(57)【要約】【課題】排気の冷却効率を高めると共に凝縮水逆流を防止することができる排気冷却用管体、及び内燃機関排気系を提供すること。【解決手段】冷却アダプタ２は排気ポート４ａに接続される排気導入口８と排気分岐管６に接続される排気排出口１２との中心軸Ａｘ，Ｂｘをずらすことで、排気導入口８を排気排出口１２に対して鉛直方向での上方に配置でき、このことで排気ポート４ａの開口部よりも鉛直方向下方に排気分岐管６の開口部を配置できる。このため排気流路１６内に凝縮水が生じてもその逆流を防止することができる。更に排気導入口８から導入された直後の排気流は上方の内壁面１６ａに衝突すると共に、ここにはウォータジャケットが長く形成され、更に中子排出用の連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けて形成されている。このため冷却アダプタ２の管壁との熱交換効率が向上し冷却効率を高めることができる。【選択図】図５
2011196350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ポートと排気分岐管との間に設けられる排気冷却用管体であって、
前記排気ポートに接続する排気導入口と前記排気分岐管に接続される排気排出口とは中心軸をずらしたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項２】
請求項１に記載の排気冷却用管体において、前記排気導入口の中心軸と前記排気排出口の中心軸との間を非平行としたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項３】
請求項１に記載の排気冷却用管体において、前記排気導入口の中心軸と前記排気排出口の中心軸とを平行にして、この２つの中心軸間に距離を設けたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、内燃機関の排気ポートに前記排気導入口を接続した状態では、前記排気排出口は、前記排気導入口よりも鉛直方向の下方に配置されることを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項５】
請求項４に記載の排気冷却用管体において、排気冷却用管体の管壁内には冷却流体通路とこの冷却流体通路と外部とを連通する連通孔が栓体に閉塞された状態でかつ前記冷却流体通路の鉛直方向の上方に設けられていると共に、前記連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けていることを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、排気冷却用管体の管壁の内で、前記排気導入口側に対向するように斜めに向いている領域に形成されている冷却流体通路における吸熱能力を、他の部分よりも高めたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項７】
請求項６に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路の容積を他の部分よりも大きくすることにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項８】
請求項６に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路における冷却流体の流速と、他の部分での冷却流体の流速とに差を設けたことにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項９】
請求項８に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路における冷却流体の流速を他の部分よりも高くすることにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、前記冷却流体通路には、冷却流体として冷却水が供給されることを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の排気冷却用管体において、前記冷却水は、内燃機関用冷却水が利用されることを特徴とする排気冷却用管体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の排気冷却用管体を内燃機関の排気ポートと排気分岐管との間に用いたことを特徴とする内燃機関排気系。
【請求項１３】
排気ポートと排気分岐管との間に排気冷却用管体を配置した内燃機関の排気系であって、
前記排気冷却用管体により接続される前記排気ポートの開口部と前記排気分岐管の開口部とは、前記排気ポートの開口部が前記排気分岐管の開口部よりも鉛直方向の上方に配置されていることを特徴とする内燃機関排気系。
【請求項１４】
請求項１３に記載の内燃機関排気系において、排気冷却用管体の管壁内には冷却流体通路とこの冷却流体通路と外部とを連通する連通孔が栓体に閉塞された状態でかつ前記冷却流体通路の鉛直方向の上方に設けられていると共に、前記連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けていることを特徴とする内燃機関排気系。
【請求項１５】
請求項１４に記載の内燃機関排気系において、前記冷却流体通路には、冷却流体として冷却水が供給されることを特徴とする内燃機関排気系。
【請求項１６】
請求項１５に記載の内燃機関排気系において、前記冷却水は、内燃機関用冷却水が利用されることを特徴とする内燃機関排気系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ポートと排気分岐管との間に設けられる排気冷却用管体、及び排気ポートと排気分岐管との間に排気冷却用管体を配置した内燃機関排気系に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間に排気冷却用管体に相当する冷却アダプタを配置することにより、内燃機関排気系での熱害を防止する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６４−１５７１８号公報（第１頁、図２〜５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の冷却アダプタでは、内燃機関の排気ポートから排出される排気は、その流れと平行な管壁を有する冷却アダプタを通過して排気枝管に流れ込んでいる。このように高温の排気を冷却アダプタを単に通過させたのみでは、冷却アダプタの管壁との熱交換が十分でない。したがって熱交換効率を高めて冷却能力を高める必要がある。
【０００５】
更に特許文献１の冷却アダプタでは、内燃機関暖機時などにおいて管壁に排気中の水蒸気が凝縮した場合、その凝縮水が重力により冷却アダプタの下方に溜まり、その後、溜まった凝縮水が内燃機関の排気ポート側に逆流するおそれがある。
【０００６】
本発明は、排気の冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができる排気冷却用管体、この排気冷却用管体を用いた内燃機関排気系、及び凝縮水の逆流を防止することができる内燃機関排気系を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載の排気冷却用管体は、内燃機関の排気ポートと排気分岐管との間に設けられる排気冷却用管体であって、前記排気ポートに接続する排気導入口と前記排気分岐管に接続される排気排出口とは中心軸をずらしたことを特徴とする。
【０００８】
内燃機関の排気ポートによる排気排出方向が水平あるいは少し上方に向いているような場合、従来の排気冷却用管体では、その排気排出口は排気導入口に対して鉛直方向で同一レベルあるいは上方となるが、本発明のごとく排気導入口と排気排出口との中心軸をずらす構成では排気排出口は排気導入口に対して鉛直方向の下方にすることが可能となる。
【０００９】
このことにより内燃機関の排気ポートの開口部よりも鉛直方向下方に排気分岐管の開口を配置できることになる。
したがって排気冷却用管体内部に凝縮水が生じたとしても、内燃機関側でなく排気分岐管側へ重力により流させて排出させることができる。
【００１０】
更に排気導入口と排気排出口との中心軸をずらしたことにより、排気ポートから排気導入口へと流れ込んだ排気の流動方向は、排気冷却用管体の管壁に平行ではなく排気流は管壁に衝突する。このため排気冷却用管体の管壁との熱交換効率が向上し、冷却効率を高めることができる。
【００１１】
このことにより本発明の排気冷却用管体は冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができる。
請求項２に記載の排気冷却用管体では、請求項１に記載の排気冷却用管体において、前記排気導入口の中心軸と前記排気排出口の中心軸との間を非平行としたことを特徴とする。
【００１２】
このように中心軸同士を非平行とすることで、ずらしても良く、上述したごとく冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができるようになる。
請求項３に記載の排気冷却用管体では、請求項１に記載の排気冷却用管体において、前記排気導入口の中心軸と前記排気排出口の中心軸とを平行にして、この２つの中心軸間に距離を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように中心軸同士を平行として中心軸間に距離を設けることによって、ずらしても良く、上述したごとく冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができるようになる。
【００１４】
請求項４に記載の排気冷却用管体では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、内燃機関の排気ポートに前記排気導入口を接続した状態では、前記排気排出口は、前記排気導入口よりも鉛直方向の下方に配置されることを特徴とする。
【００１５】
このように排気冷却用管体の排気導入口と排気排出口との鉛直方向の位置関係を設定していることにより、内燃機関の排気の冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができる。
【００１６】
請求項５に記載の排気冷却用管体では、請求項４に記載の排気冷却用管体において、排気冷却用管体の管壁内には冷却流体通路とこの冷却流体通路と外部とを連通する連通孔が栓体に閉塞された状態でかつ前記冷却流体通路の鉛直方向の上方に設けられていると共に、前記連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けていることを特徴とする。
【００１７】
排気冷却用管体は、中子を用いた鋳造などにより製造されるが、この中子を分解して中子抜き用の連通孔から取り出すことにより冷却流体通路は管壁内に形成される。この中子を取り出した後は、冷却流体通路と外部とを連通する連通孔は栓体にて閉塞されることになる。この栓体による閉塞状態では、栓体の先端部回りには管壁との間で構成される窪みが生じやすい。このため連通孔が冷却流体通路の鉛直方向の上方にかつ軸方向を鉛直方向として存在する場合には、冷却流体を冷却流体通路に導入した後も、前記窪みには空気が残留しやすい。このような空気の存在により、排気により排気冷却用管体が高温化した場合に、残留空気を起点とする水などの冷却流体の沸騰が生じやすくなり、熱交換効率を低下させるおそれがある。
【００１８】
本発明の排気冷却用管体は、連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けている構成としている。このため前記窪みも空気を逃しやすい角度位置となる。したがって空気による冷却流体の沸騰促進を防止できるので、このことにより熱交換効率の低下を防止でき、冷却効率を高く維持することができる。
【００１９】
請求項６に記載の排気冷却用管体では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、排気冷却用管体の管壁の内で、前記排気導入口側に対向するように斜めに向いている領域に形成されている冷却流体通路における吸熱能力を、他の部分よりも高めたことを特徴とする。
【００２０】
排気導入口側に対向するように斜めに向いている領域には、内燃機関の排気ポートからの排気が衝突する。このため、この領域に形成されている冷却流体通路における吸熱能力を他の部分よりも高めることにより、効果的に排気を冷却して、冷却効率を高めることができる。
【００２１】
請求項７に記載の排気冷却用管体では、請求項６に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路の容積を他の部分よりも大きくすることにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする。
【００２２】
このように冷却流体通路の容積を他の部分よりも大きくすることにより吸熱能力を高めることができ、このことにより効果的に排気を冷却して冷却効率を高めることができる。
請求項８に記載の排気冷却用管体では、請求項６に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路における冷却流体の流速と、他の部分での冷却流体の流速とに差を設けたことにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする。
【００２３】
このように冷却流体通路における冷却流体の流速と他の部分での流速とに差を設けることにより前記領域での吸熱能力を高めることができ、このことにより効果的に排気を冷却して冷却効率を高めることができる。
【００２４】
請求項９に記載の排気冷却用管体では、請求項８に記載の排気冷却用管体において、前記領域に形成されている前記冷却流体通路における冷却流体の流速を他の部分よりも高くすることにより吸熱能力を他の部分よりも高めたことを特徴とする。
【００２５】
具体的には、このように冷却流体通路における冷却流体の流速を他の部分よりも高くすることにより吸熱能力を高めることができ、このことにより効果的に排気を冷却して冷却効率を高めることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の排気冷却用管体では、請求項５〜９のいずれか一項に記載の排気冷却用管体において、前記冷却流体通路には、冷却流体として冷却水が供給されることを特徴とする。
【００２７】
冷却流体としては冷却水を用いることができる。
請求項１１に記載の排気冷却用管体では、請求項１０に記載の排気冷却用管体において、前記冷却水は、内燃機関用冷却水が利用されることを特徴とする。
【００２８】
冷却水としては、内燃機関用冷却水が利用でき、在来の内燃機関冷却系の構成を利用して排気を排気冷却用管体にて効率的に冷却できる。
請求項１２に記載の内燃機関排気系では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の排気冷却用管体を内燃機関の排気ポートと排気分岐管との間に用いたことを特徴とする。
【００２９】
このように前述した排気冷却用管体を用いることで、本発明の内燃機関排気系は、排気の冷却効率を高めると共に凝縮水が内燃機関側に逆流することを防止できる。
請求項１３に記載の内燃機関排気系は、排気ポートと排気分岐管との間に排気冷却用管体を配置した内燃機関の排気系であって、前記排気冷却用管体により接続される前記排気ポートの開口部と前記排気分岐管の開口部とは、前記排気ポートの開口部が前記排気分岐管の開口部よりも鉛直方向の上方に配置されていることを特徴とする。
【００３０】
このように排気冷却用管体を配置する排気系において、排気ポートの開口部が排気分岐管の開口部よりも鉛直方向の上方に位置する構成としても良い。
このことにより排気冷却用管体の内部に凝縮水が生じても、内燃機関側でなく排気分岐管側へ流れるので、凝縮水の逆流を防止することができる。
【００３１】
請求項１４に記載の内燃機関排気系では、請求項１３に記載の内燃機関排気系において、排気冷却用管体の管壁内には冷却流体通路とこの冷却流体通路と外部とを連通する連通孔が栓体に閉塞された状態でかつ前記冷却流体通路の鉛直方向の上方に設けられていると共に、前記連通孔の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けていることを特徴とする。
【００３２】
前述したごとく、排気冷却用管体は、中子を用いた鋳造などにより製造される場合、この中子を分解して取り出した後は、冷却流体通路と外部とを連通する連通孔は栓体にて閉塞される。連通孔が冷却流体通路の鉛直方向の上方にかつ軸方向を鉛直方向として存在する場合に、栓体との間で形成される窪みには空気が残存しやすく、冷却流体の沸騰を促進して熱交換効率を低下させるおそれがある。
【００３３】
本発明の内燃機関排気系は、排気冷却用管体の連通孔の軸方向が、鉛直方向に対して角度を設けているので、前記窪みは空気を逃しやすい角度位置となる。したがって空気による冷却流体の沸騰促進が防止され、このことにより熱交換効率の低下を防止でき、内燃機関排気系での冷却効率を高く維持することができる。
【００３４】
請求項１５に記載の内燃機関排気系では、請求項１４に記載の内燃機関排気系において、前記冷却流体通路には、冷却流体として冷却水が供給されることを特徴とする。
冷却流体としては冷却水を用いることができる。
【００３５】
請求項１６に記載の内燃機関排気系では、請求項１５に記載の内燃機関排気系において、前記冷却水は、内燃機関用冷却水が利用されることを特徴とする。
冷却水としては、内燃機関用冷却水が利用でき、在来の内燃機関冷却系の構成を利用して排気を排気冷却用管体にて効率的に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１の冷却アダプタの正面図。
【図２】同じく背面図。
【図３】同じく斜視図。
【図４】同じく斜視図。
【図５】同じく右側面図。
【図６】図２におけるＡ−Ａ線切断斜視図。
【図７】図２におけるＡ−Ａ線断面図。
【図８】図２におけるＢ−Ｂ線切断斜視図。
【図９】図２におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】図２におけるＣ−Ｃ線切断斜視図。
【図１１】図２におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図１２】実施の形態１の冷却アダプタにおけるウォータジャケットの空間形状を示す正面図。
【図１３】同じく背面図。
【図１４】同じく平面図。
【図１５】同じく底面図。
【図１６】同じく右側面図。
【図１７】同じく斜視図。
【図１８】同じく斜視図。
【図１９】実施の形態２の冷却アダプタの正面図。
【図２０】同じく背面図。
【図２１】同じく斜視図。
【図２２】同じく斜視図。
【図２３】同じく右側面図。
【図２４】図１９におけるＥ−Ｅ線切断斜視図。
【図２５】図１９におけるＥ−Ｅ線断面図。
【図２６】実施の形態２の冷却アダプタにおけるウォータジャケットの空間形状を示す正面図。
【図２７】同じく斜視図。
【図２８】実施の形態３の冷却アダプタの右側面図。
【図２９】実施の形態４の冷却アダプタにおけるウォータジャケットの空間形状の一例を示す正面図。
【図３０】同じくウォータジャケットの空間形状の他の例を示す正面図。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）排気流路の各種形態を示す断面図。
【図３２】他の実施の形態の冷却アダプタの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［実施の形態１］
図１〜５は、上述した発明が適用された排気冷却用管体としての冷却アダプタ２の構成を示している。図１は正面図、図２は背面図、図３は正面右側から見たの斜視図、図４は背面左側から見た斜視図、図５は右側面図である。
【００３８】
冷却アダプタ２は図５に示したごとく内燃機関のシリンダヘッド４に開口する排気ポート４ａと排気分岐管６との間に配置されて、排気ポート４ａから排出される排気を冷却して排気分岐管６側に排出するものであり、このことにより排気系の熱害を防止するものである。
【００３９】
このような冷却アダプタ２はアルミニウム合金や鉄合金などの金属材料により鋳造されたものであり、排気上流側に排気導入口８が開口するシリンダヘッド側接続面１０を形成している。排気導入口８は、ここでは内燃機関は直列４気筒であるので、これに対応して４つが直線状に配列して設けられている。
【００４０】
排気下流側は排気排出口１２が開口する排気分岐管側接続面１４を形成している。排気排出口１２は排気導入口８に対応して４つが直線状に配列して設けられている。
これら排気導入口８と排気排出口１２とはそれぞれ冷却アダプタ２内に形成された４つの排気流路１６にて接続されている。
【００４１】
図６〜１１に冷却アダプタ２の断面図を示す。図６は図２におけるＡ−Ａ線にて切断した状態の斜視図、図７はＡ−Ａ線断面図、図８は図２におけるＢ−Ｂ線にて切断した状態の斜視図、図９はＢ−Ｂ線断面図、図１０は図２におけるＣ−Ｃ線にて切断した状態の斜視図、図１１はＣ−Ｃ線断面図である。
【００４２】
図示したごとく冷却アダプタ２の管壁１８内には、排気流路１６の周囲に冷却流体通路としてウォータジャケット２０が設けられている。
図１２〜１８にウォータジャケット２０の空間形状を示す。図１２は正面図、図１３は背面図、図１４は平面図、図１５は底面図、図１６は右側面図、図１７は正面右側から見たの斜視図、図１８は背面左側から見た斜視図である。尚、図１６〜１８は冷却アダプタ２（破線）内における状態にて示している。
【００４３】
このような冷却アダプタ２が内燃機関に取り付けられた状態では、ウォータジャケット２０内には、内燃機関の冷却水供給経路から、冷却アダプタ２の下方に形成された冷却水導入口２０ａを介して冷却水が図５に二点鎖線の矢線で示したごとく導入される。そしてウォータジャケット２０内を流れた冷却水は、上方に形成された冷却水排出口２０ｂから図５に二点鎖線の矢線で示したごとく排出されて冷却水還流経路に戻される。
【００４４】
ウォータジャケット２０は排気流路１６の周囲に形成されることで、冷却アダプタ２の管壁１８を介して、図５に破線の矢線で示したごとく排気流路１６内を流れる排気を冷却することができる。
【００４５】
ここでシリンダヘッド４の排気ポート４ａに接続する排気導入口８と、排気分岐管６に接続される排気排出口１２とは、図５に示したごとく、その中心軸Ａｘ，Ｂｘがずらされて形成されている。ここでは中心軸Ａｘ，Ｂｘは非平行状態としていることにより、ずらした状態が実現されている。
【００４６】
このことにより排気流路１６は、排気導入口８から管壁１８内に入るとわずかな距離にて直ちに屈曲して排気排出口１２に接続している。このことによりシリンダヘッド４の排気ポート４ａに対して排気導入口８を接続した状態では、排気導入口８よりも鉛直方向の下方にずらして排気排出口１２を配置することができる。図５では排気排出口１２は、排気導入口８よりも鉛直方向の下方に配置されている。
【００４７】
このように排気流路１６の上方の内壁面１６ａが排気導入口８に向けられているので、シリンダヘッド４の排気ポート４ａから冷却アダプタ２内に導入された排気は、短い距離にて直ちに上方の内壁面１６ａに衝突し、このことにより冷却されつつ鉛直方向の下方へ流動方向が曲げられて排気排出口１２へ向かうことになる。
【００４８】
ここで冷却アダプタ２は鋳造により形成されているが、排気流路１６と共にウォータジャケット２０の形成は中子によっている。ウォータジャケット用中子は、図１２〜１８に示したごとくのウォータジャケット２０の空間形状をなしている。そして、このようなウォータジャケット用中子を排気流路用中子と共に鋳型内に配置して冷却アダプタ２の鋳造がなされる。ウォータジャケット用中子は、鋳型内ではピンで支持され、このピンは鋳造後に中子を粉砕して排出する取り出し孔を形成するものとなる。
【００４９】
したがって鋳造後にピンを除いた取り出し孔からウォータジャケット用中子を粉砕して排出すると、ウォータジャケット２０と外部とを連通する連通孔２２が図８〜１１に示したごとく残る。このため図示したごとく連通孔２２は栓体２４にて閉塞されている。
【００５０】
ウォータジャケット２０はその軸方向が排気流路１６に沿って斜めに形成されており、ウォータジャケット２０に対する連通孔２２の開口部分も斜めの姿勢となる。ここでは栓体２４にて閉塞されている連通孔２２は、ウォータジャケット２０の鉛直方向の上方に設けられていると共に、連通孔２２の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けている状態とされている。
【００５１】
尚、冷却アダプタ２において、貫通孔２６は、冷却アダプタ２をシリンダヘッド４の接続面にボルト締結するためのボルト挿通孔である。排気分岐管側接続面１４に開口しているボルト締結孔２８は、排気分岐管側接続面１４と排気分岐管６の上流端とを接続してボルト締結するための締結孔である。
【００５２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（１）冷却アダプタ２は、シリンダヘッド４の排気ポート４ａに接続される排気導入口８と排気分岐管６に接続される排気排出口１２との中心軸Ａｘ，Ｂｘを非平行とすることで、中心軸Ａｘ，Ｂｘ同士をずらした構成としている。
【００５３】
このように排気導入口８と排気排出口１２との中心軸Ａｘ，Ｂｘをずらすことにより、図５に示したごとく、排気導入口８を排気排出口１２に対して鉛直方向での上方の位置となるように配置することができるようになる。すなわちシリンダヘッド４の排気ポート４ａの開口部よりも鉛直方向下方に排気分岐管６の開口部を配置できる。
【００５４】
このことにより内燃機関の暖機中に排気が冷却されることにより冷却アダプタ２の排気流路１６内に凝縮水が生じたとしても、シリンダヘッド４の排気ポート４ａ側でなく排気分岐管６側に重力により排出させることができる。
【００５５】
更に排気導入口８と排気排出口１２との中心軸Ａｘ，Ｂｘをずらしたことにより、排気導入口８から導入された直後の排気流の方向は、排気流路１６の管壁に平行ではないので、排気流は管壁に衝突する。図５では排気流路１６の上方の内壁面１６ａに衝突する。このため冷却アダプタ２の管壁との熱交換効率が向上し、冷却効率を高めることができる。
【００５６】
このようにして冷却アダプタ２は冷却効率を高めると共に凝縮水の逆流を防止することができる。
（２）図８〜１１に示したごとく、冷却アダプタ２の管壁１８内にはウォータジャケット２０とこのウォータジャケット２０と外部とを連通する中子排出用の連通孔２２が設けられている。
【００５７】
この連通孔２２は栓体２４にて閉塞されているが、連通孔２２内は栓体２４にて全て充填されているとは限らず、実際には図９，１１に示したごとく窪み状のスペース２２ａが余る場合がある。
【００５８】
ウォータジャケット２０内に冷却水を導入した場合には、このスペース２２ａが空気溜まりとなり、排気により冷却アダプタ２が高温化した場合に、スペース２２ａに残留した空気を起点とする冷却水の沸騰が生じて熱交換効率を低下させるおそれがある。
【００５９】
しかし本実施の形態の冷却アダプタ２では、図９，１１に示したごとく連通孔２２はその軸方向が鉛直方向に対して角度を設けているので、スペース２２ａが存在しても空気を逃しやすい角度位置となっていることから空気溜まりとなることを防止できる。
【００６０】
したがって残留空気による冷却水の沸騰促進を防止し、このことにより熱交換効率の低下を防止して、冷却アダプタ２による冷却効率を高く維持することができる。
（３）冷却アダプタ２においては、排気流路１６の上方の内壁面１６ａは、図５に示したごとく排気導入口８側に対向するように斜めに向いている領域となっていることから、排気導入口８から導入された排気流は最初にこの上方の内壁面１６ａに衝突してから、排気流路１６に沿うように曲がり排気排出口１２側に流れることになる。
【００６１】
この上方の内壁面１６ａ側では、反対側に比較して図８〜１１に示したごとくウォータジャケット２０が排気流路１６に沿って長く形成されている。このようにウォータジャケット２０の容積を他の部分よりも大きくしていることにより、高温の排気流が最初に衝突する上方の内壁面１６ａ側にて、排気からの吸熱能力を、他の部分よりも高めている。このため効果的に排気を冷却して冷却効率を高めることができる。
【００６２】
（４）本実施の形態では、ウォータジャケット２０に導入する冷却水は、内燃機関用冷却水が利用されている。したがって在来の内燃機関冷却系の構成を利用して排気を冷却アダプタ２にて効率的に冷却できる。
【００６３】
［実施の形態２］
本実施の形態の内燃機関排気系に用いられる冷却アダプタ１０２の構成を図１９〜２５に示す。図１９は正面図、図２０は背面図、図２１は正面右側から見たの斜視図、図２２は背面左側から見た斜視図、図２３は右側面図である。尚、図２３には、組み合わされる内燃機関のシリンダヘッド１０４と排気分岐管１０６とを破線にて示している。
【００６４】
冷却アダプタ１０２は図２３に示したごとく内燃機関のシリンダヘッド１０４に開口する排気ポート１０４ａと排気分岐管１０６との間に設けられて、排気ポート１０４ａの開口部１０４ｃから排出される排気を冷却して排気分岐管１０６側の開口部１０６ａに排出するものであり、このことにより排気系の熱害を防止するものである。この点については前記実施の形態１と同じである。
【００６５】
本実施の形態のシリンダヘッド１０４において、排気ポート１０４ａの開口部１０４ｃが存在する冷却アダプタ接続面１０４ｂは、鉛直方向の下向きに傾斜して設けられている。そして冷却アダプタ１０２においては、排気導入口１０８が開口しているシリンダヘッド側接続面１１０と、排気排出口１１２が開口している排気分岐管側接続面１１４とは平行とし、その中心軸同士は一致させた形状としている。
【００６６】
したがって冷却アダプタ１０２内部の排気流路１１６は直線状であり曲げられていないが、この冷却アダプタ１０２は、下向に傾斜した冷却アダプタ接続面１０４ｂに接続されることにより内燃機関排気系が構成されることから、冷却アダプタ１０２内部の排気流路１１６全体は排気排出口１１２側が鉛直方向の下方に傾けられた状態となる。
【００６７】
図２４，２５に冷却アダプタ１０２の断面図を示す。図２４は図１９におけるＥ−Ｅ線にて切断した状態の斜視図、図２５はＥ−Ｅ線断面図である。
図示したごとく冷却アダプタ１０２の管壁１１８内には、排気流路１１６の周囲に冷却流体通路としてウォータジャケット１２０が設けられている。
【００６８】
図２６，２７にウォータジャケット１２０の空間形状を示す。図２６は正面図、図２７は正面右側から見たの斜視図である。尚、図２６，２７は冷却アダプタ１０２（破線）内における状態にて示している。
【００６９】
冷却アダプタ１０２が内燃機関に取り付けられた状態では、ウォータジャケット１２０内には、下方に形成された冷却水導入口１２０ａを介して内燃機関の冷却水供給経路から冷却水が導入される。そしてウォータジャケット１２０内を流れた冷却水は、上方に形成された冷却水排出口１２０ｂから冷却水還流経路に戻される。
【００７０】
ウォータジャケット１２０は排気流路１１６の周囲に形成されることで、冷却アダプタ１０２の管壁１１８を介して排気流路１１６内を流れる排気を冷却する。尚、本実施の形態の冷却アダプタ１０２では、その周囲に、冷却アダプタ１０２をシリンダヘッド１０４の冷却アダプタ接続面１０４ｂにボルト締結するためのボルト挿通孔１２６や、排気分岐管側接続面１１４に排気分岐管１０６の上流端を接続してボルト締結するためのボルト締結孔１２８が配置されており、中央には存在しない。このためウォータジャケット１２０は中央の気筒間にも形成されている。
【００７１】
本実施の形態の内燃機関排気系において、シリンダヘッド１０４の排気ポート１０４ａから冷却アダプタ１０２内に導入された排気は、流動方向を曲げることなく排気流路１１６に沿って直ちに鉛直方向の下方にある排気排出口１１２に向かうことになる。
【００７２】
冷却アダプタ１０２は、前記実施の形態１に説明したごとく、鋳造後にウォータジャケット用中子の取り出し孔である連通孔１２２が開放状態に残るので、図２４，２５に示したごとく栓体１２４にて閉塞している。ウォータジャケット１２０はその軸方向が全体が排気流路１１６に沿って斜めとなっており、ウォータジャケット１２０に対する連通孔１２２の開口部分についても斜めの姿勢となる。ここでは栓体１２４にて閉塞されている連通孔１２２は、ウォータジャケット１２０の鉛直方向の上方に設けられていると共に、連通孔１２２の軸方向が鉛直方向に対して角度を設けている状態とされている。
【００７３】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施の形態の内燃機関排気系において、冷却アダプタ１０２を間にして接続されるシリンダヘッド１０４の排気ポート１０４ａにおける開口部１０４ｃと、排気分岐管１０６の開口部１０６ａとは、排気分岐管１０６の開口部１０６ａが排気ポート１０４ａの開口部１０４ｃよりも鉛直方向の下方に配置されている。
【００７４】
このことにより冷却アダプタ１０２の排気流路１１６自体は直線状であり曲げられていないが、排気流路１１６は全体として鉛直方向の下側に向けて傾けられていることになる。
【００７５】
このことにより冷却アダプタ１０２内部に凝縮水が生じても、内燃機関の排気ポート１０４ａ側でなく排気分岐管１０６側へ流れるので、凝縮水の逆流を防止することができる。
【００７６】
（２）前記実施の形態１の（２）、（４）に述べた効果を生じる。
［実施の形態３］
本実施の形態の冷却アダプタ２０２は、図２８の右側面図に示すごとく、排気導入口２０８の中心軸Ａｙと排気排出口２１２の中心軸Ｂｙとは平行であるが、中心軸Ａｙ，Ｂｙ同士は一致していない。すなわち中心軸Ａｙ，Ｂｙ間に距離を設けたことによりシリンダヘッド２０４の排気ポート２０４ａに接続する排気導入口２０８と排気分岐管２０６に接続される排気排出口２１２とは中心軸Ａｙ，Ｂｙをずらした構成としている。
【００７７】
このため冷却アダプタ２０２を内燃機関のシリンダヘッド２０４に配置することで、冷却アダプタ２０２内の排気流路２１６を鉛直方向の下方に傾けることができるようになる。このことでシリンダヘッド２０４の排気ポート２０４ａにおける開口部２０４ｃと排気分岐管２０６の開口部２０６ａとは平行であるが、排気ポート２０４ａの開口部２０４ｃよりも排気分岐管２０６の開口部２０６ａを鉛直方向の下方にずらした配置で内燃機関排気系を構成できる。
【００７８】
本実施の形態についても、排気流路２１６の上方の内壁面２１６ａは、排気導入口２０８側に対向するように斜めに向いている領域となっていることから、排気導入口２０８から導入された排気流は最初にこの上方の内壁面２１６ａに衝突してから、排気流路２１６に沿って排気排出口２１２側に流れることになる。
【００７９】
他の構成は前記実施の形態１と同じである。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（１）中心軸Ａｙ，Ｂｙ間が平行であるとの違いがあるが、前記実施の形態１の（１）、（２）、（４）と同様な効果を生じる。
【００８０】
［実施の形態４］
図２９，３０にそれぞれ示すごとく、本実施の形態の冷却アダプタのウォータジャケット３２０，４２０においては、特に上方側の流路３２０ｃ，４２０ｃに向かって冷却水導入口３２０ａ，４２０ａからの冷却水が噴出されるように、冷却水導入口３２０ａ，４２０ａの配置とその向きが設定されている。
【００８１】
尚、図２９のウォータジャケット３２０については前記実施の形態１の冷却アダプタ２に適用されるものであり、図３０のウォータジャケット４２０については前記実施の形態３の冷却アダプタ２０２に適用されるものである。
【００８２】
したがって上方側の流路３２０ｃ，４２０ｃでは、ウォータジャケット３２０，４２０の他の部分の流路よりも冷却水の流速が高く、このことより他の流路に比較して冷却能力が高くされている。
【００８３】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（１）このように排気導入口８，２０８（図５，２８）側に向いている上方の内壁面１６ａ，２１６ａに形成されている流路３２０ｃ，４２０ｃにおける冷却水の流速と、他の部分の流路での流速とに差を設けたことにより、吸熱能力を上方の内壁面１６ａ，２１６ａにて他の部分よりも高めている。したがって冷却水により効果的に排気を冷却して冷却効率を高めることができる。
【００８４】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１の冷却アダプタ２の鋳造においては、鋳型内に排気流路１６用の中子を、ウォータジャケット２０用の中子の内側に配置することになる。
【００８５】
排気流路１６用の中子は排気導入口８の輪郭度を高く確保するために、図３１の（ａ）に示すごとく、排気導入口８側はシリンダヘッド側接続面１０に対して直角となるように短い距離（領域８ｘ）で曲げられている。このため排気排出口１２側の中心軸と、排気導入口８の中心（輪郭中心）との距離Ｄ０は小さく抑えられている。
【００８６】
本発明では図３１の（ｂ）に示す冷却アダプタ５０２のごとく、排気導入口５０８側のシリンダヘッド側接続面５１０に対して直角とした部分（領域５０８ｘ）の距離を長くすることも可能である。ただしこのように領域５０８ｘが長いと、排気排出口５１２側の中心軸と、排気導入口５０８の中心との距離Ｄ１は大きくなる。このように距離Ｄ１が大きくなると、排気導入口５０８側の領域５０８ｘがギャップＧにて示すごとくウォータジャケット５２０から大きく離れて排気の冷却効率向上が抑制されるおそれがある。
【００８７】
これはウォータジャケット５２０用中子を排気流路５１６用中子に沿わせて屈曲した状態とすることが、ウォータジャケット５２０用中子内に排気流路５１６用中子を挿入させる必要性から困難なためである。
【００８８】
このため排気排出口５１２側の中心軸と排気導入口５０８の中心との距離Ｄ１はなるべく小さくすることが好ましい。
本発明では図３１の（ｃ）に示す冷却アダプタ６０２のごとく、排気流路６１６を２ヶ所にて屈曲させた構成とすることも可能である。ただし、この場合についても排気排出口６１２側の中心軸と排気導入口６０８の中心との距離Ｄ２が図示したごとく大きくなると、前述した配置の制約から排気流路６１６は鉛直方向の上側と下側との両方でウォータジャケット６２０から大きく離れて排気の冷却効率向上が抑制されるおそれがある。このため、このような場合にも同様に排気排出口６１２側の中心軸と排気導入口６０８の中心との距離Ｄ２はなるべく小さくすることが好ましい。
【００８９】
・前記各実施の形態において、冷却アダプタのウォータジャケットへは、内燃機関とは別個にラジエータ側から低温化された冷却水を導入する構成とすることができる。あるいは、内燃機関のシリンダヘッドあるいはシリンダブロックから、シリンダヘッドやシリンダブロックを冷却している冷却水の一部を導入し、ウォータジャケット内を流した後に冷却水を循環経路に戻す構成としても良い。
【００９０】
・前記実施の形態２において、排気ポート１０４ａが開口している冷却アダプタ接続面１０４ｂは鉛直方向の下向きに傾斜していたが、これは冷却アダプタ接続面１０４ｂのみを傾けるのでなく、内燃機関自体を傾けることにより達成しても良い。
【００９１】
・前記実施の形態４では上方側の流路３２０ｃ，４２０ｃでの冷却水の流速を他の部分よりも高くすることで冷却能力を高めていたが、この代わりに上方側の流路３２０ｃ，４２０ｃの容積を他の部分よりも増加して冷却能力を高めても良い。例えば上方側の流路３２０ｃ，４２０ｃの厚さを他の部分よりも増加させることにより大容量の冷却水が流れるようにしても良い。
【００９２】
・排気ポートに接続される排気導入口と排気分岐管に接続される排気排出口との間の中心軸を平行にずらす形態としては、前記実施の形態３（図２８）における形態の代わりに、図３２の右側面図に示す冷却アダプタ７０２のごとくずらしても良い。
【００９３】
この冷却アダプタ７０２では、排気導入口７０８の中心軸Ａｚと排気排出口７１２の中心軸Ｂｚとは平行であるが、中心軸Ａｚ，Ｂｚ同士は一致していない。すなわち排気流路７１６は上方の内壁面７１６ａは水平であるが、下方の内壁面７１６ｂは鉛直方向の下方に傾いている。この結果、中心軸Ａｚ，Ｂｚ間に距離Ｄｚが設けられ、排気排出口７１２の中心軸Ｂｚは排気導入口７０８の中心軸Ａｚよりも鉛直方向の下方にずらされている。尚、ウォータジャケット７２０については図２６，２７あるいは図３０に示した形状である。
【００９４】
このような冷却アダプタ７０２が図示したごとくに内燃機関に適用された場合に、排気流路７１６内に発生した凝縮水は、重力により、上方の内壁面７１６ａから下方の内壁面７１６ｂに流下した後に、下方の内壁面７１６ｂに沿って排気分岐管７０６側に流れることで、シリンダヘッド７０４の排気ポート７０４ａ側へ逆流することが防止される。
【符号の説明】
【００９５】
２…冷却アダプタ、４…シリンダヘッド、４ａ…排気ポート、６…排気分岐管、８…排気導入口、８ｘ…領域、１０…シリンダヘッド側接続面、１２…排気排出口、１４…排気分岐管側接続面、１６…排気流路、１６ａ…上方の内壁面、１８…管壁、２０…ウォータジャケット、２０ａ…冷却水導入口、２０ｂ…冷却水排出口、２２…連通孔、２２ａ…スペース、２４…栓体、２６…貫通孔、２８…ボルト締結孔、１０２…冷却アダプタ、１０４…シリンダヘッド、１０４ａ…排気ポート、１０４ｂ…冷却アダプタ接続面、１０４ｃ…開口部、１０６…排気分岐管、１０６ａ…開口部、１０８…排気導入口、１１０…シリンダヘッド側接続面、１１２…排気排出口、１１４…排気分岐管側接続面、１１６…排気流路、１１８…管壁、１２０…ウォータジャケット、１２０ａ…冷却水導入口、１２０ｂ…冷却水排出口、１２２…中子排出用の連通孔、１２４…栓体、１２６…ボルト挿通孔、１２８…ボルト締結孔、２０２…冷却アダプタ、２０４…シリンダヘッド、２０４ａ…排気ポート、２０４ｃ…開口部、２０６…排気分岐管、２０６ａ…開口部、２０８…排気導入口、２１２…排気排出口、２１６…排気流路、２１６ａ…上方の内壁面、３２０，４２０…ウォータジャケット、３２０ａ，４２０ａ…冷却水導入口、３２０ｃ，４２０ｃ…上方側の流路、５０２…冷却アダプタ、５０８…排気導入口、５０８ｘ…領域、５１０…シリンダヘッド側接続面、５１２…排気排出口、５１６…排気流路、５２０…ウォータジャケット、６０２…冷却アダプタ、６０８…排気導入口、６１２…排気排出口、６１６…排気流路、６２０…ウォータジャケット、７０２…冷却アダプタ、７０４…シリンダヘッド、７０４ａ…排気ポート、７０６…排気分岐管、７０８…排気導入口、７１２…排気排出口、７１６…排気流路、７１６ａ…上方の内壁面、７１６ｂ…下方の内壁面、７２０…ウォータジャケット、Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ，Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ…中心軸、Ｇ…ギャップ。
【図１】
2011196350.tif 000003
【図２】
2011196350.tif 000004
【図３】
2011196350.tif 000005
【図４】
2011196350.tif 000006
【図５】
2011196350.tif 000007
【図６】
2011196350.tif 000008
【図７】
2011196350.tif 000009
【図８】
2011196350.tif 000010
【図９】
2011196350.tif 000011
【図１０】
2011196350.tif 000012
【図１１】
2011196350.tif 000013
【図１２】
2011196350.tif 000014
【図１３】
2011196350.tif 000015
【図１４】
2011196350.tif 000016
【図１５】
2011196350.tif 000017
【図１６】
2011196350.tif 000018
【図１７】
2011196350.tif 000019
【図１８】
2011196350.tif 000020
【図１９】
2011196350.tif 000021
【図２０】
2011196350.tif 000022
【図２１】
2011196350.tif 000023
【図２２】
2011196350.tif 000024
【図２３】
2011196350.tif 000025
【図２４】
2011196350.tif 000026
【図２５】
2011196350.tif 000027
【図２６】
2011196350.tif 000028
【図２７】
2011196350.tif 000029
【図２８】
2011196350.tif 000030
【図２９】
2011196350.tif 000031
【図３０】
2011196350.tif 000032
【図３１】
2011196350.tif 000033
【図３２】
2011196350.tif 000034