(57)【要約】【課題】ウォータジャケット内の気泡を速やかに排出することのできる排気冷却用接続管を提供する。【解決手段】本発明に係る排気冷却用接続管１００は、内燃機関の排気ポートと排気マニホルドの枝管とを接続するポート孔１１０ａ〜１１０ｄと、同ポート孔１１０ａ〜１１０ｄの周囲を取り囲むように形成されたウォータジャケット１７０とを有している。ウォータジャケット１７０内の冷却水を排出する冷却水排出口１６０は、ウォータジャケット１７０における最も上方に位置する部位に開口するように配設されている。ウォータジャケット１７０における冷却水排出口１６０が開口している側壁１７１，１７２は、冷却水排出口１６０に近い部分ほど高くなるように、冷却水排出口１６０に向かって傾斜している。【選択図】図２
2011179371.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マニホルドの枝管とを接続するポート孔と、同ポート孔の周囲を取り囲むように形成されたウォータジャケットとを有し、前記内燃機関と前記排気マニホルドとの間に介装されて排気を冷却する排気冷却用接続管において、
前記ウォータジャケット内の冷却水を排出する冷却水排出口は、前記内燃機関が車両に搭載されるときの姿勢において同ウォータジャケットにおける最も上方に位置する部位に開口するように配設されており、同ウォータジャケットの同冷却水排出口が開口している側壁は、同冷却水排出口に近い部分ほど高くなるように、同冷却水排出口に向かって傾斜している
ことを特徴とする排気冷却用接続管。
【請求項２】
内燃機関の排気ポートと排気マニホルドの枝管とを接続するポート孔と、同ポート孔の周囲を取り囲むように形成されたウォータジャケットとを有し、前記内燃機関と前記排気マニホルドとの間に介装されて排気を冷却する排気冷却用接続管において、
前記ポート孔を取り囲むように形成された前記ウォータジャケットの外周側の側壁のうち、同ウォータジャケット内の冷却水を排出する冷却水排出口が設けられている側壁は、同冷却水排出口が開口している部分が最も外側に位置するように同冷却水排出口に向かって外側に傾斜している
ことを特徴とする排気冷却用接続管。
【請求項３】
前記ポート孔が、前記内燃機関に形成された複数の排気ポートと前記排気マニホルドに設けられた複数の枝管とをそれぞれ接続するように、一列に並ぶように配設されているとともに、前記ウォータジャケットが、一列に並ぶように配設されたこれらポート孔からなるポート群を取り囲むように形成されており、
前記冷却水排出口が、前記ポート群の両端に位置するポート孔よりも同ウォータジャケットの長手方向における中央側の領域に設けられている
請求項１又は請求項２に記載の排気冷却用接続管。
【請求項４】
請求項３に記載の排気冷却用接続管において、
前記冷却水排出口が、前記ウォータジャケットの長手方向における中央に設けられている
ことを特徴とする排気冷却用接続管。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の排気冷却用接続管において、
前記冷却水排出口が複数設けられており、前記ウォータジャケットにおける前記冷却水排出口が設けられている側壁は、各冷却水排出口のうち、最も近い冷却水排出口に向かってそれぞれ傾斜している
ことを特徴とする排気冷却用接続管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関と排気マニホルドとの間に介装されて排気通路の一部を構成し、排気マニホルドに導入される排気を冷却する排気冷却用接続管に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関と排気マニホルドとの間に介装されて、内燃機関から排出される排気を冷却してから排気マニホルドに導入する排気冷却用接続管として、排気冷却用アダプタが記載されている。
【０００３】
こうした排気冷却用アダプタ等の排気冷却用接続管には、複数のポート孔が設けられており、このポート孔を介して内燃機関の各排気ポートと排気マニホルドの各枝管とがそれぞれ接続されるようになっている。ポート孔の周囲にはポート孔を取り囲むようにウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケットを流れる冷却水との熱交換によって、ポート孔の中を流れる排気が冷却されるようになっている。
【０００４】
尚、排気冷却用接続管には、内燃機関を冷却する機関冷却水の一部をウォータジャケットに導入する冷却水導入口と、熱交換によって暖められた冷却水を排出する冷却水排出口とが設けられている。これにより、ウォータポンプによって圧送された機関冷却水の一部が冷却水導入口からウォータジャケット内に導入され、導入された冷却水が、ポート孔を通じて排気マニホルドに流れ込む排気を冷却する。そして、熱交換によって暖められた冷却水は冷却水排出口から排出される。
【０００５】
尚、冷却水排出口は、機関冷却水の循環経路におけるラジエータよりも上流側の部分に接続されており、冷却水排出口から排出された冷却水は、機関冷却水と合流し、ラジエータで冷却されて再び循環されるようになっている。
【０００６】
こうした排気冷却用接続管を内燃機関と排気マニホルドとの間に介装し、内燃機関から排出された排気を冷却してから排気マニホルドに導入することにより、高温の排気によって排気浄化触媒が過剰に熱せられることが抑制されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６４‐１５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、こうした排気冷却用接続管にあっては、冷却水が高温の排気との熱交換によって暖められるため、冷却水の温度が上昇し、ウォータジャケットの中で冷却水が蒸発してウォータジャケットの中に気泡が発生することがある。
【０００９】
ウォータジャケットの中に気泡が存在していると、熱交換が効率的に行われなくなるため、排気を冷却する能力が低下してしまう。また、気泡が存在している部分では、局所的に温度が上昇しやすくなるため、ウォータジャケットの一部分に気泡が長期間停滞していると、その部分では更に冷却水の蒸発が助長されるようになるおそれがある。
【００１０】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はウォータジャケット内の気泡を速やかに排出することのできる排気冷却用接続管を提供し、ひいてはウォータジャケット内に気泡が存在することに起因する冷却性能の低下や更なる気泡の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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に記載の発明は、内燃機関の排気ポートと排気マニホルドの枝管とを接続するポート孔と、同ポート孔の周囲を取り囲むように形成されたウォータジャケットとを有し、前記内燃機関と前記排気マニホルドとの間に介装されて排気を冷却する排気冷却用接続管において、前記ウォータジャケット内の冷却水を排出する冷却水排出口は、前記内燃機関が車両に搭載されるときの姿勢において同ウォータジャケットにおける最も上方に位置する部位に開口するように配設されており、同ウォータジャケットの同冷却水排出口が開口している側壁は、同冷却水排出口に近い部分ほど高くなるように、同冷却水排出口に向かって傾斜していることをその要旨とする。
【００１２】
ウォータジャケット内に発生した気泡は、浮力によって上方に向かって浮上する。上記構成にあっては、ウォータジャケットの最も上方に位置する部位に冷却水排出口が開口しており、同冷却水排出口が設けられた側壁、すなわちウォータジャケットの天井に相当する側壁が同冷却水排出口に近い部分ほど高くなるように同冷却水排出口に向かって傾斜している。そのため、浮力によって浮上する気泡が、冷却水排出口に向かって傾斜した天井に沿って移動することにより、同冷却水排出口に導かれるようになる。したがって、浮力を利用してウォータジャケット内の気泡を速やかに排出することができるようになり、ひいてはウォータジャケット内に気泡が存在することに起因する冷却性能の低下や更なる気泡の発生を抑制することができるようになる。
【００１３】
尚、ウォータポンプが停止しているときには、ウォータジャケット内の冷却水には冷却水導入口から冷却水排出口に向かう流れが生じていない。そのため、ウォータポンプが停止しているときには、ウォータジャケット内で発生した気泡が特にウォータジャケット内に留まりやすく、ウォータジャケット内の冷却水が、内燃機関や排気マニホルドから伝達される余熱によって暖められたときに沸騰しやすい。
【００１４】
これに対して上記請求項１に記載の発明によれば、ウォータポンプが停止しており、ウォータジャケット内の冷却水に流れが生じていないときであっても、浮力を利用して気泡を冷却水排出口に導くことができるため、ウォータジャケット内の気泡を排出し、余熱による冷却水の沸騰を抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の排気ポートと排気マニホルドの枝管とを接続するポート孔と、同ポート孔の周囲を取り囲むように形成されたウォータジャケットとを有し、前記内燃機関と前記排気マニホルドとの間に介装されて排気を冷却する排気冷却用接続管において、前記ポート孔を取り囲むように形成された前記ウォータジャケットの外周側の側壁のうち、同ウォータジャケット内の冷却水を排出する冷却水排出口が設けられている側壁は、同冷却水排出口が開口している部分が最も外側に位置するように同冷却水排出口に向かって外側に傾斜していることをその要旨とする。
【００１６】
上記構成のように冷却水排出口が設けられている側壁が冷却水排出口に向かって外側に傾斜している排気冷却用接続管を、冷却水排出口が上方に位置するように配設すれば、上記請求項１に記載の発明と同様に、ウォータジャケット内に発生した気泡が浮力によって傾斜した側壁に沿って移動し、冷却水排出口に導かれるようになる。そのため、ウォータジャケット内の気泡を速やかに排出することができるようになる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の排気冷却用接続管において、前記ポート孔が、前記内燃機関に形成された複数の排気ポートと前記排気マニホルドに設けられた複数の枝管とをそれぞれ接続するように、一列に並ぶように配設されているとともに、前記ウォータジャケットが、一列に並ぶように配設されたこれらポート孔からなるポート群を取り囲むように形成されており、前記冷却水排出口が、前記ポート群の両端に位置するポート孔よりも同ウォータジャケットの長手方向における中央側の領域に設けられていることをその要旨とする。
【００１８】
排気冷却用接続管が取り付けられた内燃機関が、各排気ポートが水平方向に並ぶような姿勢で車両等に搭載される場合には、排気冷却用接続管の各ポート孔が水平方向に並ぶようになる。そのため、ポート孔を取り囲むように配設されているウォータジャケットも、水平方向に長く延びた状態となる。
【００１９】
このとき、上記請求項１及び請求項２の発明のように、ウォータジャケットの冷却水排出口が設けられている側壁を同冷却水排出口に向かって傾斜させる場合には、冷却水排出口がウォータジャケットの長手方向における端部に近い位置に設けられているときほど、ウォータジャケットの天井が高くなり、排気冷却用接続管の高さ方向の寸法が大きくなる。これに対して、冷却水排出口がウォータジャケットの長手方向における中央に近い位置に設けられているときほど、ウォータジャケットの天井を低くすることができ、排気冷却用接続管の高さ方向の寸法を小さくできる。
【００２０】
そのため、上記請求項３に記載されているように、ポート群の両端に位置するポート孔よりもウォータジャケットの長手方向における中央側の領域に冷却水排出口を設けるようにすれば、冷却水排出口をウォータジャケットの長手方向における端部に設ける場合と比較して、排気冷却用接続管の高さ方向の寸法を小さくすることができる。
【００２１】
すなわち、上記請求項３に記載の発明によれば、冷却水排出口をウォータジャケットの長手方向における端部に設ける場合と比較して、排気冷却用接続管をコンパクトにすることができるようになる。
【００２２】
尚、上述したように冷却水排出口がウォータジャケットの長手方向における中央に近い位置に設けられているときほど、ウォータジャケットの天井を低くすることができるため、排気冷却用接続管をコンパクト化する上では、請求項４に記載されているようにウォータジャケットの長手方向における中央に冷却水排出口を設けるようにすることが望ましい。
【００２３】
尚、冷却水排出口に向かって傾斜する側壁の勾配を小さくするほど、ウォータジャケットの天井は低くなり、排気冷却用接続管の高さ方向の寸法は小さくなる。そのため、側壁の勾配を小さくすることによっても、排気冷却用接続管をコンパクトにすることができる。
【００２４】
しかし、勾配を小さくするほど、浮力によって気泡を冷却水排出口に導く作用は小さくなる。そのため、浮力を利用して気泡を速やかに排出する上では、ある程度の勾配を設けておく必要がある。したがって、気泡を速やかに排出しつつ、排気冷却用接続管をコンパクトにするためには、ある程度の勾配を設けた上で、請求項３又は請求項４に記載されているように冷却水排出口の配設位置を調整することが望ましい。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の排気冷却用接続管において、前記冷却水排出口が複数設けられており、前記ウォータジャケットにおける前記冷却水排出口が設けられている側壁は、各冷却水排出口のうち、最も近い冷却水排出口に向かってそれぞれ傾斜していることをその要旨とする。
【００２６】
上記請求項５に記載されているように、冷却水排出口を複数設け、冷却水排出口が設けられた側壁を、各冷却水排出口のうち、最も近い冷却水排出口に向かってそれぞれ傾斜させた場合には、冷却水排出口に向かって傾斜する各側壁の長さを短くすることができる。そのため、こうした構成を、排気ポートが水平方向に並ぶような姿勢で搭載される内燃機関に取り付けられる排気冷却用接続管に採用した場合にも、ウォータジャケットの高さ方向の寸法を小さくすることができるようになる。
【００２７】
尚、冷却水排出口に向かって傾斜する各側壁の長さが短いときほど、ウォータジャケットの天井は低くなる。そのため、ウォータジャケットの天井を低くする上では、冷却水排出口をより多く設け、冷却水排出口に向かって傾斜する各側壁をより短くすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる排気冷却用接続管の斜視図。
【図２】同実施形態にかかる排気冷却用接続管の断面図。
【図３】比較例としての排気冷却用接続管の断面図。
【図４】第１の実施形態の変更例としての排気冷却用接続管の断面図。
【図５】第１の実施形態の変更例としての排気冷却用接続管の断面図。
【図６】車両に搭載されたときの第２の実施形態にかかる排気冷却用接続管の姿勢、及び同排気冷却用接続管が取り付けられた内燃機関の姿勢を示す模式図。
【図７】第２の実施形態にかかる排気冷却用接続管の断面図。
【図８】同実施形態の変更例としての排気冷却用接続管の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列４気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第１の実施形態について、図１〜３を参照して説明する。尚、図１は本実施形態にかかる排気冷却用接続管１００の斜視図である。
【００３０】
図１に示されるように本実施形態にかかる排気冷却用接続管１００には、内燃機関の４つの気筒に対してそれぞれ設けられた排気ポートに対応するように、４つのポート孔１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄが一列に並ぶように形成されている。これらポート孔１１０ａ〜１１０ｄは、内燃機関のシリンダヘッドに接続される機関側接続面１２０から排気マニホルドの各枝管が接続されるマニホルド側接続面１３０まで貫通するように形成されている。
【００３１】
図１に示されるように機関側接続面１２０には複数のボルト締結部１２５が設けられており、マニホルド側接続面１３０には複数のボルト締結部１３５が設けられている。そして、機関側接続面１２０に設けられたボルト締結部１２５には同ボルト締結部１２５を貫通するようにボルト孔１４０が形成されているとともに、マニホルド側接続面１３０に設けられたボルト締結部１３５には排気マニホルドを固定するボルトが締結されるボルト孔１４０が形成されている。
【００３２】
これにより、内燃機関と排気マニホルドとの間に排気冷却用接続管１００を介装した状態で各ボルト孔１４０にボルトを締結することにより、内燃機関の各排気ポートと排気マニホルドの各枝管とがポート孔１１０ａ〜１１０ｄを介してそれぞれ接続され、各ポート孔１１０ａ〜１１０ｄが排気通路の一部を構成するようになる。
【００３３】
排気冷却用接続管１００の内部には、図２に示されるように各ポート孔１１０ａ〜１１０ｄからなるポート群を取り囲むようにウォータジャケット１７０が形成されている。尚、図２は排気冷却用接続管１００の断面図である。
【００３４】
本実施形態にかかる排気冷却用接続管１００が取り付けられる内燃機関は、各排気ポートが水平方向に並ぶような姿勢で車両に搭載される。そのため、排気冷却用接続管１００は、内燃機関に取り付けられて車両に搭載されたときに、図２に示されるように各ポート孔１１０ａ〜１１０ｄが水平方向に一列に並んだ状態になる。そのため、これらポート孔１１０ａ〜１１０ｄからなるポート群を取り囲むように配設されているウォータジャケット１７０も、図２に示されるように水平方向に長く延びた状態となる。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、排気冷却用接続管１００の下部には冷却水導入口１５０が設けられており、排気冷却用接続管１００の上部には冷却水排出口１６０が設けられている。
【００３６】
冷却水導入口１５０は内燃機関を冷却する機関冷却水の循環経路に接続される。そのため、機関運転に伴ってウォータポンプが駆動されることにより、ウォータポンプによって圧送された機関冷却水の一部が、この冷却水導入口１５０を通じてウォータジャケット１７０に導入されるようになる。こうして冷却水がウォータジャケット１７０に導入されることにより、ウォータジャケット１７０を流れる冷却水とポート孔１１０ａ〜１１０ｄの中を流れる排気との間で熱交換が行われ、ポート孔１１０ａ〜１１０ｄの中を流れる排気が冷却されるようになる。
【００３７】
一方、冷却水排出口１６０は、機関冷却水の循環経路におけるラジエータよりも上流側の部分に接続される。そのため、排気との熱交換を通じて暖められ、冷却水排出口１６０から排出された冷却水は機関冷却水と合流し、ラジエータで冷却されてから再び循環されるようになる。
【００３８】
このように本実施形態の排気冷却用接続管１００は、内燃機関から排出された排気を、ウォータジャケット１７０を流れる冷却水との熱交換によって冷却してから排気マニホルドに導入し、排気通路に設けられた排気浄化触媒が高温の排気によって過剰に熱せられることを抑制する。
【００３９】
尚、本実施形態の排気冷却用接続管１００にあっては、冷却水と排気との熱交換の効率を高め、排気の冷却性能の向上を図るべく、図２に示されるようにポート孔１１０ａとポート孔１１０ｂとの間、及びポート孔１１０ｃとポート孔１１０ｄとの間にウォータジャケット１７０を上下に連通する連通路１８０を設けるようにしている。
【００４０】
ところで、排気浄化触媒が過剰に熱せられることを抑制するためには、内燃機関のシリンダヘッドや、排気マニホルドにウォータジャケットを設けるようにすることも考えられる。しかし、内燃機関のシリンダヘッドや、排気マニホルドにウォータジャケットを設けるようにした場合には、内燃機関や排気マニホルドにおける排気通路の取り回し等の設計を変更する必要がある。
【００４１】
これに対して、内燃機関と排気マニホルドとの間に排気冷却用接続管１００を介装させる構成を採用した場合には、既存の内燃機関や排気マニホルドの設計を大幅に変更することなく、排気浄化触媒の過熱を抑制することができるようになる。
【００４２】
ところが、こうした排気冷却用接続管１００にあっては、冷却水が高温の排気との熱交換によって暖められるため、冷却水の温度が上昇し、ウォータジャケット１７０の中で冷却水が蒸発してウォータジャケット１７０の中に気泡が発生することがある。
【００４３】
ウォータジャケット１７０の中に気泡が存在していると、排気と冷却水との熱交換が効率的に行われなくなるため、排気を冷却する能力が低下してしまう。また、気泡が存在している部分では、局所的に温度が上昇しやすくなるため、ウォータジャケット１７０の一部分に気泡が長期間停滞していると、その部分では更に冷却水の蒸発が助長されるようになるおそれがある。
【００４４】
尚、機関運転中にはウォータポンプが駆動されているため、冷却水が冷却水導入口１５０から導入され、冷却水排出口１６０に向かって流れている。そのため、その流れによって気泡が冷却水排出口１６０に向かって移動しやすく、冷却水排出口１６０から排出された気泡がラジエータに設けられたエアタンクに捕集されるようになる。
【００４５】
しかし、機関停止中のように、ウォータポンプが停止しているときには、冷却水には冷却水導入口１５０から冷却水排出口１６０に向かう流れが生じない。そのため、特にウォータポンプが停止しているときには、気泡がウォータジャケット１７０内に留まりやすく、内燃機関や排気マニホルドから伝達される余熱によって冷却水が沸騰してしまうおそれもある。
【００４６】
そこで、本実施形態の排気冷却用接続管１００にあっては、図２に示されるように、冷却水排出口１６０を、内燃機関が車両に搭載されるときの姿勢においてウォータジャケット１７０の最も上方に位置する部位に配設するようにしている。そして、ウォータジャケット１７０の側壁のうち、冷却水排出口１６０が開口している側壁１７１，１７２を冷却水排出口１６０に近い部位ほど高くなるように、同冷却水排出口１６０に向かって上方に傾斜させるようにしている。
【００４７】
これにより、本実施形態の排気冷却用接続管１００では、ウォータジャケット１７０内に発生した気泡が、図２に矢印で示されるように浮力によって側壁１７１，１７２に沿って移動し、冷却水排出口１６０に導かれるようになり、気泡が冷却水排出口１６０から排出されやすくなる。
【００４８】
また、本実施形態の排気冷却用接続管１００にあっては、その体格をコンパクトにするために、図２に示されるように水平方向に延びているウォータジャケット１７０の中央に冷却水排出口１６０を設けるようにしている。
【００４９】
例えば、図３に示されるようにウォータジャケット１７０の長手方向における端部に冷却水排出口１６０を設けた場合には、冷却水排出口に向かって傾斜した側壁１７３に沿って矢印で示されるように気泡が移動し、冷却水排出口１６０に導かれるようになるものの、傾斜した側壁１７３の長さＬ３が非常に長くなる。その結果、ウォータジャケット１７０の天井が高くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ２が高くなって排気冷却用接続管１００の体格が大きくなってしまう。
【００５０】
尚、冷却水排出口１６０に向かって傾斜する側壁１７３の勾配θ３を小さくするほど、ウォータジャケット１７０の天井は低くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ２は低くなる。そのため、側壁１７３の勾配θ３を小さくすれば、排気冷却用接続管１００をコンパクトにすることができる。しかしながら、勾配θ３を小さくするほど、浮力によって気泡を冷却水排出口１６０に導く作用は小さくなってしまう。そのため、気泡を速やかに排出し、冷却水効果の低下や冷却水の沸騰を抑制するためには、ある程度の勾配を確保する必要があり、側壁１７３の勾配θ３を小さくすることによって排気冷却用接続管１００の高さＨ２を抑制するには限界がある。
【００５１】
これに対して、本実施形態にかかる排気冷却用接続管１００にあっては、図２に示されるように水平方向に延びるウォータジャケット１７０の中央に冷却水排出口１６０を配設するようにしている。このように、ウォータジャケット１７０の長手方向における中央に冷却水排出口１６０を配設するようにした場合には、冷却水排出口１６０に向かって傾斜する側壁１７１，１７２の長さＬ１，Ｌ２がいずれも図３に示される側壁１７３の長さＬ３よりも短くなる。そのため、図２に示されるように側壁１７１の勾配θ１及び側壁１７２の勾配θ２が側壁１７３の勾配θ３と等しい場合には、ウォータジャケット１７０の天井が図３に示されるウォータジャケット１７０の天井よりも低くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ１が図３に示される高さＨ２よりも低くなる。
【００５２】
すなわち、本実施形態の排気冷却用接続管１００によれば、側壁１７１，１７２の勾配θ１，θ２を確保しつつ、排気冷却用接続管１００の高さＨ１を低くすることができ、浮力によって気泡を排出する効果を持たせつつ、排気冷却用接続管１００の体格をコンパクトにすることができる。
【００５３】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ウォータジャケット１７０内に発生した気泡は、浮力によって上方に向かって浮上する。上記実施形態の排気冷却用接続管１００にあっては、車両に搭載された状態のときにウォータジャケット１７０の最も上方に位置する部位に冷却水排出口１６０が開口している。そして、同冷却水排出口１６０が設けられた側壁、すなわちウォータジャケットの天井に相当する側壁１７１，１７２を同冷却水排出口１６０に近い部分ほど高くなるように同冷却水排出口１６０に向かって傾斜させている。そのため、浮力によって浮上する気泡が、冷却水排出口１６０に向かって傾斜した側壁１７１，１７２に沿って移動し、同冷却水排出口１６０に導かれるようになる。したがって、浮力を利用してウォータジャケット１７０内の気泡を速やかに排出することができ、ひいてはウォータジャケット１７０内に気泡が存在することに起因する冷却性能の低下や更なる気泡の発生を抑制することができる。
【００５４】
尚、上記実施形態によれば、ウォータポンプが停止しており、ウォータジャケット１７０内の冷却水に流れが生じていないときであっても、浮力を利用して気泡を冷却水排出口１６０に導くことができるため、ウォータジャケット１７０内の気泡を排出し、余熱による冷却水の沸騰も効果的に抑制することができる。
【００５５】
（２）図３を参照して説明したように、冷却水排出口１６０がウォータジャケット１７０の長手方向における端部に設けられているときには、傾斜している側壁１７３が長くなってウォータジャケット１７０の天井が高くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ２が高くなる。これに対して、上記実施形態のように冷却水排出口１６０がウォータジャケット１７０の長手方向における中央に設けられているときには、傾斜している側壁１７１，１７２の長さが短くなってウォータジャケットの天井が低くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ１が低くなる。すなわち、上記実施形態の排気冷却用接続管１００によれば、同排気冷却用接続管１００の高さ方向の寸法を小さくすることができ、排気冷却用接続管１００の体格をコンパクトにすることができる。
【００５６】
尚、上記第１の実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態にあっては、ポート孔１１０ａとポート孔１１０ｂとの間、及びポート孔１１０ｃとポート孔１１０ｄとの間にウォータジャケット１７０を上下に連通する連通路１８０を設ける構成を示したが、連通路１８０を省略してもよい。また、連通路１８０を設ける場合にはその数や、位置を適宜変更することができる。例えば、ポート孔１１０ｂとポート孔１１０ｃとの間にも連通路１８０を設け、各ポート孔１１０ａ〜１１０ｄの間にそれぞれ連通路１８０を設ける構成を採用することもできる。
【００５７】
・上記第１の実施形態にあっては、冷却水排出口１６０をウォータジャケット１７０の長手方向における中央に設ける構成を示したが、冷却水排出口１６０は、必ずしも中央に設けなくてもよい。
【００５８】
例えば図４に示されるように、冷却水排出口１６０を、ウォータジャケット１７０の長手方向における端部よりも中央側であり、且つ中央からずれた位置に設けるようにしてもよい。こうした構成を採用した場合にも、冷却水排出口１６０に向かって傾斜している側壁１７４，１７５の長さＬ４，Ｌ５がいずれも図３を参照して説明した側壁１７３の長さＬ３よりも短くなる。そのため、こうした構成を採用した場合にも、ウォータジャケット１７０の天井が図３に示されるウォータジャケット１７０の天井よりも低くなり、排気冷却用接続管１００の高さＨ３が図３に示される高さＨ２よりも低くなる。
【００５９】
尚、ここでは、側壁１７４の勾配θ４が図３における側壁１７３の勾配θ３と等しくなっており、側壁１７５の勾配θ５が勾配θ３よりも大きくなっている。したがって、図４に示した構成によれば、勾配θ３以上の勾配を確保した上で、排気冷却用接続管１００の高さＨ３を図３に示される高さＨ２よりも低くすることができる。
【００６０】
・尚、図３に示されるように冷却水排出口１６０をウォータジャケット１７０の長手方向における端部に設けた場合にも、上述したように気泡が側壁１７３に沿って浮上し、冷却水排出口１６０に向かって移動するようになるため、浮力を利用して気泡を排出することができる。すなわち、図３に示されるように冷却水排出口１６０をウォータジャケット１７０の長手方向における端部に設けた場合には、排気冷却用接続管１００の体格が大きくなるものの、上記第１の実施形態における（１）と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
尚、上述したように浮力を利用して好適に気泡を排出する上では、冷却水排出口１６０が設けられた側壁にある程度の勾配を設けなければならない。図２〜４を比較して分かるように、各排気冷却用接続管１００おいて冷却水排出口１６０に向かって傾斜する側壁のうち、最も勾配の小さな側壁の勾配を揃えるようにした場合には、冷却水排出口１６０を中央に近い位置に設けたときほど、排気冷却用接続管１００の高さ方向の寸法が小さくなる。そのため、ある程度の勾配を確保して気泡を排出する効果を確保しつつ、排気冷却用接続管１００をコンパクトにするためには、上記第１の実施形態のようにウォータジャケット１７０の中央に冷却水排出口１６０を配設する構成を採用することが望ましい。
【００６２】
・上記第１の実施形態にあっては、冷却水排出口１６０を１つだけ設ける構成を示したが、図５に示されるように冷却水排出口を複数設ける構成を採用してもよい。すなわち、ウォータジャケット１７０における最も上方に位置する部位に冷却水排出口を複数設け、ウォータジャケット１７０における冷却水排出口が設けられている側壁を各冷却水排出口のうち、最も近い冷却水排出口に向かってそれぞれ傾斜させるようにすることもできる。
【００６３】
例えば、図５に示されるように２つの冷却水排出口１６０ａ，１６０ｂを設ける場合には、左側に位置する冷却水排出口１６０ａに近い側壁１７６，１７７を冷却水排出口１６０ａに向かって上方に傾斜させる一方で、右側に位置する冷却水排出口１６０ｂに近い側壁１７８，１７９を冷却水排出口１６０ｂに向かって上方に傾斜させる。こうした構成を採用すれば、図５に矢印で示されるように気泡が各側壁１７６〜１７９に沿って冷却水排出口１６０ａ，１６０ｂに向かって移動し、冷却水排出口１６０ａ，１６０ｂから排出されるようになる。
【００６４】
また、図５に示されるように各側壁１７６〜１７９の長さＬ６〜Ｌ９が略等しくなるように冷却水排出口１６０ａ，１６０ｂを配設するようにすれば、傾斜した各側壁１７６〜１７９の長さＬ６〜Ｌ９を、上記実施形態の排気冷却用接続管１００における側壁１７１，１７２の長さＬ１，Ｌ２よりも更に短くすることができる。
【００６５】
尚、ここでは、各側壁１７６〜１７９の勾配θ６〜θ９が図２における側壁１７１，１７２の勾配θ１，θ２と等しくなっている。したがって、図５に示した構成によれば、勾配θ１，θ２と等しい勾配を確保した上で、排気冷却用接続管１００の高さＨ４を図２に示される高さＨ１よりも低くすることができる。
【００６６】
要するに、冷却水排出口を複数設ける構成を採用すれば、冷却水排出口を１つだけ設ける場合と比較して、冷却水排出口に向かって傾斜する各側壁の長さを短くすることができ、排気冷却用接続管１００の高さを低くすることができる。
【００６７】
尚、冷却水排出口に向かって傾斜する側壁の長さが短いときほど、ウォータジャケットの天井は低くなる。そのため、ウォータジャケットの天井を低くする上では、冷却水排出口をより多く設け、冷却水排出口に向かって傾斜する側壁をより短くすることが望ましい。
（第２の実施形態）
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列４気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第２の実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。
【００６８】
尚、図６は車両に搭載されたときの本実施形態にかかる排気冷却用接続管２００の姿勢、及び同排気冷却用接続管２００が取り付けられた内燃機関１０の姿勢を示す模式図である。
【００６９】
車両の前方に内燃機関を搭載し、後輪を駆動するいわゆるＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車等にあっては、図６に示されるように内燃機関１０及び変速機２０が傾けられた状態で車両に搭載されることが多い。そのためこうしたＦＲ車等に搭載される内燃機関１０と排気マニホルド３０との間に介装される排気冷却用接続管２００は、車両に搭載されたときに図６に示されるように傾いた状態となる。
【００７０】
上記第１の実施形態にあっては、各排気ポートが水平方向に並ぶような姿勢で車両に搭載される内燃機関に取り付けることを前提とした排気冷却用接続管１００を示したが、本実施形態にかかる排気冷却用接続管２００は図６に示されるように傾いた状態で搭載される内燃機関１０に取り付けることを前提としている。
【００７１】
図７は本実施形態にかかる排気冷却用接続管２００の断面図である。尚、図７には、車両に搭載されたときの姿勢と同じ角度で傾けられた排気冷却用接続管２００が示されている。
【００７２】
図７に示されるように本実施形態の排気冷却用接続管２００には、内燃機関の４つの気筒に対してそれぞれ設けられた排気ポートに対応するように、４つのポート孔２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄが一列に並ぶように形成されている。また、排気冷却用接続管２００の内部には、各ポート孔２１０ａ〜２１０ｄからなるポート群の周囲を取り囲むようにウォータジャケット２７０が形成されている。
【００７３】
尚、排気冷却用接続管２００には、第１の実施形態における排気冷却用接続管１００と同様にボルト孔の形成された複数のボルト締結部が設けられている。これにより、内燃機関と排気マニホルドとの間に排気冷却用接続管２００を介装した状態で各ボルト孔にボルトを締結することにより、内燃機関の各排気ポートと排気マニホルドの各枝管とがポート孔２１０ａ〜２１０ｄを介してそれぞれ接続され、各ポート孔２１０ａ〜２１０ｄが排気通路の一部を構成するようになる。
【００７４】
図７に示されるように排気冷却用接続管２００にあっては、ウォータジャケット２７０が、各ポート孔２１０ａ〜２１０ｄからなるポート群を取り囲むように延び、図７における左側ほど高くなるように傾いている。そして、ウォータジャケット２７０の図７における右下の端部には、冷却水導入口２５０が設けられており、ウォータジャケット２７０の図７における左上の端部に冷却水排出口２６０が設けられている。
【００７５】
冷却水導入口２５０は内燃機関を冷却する機関冷却水の循環経路に接続される。そのため、機関運転に伴ってウォータポンプが駆動されることにより、ウォータポンプによって圧送された機関冷却水の一部が、この冷却水導入口２５０を通じてウォータジャケット２７０に導入されるようになる。こうして冷却水がウォータジャケット２７０に導入されることにより、ウォータジャケット２７０を流れる冷却水とポート孔２１０ａ〜２１０ｄの中を流れる排気との間で熱交換が行われ、ポート孔２１０ａ〜２１０ｄの中を流れる排気が冷却されるようになる。
【００７６】
一方、冷却水排出口２６０は、機関冷却水の循環経路におけるラジエータよりも上流側の部分に接続される。そのため、排気との熱交換を通じて暖められ、冷却水排出口２６０から排出された冷却水は機関冷却水と合流し、ラジエータで冷却されてから再び循環されるようになる。
【００７７】
このように本実施形態の排気冷却用接続管２００は、内燃機関から排出された排気を、ウォータジャケット２７０を流れる冷却水との熱交換によって冷却してから排気マニホルドに導入し、排気通路に設けられた排気浄化触媒が高温の排気によって過剰に熱せられることを抑制する。
【００７８】
本実施形態の排気冷却用接続管２００にあっては、図７に示されるように、車両に搭載されるときの姿勢において、ウォータジャケット２７０の最も上方に位置する部位に冷却水排出口２６０が配設されている。そして、ウォータジャケット２７０の側壁のうち、冷却水排出口２６０の開口部に接続している側壁２７１，２７２が冷却水排出口２６０に近い部位ほど高くなるように冷却水排出口２６０に向かって上方に傾斜している。
【００７９】
これにより、本実施形態の排気冷却用接続管２００では、ウォータジャケット２７０内に発生した気泡が浮力によって浮上する際に、図７に矢印で示されるように側壁２７１，２７２に沿って移動するようになり、冷却水排出口２６０に導かれるようになる。そのため、気泡が冷却水排出口２６０から排出されやすくなる。
【００８０】
すなわち、以上説明した第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態における（１）と同様の効果が得られるようになる。
尚、上記第２の実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００８１】
・上記第２の実施形態にあっては、ウォータジャケット２７０の長手方向における端部に冷却水排出口２６０を設ける構成を示した。これに対して、ウォータジャケット２７０の最も上方に位置する部位に冷却水排出口２６０が設けられており、冷却水排出口２６０の開口部に接続している側壁が冷却水排出口２６０に近い部位ほど高くなるように冷却水排出口２６０に向かって上方に傾斜していれば、浮力によって浮上する気泡が冷却水排出口２６０に向かって移動するようになる。そのため、こうした条件を満たしていれば、冷却水排出口２６０の位置は適宜変更することができる。例えば、図８に示されるように、ウォータジャケット２７０の長手方向における中央に冷却水排出口２６０を設ける構成を採用することもできる。このようにウォータジャケット２７０の中央に冷却水排出口２６０を設ける構成を採用する場合には、図８に示されるように、冷却水排出口２６０が設けられている側壁２７３，２７４を上方に向かって傾斜させ、ウォータジャケット２７０の最も上方に冷却水排出口２６０が位置するようにすればよい。こうした構成を採用すれば、図８に矢印で示されるように気泡が側壁２７３，２７４に沿って冷却水排出口２６０に向かって移動するようになり、浮力を利用して気泡を排出することができるようになる。
【００８２】
・第１の実施形態における排気冷却用接続管１００と同様に、各ポート孔２１０ａ〜２１０ｄの間にウォータジャケット２７０を上下に連通する連通路を設けるようにしてもよい。
【００８３】
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては次のようなものがある。
・ボルト締結部の形状や数等は適宜変更することができる。
・冷却水導入口１５０，２５０の位置は適宜変更することができる。しかし、気泡を効果的に排出するためには、上記各実施形態のように、ウォータジャケット１７０，２７０の下方に冷却水導入口１５０，２５０を設け、気泡に作用する浮力と冷却水の流れの双方を利用して気泡を排出することができるようにすることが望ましい。
【００８４】
上記各実施形態は、本発明にかかる排気冷却用接続管の一例であり、その構成は適宜変更することができる。
要するに、ポート孔を取り囲むように形成されたウォータジャケットの外周側の側壁のうち、冷却水排出口が設けられている側壁が、同冷却水排出口の開口している部分が最も外側に位置するように同冷却水排出口に向かって外側に傾斜している構成であれば、上記（１）に記載の効果と同様の効果を得ることができる。すなわち、このように冷却水排出口が設けられている側壁が冷却水排出口に向かって外側に傾斜している排気冷却用接続管を、冷却水排出口が上方に位置するように配設すれば、上記各実施形態と同様に、ウォータジャケット内に発生した気泡が浮力によって傾斜した側壁に沿って移動し、冷却水排出口に導かれるようになる。そのため、ウォータジャケット内の気泡を速やかに排出することができるようになる。
【００８５】
・上記各実施形態にあっては、本発明を、直列４気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した例を示したが、本発明は直列４気筒型の内燃機関に限定的に適用されるものではない。例えばＶ型６気筒、Ｖ型８気筒の内燃機関の各バンクに接続される排気冷却用接続管に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１０…内燃機関、２０…変速機、３０…排気マニホルド、１００…排気冷却用接続管、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ…ポート孔、１２０…機関側接続面、１２５…ボルト締結部、１３０…マニホルド側接続面、１３５…ボルト締結部、１４０…ボルト孔、１５０…冷却水導入口、１６０…冷却水排出口、１７０…ウォータジャケット、１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７８，１７９…側壁、１８０…連通路、２００…排気冷却用接続管、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ…ポート孔、２５０…冷却水導入口、２６０…冷却水排出口、２７０…ウォータジャケット、２７１，２７２，２７３，２７４…側壁。
【図１】
2011179371.tif 000003
【図２】
2011179371.tif 000004
【図３】
2011179371.tif 000005
【図４】
2011179371.tif 000006
【図５】
2011179371.tif 000007
【図６】
2011179371.tif 000008
【図７】
2011179371.tif 000009
【図８】
2011179371.tif 000010