JP2009257247A

JP2009257247A - エギゾーストマニホルド

Info

Publication number: JP2009257247A
Application number: JP2008108856A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Ogami; 裕久大上; 克尚 ▲高▼木; Katsunao Takagi
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】生産性の向上と、更なる軽量化が可能なエギゾーストマニホルドを得る。
【解決手段】それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせて枝管部２４〜２７と集合管部２８とを形成する。第１排気ポートＰ１と第２排気ポートＰ２とにそれぞれ接続された枝管部２４，２５から集合管部２８に流入する排気ガスを仕切る第１仕切板３４を、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２との両方に跨って、かつ、枝管部２４，２５から集合管部２８に達する長さに取り付ける。また、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４とにそれぞれ接続された枝管部２６，２７から集合管部２８に流入する排気ガスを仕切る第２仕切板３６を、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２との両方に跨って、かつ、枝管部２６，２７から集合管部２８に達する長さに取り付けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、多気筒内燃機関の各排気ポートからの排気を集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドに関する。

従来より、特許文献１にあるように、軽量化を図るために、それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材と下側外殻部材とを重ね合わせて枝管部と集合管部とを形成した外殻部材を備えると共に、第１、第２枝管部から集合管部に流入する排気ガス、及び第３、第４枝管部から集合管部に流入する排気ガスを仕切る仕切板を設ける。また、仕切板を下側外殻部材に取り付け、かつ、仕切板は、第２排気ポート及び第３排気ポートに接続された一対の第２、第３枝管部を合流させて、集合管部内に開口する排気流路を形成するエギゾーストマニホルドが提案されている。
特開２００７−１５４６６０号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、仕切板と下側外殻部材とにより第２、第３枝管部を合流させて、集合管部内に開口する排気流路を形成するので、仕切板が上側外郭部材の半分程度の大きさを有する。そのため、仕切板のブレス成形に用いる金型も大きく、更なる生産性の向上が求められると共に、仕切板が大きく、重量の低減が十分でないという問題があった。

本発明の課題は、生産性の向上と、更なる軽量化が可能なエギゾーストマニホルドを提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
多気筒内燃機関の各排気ポートにそれぞれ接続された枝管部を集合管部に集合させ、各排気ポートからの排気ガスを前記集合管部を介して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材と下側外殻部材とを重ね合わせて前記枝管部と前記集合管部とを形成し、
排気順序が連続した隣合う前記排気ポートに接続された２つの前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付けたことを特徴とするエギゾーストマニホルドがそれである。その際、前記仕切板の断面形状はほぼ円弧状であってもよい。また、前記仕切板の長さは排気干渉を防ぐ長さであることが好ましい。

また、４気筒内燃機関の第１から第４排気ポートにそれぞれ接続された枝管部を集合管部に集合させ、第１から第４排気ポートからの排気ガスを前記集合管部を介して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記第１から第４排気ポートからの排気順序が第１、第３、第４、第２で、
それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材と下側外殻部材とを重ね合わせて前記枝管部と前記集合管部とを形成し、
前記第１排気ポートと前記第２排気ポートとにそれぞれ接続された前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る第１仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付け、また、前記第３排気ポートと前記第４排気ポートとにそれぞれ接続された前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る第２仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付けたことを特徴とするエギゾーストマニホルドがそれである。

本発明のエギゾーストマニホルドは、仕切板を、排気順序が連続した隣合う排気ポートに接続された２つの枝管部の間を仕切るように、上側外殻部材と下側外殻部材との両方に跨って、かつ、枝管部から集合管部に達する長さに取り付けるので、仕切板を小さくでき、生産性が向上すると共に、軽量化が可能であるという効果を奏する。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はエギゾーストマニホルドで、本実施形態では４気筒の内燃機関１００に用いられるものである。内燃機関１００は、第１から第４気筒＃１〜＃４に連通した第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４を備えている。本実施形態では、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃２の順に点火される。

エギゾーストマニホルド１は、大フランジ２、外殻部材４、小フランジ６を備えている。大フランジ２には、図２に示すように、第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４に対応した４個の貫通孔１０〜１３が穿設されており、また、大フランジ２を内燃機関１００に図示しないボルトにより取り付けるための複数の取付穴１４〜１８が形成されている。

外殻部材４は、第１から第４枝管部２４〜２７と、第１から第４枝管部２４〜２７が集合された集合管部２８とを備えている。外殻部材４は、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせて形成されている。

上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とは、板材をプレス成形することにより形成されており、上側外殻部材３０は上側に膨らまされ、下側外殻部材３２は下側に窪まされて、第１から第４枝管部２４〜２７、集合管部２８が形成されている。上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とは、それぞれ一方向に押し出して形成でき、板材のプレス成形により、それぞれ容易に成形できる形状であるので、生産性がよいと共に、低コストで製造できる。

大フランジ２と小フランジ６とが取り付けられる箇所を除いて、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２との周囲にはフランジ部３０ａ，３２ａが形成されており、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とのフランジ部３０ａ，３２ａが重ね合わされて、フランジ部３０ａ，３２ａを溶接により固定できるように形成されている。

第１から第４枝管部２４〜２７は、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせることにより、略筒状に形成されており、第１から第４枝管部２４〜２７を大フランジ２の貫通孔１０〜１３に連通して装着できるように形成されている。

集合管部２８は、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせることにより、その内部が大きな空間に形成され、第１から第４枝管部２４〜２７の内部は集合管部２８の内部に連通されて、集合管部２８に集合するように形成されている。

第１枝管部２４と第２枝管部２５との間、第２枝管部２５と第３枝管部２６との間、第３枝管部２６と第４枝管部２４〜２７の間は、それぞれ切り欠かれており、第１から第４枝管部２４〜２７の長さは短く形成されている。集合管部２８は、小フランジ６に向かって徐々に断面積が縮小するように形成されて、小フランジ６側が開口されて、小フランジ６が取り付けられている。

外殻部材４の内部には、第１仕切板３４と第２仕切板３６とが配置されており、第１仕切板３４と第２仕切板３６とは板材をプレス成形して形成されている。第１仕切板３４と第２仕切板３６との板厚は、上側外殻部材３０や下側外殻部材３２の板厚よりも薄くても、あるいは、厚くてもよい。

一方の第１仕切板３４は第２枝管部２５内から集合管部２８内に達する長さに形成されており、第１仕切板３４は、本実施形態では、下側外殻部材３２に溶接等により固定されてから、下側外殻部材３２に上側外殻部材３０が重ね合わされて取り付けられる。本実施形態では、排気順序が第２気筒＃２から第１気筒＃１に連続するので、第１枝管部２４と第２枝管部２５との間を仕切るように設けられており、第１仕切板３４は、第１枝管部２４と第２枝管部２５とから集合管部２８に流入する排気により、排気干渉が生じないような長さに決定されている。

第１仕切板３４の断面形状は、図３に示すように、第２枝管部２５の内壁に沿って、ほぼ円弧状に形成されており、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせた際に、第１仕切板３４は上側外殻部材３０と下側外殻部材３２との両方に跨って、それそれの内壁に接触するように形成されている。また、第１枝管部２４からの排気が集合管部２８内に流入する際に、第１仕切板３４が排気抵抗とならないように、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２と第１仕切板３４とにより囲まれた通路の断面積を確保するように配置されている。

第２仕切板３６は、第４枝管部２７内から集合管部２８内に達する長さに形成されており、第２仕切板３６は、第１仕切板３４と同様、本実施形態では、下側外殻部材３２に溶接等により固定されてから、下側外殻部材３２に上側外殻部材３０が重ね合わされて取り付けられる。本実施形態では、排気順序が第３気筒＃３から第４気筒＃４に連続するので、第３枝管部２６と第４枝管部２７との間を仕切るように設けられており、第２仕切板３６は、第３枝管部２６と第４枝管部２７とから集合管部２８に流入する排気により、排気干渉が生じないような長さに決定されている。

第２仕切板３６の断面形状も、図３に示すように、第４枝管部２７の内壁に沿って、ほぼ円弧状に形成されており、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２とを重ね合わせた際に、第２仕切板３６は上側外殻部材３０と下側外殻部材３２との両方に跨って、それそれの内壁に接触するように形成されている。また、第４枝管部２７からの排気が集合管部２８内に流入する際に、第２仕切板３６が排気抵抗とならないように、上側外殻部材３０と下側外殻部材３２と第２仕切板３６とにより囲まれた通路の断面積を確保するように配置されている。また、小フランジ６側の第１仕切板３４と第２仕切板３６との先端が、接近して配置されるので、第１仕切板３４と第２仕切板３６との先端により、排気通路が絞られないように、通路の断面積を確保するように間隔を空けて配置されている。

本実施形態では、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃２の順に点火されるので、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４からの排気が連続し、第１排気ポートＰ１と第２排気ポートＰ２からの排気が連続する。また、第２排気ポートＰ２と第３排気ポートＰ３からの排気は連続しない。

第１排気ポートＰ１と第２排気ポートＰ２との間で排気が干渉しないように、第１枝管部２４と第２枝管部２５との間を第１仕切板３４により仕切り、また、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４との間で排気が干渉しないように、第３枝管部２６と第４枝管部２７との間を第２仕切板３６により仕切るように形成されている。第１仕切板３４と第２仕切板３６とは、板材のプレス成形により、容易に成形できる形状であるので、生産性がよいと共に、低コストで製造できる。

第１仕切板３４と第２仕切板３６との長さが、第１排気ポートＰ１と第２排気ポートＰ２からの排気が干渉しないように、また、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４からの排気が干渉しないように形成されている。

本実施形態では、第１仕切板３４と第２仕切板３６とが下側外殻部材３２に溶接等により固定された後、上側外殻部材３０のフランジ部３０ａと下側外殻部材３２のフランジ部３２ａとが重ね合わされて、溶接により固定される。

そして、第１〜第４枝管部２４〜２７は、大フランジ２の貫通孔１０〜１３に挿入されて、第１〜第４枝管部２４〜２７の周囲が溶接され、大フランジ２に外殻部材４が固定される。また、外殻部材４の集合管部２８に小フランジ６が溶接により固定される。小フランジ６には、下流側の排気管３８がフランジ結合される。

次に、前述した本実施形態のエギゾーストマニホルドの作動について説明する。
第１気筒＃１での燃焼による排気ガスは、第１排気ポートＰ１から貫通孔１０を通って第１枝管部２４に流入する。そして、集合管部２８を通り、排気管３８に送られる。次に、第３気筒＃３での燃焼による排気ガスは、第３排気ポートＰ３から貫通孔１２及び第３枝管部２６を通って第１仕切板３４と第２仕切板３６との間の集合管部２８に流入し、集合管部２８から排気管３８に送られる。

続いて、第４気筒＃４での燃焼による排気ガスは、第４排気ポートＰ４から貫通孔１３を通って第４枝管部２７に流入する。そして、集合管部２８を通り、排気管３８に送られる。その際、第３気筒＃３と第４気筒＃４とでは燃焼が連続し、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４とでは排気順序が連続すると共に、両排気ポートＰ３，Ｐ４は隣合っている。しかし、第２仕切板３６により、第３排気ポートＰ３からの排気ガスが、第４排気ポートＰ４側に流入するのが抑制され、排気干渉が防止される。

次に、第２気筒＃２での燃焼による排気ガスは、第２排気ポートＰ２から貫通孔１１及び第２枝管部２５を通って第１仕切板３４と第２仕切板３６との間の集合管部２８に流入し、集合管部２８から排気管３８に送られる。前述した動作が繰り返されて、第１気筒＃１での燃焼により、排気ガスは第１枝管部２４に流入する。

その際、第２排気ポートＰ２と第１排気ポートＰ１とでは、排気順序が連続し、両排気ポートＰ１，Ｐ２同士は隣合っている。しかし、第１仕切板３４により、第２排気ポートＰ２からの排気ガスが、第１排気ポートＰ１側に流入するのが抑制され、排気干渉が防止される。排気干渉の防止により、内燃機関１００の出力トルクの低下を招くことがない。

一方、内燃機関１００の始動時には、外殻部材４及び仕切板３４の温度は低く、排気ガスの熱が外殻部材４及び第１，第２仕切板３４，３６に奪われる。しかし、第１，第２仕切板３４，３６の熱容量は小さく、排気ガスの熱により第１，第２仕切板３４，３６の温度が速やかに上昇する。また、外殻部材４内には、小さな第１仕切板３４と第２仕切板３６とを収納すればよく、外殻部材４の外形を小さくでき、これにより、外殻部材４の表面積も小さくなるので、外殻部材４を介して外部に放射される熱も少ない。

従って、エギゾーストマニホルド１を通る排気ガスの温度は、短時間で回復し、排気ガスの温度低下が抑制され、排気浄化効率を向上させることができる。尚、本実施形態では、第１仕切板３４と第２仕切板３６とを下側外殻部材３２に固定したが、これに限らず、第１仕切板３４と第２仕切板３６とを上側外殻部材３０に固定してもよい。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。例えば、第１仕切板３４を第１枝管部２４内から集合管部２８内に達するように配置してもよく、第２仕切板３６を第３枝管部２６内から集合管部２８内に達するように配置してもよい。また、内燃機関１００は４気筒に限らず、３気筒であっても同様に実施可能である。

本発明の一実施形態としてのエギゾーストマニホルドの斜視図である。本実施形態のエギゾーストマニホルドの分解斜視図である。図１のＡＡ拡大断面図である。

符号の説明

１…エギゾーストマニホルド２…大フランジ
４…外殻部材６…小フランジ
１０〜１３…貫通孔１４〜１８…取付穴
２４〜２７…枝管部２８…集合管部
３０…上側外殻部材３２…下側外殻部材
３４…第１仕切板３６…第２仕切板
３８…排気管１００…内燃機関

Claims

多気筒内燃機関の各排気ポートにそれぞれ接続された枝管部を集合管部に集合させ、各排気ポートからの排気ガスを前記集合管部を介して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材と下側外殻部材とを重ね合わせて前記枝管部と前記集合管部とを形成し、
排気順序が連続した隣合う前記排気ポートに接続された２つの前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付けたことを特徴とするエギゾーストマニホルド。
前記仕切板の断面形状はほぼ円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のエギゾーストマニホルド。
前記仕切板の長さは排気干渉を防ぐ長さであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエギゾーストマニホルド。
４気筒内燃機関の第１から第４排気ポートにそれぞれ接続された枝管部を集合管部に集合させ、第１から第４排気ポートからの排気ガスを前記集合管部を介して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記第１から第４排気ポートからの排気順序が第１、第３、第４、第２で、
それぞれ板材からプレス成形した上側外殻部材と下側外殻部材とを重ね合わせて前記枝管部と前記集合管部とを形成し、
前記第１排気ポートと前記第２排気ポートとにそれぞれ接続された前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る第１仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付け、また、前記第３排気ポートと前記第４排気ポートとにそれぞれ接続された前記枝管部から前記集合管部に流入する排気ガスを仕切る第２仕切板を、前記上側外殻部材と前記下側外殻部材との両方に跨って、かつ、前記枝管部から前記集合管部に達する長さに取り付けたことを特徴とするエギゾーストマニホルド。