JPH0716009Y2 - パイプ製エキゾーストマニホールド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車の排気系に用いられるパイプ製エキゾ
ーストマニホールドに関するものである。

〔従来の技術〕

自動車に搭載されるエキゾーストマニホールドは、大き
く分けて二つに大別される。

一つは、エンジン容量が1000〜1600ccと比較的小さく、
大衆車と呼ばれる小型乗用車に搭載されたエキゾースト
マニホールドで、このものは、狭小なエンジンルーム内
に収める必要があることと、コストが安くなければなら
ないということから、第３図に示すように、エンジンＥ
の各気筒P₁〜P₄から排出された排気ガスが、直後で集合
し、一つの排出管Ｃから排出されるようになっている。

このエキゾーストマニホールドは、コンパクトであると
共に、低コストで製造できるが、一方、各排気筒EP₁〜E
P₄から排出する排気ガス同士が相互に干渉し、エンジン
出力が低下してしまうという欠点を有している。

然し、この種の大衆車は、車体も小さく、又、走行性能
を深く追求する車ではないので、経済性を重視する立場
から、このようなエキゾーストマニホールドで構わない
ととされている。

処が、このエキゾーストマニホールドは、所謂スポーツ
カー等には、走行性能の面から採用し難い。

他の一つは、エンジン容量も2000cc以上と大きく、特に
走行性能を重視する、所謂スポーツカー等に搭載される
エキゾーストマニホールドである。

このエキゾーストマニホールドは、各気筒に比較的長尺
のパイプが取着され、それらがその下流側で集合されて
いる。

従来、この種のパイプ製エキゾーストマニホールドとし
ては、例えば実開昭61-152719号公報に開示されるもの
が知られている。

これを第４図に示す排気装置に基づいて説明する。図に
於て、１はエンジンで、その各気筒（図示せず）にはヘ
ッドフランジ２を介してパイプ製エキゾーストマニホー
ルド３が取り付けられている。

このパイプ製エキゾーストマニホールド３は、４本のマ
ニホールドチューブ４が２本を一つの単位として下流側
で２つの集合管５に連結されることによって構成されて
いる。

この際、各マニホールドチューブ４は、各気筒からの爆
発に伴う排気ガスが相互に干渉しないように各マニホー
ルドチューブ４の組み合わせ、及びチューブ長が定めら
れている。

そして、このパイプ製エキゾーストマニホールド３の下
流側に連結する２本の集合管５は、フランジ６を介して
２本のフロントチューブ７に連結されている。又、２本
のフロントチューブ７は下流側で１つの集合管８で合流
して、触媒コンバータ９の流入部に連結している。この
ように順次に連結することにより、各気筒からの排気ガ
スが互いに干渉しないようにして、エンジン性能の低下
を極力防止している。更に、触媒コンバータ９の下流側
には、マフラを取り付けている排気系（図示せず）が連
結している。

斯くして構成された排気装置は、エンジン１の各気筒か
ら排気ガスが吐出されると、それに対応する各マニホー
ルドチューブ４内を排気ガスが流通し、それらが互いに
干渉しないように集合管5,フロントチチューブ7,集合管
８を経由して触媒コンバータ９に送られ、此処で所定の
浄化処理が施された後、下流の排気系を介して大気へ放
出される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

然し、上述の排気装置に於けるパイプ製エキゾーストマ
ニホールド３は、各気筒からの排気ガスの相互の干渉防
止を図ることから、１気筒当たりのマニホールドチュー
ブ４の長さが長く、全表面積が広いため、放熱効果が大
きく、排気ガス温度が低下し過ぎて、触媒コンバータ９
の活性が悪化する。又、マニホールドチューブ４の形状
が複雑なため、断熱効果を有する遮熱板を取り付けるの
が困難である。更に、エンジン始動時にパイプ製エキゾ
ーストマニホールド３が暖まるまで熱を吸収してしまう
ため、寒冷地，冬季或いは外気温度が低い時等に於て、
触媒コンバータ９を充分に加温することができず、触媒
コンバータ９の性能がでない等の不具合がある。

〔考案の目的〕

本考案は斯かる従来の問題点を解決するために為された
もので、その目的は、パイプ部を設けざるを得ないエキ
ゾーストマニホールドのパイプ部の温度低下を防止する
と共に、触媒点火を早め、排気ガスの温度低下を可及的
に防止し、主コンバータでの触媒活性を高めることがで
きるパイプ製エキゾーストマニホールドを提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係るパイプ製エキゾーストマニホールドは、エ
ンジンの各気筒に１気筒当たりのマニホールドチューブ
の長さが長く全表面積が広いマニホールドチューブを取
り付けて成るパイプ製エキゾーストマニホールドに於
て、マニホールドチューブ内面に触媒コーティング層を
形成したものである。

〔考案の作用〕

本考案に於ては、エンジンの各気筒から排気ガスが排出
されて各マニホールドチューブに送られてくると、各マ
ニホールドチューブ内部では排気ガス中のCO,HC,NOx等
が内面に設けた触媒コーティング層と接触し、触媒によ
って浄化作用を受ける。この際の反応熱によって内部を
流れる排気ガスは、その温度を低下させることなく下流
側の触媒コンバータへ送られる。又、各マニホールドチ
ューブ内部には触媒コーティング層が設けてあるため、
その触媒コーティング層が断熱層を形成し、流下する排
気ガスの温度を低下させることがない。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。尚、本考案に係るパイプ製エキゾーストマニホ
ールドは、第３図に示す従来の排気系と同様に、その上
流側にエンジンが取り付けられ、下流側には触媒コンバ
ータが取り付けられるので、これらについては省略し、
考案の要部についてのみ説明する。

図に於て、10はパイプ製エキゾーストマニホールドで、
エンジンの各気筒に対応して孔が設けられ、エンジンに
取り付けられるヘッドフランジ11と、このヘドフランジ
11の各孔と連通するように取り付けられる、１気筒当た
りの長さが長く全表面積が広い４本のマニホールドチュ
ーブ12と、この４本のマニホールドチューブ12の下流側
で、２本を１つの単位として連結する２つの集合管13
と、この２つの集合管13の下流側に取り付けられるフラ
ンジ14とで構成されている。尚、フランジ14には、フロ
ントチューブ16がフランジ15を介して連結している。

上記のマニホールドチューブ12は、例えば第２図に示す
ように、その内部に触媒コーティング層17が形成されて
いる。

この触媒コーティング層17は、例えば次のようにして形
成される。先ず、アルミニウムを含有するフェライト系
ステンレス（例えばFe-20Cr-5Al等）でマニホールドチ
ューブ12を形成し、これを加熱してアルミナウイスカ18
を生成する。次いで、そのアルミナウイスカ18の上にウ
ォッシュコート層19を形成し、このウォッシュコート層
19中に例えば白金等の触媒20を担持させる。この触媒の
担持手段としては、マニホールドチューブ12内に触媒溶
液を溜めるか流し込むことによって、触媒20をウォッシ
ュコート層19中に担持させる。

斯くして構成された本実施例に係るパイプ製エキゾース
トマニホールドの作用効果を説明する。

エンジンが始動して、各気筒から排気ガスが排出される
と、それに対応するマニホールドチューブ12中を排気ガ
スが流下していく。この際、排気ガス中のCO,HC,NOx等
は、触媒コーティング層17と接触し、触媒によって発熱
する。この発熱によってマニホールドチューブ12の内側
が加温される。このように加温されたマニホールドチュ
ーブ12内をエンジンから連続的に排出される排気ガスが
流下していくと、マニホールドチューブ12によって奪わ
れる熱量が極めて少なくなり、排気ガスの温度の低下が
抑制される。

従って、このように温度低下が抑えられた排気ガスが、
下流側に位置する触媒コンバータに送られると、触媒コ
ンバータでの触媒活性が高められることになり、排気ガ
スの浄化が充分に行なわれる。

特に、エンジン始動直後，冬季，寒冷地，外気温度が低
い時等のように、排気ガスを触媒コンバータで浄化する
ことが困難な場合であっても、或いは排気系が充分に暖
機されていない時でも、排気ガスの温度の低下が抑えら
れるため、触媒コンバータの性能を早期に発揮させるこ
とができる。

又、本実施例のように、１気筒当たりのマニホールドチ
ューブ12の長さが長く、全表面積が広くても、内部に設
けた触媒コーティング層17によって、排気ガス温度の低
下が抑えられる。当然に、触媒コンバータの性能を早期
に発揮させることができる。

更に、触媒コーティング層17は、断熱層としても機能す
るため、本実施例のようにマニホールドチューブ12の形
状が複雑なものであっても、遮熱板を取り付けることな
く遮熱効果を発揮させることができる。

尚、上記実施例では、触媒コーティング層17をアルミニ
ウム含有のフェライト系ステンレスを用いることによっ
て形成したが、これに限らず、例えばステンレスチュー
ブ内にアルミニウムを蒸着し、この上にウォッシュコー
ト層を形成し、更にこのウォッシュコート層中に触媒を
担持させる方法によって形成しても良い。

又、触媒コーティング層17は、上記実施例のようにマニ
ホールドチューブ12から集合管13までの全長又はマニホ
ールドチューブ12の一部或いは集合管13だけに設けても
良い。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、エンジンの各気筒に１気
筒当たりのマニホールドチューブの長さが長く全表面積
が広いマニホールドチューブを取り付けて成るパイプ製
エキゾーストマニホールドに於て、マニホールドチュー
ブ内面に触媒コーティング層を形成したので、エンジン
から触媒コンバータに至る間に排気ガス温度が低下せ
ず、触媒コンバータに於ける良好な触媒の活性が得られ
る。エキゾーストマニホールドの形状が複雑であって
も、断熱効果が容易に得られる。触媒コンバータが小型
にできる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図に於けるＡ部拡大図、第３図は従来例を示す側面図、
第４図は従来のパイプ製エキゾーストマニホールドを用
いた排気装置の側面図である。 10……パイプ製エキゾーストマニホールド、11……ヘッ
ドフランジ、12……マニホールドチューブ、13……集合
管、16……フロントチューブ、17……触媒コーティング
層、18……ウイスカ、19……ウォッシュコート層、20…
…触媒。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの各気筒に１気筒当たりのマニホ
   ールドチューブの長さが長く全表面積が広いマニホール
   ドチューブを取り付けて成るパイプ製エキゾーストマニ
   ホールドに於て、マニホールドチューブ内面に触媒コー
   ティング層を形成したことを特徴とするパイプ製エキゾ
   ーストマニホールド。
2. 【請求項２】マニホールドチューブが、アルミニウムを
   含有するフェライト系ステンレスで構成され、その内面
   にウイスカを生成し、そのウイスカの上にウォッシュコ
   ート層を設け、そのウォッシュコート層に触媒を担持さ
   せたものである実用新案登録請求の範囲第１項記載のパ
   イプ製エキゾーストマニホールド。
3. 【請求項３】マニホールドチューブが、フェライト系ス
   テンレスで構成され、その内面にアルミニウムを蒸着
   し、そのアルミニウム層の上にウォッシュコート層を設
   け、そのウォッシュコート層に触媒を担持させたもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載のパイプ製エキ
   ゾーストマニホールド。