JP4375061B2 - エキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車等のエンジンのエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造に関する。
自動車等において、エンジンのシリンダヘッドに接続されて排気ガスをエキゾーストパイプへ導くエキゾーストマニホールドや、このエキゾーストマニホールドからの排気ガスを浄化するキャタリスト（触媒）等は高温の熱を発生させる熱源である。この熱がエンジンルーム内の周辺部品に悪影響を及ぼすのを防止するため、従来より熱を遮蔽する遮熱部材でエキゾーストマニホールドやキャタリストの熱源を覆う構造が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
このような構造においては、例えば図６に示すように、エキゾーストマニホールド１の近傍にキャタリスト２が配設され、これらのエキゾーストマニホールド１の上面３とキャタリスト２の上面４の両方を一の遮熱部材５で覆うものが考案されている。
特開平１１−１０７７７２号公報 特開２００２−１６１７３９号公報
ところで、エキゾーストマニホールドやキャタリストから発生した熱は、自動車の走行中はエキゾーストマニホールド又はキャタリストと遮熱部材との間を後方に向かって流れ、停止中は逆に前方に向かって流れるが、図６に示す従来の構造では、走行中においても停止中においてもエキゾーストマニホールド１からの熱とキャタリスト２からの熱とが遮熱部材５内で混合されて、放熱がスムースに行われず放熱効率が悪いという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、エキゾーストマニホールド及びキャタリストからの熱を効率よく放熱させることができるエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造を提供することを課題としている。
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エキゾーストマニホールドとキャタリストとを前後に接続する接続部が前記エキゾーストマニホールド側から前記キャタリスト側に向けて下方に傾斜した傾斜部に設けられ、前記接続部に前記キャタリスト側に開口する屈曲フランジが形成され、前記エキゾーストマニホールドの上面を覆うエキゾーストマニホールド遮熱部材が、その後端が前記屈曲フランジの開口端よりも上方に位置するように配設されるとともに、前記キャタリストの上面を覆うキャタリスト遮熱部材が、その前端が前記屈曲フランジの開口端よりも下方に位置するように配設されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エキゾーストマニホールド遮熱部材の後端が前記屈曲フランジの開口端よりも後方に位置するとともに、前記キャタリスト遮熱部材の前端が前記屈曲フランジの開口端よりも前方に位置することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記キャタリスト遮熱部材は前記キャタリストの下方も覆うとともに、前記キャタリスト遮熱部材の側面に開口部が形成されていることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、エキゾーストマニホールド遮熱部材の後端が屈曲フランジの開口端よりも上方に位置し、キャタリスト遮熱部材の前端が開口端よりも下方に位置するようになっているので、エキゾーストマニホールド遮熱部材の後方開口部とキャタリスト遮熱部材の前方開口部とは、キャタリスト側に開口した屈曲フランジの外面と内面によって仕切られ、エキゾーストマニホールドの放熱路とキャタリストの放熱路とは互いに連通しない。よって、自動車の走行時においても停止時においても、エキゾーストマニホールドからの熱とキャタリストからの熱とは混合することがなく、効率よく放熱させることが可能となる。
請求項２の発明によれば、エキゾーストマニホールド遮熱部材の後端が屈曲フランジの開口端よりも後方に位置し、キャタリスト遮熱部材の前端が開口端よりも前方に位置するようになっているので、屈曲フランジをはさんでエキゾーストマニホールド遮熱部材とキャタリスト遮熱部材とが上下方向にオーバーラップすることとなり、例えば水や油等の液体がエキゾーストマニホールド遮熱部材の上面を伝って下方に流れてきても、エキゾーストマニホールド遮熱部材の後端から流下する液体はキャタリスト遮熱部材の上面に落ちてその上面を伝うこととなる。したがって、この液体がエキゾーストマニホールド遮熱部材の後方開口部又はキャタリスト遮熱部材の前方開口部から放熱路に入り込んでエキゾーストマニホールド又はキャタリストにかかるようなことがない。
請求項３の発明によれば、キャタリスト遮熱部材の側面に開口部が形成されているので、走行時にはキャタリストからの熱は後方開口部のみならず、この側方の開口部からも放熱される。したがって、キャタリストの上方及び下方の両方をキャタリスト遮熱部材で覆っても放熱を効率よくスムースに行うことができる。また、エキゾーストマニホールド及びキャタリストの接続作業やキャタリスト及びエキゾーストパイプの交換作業等作業工具を用いるような作業を行う際に、この開口部によりその作業空間を確保することができ、キャタリスト遮熱部材に邪魔されることなく作業を容易に行うことが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係るエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造を示し、図２は図１の遮熱構造から遮熱部材を取り除いた状態を示す。このエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造１０は、例えば自動車等のエンジンルーム（図示略）内に設けられる。
エキゾーストマニホールド１２の前端１３はエンジンのシリンダヘッド（図示略）に接続されて排気ガスをエキゾーストパイプ１４へ導くようになっている。エキゾーストマニホールド１２とエキゾーストパイプ１４の間にはキャタリスト１５が配設されており、キャタリスト１５がエキゾーストマニホールド１２からの排気ガスを浄化してエキゾーストパイプ１４に送るようになっている。このキャタリスト１５は、エキゾーストマニホールド１２の後端１６に接続されて、接続部１７でボルト１８によって固定されている。このように、エキゾーストマニホールド１２とキャタリスト１５とは前後に接続され、また互いに接続されたエキゾーストマニホールド１２とキャタリスト１５とその接続部１７とを見ると、エキゾーストマニホールド１２側（前側）からキャタリスト１５側（後側）にかけて下方に傾斜するようになっている。そして、この傾斜した傾斜部分（傾斜部）に接続部１７が設けられている。
この接続部１７には屈曲フランジ１９が設けられている。この屈曲フランジ１９は、図３に示すように、断面略Ｕ字状に屈曲して上述の傾斜に略水平に延びる屈曲壁５９を備え、キャタリスト１５側に開口した状態に形成されている。この屈曲フランジ１９は、エキゾーストマニホールド１２にキャタリスト１５を固定するボルト１８によって共締めされて接続部１７に固定されている。なお、屈曲フランジ１９は断面略Ｕ字状としたので剛性が向上する。
エキゾーストマニホールド遮熱カバー（エキゾーストマニホールド遮熱部材）２０は、エキゾーストマニホールド１２の上面２１を覆うアッパーカバー２２と、エキゾーストマニホールド１２の下面２３を覆うロアカバー２４とを備えている。アッパーカバー２２及びロアカバー２４は、それぞれエキゾーストマニホールド１２の上面２１及び下面２３におおよそ沿う形状に形成され、またアッパーカバー２２の側面５６は一部切り欠かれ、切欠部５７が形成されている。
これらのアッパーカバー２２とロアカバー２４とが対向してエキゾーストマニホールド１２を上下から挟むように配設され、ボルト２５によってエキゾーストマニホールド１２に固定されて取り付けられている。このとき、アッパーカバー２２は、図３に示すように、屈曲フランジ１９の上方まで延び、アッパーカバー２２の後端２６が屈曲フランジ１９の開口端４１（屈曲壁５９の端部）よりも上方かつ後方に位置するようになっている。これによって、アッパーカバー２２の後端２６と屈曲フランジ１９の外面４２との間で後方開口部２８が形成される。
このようにして取り付けられたエキゾーストマニホールド遮熱カバー２０のアッパーカバー２２とエキゾーストマニホールド１２との間には、前後方向の全長に亘って間隙が設けられ、後方開口部２８に連通する放熱路２９となっている。対向するアッパーカバー２２とロアカバー２４との間にも切欠部５７によって間隙が設けられ、エキゾーストマニホールド遮熱カバー２０の側方に側方開口部５８が形成され、放熱路２９に連通している。
キャタリスト遮熱カバー（キャタリスト遮熱部材）３０も同様、キャタリスト１５の上面３１を覆うアッパーカバー３２と、キャタリスト１５の下面３３を覆うロアカバー３４とを備え、アッパーカバー３２及びロアカバー３４は、それぞれキャタリスト１５の上面３１及び下面３３におおよそ沿う形状に形成されている。アッパーカバー３２の側面５２及びロアカバー３４の側面５３は一部切り欠かれ、それぞれ切欠部５４及び切欠部５５が形成されている。また、アッパーカバー３２の側端４５及びロアカバー３４の側端４６には、それぞれ左右（車幅方向）に延びるフランジ４７及びフランジ４８が設けられ、フランジ４７，４８にはそれぞれボルト３５が挿通するボルト孔４９及びボルト孔５０が形成されている。
これらのアッパーカバー３２とロアカバー３４とが対向してキャタリスト１５を上下から挟むように配設され、当接するフランジ４７，４８にボルト３５が挿通してアッパーカバー３２とロアカバー３４とが固定されキャタリスト１５に取り付けられている。このとき、アッパーカバー３２は、図３に示すように、屈曲フランジ１９の開口から進入してその内部４０まで延び、アッパーカバー３２の前端３６が屈曲フランジ１９の内部４０に位置するようになっている。換言すれば、アッパーカバー３２の前端３６が屈曲フランジ１９の開口端４１よりも下方かつ前方に位置するようになっている。これによって、アッパーカバー３２の前端３６と屈曲フランジ１９の内面４３とで前方開口部３７が形成される。
このようにして取り付けられたキャタリスト遮熱カバー３０のアッパーカバー３２とキャタリスト１５との間には、前後方向の全長に亘って間隙が設けられ、前方開口部３７から後方開口部３８までが連通した放熱路３９となっている。また、対向するアッパーカバー３２とロアカバー３４との間にも切欠部５４，５５によって一部間隙が設けられ、キャタリスト遮熱カバー３０の側方に放熱路３９に連通した側方開口部（開口部）５１が形成されている。
上述のとおり、アッパーカバー２２の後端２６が屈曲フランジ１９の上方に位置する一方で、アッパーカバー３２の前端３６が屈曲フランジ１９の内部４０に位置することより、エキゾーストマニホールド遮熱カバー２０の後方開口部２８とキャタリスト遮熱カバー３０の前方開口部３７とは、屈曲フランジ１９の外面４２及び内面４３によって仕切られ、放熱路２９と放熱路３９とが互いに連通しないようになっている。
このエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造１０において、自動車が走行しているとき熱は後方に向かって流れる。すなわち、エキゾーストマニホールド１２から発生する熱は、図４に示すように、放熱路２９を通って後方開口部２８から外部に放熱され（矢印Ａ参照）、キャタリスト１５からの熱は、放熱路３９を通って後方開口部３８及び側方開口部５１から外部に放熱される（矢印Ｂ及び矢印Ｃ参照）。このとき、上述のようにエキゾーストマニホールド遮熱カバー２０の後方開口部２８とキャタリスト遮熱カバー３０の前方開口部３７とは、屈曲フランジ１９の外面４２側と内面４３側とで分けて仕切られ、放熱路２９と放熱路３９とは遮断されて互いに連通しないようになっているので、エキゾーストマニホールド１２からの熱が放熱路３９に入り込んでキャタリスト１５からの熱と混ざり合うようなことがない。
一方、自動車が停止しているときは熱は前方に向かって流れる。すなわち、エキゾーストマニホールド１２から発生する熱は、図５に示すように、放熱路２９を通って側方開口部５８から外部に放熱され（矢印Ｄ参照）、キャタリスト１５からの熱は、放熱路３９を通って前方開口部３７から外部に放熱される（矢印Ｅ参照）。このときも、走行時と同様、屈曲フランジ１９によって放熱路２９と放熱路３９は遮断されているので、キャタリスト１５からの熱が放熱路２９に入り込んでエキゾーストマニホールド１２からの熱と混ざり合うようなことがない。
この実施の形態に係るエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造１０では、エキゾーストマニホールド遮熱カバー２０のアッパーカバー２２の後端２６が屈曲フランジ１９の開口端４１よりも上方に位置し、キャタリスト遮熱カバー３０のアッパーカバー３２の前端３６が開口端４１よりも下方に位置するようになっているので、エキゾーストマニホールド遮熱カバー２０の後方開口部２８とキャタリスト遮熱カバー３０の前方開口部３７とは、キャタリスト１５側に開口した屈曲フランジ１９の外面４２と内面４３によって仕切られ、放熱路２９と放熱路３９とは互いに連通しない。よって、自動車の走行時においても停止時においても、エキゾーストマニホールド１２からの熱とキャタリスト１５からの熱とは混合することがなく、エキゾーストマニホールド１２からの熱は、図４の矢印Ａ又は図５の矢印Ｄに示すように後方開口部２８又は側方開口部５８から外部に放熱され、キャタリスト１５からの熱は、図４の矢印Ｂ、矢印Ｃ又は図５の矢印Ｅに示すように、後方開口部３８、側方開口部５１又は前方開口部３７から外部に放熱される。したがって、図６に示す従来の構造に比較して、エキゾーストマニホールド１２及びキャタリスト１５からの熱をそれぞれ混合させることなく効率よく放熱させることが可能となる。
また、このエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造１０では、エキゾーストマニホールド遮熱カバー２０のアッパーカバー２２の後端２６が屈曲フランジ１９の開口端４１よりも後方に位置し、キャタリスト遮熱カバー３０のアッパーカバー３２の前端３６が開口端４１よりも前方に位置するようになっているので、屈曲壁５９をはさんでアッパーカバー２２とアッパーカバー３２とが上下方向にオーバーラップすることとなり、例えば水や油等の液体がアッパーカバー２２の上面６０を伝って下方に流れてきても、アッパーカバー２２の後端２６から流下する液体はアッパーカバー３２の上面６１に落ちてその上面６１を伝うこととなる。したがって、この液体が後方開口部２８又は前方開口部３７から放熱路２９又は放熱路３９に入り込んでエキゾーストマニホールド１２又はキャタリスト１５にかかるようなことがない。
さらに、アッパーカバー３２の側面５２及びロアカバー３４の側面５３が一部切り欠かれ、キャタリスト遮熱カバー３０の側方に放熱路３９に連通した側方開口部５１が設けられているので、走行時にはキャタリスト１５からの熱は放熱路３９を通って後方開口部３８のみならず、側方開口部５１からも放熱される。したがって、キャタリスト１５の上方及び下方の両方をキャタリスト遮熱カバー３０で覆っても放熱を効率よくスムースに行うことができる。また、エキゾーストマニホールド１２及びキャタリスト１５の接続作業やキャタリスト１５及びエキゾーストパイプ１４の交換作業等作業工具（図示略）を用いるような作業を行う際に、側方開口部５１によりその作業空間を確保することができ、キャタリスト遮熱カバー３０に邪魔されることなく作業を容易に行うことが可能となる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、例えば本実施の形態ではエキゾーストマニホールド遮熱カバー２０のアッパーカバー２２の後端２６が屈曲フランジ１９の開口端４１よりも上方かつ後方に位置するとともに、キャタリスト遮熱カバー３０のアッパーカバー３２の前端３６が開口端４１よりも下方かつ前方に位置することとしたが、少なくとも、後端２６が開口端４１よりも上方に位置し、かつ前端３６が開口端４１よりも下方に位置すればよい。ただし、本実施の形態に係るエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造１０では、後端２６が開口端４１よりも後方に位置し、かつ前端３６が開口端４１よりも前方に位置するようにしたので、上述の液体が放熱路２９や放熱路３９に入り込むのを防止するという効果を得ることができる。
本発明の実施の形態に係るエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造を示す側面図である。 図１の遮熱構造から遮熱部材を取り除いた状態を示す斜視図である。 図１の遮熱構造の断面を示す模式図である。 走行時における図１の遮熱構造内の熱の流れを説明する模式断面図である。 停止時における図１の遮熱構造内の熱の流れを説明する模式断面図である。 従来のエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造を示す分解斜視図である。
符号の説明
１０ エキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造
１２ エキゾーストマニホールド
１５ キャタリスト
１７ 接続部
１９ 屈曲フランジ
２０ エキゾーストマニホールド遮熱カバー（エキゾーストマニホールド遮熱部材）
２１ （エキゾーストマニホールドの）上面
２６ （エキゾーストマニホールド遮熱部材の）後端
３０ キャタリスト遮熱カバー（キャタリスト遮熱部材）
３１ （キャタリストの）上面
３６ （キャタリスト遮熱部材の）前端
４１ （屈曲フランジの）開口端
５１ 側方開口部（開口部）
５２ （キャタリスト遮熱部材の）側面
５３ （キャタリスト遮熱部材の）側面

Claims (3)

  1. エキゾーストマニホールドとキャタリストとを前後に接続する接続部が前記エキゾーストマニホールド側から前記キャタリスト側に向けて下方に傾斜した傾斜部に設けられ、前記接続部に前記キャタリスト側に開口する屈曲フランジが形成され、
    前記エキゾーストマニホールドの上面を覆うエキゾーストマニホールド遮熱部材が、その後端が前記屈曲フランジの開口端よりも上方に位置するように配設されるとともに、前記キャタリストの上面を覆うキャタリスト遮熱部材が、その前端が前記屈曲フランジの開口端よりも下方に位置するように配設されることを特徴とするエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造。
  2. 前記エキゾーストマニホールド遮熱部材の後端が前記屈曲フランジの開口端よりも後方に位置するとともに、前記キャタリスト遮熱部材の前端が前記屈曲フランジの開口端よりも前方に位置することを特徴とする請求項１に記載のエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造。
  3. 前記キャタリスト遮熱部材は前記キャタリストの下方も覆うとともに、前記キャタリスト遮熱部材の側面に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエキゾーストマニホールド及びキャタリストの遮熱構造。
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