(57)【要約】【課題】  排気管の配列方向に沿って冷却水の流路を設けた場合に排気管を均等に冷却しつつエア抜き性を高め、以って所望の冷却効果を確保することが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はエンジンの気筒に対応させて直列的に配置された複数の排気管５を取り囲むようにして設けられ、複数の排気管５との間に冷却水の流路ＷＪを形成する外壁部４１を備えている。外壁部４１のうち、複数の排気管５の下方に配置された部分４１ａは、全体として複数の排気管５に沿って湾曲した蛇腹状の形状に形成されており、複数の排気管５の上方に配置された部分４１ｂは、略平坦な形状に形成されている。冷却構造１Ａは複数の排気管５同士の間にエア抜き穴４４ａＡが設けられた複数の第１の仕切り板４４Ａをさらに備えている。【選択図】  図２
2010151024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの気筒に対応させて直列的に配置された複数の排気管を取り囲むようにして設けられ、前記複数の排気管との間に冷却水の流路を形成する冷却水流通手段を備え、
前記冷却水流通手段が、前記複数の排気管の下方に全体として前記複数の排気管に沿って湾曲した蛇腹状の形状に形成された第１の部位を備えるとともに、
前記複数の排気管の上方に略平坦な形状に形成された第２の部位を備え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、
前記複数の排気管同士の間にエア抜き穴が設けられた複数の仕切り板をさらに備えるエンジンの排気管の冷却構造。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンの排気管の冷却構造であって、
前記冷却水流通手段が、前記複数の仕切り板とともに断面Ｕの字状の冷却水の流路を形成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、特に排気管の配列方向に沿って冷却水の流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、エンジンの気筒に対応させて設けられた複数の排気管を冷却する技術として、直列的に配置された複数の排気管の配列方向に沿って冷却水の流路を設けた技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２６０９５８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７は従来の冷却構造１Ｘを、図８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７および図８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。
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例えば以下のように構成することもできる。図９は従来の冷却構造１Ｚを断面で模式的に示す斜視図である。冷却構造１Ｚでは、外壁部４１が第１の仕切り板４４Ｚおよび第２の仕切り板４５とともに、直列的に配置された複数の排気管５を取り囲むようにして、複数の排気管５との間に断面Ｕの字状の流路ＷＪを形成している。また冷却構造１Ｚでは、外壁部４１のうち、複数の排気管５の上側および下側に配置される部分が、全体として複数の排気管５に沿って滑らかに湾曲した蛇腹状の形状に形成されている。
【０００７】
冷却構造１Ｚによれば、断面Ｕの字状の流路ＷＪを設けたことにより、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。また冷却構造１Ｚによれば、上述の蛇腹状の形状により、流路の面積を全体的に小さくし、圧力損失の低減や冷却水の流動性の向上を図ることができる。
ところが冷却構造１Ｚには、例えば注水時やエンジンの冷間始動時にエアを含んだ冷却水Ｗが流入してくることがある。このため、冷却構造１Ｚでは流入してきたエアが流路内に溜まり、冷却水Ｗと排気管５との接触を妨げたり、冷却水の流通を阻害したりする結果、冷却効果が低下する虞がある点で問題があった。
【０００８】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、排気管の配列方向に沿って冷却水の流路を設けた場合に排気管を均等に冷却しつつエア抜き性を高め、以って所望の冷却効果を確保することが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】
【０００９】
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、エンジンの気筒に対応させて直列的に配置された複数の排気管を取り囲むようにして設けられ、前記複数の排気管との間に冷却水の流路を形成する冷却水流通手段を備え、前記冷却水流通手段が、前記複数の排気管の下方に全体として前記複数の排気管に沿って湾曲した蛇腹状の形状に形成された第１の部位を備えるとともに、前記複数の排気管の上方に略平坦な形状に形成された第２の部位を備える。
【００１０】
また本発明は前記複数の排気管同士の間にエア抜き穴が設けられた複数の仕切り板をさらに備える構成であることが好ましい。
【００１１】
また本発明は前記冷却水流通手段が、前記複数の仕切り板とともに断面Ｕの字状の冷却水の流路を形成する構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気管の配列方向に沿って冷却水の流路を設けた場合に排気管を均等に冷却しつつエア抜き性を高め、以って所望の冷却効果を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１は本実施例に係るエンジンの排気管の冷却構造１Ａを模式的に示す斜視図である。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とを備えた１つの構造体となっている。ヘッド側フランジ２は図示しない直列４気筒のエンジンのシリンダヘッドに取り付けられる。エキマニ側フランジ３には、図示しないエキゾーストマニホールドのフランジが取り付けられる。
冷却部４は排気管５の周りに外壁部４１を備えている。排気管５はエンジンの気筒に対応させて複数（ここでは４つ）設けられるとともに、直列的に配置されている。排気管５は本実施例ではフランジ２、３それぞれに固定されており、これらフランジ２、３のフランジ面にそれぞれ開口している。外壁部４１はフランジ２、３それぞれに固定されており、外壁部４１の排気管配列方向における一端側には冷却水導入口４２と冷却水排出口４３とがそれぞれ設けられている。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。
【００１５】
図２は冷却構造１Ａをエキマニ側フランジ３と冷却部４との接続位置の断面で模式的に示す斜視図である。外壁部４１は複数の排気管５を取り囲むようにして設けられている。外壁部４１のうち、複数の排気管５の下方に配置された部分（第１の部位に相当）４１ａは、全体として複数の排気管５に沿って滑らかに湾曲した蛇腹状の形状に形成されている。一方、外壁部４１のうち、複数の排気管５の上方に配置された部分（第２の部位に相当）４１ｂの形状は略平坦な形状になっており、部分４１ｂは排気管配列方向に沿って延伸している。外壁部４１は排気管５との間で流路ＷＪを形成している。冷却水導入口４２は断面Ｕの字状の流路ＷＪのうち、下側に位置する流路端に、冷却水排出口４３は断面Ｕの字状の流路ＷＪのうち、上側に位置する流路端にそれぞれに連通している。本実施例では外壁部４１で（より正確にはさらにヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３とともに）冷却水流通手段が実現されている。
【００１６】
冷却部４はさらに複数の排気管５同士の間に第１の仕切り板（セパレータ）４４Ａを備えている。第１の仕切り板４４Ａは複数の排気管５同士の間、略中央にそれぞれ設けられている。第１の仕切り板４４Ａそれぞれには部分円筒状のエア抜き穴４４ａＡが設けられている。エア抜き穴４４ａＡは本実施例では第１の仕切り板４４Ａのうち、ヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３近傍の部分、略中央にそれぞれ設けられている。このほか冷却構造１Ａは、複数の排気管５のうち、排気管配列方向において冷却水導入口４２と冷却水排出口４３とが位置する一端側に設けられた排気管５の端部側の側方に第２の仕切り板４５を備えている。冷却構造１Ａでは、第１の仕切り板４４Ａおよび第２の仕切り板４５を備えることにより、流路ＷＪが断面Ｕの字状に形成される。
【００１７】
次に冷却構造１Ａ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４２から冷却水Ｗが導入される。導入された冷却水Ｗは、断面Ｕの字状の流路ＷＪを流通し、冷却水排出口４３から排出される。この際、冷却水の流れＦは流路ＷＪが第１および第２の仕切り板４４、４５で断面Ｕの字状に形成されていることから均一な流れとなり、冷却水Ｗは流路ＷＪを均一的に流通しつつ複数の排気管５から熱を受熱する。これにより複数の排気管５を均等に冷却できる。
【００１８】
一方、冷却水ＷがエアＡｒを含んでいる場合には、冷却水Ｗに含まれたエアＡｒは流路ＷＪ流通の際に第１の仕切り板４４Ａの下側に溜まろうとする。ところが、第１の仕切り板４４Ａにはエア抜き穴４４ａＡが設けてある。このため、エアＡｒはエア抜き穴４４ａＡを介して流路ＷＪの上部に移動する。さらに冷却構造１Ａでは部分４１ｂが平坦な形状となっているため、流路ＷＪの上部に移動したエアＡｒは冷却水Ｗの流れに乗ってスムースに冷却水排出口４３から排出される。これにより複数の排気管５を均等に冷却しつつエア抜き性を高めることができ、以って所望の冷却効果を確保することができる。
また冷却構造１Ａでは、複数の排気管５同士の間に第１の仕切り板４４Ａを設けたことで冷却構造１Ａの剛性も高めることができる。
このように冷却構造１Ａは、排気管５の配列方向に沿って流路ＷＪを設けた場合に排気管５を均等に冷却しつつエア抜き性を高め、以って所望の冷却効果を確保することができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は本実施例に係る冷却構造１Ｂを図２と同様の断面で模式的に示す斜視図である。冷却構造１Ｂは、第１の仕切り板４４Ａの代わりに第１の仕切り板４４Ｂを備えている点以外、冷却構造１Ａと実質的に同一のものとなっている。
第１の仕切り板４４Ｂは複数の排気管５同士の間、上方の部分に設けられており、下に向かって凸となるように滑らかに湾曲した形状で隣り合う２つの排気管５の外周面と滑らかに接続されている。湾曲の度合いは、第１の仕切り板４４Ｂが冷却水の流れＦをスムースに案内できる度合いに設定されている。第１の仕切り板４４Ｂでは、部分円筒状のエア抜き穴４４ａＢが隣り合う２つの排気管５との接続部近傍、且つヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３近傍の部分それぞれに設けられている。
【００２０】
次に冷却構造１Ｂの作用効果について説明する。冷却構造１Ｂでは、第１の仕切り板４４Ｂを備えたことにより、冷却水Ｗが流路ＷＪの上部をスムースに流通するようになり、これにより圧力損失の低減を図ることができる。
また冷却構造１Ｂでは、上記のようにエア抜き穴４４ａＢを設けたことにより、第１の仕切り板４４Ｂの下側に溜まろうとするエアを流路ＷＪの上部に移動させるとともに、冷却水排出口４３からスムースに排出することができる。
このように冷却構造１Ｂは冷却構造１Ａと比較して更に圧力損失を低減できる。
【実施例３】
【００２１】
図４は本実施例に係る冷却構造１Ｃを図２と同様の断面で模式的に示す図である。冷却構造１Ｃは、第１の仕切り板４４Ａの代わりに第１の仕切り板４４Ｃを備えている点以外、冷却構造１Ａと実質的に同一のものとなっている。
第１の仕切り板４４Ｃは上側仕切り板４４１Ｃと下側仕切り板４４２Ｃとで構成されている。上側仕切り板４４１Ｃは複数の排気管５同士の間、上方の部分に設けられており、下に凸になるように滑らかに湾曲した形状で隣り合う２つの排気管５の外周面と滑らかに接続されている。下側仕切り板４４２Ｃは複数の排気管５同士の間、下方の部分に設けられており、上に凸になるように滑らかに湾曲した形状で隣り合う２つの排気管５の外周面と滑らかに接続されている。これら仕切り板４４１Ｃ、４４２Ｃは複数の排気管５同士の間、略中央で互いに接続されている。第１の仕切り板４４Ｃでは、部分円筒状のエア抜き穴４４ａＣが複数の排気管５同士の間、略中央（すなわち仕切り板４４１Ｃ、４４２Ｃの接続部分）、且つヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３近傍の部分それぞれに設けられている。
【００２２】
次に冷却構造１Ｃの作用効果について説明する。冷却構造１Ｃでは、第１の仕切り板４４Ｃを備えたことにより、冷却水Ｗが流路ＷＪの上部および下部をスムースに流通するようになる。このため、これにより冷却構造１Ｂと比較して更なる圧力損失の低減を図ることができる。
また冷却構造１Ｃでは、仕切り板４４１Ｃと４４２Ｃを接続したことにより、冷却構造１Ｂと比較してさらに剛性を高めることもできる。
このように冷却構造１Ｃは冷却構造１Ｂと比較してさらに圧力損失を低減できるとともに剛性を高めることができる。
【実施例４】
【００２３】
図５は本実施例に係る冷却構造１Ｄを図２と同様の断面で模式的に示す斜視図である。冷却構造１Ｄは流れ調整板４６をさらに備えている点以外、冷却構造１Ｃと実質的に同一のものとなっている。
流れ調整板４６は流路ＷＪの上部、且つ第１の仕切り板４４Ｃの上方の部分に複数（ここでは３つ）設けられている。流れ調整板４６それぞれの形状は上側仕切り板４４１Ｃの形状に沿って滑らかに湾曲したＶ字状の形状となっている。流れ調整板４６の上端部それぞれは部分４１ｂに接続されている。また、流れ調整板４６の上端部且つ、ヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３近傍の部分それぞれにはエア抜き穴４６ａが設けられている。
【００２４】
次に冷却構造１Ｄの作用効果について説明する。冷却構造１Ｄでは、流れ調整板４６を備えたことにより、複数の排気管５に対してより均一に冷却水Ｗを流通させることができ、これにより冷却効果を高めることができる。
また冷却構造１Ｄでは、流れ調整板４６の上端部にエア抜き穴４６ａを設けたことで冷却水排出口４３からエアをスムースに排出することができる（図６参照）。
このように冷却構造１Ｄは冷却構造１Ｃと比較してエア抜き性を確保しつつ、さらに冷却効果を高めることができる。
【００２５】
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。
例えば本発明の冷却構造においては、エア抜き穴の位置や数や形状は上述の実施例に限られない。
また上述した実施例３、４では、ヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３のうち、仕切り板４４１Ｃ、４４２Ｃおよび排気管５によって囲われた空間Ｓには特段冷却水を流通させないようにしたが、例えばヘッド側フランジ２およびエキマニ側フランジ３のうち、空間Ｓに対応する一組の部分に一組の第２の冷却水導入口、第２の冷却水排出口をさらに設けて空間Ｓに冷却水を流通させてもよい。これにより、さらに冷却効果を高めることができる。
またこの場合に、第２の冷却水導入口への冷却水供給経路に冷却水供給・停止手段（例えば電磁弁などのバルブ）をさらに設けてもよい。これにより、例えばエンジン運転状態に応じて空間Ｓに冷却水を適宜流通させることもできる。
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】
【００２６】
【図１】冷却構造１Ａを模式的に示す斜視図である。
【図２】冷却構造１Ａを断面で模式的に示す斜視図である。
【図３】冷却構造１Ｂを断面で模式的に示す斜視図である。
【図４】冷却構造１Ｃを断面で模式的に示す斜視図である。
【図５】冷却構造１Ｄを断面で模式的に示す斜視図である。
【図６】冷却構造１Ｄでエアが流通する様子を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の冷却構造１Ｘを模式的に示す図である。
【図８】従来の冷却構造１Ｙを模式的に示す図である。
【図９】従来の冷却構造１Ｚを断面で模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      冷却構造
２      ヘッド側フランジ
３      エキマニ側フランジ
４      冷却部
４１    外壁部
４２    冷却水導入口
４３    冷却水排出口
４４    第１の仕切り板
４４ａ  エア抜き穴
４４１  上側仕切り板
４４２  下側仕切り板
４５    第２の仕切り板
４６    流れ調整板
４６ａ  エア抜き穴
５      排気管
【図１】
2010151024.tif 000003
【図２】
2010151024.tif 000004
【図３】
2010151024.tif 000005
【図４】
2010151024.tif 000006
【図５】
2010151024.tif 000007
【図６】
2010151024.tif 000008
【図７】
2010151024.tif 000009
【図８】
2010151024.tif 000010
【図９】
2010151024.tif 000011