(57)【要約】【課題】  排気管に沿って設けられた複数の冷却通路に対して、シリンダヘッドの構造の複雑化を招くことなく冷却水を供給できるエンジンの排気管の冷却構造を提供する。【解決手段】  冷却構造１Ａはヘッド側フランジ２とエキマニ側フランジ３と冷却部４とを備えており、複数の排気管５それぞれの周辺部に排気管５に沿って複数の冷却通路４ａを形成する冷却通路形成部を冷却部４に、冷却水導.入口３ｃが設けられるとともに、複数の冷却通路４ａそれぞれの一端部と連通する冷却水供給路３ａを形成する供給路形成部をエキマニ側フランジ３にそれぞれ備えている。また冷却構造１は、冷却水排出口２ｃが設けられるとともに、複数の冷却通路４ａそれぞれの他端部と連通する冷却水排出路２ｃを形成する排出路形成部をヘッド側フランジ２にさらに備えている。【選択図】  図２
2010144668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの外部に設けられ、複数の排気管に沿って複数の冷却通路を形成する冷却通路形成部と、
前記シリンダヘッドの外部に設けられ、冷却水導入口が設けられるとともに、前記複数の冷却通路それぞれの一端部と連通する冷却水供給路を形成する供給路形成部と、
を備えることを特徴とするエンジンの排気管の冷却構造。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの排気管の冷却構造であって、
冷却水排出口が設けられるとともに、前記複数の冷却通路それぞれの他端部と連通する冷却水排出路を形成する排出路形成部をさらに備えることを特徴とするエンジンの排気管の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気管の冷却構造に関し、特に排気管に沿って複数の冷却通路を設けたエンジンの排気管の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気管或いは排気管を流通する排気ガスを冷却するために、複数の排気管各々の周辺部に排気管に沿って複数の冷却通路を設けた技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気管を冷却するにあたっては、具体的には例えば以下に示すようなエンジンの排気管の冷却構造（以下、単に冷却構造とも称す）が従来からある。図１１は従来の冷却構造１Ｘを、図１２は従来の冷却構造１Ｙをそれぞれ模式的に示す図である。具体的には図１１および図１２において、（ａ）ではこれらを斜視図で示しており、（ｂ）では（ａ）に示す断面でこれらを示している。
【０００５】
冷却構造１Ｘでは、一般的なエキゾーストマニホールド１０の複数の排気管１１それぞれを個別に取り囲むようにして、複数の排気管１１それぞれとの間に冷却水の流路ＷＪを形成する部材１５Ｘが設けられている。すなわち、冷却構造１Ｘはエキゾーストマニホールド１０の複数の排気管１１を全体的に二重にしたような構造となっている。しかしながら冷却構造１Ｘでは、排気管１１各々につき冷却水Ｗの流れを均一にすることが困難という問題がある。また二重化により、冷却構造１Ｘのサイズが大きくなってしまうという問題もある。
冷却構造１Ｙでは、エキゾーストマニホールド１０の複数の排気管１１を取り囲むようにして、複数の排気管１１との間に流路ＷＪを形成する部材１５Ｙが設けられている。すなわち、冷却構造１Ｙは複数の排気管１１全体を包むような構造となっている。しかしながら冷却構造１Ｙでは、複数の排気管１１を全体的に包む構造上、冷却水Ｗの流れが冷却構造１Ｘよりもさらに不均一になり、圧力損失も高くなるという問題がある。
【０００６】
これに対して冷却構造は複数の排気管の周辺部に排気管に沿って複数の冷却通路を設けるようにして構成することもできる。かかる冷却構造によれば、冷却構造１Ｘ、１Ｙと比較して冷却水Ｗの流れをより均一にすることができる。ところがこの場合には、複数の冷却通路各々に対して冷却水をそれぞれ導入する必要がある。この点、排気管がエキゾーストマニホールドなどエンジンに対して設けられた排気管である場合には、複数の冷却通路に冷却水を導入するにあたっては、例えばシリンダヘッドに設けられたウォータージャケットから複数の冷却通路に冷却水を導入することが考えられる。ところがこの場合には、冷却通路の数に応じた開口部やその開口部に至るまでのウォータージャケットの経路が新たに必要となり、この結果、シリンダヘッドの構造が複雑になる点で問題があった。
【０００７】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、排気管に沿って設けられた複数の冷却通路に対して、シリンダヘッドの構造の複雑化を招くことなく冷却水を供給できるエンジンの排気管の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のエンジンの排気管の冷却構造は、シリンダヘッドの外部に設けられ、複数の排気管に沿って複数の冷却通路を形成する冷却通路形成部と、前記シリンダヘッドの外部に設けられ、冷却水導入口が設けられるとともに、前記複数の冷却通路それぞれの一端部と連通する冷却水供給路を形成する供給路形成部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は冷却水排出口が設けられるとともに、前記複数の冷却通路それぞれの他端部と連通する冷却水排出路を形成する排出路形成部をさらに備える構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気管に沿って設けられた複数の冷却通路に対して、シリンダヘッドの構造の複雑化を招くことなく冷却水を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本実施例に係るエンジンの排気管の冷却構造１をシリンダヘッド２０およびエキゾーストマニホールド３０とともに模式的に示す斜視図である。冷却構造１はシリンダヘッド２０とエキゾーストマニホールド３０の間に設けられる。シリンダヘッド２０は直列４気筒エンジンの一部として示されており、冷却構造１はシリンダヘッド２０に取り付けられる。エキゾーストマニホールド３０は一般的なエキゾーストマニホールド１０と比較すると、排気管の集合部分に相当する構成となっており、冷却構造１に取り付けられる。
【００１３】
次に冷却構造１について図２および図３から図１０までを用いて詳述する。ここで、冷却構造１を斜視図で模式的に示した図２では図面上、各要素が部分的に重なり合っており、図２のみでは必ずしも構造の理解が容易ではない。このため、以下の説明においては必要に応じて図３から図１０までを適宜参照されたい。
【００１４】
冷却構造１はヘッド側フランジ２と、エキマニ側フランジ３と、冷却部４とを備えた一つの構造体となっている。冷却構造１の材質には例えばＳＵＳを適用することができる。ヘッド側フランジ２には、複数（ここでは４つ）の排気管５の一端部が設けられており、複数の排気管５は一端部でヘッド側フランジ２に開口している。ヘッド側フランジ２には、冷却水排出路２ａが設けられている。冷却水排出路２ａは排気管配列方向に沿って延伸しており、複数の排気管５の上方および下方に１つずつ設けられている。各冷却水排出路２ａは複数の冷却通路４ａそれぞれの他端部に排出側連通孔２ｂを介して連通している。各冷却水排出路２ａには一側面側に冷却水排出口２ｃがそれぞれ設けられており、各冷却水排出路２ａの他側面側は閉じている。冷却構造１ではヘッド側フランジ２のうち、冷却水排出路２ａ、排出側連通孔２ｂおよび冷却水排出口２ｃを形成している部分が排出路形成部となっている。そのほかヘッド側フランジ２にはシリンダヘッド２０とのボルト締結に利用される取付穴２ｄが形成されている。
【００１５】
エキマニ側フランジ３には、複数の排気管５の他端部が設けられており、複数の排気管５は他端部でエキマニ側フランジ３に開口している。エキマニ側フランジ３には、冷却水供給路３ａが設けられている。冷却水供給路３ａは排気管配列方向に沿って延伸しており、複数の排気管５の上方および下方に１つずつ設けられている。各冷却水供給路３ａは冷却通路４ａそれぞれの一端部に供給側連通孔３ｂを介して連通している。各冷却水供給路３ａには一側面側に冷却水導入口３ｃがそれぞれ設けられており、各冷却水供給路３ａの他側面側は閉じている。冷却構造１ではエキマニ側フランジ３のうち、冷却水供給路３ａ、供給側連通孔３ｂおよび冷却水導入口３ｃを形成している部分が供給路形成部となっている。そのほかエキマニ側フランジ３には、エキゾーストマニホールド３０とのボルト締結に利用される取付穴３ｄが形成されている。
【００１６】
冷却部４には複数の排気管５の中央部が設けられている。中央部は一端部および他端部とともに複数の排気管５を構成している。複数の排気管５は直列的に配置されており、複数の排気管５各々の周辺部には排気管５に沿って複数の冷却通路４ａが形成されている。冷却通路４ａそれぞれは本実施例では具体的には複数の排気管５各々の周辺部に形成される四隅に設けられている。冷却通路４それぞれの壁面形状は排気管５および冷却部４の外壁面に沿った形に形成されている。複数の排気管５一つあたりに対応する冷却通路４ａの断面積の割合それぞれは互いにほぼ等しくなっている。また冷却通路４ａのうち、排気管５に沿った形に形成された壁面面積の、複数の排気管５一つあたりに対応する割合それぞれも互いにほぼ等しくなっている。すなわち、複数の冷却通路４ａは均一的な冷却効果を得るために複数の排気管５それぞれに対して略均等に配置および形成されている。
【００１７】
次に冷却構造１の作用効果について説明する。冷却構造１では、冷却水導入口３ｃから冷却水供給路３ａに冷却水Ｗが導入される。冷却水供給路３ａに導入された冷却水Ｗは、供給側連通路３ｂを介して冷却水供給路３ａから各冷却通路４ａに供給される。すなわち、冷却構造１では冷却水Ｗがシリンダヘッド２０に設けられた図示しないウォータージャケットとは独立した冷却水導入口３ｃ、冷却水供給路３ａおよび供給側連通路３ｂを介して冷却通路４ａに供給される。このため冷却構造１では、冷却通路４ａに対応する開口部やその開口部に至るまでのウォータージャケットの経路をシリンダヘッド２０に新たに設ける必要がなく、これによりシリンダヘッド２０の構造が複雑になることを回避できる。また、一体的な構造の冷却構造１に冷却水供給路３ａ、供給側連通路３ｂおよび冷却水導入口３ｃを設けたことで、冷却水Ｗの漏れに対する信頼性を高めることができる。
【００１８】
続いて冷却通路４ａに供給された冷却水Ｗは、排気管５から熱を受熱しながら冷却通路４ａを流通する。この点、冷却構造１では各冷却通路４ａが複数の排気管５それぞれに対して略均等に配置および形成されているため、冷却水Ｗの流れは複数の排気管５それぞれにつき略均一になる。このため冷却構造１では、冷却水Ｗが複数の排気管５に対して均一的な冷却効果を発揮することができる。またこれにより冷却水Ｗの熱回収効率を高めることができることから、冷却構造１ではエンジン暖機時には冷却水温度を素早く上げることができ、エンジン暖機後には触媒（図示省略）の温度を下げて触媒の劣化を好適に抑制することもできる。
【００１９】
続いて複数の冷却通路４ａを流通した冷却水Ｗは、排出側連通路２ｂを介して冷却水排出路２ａに排出される。さらに冷却水排出路２ａに排出された冷却水Ｗは、冷却水排出口２ｃを介して冷却水排出路２ａから排出される。この点、冷却構造１では、一体的な構造の冷却構造１に冷却水排出路２ａ、排出側連通路２ｂおよび冷却水排出口２ｃを設けたことで、冷却水Ｗの漏れに対する信頼性をさらに高めることができる。
【００２０】
そのほか冷却構造１では、冷却構造１をエキゾーストマニホールド３０とは別体の一つの構造体としたことで、コンパクト化を図ることが容易となり、搭載の自由度を高めることもできる。
また冷却構造１では、冷却水Ｗが各冷却通路４ａを並列に流通するため、圧力損失が低くなる。このため、冷却構造１は冷却水Ｗを供給するための図示しないウォーターポンプの小型化にも寄与することができる。
また冷却構造１では、冷却部４に形成する冷却通路４ａと排気管５とを肉厚の設計の自由度が高い押出し成型によって同時に成型することができる。そしてこれにより、冷却通路４ａおよび排気管５間の肉厚を容易に薄肉にすることができ、以って冷却効率の向上や軽量化を図ることもできる。
【００２１】
また、エンジンではエミッション改善のため、冷間始動時に触媒暖機が図られるのが一般的である。この点、冷却構造１はシリンダヘッド２０に設けられたウォータージャケットとは独立した冷却水供給路３ａ、供給側連通路３ｂおよび冷却水導入口３ｃを備えている。このため冷却構造１では、冷却構造１に対して冷却水の供給、停止を制御可能な供給・停止制御手段（例えばサーモスタットや電磁弁などのバルブや電動ウォーターポンプ）をさらに設けて冷却水Ｗの供給、停止を制御する構成も容易に実現することができる。そしてこれにより、触媒暖機が行われている間には冷却水Ｗの供給を停止して触媒暖機を優先し、エミッションの改善を図ることもできる。
このように冷却構造１は、複数の排気管５それぞれに沿って設けられた複数の冷却通路４ａに対して、シリンダヘッド２０の構造の複雑化を招くことなく冷却水Ｗを供給することなどができる。
【００２２】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに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内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例では、ヘッド側フランジ２に冷却水排出路２ａを設けるとともに、エキマニ側フランジ３に冷却水供給路３ａを設けた場合について詳述したが、本発明の冷却構造においては、例えば冷却水供給路をヘッド側フランジに設けるとともに、冷却水排出路をエキマニ側フランジに設けることもできる。
また上述した実施例ではエンジンが直列４気筒エンジンである場合について説明したが、エンジンは必ずしもこれに限られず、適宜のエンジンであってよい。この点、例えばエンジンがＶ型６気筒エンジンの場合には本発明の冷却構造を片バンク毎に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】冷却構造１をシリンダヘッド２０およびエキゾーストマニホールド３０とともに模式的に示す斜視図である。
【図２】冷却構造１を模式的に示す斜視図である。
【図３】冷却構造１をエキマニ側フランジ面視で模式的に示す図である。
【図４】冷却構造１を上面視で模式的に示す図である。
【図５】冷却構造１をヘッド側フランジ面視で模式的に示す図である。
【図６】冷却構造１を冷却水導入口３ｂおよび冷却水排出口２ｂが設けられている側の側面視で模式的に示す図である。
【図７】冷却構造１を図６とは反対側の側面視で模式的に示す図である。
【図８】冷却構造１を図５に示すＡ−Ａ断面視で模式的に示す図である。
【図９】冷却構造１を図５に示すＢ−Ｂ断面視で模式的に示す図である。
【図１０】冷却構造１を図４に示すＣ−Ｃ断面視で模式的に示す図である。
【図１１】従来の冷却構造１Ｘを模式的に示す斜視図である。
【図１２】従来の冷却構造１Ｙを断面で模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    冷却構造
２    ヘッド側フランジ
２ａ  冷却水排出路
２ｂ  排出側連通孔
２ｃ  冷却水排出口
３    エキマニ側フランジ
３ａ  冷却水供給路
３ｂ  供給側連通孔
３ｃ  冷却水導入口
４    冷却部
４ａ  冷却通路
５    排気管
２０  シリンダヘッド
３０  エキゾーストマニホールド
【図１】
2010144668.tif 000003
【図２】
2010144668.tif 000004
【図３】
2010144668.tif 000005
【図４】
2010144668.tif 000006
【図５】
2010144668.tif 000007
【図６】
2010144668.tif 000008
【図７】
2010144668.tif 000009
【図８】
2010144668.tif 000010
【図９】
2010144668.tif 000011
【図１０】
2010144668.tif 000012
【図１１】
2010144668.tif 000013
【図１２】
2010144668.tif 000014