約500℃前後になる。従つて、内殻ｂと外殻ｈ
をそれぞれ形成するステンレス鋼板と鋳鉄は、そ
れぞれ熱膨張するが、上記温度差および各々の線
膨張率の違いにより、その熱膨張度が異なるた
め、特に内殻ｂと外殻ｈとが接合する流入管ｅの
端部には、変形量の差に起因する引張の力が加わ
り、亀裂等が発生して排気室ｃ内の排気が漏出す
るおそれがある。

また、内燃機関の運転状態によつて排気室ｃ内
の排気の膨張・収縮のくり返し、あるいは振動等
によつて、断熱層ｇを形成する断熱材（アルミナ
繊維）が移動し、内殻ｂと外殻ｈとの間に空〓を
生ぜしめ、断熱性が低下する問題があつた。

さらに、この排気マニホールドａの下流側に、
排気の排出管を閉じる排気ブレーキが設けられて
いる場合には、排気室ｃ内の圧力は、排気ブレー
キ作動時で最高約６Kg／cm²に達する。

第７図に示すように、内殻ｂは、この内圧によ
り断熱層ｇを押しのけるように不規則に膨張し
て、図中、破線Ａのように変形される。この変形
が進行すると、内殻ｂは外殻ｈの内壁に接触する
こととなり、断熱作用が低下される。またボルト
支持部ｋの径方向外方を区画して形成する内殻ｂ
は、これと直交するシリンダヘツド側および排出
下流側の内殻ｂに、端部が面接触されて接合する
ようになつており、上記変形はこの接合を劣化さ
せて亀裂を生じさせ、これも排気の漏出となるお
それがある。

そこで、本考案は、上記問題点となつている内
殻の変形を防止して、耐久性を向上させた断熱性
の排気マニホールド構造を提供すべく創案された
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、シリンダヘツドに接続されて各気筒
からの排気を集合させて排出するための排気室を
区画する内殻を形成し、該内殻に断熱層を被覆
し、該断熱層に外殻を被覆すると共に、上記内殻
の一部を上記断熱層内に突出させて折り返したも
のである。

［作用］ 排気室は、各気筒からの排気を集合させて排出
下流側へ導く。断熱層は、高温な排気の熱が外殻
に伝達されるのを遮断する。

そして折り返されて突出している内殻の一部
は、外殻よりも熱膨張量が大である内殻の変形を
吸収し、外殻との接合部への影響を減ずる。ま
た、断熱層の移動を、突出している部分で支持す
ることにより阻む。さらに、突出部が内殻を補強
しているので、内圧による変形を抑制する。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に従つて説明
する。

第１図および第２図は、本考案に係る排気マニ
ホールド構造の一実施例を示したものであり、排
気マニホールド１は従来と同様に、シリンダヘツ
ドに接続されて各気筒からの排気を集合させて排
出するために、直方体状に形成された内殻２によ
り区画された排気室３と、内殻２を被覆する断熱
層４と、さらに断熱層４を被覆する外殻５とによ
り形成されている。

内殻２の一側、即ち、シリンダヘツド側６に
は、流入口７および流入管８が備えられており、
他側、即ち、排気の排出下流側９には排出管１０
が形成されている。また外殻５には流入管８を囲
繞するように形成された取付管１１と、取付管１
１を挾むように挿通されるボルト１２を支持する
ためのボルト支持部１３とが備えられている。

そして、本考案の特長となる内殻２の側板１４
の一部には、断熱層４内に突出して折り返された
突出部１５が形成されている。本実施例にあつて
は、図中、二点鎖線Ｂで示したように、排気マニ
ホールド１の長手方向およびそれと直交する方向
に沿つて、且つ流入口７とボルト支持部１３とを
避けるように格子状とした位置で折り返されてい
る。

第３図および第４図に示すように、内殻２はス
テンレス鋼板により板金成形されており、折り返
しはヒモ状に突出されて加工されるビーデイング
によつてなされている。突出部１５の断面形状は
略Ｕ字状になつており、その先端１６は外殻５の
内側１７から適宜隔てられて断熱層４内に留めら
れており、側面１８は内殻２の側板１４に沿う方
向、第４図中でいえば上下方向を横断することに
なる。

次に、本実施例の作用を説明する。

排気室３は、各気筒からの排気を集合させて、
排気流の脈動等による圧力変動を抑制する。断熱
層４は、この高温な排気の熱が外殻５に伝達する
のを遮断し、排気の熱損失を少なくする。

そして、突出部１５は、内殻２が高温な排気に
よつて熱せられ、外殻５よりも変形量大に熱膨張
したときに、その変形を、自身が断熱層４内へ膨
らむように変形することにより吸収して、外殻５
との接合箇所への波及を防ぐ。

また、内殻２の膨張・収縮のくり返しや内燃機
関の運転に伴なう振動によつて、断熱層４を形成
する断熱材（アルミナ繊維等）は、次第に側板１
４に沿つて移動しようとするが、突出部１５の側
面１８がこの移動（ズレ）を阻んで、空〓が生ず
るのを防止する。

さらに、ビーデイングにより形成された突出部
１５の公知の作用である部材の補強機能は、排気
ブレーキ作動時等の排気室３内の圧力増加による
内殻２の変形を抑止する。

なお、上記作用は、本考案者らが先に提案した
「排気管構造」（特願昭61−162058号）においても
発揮されるものである。ただし、その提案におい
ては、本考案の突出部１５に相当するビード部の
先端が、外管（外殻）の内側に接触させる構成で
あるため、この接触部における伝熱で断熱作用が
低下するおそれがある。これに対して本考案で
は、先端を接触させずに折り返すようにしている
ため、膨張の進行による過度の突出（接触）がな
い限りは、上記断熱作用の低下は生じないことに
なる。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) 排気室内を区画する従来の内殻の、一部を折
り返したので、内殻の熱膨張による変形を吸収
して外殻との接合箇所の破損を防止し、耐久性
向上を計つた断熱性の排気マニホールド構造を
得ることができる。

(2) 折り返しを断熱層内に突出させたので、断熱
材の移動を阻み、断熱層内の空〓発生による断
熱性の低下を防止して、耐久性の向上を計るこ
とができる。

(3) 突出させた部分によつて内殻の強度が増すの
で、排気室内の圧力増加による内殻の変形を防
止し、耐久性の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る排気マニホールド構造
の一実施例を示した部分破断側面図、第２図はそ
の上面図、第３図は第２図中の−線断面図、
第４図はその要部拡大図、第５図は従来の排気マ
ニホールド構造を示した部分破断側面図、第６図
はその上面図、第７図は第６図中の−線断面
図である。 図中、１は排気マニホールド、２は内殻、３は
排気室、４は断熱層、５は外殻、１４は側板、１
５は突出部である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シリンダヘツドに接続されて各気筒からの排
   気を集合させて排出するための排気室を区画す
   る内殻を形成し、該内殻に断熱層を被覆し、該
   断熱層に外殻を被覆すると共に、上記内殻の一
   部を上記断熱層内に突出させて折り返したこと
   を特徴とする排気マニホールド構造。 (2) 上記内殻がステンレス鋼板により成形され、
   上記断熱層内に折り返される突出部がビーデイ
   ングにより加工されて形成された上記実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の排気マニホール
   ド構造。 (3) 上記突出部が上記内殻の側板に格子状に形成
   された上記実用新案登録請求の範囲第２項に記
   載の排気マニホールド構造。