JPH0723533Y2 - エンジン用排気マニホールド構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は、エンジン本体側部に接続され、かつ湾曲形成
された排気通路体を有するエンジン用排気マニホールド
構造に関する。

〈従来の技術〉 多気筒エンジンの排気マニホールドは、高出力化のため
には各気筒毎に分けられた排気通路体を出来るだけ長く
形成して、隣接気筒間の排気脈動の影響を互いに受けな
いようにすることが望ましいが、排気通路体を長くする
と重量増となる。そのため、例えば実開昭59-952号公報
に開示されているように、４気筒エンジンに於て、２番
及び３番の排気通路体に１番及び４番の排気通路体を上
下に重ね合わせるようにして、各排気通路をその下流側
にて１つに集合させているものがある。この構造に於
て、各排気通路体を１つに集合させるまでは排気抵抗と
ならないように大きな曲率をもって湾曲させ、かつ集合
した通路を比較的大径に形成することにより、排気効率
の損失を小さくして軽量化することができる。

ところで、排気マニホールドは、エンジンの運転停止に
より広い温度範囲に亘って熱変形を繰り返す。この繰り
返し応力が、全排気通路体からの排気熱が加わる集合部
に集中するため、集合部の熱変形量が大きくなる。しか
しながら、集合部の剛性を高めるべく肉厚を厚くする
と、排気マニホールド全体の重量が増大するという不都
合があった。

〈考案が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の主な目的
は、軽量化を達成しかつ十分な剛性を確保し得るエンジ
ン用排気マニホールド構造を提供することにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、多気筒エンジンの
本体側部に各気筒毎に接続されかつ湾曲形成された複数
の排気通路体と、前記各排気通路体の下流側を１つの排
気通路に集合させるべく前記排気通路体の下流端に形成
された集合部とを有するエンジン用排気マニホールド構
造であって、前記各排気通路体の前記湾曲部の凸側に集
合する隣り合うもの同士を互いに連結するべく、前記隣
り合う排気通路体間に架設された横方向ウェブと、該横
方向ウェブの前記湾曲部凸側の面と前記集合部に半径方
向外向きに形成されたフランジ部とを排気流線に概ね沿
う方向に互いに連結する縦方向リブとを有することを特
徴とするエンジン用排気マニホールド構造を提供するこ
とにより達成される。特に、前記横方向ウェブが比較的
薄肉状に形成され、かつ前記縦方向リブが、前記フラン
ジ部との連結部側よりも前記横方向リブとの連結部側に
於て薄肉であるようにされていると良い。また、前記排
気通路体が上流側から下流側にかけて複数の位置で順次
集合するものからなり、前記縦方向リブが、最下流端に
て集合する前記排気通路体間に設けられた前記横方向ウ
ェブに連結されていると良い。

〈作用〉 このようにすれば、比較的熱変形量の大きな集合部の湾
曲部凸側が好適に補強され、集合部を厚肉化することな
く剛性を増強することができる。特に、集合部の湾曲部
凸側に集合する排気通路体の隣り合う者同士を連結する
横方向ウェブを薄肉化すると共に、縦方向リブの横方向
ウェブとの連結部側を、集合部のフランジ部との連結部
側に対して薄肉化することにより軽量化し、かつ縦方向
リブの両連結部に於ける応力集中を好適に防止すること
ができる。

〈実施例〉 以下に添附の図面を参照して本考案の好適実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は本考案が適用された４気筒エンジンの全体的な
構成を示している。エンジン本体１に於ける、シリンダ
ヘッド1aの一方の側壁に吸気マニホールド２が、他方の
側壁に排気マニホールド３がそれぞれ取付けられてい
る。吸気マニホールド２は略水平方向に延出された後や
や上方へ向けて湾曲しており、湾曲部の下側に突設され
たフランジ2aとエンジン本体１のシリンダブロック1b側
壁に突設されたボス1cとの間を連結するステー４にてそ
の重量が支持されている。

吸気マニホールド２のシリンダヘッド1aとの接続部近傍
には、各シリンダの吸気ポートへ向けて直接燃料を噴射
すべく燃料噴射弁５が取付けられている。そしてシリン
ダブロック1bの側壁には、ブローバイガス還元装置のブ
リーザチャンバ６が取付けられている。

排気マニホールド３は、シリンダブロック1bの側壁に沿
って下向きに延出され、その集合部を、シリンダブロッ
ク1bの側壁下部にステー７をもって連結されている。こ
の排気マニホールド３は、金属板をプレス加工してなる
シュラウド8a、8bにてその両面が覆われている。

エンジン本体１のクランク軸方向端には、クランク軸９
とカム軸10とを連動連結すべく、クランクプーリ9a、カ
ムプーリ10a及びこれらに巻回されたタイミングベルト1
1からなるベルト伝動機構12が設けられている。このベ
ルト伝動機構12は、合成樹脂製のベルトカバー13にて覆
われている。そして排気マニホールド３とベルトカバー
13との間には、排気マニホールド３が放散する熱からベ
ルトカバー13を保護すべく遮熱板14が設けられている。

第２図に於て図の右側に１番シリンダが設けられてお
り、一体鋳造してなる排気マニホールド３の２番及び３
番シリンダ用の各排気通路体21b、21cの通路が、図に於
ける下方の排気下流にて１つに集合され、図に於ける裏
側にて１番及び４番シリンダ用の各排気通路体21a、21b
の通路が同様に１つに集合されており、かつ各排気通路
体21a〜21dの管路が、集合部22にて比較的大径の１つの
通路23となるようにされている。この集合部22の通路23
の出口端には図示されない排気管を接続するための外向
フランジ部24が形成されている。

排気マニホールド３のエンジン本体１側とは相反する側
である表側には、その表側を覆うシュラウド8aの適所を
ボルト止めするための複数の取付ボス部25a〜25dが、１
番及び４番の排気通路体21a、21dのシリンダブロック1b
への各取付部近傍と、３番の排気通路体21cの中間部
と、２番の排気通路体21bの集合部22近傍とにそれぞれ
突設されている。また、排気マニホールド３の裏側に
は、裏側を覆うシュラウド8bの適所をボルト止めするた
めの複数の取付ボス部26a〜26cが、第２図及び第３図に
良く示されるように、１番及び４番の排気通路体21a、2
1dの各中間部と集合部22の裏側にそれぞれ突設されてい
る。

集合部22の第２図に於ける左側方部には、排気中の酸素
濃度を検出するO₂センサを取付るためのボス状のO₂セン
サ取付部27が設けられている。また、集合部22の第２図
に於ける右側方部には、排気マニホールド３の下側を支
持するステー７を取付るためのステー取付部28が突設さ
れている。

ところで、排気マニホールドの場合、小形化、及び補記
類等に対する熱の影響を極力防止するためにも、出来る
だけエンジン本体１に近付けておくことが望ましい。そ
のためには、排気マニホールド３の上流側から下流側に
至る間の湾曲部29の曲率を小さくすると良いが、各排気
通路体21a〜21dの湾曲部29の凸側方向への熱変形量が比
較的大きくなる傾向がある。

そこで本考案に於いては、２番及び３番の排気通路体21
b、21cの間に、両者の集合部22側の接合部から湾曲部29
に向けて延出された概ね三角形をなす横方向ウェブ30a
を設けて、両排気通路体21b、21cを互いに連結すると共
に、湾曲部29の凸側方向の沿う向きに突設された縦方向
リブ31により、フランジ部24と横方向ウェブ30aとを互
いに連結している。このように比較的剛性の高いフラン
ジ部24と横方向ウェブ30aとの間をリブで結ぶことによ
り、湾曲部29の凸側方向に沿う向きの曲げ剛性を大幅に
増大させている。従って、エンジンの運転時と停止時と
の間の大きな熱変化による排気マニホールド３の熱変形
量を好適に小さくし得るため、応力集中する集合部22の
肉厚を極力薄肉化することができる。また、上記縦方向
リブ31は、第４図に良く示されるように、比較的厚肉の
フランジ部24との連結部側部分を厚肉化され、比較的薄
肉の横方向ウェブ30aとの連結部側を先細り形状に薄肉
化されているため、各連結部に於ける応力集中の発生を
防止し得る。

なお、１番及び２番の排気通路体21a、21bの両者間と、
３番及び４番の排気通路体21c、21dの両者間とにも、三
角形状をなす各横方向ウェブ30b、30cがそれぞれ設けら
れており、各排気通路体21a〜21d同士の隣り合うもの同
士がリブによりそれぞれ補強されている。また、１番及
び２番の排気通路体21a、21bの連結点及び３番及び４番
の排気通路体21c、21dの連結点よりも排気下流側にある
２番及び３番の排気通路体21b、21cの連結点から上流側
に向けて、上記横方向ウェブ30aが設けられていると共
に、その横方向ウェブ30aに、一端をフランジ部24に連
結された縦方向リブ31の他端が連結されており、２番及
び３番の排気通路体21b、21cの両者の最下流端が補強さ
れている。なお、２番及び３番の排気通路体21b、21cの
両者間であり、かつ横方向ウェブ30aとエンジン本体１
との間の隙間33には図示されないオイルレベルゲージが
挿入されるようになっている。

前記したシュラウド8b用取付ボス部26cには、第３図に
示されるように、フランジ部24との結合部に至るリブ32
が形成されていると共に、前記したO₂センサ取付部27及
びステー取付部28の両者もフランジ部24に一体に結合さ
れているため、縦方向リブ31と合わせて、集合部22の四
方にリブ及びボス状取付部による強度部材が形成されて
いることとなる。従って、集合部22の剛性が大幅に増大
して、O₂センサ取付部27の強度が高められることによ
り、O₂センサの振れ等が防止されて、その検出精度が向
上する。

［考案の効果］ このように本考案によれば、適切な位置にリブを配設す
ることにり、複数の排気通路体を１つに集合させる形式
の排気マニホールドを厚肉化することなくその剛性を増
強することができるため、排気マニホールドの軽量化と
強度の増大とを低いコストにて達成することができ、そ
の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に基づく排気マニホールドのエンジン
への取付状態を示す図である。 第２図は、第１図に示した排気マニホールドの矢印II方
向の矢視図である。 第３図は、第２図に於ける矢印III方向の矢視図であ
る。 第４図は、第２図に於けるIV-IV線について破断して見
た図である。 １……エンジン本体、1a……シリンダヘッド 1b……シリンダブロック 1c……ボス、２……吸気マニホールド 2a……フランジ、３……排気マニホールド ４……ステー、５……燃料噴射弁 ６……ブリーザチャンバ、７……ステー 8a・8b……シュラウド ９……クランク軸、9a……クランクプーリ 10……カム軸、10a……カムプーリ 11……タイミングベルト 12……ベルト伝動機構、13……ベルトカバー 14……遮熱板 21a〜21d……排気通路体 22……集合部、23……通路 24……フランジ部 25a〜25d……取付ボス部 26a〜26c……取付ボス部 27……O₂センサ取付部 28……ステー取付部、29……湾曲部 30a〜30c……横方向ウェブ 31……縦方向リブ、32……リブ 33……隙間

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒エンジンの本体側部に各気筒毎に接
   続されかつ湾曲形成された複数の排気通路体と、前記各
   排気通路体の下流側を１つの排気通路に集合させるべく
   前記排気通路体の下流端に形成された集合部とを有する
   エンジン用排気マニホールド構造であって、 前記各排気通路体の前記湾曲部の凸側に集合する隣り合
   うもの同士を互いに連結するべく、前記隣り合う排気通
   路体間に架設された横方向ウェブと、該横方向ウェブの
   前記湾曲部凸側の面と前記集合部に半径方向外向きに形
   成されたフランジ部とを排気流線に概ね沿う方向に互い
   に連結する縦方向リブとを有することを特徴とするエン
   ジン用排気マニホールド構造。
2. 【請求項２】前記横方向ウェブが比較的薄肉状に形成さ
   れ、かつ前記縦方向リブが、前記フランジ部との連結部
   側よりも前記横方向リブとの連結部側に於て薄肉である
   ようにされていることを特徴とする請求項１に記載のエ
   ンジン用排気マニホールド構造。
3. 【請求項３】前記排気通路体が上流側から下流側にかけ
   て複数の位置で順次集合するものからなり、前記縦方向
   リブが、最下流端にて集合する前記排気通路体間に設け
   られた前記横方向ウェブに連結されていることを特徴と
   する請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン用排気
   マニホールド構造。