JP4515816B2

JP4515816B2 - 排気マニホールド

Info

Publication number: JP4515816B2
Application number: JP2004138835A
Authority: JP
Inventors: 隆行吉田; 良紀川合
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: JP2005320896A

Description

本発明は、多気筒内燃機関の各排気ポートから排気される排気ガスを集合させて排気管に送る排気マニホールドに関する。

従来より、材質・板厚等により信頼性を向上させて排気マニホールドの高耐熱化を図ると、重量が重くなり、熱容量が大きくなる。そのため、内燃機関の始動時に排気ガスが冷却されて、排気ガス浄化用触媒による浄化作用が十分に得られない。近年の世界的な環境問題に対し、排気規制は一段と強化されており、そこで、特許文献１にあるように、内燃機関の各排気ポートに接続される枝管と、枝管を集合させた集合管とを更に外殻部材により覆い、二重構造として、空気層でもって排気ガスを保温するようにしていた。
特開平１０−８９０６３号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、枝管から集合管まで二重構造としているので、構造が複雑になるという問題があった。
本発明の課題は、簡単な構造で、信頼性を得ることができる排気マニホー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接続された枝管部を集合させた集合管部に排気管を接続し、各前記排気ポートから排気される排気ガスを前記排気管に送る排気マニホールドにおいて、
前記枝管部と前記集合管部とが形成された外殻部材を備えると共に、前記集合管部内に内殻部材を設けて二重構造とし、かつ、前記外殻部材の内周面と前記内殻部材の外周面との間に空間を形成し、前記内殻部材には、前記集合管部側が径方向に膨らまされた前記枝管部内に挿入される接続管部を設け、前記接続管部の外周には、膨らまされた前記枝管部の内周に接触するリブを全周にわたって突出形成したことを特徴とする排気マニホールドがそれである。

また、前記内殻部材は、アッパ部とロア部とを備え、前記アッパ部と前記ロア部とを突き合わせて中空状に形成すると共に、前記突き合わせ箇所をカシメにより固定するとよい。

本発明の排気マニホールドは、集合管部に内殻部材を設けて二重構造としたので、簡単な構造で、信頼性を得ることができ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は排気マニホールドで、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。図４に示すように、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。

排気マニホールド１は、大フランジ２、外殻部材４、小フランジ６を備え、大フランジ２には、第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４に対応した４個の貫通孔８〜１１が穿設されている。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孔１２〜１９が形成されている（図１参照）。小フランジ６には、下流側の排気管１０２が接続される（図３参照）。

外殻部材４は、第１から第４枝管部２０〜２３と、集合管部２４とを備え、第１枝管部２０は第１排気ポートＰ１に連通する貫通孔８に挿入・固定されている。また、第２枝管部２１は第２排気ポートＰ２に連通する貫通孔９に挿入・固定され、第３枝管部２２は第３排気ポートＰ３に連通する貫通孔１０に挿入・固定され、第４枝管部２３は第４排気ポートＰ４に連通する貫通孔１１に挿入・固定されている。第１枝管部２０は第２枝管部２１と合流される合流枝管部２５に接続され、合流枝管部２５が集合管部２４に集合されると共に、第３枝管部２２、第４枝管部２３が集合管部２４に集合されている。

外殻部材４は、アッパ部４ａとロア部４ｂとを備え、アッパ部４ａとロア部４ｂとを突き合わせて内部を中空に形成、いわゆる最中構造に形成して、第１から第４枝管部２０〜２３と集合管部２４とを形成している。外殻部材４の集合管部２４には接続外管２６が接続されており、接続外管２６には小フランジ６が取り付けられている。

外殻部材４の集合管部２４内には、内殻部材２８が設けられており、内殻部材２８はアッパ部２８ａとロア部２８ｂとを備えている。アッパ部２８ａとロア部２８ｂとを突き合わせて内部を中空に形成、いわゆる最中構造に形成されており、外殻部材４の内周面と内殻部材２８の外周面との間には、空間３０が内殻部材２８の全外周面にわたって形成されている。

内殻部材２８は、外殻部材４の集合管部２４の全域にわたる大きさに形成されると共に、更に、内殻部材２８には、合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３に挿入される接続管部３２〜３４が形成されている。各接続管部３２〜３４の外周には、径方向外側に半円弧状に突出されたリブ３６〜３８が形成されている。

各リブ３６〜３８は、それぞれ合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３の内周に締め代を持って接触するように形成されている。本実施形態では、合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３は、集合管部２４側が径方向に膨らまされて形成されており、この膨らまされた合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３の内径よりも、各リブ３６〜３８の外径を少し大きく形成して、内殻部材２８を集合管部２４に収納する際に、各リブ３６〜３８が弾性変形されて、接触するように形成されている。この接触により、空間３０と合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３との連通を遮断するように形成されている。

また、各接続管部３２〜３４は、各リブ３６〜３８を合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３内に挿入できる程度の長さに形成されており、各接続管部３２〜３４は、それぞれ合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３内で開口されている。各接続管部３２〜３４の内径は、合流枝管部２５、第３枝管部２２、第４枝管部２３の内径とほぼ等しく形成するのが好ましい。

内殻部材２８のアッパ部２８ａとロア部２８ｂとは、図５に示すように、突き合わせ箇所がカシメにより一体に固定されている。即ち、アッパ部２８ａの外周に耳部４０を形成し、ロア部２８ｂの外周に形成された耳部４２を折り曲げて、アッパ部２８ａの耳部４０を挟み込むようにしてカシメている。

一方、接続外管２６内には、接続内管４４が同軸上に配置されており、接続内管４４は内殻部材２８に挿入されて、内殻部材２８の内部と接続されている。接続内管４４は、外周に装着されたワイヤメッシュ等の支持部材４６を介して、接続外管２６に支持されている。

次に、前述した本実施形態の排気マニホールドの作動について説明する。
まず、内燃機関１００の運転に伴って、第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４から排気ガスが排出される。排出された排気ガスは、第１から第４枝管部２０〜２３から排気マニホールド１内に流入し、第１から第４枝管部２０〜２３から内殻部材２８内に導かれ、内殻部材２８から接続内管４４を介して、下流側の排気管１０２に流出する。

内燃機関１００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、排気ガスは第１枝管部２０、第３枝管部２２、第４枝管部２３、第２枝管部２１の順序で、流入する。第１枝管部２０に流入した第１気筒♯１からの排気ガスは、合流枝管部２５、接続管部３２から内殻部材２８内に流入し、内殻部材２８から接続内管４４を通り、下流側の排気管１０２に流出する。第３枝管部２２に流入した第３気筒♯３からの排気ガスは、接続管部３３から内殻部材２８内に流入し、内殻部材２８から接続内管４４を通り、下流側の排気管１０２に流出する。

第４枝管部２３に流入した第４気筒♯４からの排気ガスは、接続管部３４から内殻部材２８内に流入し、内殻部材２８から接続内管４４を通り、下流側の排気管１０２に流出する。第２枝管部２１に流入した第２気筒♯２からの排気ガスは、合流枝管部２５、接続管部３２から内殻部材２８内に流入し、内殻部材２８から接続内管４４を通り、下流側の排気管１０２に流出する。これが、内燃機関１００の運転に伴って順に繰り返される。

このように、第１〜第４気筒♯１〜♯４からの排気ガスは、第１〜第４枝管部２０〜２３をそれぞれ個別に通り、各接続管部３２〜３４を介して内殻部材２８内に流入して、内殻部材２８内で集合される。各第１〜第４枝管部２０〜２３では、排気ガスが個別に通るので、各第１〜第４枝管部２０〜２３では間欠的に排気ガスが通り、各第１〜第４枝管部２０〜２３の温度上昇は少なく、各第１〜第４枝管部２０〜２３の表面温度は高温になりにくい。

これに対して、内殻部材２８では、各第１〜第４枝管部２０〜２３からの排気ガスが集合されるので、排気ガスが連続的に流入する。集合管部２４と内殻部材２８とにより二重構造となっており、空間３０により断熱が図られるので、外殻部材４の集合管部２４の表面温度が高温になることが防止される。

従って、外殻部材４は、その材質を耐熱性の低い材料で形成することができ、また、その板厚を薄くすることもでき、コストを低減できる。また、内殻部材２８を設けているので、集合管部２４が高温となるのを防止でき、信頼性が向上し、内殻部材２８は集合管部２４に設け、各第１〜第４枝管部２０〜２３には設けていないので、構造が簡単になり、製造も容易である。

また、外殻部材４のアッパ部４ａとロア部４ｂとを突き合わせて、内部に内殻部材２８を収納する組立作業で、リブ３６〜３８により、第１〜第４枝管部２０〜２３に流入する排気ガスが空間３０へ流入するのを規制できるので、製造が容易である。リブ３６〜３８はプレス加工により形成できるので、リブ３６〜３８の製造も容易である。更に、内殻部材２８は、アッパ部２８ａとロア部２８ｂとを突き合わせて、カシメにより固定しているので、全周を溶接等により突き合わせるよりも、簡単に構成できる。

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。

本発明の一実施形態としての排気マニホールドの正面図である。本実施形態の排気マニホールドの平面図である。本実施形態の排気マニホールドの側面図である。図１のＡＡ断面図である。図１のＢＢ断面図である。

符号の説明

１…排気マニホールド２…大フランジ
４…外殻部材６…小フランジ
２０…第１枝管部２１…第２枝管部
２２…第３枝管部２３…第４枝管部
２４…集合管部２５…合流枝管部
２６…接続外管２８…内殻部材
３０…空間３２〜３４…接続管部
３６〜３８…リブ４４…接続内管
１００…内燃機関１０２…排気管

Claims

多気筒内燃機関の各排気ポートに接続された枝管部を集合させた集合管部に排気管を接続し、各前記排気ポートから排気される排気ガスを前記排気管に送る排気マニホールドにおいて、
前記枝管部と前記集合管部とが形成された外殻部材を備えると共に、前記集合管部内に内殻部材を設けて二重構造とし、かつ、前記外殻部材の内周面と前記内殻部材の外周面との間に空間を形成し、前記内殻部材には、前記集合管部側が径方向に膨らまされた前記枝管部内に挿入される接続管部を設け、前記接続管部の外周には、膨らまされた前記枝管部の内周に接触するリブを全周にわたって突出形成したことを特徴とする排気マニホールド。
前記内殻部材は、アッパ部とロア部とを備え、前記アッパ部と前記ロア部とを突き合わせて中空状に形成すると共に、前記突き合わせ箇所をカシメにより固定したことを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド。