JPH0821233A - 内燃機関の排気マニホールド - Google Patents
内燃機関の排気マニホールドInfo
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- JPH0821233A JPH0821233A JP6176180A JP17618094A JPH0821233A JP H0821233 A JPH0821233 A JP H0821233A JP 6176180 A JP6176180 A JP 6176180A JP 17618094 A JP17618094 A JP 17618094A JP H0821233 A JPH0821233 A JP H0821233A
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- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
- F01N13/102—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having thermal insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
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- F01N13/141—Double-walled exhaust pipes or housings
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Toxicology (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 排気ガスからの伝熱量を抑制し，排気ポート
部における排気ガスの温度低下を低減させることによ
り，排気ガス浄化のための触媒の早期活性化を実現す
る。 【構成】 外管１０１と，外管１０１より薄肉の内管１
０２と，内管１０２と外管１０１との間隙１０６により
形成される断熱層とを有する二重管構造であり，排気マ
ニホールドがシリンダーヘッドの挿入用排気ポート部１
０９に挿入され，該挿入された排気マニホールドの内管
１０２の先端部における径が排気ポート部１０９の径よ
り大きくあるいは同じ程度に構成され，かつ，内管１０
２の先端部以外の部分は断熱材１０７を介して配置され
ている。
部における排気ガスの温度低下を低減させることによ
り，排気ガス浄化のための触媒の早期活性化を実現す
る。 【構成】 外管１０１と，外管１０１より薄肉の内管１
０２と，内管１０２と外管１０１との間隙１０６により
形成される断熱層とを有する二重管構造であり，排気マ
ニホールドがシリンダーヘッドの挿入用排気ポート部１
０９に挿入され，該挿入された排気マニホールドの内管
１０２の先端部における径が排気ポート部１０９の径よ
り大きくあるいは同じ程度に構成され，かつ，内管１０
２の先端部以外の部分は断熱材１０７を介して配置され
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，各シリンダーヘッド
の排気孔に直結し，排気ガスを集めてマフラーに導く内
燃機関の排気マニホールドに関する。
の排気孔に直結し，排気ガスを集めてマフラーに導く内
燃機関の排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気マニホールドに直結し，
排気ガスを集めてマフラーに導く内燃機関の排気マニホ
ールドには，その構造に対して２つの課題がある。第１
に，排気マニホールドからエンジンルーム内へ放出され
る熱量を極力低減させて，熱による影響を抑制するこ
と，第２に，排気ガスの浄化を迅速に行うために，触媒
を早期に活性化させることである。
排気ガスを集めてマフラーに導く内燃機関の排気マニホ
ールドには，その構造に対して２つの課題がある。第１
に，排気マニホールドからエンジンルーム内へ放出され
る熱量を極力低減させて，熱による影響を抑制するこ
と，第２に，排気ガスの浄化を迅速に行うために，触媒
を早期に活性化させることである。
【０００３】上記第１の課題に対しては，排気マニホー
ルドからエンジンルーム内へ放熱される熱量を低減させ
るように，排気マニホールドを外管と内管の二重管構造
とし，排気マニホールド表面の温度が上昇するのを防止
することが行われてきた。
ルドからエンジンルーム内へ放熱される熱量を低減させ
るように，排気マニホールドを外管と内管の二重管構造
とし，排気マニホールド表面の温度が上昇するのを防止
することが行われてきた。
【０００４】また，上記第２の課題に対しては，排気ガ
ス浄化を行うために，触媒に流入する排気ガスを早期に
触媒が活性化する温度までに昇温させなければならな
い。このためには，二重管化した排気マニホールドの内
管を薄肉化させることが行われてきた。すなわち，排気
マニホールド内における内管の肉厚を薄くすることによ
り熱容量を低下させ早期に内管壁温を上昇させる。該内
管壁温度が上昇することにより，排気ガスから内管への
伝熱量が減少し，触媒に流入する排気ガス温度の低下が
抑制され，触媒の早期活性化が実現するものである。
ス浄化を行うために，触媒に流入する排気ガスを早期に
触媒が活性化する温度までに昇温させなければならな
い。このためには，二重管化した排気マニホールドの内
管を薄肉化させることが行われてきた。すなわち，排気
マニホールド内における内管の肉厚を薄くすることによ
り熱容量を低下させ早期に内管壁温を上昇させる。該内
管壁温度が上昇することにより，排気ガスから内管への
伝熱量が減少し，触媒に流入する排気ガス温度の低下が
抑制され，触媒の早期活性化が実現するものである。
【０００５】上記の触媒の早期活性化を目的として，内
燃機関用の二重管化された排気マニホールドには，例え
ば，鋼鉄製の内管を鋳鉄製の外管で鋳ぐるものが特開昭
６３−２１５８０９号公報や特開平２−１１２８６４号
公報に開示されている。また，内管および外管共に半円
弧状のパイプで形成し，もなか状に形成するものが特開
昭５６−９６１１４号公報に開示されている。さらに，
エンジン内部に排気マニホールドの一部を挿入し，排気
マニホールドと排気ポート壁との間に隙間を設けたもの
が実開昭５６−９７５１５号公報に開示されている。
燃機関用の二重管化された排気マニホールドには，例え
ば，鋼鉄製の内管を鋳鉄製の外管で鋳ぐるものが特開昭
６３−２１５８０９号公報や特開平２−１１２８６４号
公報に開示されている。また，内管および外管共に半円
弧状のパイプで形成し，もなか状に形成するものが特開
昭５６−９６１１４号公報に開示されている。さらに，
エンジン内部に排気マニホールドの一部を挿入し，排気
マニホールドと排気ポート壁との間に隙間を設けたもの
が実開昭５６−９７５１５号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示したような従来における内燃機関の排気マニホールド
にあっては，その構成に起因して以下に示すような問題
点があった。
示したような従来における内燃機関の排気マニホールド
にあっては，その構成に起因して以下に示すような問題
点があった。
【０００７】特開昭６３−２１５８０９号公報に開示さ
れている排気マニホールドにあっては，両端部が外管の
みとなっており，排気マニホールド内部を流れる排気ガ
スの熱が排気マニホールド自体に吸収され，かつ，二重
構造部のウォータージャケット内の冷却水により熱が吸
収されるため，排気ガスの温度が低下してしまい，触媒
の早期活性化を阻害する。また，排気マニホールドにお
いて受熱したウォータージャケット内の冷却水は，温度
が高くなるため，ラジエータや冷却ファンを大型化しな
ければならなかった。
れている排気マニホールドにあっては，両端部が外管の
みとなっており，排気マニホールド内部を流れる排気ガ
スの熱が排気マニホールド自体に吸収され，かつ，二重
構造部のウォータージャケット内の冷却水により熱が吸
収されるため，排気ガスの温度が低下してしまい，触媒
の早期活性化を阻害する。また，排気マニホールドにお
いて受熱したウォータージャケット内の冷却水は，温度
が高くなるため，ラジエータや冷却ファンを大型化しな
ければならなかった。
【０００８】また，特開平２−１１２８６４号公報に開
示されている排気マニホールドにあっては，内管と外
管，フランジを鋳込むことによる一体化構造を採用して
おり，排気ガスの熱量がフランジ，外管へ逃げることに
なり，排気ガスの温度が低下してしまい，触媒の早期活
性化を阻害する。
示されている排気マニホールドにあっては，内管と外
管，フランジを鋳込むことによる一体化構造を採用して
おり，排気ガスの熱量がフランジ，外管へ逃げることに
なり，排気ガスの温度が低下してしまい，触媒の早期活
性化を阻害する。
【０００９】さらに，特開昭５６−９６１１４号公報に
開示されている排気マニホールドにあっては，内管と外
管とが排気マニホールド全域で接触しており，排気ガス
の熱が内管から外管へ伝わり，排気ガスの温度が低下し
てしまい，触媒の早期活性化を阻害する。
開示されている排気マニホールドにあっては，内管と外
管とが排気マニホールド全域で接触しており，排気ガス
の熱が内管から外管へ伝わり，排気ガスの温度が低下し
てしまい，触媒の早期活性化を阻害する。
【００１０】また，実開昭５６−９７５１５号公報に開
示されている排気マニホールドにあっては，エンジン内
部に挿入された排気マニホールドの先端部が最も大きな
受熱部となるため，排気マニホールドを二重管化した場
合，内管と外管が接する先端部の熱容量が大きくなり，
排気ガスの熱が先端部より外管部へ逃げることによって
排気ガスの温度が低下してしまい，触媒の早期活性化を
阻害する。
示されている排気マニホールドにあっては，エンジン内
部に挿入された排気マニホールドの先端部が最も大きな
受熱部となるため，排気マニホールドを二重管化した場
合，内管と外管が接する先端部の熱容量が大きくなり，
排気ガスの熱が先端部より外管部へ逃げることによって
排気ガスの温度が低下してしまい，触媒の早期活性化を
阻害する。
【００１１】この発明は，上記に鑑みてなされたもので
あって，排気ガスからの伝熱量を抑制し，排気ポート部
における排気ガスの温度低下を低減させることにより，
排気ガス浄化のための触媒の早期活性化を実現すること
を目的とする。
あって，排気ガスからの伝熱量を抑制し，排気ポート部
における排気ガスの温度低下を低減させることにより，
排気ガス浄化のための触媒の早期活性化を実現すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る発明は，外管と，前記外管より薄
肉の内管と，前記内管と外管との間隙により形成される
断熱層とを有する二重管構造の内燃機関の排気マニホー
ルドにおいて，前記排気マニホールドのシリンダーヘッ
ド側の端部は，前記シリンダーヘッドの排気ポート部に
挿入され，前記排気ポート部内において前記内管と外管
により前記断熱層を形成し，前記排気ポート部から排気
マニホールドへ排気ガスが流れ込む部位において排気ガ
スに接する排気ポート部より排気マニホールドの内管の
径を大きく形成し，前記外管をシリンダーヘッドに固定
するフランジ部において前記内管が外管およびフランジ
と非接触状態にあるものである。
めに，請求項１に係る発明は，外管と，前記外管より薄
肉の内管と，前記内管と外管との間隙により形成される
断熱層とを有する二重管構造の内燃機関の排気マニホー
ルドにおいて，前記排気マニホールドのシリンダーヘッ
ド側の端部は，前記シリンダーヘッドの排気ポート部に
挿入され，前記排気ポート部内において前記内管と外管
により前記断熱層を形成し，前記排気ポート部から排気
マニホールドへ排気ガスが流れ込む部位において排気ガ
スに接する排気ポート部より排気マニホールドの内管の
径を大きく形成し，前記外管をシリンダーヘッドに固定
するフランジ部において前記内管が外管およびフランジ
と非接触状態にあるものである。
【００１３】また，請求項２に係る発明は，前記排気ポ
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，外側に向かって湾曲した形状である。
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，外側に向かって湾曲した形状である。
【００１４】また，請求項３に係る発明は，前記断熱層
として，前記内管と外管とから形成される間隙に断熱材
を挿入し，排気マニホールドの排気ポート側における先
端部において前記内管と外管を固着したものである。
として，前記内管と外管とから形成される間隙に断熱材
を挿入し，排気マニホールドの排気ポート側における先
端部において前記内管と外管を固着したものである。
【００１５】また，請求項４に係る発明は，前記排気ポ
ート部に挿入された排気マニホールドの内管と外管の固
着部分で，前記内管の内側に内管と同じ熱膨張特性，あ
るいは，内管より大きい熱膨張特性を有する補助部材を
設けたものである。
ート部に挿入された排気マニホールドの内管と外管の固
着部分で，前記内管の内側に内管と同じ熱膨張特性，あ
るいは，内管より大きい熱膨張特性を有する補助部材を
設けたものである。
【００１６】また，請求項５に係る発明は，前記排気ポ
ート部における排気マニホールド挿入部において，前記
排気ポート部の一部に排気マニホールド側に突き出た突
起部を設け，前記突起部と排気ポート部との間に空間を
形成し，前記空間内において前記内管と外管の先端部が
非接触状態に配置されているものである。
ート部における排気マニホールド挿入部において，前記
排気ポート部の一部に排気マニホールド側に突き出た突
起部を設け，前記突起部と排気ポート部との間に空間を
形成し，前記空間内において前記内管と外管の先端部が
非接触状態に配置されているものである。
【００１７】また，請求項６に係る発明は，前記排気ポ
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，前記突起部の先端付近から外側に向かって湾曲した
形状である。
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，前記突起部の先端付近から外側に向かって湾曲した
形状である。
【００１８】また，請求項７に係る発明は，前記内管の
先端部は，死水域が形成される形状である。
先端部は，死水域が形成される形状である。
【００１９】また，請求項８に係る発明は，外管と，前
記外管より薄肉の内管と，前記内管と外管との間隙によ
り形成される断熱層とを有する二重管構造の内燃機関の
排気マニホールドにおいて，前記排気ポート部の一部に
排気マニホールド側に突き出た突起部を設け，前記突起
部と排気ポート部との間に空間を形成し，前記空間内に
おいて前記内管と外管の先端部が接触しない状態で配置
するものである。
記外管より薄肉の内管と，前記内管と外管との間隙によ
り形成される断熱層とを有する二重管構造の内燃機関の
排気マニホールドにおいて，前記排気ポート部の一部に
排気マニホールド側に突き出た突起部を設け，前記突起
部と排気ポート部との間に空間を形成し，前記空間内に
おいて前記内管と外管の先端部が接触しない状態で配置
するものである。
【００２０】また，請求項９に係る発明は，前記排気ポ
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，前記突起部の先端付近から前記外管側に反る形状に
て湾曲しているものである。
ート部に挿入された排気マニホールドの内管の先端部
は，前記突起部の先端付近から前記外管側に反る形状に
て湾曲しているものである。
【００２１】また，請求項１０に係る発明は，前記断熱
層として，前記内管と外管とから形成される間隙に空気
を介在させ，前記排気ポート部と反対側で，かつ，フラ
ンジ部から離れた部位に伝熱性のスペーサを配置したも
のである。
層として，前記内管と外管とから形成される間隙に空気
を介在させ，前記排気ポート部と反対側で，かつ，フラ
ンジ部から離れた部位に伝熱性のスペーサを配置したも
のである。
【００２２】
【作用】この発明に係る内燃機関の排気マニホールド
（請求項１）は，内管を薄肉して二重管化すると共に，
該二重管化した内管と外管をエンジンの排気ポート部に
挿入し，該排気ポート部より排気マニホールド内管につ
ながる部位で，排気ポート部より内管の径を大きくする
ことにより，エンジンの排気ポート部において排気マニ
ホールドの内管と外管の隙間により断熱層を形成し，排
気ガスから排気ポート部のウォータージャケット内冷却
水に対しての断熱部を形成する。また，排気マニホール
ドの熱容量が大きくなる排気ポート側先端部で熱伝達率
を低減することにより，排気ガスから外管，冷却水等へ
の伝熱を抑制し，排気ポート部における排気ガスの温度
低下を抑制する。
（請求項１）は，内管を薄肉して二重管化すると共に，
該二重管化した内管と外管をエンジンの排気ポート部に
挿入し，該排気ポート部より排気マニホールド内管につ
ながる部位で，排気ポート部より内管の径を大きくする
ことにより，エンジンの排気ポート部において排気マニ
ホールドの内管と外管の隙間により断熱層を形成し，排
気ガスから排気ポート部のウォータージャケット内冷却
水に対しての断熱部を形成する。また，排気マニホール
ドの熱容量が大きくなる排気ポート側先端部で熱伝達率
を低減することにより，排気ガスから外管，冷却水等へ
の伝熱を抑制し，排気ポート部における排気ガスの温度
低下を抑制する。
【００２３】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項２）は，排気マニホールドの先端部を
内管が排気ポート部側に向かって湾曲させることによ
り，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールドが十分
温まった状態で発生する内管と外管の温度差による熱膨
張の違いを吸収し，外管と内管の剥離を防止し，さら
に，排気ガスの内管と外管との隙間への流入を阻止す
る。
ホールド（請求項２）は，排気マニホールドの先端部を
内管が排気ポート部側に向かって湾曲させることによ
り，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールドが十分
温まった状態で発生する内管と外管の温度差による熱膨
張の違いを吸収し，外管と内管の剥離を防止し，さら
に，排気ガスの内管と外管との隙間への流入を阻止す
る。
【００２４】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項３）は，内管と外管とにより形成した
隙間に断熱材を挿入することにより，排気マニホールド
の表面温度をさらに低下させる。また，排気マニホール
ドの排気ポート側における先端部において内管と外管を
固着したので，断熱材を構成する繊維の飛び出しが抑制
され，該繊維によるピストンやバルブの焼き付きの発生
を防止する。
ホールド（請求項３）は，内管と外管とにより形成した
隙間に断熱材を挿入することにより，排気マニホールド
の表面温度をさらに低下させる。また，排気マニホール
ドの排気ポート側における先端部において内管と外管を
固着したので，断熱材を構成する繊維の飛び出しが抑制
され，該繊維によるピストンやバルブの焼き付きの発生
を防止する。
【００２５】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項４）は，排気ポート部に挿入された内
管と外管の接続部分に，内管の内側に内管と同じ熱膨張
特性，あるいは，内管より大きい熱膨張特性を有する補
助部材を設けたので，内管と外管との温度差による熱膨
張の吸収を繰り返すことによる内管と外管の剥離を，さ
らに防止することができる。
ホールド（請求項４）は，排気ポート部に挿入された内
管と外管の接続部分に，内管の内側に内管と同じ熱膨張
特性，あるいは，内管より大きい熱膨張特性を有する補
助部材を設けたので，内管と外管との温度差による熱膨
張の吸収を繰り返すことによる内管と外管の剥離を，さ
らに防止することができる。
【００２６】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項５）は，排気ポート部の一部に排気マ
ニホールド側に突き出た突起部を設け，突起部と排気ポ
ートとの間に空間が形成され，空間内に内管と外管の先
端部が接触しない状態で配置されるので，排気ガスの熱
量が外管や排気ポート部へ伝わり難くなり，排気ガスの
温度低下を抑制することができる。
ホールド（請求項５）は，排気ポート部の一部に排気マ
ニホールド側に突き出た突起部を設け，突起部と排気ポ
ートとの間に空間が形成され，空間内に内管と外管の先
端部が接触しない状態で配置されるので，排気ガスの熱
量が外管や排気ポート部へ伝わり難くなり，排気ガスの
温度低下を抑制することができる。
【００２７】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項６）は，内管の先端部が，突起部の先
端付近から外側に向かって湾曲した形状であるため，突
起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙間へのガ
スの流出は発生し難くなる。
ホールド（請求項６）は，内管の先端部が，突起部の先
端付近から外側に向かって湾曲した形状であるため，突
起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙間へのガ
スの流出は発生し難くなる。
【００２８】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項７）は，内管の先端部が，死水域が形
成される形状であるので，排気ガスから排気マニホール
ドへのネル伝達が大きく低下するため，排気ガスから排
気マニホールド先端部への伝熱量が大きく低下する。
ホールド（請求項７）は，内管の先端部が，死水域が形
成される形状であるので，排気ガスから排気マニホール
ドへのネル伝達が大きく低下するため，排気ガスから排
気マニホールド先端部への伝熱量が大きく低下する。
【００２９】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項８）は，内管の先端部が，突起部の先
端付近から外側に向かって湾曲した形状であるため，突
起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙間へのガ
スの流出は発生し難くなる。
ホールド（請求項８）は，内管の先端部が，突起部の先
端付近から外側に向かって湾曲した形状であるため，突
起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙間へのガ
スの流出は発生し難くなる。
【００３０】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項９）は，排気ガスの死水域は形成され
ないが，内管と外管とを接触しないため，排気ガスの熱
量が内管から外管，さらには排気ポート部へ伝わり難く
なり，排気ガスの温度低下が抑制される。
ホールド（請求項９）は，排気ガスの死水域は形成され
ないが，内管と外管とを接触しないため，排気ガスの熱
量が内管から外管，さらには排気ポート部へ伝わり難く
なり，排気ガスの温度低下が抑制される。
【００３１】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項１０）は，断熱層として，内管と外管
とから形成される間隙に空気を介在させ，排気ポート部
と反対側で，かつ，フランジ部から離れた部位に伝熱性
のスペーサを配置したので，部品点数が低減され，製造
が容易となる。さらに，スペーサをフランジより離して
配置しているため，該スペーサによる内管から外管経由
のフランジに対する伝熱も抑制される。
ホールド（請求項１０）は，断熱層として，内管と外管
とから形成される間隙に空気を介在させ，排気ポート部
と反対側で，かつ，フランジ部から離れた部位に伝熱性
のスペーサを配置したので，部品点数が低減され，製造
が容易となる。さらに，スペーサをフランジより離して
配置しているため，該スペーサによる内管から外管経由
のフランジに対する伝熱も抑制される。
【００３２】
〔実施例１〕以下，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールドの一実施例を添付図面に基づいて説明する。図
１は，排気マニホールドを含む内燃機関からマフラー部
分にかけての概略構成を示す説明図であり，１０は内燃
機関としてのエンジン，１１は該エンジン１０のシリン
ダーヘッドの排気孔に直結し，排気ガスを集めてマフラ
ー１２に導く排気マニホールド，１３はマフラー１２の
前段に配置され，排気ガスを触媒により浄化させる触媒
コンバータであり，エンジン１０部分において発生した
排気ガスは，そのシリンダーヘッドの排気孔に直結して
いる排気マニホールド１１を介して触媒コンバータ１３
に導かれ，該触媒コンバータ１３において浄化される。
浄化された排気ガスは，次に，マフラーに導かれ，外部
へと排出される。
ホールドの一実施例を添付図面に基づいて説明する。図
１は，排気マニホールドを含む内燃機関からマフラー部
分にかけての概略構成を示す説明図であり，１０は内燃
機関としてのエンジン，１１は該エンジン１０のシリン
ダーヘッドの排気孔に直結し，排気ガスを集めてマフラ
ー１２に導く排気マニホールド，１３はマフラー１２の
前段に配置され，排気ガスを触媒により浄化させる触媒
コンバータであり，エンジン１０部分において発生した
排気ガスは，そのシリンダーヘッドの排気孔に直結して
いる排気マニホールド１１を介して触媒コンバータ１３
に導かれ，該触媒コンバータ１３において浄化される。
浄化された排気ガスは，次に，マフラーに導かれ，外部
へと排出される。
【００３３】図２は，実施例１に係る排気マニホールド
の構成および排気マニホールドのエンジンに対する取付
け状態を示す説明図であり，図において，１０１は排気
マニホールド１１を構成する外管，１０２は排気マニホ
ールド１１を構成する内管，１０３はエンジン１０に対
して排気マニホールド１１を固定するフランジ（特許請
求の範囲におけるフランジ部に該当する），１０４はシ
リンダーヘッドにおける排気マニホールド１１の挿入用
排気ポート部（特許請求の範囲における排気ポート部に
該当する），１０５はウォータージャケット，１０６は
内管１０２と外管１０１との間に設けられた間隙（特許
請求の範囲における断熱層に該当する），１０７は内管
１０２と外管１０１との間の間隙１０６に充填された断
熱材，１０８は排気マニホールド最先端部，１０９は排
気ポート部（特許請求の範囲における排気ガスに接する
排気ポート部に該当する），１１０は挿入用排気ポート
部１０４において内管１０２の形状により発生する死水
域である。
の構成および排気マニホールドのエンジンに対する取付
け状態を示す説明図であり，図において，１０１は排気
マニホールド１１を構成する外管，１０２は排気マニホ
ールド１１を構成する内管，１０３はエンジン１０に対
して排気マニホールド１１を固定するフランジ（特許請
求の範囲におけるフランジ部に該当する），１０４はシ
リンダーヘッドにおける排気マニホールド１１の挿入用
排気ポート部（特許請求の範囲における排気ポート部に
該当する），１０５はウォータージャケット，１０６は
内管１０２と外管１０１との間に設けられた間隙（特許
請求の範囲における断熱層に該当する），１０７は内管
１０２と外管１０１との間の間隙１０６に充填された断
熱材，１０８は排気マニホールド最先端部，１０９は排
気ポート部（特許請求の範囲における排気ガスに接する
排気ポート部に該当する），１１０は挿入用排気ポート
部１０４において内管１０２の形状により発生する死水
域である。
【００３４】次に，上記各要素部分の構成および部品間
における関係について詳述する。外管１０１は，排気マ
ニホールド１１全体の補強部材となるように肉厚が厚く
成形され，反対に，内管１０２は，肉厚が外管１０１に
比べて薄く，例えば，０．５ｍｍ程度に成形されてい
る。外管１０１には，排気マニホールド１１がエンジン
１０本体に結合し，排気ガスの圧力や，高温による排気
マニホールド１１の変形を抑制するため，十分な厚みを
持つフランジ１０３が溶接されている。また，内管１０
２の，挿入用排気ポート部１０４内に挿入されている先
端部は，内管１０２の内部から外管１０１側へ向かって
湾曲しており，排気マニホールド最先端部１０８におい
て外管１０１と圧着あるい溶接により固着されている。
における関係について詳述する。外管１０１は，排気マ
ニホールド１１全体の補強部材となるように肉厚が厚く
成形され，反対に，内管１０２は，肉厚が外管１０１に
比べて薄く，例えば，０．５ｍｍ程度に成形されてい
る。外管１０１には，排気マニホールド１１がエンジン
１０本体に結合し，排気ガスの圧力や，高温による排気
マニホールド１１の変形を抑制するため，十分な厚みを
持つフランジ１０３が溶接されている。また，内管１０
２の，挿入用排気ポート部１０４内に挿入されている先
端部は，内管１０２の内部から外管１０１側へ向かって
湾曲しており，排気マニホールド最先端部１０８におい
て外管１０１と圧着あるい溶接により固着されている。
【００３５】内管１０２と外管１０１との間には間隙１
０６が形成され，該間隙１０６には，セラミック繊維あ
るいはガラス繊維等により構成された断熱材１０７が挿
入されている。また，挿入用排気ポート部１０４に挿入
された部分とは反対側の排気マニホールド部分（図示せ
ず）では，内管１０２と外管１０１が嵌合されている
か，あるいは耐熱性の金属ワイヤにより編み込まれた弾
力性のあるスペーサを介して外管１０１に内管１０２が
保持されている。
０６が形成され，該間隙１０６には，セラミック繊維あ
るいはガラス繊維等により構成された断熱材１０７が挿
入されている。また，挿入用排気ポート部１０４に挿入
された部分とは反対側の排気マニホールド部分（図示せ
ず）では，内管１０２と外管１０１が嵌合されている
か，あるいは耐熱性の金属ワイヤにより編み込まれた弾
力性のあるスペーサを介して外管１０１に内管１０２が
保持されている。
【００３６】また，エンジン１０内部の挿入用排気ポー
ト部１０４は，該挿入用排気ポート部１０４に排気マニ
ホールド１１の外管１０１が挿入できるように，その内
径が排気ポート部１０９に比較して大きく形成されてい
る。また，挿入用排気ポート部１０４内に挿入される内
管１０２の先端部の湾曲部分は，排気マニホールド最先
端部１０８において排気ガスに直接曝される上記排気ポ
ート部１０９とフランジ１０３近傍からの内管１０２と
を滑らかに結び，かつ，図２に示したように外側に広が
る形状を採用している。
ト部１０４は，該挿入用排気ポート部１０４に排気マニ
ホールド１１の外管１０１が挿入できるように，その内
径が排気ポート部１０９に比較して大きく形成されてい
る。また，挿入用排気ポート部１０４内に挿入される内
管１０２の先端部の湾曲部分は，排気マニホールド最先
端部１０８において排気ガスに直接曝される上記排気ポ
ート部１０９とフランジ１０３近傍からの内管１０２と
を滑らかに結び，かつ，図２に示したように外側に広が
る形状を採用している。
【００３７】すなわち，排気マニホールド１１のシリン
ダーヘッド側の端部は，シリンダーヘッドの挿入用排気
ポート部１０４に挿入され，該挿入用排気ポート部１０
４内において内管１０２と外管１０１により断熱材１０
７を挿入した断熱層が形成され，排気ポート部１０９か
ら排気マニホールド１１へ排気ガスが流れ込む部位にお
いて排気ガスに接する排気ポート部１０９より排気マニ
ホールド１１の内管１０２の径が大きくなっており，外
管１０１をシリンダーヘッドに固定するフランジ１０３
において内管１０２が外管１０１およびフランジ１０３
と直接に，あるいは，伝熱体を介しての接触しない，す
なわち，非接触構造となっている。
ダーヘッド側の端部は，シリンダーヘッドの挿入用排気
ポート部１０４に挿入され，該挿入用排気ポート部１０
４内において内管１０２と外管１０１により断熱材１０
７を挿入した断熱層が形成され，排気ポート部１０９か
ら排気マニホールド１１へ排気ガスが流れ込む部位にお
いて排気ガスに接する排気ポート部１０９より排気マニ
ホールド１１の内管１０２の径が大きくなっており，外
管１０１をシリンダーヘッドに固定するフランジ１０３
において内管１０２が外管１０１およびフランジ１０３
と直接に，あるいは，伝熱体を介しての接触しない，す
なわち，非接触構造となっている。
【００３８】次に，動作について説明する。まず，最初
に，始動時における排気ガス温の昇温について説明す
る。エンジン１０の停止直後を除き，エンジン１０の始
動前のシリンダーヘッドの挿入用排気ポート部１０４と
排気マニホールド１１の外管１０１および内管１０２に
おける温度は，外気温とほぼ同じ状態にある。エンジン
１０始動後，排気マニホールド１１内では，内管１０２
内を流れる排気ガスによって，まず，内管１０２が温め
られる。その結果，内管１０２内の壁温は上昇するが，
内管１０２に与えた熱量だけ排気ガスの温度が低下す
る。このため，内管１０２の肉厚を薄くすることにより
熱容量を少なくし，内管１０２の壁温を早期に上昇させ
て排気ガスから内管１０２への伝熱量を抑制させ，排気
ガスの温度低下を抑制することで，排気マニホールド１
１の後部に設置してある触媒コンバータ１３の入口排気
ガス温の低下を抑えるものである。
に，始動時における排気ガス温の昇温について説明す
る。エンジン１０の停止直後を除き，エンジン１０の始
動前のシリンダーヘッドの挿入用排気ポート部１０４と
排気マニホールド１１の外管１０１および内管１０２に
おける温度は，外気温とほぼ同じ状態にある。エンジン
１０始動後，排気マニホールド１１内では，内管１０２
内を流れる排気ガスによって，まず，内管１０２が温め
られる。その結果，内管１０２内の壁温は上昇するが，
内管１０２に与えた熱量だけ排気ガスの温度が低下す
る。このため，内管１０２の肉厚を薄くすることにより
熱容量を少なくし，内管１０２の壁温を早期に上昇させ
て排気ガスから内管１０２への伝熱量を抑制させ，排気
ガスの温度低下を抑制することで，排気マニホールド１
１の後部に設置してある触媒コンバータ１３の入口排気
ガス温の低下を抑えるものである。
【００３９】排気ガスに直接曝されてる燃焼室に近い排
気ポート部１０９では，シリンダーヘッド自体が排気マ
ニホールド１１に比べて非常に大きな熱容量体であり，
また，シリンダーヘッド内のウォータージャケット１０
５が熱吸収体となるため，排気ガスの熱量は，排気ポー
ト部１０９を経由してウォータージャケット１０５内に
おける冷却水へ吸収されることになる。
気ポート部１０９では，シリンダーヘッド自体が排気マ
ニホールド１１に比べて非常に大きな熱容量体であり，
また，シリンダーヘッド内のウォータージャケット１０
５が熱吸収体となるため，排気ガスの熱量は，排気ポー
ト部１０９を経由してウォータージャケット１０５内に
おける冷却水へ吸収されることになる。
【００４０】すなわち，排気マニホールド１１が挿入さ
れている挿入用排気ポート部１０４では，排気マニホー
ルド１１と同様に，排気ガスにより内管１０２が温めら
れ，内管１０２と外管１０１との間隙１０６による空気
層により，内管１０２からの外管１０１への伝熱は抑制
され，排気ガスから内管１０２，外管１０１を経由して
のウォータージャケット１０５内における冷却水に対す
る伝熱量は低下する。
れている挿入用排気ポート部１０４では，排気マニホー
ルド１１と同様に，排気ガスにより内管１０２が温めら
れ，内管１０２と外管１０１との間隙１０６による空気
層により，内管１０２からの外管１０１への伝熱は抑制
され，排気ガスから内管１０２，外管１０１を経由して
のウォータージャケット１０５内における冷却水に対す
る伝熱量は低下する。
【００４１】さらに，挿入用排気ポート部１０４内に挿
入された排気マニホールド最先端部１０８では，内管１
０２の先端部の湾曲部分が排気ガスに直接曝されている
排気ポート部１０９とフランジ１０３近傍の内管１０２
とを滑らかに結び，外側に広がる形状となっているた
め，排気ポート部１０９の径より排気マニホールド最先
端部１０８の径が大きくなり，その部分において管断面
積増大による管の急拡大が起こる。その結果，図２に示
すように，ガス流の剥離が生じ，排気ガスの死水域１１
０が発生する。この死水域１１０では，排気ガスから排
気マニホールド最先端部１０８への熱伝達が大きく低下
するため，その伝熱量が大きく低下し，したがって，排
気ガスの温度低下を低減させることができ，排気ガス浄
化のための触媒の早期活性化を実現することができる。
入された排気マニホールド最先端部１０８では，内管１
０２の先端部の湾曲部分が排気ガスに直接曝されている
排気ポート部１０９とフランジ１０３近傍の内管１０２
とを滑らかに結び，外側に広がる形状となっているた
め，排気ポート部１０９の径より排気マニホールド最先
端部１０８の径が大きくなり，その部分において管断面
積増大による管の急拡大が起こる。その結果，図２に示
すように，ガス流の剥離が生じ，排気ガスの死水域１１
０が発生する。この死水域１１０では，排気ガスから排
気マニホールド最先端部１０８への熱伝達が大きく低下
するため，その伝熱量が大きく低下し，したがって，排
気ガスの温度低下を低減させることができ，排気ガス浄
化のための触媒の早期活性化を実現することができる。
【００４２】したがって，排気マニホールド最先端部１
０８における熱容量の増加，および内管１０２から外管
１０１への伝熱による排気ガスの温度低下が抑制される
ことになる。また，エンジン１０と排気マニホールド１
１の取付け部において，内管１０２は外管１０１，さら
にはフランジ１０３に直接接していない構造であるた
め，内管１０２から外管１０１やフランジ１０３への直
接的な伝熱を阻止することができる。
０８における熱容量の増加，および内管１０２から外管
１０１への伝熱による排気ガスの温度低下が抑制される
ことになる。また，エンジン１０と排気マニホールド１
１の取付け部において，内管１０２は外管１０１，さら
にはフランジ１０３に直接接していない構造であるた
め，内管１０２から外管１０１やフランジ１０３への直
接的な伝熱を阻止することができる。
【００４３】また，本実施例では，内管１０２と外管１
０１を，それらの最先端部１０８において固着すること
により間隙１０６に排気ガスが流れ込むことを回避して
いる。これは，排気マニホールド最先端部１０８より内
管１０２と外管１０１との間隙１０６に排気ガスが流れ
込むと，該流れ込む排気ガスは外管１０１にその熱量を
与えることになり，排気ガス温度は低下するためであ
る。また，内管１０２内を流れる排気ガスは，その一部
を間隙１０６に奪われるため，内管１０２内における排
気ガス熱量が低くくなり，排気ガス温度は低下するため
である。加えて，間隙１０６に排気ガスが流れ込むと，
該流れ込む部位において，内管１０２内の排気ガス温度
は低下し，排気マニホールド１１後部で内管１０２内を
流れる排気ガスと，間隙１０６に流れ込んだ排気ガスが
合流する部位では，さらに大きな排気ガス温度低下が促
進されるためである。
０１を，それらの最先端部１０８において固着すること
により間隙１０６に排気ガスが流れ込むことを回避して
いる。これは，排気マニホールド最先端部１０８より内
管１０２と外管１０１との間隙１０６に排気ガスが流れ
込むと，該流れ込む排気ガスは外管１０１にその熱量を
与えることになり，排気ガス温度は低下するためであ
る。また，内管１０２内を流れる排気ガスは，その一部
を間隙１０６に奪われるため，内管１０２内における排
気ガス熱量が低くくなり，排気ガス温度は低下するため
である。加えて，間隙１０６に排気ガスが流れ込むと，
該流れ込む部位において，内管１０２内の排気ガス温度
は低下し，排気マニホールド１１後部で内管１０２内を
流れる排気ガスと，間隙１０６に流れ込んだ排気ガスが
合流する部位では，さらに大きな排気ガス温度低下が促
進されるためである。
【００４４】また，本実施例に係る排気マニホールド
は，排気マニホールド最先端部１０８において内管１０
２が外管１０１側に向かって湾曲した形状となっている
ため，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールド１１
が十分に温まった状態では，上記湾曲形状が，内管１０
２と外管１０１の温度差による熱膨張の違いを吸収する
ことができる。すなわち，内管１０２は外管１０１と比
較して肉薄であるため，熱膨張率が高いが，上記湾曲部
の形状が熱膨張率の差を吸収することができるものであ
る。その結果，外管１０１と内管１０２の剥離が生じる
ことがなく，排気ガスの内管１０２と外管１０１の間隙
１０６への流れ込みは生じない。
は，排気マニホールド最先端部１０８において内管１０
２が外管１０１側に向かって湾曲した形状となっている
ため，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールド１１
が十分に温まった状態では，上記湾曲形状が，内管１０
２と外管１０１の温度差による熱膨張の違いを吸収する
ことができる。すなわち，内管１０２は外管１０１と比
較して肉薄であるため，熱膨張率が高いが，上記湾曲部
の形状が熱膨張率の差を吸収することができるものであ
る。その結果，外管１０１と内管１０２の剥離が生じる
ことがなく，排気ガスの内管１０２と外管１０１の間隙
１０６への流れ込みは生じない。
【００４５】また，エンジン１０の冷却水放熱量の点か
らみた場合において，排気ポート部１０９での排気ガス
から冷却水への伝熱量と排気マニホールド１１からの伝
熱量は，冷却水放熱量全体の約１／３以上にも達し，排
気マニホールド１１からの伝熱量の大半は，フランジ１
０３からガスケットを経由している。
らみた場合において，排気ポート部１０９での排気ガス
から冷却水への伝熱量と排気マニホールド１１からの伝
熱量は，冷却水放熱量全体の約１／３以上にも達し，排
気マニホールド１１からの伝熱量の大半は，フランジ１
０３からガスケットを経由している。
【００４６】したがって，本実施例に係る排気マニホー
ルド１１によれば，上記において説明したように，挿入
用排気ポート部１０４および排気マニホールド１１から
の冷却水への伝熱量が内管１０２が外管１０１およびフ
ランジ１０３と直接に，あるいは，伝熱体を介しての接
触がないため，極めて小さくなり，フランジ１０３から
ガスケットを経由しての冷却水放熱量が低下し，ラジエ
ータの能力およびラジエータの風量を確保するためのフ
ァンの駆動量の削減，すなわち，冷却ファンの小型化に
よる省スペース化を実現することができる。
ルド１１によれば，上記において説明したように，挿入
用排気ポート部１０４および排気マニホールド１１から
の冷却水への伝熱量が内管１０２が外管１０１およびフ
ランジ１０３と直接に，あるいは，伝熱体を介しての接
触がないため，極めて小さくなり，フランジ１０３から
ガスケットを経由しての冷却水放熱量が低下し，ラジエ
ータの能力およびラジエータの風量を確保するためのフ
ァンの駆動量の削減，すなわち，冷却ファンの小型化に
よる省スペース化を実現することができる。
【００４７】排気マニホールド１１を二重化することに
より，排気マニホールド１１の表面温度を低下させ，エ
ンジンルーム内の雰囲気温度を低下させることは一般的
に知られていることは上記のとおりである。このとき，
図２に示すように，内管１０２と外管１０１の間隙１０
６に断熱材１０７を挿入すると，さらに排気マニホール
ド１１の表面温度を低下させることができると共に排気
ガスの温度低下も抑制することができる。
より，排気マニホールド１１の表面温度を低下させ，エ
ンジンルーム内の雰囲気温度を低下させることは一般的
に知られていることは上記のとおりである。このとき，
図２に示すように，内管１０２と外管１０１の間隙１０
６に断熱材１０７を挿入すると，さらに排気マニホール
ド１１の表面温度を低下させることができると共に排気
ガスの温度低下も抑制することができる。
【００４８】上記における断熱材１０７としては，加工
性や内管１０２の変形吸収のため，弾力性のある繊維状
の材料が一般によく用いられる。しかし，排気マニホー
ルド１１の先端で，内管１０２と外管１０１に間隙１０
６が存在すると，断熱材１０７を構成する繊維の一部
が，エンジン１０からの吸引力によりシリンダーへ吸い
込まれ，ピストンやバルブの焼き付きが発生する恐れが
あるため，本実施例では，排気マニホールド最先端部１
０８において，内管１０２と外管１０１とを固着してい
る。さらに，内管１０２の先端部分が外管１０１側に湾
曲しているため，上記のとおり，内管１０２と外管１０
１との温度差による熱膨張の違いを吸収することがで
き，内管１０２と外管１０１との剥離が生じることがな
く，断熱材１０７を構成する繊維の飛び出しが抑制さ
れ，該繊維によるピストンやバルブの焼き付きの発生を
未然に防止することができる。
性や内管１０２の変形吸収のため，弾力性のある繊維状
の材料が一般によく用いられる。しかし，排気マニホー
ルド１１の先端で，内管１０２と外管１０１に間隙１０
６が存在すると，断熱材１０７を構成する繊維の一部
が，エンジン１０からの吸引力によりシリンダーへ吸い
込まれ，ピストンやバルブの焼き付きが発生する恐れが
あるため，本実施例では，排気マニホールド最先端部１
０８において，内管１０２と外管１０１とを固着してい
る。さらに，内管１０２の先端部分が外管１０１側に湾
曲しているため，上記のとおり，内管１０２と外管１０
１との温度差による熱膨張の違いを吸収することがで
き，内管１０２と外管１０１との剥離が生じることがな
く，断熱材１０７を構成する繊維の飛び出しが抑制さ
れ，該繊維によるピストンやバルブの焼き付きの発生を
未然に防止することができる。
【００４９】また，市街地走行等による排気ガスや排気
管が十分に温まった状態では，既に述べたように，内管
１０２と外管１０１との肉厚差による熱容量および表面
温度が異なるため，熱膨張に差が生じる。外管１０１
は，直接排気ガスに曝されず表面温度が低く，かつ，肉
厚が厚いため熱容量が大きく，その熱膨張は内管１０２
に比べて少ない。
管が十分に温まった状態では，既に述べたように，内管
１０２と外管１０１との肉厚差による熱容量および表面
温度が異なるため，熱膨張に差が生じる。外管１０１
は，直接排気ガスに曝されず表面温度が低く，かつ，肉
厚が厚いため熱容量が大きく，その熱膨張は内管１０２
に比べて少ない。
【００５０】反対に，内管１０２は，高温の排気ガスに
直接曝され，かつ，肉厚が薄いため熱容量が少ないた
め，高温となり熱膨張が発生する。このため，排気マニ
ホールド１１全体の熱膨張差は，エンジン取付け部（図
示せず）側ではない端部の内管１０２と外管１０１との
嵌合，あるいはスペーサーにより吸収することにより，
内管１０２の熱膨張による破損発生を防止することがで
きる。
直接曝され，かつ，肉厚が薄いため熱容量が少ないた
め，高温となり熱膨張が発生する。このため，排気マニ
ホールド１１全体の熱膨張差は，エンジン取付け部（図
示せず）側ではない端部の内管１０２と外管１０１との
嵌合，あるいはスペーサーにより吸収することにより，
内管１０２の熱膨張による破損発生を防止することがで
きる。
【００５１】さらに，本実施例では，排気マニホールド
１１の先端にあっては，外管１０１と内管１０２を覆う
ように長く成形してあるため，排気マニホールド単体の
搬送時において，外管１０１が内管１０２を保護するこ
とによる内管１０２への外力が加わるのを阻止し，その
変形や破損を防止することもできる。
１１の先端にあっては，外管１０１と内管１０２を覆う
ように長く成形してあるため，排気マニホールド単体の
搬送時において，外管１０１が内管１０２を保護するこ
とによる内管１０２への外力が加わるのを阻止し，その
変形や破損を防止することもできる。
【００５２】〔実施例２〕図３は，実施例２に係る排気
マニホールドの構成およびそのエンジン取付け状態を示
す説明図であり，実施例１に係る図２の構成に対して，
内管１０２と外管１０１との間隙１０６に断熱材１０７
を挿入せずに，空気による断熱層を形成する。さらに，
本実施例に係る排気マニホールド１１は，フランジ１０
３近傍より離れた部位において，耐熱性の金属ワイヤー
で編み込んだ弾力性を有するスペーサ２０１により内管
１０２と外管１０１に保持されている。また，排気マニ
ホールド最先端部１０８では，内管１０２と外管１０１
の接合は，溶接せずに嵌合によるものであってもよい。
マニホールドの構成およびそのエンジン取付け状態を示
す説明図であり，実施例１に係る図２の構成に対して，
内管１０２と外管１０１との間隙１０６に断熱材１０７
を挿入せずに，空気による断熱層を形成する。さらに，
本実施例に係る排気マニホールド１１は，フランジ１０
３近傍より離れた部位において，耐熱性の金属ワイヤー
で編み込んだ弾力性を有するスペーサ２０１により内管
１０２と外管１０１に保持されている。また，排気マニ
ホールド最先端部１０８では，内管１０２と外管１０１
の接合は，溶接せずに嵌合によるものであってもよい。
【００５３】以上の如く構成された本実施例２にあって
は，高負荷走行での排気マニホールド１１表面が，上記
実施例１に比べて若干高くなるが，二重管ではない排気
マニホールドに対する上昇代に比べるとその上昇代は少
ないため，影響は小さく，加えて部品点数が低減され，
製造も容易となる。また，内管１０２の保持をフランジ
１０３近傍より離しているため，伝熱体であるスペーサ
２０１による内管１０２から外管１０１経由のフランジ
１０３への伝熱も抑制される。
は，高負荷走行での排気マニホールド１１表面が，上記
実施例１に比べて若干高くなるが，二重管ではない排気
マニホールドに対する上昇代に比べるとその上昇代は少
ないため，影響は小さく，加えて部品点数が低減され，
製造も容易となる。また，内管１０２の保持をフランジ
１０３近傍より離しているため，伝熱体であるスペーサ
２０１による内管１０２から外管１０１経由のフランジ
１０３への伝熱も抑制される。
【００５４】〔実施例３〕図４は，実施例３に係る排気
マニホールドの構成を示す説明図であり，図２あるいは
図３の構成に対して，排気マニホールド最先端部１０８
における内管１０２と外管１０１の接続部分において，
内管１０２の内側に内管１０２と同材質，あるいは内管
１０２と同じか大きい熱膨張特性を有する材質のリング
状補助部材３０１（特許請求の範囲における補助部材に
該当する）を設けた構成を採用している。
マニホールドの構成を示す説明図であり，図２あるいは
図３の構成に対して，排気マニホールド最先端部１０８
における内管１０２と外管１０１の接続部分において，
内管１０２の内側に内管１０２と同材質，あるいは内管
１０２と同じか大きい熱膨張特性を有する材質のリング
状補助部材３０１（特許請求の範囲における補助部材に
該当する）を設けた構成を採用している。
【００５５】また，本実施例３に係る排気マニホールド
は，分割された内管１０２を合わせて管状を形成すると
きに，リング状補助部材３０１を内管１０２の湾曲部３
０２に挿入し，外管１０１を内管１０２の外側に設置し
た後，リング状補助部材３０１を先端側に押しやること
によって製造を簡単に行うことができる。また，排気マ
ニホールド最先端部１０８での内管１０２と外管１０１
とは嵌合接合，あるいは，溶接接合されている。
は，分割された内管１０２を合わせて管状を形成すると
きに，リング状補助部材３０１を内管１０２の湾曲部３
０２に挿入し，外管１０１を内管１０２の外側に設置し
た後，リング状補助部材３０１を先端側に押しやること
によって製造を簡単に行うことができる。また，排気マ
ニホールド最先端部１０８での内管１０２と外管１０１
とは嵌合接合，あるいは，溶接接合されている。
【００５６】以上の如く構成された本実施例３では，内
管１０２と外管１０１との温度差による熱膨張の吸収を
繰り返すことによる内管１０２と外管１０１の剥離を，
さらに防止することができる。
管１０２と外管１０１との温度差による熱膨張の吸収を
繰り返すことによる内管１０２と外管１０１の剥離を，
さらに防止することができる。
【００５７】〔実施例４〕図５は，実施例４に係る排気
マニホールドの構成および排気マニホールド１１のエン
ジン１０に対する取付け状態を示す説明図である。ここ
では，挿入用排気ポート部１０４において，排気ポート
部１０９の一部が，排気マニホールド１１側に突き出た
突起部４０１を形成しており，該突起部４０１と排気ポ
ート部１０９の間には，空間部４０２（特許請求の範囲
における空間に該当する）が形成される。また，該空間
部４０２に対しては内管１０２と外管１０１の先端が相
互に接触しない状態で端部を構成するように排気マニホ
ールド１１が挿入されている。また，内管１０２の排気
マニホールド最先端部１０８は外管１０１側に湾曲して
いる。
マニホールドの構成および排気マニホールド１１のエン
ジン１０に対する取付け状態を示す説明図である。ここ
では，挿入用排気ポート部１０４において，排気ポート
部１０９の一部が，排気マニホールド１１側に突き出た
突起部４０１を形成しており，該突起部４０１と排気ポ
ート部１０９の間には，空間部４０２（特許請求の範囲
における空間に該当する）が形成される。また，該空間
部４０２に対しては内管１０２と外管１０１の先端が相
互に接触しない状態で端部を構成するように排気マニホ
ールド１１が挿入されている。また，内管１０２の排気
マニホールド最先端部１０８は外管１０１側に湾曲して
いる。
【００５８】上記構成において，内管１０２の一部は外
管１０１側に湾曲しており，内管１０２と突起部４０１
との間に排気ガスの死水域が形成されている。本実施例
では，内管１０２と外管１０１が接しておらず，また，
死水域における排気ガスの熱伝達効率が低くなっている
ことから，排気ガスの熱量が外管１０１や挿入用排気ポ
ート部１０４へ伝わり難くなり，排気ガスの温度低下を
抑制することができる。さらに，突起部４０１と排気マ
ニホールド最先端部１０８が重なっているため，間隙１
０６へのガスの流出は発生し難くなっている。
管１０１側に湾曲しており，内管１０２と突起部４０１
との間に排気ガスの死水域が形成されている。本実施例
では，内管１０２と外管１０１が接しておらず，また，
死水域における排気ガスの熱伝達効率が低くなっている
ことから，排気ガスの熱量が外管１０１や挿入用排気ポ
ート部１０４へ伝わり難くなり，排気ガスの温度低下を
抑制することができる。さらに，突起部４０１と排気マ
ニホールド最先端部１０８が重なっているため，間隙１
０６へのガスの流出は発生し難くなっている。
【００５９】〔実施例５〕図６は，実施例５に係る排気
マニホールドの構成および排気マニホールド１１のエン
ジン１０に対する取付け状態を示す説明図である。ここ
では，挿入用排気ポート部１０４において，排気ポート
部１０９の一部が排気マニホールド１１側に突き出た突
起部４０１を形成しており，該突起部４０１と排気ポー
ト部１０９の間には，空間４０２が形成される。また，
該空間４０２に対しては内管１０２と外管１０１の先端
が相互に接触しない状態で端部を構成するように排気マ
ニホールド１１が挿入されている。また，排気マニホー
ルド最先端部（内管１０２の先端部）１０８ａは，突起
部４０１の先端付近から外管１０１側に反る形状にて湾
曲している。
マニホールドの構成および排気マニホールド１１のエン
ジン１０に対する取付け状態を示す説明図である。ここ
では，挿入用排気ポート部１０４において，排気ポート
部１０９の一部が排気マニホールド１１側に突き出た突
起部４０１を形成しており，該突起部４０１と排気ポー
ト部１０９の間には，空間４０２が形成される。また，
該空間４０２に対しては内管１０２と外管１０１の先端
が相互に接触しない状態で端部を構成するように排気マ
ニホールド１１が挿入されている。また，排気マニホー
ルド最先端部（内管１０２の先端部）１０８ａは，突起
部４０１の先端付近から外管１０１側に反る形状にて湾
曲している。
【００６０】上記図６に示した構成にあっては，排気ガ
スの死水域は形成されないが，内管１０２と外管１０１
が接触状態にないため，排気ガスの熱量が内管１０２か
ら外管１０１，さらには挿入用排気ポート部１０４へ伝
わり難く，排気ガスの温度低下を抑制することができ
る。
スの死水域は形成されないが，内管１０２と外管１０１
が接触状態にないため，排気ガスの熱量が内管１０２か
ら外管１０１，さらには挿入用排気ポート部１０４へ伝
わり難く，排気ガスの温度低下を抑制することができ
る。
【００６１】なお，図５および図６に示す構成とするこ
とにより，図２〜図４に示した構成と比較して形状が単
純なため，排気マニホールド１１の製造が容易となる効
果が付加される。
とにより，図２〜図４に示した構成と比較して形状が単
純なため，排気マニホールド１１の製造が容易となる効
果が付加される。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように，この発明に係る内
燃機関の排気マニホールド（請求項１）にあっては，内
管を薄肉して二重管化すると共に，該二重管化した内管
と外管をエンジンの排気ポート部に挿入し，該排気ポー
ト部より排気マニホールド内管につながる部位で，排気
ポート部位より内管の径を大きくすることにより，エン
ジンの排気ポート部において排気ガスから排気ポート部
のウォータージャケット内冷却水間に，排気マニホール
ドの内管と外管の隙間により断熱層を形成し，また，排
気マニホールドの熱容量が大きくなる排気ポート側先端
部で熱伝達率を低減するため，排気ガスから冷却水への
伝熱を抑制し，排気ポート部における排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
燃機関の排気マニホールド（請求項１）にあっては，内
管を薄肉して二重管化すると共に，該二重管化した内管
と外管をエンジンの排気ポート部に挿入し，該排気ポー
ト部より排気マニホールド内管につながる部位で，排気
ポート部位より内管の径を大きくすることにより，エン
ジンの排気ポート部において排気ガスから排気ポート部
のウォータージャケット内冷却水間に，排気マニホール
ドの内管と外管の隙間により断熱層を形成し，また，排
気マニホールドの熱容量が大きくなる排気ポート側先端
部で熱伝達率を低減するため，排気ガスから冷却水への
伝熱を抑制し，排気ポート部における排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
【００６３】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項２）にあっては，排気マニホールドの
先端部を内管が排気ポート部側に向かって湾曲させるた
め，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールドが十分
温まった状態で発生する内管と外管の温度差による熱膨
張の違いを吸収し，外管と内管の剥離を防止し，さら
に，排気ガスの内管と外管との隙間への流入を阻止する
ことができる。
ホールド（請求項２）にあっては，排気マニホールドの
先端部を内管が排気ポート部側に向かって湾曲させるた
め，定常走行時等の排気ガスや排気マニホールドが十分
温まった状態で発生する内管と外管の温度差による熱膨
張の違いを吸収し，外管と内管の剥離を防止し，さら
に，排気ガスの内管と外管との隙間への流入を阻止する
ことができる。
【００６４】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項３）にあっては，内管と外管とにより
形成した隙間に断熱材を挿入するため，排気マニホール
ドの表面温度をさらに低下させることができる。また，
排気マニホールドの排気ポート側における先端部におい
て内管と外管を固着したため，断熱材を構成する繊維の
飛び出しが抑制され，該繊維によるピストンやバルブの
焼き付きの発生を防止することができる。
ホールド（請求項３）にあっては，内管と外管とにより
形成した隙間に断熱材を挿入するため，排気マニホール
ドの表面温度をさらに低下させることができる。また，
排気マニホールドの排気ポート側における先端部におい
て内管と外管を固着したため，断熱材を構成する繊維の
飛び出しが抑制され，該繊維によるピストンやバルブの
焼き付きの発生を防止することができる。
【００６５】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項４）にあっては，排気ポート部に挿入
された内管と外管の接続部分に，内管の内側に内管と同
じ熱膨張特性，あるいは，内管より大きい熱膨張特性を
有するリング状補助部材を設けたため，内管と外管との
温度差による熱膨張の吸収を繰り返すことによる内管と
外管の剥離を，さらに防止することができる。
ホールド（請求項４）にあっては，排気ポート部に挿入
された内管と外管の接続部分に，内管の内側に内管と同
じ熱膨張特性，あるいは，内管より大きい熱膨張特性を
有するリング状補助部材を設けたため，内管と外管との
温度差による熱膨張の吸収を繰り返すことによる内管と
外管の剥離を，さらに防止することができる。
【００６６】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項５）にあっては，排気ポート部の一部
に排気マニホールド側に突き出た突起部を設け，突起部
と排気ポートとの間に空間が形成され，空間内に内管と
外管の先端部が接触しない状態で配置されるため，排気
ガスの熱量が外管や排気ポート部へ伝わり難くなり，排
気ガスの温度低下を抑制することができる。
ホールド（請求項５）にあっては，排気ポート部の一部
に排気マニホールド側に突き出た突起部を設け，突起部
と排気ポートとの間に空間が形成され，空間内に内管と
外管の先端部が接触しない状態で配置されるため，排気
ガスの熱量が外管や排気ポート部へ伝わり難くなり，排
気ガスの温度低下を抑制することができる。
【００６７】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項６）にあっては，内管の先端部が，突
起部の先端付近から外側に向かって湾曲した形状である
ため，突起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙
間へのガスの流出は発生し難くなり，排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
ホールド（請求項６）にあっては，内管の先端部が，突
起部の先端付近から外側に向かって湾曲した形状である
ため，突起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙
間へのガスの流出は発生し難くなり，排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
【００６８】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項７）にあっては，内管の先端部が，死
水域が形成される形状であるので，排気ガスから排気マ
ニホールドへの熱伝達が大きく低下するため，排気ガス
から排気マニホールド先端部への伝熱量が大きく低下
し，排気ガスの温度低下を抑制することができる。
ホールド（請求項７）にあっては，内管の先端部が，死
水域が形成される形状であるので，排気ガスから排気マ
ニホールドへの熱伝達が大きく低下するため，排気ガス
から排気マニホールド先端部への伝熱量が大きく低下
し，排気ガスの温度低下を抑制することができる。
【００６９】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項８）にあっては，内管の先端部が，突
起部の先端付近から外側に向かって湾曲した形状である
ため，突起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙
間へのガスの流出は発生し難くなり，排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
ホールド（請求項８）にあっては，内管の先端部が，突
起部の先端付近から外側に向かって湾曲した形状である
ため，突起部と排気マニホールド最先端部が重なり，隙
間へのガスの流出は発生し難くなり，排気ガスの温度低
下を抑制することができる。
【００７０】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項９）にあっては，排気ガスの死水域は
形成されないが，内管と外管とを接触しないため，排気
ガスの熱量が内管から外管，さらには排気ポート部へ伝
わり難くなり，排気ガスの温度低下を抑制することがで
きる。
ホールド（請求項９）にあっては，排気ガスの死水域は
形成されないが，内管と外管とを接触しないため，排気
ガスの熱量が内管から外管，さらには排気ポート部へ伝
わり難くなり，排気ガスの温度低下を抑制することがで
きる。
【００７１】また，この発明に係る内燃機関の排気マニ
ホールド（請求項１０）にあっては，断熱層として，内
管と外管とから形成される間隙に空気を介在させ，排気
ポート部と反対側で，かつ，フランジ部から離れた部位
に伝熱性のスペーサを配置したため，部品点数が低減さ
れ，製造が容易となる。さらに，スペーサをフランジよ
り離して配置しているため，該スペーサによる内管から
外管経由のフランジに対する伝熱も抑制することができ
る。
ホールド（請求項１０）にあっては，断熱層として，内
管と外管とから形成される間隙に空気を介在させ，排気
ポート部と反対側で，かつ，フランジ部から離れた部位
に伝熱性のスペーサを配置したため，部品点数が低減さ
れ，製造が容易となる。さらに，スペーサをフランジよ
り離して配置しているため，該スペーサによる内管から
外管経由のフランジに対する伝熱も抑制することができ
る。
【図１】排気マニホールドを含む内燃機関からマフラー
部分にかけての概略構成を示す説明図である。
部分にかけての概略構成を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る排気マニホールドの構成および
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
【図３】実施例２に係る排気マニホールドの構成および
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
【図４】実施例３に係る排気マニホールドの構成を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】実施例４に係る排気マニホールドの構成および
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
【図６】実施例５に係る排気マニホールドの構成および
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
そのエンジン取付け状態を示す説明図である。
１０１ 外管 １０２ 内管 １０３ フランジ １０４ 挿入用排気ポート部 １０６ 間隙 １０７ 断熱材 １０８ 排気マニホールド最先端部 １０９ 排気ポート部 ４０１ 突起部 ４０２ 空間部
Claims (10)
- 【請求項１】 外管と，前記外管より薄肉の内管と，前
記内管と外管との間隙により形成される断熱層とを有す
る二重管構造の内燃機関の排気マニホールドにおいて，
前記排気マニホールドのシリンダーヘッド側の端部は，
前記シリンダーヘッドの排気ポート部に挿入され，前記
排気ポート部内において前記内管と外管により前記断熱
層を形成し，前記排気ポート部から排気マニホールドへ
排気ガスが流れ込む部位において排気ガスに接する排気
ポート部より排気マニホールドの内管の径を大きく形成
し，前記外管をシリンダーヘッドに固定するフランジ部
において前記内管が外管およびフランジと非接触状態に
あることを特徴とする内燃機関の排気マニホールド。 - 【請求項２】 前記排気ポート部に挿入された排気マニ
ホールドの内管の先端部は，外側に向かって湾曲した形
状であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排
気マニホールド。 - 【請求項３】 前記断熱層として，前記内管と外管とか
ら形成される間隙に断熱材を挿入し，排気マニホールド
の排気ポート側における先端部において前記内管と外管
を固着したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
排気マニホールド。 - 【請求項４】 前記排気ポート部に挿入された排気マニ
ホールドの内管と外管の固着部分で，前記内管の内側に
内管と同じ熱膨張特性，あるいは，内管より大きい熱膨
張特性を有する補助部材を設けたことを特徴とする請求
項３記載の内燃機関の排気マニホールド。 - 【請求項５】 前記排気ポート部における排気マニホー
ルド挿入部において，前記排気ポート部の一部に排気マ
ニホールド側に突き出た突起部を設け，前記突起部と排
気ポート部との間に空間を形成し，前記空間内において
前記内管と外管の先端部が非接触状態に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気マニホ
ールド。 - 【請求項６】 前記排気ポート部に挿入された排気マニ
ホールドの内管の先端部は，前記突起部の先端付近から
外側に向かって湾曲した形状であることを特徴とする請
求項５記載の内燃機関の排気マニホールド。 - 【請求項７】 前記内管の先端部は，死水域が形成され
る形状であることを特徴とする請求項１乃至６記載の内
燃機関の排気マニホールド。 - 【請求項８】 外管と，前記外管より薄肉の内管と，前
記内管と外管との間隙により形成される断熱層とを有す
る二重管構造の内燃機関の排気マニホールドにおいて，
前記排気ポート部の一部に排気マニホールド側に突き出
た突起部を設け，前記突起部と排気ポート部との間に空
間を形成し，前記空間内において前記内管と外管の先端
部が接触しない状態で配置することを特徴とする内燃機
関の排気マニホールド。 - 【請求項９】 前記排気ポート部に挿入された排気マニ
ホールドの内管の先端部は，前記突起部の先端付近から
前記外管側に反る形状にて湾曲していることを特徴とす
る請求項８記載の内燃機関の排気マニホールド。 - 【請求項１０】 前記断熱層として，前記内管と外管と
から形成される間隙に空気を介在させ，前記排気ポート
部と反対側で，かつ，フランジ部から離れた部位に伝熱
性のスペーサを配置したことを特徴とする請求項１また
は８記載の内燃機関の排気マニホールド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176180A JPH0821233A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 内燃機関の排気マニホールド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176180A JPH0821233A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 内燃機関の排気マニホールド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0821233A true JPH0821233A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16009060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6176180A Pending JPH0821233A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 内燃機関の排気マニホールド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821233A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6523343B2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-02-25 | Daimlerchrysler Ag | Air gap insulated exhaust manifold assembly for an internal combustion engine and a method of making same |
| US9790836B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-10-17 | Tenneco Automotive Operating Company, Inc. | Loose-fill insulation exhaust gas treatment device and methods of manufacturing |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6176180A patent/JPH0821233A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6523343B2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-02-25 | Daimlerchrysler Ag | Air gap insulated exhaust manifold assembly for an internal combustion engine and a method of making same |
| US9790836B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-10-17 | Tenneco Automotive Operating Company, Inc. | Loose-fill insulation exhaust gas treatment device and methods of manufacturing |
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