JP3204039B2 - エンジンの二重排気管 - Google Patents
エンジンの二重排気管Info
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- JP3204039B2 JP3204039B2 JP14071695A JP14071695A JP3204039B2 JP 3204039 B2 JP3204039 B2 JP 3204039B2 JP 14071695 A JP14071695 A JP 14071695A JP 14071695 A JP14071695 A JP 14071695A JP 3204039 B2 JP3204039 B2 JP 3204039B2
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- Japan
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- pipe
- support
- tube
- engine
- exhaust gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンと触媒との間
に配置される二重排気管に係り、特にエキゾーストマニ
ホールドに適用するのに好適な二重排気管に関する。
に配置される二重排気管に係り、特にエキゾーストマニ
ホールドに適用するのに好適な二重排気管に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車においては、排気管の下流部に触
媒を配置し、排気ガスの浄化を図ることが行われてい
る。この場合、浄化効率の面ではエンジン始動時が問題
となる。エンジン始動時には、触媒及び排気ガスが共に
低温である。よって、触媒温度が活性温度に至らないた
めに、化学変化が起こらず、排気ガス内の未燃成分が十
分に反応しきれない状況が発生する。
媒を配置し、排気ガスの浄化を図ることが行われてい
る。この場合、浄化効率の面ではエンジン始動時が問題
となる。エンジン始動時には、触媒及び排気ガスが共に
低温である。よって、触媒温度が活性温度に至らないた
めに、化学変化が起こらず、排気ガス内の未燃成分が十
分に反応しきれない状況が発生する。
【0003】これに対処するため、排気ガスの保温を図
った二重排気管が提案されている。二重排気管は、外管
の内部に隙間を持たせて内管を同心に配置し、外管と内
管との間に中空の断熱層を確保したものである。
った二重排気管が提案されている。二重排気管は、外管
の内部に隙間を持たせて内管を同心に配置し、外管と内
管との間に中空の断熱層を確保したものである。
【0004】二重排気管は、外管で構造上の強度を確保
し、排気ガス通路を構成する内管の肉厚を極力薄くする
ことにより、排気ガスが接触する部分の熱容量を小さく
することができる。また、内管と外管との間に中空の断
熱層を設けていることにより、外管を通しての熱の逃げ
を減らすことができる。従って、エンジンの始動時に、
排気管の内壁の温度を速やかに上昇させることができ、
排ガスの保温効果を高めることができる。
し、排気ガス通路を構成する内管の肉厚を極力薄くする
ことにより、排気ガスが接触する部分の熱容量を小さく
することができる。また、内管と外管との間に中空の断
熱層を設けていることにより、外管を通しての熱の逃げ
を減らすことができる。従って、エンジンの始動時に、
排気管の内壁の温度を速やかに上昇させることができ、
排ガスの保温効果を高めることができる。
【0005】ところで、二重排気管の構造として、ステ
ンレス材等の板材をプレス加工した外管で、薄肉に形成
した内管を覆う構造を採用した場合は、外管の板材を塩
害等で腐食しないように高価な材料(ステンレス材)と
する必要がある上、溶接している1枚の板材の合わせ目
から排気ガスが外界に漏れるおそれがあるため、圧縮空
気による漏れ試験や、手直しが発生し、製品として高価
なものとなる。
ンレス材等の板材をプレス加工した外管で、薄肉に形成
した内管を覆う構造を採用した場合は、外管の板材を塩
害等で腐食しないように高価な材料(ステンレス材)と
する必要がある上、溶接している1枚の板材の合わせ目
から排気ガスが外界に漏れるおそれがあるため、圧縮空
気による漏れ試験や、手直しが発生し、製品として高価
なものとなる。
【0006】このため、外管を鋳造品(鋳鉄)で構成
し、外管の鋳造時に内管を鋳ぐるむ構造の二重管エキゾ
ーストマニホールドが特開昭63−215809号公報
にて提案されている。
し、外管の鋳造時に内管を鋳ぐるむ構造の二重管エキゾ
ーストマニホールドが特開昭63−215809号公報
にて提案されている。
【0007】外管を鋳造品で構成した場合、プレスと溶
接により構成する場合と違い、酸化や腐食による劣化の
問題、コストの問題、加工の問題、外気への排気ガス漏
れの問題を全て解消できる。また、鋳造時に内管を鋳ぐ
るむことで、エキゾーストマニホールド等の湾曲形状に
も対応できる。
接により構成する場合と違い、酸化や腐食による劣化の
問題、コストの問題、加工の問題、外気への排気ガス漏
れの問題を全て解消できる。また、鋳造時に内管を鋳ぐ
るむことで、エキゾーストマニホールド等の湾曲形状に
も対応できる。
【0008】また、二重排気管では、内管と外管との間
に排気ガスが漏れると、排気ガスの温度が低下するた
め、内管と外管の隙間をシールする必要があり、さらに
内管と外管との間に大きな温度差が生じるため、両者の
熱膨脹差を吸収しながら外管で内管を保持する構造を取
り入れなければならない。
に排気ガスが漏れると、排気ガスの温度が低下するた
め、内管と外管の隙間をシールする必要があり、さらに
内管と外管との間に大きな温度差が生じるため、両者の
熱膨脹差を吸収しながら外管で内管を保持する構造を取
り入れなければならない。
【0009】従来、そのような構造例として、図11〜
図13に示すものが知られている。図11〜図13は全
て、二重管エキゾーストマニホールドの排気ガス入口側
フランジ付近の構造を示す。
図13に示すものが知られている。図11〜図13は全
て、二重管エキゾーストマニホールドの排気ガス入口側
フランジ付近の構造を示す。
【0010】これらの例では、鋳造品からなる外管11
の端部にフランジ10が形成されており、外管11の内
部に、薄肉に形成された内管12が、外管11との間に
隙間13を持って配置されている。内管12は、外管1
1の内部に鋳ぐるみ配置されており、外管11の管壁に
は、内管12を鋳ぐるむ際の中子砂の抜き穴14があ
る。
の端部にフランジ10が形成されており、外管11の内
部に、薄肉に形成された内管12が、外管11との間に
隙間13を持って配置されている。内管12は、外管1
1の内部に鋳ぐるみ配置されており、外管11の管壁に
は、内管12を鋳ぐるむ際の中子砂の抜き穴14があ
る。
【0011】図11の二重管エキゾーストマニホールド
では、内管12の排気ガス入口側先端部12aが湾曲部
を介して外側にフランジ状に折曲され、その外周端が外
管11の材料肉厚内に埋設されている。
では、内管12の排気ガス入口側先端部12aが湾曲部
を介して外側にフランジ状に折曲され、その外周端が外
管11の材料肉厚内に埋設されている。
【0012】また、図12に示す二重管エキゾーストマ
ニホールドでは、外管11の排気ガス入口側端部の内周
に環状凸部15が設けられており、その環状凸部15
に、曲げ加工されていない内管12の先端部12aが埋
設されている。
ニホールドでは、外管11の排気ガス入口側端部の内周
に環状凸部15が設けられており、その環状凸部15
に、曲げ加工されていない内管12の先端部12aが埋
設されている。
【0013】これらによれば、外管11によって内管1
2を保持している。また、内管12と外管11の隙間1
3への排気ガスの流入を防ぐことができる。
2を保持している。また、内管12と外管11の隙間1
3への排気ガスの流入を防ぐことができる。
【0014】また、図13に示す二重管エキゾーストマ
ニホールドでは、内管12の他に、別体のサポート16
が用いられている。このサポート16は、排気ガス入口
側の端部16aが湾曲部を介して外側にフランジ状に折
曲され、その外周端が外管11の材料肉厚内に埋設され
ている。そして、サポート16の下流側の端部が内管1
2の端部内周に挿入され、これにより内管12を保持す
ると共に、内管12と外管11の隙間13への排気ガス
の流入を防いでいる。
ニホールドでは、内管12の他に、別体のサポート16
が用いられている。このサポート16は、排気ガス入口
側の端部16aが湾曲部を介して外側にフランジ状に折
曲され、その外周端が外管11の材料肉厚内に埋設され
ている。そして、サポート16の下流側の端部が内管1
2の端部内周に挿入され、これにより内管12を保持す
ると共に、内管12と外管11の隙間13への排気ガス
の流入を防いでいる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
した二重管エキゾーストマニホールドでは、高温の排気
ガスに曝されても高温劣化が起き難いステンレス製の内
管12の端部を折り曲げ加工する必要があるので、内管
12の肉厚を大きくしなくてはならず、内管12の早期
昇温という点で不利である。また、内管12を鋳込む時
の中子砂の抜き穴14を設け、砂抜きが終了した後、内
管12と外管11の隙間13から排気ガスが外に漏れな
いように砂抜き穴14をシールする必要があり、工数が
かかるという問題がある。
した二重管エキゾーストマニホールドでは、高温の排気
ガスに曝されても高温劣化が起き難いステンレス製の内
管12の端部を折り曲げ加工する必要があるので、内管
12の肉厚を大きくしなくてはならず、内管12の早期
昇温という点で不利である。また、内管12を鋳込む時
の中子砂の抜き穴14を設け、砂抜きが終了した後、内
管12と外管11の隙間13から排気ガスが外に漏れな
いように砂抜き穴14をシールする必要があり、工数が
かかるという問題がある。
【0016】また、図12に示した二重管エキゾースト
マニホールドでは、内管12の端部12aを折り曲げる
必要がないので、内管2を薄くすることができる。しか
し、上記と同様に砂抜きの穴14のシールの問題があ
る。また、外管11の端部内周に環状凸部15を設けて
いるので、排気ガス通路に段差が生じ、この部位での排
気ガスの熱伝達率が増加して、排気ガスの温度低下を来
すことになる。
マニホールドでは、内管12の端部12aを折り曲げる
必要がないので、内管2を薄くすることができる。しか
し、上記と同様に砂抜きの穴14のシールの問題があ
る。また、外管11の端部内周に環状凸部15を設けて
いるので、排気ガス通路に段差が生じ、この部位での排
気ガスの熱伝達率が増加して、排気ガスの温度低下を来
すことになる。
【0017】また、図13に示した二重管エキゾースト
マニホールドでは、内管12をサポート16で保持する
ため、内管12を薄くすることができるが、上記と同様
に、砂抜きの穴14のシールの問題がある。
マニホールドでは、内管12をサポート16で保持する
ため、内管12を薄くすることができるが、上記と同様
に、砂抜きの穴14のシールの問題がある。
【0018】本発明は、上記事情を考慮し、排気ガスの
昇温特性の向上を図ることができ、且つ内管を鋳ぐるむ
際の砂型の排出を特別な砂抜き穴を設けずに行うことが
できるエンジンの二重排気管を提供することを目的とす
る。
昇温特性の向上を図ることができ、且つ内管を鋳ぐるむ
際の砂型の排出を特別な砂抜き穴を設けずに行うことが
できるエンジンの二重排気管を提供することを目的とす
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、鋳造
品からなる外管と、この外管の鋳造時に内部に収容され
且つ該外管との間に隙間を持って保持された内管とから
なり、前記内管内を排気ガスの通路とするエンジンの二
重排気管において、前記外管の端部内周に、外管との間
に隙間を持った状態で筒状のサポートが配置され、該サ
ポートは、一端部外周に周方向に間隔をおいて突設され
た爪を外管に埋設することで外管に保持され、且つ該サ
ポートの他端部が内管の端部内周に挿入されていること
を特徴とする。
品からなる外管と、この外管の鋳造時に内部に収容され
且つ該外管との間に隙間を持って保持された内管とから
なり、前記内管内を排気ガスの通路とするエンジンの二
重排気管において、前記外管の端部内周に、外管との間
に隙間を持った状態で筒状のサポートが配置され、該サ
ポートは、一端部外周に周方向に間隔をおいて突設され
た爪を外管に埋設することで外管に保持され、且つ該サ
ポートの他端部が内管の端部内周に挿入されていること
を特徴とする。
【0020】請求項2の発明は、請求項1記載のエンジ
ンの二重排気管であって、前記サポートの他端部の外周
側に、一部が外管に埋設されることで外管に保持された
リングサポートが設けられ、該リングサポートと前記サ
ポートの他端部との間に、内管の端部が挟まれているこ
とを特徴とする。
ンの二重排気管であって、前記サポートの他端部の外周
側に、一部が外管に埋設されることで外管に保持された
リングサポートが設けられ、該リングサポートと前記サ
ポートの他端部との間に、内管の端部が挟まれているこ
とを特徴とする。
【0021】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
エンジンの二重排気管であって、前記内管の端部に外周
側に湾曲して突出する爪を形成し、該爪を外管に埋設し
たことを特徴とする。
エンジンの二重排気管であって、前記内管の端部に外周
側に湾曲して突出する爪を形成し、該爪を外管に埋設し
たことを特徴とする。
【0022】請求項4の発明は、請求項3記載のエンジ
ンの二重排気管であって、前記突片が、内管の端部の管
壁に切欠を設けて切り起こした切り起こし片からなるこ
とを特徴とする。
ンの二重排気管であって、前記突片が、内管の端部の管
壁に切欠を設けて切り起こした切り起こし片からなるこ
とを特徴とする。
【0023】請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれ
かに記載のエンジンの二重排気管であって、前記サポー
トの爪間に露出する外管と内管の隙間が、外管の端部に
密着させられるガスケットで塞がれていることを特徴と
する。
かに記載のエンジンの二重排気管であって、前記サポー
トの爪間に露出する外管と内管の隙間が、外管の端部に
密着させられるガスケットで塞がれていることを特徴と
する。
【0024】請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれ
かに記載の二重排気管をエキゾーストマニホールドに適
用したことを特徴とする。
かに記載の二重排気管をエキゾーストマニホールドに適
用したことを特徴とする。
【0025】
【作用】請求項1の発明では、サポートの外周に突設し
た爪を外管に埋設することで、サポートを外管に固定し
ているので、爪と爪の間を通して、外管と内管の隙間が
外管の端面に露出する。従って、その露出した部分を通
して、内管とサポートを鋳ぐるむ時に使用する中子砂を
外に抜き出すことができる。また、サポートの外周に突
設した爪を外管に埋設することでサポートを固定するの
で、外管の内周に環状凸部等の突出物を設ける必要がな
く、排気ガス通路の無用な段差を排除し、排気ガスの熱
の逃げを抑制することができる。
た爪を外管に埋設することで、サポートを外管に固定し
ているので、爪と爪の間を通して、外管と内管の隙間が
外管の端面に露出する。従って、その露出した部分を通
して、内管とサポートを鋳ぐるむ時に使用する中子砂を
外に抜き出すことができる。また、サポートの外周に突
設した爪を外管に埋設することでサポートを固定するの
で、外管の内周に環状凸部等の突出物を設ける必要がな
く、排気ガス通路の無用な段差を排除し、排気ガスの熱
の逃げを抑制することができる。
【0026】請求項2の発明では、薄肉に形成された内
管を、外管に保持されたリングサポートとサポートで挟
さみ込むので、高温の排気ガスによる熱膨脹、収縮の繰
り返しで、内管のサポートからの脱落が防止される。
管を、外管に保持されたリングサポートとサポートで挟
さみ込むので、高温の排気ガスによる熱膨脹、収縮の繰
り返しで、内管のサポートからの脱落が防止される。
【0027】請求項3の発明では、内管の端部に外周側
に湾曲して突出する爪を形成し、該爪を外管に埋設した
ので、内管が確実に保持され、内管がサポートから脱落
することが防止される。また、爪が湾曲しているので、
その部分で内管の熱膨脹を吸収することができる。
に湾曲して突出する爪を形成し、該爪を外管に埋設した
ので、内管が確実に保持され、内管がサポートから脱落
することが防止される。また、爪が湾曲しているので、
その部分で内管の熱膨脹を吸収することができる。
【0028】請求項4の発明では、内管の爪を内管に設
けた切り起こし片で構成したので、余計な部材が不要で
ある。また、切り起こし片を設けた後の切欠はサポート
で隠すことができるため、切欠を通して排気ガスが内管
と外管の隙間へ流れ込むことを防止できる。
けた切り起こし片で構成したので、余計な部材が不要で
ある。また、切り起こし片を設けた後の切欠はサポート
で隠すことができるため、切欠を通して排気ガスが内管
と外管の隙間へ流れ込むことを防止できる。
【0029】請求項5の発明では、ガスケットによって
内管と外管の隙間の露出部分が塞がれるので、同隙間に
排気ガスが流れ込むことが防止され、排気ガスの昇温特
性が向上する。
内管と外管の隙間の露出部分が塞がれるので、同隙間に
排気ガスが流れ込むことが防止され、排気ガスの昇温特
性が向上する。
【0030】請求項6の発明では、内管を外管の鋳造時
に鋳ぐるむことにより、複雑な湾曲形状のエキゾースト
マニホールドにも対応できる。
に鋳ぐるむことにより、複雑な湾曲形状のエキゾースト
マニホールドにも対応できる。
【0031】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明を適用した二重管エキゾースト
マニホールド20の外観図である。図2は同エキゾース
トマニホールド20のエンジン側フランジ部の正面図で
ある。図3は図2の断面図であり、内部に内管とサポー
トを収容して外管を鋳造した直後の状態を示す図、図4
は同鋳造後にフランジ面を機械加工し、エンジンに取り
付けた状態を示す図である。また、図5はエキゾースト
マニホールド20の長さ方向の途中の構造を示す断面図
である。なお、各断面図中の矢印Fは排気ガスの流れ方
向を示す。
明する。図1は、本発明を適用した二重管エキゾースト
マニホールド20の外観図である。図2は同エキゾース
トマニホールド20のエンジン側フランジ部の正面図で
ある。図3は図2の断面図であり、内部に内管とサポー
トを収容して外管を鋳造した直後の状態を示す図、図4
は同鋳造後にフランジ面を機械加工し、エンジンに取り
付けた状態を示す図である。また、図5はエキゾースト
マニホールド20の長さ方向の途中の構造を示す断面図
である。なお、各断面図中の矢印Fは排気ガスの流れ方
向を示す。
【0032】エキゾーストマニホールド20は、両端
(エンジン側およびフロントチューブ側の端部)に一体
のフランジ10を有する鋳鉄製の外管1と、この外管1
の鋳造時に内部に収容され且つ該外管1との間に適宜の
隙間3(例えば3mmから5mm程度)を持って保持さ
れた内管2とからなり、内管2の内部を排気ガスの通路
としたものである。
(エンジン側およびフロントチューブ側の端部)に一体
のフランジ10を有する鋳鉄製の外管1と、この外管1
の鋳造時に内部に収容され且つ該外管1との間に適宜の
隙間3(例えば3mmから5mm程度)を持って保持さ
れた内管2とからなり、内管2の内部を排気ガスの通路
としたものである。
【0033】内管2は、高速走行時等に高温の排気ガス
に直接曝される箇所であり、酸化や腐食による劣化を防
ぐため、ステンレス材を用いて薄肉(例えば0.5m
m)に形成されている。内管2は、プレス加工、若しく
は、パイプの曲げ加工により、エキゾーストマニホール
ド20の形状に沿うように形成されている。内管2の途
中には、図5に示すように、外管1側に向かって凸に湾
曲した環状湾曲部22が適宜設けられている。
に直接曝される箇所であり、酸化や腐食による劣化を防
ぐため、ステンレス材を用いて薄肉(例えば0.5m
m)に形成されている。内管2は、プレス加工、若しく
は、パイプの曲げ加工により、エキゾーストマニホール
ド20の形状に沿うように形成されている。内管2の途
中には、図5に示すように、外管1側に向かって凸に湾
曲した環状湾曲部22が適宜設けられている。
【0034】また、外管1の排気ガス入口側(上流側)
の端部内周には、内管2と同様にステンレス材により形
成された筒状のサポート6が、外管1との間に隙間を持
った状態で挿入されている。このサポート6は、環状の
円板部6Aと、その内周縁に連設された円筒部6Bとを
有し、円筒部6Bを排気ガス流れ方向下流側に向けて配
置され、円筒部6Bの先端(下流端)側が内管2の上流
側端部2a内に挿入されている。円筒部6Bの外径は、
内管2の内径より僅かに小さく設定され、サポート6の
円筒部6Bと内管2は略密着した状態にある。
の端部内周には、内管2と同様にステンレス材により形
成された筒状のサポート6が、外管1との間に隙間を持
った状態で挿入されている。このサポート6は、環状の
円板部6Aと、その内周縁に連設された円筒部6Bとを
有し、円筒部6Bを排気ガス流れ方向下流側に向けて配
置され、円筒部6Bの先端(下流端)側が内管2の上流
側端部2a内に挿入されている。円筒部6Bの外径は、
内管2の内径より僅かに小さく設定され、サポート6の
円筒部6Bと内管2は略密着した状態にある。
【0035】サポート6の円板部6Aの外周は、エンジ
ンとの間に挟着するガスケット9の内径よりも大きくな
っている。サポート6は、円板部6Aの外周に、周方向
に間隔をおいて突設された2本の爪7を有しており、こ
の2本の爪7を、外管1の鋳造時にフランジ10の内周
部に埋設する(鋳込む)ことで、外管1に一体化されて
いる。従って、内管2は、このサポート6を介して、外
管1により保持されている。
ンとの間に挟着するガスケット9の内径よりも大きくな
っている。サポート6は、円板部6Aの外周に、周方向
に間隔をおいて突設された2本の爪7を有しており、こ
の2本の爪7を、外管1の鋳造時にフランジ10の内周
部に埋設する(鋳込む)ことで、外管1に一体化されて
いる。従って、内管2は、このサポート6を介して、外
管1により保持されている。
【0036】フランジ10の内周は図2に示すように楕
円形になっており、サポート6は、爪7以外の箇所では
外管1に接していず、2つの爪7の間には隙間8があい
ている。そして、この隙間8を通して、外管1と内管2
の間の隙間3が外部に連通している(露出している)。
円形になっており、サポート6は、爪7以外の箇所では
外管1に接していず、2つの爪7の間には隙間8があい
ている。そして、この隙間8を通して、外管1と内管2
の間の隙間3が外部に連通している(露出している)。
【0037】このエキゾーストマニホールド20を製作
する場合、内管2とサポート6を鋳型内に収容した状態
で外管1を鋳造する。この場合、内管2と外管1の隙間
3に中子(砂)を入れて、鋳ぐるむことになる。そし
て、鋳造が終了した後は、隙間3がサポート6の爪7と
爪7の間から外管1の端面に露出しているので、その露
出部(隙間8)から中子砂を取り除く。図3はその段階
を示す。
する場合、内管2とサポート6を鋳型内に収容した状態
で外管1を鋳造する。この場合、内管2と外管1の隙間
3に中子(砂)を入れて、鋳ぐるむことになる。そし
て、鋳造が終了した後は、隙間3がサポート6の爪7と
爪7の間から外管1の端面に露出しているので、その露
出部(隙間8)から中子砂を取り除く。図3はその段階
を示す。
【0038】次いで、鋳造した外管1のフランジ10の
合わせ面を平らに加工する際に、サポート6の円板部6
Aの表面を露出させ、フランジ10の表面とサポート6
の円板部6Aの表面の段差を無くす。そして、図4に示
すように、エンジンのシリンダヘッドにガスケット9を
介して本エキゾーストマニホールド20を取り付け、ガ
スケット9でサポート6の表面を覆って、外管1と内管
2の隙間3に排気ガスが流れ込まないように、サポート
6と外管1の間の隙間8を塞ぐ。
合わせ面を平らに加工する際に、サポート6の円板部6
Aの表面を露出させ、フランジ10の表面とサポート6
の円板部6Aの表面の段差を無くす。そして、図4に示
すように、エンジンのシリンダヘッドにガスケット9を
介して本エキゾーストマニホールド20を取り付け、ガ
スケット9でサポート6の表面を覆って、外管1と内管
2の隙間3に排気ガスが流れ込まないように、サポート
6と外管1の間の隙間8を塞ぐ。
【0039】次に作用を説明する。まず、エンジン始動
時における排気ガス温度の昇温について説明する。エン
ジンの停止直後を除き、エンジン始動時の二重管エキゾ
ーストマニホールドの外管1および内管2の温度は、外
気温と同じである、エンジン始動後、内管2内を流れる
排気ガスによって、内管2が暖められる。この結果、内
管2の壁温は上昇するが、内管2に与えた熱量だけ排気
ガスの温度は低下する。
時における排気ガス温度の昇温について説明する。エン
ジンの停止直後を除き、エンジン始動時の二重管エキゾ
ーストマニホールドの外管1および内管2の温度は、外
気温と同じである、エンジン始動後、内管2内を流れる
排気ガスによって、内管2が暖められる。この結果、内
管2の壁温は上昇するが、内管2に与えた熱量だけ排気
ガスの温度は低下する。
【0040】この場合、本実施例では、内管2の肉厚を
薄くしているので、内管2の熱容量が小さく、内管2の
壁温が早期に上昇する。従って、排気ガスから内管2へ
の伝熱量が低く抑えられ、排気ガスの温度低下が抑制さ
れ、その結果、この二重構造エキゾーストマニホールド
の後方に設置してある触媒の入口ガス温度を早期に上昇
させることができる。
薄くしているので、内管2の熱容量が小さく、内管2の
壁温が早期に上昇する。従って、排気ガスから内管2へ
の伝熱量が低く抑えられ、排気ガスの温度低下が抑制さ
れ、その結果、この二重構造エキゾーストマニホールド
の後方に設置してある触媒の入口ガス温度を早期に上昇
させることができる。
【0041】また、このとき、内管2と外管1の隙間に
排気ガスが漏れ出すと、図6に示すように、エンジン始
動直後に排気管後方に設置してある触媒に流れ込む排気
ガス温度が大きく低下し、排気ガスの浄化効率を悪化さ
せることになる。図6中、は鋳鉄製の単管エキゾース
トマニホールドの場合、は二重管エキゾーストマニホ
ールドにて内管と外管の隙間に排気ガスが流入した場
合、は二重管エキゾーストマニホールドにて内管と外
管の隙間をシールし排気ガスの流入を抑制した場合の、
エンジン始動後に加速するモードでの排気ガス温度の推
移を示す。
排気ガスが漏れ出すと、図6に示すように、エンジン始
動直後に排気管後方に設置してある触媒に流れ込む排気
ガス温度が大きく低下し、排気ガスの浄化効率を悪化さ
せることになる。図6中、は鋳鉄製の単管エキゾース
トマニホールドの場合、は二重管エキゾーストマニホ
ールドにて内管と外管の隙間に排気ガスが流入した場
合、は二重管エキゾーストマニホールドにて内管と外
管の隙間をシールし排気ガスの流入を抑制した場合の、
エンジン始動後に加速するモードでの排気ガス温度の推
移を示す。
【0042】しかし、本実施例では、内管2の内径は、
エンジンの排気ポート30の出口部の大きさと略同じで
あるため、フランジ10とサポート6の円板部6Aの間
の隙間8は、ガスケット10によって完全にシールさ
れ、排気ガスがこの隙間8を通して外管1と内管2の隙
間3へ流れ込むことはない。
エンジンの排気ポート30の出口部の大きさと略同じで
あるため、フランジ10とサポート6の円板部6Aの間
の隙間8は、ガスケット10によって完全にシールさ
れ、排気ガスがこの隙間8を通して外管1と内管2の隙
間3へ流れ込むことはない。
【0043】次に、市街地走行等の排気ガスやエキゾー
ストマニホールドが十分に暖まった状態では、内管2と
外管1の管壁温の違い、および管を構成する材料の違い
により、内管2と外管1との間に熱膨脹の差が生じる。
ストマニホールドが十分に暖まった状態では、内管2と
外管1の管壁温の違い、および管を構成する材料の違い
により、内管2と外管1との間に熱膨脹の差が生じる。
【0044】すなわち、外管1は、直接排気ガスに曝さ
れず、また走行風により冷却されるため、表面温度が低
くなり、内管2に比べて熱膨脹が少ない。一方、高温の
排気ガスに直接曝され、内管2と外管1の隙間7の空気
層で断熱される内管2は、高温となり、大きな熱膨脹が
発生する。
れず、また走行風により冷却されるため、表面温度が低
くなり、内管2に比べて熱膨脹が少ない。一方、高温の
排気ガスに直接曝され、内管2と外管1の隙間7の空気
層で断熱される内管2は、高温となり、大きな熱膨脹が
発生する。
【0045】内管2全体の熱膨脹は、図5に示した環状
湾曲部22によって吸収される。また、内管2の端部は
サポート6に嵌合しているだけで固定されていないか
ら、この部分で内管2の熱膨脹が吸収される。従って、
内管2の破損を防止することができる。
湾曲部22によって吸収される。また、内管2の端部は
サポート6に嵌合しているだけで固定されていないか
ら、この部分で内管2の熱膨脹が吸収される。従って、
内管2の破損を防止することができる。
【0046】また、このエキゾーストマニホールド20
によれば、サポート6の爪7と爪7の間の隙間8から、
外管1と内管2の隙間3に挿入した中子砂を抜き取るこ
とができるので、中子砂を抜くための砂抜き穴を外管1
に別に設ける必要がなく、後でその穴を塞ぐ必要もな
い。よって、組付け作業性が向上する。また、外管1の
開放端から砂を抜くことができるので、中子砂が内管2
と外管1の間に残留することもない。
によれば、サポート6の爪7と爪7の間の隙間8から、
外管1と内管2の隙間3に挿入した中子砂を抜き取るこ
とができるので、中子砂を抜くための砂抜き穴を外管1
に別に設ける必要がなく、後でその穴を塞ぐ必要もな
い。よって、組付け作業性が向上する。また、外管1の
開放端から砂を抜くことができるので、中子砂が内管2
と外管1の間に残留することもない。
【0047】なお、以上は、エンジン側のフランジ部分
の構造についての説明であったが、フロントチューブ側
のフランジ部分についても同様の構造とすることがで
き、そうすることで、上記と同様の効果を得ることがで
きる。
の構造についての説明であったが、フロントチューブ側
のフランジ部分についても同様の構造とすることがで
き、そうすることで、上記と同様の効果を得ることがで
きる。
【0048】次に本発明の他の実施例を説明する。図7
は本発明の他の実施例のエキゾーストマニホールドにお
けるエンジン側フランジ部分の断面図である。
は本発明の他の実施例のエキゾーストマニホールドにお
けるエンジン側フランジ部分の断面図である。
【0049】この実施例では、サポート6の円筒部6B
の外周側に、図8に示す構造のリングサポート25を配
設している。リングサポート25は、円筒部25aと、
円筒部25aから外側に湾曲して延びる数本の爪25b
からなり、爪25bの先端部が鋳造時に外管1に埋設さ
れることで、外管1に支持されている。そして、リング
サポート25の円筒部25aとサポート6の円筒部6B
との間に、内管2の端部が挟み込まれている。その他の
構成は上記実施例と同様である。
の外周側に、図8に示す構造のリングサポート25を配
設している。リングサポート25は、円筒部25aと、
円筒部25aから外側に湾曲して延びる数本の爪25b
からなり、爪25bの先端部が鋳造時に外管1に埋設さ
れることで、外管1に支持されている。そして、リング
サポート25の円筒部25aとサポート6の円筒部6B
との間に、内管2の端部が挟み込まれている。その他の
構成は上記実施例と同様である。
【0050】この実施例によれば、内管2の端部2aが
リングサポート25とサポート6との間に挟み込まれて
いるので、内管2の保持が確実となり、高温の排気ガス
による熱膨脹、収縮を繰り返しても、内管2がサポート
6から脱落しない。
リングサポート25とサポート6との間に挟み込まれて
いるので、内管2の保持が確実となり、高温の排気ガス
による熱膨脹、収縮を繰り返しても、内管2がサポート
6から脱落しない。
【0051】図9は本発明のさらに他の実施例のエキゾ
ーストマニホールドにおけるエンジン側フランジ部分の
断面図である。
ーストマニホールドにおけるエンジン側フランジ部分の
断面図である。
【0052】この実施例では、内管2の端部2aに、外
周側に湾曲して突出する数本の爪27が形成され、各爪
27の先端部が鋳造時に外管1に埋設され、それにより
内管2が外管1で直接支持されている。この場合の爪2
7は、図10に示すように、内管2の端部の管壁に切欠
26を設けて切り起こした切り起こし片からなる。そし
て、常温時には、切欠26がサポート6の円筒部6Bで
隠れるようになっている。その他の構成は上記実施例と
同様である。
周側に湾曲して突出する数本の爪27が形成され、各爪
27の先端部が鋳造時に外管1に埋設され、それにより
内管2が外管1で直接支持されている。この場合の爪2
7は、図10に示すように、内管2の端部の管壁に切欠
26を設けて切り起こした切り起こし片からなる。そし
て、常温時には、切欠26がサポート6の円筒部6Bで
隠れるようになっている。その他の構成は上記実施例と
同様である。
【0053】この実施例によれば、内管2の爪27が外
管1に固定されているため、内管2のサポート6からの
脱落が防止される。また、内管2の熱膨脹は、爪27の
湾曲部により吸収され、内管2の破損が防止される。さ
らに、切欠26はサポート6で隠れるので、切欠26を
通して排気ガスが内管2と外管1の隙間3へ流れ込むこ
とがない。
管1に固定されているため、内管2のサポート6からの
脱落が防止される。また、内管2の熱膨脹は、爪27の
湾曲部により吸収され、内管2の破損が防止される。さ
らに、切欠26はサポート6で隠れるので、切欠26を
通して排気ガスが内管2と外管1の隙間3へ流れ込むこ
とがない。
【0054】なお、切欠26により形成した爪27の代
わりに、別に製作した爪を内管2の外周に溶接し、その
爪の先端を外管1に埋設してもよい。
わりに、別に製作した爪を内管2の外周に溶接し、その
爪の先端を外管1に埋設してもよい。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、サポートを固定する爪と爪の間から、外管と内
管の隙間が露出するので、内管やサポートを鋳ぐるむ際
の中子砂を、その露出部から抜き取ることができる。従
って、中子砂を抜くための砂抜き穴を外管の周壁に別に
設ける必要がなく、後でその穴を塞ぐ必要もない。よっ
て、組立て作業性が向上する。また、外管の端部から中
子砂を抜くので、中子砂が内管と外管の間に残留するこ
ともない。
よれば、サポートを固定する爪と爪の間から、外管と内
管の隙間が露出するので、内管やサポートを鋳ぐるむ際
の中子砂を、その露出部から抜き取ることができる。従
って、中子砂を抜くための砂抜き穴を外管の周壁に別に
設ける必要がなく、後でその穴を塞ぐ必要もない。よっ
て、組立て作業性が向上する。また、外管の端部から中
子砂を抜くので、中子砂が内管と外管の間に残留するこ
ともない。
【0056】さらに、サポートで内管を支持することに
より、内管に特別な折り曲げ加工をする必要がなくなる
ので、内管の肉厚を薄くすることができ、内管の熱容量
を小さくして、内管の昇温特性を向上させることができ
る。従って、排気ガスから内管への伝熱量が低く抑えら
れて、排気ガスの温度低下が抑制される。また、サポー
トの外周に突設した爪を外管に埋設することでサポート
を固定するので、外管の内周に環状凸部等の突出物を設
ける必要がなく、その部分からの熱の逃げを抑制するこ
とができる。その結果、エキゾーストマニホールド後方
に設置してある触媒の入口ガス温度を上昇させることが
できる。また、外管に固定してあるサポートと内管は固
定されていないため、高温時に内管の熱膨脹による伸び
を吸収することができ、内管が拘束されることで発生す
る内管の破損を防止することができる。
より、内管に特別な折り曲げ加工をする必要がなくなる
ので、内管の肉厚を薄くすることができ、内管の熱容量
を小さくして、内管の昇温特性を向上させることができ
る。従って、排気ガスから内管への伝熱量が低く抑えら
れて、排気ガスの温度低下が抑制される。また、サポー
トの外周に突設した爪を外管に埋設することでサポート
を固定するので、外管の内周に環状凸部等の突出物を設
ける必要がなく、その部分からの熱の逃げを抑制するこ
とができる。その結果、エキゾーストマニホールド後方
に設置してある触媒の入口ガス温度を上昇させることが
できる。また、外管に固定してあるサポートと内管は固
定されていないため、高温時に内管の熱膨脹による伸び
を吸収することができ、内管が拘束されることで発生す
る内管の破損を防止することができる。
【0057】請求項2の発明によれば、サポートとリン
グサポートで内管の端部を挟み込んでいるので、内管の
保持が確実になり、高温の排気ガスによる熱膨脹、収縮
の繰り返しで、内管がサポートから脱落することを防止
できる。
グサポートで内管の端部を挟み込んでいるので、内管の
保持が確実になり、高温の排気ガスによる熱膨脹、収縮
の繰り返しで、内管がサポートから脱落することを防止
できる。
【0058】請求項3の発明によれば、内管の熱膨脹を
吸収しつつ、内管の保持を確実に行うことができる。
吸収しつつ、内管の保持を確実に行うことができる。
【0059】請求項4の発明によれば、内管の保持を、
余計な部材を付加することなく確実に行うことができ
る。
余計な部材を付加することなく確実に行うことができ
る。
【0060】請求項5の発明によれば、外管と内管の隙
間への排気ガスの流れ込みを防止することができ、排気
ガスの昇温特性の向上が図れる。
間への排気ガスの流れ込みを防止することができ、排気
ガスの昇温特性の向上が図れる。
【0061】請求項6の発明によれば、内管を外管の鋳
造時に鋳ぐるむことにより、複雑な湾曲形状のエキゾー
ストマニホールドにも対応できる。
造時に鋳ぐるむことにより、複雑な湾曲形状のエキゾー
ストマニホールドにも対応できる。
【図1】本発明の一実施例の二重管エキゾーストマニホ
ールドの外観図である。
ールドの外観図である。
【図2】図1のII矢視図である。
【図3】図2のIII−III矢視部分の鋳造終了段階
の断面図である。
の断面図である。
【図4】同部分の組付け段階の断面図である。
【図5】同実施例の長さ方向の途中の断面図である。
【図6】同実施例のエンジン始動後の排気ガス温度の上
昇の様子を、他と比較して示す線図である。
昇の様子を、他と比較して示す線図である。
【図7】本発明の他の実施例の要部断面図である。
【図8】同実施例で用いるリングサポートの斜視図であ
る。
る。
【図9】本発明のさらに他の実施例の要部断面図であ
る。
る。
【図10】同実施例の内管の端部を示す斜視図である。
【図11】従来例の要部構成図で、(a)は排気ガス入
口側から見た正面図、(b)は(a)図のXI−XI矢
視断面図である。
口側から見た正面図、(b)は(a)図のXI−XI矢
視断面図である。
【図12】他の従来例の要部構成図で、(a)は排気ガ
ス入口側から見た正面図、(b)は(a)図のXII−
XII矢視断面図である。
ス入口側から見た正面図、(b)は(a)図のXII−
XII矢視断面図である。
【図13】他の従来例の要部構成図で、(a)は排気ガ
ス入口側から見た正面図、(b)は(a)図のXIII
−XIII矢視断面図である。
ス入口側から見た正面図、(b)は(a)図のXIII
−XIII矢視断面図である。
1 外管 2 内管 2a 端部 3 隙間 6 サポート 7 爪 9 ガスケット 20 エキゾーストマニホールド 25 リングサポート 27 爪 26 切欠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16L 9/18 F16L 9/18 27/12 27/12 Z (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 7/08 B22D 19/00 F01N 7/10 F01N 7/18 F16L 9/18 F16L 27/12
Claims (6)
- 【請求項1】 鋳造品からなる外管と、この外管の鋳造
時に内部に収容され且つ該外管との間に隙間を持って保
持された内管とからなり、前記内管内を排気ガスの通路
とするエンジンの二重排気管において、 前記外管の端部内周に、外管との間に隙間を持った状態
で筒状のサポートが配置され、該サポートは、一端部外
周に周方向に間隔をおいて突設された爪を外管に埋設す
ることで外管に保持され、且つ該サポートの他端部が内
管の端部内周に挿入されていることを特徴とするエンジ
ンの二重排気管。 - 【請求項2】 請求項1記載のエンジンの二重排気管で
あって、 前記サポートの他端部の外周側に、一部が外管に埋設さ
れることで外管に保持されたリングサポートが設けら
れ、該リングサポートと前記サポートの他端部との間
に、内管の端部が挟まれていることを特徴とするエンジ
ンの二重排気管。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のエンジンの二重排
気管であって、 前記内管の端部に、外周側に湾曲して突出する爪を形成
し、該爪を外管に埋設したことを特徴とするエンジンの
二重排気管。 - 【請求項4】 請求項3記載のエンジンの二重排気管で
あって、 前記内管の爪が、内管の端部の管壁に切欠を設けて切り
起こした切り起こし片からなることを特徴とするエンジ
ンの二重排気管。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のエンジ
ンの二重排気管であって、 前記サポートの爪間に露出する外管と内管の隙間が、外
管の端部に密着させられるガスケットで塞がれているこ
とを特徴とするエンジンの二重排気管。 - 【請求項6】 エキゾーストマニホールドに適用された
請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンの二重排気
管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14071695A JP3204039B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | エンジンの二重排気管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14071695A JP3204039B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | エンジンの二重排気管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08334019A JPH08334019A (ja) | 1996-12-17 |
JP3204039B2 true JP3204039B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=15275055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14071695A Expired - Fee Related JP3204039B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | エンジンの二重排気管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3204039B2 (ja) |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP14071695A patent/JP3204039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08334019A (ja) | 1996-12-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |