JPH11303631A - エンジンの保温型排気マニホールド - Google Patents

エンジンの保温型排気マニホールド

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JPH11303631A
JPH11303631A JP10977198A JP10977198A JPH11303631A JP H11303631 A JPH11303631 A JP H11303631A JP 10977198 A JP10977198 A JP 10977198A JP 10977198 A JP10977198 A JP 10977198A JP H11303631 A JPH11303631 A JP H11303631A
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宏 橋本
Taku Komatsuda
卓 小松田
Tatsuki Yamada
達己 山田
Seiji Kato
誠司 加藤
Koichi Fujimori
浩一 藤森
Kazuhiro Furuhashi
一弘 古橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内外二重壁を持つ保温型排気マニホールドに
おいて,内壁の薄肉化を可能にしながら,その端部の剛
性を強化してビビリ音の発生を防ぐ。 【解決手段】 各排気単管51 〜54 を,内外二重に配
置した内側単管10及び外側単管11から構成し,これ
ら内側及び外側単管10,11の上流側端部を相互に固
着すると共に上部フランジ7に固着し,内側単管10の
下流側端部に,その外周面に隆起する環状のビード部1
4を形成すると共に,このビード部14を外側単管11
の内周面に摺動自在に支承させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,上部フランジと,
この上部フランジに各上流側端部を結合する複数の排気
単管と,これら排気単管の下流側端部に結合される排気
集合管と,この排気集合管の下流側端部に結合される下
部フランジとを備え,各管部を二重壁で構成した,エン
ジンの保温型排気マニホールドの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】かゝる保温型排気マニホールドは,例え
ば特開平9−280046号公報に開示されているよう
に,公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かゝるエンジンの保温
型排気マニホールドには,特に内壁のヒートマスを小さ
くして,これを通る排ガスの温度低下を極力抑えること
及び軽量化のために,その内壁をできるだけ薄肉にする
ことが要求される。排気マニホールドにおいて排ガスの
温度低下を抑えることは,排ガスを排気マニホールドか
ら下流の触媒コンバータに移行させたとき,その活性化
を促進して,排ガスの浄化効率を高める上に重要であ
る。しかしながら,内壁を薄く形成すると,その剛性が
低下するので,排ガスの圧力脈動等の振動により,特に
内壁端部においてビビリ音が発生し易くなるという弊害
を伴う。
【0004】本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたも
ので,内壁の薄肉化を可能にしながら,その端部の剛性
を強化して振動等によるビビリ音の発生を抑えることが
できる,前記保温型排気マニホールドを提供することを
目的とする。
【0005】
【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,上部フランジと,この上部フランジに各
上流側端部を結合する複数の排気単管と,これら排気単
管の下流側端部に結合される排気集合管と,この排気集
合管の下流側端部に結合される下部フランジとを備え,
各管部を二重壁で構成した,エンジンの保温型排気マニ
ホールドにおいて,前記各排気単管を,内外二重に配置
した内側単管及び外側単管から構成し,これら内側及び
外側単管の上流側端部を相互に固着すると共に前記上部
フランジに固着し,前記内側単管の下流側端部に,拡径
によりその外周面に隆起する環状のビード部を形成する
と共に,このビード部を前記外側単管の内周面に摺動自
在に支承させたことを特徴とする。
【0006】この特徴によれば,内側単管の下流側端部
の剛性を,その外周面に隆起させた環状のビード部によ
り効果的に強化することができ,しかも,このビード部
が外側単管の内周面に摺動自在に支承されることから,
内側単管を通る排ガスに圧力脈動があっても,その支承
部に振動等によるビビリ音が発生することを防ぐことが
できると共に,内側単管及び外側単管の軸方向の熱伸び
の差を外側単管の内周面に対するビード部の摺動により
吸収して,内側及び外側単管各部の熱歪みを防止するこ
とができる。こうしたことから,特に内側単管の薄肉化
が可能となり,そのヒートマスを小さくして排ガスの温
度低下を防ぐと共に,排気マニホールドの軽量化に寄与
し得る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を,添付図面
に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【0008】図1は,本発明の第1実施例に係る保温型
排気マニホールドを備えたエンジンの側面図,図2は,
その排気マニホールドの斜視図,図3は,その排気マニ
ホールドの一部縦断正面図,図4は図3の4部拡大図,
図5は図1の5−5線断面図,図6図5の6−6線断面
図である。また図7は,本発明の第2実施例を示す断面
図であり,図8は,本発明の第3実施例を示す排気マニ
ホールドの縦断正面図である。
【0009】先ず,図1ないし図6に基づいて,本発明
の第1実施例の説明から始める。
【0010】図1において,4気筒エンジンEのシリン
ダヘッド1の前面に,その気筒に対応して4本の排気ポ
ート21 〜24 が開口しており,これら排気ポート21
〜2 4 から排出される排ガスを誘導する,本発明の保温
型排気マニホールドMが複数のスタッドボルト3及びナ
ット4によりシリンダヘッド1に取付けられる。
【0011】図2ないし図4に示すように,上記排気マ
ニホールドMは,前記4本の排気ポート21 〜24 に個
別に連通する4本の排気単管51 〜54 を備えており,
これらを図3で左側から第1〜第4排気単管と呼ぶこと
にする。
【0012】第1〜第4排気単管51 〜54 の上流側端
部に上部フランジ7が接続され,第2及び第3排気単管
2 ,53 の下流側端部に第1排気集合管61 が接続さ
れ,第1及び第4排気単管51 4 の下流側端部に第2
排気集合管62 が接続される。そして第1及び第2排気
集合管61 ,62 の下流側端部に下部フランジ8が接続
される。上部フランジ7は,前記スタッドボルト3及び
ナット4によりシリンダヘッド1に固着されるものであ
り,下部フランジ8には,車両の床下に配置される図示
しない共通の触媒コンバータ(排気浄化装置)に連なる
中間排気管21が接続される。尚,下部フランジ8に
は,上記触媒コンバータを直接接続することもできる。
【0013】各排気単管51 〜54 は,内外2重に配置
した内側単管10及び外側単管11からなるもので,内
側及び外側単管10,11間には筒状の断熱空間12が
形成される。内側単管10は薄肉のステンレス鋼管製で
あり,外側単管11もステンレス鋼管製であるが,内側
単管10よりは厚肉である。
【0014】外側単管11の上流側端部は,内側単管1
0の上流側端部外周面に嵌合するように縮径され,それ
らの上流側端部が上部フランジ7の,対応する排気ポー
ト2 1 〜24 に連なる通孔131 〜134 に嵌合される
と共に,その通孔131 〜134 の内周面に溶接により
固着される(図4参照)。
【0015】内側単管10の下流側端部には,その内周
側からの拡径により外周面に環状に隆起する横断面円弧
状のビード部14が形成され,このビード部14が外側
単管11の内周面に摺動自在に嵌合される。こうして内
側単管10の下流側端部は,外側単管11に摺動自在に
支承される。
【0016】また各排気集合管61 ,62 は,内外二重
に配置した内側集合管15及び外側集合管16からなる
もので,内側及び外側集合管15,16の間にも断熱空
間17が形成される。内側集合管15は,薄肉のステン
レス鋼板製の一対の内側集合管半体15a,15bの相
対向する端部を相互に重ね,その重ね部全体を溶接して
構成される。その際,内側集合管15の上流側端部に
は,内側二股管18,18が形成され,これらに,対応
する2本の前記外側単管11,11の下流側端部が嵌入
される。
【0017】また外側集合管16もステンレス鋼板製の
一対の外側集合管半体16a,16bの相対向する端部
を相互に重ね,その重ね部全体を溶接して構成される
が,その板厚は内側集合管15より厚い。この外側集合
管16の上流側端部には,上記内側二股管18,18を
それぞれ覆う外側二股管19,19が形成される。この
外側二股管19,19の先端部は内側二股管18,18
の外周面に嵌合するように縮径され,それらの嵌合部
が,対応する2本の前記外側単管11,11の下流側端
部外周面に溶接により固着される。
【0018】図5及び図6に示すように,外側集合管1
6の下流側端部に前記下部フランジ8が溶接により固着
される。また,この外側集合管16の下流側端部の内周
面には,ステンレスワイヤを編んでなる環状二つ割りの
メッシュ部材20が溶接により付設され,このメッシュ
部材20の内周面に内側集合管15の下流側端部が摺動
自在に嵌合される。こうして内側集合管15の下流側端
部は,メッシュ部材20を介して外側集合管16に摺動
自在に支承される。
【0019】次に,この第1実施例の作用について説明
する。
【0020】エンジンEの作動中,排ガスが4本の排気
ポート21 ,22 ,24 ,23 から第1排気単管51
第2排気単管52 ,第4排気単管54 ,第3排気単管5
3 に順次排出される。そして第1及び第4排気単管
1 ,54 を通過した排ガスは第1排気集合管61 で合
流し,第2及び第3排気単管52 ,53 を通過した排ガ
スは第2排気合流管62 で合流し,その後,排ガスは中
間排気管21で更に合流しながら図示しない共通の触媒
コンバータへと誘導され,浄化される。
【0021】ところで,各排気単管51 〜54 は内外二
重配置の内側単管10及び外側単管11から構成され,
その内側単管10は薄肉に形成されると共に,内側及び
外側単管10,11の間には断熱空間12が形成され,
また各排気集合管61 ,62も内外二重配置の内側集合
管15及び外側集合管16から構成され,その内側集合
管15は薄肉に形成されると共に,内側及び外側集合管
15,16の間にも断熱空間17が形成されるので,ヒ
ートマスの小なる内側単管10及び内側集合管15は,
その内部を流れる高温の排ガスにより加熱されて速やか
に昇温し,これが断熱空間12,17により保温され
る。したがって,後続の排ガスを,その温度低下を抑え
ながら前記触媒コンバータへ誘導して,その活性化を促
進し,排ガスの浄化効率を高めることができる。
【0022】その間に,各排気単管51 〜54 において
は,内側単管10に外側単管11側よりも大きな軸方向
の熱伸びが生ずるが,その伸びに伴い内側単管10の下
流側端部外周面の環状ビード部14が,それを支承する
外側単管11の内周面に対して摺動し,内側及び外側単
管10,11の軸方向の熱伸びの差が吸収される。
【0023】また特に,内側単管10の下流側端部外周
面に隆起させた環状のビード部14は,内側単管10の
下流側端部の剛性強化に大いに寄与するものであるか
ら,内側単管10が薄肉であるのも拘らず,このビード
部14及び外側単管11との摺動部に,排ガスの圧力脈
動等による振動を受けても,ビビリ音の発生を防ぐこと
ができる。
【0024】また各排気集合管61 ,62 においても,
内側集合管15に外側集合管16側よりも大きな軸方向
の熱伸びが生ずるが,その伸びに伴い内側集合管15の
下流側端部が,外側集合管16に支持されるメッシュ部
材20に対して摺動し,内側及び外側集合管15,16
の軸方向の熱伸びの差が吸収される。また内側及び外側
集合管15,16の下流側端部は比較的大径であるか
ら,これらの周方向の熱伸びの差も無視できないが,そ
の差は上記メッシュ部材20の圧縮変形により吸収され
る。
【0025】このように,保温型排気マニホールドMに
おいて,内外二重壁の軸方向の熱伸びの差を吸収する摺
動部を各排気単管51 〜54 の下流側端部と各排気集合
管6 1 ,62 の下流側端部とに分けて設けることによ
り,各摺動部での摺動ストロークを小さく設定すること
が可能となり,摺動過程で,その摺動部相互に傾き起こ
り難くなり,排気マニホールドM各部に熱歪みが生ずる
ことを効果的に防ぎ,その耐久性の向上を図ることがで
きる。
【0026】図7に示す本発明の第2実施例は,各内側
単管10の下流側端部外周面に形成されるビード部14
の横断面形状を台形としたものである。その他の構成は
前実施例と同様であるので,図中,前実施例との対応部
分には同一の参照符号を付して,その説明を省略する。
【0027】図8に示す本発明の第3実施例に係る保温
型排気マニホールドMは,4本の排気単管51 〜54
共通1個の排気集合管6を接続したもので,その保温構
造及び熱伸び吸収構造は前記第1実施例のものと実質的
に同一であり,図中,第1実施例との対応部分には同一
の参照符号を付して,その説明を省略する。
【0028】以上,本発明の実施例を詳述したが,本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことができる。例えば,排気単管及び排気集合管の本数
や形状は,エンジンの気筒数や形式に応じて自由に選定
することができる。また断熱空間12,17には,適当
な断熱材を充填することもできる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば,上部フラ
ンジと,この上部フランジに各上流側端部を結合する複
数の排気単管と,これら排気単管の下流側端部に結合さ
れる排気集合管と,この排気集合管の下流側端部に結合
される下部フランジとを備え,各管部を二重壁で構成し
た,エンジンの保温型排気マニホールドにおいて,前記
各排気単管を,内外二重に配置した内側単管及び外側単
管から構成し,これら内側及び外側単管の上流側端部を
相互に固着すると共に前記上部フランジに固着し,前記
内側単管の下流側端部に,拡径によりその外周面に隆起
する環状のビード部を形成すると共に,このビード部を
前記外側単管の内周面に摺動自在に支承させたので,内
側単管の下流側端部の剛性を環状のビード部により効果
的に強化することができ,しかも,このビード部が外側
単管の内周面に摺動自在に支承されることから,内側単
管を通る排ガスに圧力脈動があっても,その支承部に振
動等によるビビリ音が発生することを防ぐことができる
と共に,内側単管及び外側単管の軸方向の熱伸びの差を
外側単管の内周面に対するビード部の摺動により吸収し
て,内側及び外側単管各部の熱歪みを防止することがで
きる。その結果,特に内側単管の薄肉化が可能となり,
そのヒートマスを小さくして排ガスの温度低下を防ぐと
共に,排気マニホールドの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る保温型排気マニホー
ルドを備えたエンジンの側面図。
【図2】上記排気マニホールドの斜視図。
【図3】上記排気マニホールドの一部縦断正面図。
【図4】図3の4部拡大図。
【図5】図1の5−5線断面図。
【図6】図5の6−6線断面図。
【図7】本発明の第2実施例を示す断面図。
【図8】本発明の第3実施例を示す排気マニホールドの
縦断正面図。
【符号の説明】
E・・・・・エンジン M・・・・・排気マニホールド 51 〜54 ・・・排気単管 61 ,62 ,6・・・排気集合管 10・・・・内側単管 11・・・・外側単管 14・・・・ビード部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松田 卓 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山田 達己 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 誠司 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤森 浩一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 古橋 一弘 静岡県浜松市豊町508番地の1 株式会社 ユタカ技研内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部フランジ(7)と,この上部フラン
    ジ(7)に各上流側端部を結合する複数の排気単管(5
    1 〜54 )と,これら排気単管(51 〜54)の下流側
    端部に結合される排気集合管(61 ,62 ,6)と,こ
    の排気集合管(61 ,62 ,6)の下流側端部に結合さ
    れる下部フランジ(8)とを備え,各管部を二重壁で構
    成した,エンジンの保温型排気マニホールドにおいて,
    前記各排気単管(51 〜54 )を,内外二重に配置した
    内側単管(10)及び外側単管(11)から構成し,こ
    れら内側及び外側単管(10,11)の上流側端部を相
    互に固着すると共に前記上部フランジ(7)に固着し,
    前記内側単管(10)の下流側端部に,拡径によりその
    外周面に隆起する環状のビード部(14)を形成すると
    共に,このビード部(14)を前記外側単管(11)の
    内周面に摺動自在に支承させたことを特徴とする,エン
    ジンの保温型排気マニホールド。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030078021A (ko) * 2002-03-27 2003-10-04 유멕스 코퍼레이션 배기 매니폴드 집합부 구조
KR20040000081A (ko) * 2002-06-24 2004-01-03 현대자동차주식회사 엔진 성능 향상을 위한 배기매니폴드 구조
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