(57)【要約】【課題】エンジンの気筒配列方向に沿って複数の冷却水通路が設けられたエキゾーストマニホールドにおける冷却水通路内を流れる冷却水の冷却ムラを解消する。【解決手段】車両に搭載されるエンジンＥの気筒配列方向に沿って冷却水通路４が設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、前記冷却水通路４は、複数併設されると共に、これら複数の冷却水通路４（４ａ〜４ｃ）には、夫々個別の水供給口４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられてなり、これら複数の冷却水通路４（４ａ〜４ｃ）のうち、少なくとも１つの冷却水通路４内に流れる冷却水は、他の冷却水通路４内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるエンジンの気筒配列方向に沿って冷却水通路が設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、
前記冷却水通路は、複数併設されると共に、これら複数の冷却水通路には、夫々個別の水供給口が設けられてなり、
これら複数の冷却水通路のうち、少なくとも１つの冷却水通路内に流れる冷却水は、他の冷却水通路内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにしたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項２】
請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
複数の冷却水通路のうち、１つの冷却水通路内に流れる冷却水は、隣設された他の冷却水通路内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにしたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
隣設された冷却水通路の外壁間には、リブが架設されたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
冷却水通路の外壁には、外方に向けて複数の突部が突設されたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるエンジンの気筒配列方向に沿って冷却水通路が設けられたエキゾーストマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに連結されたエキゾーストマニホールド内には、常に高温の排気ガスが排出されるために、当該エキゾーストマニホールドも高温となり、特にディーゼルエンジン等では、後燃え現象のために前記傾向が強い。
【０００３】
一般には、前記エンジンから排出されたエキゾーストマニホールド内の排気ガス温度は、約８００〜８５０℃前後にまで上昇されるため、この排気ガスが流通される前記エキゾーストマニホールドの外壁温度は、約６５０℃〜７００℃の高温にまで上昇される。
【０００４】
このような排気ガス温度の上昇によって、前記エキゾーストマニホールドの各部材は、その温度変化によって膨張、伸縮が繰り返され、前記各部材は、熱応力による亀裂や触媒の劣化、破損等が発生し易くなる。
【０００５】
そのため、前記エキゾーストマニホールドの内部又は外部に、前記エンジンの気筒配列方向に沿って冷却水通路を形成し、この冷却水通路内に、水等の冷却水を流通させて前記エキゾーストマニホールド内の排気ガス温度の上昇を抑制可能なエキゾーストマニホールドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
具体的には、これらのエキゾーストマニホールドは、例えば、前記冷却水通路の両端に、前記冷却水を導入するための水供給口及び水排出口が連結されており、前記水供給口から前記冷却水がウォーターポンプ等によって当該冷却水通路内に供給（圧送）される。
【０００７】
この供給された冷却水は、前記冷却水通路内を流れながら、高温化された前記エキゾーストマニホールド又は排気ガスから熱を奪って（以下、「受熱」と呼ぶ。）、前記水排出口から排出されることにより、前記エキゾーストマニホールド内の排気ガス温度の上昇を抑制している。
【０００８】
そして、前記水排出口から排出された受熱後の冷却水は、ラジエーター等の冷却装置に送られて冷却され、この冷却後の冷却水が、ウォーターポンプ等によって再び前記水供給口から供給される。
【０００９】
ところが、前記の通り、エキゾーストマニホールド内の排気ガス温度は、非常に高温となるため、受熱を行うための前記冷却水通路が１つでは、その冷却効果が不十分であることが多い。
【００１０】
そこで、最近では、前記冷却効果を確実に得るために、エンジンの気筒配列方向に沿って複数の冷却水通路が併設されたものが開発されている（特許文献２、参照。）。
【００１１】
このエキゾーストマニホールドでは、エンジンの気筒配列方向に沿って、複数の冷却水通路を併設して、これらの冷却水通路内に水等の冷却水を流通させることで、前記エキゾーストマニホールド又は排気ガスから受熱を行う際の冷却効果を高め、当該エキゾーストマニホールド内の排気ガス温度の上昇を抑制できる点では優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１５３９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このエキゾーストマニホールドは、複数の冷却水通路に対して、共通の水供給口から冷却水が供給（圧送）されて、夫々の冷却水通路で受熱を行いながら、その受熱後の冷却水を、共通の水排出口から排出するようにしている。
【００１４】
すなわち、このエキゾーストマニホールドは、複数の冷却水通路内を流れる冷却水が、全て同一の向きに流されて受熱を行い、前記水排出口から排出される構成にしてなる。
【００１５】
そのため、前記水供給口から供給された直後（受熱前）の冷却水温度と、前記水排出口から排出される直前（受熱後）の冷却水温度とは、温度差が生じ、前記受熱前の冷却水温度による冷却効率と、受熱後の冷却水温度による冷却効率とは、相当の格差が生じることとなる。
【００１６】
従って、前記水供給口の付近を通るエキゾーストマニホールドの排気ガス温度は、受熱前の冷却水温度によって冷却されるため、確実に冷却されて排気できる反面、前記水排出口の付近を通るエキゾーストマニホールドの排気ガス温度は、受熱後の冷却水温度によって冷却されるため、あまり冷却されないまま排気される恐れがある。
【００１７】
このように、従来のエキゾーストマニホールドでは、冷却水通路の位置によって、当該冷却水通路内の冷却水温度が異なる（以下、「冷却ムラ」と呼ぶ）という問題があった。
【００１８】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、複数の冷却水通路内を流れる冷却水温度の冷却ムラを解消できるエキゾーストマニホールドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、
本発明は、車両に搭載されるエンジンの気筒配列方向に沿って冷却水通路が設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、前記冷却水通路は、複数併設されると共に、これら複数の冷却水通路には、夫々個別の水供給口が設けられてなり、これら複数の冷却水通路のうち、少なくとも１つの冷却水通路内に流れる冷却水は、他の冷却水通路内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
ここで、冷却水とは、水道水に限らず、当該水道水に冷却剤が混入された混合水も含む意味である。
【００２１】
すなわち、本発明では、複数の冷却水通路が併設されているために、エキゾーストマニホールド又は排気ガスから受熱を行う際の冷却効果を高め、当該エキゾーストマニホールド内の排気ガス温度の上昇を確実に抑制できる。
【００２２】
しかも、本発明には、夫々個別の水供給口を設けているので、複数の冷却水通路のうち、少なくとも１つの冷却水通路を流れる冷却水を、他の冷却水通路内を流れる冷却水に対して、ウォーターポンプ等によって、容易に逆向きに流す（圧送する）ことができる。
【００２３】
そのため、複数の冷却水通路内を流れる冷却水温度は、相互に逆向きに流れる冷却水通路内の冷却水温度に相殺されて、冷却水通路内の冷却水温度が均一化されるので、冷却ムラを防止することができる。
【００２４】
また、複数の冷却水通路のうち、何れの冷却水通路を、他の冷却水通路を流れる冷却水と逆向きに流れるようにするか否かは、適宜選択される。
【００２５】
只、複数の冷却水通路のうち、１つの冷却水通路内に流れる冷却水は、隣設された他の冷却水通路内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにすれば、冷却水温度の均一化を行い易く、冷却ムラを確実に防止できるため、好ましい。
【００２６】
また、本発明では、隣設された冷却水通路の外壁間には、リブが架設されることも可能である。
【００２７】
すなわち、前記リブを、隣設された冷却水通路の外壁間に架設することで、エキゾーストマニホールド全体の強度を高めるだけでなく、夫々の冷却水通路が保有している熱が、前記リブを通じて、高温側から低温側に伝達される。
【００２８】
そのため、複数の冷却水通路が保有する熱を均一化することができ、冷却ムラを更に防止することができると共に、前記リブを架設することで、放熱面積も大きくできるため、放熱性が向上され、冷却効率を高めることもできる。
【００２９】
更に、前記冷却水通路の外壁には、外方に向けて複数の突部を突設することも可能である。
【００３０】
複数の突部としては、例えば、前記冷却水通路の外壁を張り出して棒状に形成したもの或いは、前記冷却水通路の外壁にフィンを放射状に突設したもの、などが考えられるが、要は、前記外壁の放熱面積を大きくして、前記冷却水通路を効率良く冷却できるものであれば採用できる。
【００３１】
なお、前記突部及びリブとの相乗効果として、放射音が低減されることも追効果として得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のエキゾーストマニホールドによれば、複数の冷却水通路内を流れる冷却水温度の冷却ムラを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した全体の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線を断面した拡大断面図である。
【図４】他の実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した全体の平面図である。
【図５】図４の一部を断面した拡大断面図である。
【図６】更に他の実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明のエキゾーストマニホールドの一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した正面図である。図２は、図１の平面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線を断面した拡大断面図である。
【００３６】
本実施形態のエキゾーストマニホールドＡは、車両に搭載されるエンジンＥに取り付けられる機関側のフランジ１と、このフランジ１の排気穴（不図示）に連結される複数の分岐管２１が下流側で合流された集合部２２よりなる排気管２と、該排気管２の端部に連結される連結フランジ３とが一体に形成され、更に、排気管２には、前記エンジンＥの気筒配列方向（図中、左右方向）に複数の冷却水通路４が併設されてなる。
【００３７】
前記エンジンとしては、レシプロエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン、ハイブリットエンジン等、様々な形式のものがあるが、その形式には限定されない。
【００３８】
フランジ１は、ボルト止め等によって、エンジンＥのシリンダヘッドＥ１に取り付けされており、前記排気穴を通じて、シリンダヘッドＥ１の各排気ポートが分岐管２１に連通されている。
【００３９】
また、排気管２の下流部である連結フランジ３は、触媒等に連結されて浄化され、この浄化された排気ガスが、マフラーから排出される。
【００４０】
分岐管２１の外壁には、エンジンＥの気筒配列方向、すなわち、複数の分岐管２１を架設する方向（図中、左右の方向）に、３系統の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃが併設されてなる。
【００４１】
具体的には、これらの冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃは、等間隔をあけて夫々平行に併設されており、これらの冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃには、ウォーターポンプ（不図示）等によって夫々の冷却水通路４内に冷却水が供給（圧送）される夫々個別の水供給口４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられている。
【００４２】
また、本実施形態では、これらの冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃには、夫々個別の水排出口４２ａ、４２ｂ、４２ｃを設けている。
【００４３】
なお、本実施形態では、３系統の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃが併設されたものを例示しているが、これに限定されるものではなく、２系統以上の冷却水通路４が併設されていれば良い。
【００４４】
また、冷却水通路４の形状は、分岐管２１内の排気ガスを効率良く冷却可能な形状であれば採用できるが、ここでは、１つの分岐管２１に対して、当該分岐管２１の上、下に夫々冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃを形成して、更に冷却効率を高めるようにしている。
【００４５】
なお、冷却水通路４は、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、分岐管２１の内部に、これら複数の分岐管２１を貫通するように管状の通路が形成されたものでも良く、要は、冷却水通路４内の冷却水が、エキゾーストマニホールド又は排気ガスから受熱を行って、排気ガス温度を低下できる構造のものであれば採用できる。
【００４６】
このように形成された複数の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃのうち、少なくとも１つの冷却水通路４ｂ内に流れる冷却水は、他の冷却水通路４ａ、４ｃ内に流れる冷却水に対して、逆向きに流れるようにしている。
【００４７】
例えば、本実施形態では、３系統の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃのうち、中央に配置された冷却水通路４ｂの水供給口４１ｂ及び水排出口４２ｂを、他の２系統の冷却水通路４と逆の位置に形成して、図中矢印で示すように、中央の冷却水通路４ｂ内の冷却水だけが、他の２系統の冷却水通路４ａ、４ｃに対して、逆向きに流れるように構成されている。
【００４８】
このように構成された本実施形態のエキゾーストマニホールドＡは、以下のように作用する。
【００４９】
先ず、エンジンＥの駆動に伴って、前記排気ポートから排気される排気ガスが、各分岐管２１を通じて集合部２２に集合されたうえで、触媒等を介して、浄化された排気ガスがマフラーから排出される。
【００５０】
そして、電子制御ユニット（ＥＣＵ）等によって検知された前記排気ガス温度が、一定の温度以上になると、ＥＣＵ等が前記ウォーターポンプ等を作動して、冷却水が夫々の水供給口４１ａ、４１ｂ、４１ｃから供給される。
【００５１】
この供給された冷却水は、図中矢印で示すように、夫々の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃ内を流通すると同時に、これらの冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃに接触されたエキゾーストマニホールドＡを冷却して、高温化されたエキゾーストマニホールドＡ又は排気ガスから受熱を行う。
【００５２】
具体的には、本実施形態では、３系統の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃのうち、中央の冷却水通路４ｂを流れる冷却水は、図２中の左側から右側に向けて流通すると共に、他の２系統の冷却水通路４ａ、４ｃを流れる冷却水は、図２中の右側から左側に向けて流通している。
【００５３】
そのため、中央の冷却水通路４ｂ内を流れる冷却水温度は、図２中の左側から右側に向けて徐々に上昇され、対応する水供給口４１ｂの直後において最低温度であるが、水排出口４２ｂの直前においては最高温度となる。
【００５４】
逆に、他の２系統の冷却水通路４ａ、４ｃを流れる冷却水は、図２中の右側から左側に向けて徐々に上昇され、対応する水供給口４１ａ、４１ｃの直後において最低温度であるが、排出口４２ｂ、４２ｃの直前において最高温度となる。
【００５５】
そのため、例えば、図中左端に配置された分岐管２１においては、中央の冷却水通路４ｂの冷却水温度（最低温度）と、他の２系統の冷却水通路４ａ、４ｃの冷却水温度（最高温度）とが、熱伝導によって相互に相殺され、均一化された温度で前記左端の分岐管２１が冷却されることとなる。
【００５６】
同様に、図中右端に配置された分岐管２１においては、中央の冷却水通路４ｂの冷却水温度（最高温度）と、他の２系統の冷却水通路４ａ、４ｃの冷却水温度（最低温度）とが、熱伝導によって相互に相殺され、均一化された温度で、前記右端の分岐管２１が冷却されることとなる。
【００５７】
なお、両端以外に配置されている分岐管２１についても、前記と同じ原理によって均一化され、これらの分岐管２１が冷却される。
【００５８】
従って、併設された分岐管２１内を通る排気ガス温度は、何れもが均一化された冷却水温度によって冷却され、冷却水通路４の位置によって、当該冷却水通路４内の冷却水温度が異なる恐れがなく、冷却ムラを防止することができる。
【００５９】
そして、この冷却された受熱後の前記冷却水は、夫々の水排出口４２ａ、４２ｂ、４２ｃから排出され、ラジエーター等の冷却装置に送られて再冷却され、この冷却後の冷却水が、夫々の水供給口４１ａ、４１ｂ、４１ｃからから再び供給されるのである。
【００６０】
このように本実施形態のエキゾーストマニホールドＡによれば、複数の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃ内を流れる冷却水温度の冷却ムラを解消することができる。
【００６１】
図４は、他の実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した全体の平面図であり、図５は、図４の一部を断面した拡大断面図である。
【００６２】
なお、図１〜図３と共通する部位には、同一の符号を付して重複する説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴についてのみ説明する。
【００６３】
本実施形態のエキゾーストマニホールドＡは、隣設された冷却水通路４の外壁間には、リブ５が架設されたことを特徴とするものである。
【００６４】
すなわち、本実施形態のエキゾーストマニホールドＡにおける３系統の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃには、例えば、隣設される冷却水通路４ａ、４ｂ及び冷却水通路４ｂ、４ｃの間を繋ぐようにして、リブ５が夫々架設されてなる。
【００６５】
このようなリブ５を、隣設された冷却水通路４の外壁間に架設することで、エキゾーストマニホールドＡ全体の強度を高めるだけでなく、夫々の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃに保有されている熱が、リブ５を通じて、高温側（例えば、冷却水通路４ａ、４ｃ側）から低温側（例えば、冷却水通路４ｂ側）に伝達される。
【００６６】
そのため、本実施形態のエキゾーストマニホールドＡによれば、複数の冷却水通路４ａ、４ｂ、４ｃが保有する熱を均一化することができ、冷却ムラを更に防止することができると共に、リブ５を架設することによって、放熱性も向上され、冷却効率を高めることもできる。
【００６７】
図６は、更に他の実施形態のエキゾーストマニホールドを概略した要部の拡大断面図である。
【００６８】
なお、図１〜図５と共通する部位には、同一の符号を付して重複する説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴についてのみ説明する。
【００６９】
本実施形態のエキゾーストマニホールドＡは、冷却水通路４の外壁には、外方に向けて複数の突部６が突設されたことを特徴とする。
【００７０】
例えば、複数の突部６としては、図１〜図５で示したような、外側に張り出した棒状のものの他、図６に示すように、冷却水通路４の外壁にフィンを放射状に更に突設したものなどが考えられるが、要は、前記外壁の放熱面積を大きくして、前記冷却水通路４を効率良く冷却できるものであれば採用できる。
【００７１】
このように本実施形態のエキゾーストマニホールドＡによれば、冷却水通路４の外壁には、外方に向けて複数の突部６が突設されているので、放熱性が更に向上されて、冷却効率を一層高めることができる。
【００７２】
また、本実施形態で示した突部６を、外側に張り出した構造にすれば、放射面積が向上され、図４、５で示されたリブ５との相乗効果として、放射音が低減できることも、追効果として得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
Ａ  エキゾーストマニホールド
Ｅ  エンジン
１  フランジ
２  排気管
３  連結フランジ
４（４ａ〜４ｃ）  冷却水通路
４１ａ〜４１ｃ  水供給口
５  リブ
６  突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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