JP3497392B2 - エンジン用保温型排気管 - Google Patents
エンジン用保温型排気管Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の断熱空間を
挟んで内外二重に配置される薄肉の内側管及び厚肉の外
側管の一端部を相互に固着すると共に、内側管の他端部
を外側管の内周面に摺動可能に支承させてなる、エンジ
ン用保温型排気管に関する。 【0002】 【従来の技術】かゝるエンジン用保温型排気管は、例え
ば特開平7−189681号公報に開示されるように、
既に知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】かゝるエンジン用保温
型排気管では、エンジンの排ガスに直接触れる内側管
と、外気に直接触れる外側管とでは、特に、軸方向の熱
膨張量が大きく相違し、即ち内側管は外側管よりも軸方
向に多く膨張し、その膨張量の差が内側管及び外側管の
他端部相互の摺動により吸収される。また内側管は薄肉
であるので、ヒートマスが小さく、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、外周の断
熱空間との協働により後続の排ガスを、その温度低下を
抑えながら下流側の排気浄化装置へ誘導して、その活性
化の促進に寄与する。 【0004】ところで、エンジンの暖機運転中は、断熱
空間による内側管の保温性を高めて、排気浄化装置の活
性化を促進する必要があるものゝ、暖機後は、内側管を
通る排ガスの放熱を適度に促すことが、内側管の過熱を
防ぎ、その耐久性を確保する上に有効である。 【0005】本発明は、かゝる点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造をもって、エンジンの暖機運転中は断熱
空間による内側管の保温性を高め、暖機後は内側管を通
る排ガスの放熱を適度に促すことができるようにした、
前記エンジン用保温型排気管を提供することを目的とす
る。 【0006】 【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、筒状の断熱空間を挟んで内外二重に配置
される薄肉の内側管及び厚肉の外側管の一端部を相互に
固着すると共に、内側管の他端部を外側管の内周面に摺
動可能に支承させてなる、エンジン用保温型排気管にお
いて、内側管の他端面に対向して、それとの間隙を、内
側管が外側管より大きく軸方向に熱膨張するに応じて絞
る間隙調節段部を外側管に一体的に連設し、その間隙調
節段部は、外側管の他端部外周面に一端部が固着される
第2の内側管に一体に形成され、その第2の内側管の一
端部には、筒状の第2の断熱空間を挟んで該第2の内側
管の外側に配置した第2の外側管の一端部が固着される
ことを特徴とする。 【0007】この特徴によれば、エンジンの暖機中は、
薄肉でヒートマスが小さい内側管は、その内部を通る排
ガスにより素早く加熱されることから、外側管よりも大
きく軸方向に熱膨張して、内側管及び外側管の軸方向の
熱膨張量の差が吸収される。このような内側管及び外側
管の軸方向の熱膨張量の差は、エンジンの暖機運転中が
最も大きいので、内側管の他端面と、それに対向する間
隙調節段部との間隙が、このとき最も狭められる。その
結果、内側管を通過した排ガスは、絞られた上記間隙に
より、内側管外周の断熱空間へ入り込むことが極力抑え
られ、したがって断熱空間の内側管に対する保温効果が
確実に発揮される。 【0008】エンジンの暖機後は、外側管も内側管から
の放射熱により充分に加熱され、内側管及び外側管の熱
膨張量の差が減少するから、内側管の他端面と、それに
対向する間隙調節段部との間隙は拡大する。その結果、
内側管を通過した排ガスの一部が上記間隙から内側管外
周の断熱空間に比較的容易に入り込むようになり、排ガ
スの放熱が適度に促されるため、内側管の過熱が回避さ
れる。 【0009】 【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。 【0010】図1は本発明の保温型排気管を備えた排気
マニホールドをエンジンへの取付け状態で示す側面図、
図2は上記排気マニホールドの斜視図、図3は上記排気
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(エンジン運転停止状態)、図5はエンジン暖機運転
中での、図4に対応する作用説明図、図6はエンジン暖
機運転後での、図4に対応する作用説明図、図7は図1
の7−7線断面図(エンジン運転停止状態)、図8はエ
ンジン暖機運転中での、図7に対応する作用説明図、図
9はエンジン暖機運転後での、図7に対応する作用説明
図、図10は図7の10−10線断面図である。 【0011】先ず、図1〜図3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 〜24 から排出される排ガスを誘導する保
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。この
排気マニホールドMは、前記4本の排気ポート21 〜2
4 に上端を個別に連通する4本の排気単管51 〜54 を
備えており、これらを図3で上流端左側から第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
52 ,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 54 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。 【0013】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の前面に形成され
た鉛直方向の取付け面に固着される。各排気単管51 〜
54は、上部フランジ7から前方に延びると共に、中間
部に下方へ略90°の範囲で曲がった曲がり部9が形成
され、これにより下部フランジ8は下向きに配置され
る。この下部フランジ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。 【0014】各排気単管51 〜54 は、内外2重に配置
した内側単管10及び外側集合管11からなるもので、
内側及び外側集合管10,11間には筒状の断熱空間1
2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、外側集合管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。 【0015】図1に示すように、外側集合管11の上流
側端部は、内側単管10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21 〜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。 【0016】図3及び図4に示すように、内側単管10
の下流側端部外周面には環状突起14が形成され、この
突起14を介して内側単管10の下流側端部は外側集合
管11の下流側端部内周面に摺動可能に支承される。 【0017】図3、図4、図7及び図10において、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の上流側端部には、内側二股管1
8,18が形成され、これらに、対応する2本の前記外
側集合管11,11の下流側端部が嵌入される。 【0018】内側集合管15は、半径方向に分割された
薄肉のステンレス鋼板製の一対の内側集合管半体15
a,15bの相対向する端部を相互に重ね、その重ね端
部全体を溶接して構成される。 【0019】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本の前記外側集合管11,11の下流側
端部外周面に溶接により固着される。 【0020】外側集合管16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。 【0021】図3及び図4に示すように、各内側集合管
15の上流側端部には、各排気単管51 〜54 の断熱空
間12の下方開口部を横切って内側単管10の下流側端
面に対向する間隙調節段部23が一体的に連設される。
この間隙調節段部23は,内側単管10の下流側端面と
の間に所定の間隙25を画成するもので、その間隙25
は、内側単管10が外側集合管16より大きく軸方向に
熱膨張するに応じて絞るようになっている。 【0022】また図7に示すように、下部フランジ8に
は、各排気集合管61 ,62 の断熱空間17の下方開口
部を横切って内側集合管15の下流側端面に対向する間
隙調節段部24が一体的に連設される。この間隙調節段
部24は、内側集合管15の下流側端面との間に所定の
間隙26を画成するもので、その間隙26は、内側単管
10が外側集合管16より大きく軸方向に熱膨張するに
応じて絞るようになっている。 【0023】以上において、排気単管51 〜54 及び排
気集合管61 ,62 は、それぞれ本発明の保温型排気管
に対応し、また内側単管10及び内側集合管15は、そ
れぞれ本発明の内側管に対応し、外側単管11及び外側
集合管16は、それぞれ本発明の外側管に対応する。 【0024】次に、この実施例の作用について説明す
る。 【0025】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
51 ,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。 【0026】ところで、各排気単管51 〜54 は内外二
重配置の内側単管10及び外側集合管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
及び外側集合管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1
5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。 【0027】その間に、各排気単管51 〜54 において
は、排ガスに直接接する内側単管10は、外気に直接接
する外側集合管11よりも大きく軸方向に熱膨張する
が、その熱膨張に伴い内側単管10の下流側端部外周面
の環状突起14が、それらを支承する外側集合管11の
内周面に対して滑り、内側及び外側集合管10,11の
軸方向の熱膨張量の差が吸収される。 【0028】また内側単管10は、上流側端部が外側集
合管11に固着され、下流側端部が外側集合管11に摺
動可能に支承されることから、両持ち式に支持されるこ
とになり、その支持を安定させて、振動音の発生を防ぐ
ことができる。 【0029】一方、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
方向の熱膨張が生ずるが、その熱膨張に伴い内側集合管
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1
5、16の軸方向の熱膨張量の差が吸収される。 【0030】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61 ,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が起
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。 【0031】ところで、内側単管10の下流側端面と、
内側集合管15に形成された間隙調節段部23との間隙
25、並びに内側集合管15の下流側端面と、下部フラ
ンジ8に形成された間隙調節段部24との間隙26は、
エンジンの運転を停止した冷機状態で最も大きい(図4
及び図7参照)。しかし、エンジンが始動されて暖機運
転に入ると、内側単管10及び内側集合管15は薄肉で
ヒートマスが比較的小さく、しかも排ガスに直接接する
こと、外側集合管16及び外側集合管16は厚肉でヒー
トマスが比較的大きく、しかも外気に直接触れているこ
とから、内側単管10及び内側集合管15は、外側集合
管16及び外側集合管16より特に大きく軸方向に熱膨
張し、これに伴い内側単管10及び内側集合管15の下
流側端面は前記間隙調節段部23,24に対してそれぞ
れ接近して、前記間隙25,26を最小に絞るようにな
る(図5及び図8参照)。 【0032】その結果、内側単管10及び内側集合管1
5をそれぞれ通過した排ガスは、絞られた上記間隙2
5,26により、内側単管10及び内側集合管15の各
外周の断熱空間12,17へ入り込むことが極力抑えら
れ、したがって断熱空間12,17の内側単管10及び
内側集合管15に対する保温効果が確実に発揮されるか
ら、排ガスの低下を効果的に抑えて、下流側の触媒コン
バータの活性化を促進し、排ガス浄化効率の向上に寄与
し得る。 【0033】エンジンの暖機後は、外側集合管16及び
外側集合管16も内側単管10及び外側集合管16から
の放射熱により加熱され、内側単管10と外側集合管1
6,内側集合管15と外側集合管16の各熱膨張量の差
が減少するから、前記間隙調節段部23,24は、内側
単管10及び内側集合管15の各下流側端面から離れる
方向へ変位して、前記間隙25,26を拡大させる(図
6及び図9参照)。その結果、内側単管10及び内側集
合管15を通過した排ガスの一部が前記間隙25,26
から内側単管10及び内側集合管15外周の断熱空間1
2,17に比較的容易に入り込むようになり、排ガスの
放熱が適度に促されるため、内側単管10及び内側集合
管15の過熱が回避され、それらの耐久性が確保され
る。 【0034】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。 【0035】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、筒状の断
熱空間を挟んで内外二重に配置される薄肉の内側管及び
厚肉の外側管の一端部を相互に固着すると共に、内側管
の他端部を外側管の内周面に摺動可能に支承させてな
る、エンジン用保温型排気管において、内側管の他端面
に対向して、それとの間隙を、内側管が外側管より大き
く軸方向に熱膨張するに応じて絞る間隙調節段部を外側
管に一体的に連設したので、エンジンの暖機運転中は、
内側管及び外側管の軸方向の大なる熱膨張量の差を利用
して、前記間隙を絞ることにより、内側管内を通る排ガ
スの断熱空間への入り込みを防ぎ、断熱空間の内側管に
対する保温効果を高め、下流側に位置する排気浄化装置
の活性化促進を図ることができ、またエンジンの暖機後
は内側管及び外側管の熱膨張量の差の減少により、前記
間隙を拡大させて、排ガスの一部をその間隙から断熱空
間に入り込ませ、排ガスの放熱を適度に促することによ
り、内側管の過熱を回避して、その耐久性を確保するこ
とができる。しかも前記間隙の調節に特別なアクチュエ
ータは不要であり、構造が極めて簡単である。 【0036】また上記間隙調節段部は、外側管の他端部
外周面に一端部が固着される第2の内側管に一体に形成
され、その第2の内側管の一端部に、筒状の第2の断熱
空間を挟んで該第2の内側管の外側に配置した第2の外
側管の一端部が固着される。
挟んで内外二重に配置される薄肉の内側管及び厚肉の外
側管の一端部を相互に固着すると共に、内側管の他端部
を外側管の内周面に摺動可能に支承させてなる、エンジ
ン用保温型排気管に関する。 【0002】 【従来の技術】かゝるエンジン用保温型排気管は、例え
ば特開平7−189681号公報に開示されるように、
既に知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】かゝるエンジン用保温
型排気管では、エンジンの排ガスに直接触れる内側管
と、外気に直接触れる外側管とでは、特に、軸方向の熱
膨張量が大きく相違し、即ち内側管は外側管よりも軸方
向に多く膨張し、その膨張量の差が内側管及び外側管の
他端部相互の摺動により吸収される。また内側管は薄肉
であるので、ヒートマスが小さく、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、外周の断
熱空間との協働により後続の排ガスを、その温度低下を
抑えながら下流側の排気浄化装置へ誘導して、その活性
化の促進に寄与する。 【0004】ところで、エンジンの暖機運転中は、断熱
空間による内側管の保温性を高めて、排気浄化装置の活
性化を促進する必要があるものゝ、暖機後は、内側管を
通る排ガスの放熱を適度に促すことが、内側管の過熱を
防ぎ、その耐久性を確保する上に有効である。 【0005】本発明は、かゝる点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造をもって、エンジンの暖機運転中は断熱
空間による内側管の保温性を高め、暖機後は内側管を通
る排ガスの放熱を適度に促すことができるようにした、
前記エンジン用保温型排気管を提供することを目的とす
る。 【0006】 【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、筒状の断熱空間を挟んで内外二重に配置
される薄肉の内側管及び厚肉の外側管の一端部を相互に
固着すると共に、内側管の他端部を外側管の内周面に摺
動可能に支承させてなる、エンジン用保温型排気管にお
いて、内側管の他端面に対向して、それとの間隙を、内
側管が外側管より大きく軸方向に熱膨張するに応じて絞
る間隙調節段部を外側管に一体的に連設し、その間隙調
節段部は、外側管の他端部外周面に一端部が固着される
第2の内側管に一体に形成され、その第2の内側管の一
端部には、筒状の第2の断熱空間を挟んで該第2の内側
管の外側に配置した第2の外側管の一端部が固着される
ことを特徴とする。 【0007】この特徴によれば、エンジンの暖機中は、
薄肉でヒートマスが小さい内側管は、その内部を通る排
ガスにより素早く加熱されることから、外側管よりも大
きく軸方向に熱膨張して、内側管及び外側管の軸方向の
熱膨張量の差が吸収される。このような内側管及び外側
管の軸方向の熱膨張量の差は、エンジンの暖機運転中が
最も大きいので、内側管の他端面と、それに対向する間
隙調節段部との間隙が、このとき最も狭められる。その
結果、内側管を通過した排ガスは、絞られた上記間隙に
より、内側管外周の断熱空間へ入り込むことが極力抑え
られ、したがって断熱空間の内側管に対する保温効果が
確実に発揮される。 【0008】エンジンの暖機後は、外側管も内側管から
の放射熱により充分に加熱され、内側管及び外側管の熱
膨張量の差が減少するから、内側管の他端面と、それに
対向する間隙調節段部との間隙は拡大する。その結果、
内側管を通過した排ガスの一部が上記間隙から内側管外
周の断熱空間に比較的容易に入り込むようになり、排ガ
スの放熱が適度に促されるため、内側管の過熱が回避さ
れる。 【0009】 【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。 【0010】図1は本発明の保温型排気管を備えた排気
マニホールドをエンジンへの取付け状態で示す側面図、
図2は上記排気マニホールドの斜視図、図3は上記排気
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(エンジン運転停止状態)、図5はエンジン暖機運転
中での、図4に対応する作用説明図、図6はエンジン暖
機運転後での、図4に対応する作用説明図、図7は図1
の7−7線断面図(エンジン運転停止状態)、図8はエ
ンジン暖機運転中での、図7に対応する作用説明図、図
9はエンジン暖機運転後での、図7に対応する作用説明
図、図10は図7の10−10線断面図である。 【0011】先ず、図1〜図3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 〜24 から排出される排ガスを誘導する保
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。この
排気マニホールドMは、前記4本の排気ポート21 〜2
4 に上端を個別に連通する4本の排気単管51 〜54 を
備えており、これらを図3で上流端左側から第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
52 ,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 54 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。 【0013】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の前面に形成され
た鉛直方向の取付け面に固着される。各排気単管51 〜
54は、上部フランジ7から前方に延びると共に、中間
部に下方へ略90°の範囲で曲がった曲がり部9が形成
され、これにより下部フランジ8は下向きに配置され
る。この下部フランジ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。 【0014】各排気単管51 〜54 は、内外2重に配置
した内側単管10及び外側集合管11からなるもので、
内側及び外側集合管10,11間には筒状の断熱空間1
2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、外側集合管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。 【0015】図1に示すように、外側集合管11の上流
側端部は、内側単管10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21 〜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。 【0016】図3及び図4に示すように、内側単管10
の下流側端部外周面には環状突起14が形成され、この
突起14を介して内側単管10の下流側端部は外側集合
管11の下流側端部内周面に摺動可能に支承される。 【0017】図3、図4、図7及び図10において、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の上流側端部には、内側二股管1
8,18が形成され、これらに、対応する2本の前記外
側集合管11,11の下流側端部が嵌入される。 【0018】内側集合管15は、半径方向に分割された
薄肉のステンレス鋼板製の一対の内側集合管半体15
a,15bの相対向する端部を相互に重ね、その重ね端
部全体を溶接して構成される。 【0019】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本の前記外側集合管11,11の下流側
端部外周面に溶接により固着される。 【0020】外側集合管16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。 【0021】図3及び図4に示すように、各内側集合管
15の上流側端部には、各排気単管51 〜54 の断熱空
間12の下方開口部を横切って内側単管10の下流側端
面に対向する間隙調節段部23が一体的に連設される。
この間隙調節段部23は,内側単管10の下流側端面と
の間に所定の間隙25を画成するもので、その間隙25
は、内側単管10が外側集合管16より大きく軸方向に
熱膨張するに応じて絞るようになっている。 【0022】また図7に示すように、下部フランジ8に
は、各排気集合管61 ,62 の断熱空間17の下方開口
部を横切って内側集合管15の下流側端面に対向する間
隙調節段部24が一体的に連設される。この間隙調節段
部24は、内側集合管15の下流側端面との間に所定の
間隙26を画成するもので、その間隙26は、内側単管
10が外側集合管16より大きく軸方向に熱膨張するに
応じて絞るようになっている。 【0023】以上において、排気単管51 〜54 及び排
気集合管61 ,62 は、それぞれ本発明の保温型排気管
に対応し、また内側単管10及び内側集合管15は、そ
れぞれ本発明の内側管に対応し、外側単管11及び外側
集合管16は、それぞれ本発明の外側管に対応する。 【0024】次に、この実施例の作用について説明す
る。 【0025】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
51 ,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。 【0026】ところで、各排気単管51 〜54 は内外二
重配置の内側単管10及び外側集合管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
及び外側集合管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1
5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。 【0027】その間に、各排気単管51 〜54 において
は、排ガスに直接接する内側単管10は、外気に直接接
する外側集合管11よりも大きく軸方向に熱膨張する
が、その熱膨張に伴い内側単管10の下流側端部外周面
の環状突起14が、それらを支承する外側集合管11の
内周面に対して滑り、内側及び外側集合管10,11の
軸方向の熱膨張量の差が吸収される。 【0028】また内側単管10は、上流側端部が外側集
合管11に固着され、下流側端部が外側集合管11に摺
動可能に支承されることから、両持ち式に支持されるこ
とになり、その支持を安定させて、振動音の発生を防ぐ
ことができる。 【0029】一方、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
方向の熱膨張が生ずるが、その熱膨張に伴い内側集合管
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1
5、16の軸方向の熱膨張量の差が吸収される。 【0030】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61 ,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が起
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。 【0031】ところで、内側単管10の下流側端面と、
内側集合管15に形成された間隙調節段部23との間隙
25、並びに内側集合管15の下流側端面と、下部フラ
ンジ8に形成された間隙調節段部24との間隙26は、
エンジンの運転を停止した冷機状態で最も大きい(図4
及び図7参照)。しかし、エンジンが始動されて暖機運
転に入ると、内側単管10及び内側集合管15は薄肉で
ヒートマスが比較的小さく、しかも排ガスに直接接する
こと、外側集合管16及び外側集合管16は厚肉でヒー
トマスが比較的大きく、しかも外気に直接触れているこ
とから、内側単管10及び内側集合管15は、外側集合
管16及び外側集合管16より特に大きく軸方向に熱膨
張し、これに伴い内側単管10及び内側集合管15の下
流側端面は前記間隙調節段部23,24に対してそれぞ
れ接近して、前記間隙25,26を最小に絞るようにな
る(図5及び図8参照)。 【0032】その結果、内側単管10及び内側集合管1
5をそれぞれ通過した排ガスは、絞られた上記間隙2
5,26により、内側単管10及び内側集合管15の各
外周の断熱空間12,17へ入り込むことが極力抑えら
れ、したがって断熱空間12,17の内側単管10及び
内側集合管15に対する保温効果が確実に発揮されるか
ら、排ガスの低下を効果的に抑えて、下流側の触媒コン
バータの活性化を促進し、排ガス浄化効率の向上に寄与
し得る。 【0033】エンジンの暖機後は、外側集合管16及び
外側集合管16も内側単管10及び外側集合管16から
の放射熱により加熱され、内側単管10と外側集合管1
6,内側集合管15と外側集合管16の各熱膨張量の差
が減少するから、前記間隙調節段部23,24は、内側
単管10及び内側集合管15の各下流側端面から離れる
方向へ変位して、前記間隙25,26を拡大させる(図
6及び図9参照)。その結果、内側単管10及び内側集
合管15を通過した排ガスの一部が前記間隙25,26
から内側単管10及び内側集合管15外周の断熱空間1
2,17に比較的容易に入り込むようになり、排ガスの
放熱が適度に促されるため、内側単管10及び内側集合
管15の過熱が回避され、それらの耐久性が確保され
る。 【0034】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。 【0035】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、筒状の断
熱空間を挟んで内外二重に配置される薄肉の内側管及び
厚肉の外側管の一端部を相互に固着すると共に、内側管
の他端部を外側管の内周面に摺動可能に支承させてな
る、エンジン用保温型排気管において、内側管の他端面
に対向して、それとの間隙を、内側管が外側管より大き
く軸方向に熱膨張するに応じて絞る間隙調節段部を外側
管に一体的に連設したので、エンジンの暖機運転中は、
内側管及び外側管の軸方向の大なる熱膨張量の差を利用
して、前記間隙を絞ることにより、内側管内を通る排ガ
スの断熱空間への入り込みを防ぎ、断熱空間の内側管に
対する保温効果を高め、下流側に位置する排気浄化装置
の活性化促進を図ることができ、またエンジンの暖機後
は内側管及び外側管の熱膨張量の差の減少により、前記
間隙を拡大させて、排ガスの一部をその間隙から断熱空
間に入り込ませ、排ガスの放熱を適度に促することによ
り、内側管の過熱を回避して、その耐久性を確保するこ
とができる。しかも前記間隙の調節に特別なアクチュエ
ータは不要であり、構造が極めて簡単である。 【0036】また上記間隙調節段部は、外側管の他端部
外周面に一端部が固着される第2の内側管に一体に形成
され、その第2の内側管の一端部に、筒状の第2の断熱
空間を挟んで該第2の内側管の外側に配置した第2の外
側管の一端部が固着される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の保温型排気管を備えた排気マニホール
ドをエンジンへの取付け状態で示す側面図。 【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(エンジン運転停止状態)。 【図5】エンジン暖機運転中での、図4に対応する作用
説明図。 【図6】エンジン暖機運転後での、図4に対応する作用
説明図。 【図7】図1の7−7線断面図(エンジン運転停止状
態)。 【図8】エンジン暖機運転中での、図7に対応する作用
説明図。 【図9】エンジン暖機運転後での、図7に対応する作用
説明図。 【図10】図7の10−10線断面図。 【符号の説明】 E・・・・・・エンジン M・・・・・・排気マニホールド 51 〜54 ・・保温型排気管としての排気単管 61 ,62 ・・保温型排気管としての排気集合管 10・・・・・内側管としての内側単管 11・・・・・外側管としての外側単管 12・・・・・断熱空間 15・・・・・第2の内側管としての内側集合管 16・・・・・第2の外側管としての外側集合管 17・・・・・第2の断熱空間 23・・・・・間隙調節段部 25・・・・・間隙
ドをエンジンへの取付け状態で示す側面図。 【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(エンジン運転停止状態)。 【図5】エンジン暖機運転中での、図4に対応する作用
説明図。 【図6】エンジン暖機運転後での、図4に対応する作用
説明図。 【図7】図1の7−7線断面図(エンジン運転停止状
態)。 【図8】エンジン暖機運転中での、図7に対応する作用
説明図。 【図9】エンジン暖機運転後での、図7に対応する作用
説明図。 【図10】図7の10−10線断面図。 【符号の説明】 E・・・・・・エンジン M・・・・・・排気マニホールド 51 〜54 ・・保温型排気管としての排気単管 61 ,62 ・・保温型排気管としての排気集合管 10・・・・・内側管としての内側単管 11・・・・・外側管としての外側単管 12・・・・・断熱空間 15・・・・・第2の内側管としての内側集合管 16・・・・・第2の外側管としての外側集合管 17・・・・・第2の断熱空間 23・・・・・間隙調節段部 25・・・・・間隙
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フロントページの続き
(72)発明者 橋本 宏
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 石井 和夫
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 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 大塩 清隆
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
(56)参考文献 特開 平8−121158(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F01N 7/08
F01N 7/10
F01N 7/14
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 筒状の断熱空間(12)を挟んで内外二
重に配置される薄肉の内側管(10)及び厚肉の外側管
(11)の一端部を相互に固着すると共に、内側管(1
0)の他端部を外側管(11)の内周面に摺動可能に支
承させてなる、エンジン用保温型排気管において、 内側管(10)の他端面に対向して、それとの間隙(2
5)を、内側管(10)が外側管(11)より大きく軸
方向に熱膨張するに応じて絞る間隙調節段部(23)を
外側管(11)に一体的に連設し、 その間隙調節段部(23)は、外側管(11)の他端部
外周面に一端部が嵌合、固着される第2の内側管(1
5)に一体に形成され、その第2の内側管(15)の一
端部には、筒状の第2の断熱空間(17)を挟んで該第
2の内側管(15)の外側に配置した第2の外側管(1
6)の一端部が固着される ことを特徴とする、エンジン
用保温型排気管。
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---|---|---|---|
JP32810098A JP3497392B2 (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | エンジン用保温型排気管 |
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1998
- 1998-11-18 JP JP32810098A patent/JP3497392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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