(57)【要約】【課題】熱疲労を抑制できるエキゾーストマニホールドを提供する。【解決手段】エンジン12に取り付るフランジ15を備える。このフランジ15は４つの流入口17を有する。これら複数の流入口17に管状部23，24，25，26をそれぞれ接続する。これらの管状部23，24，25，26が集合する集合部27を設ける。このようなエキゾーストマニホールド11内では、エンジン12からの排気ガスがフランジ15側から集合部27側へ流動する。この排気ガスの流路の下流側に少なくとも１つの熱伝達体14を設ける。そして、熱伝達体14を設けることにより、熱伝達体14にて、排気ガスの熱を吸収できるとともに、奪った熱を管状部23，24，25，26やフランジ15等を介してマニホールド本体13表面へ伝達できる。したがって、マニホールド本体13内の下流側の排気ガスの温度を低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。【選択図】図１
2011144709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに取り付けられ、このエンジンからの排気ガスが流れるマニホールド本体と、
このマニホールド本体内の少なくとも上流側に位置し、前記エンジンからの排気ガスの熱を前記マニホールド本体に伝達する熱伝達体と
を具備することを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項２】
マニホールド本体は、
エンジンに取り付けられ、複数の流入口を有するフランジと、
一端が前記流入口に接続された複数の管状部およびこれら複数の管状部の他端に接続された集合部を有する管状体とを備え、
熱伝達体は、前記流入口および前記管状部の少なくともいずれか一方に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のエキゾーストマニホールド。
【請求項３】
熱伝達体は、板状の熱伝達部を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエキゾーストマニホールド。
【請求項４】
熱伝達体は、棒状の熱伝達部を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエキゾーストマニホールド。
【請求項５】
熱伝達部は、打抜加工により流入口に設けられている
ことを特徴とする請求項３または４記載のエキゾーストマニホールド。
【請求項６】
熱伝達体は、熱伝達部を有し、
熱伝達部は、マニホールド本体に接続された基部と、この基部から突出した突出部とを有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエキゾーストマニホールド。
【請求項７】
熱伝達体は、交差する複数の熱伝達部を有する
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか記載の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、エンジンからの高温の排気ガスをマニホールドコンバータや排気管に導くエキゾーストマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエキゾーストマニホールドは、図１０に示すようなプレス成形にて形成された管状体２とエンジン３に取り付けられたフランジ４とを備えた、いわゆるモナカ構造のマニホールド本体５を具備する構成や、図１１に示すようなパイプを曲げて形成された管状体２とフランジ４とを備えた、いわゆるパイプ構造のマニホールド本体５を具備した構成のものが一般的である。また、これらのエキゾーストマニホールド１は、管状体２の複数の管状部６の一端がフランジ４に接続されてエンジン３に取り付けられ、複数の管状部６の他端が集合部７に接続されている。
【０００３】
そして、エンジン３からの排気ガスは、フランジ４に設けられた流入口８からマニホールド本体５内に流入し、このマニホールド本体５のフランジ４側から集合部７側へ流動して、集合部７の流出口９から流出する。
【０００４】
このようなエキゾーストマニホールド１では、管状部６のフランジ４側は、フランジ４の接触面がエンジン３の水冷等に伴って冷却されて材料温度が低いが、管状部６の下流側になるにしたがって排気ガスからの熱伝達により材料温度が上昇し、集合部７や集合部７近傍では材料温度が最も上昇する。このため、エキゾーストマニホールド１の集合部７側の排気ガス温度は、エキゾーストマニホールド１による抜熱効果が薄れて低下しにくい。
【０００５】
そして、エキゾーストマニホールド１の集合部７および集合部７近傍では、温度上昇に伴う熱ひずみが発生し、結果的に熱疲労が進行して熱疲労破壊が発生するおそれがある。
【０００６】
また、近年は、燃費や環境対策の観点からエンジン３の排気ガス温度は上昇する傾向にあり、エキゾーストマニホールド１における熱疲労特性の改善が要求されるようになっている。
【０００７】
そこで、エキゾーストマニホールドの材料として耐熱性を改善させたフェライト系ステンレス鋼が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−８８１６８号公報（第３−６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、今後エンジンのさらなる改善等から排気ガス温度がさらに上昇すると予想されており、上述のような材料面の耐熱性向上だけでなく、構造面から熱疲労を抑制することも重要である。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、熱疲労を抑制できるエキゾーストマニホールド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】
【００１１】
請求項１に記載されたエキゾーストマニホールドは、エンジンに取り付けられ、このエンジンからの排気ガスが流れるマニホールド本体と、このマニホールド本体内の少なくとも上流側に位置し、前記エンジンからの排気ガスの熱を前記マニホールド本体に伝達する熱伝達体とを具備するものである。
【００１２】
請求項２に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項１に記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、マニホールド本体は、エンジンに取り付けられ、複数の流入口を有するフランジと、一端が前記流入口に接続された複数の管状部およびこれら複数の管状部の他端に接続された集合部を有する管状体とを備え、熱伝達体は、前記流入口および前記管状部の少なくともいずれか一方に設けられているものである。
【００１３】
請求項３に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項１または２に記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、熱伝達体は、板状の熱伝達部を有するものである。
【００１４】
請求項４に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項１または２に記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、熱伝達体は、棒状の熱伝達部を有するものである。
【００１５】
請求項５に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項３または４に記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、熱伝達部は、打抜加工により流入口に設けられているものである。
【００１６】
請求項６に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項１または２に記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、熱伝達体は、熱伝達部を有し、熱伝達部は、マニホールド本体に接続された基部と、この基部から突出した突出部とを有するものである。
【００１７】
請求項７に記載されたエキゾーストマニホールドは、請求項３ないし６のいずれかに記載されたエキゾーストマニホールドにおいて、熱伝達体は、交差する複数の熱伝達部を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、マニホールド本体内の少なくとも上流側に位置し、エンジンからの排気ガスの熱をマニホールド本体に伝達する熱伝達体を具備するため、マニホールド本体の下流側を流れる排気ガスの温度を低下させ、マニホールド本体の熱疲労を抑制できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、熱伝達体は、流入口および管状部の少なくともいずれか一方に設けられているため、マニホールド本体内に容易に設けることができる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、熱伝達体は、板状の熱伝達部を有するため、この熱伝達部が排気ガスの熱を奪い易く、マニホールド本体の熱疲労を抑制できる。
【００２１】
請求項４に記載された発明によれば、熱伝達体は、棒状の熱伝達部を有するため、簡単な構成で熱伝達体を形成できるので、マニホールド本体内に容易に設けることができる。
【００２２】
請求項５に記載された発明によれば、熱伝達体は、打抜加工により流入口に設けられているため、マニホールド本体内に容易に設けることができる。
【００２３】
請求項６に記載された発明によれば、熱伝達体の熱伝達部は、マニホールド本体に接続された基部を有するため、マニホールド本体内に容易に設けることができ、また、基部から突出した突出部とを有するため、排気ガスの熱をより奪い易くできる。
【００２４】
請求項７に記載された発明によれば、熱伝達体は、交差する複数の熱伝達部を有するため、この熱伝達部が排気ガスの熱を奪い易く、マニホールド本体の熱疲労を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの斜視図である。
【図２】同上エキゾーストマニホールドにおける熱伝達体の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの斜視図である。
【図４】同上エキゾーストマニホールドにおける熱伝達体を示す一部を省略した斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの熱伝達体を示す一部を省略した斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの熱伝達体を示す一部を省略した斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの熱伝達体を示す一部を省略した斜視図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態を示すエキゾーストマニホールドの熱伝達体を示す一部を省略した斜視図である。
【図９】実施例および比較例の構成を示す表である。
【図１０】従来のモナカ構造のエキゾーストマニホールドを示す斜視図である。
【図１１】従来のパイプ構造のエキゾーストマニホールドを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成について図１および図２を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１において、11はエキゾーストマニホールドであり、このエキゾーストマニホールド11は、エンジン12に取り付けられたマニホールド本体13を具備している。このマニホールド本体13は、エンジン12からの排気ガスが流れるもので、マニホールド本体13内の上流側すなわち基端側には熱伝達体14が位置している。
【００２８】
マニホールド本体13は、エンジン12に取り付けられたフランジ15と、このフランジ15に接続された管状体16とを備えている。
【００２９】
フランジ15は、略矩形板状に形成されている。また、フランジ15には、幅方向の略中央部に長手方向に沿って複数、例えば４つの円形状の流入口17が互いに離間して形成されている。これらの流入口17は、エンジン12の図示しない排出口に連通している。また、フランジ15の幅方向の両端部近傍には、長手方向に沿ってそれぞれ８つずつの円形状のボルト穴18が互いに離間して形成されており、フランジ15は、エンジン12に直接接触した状態でボルト穴18に図示しないボルトを螺着させて固定されている。
【００３０】
管状体16は、プレス成形された上下の第１プレス材21および第２プレス材22にて構成されている。この管状体16は、流入口17の数に対応した複数、例えば４つの筒状の管状部23，24，25，26と、これら管状部23，24，25，26に一体に設けられた集合部27とを有した、いわゆるモナカ構造である。また、管状部23，24，25，26は、一端が流入口17にそれぞれ接続され、他端が１つの集合部27に接続されて集合されている。
【００３１】
管状部23，24，25，26のうち外側に位置する管状部23，26は、流入口17から下流側へ略真っ直ぐにのびる直線管部28と、この直線管部28の流入口17とは反対側から直線管部28に対して略垂直方向へ湾曲して集合部27へ接続される湾曲管部29とを有している。
【００３２】
管状部23，24，25，26のうち内側に位置する管状部24，25は、流入口17から集合部27へ略真っ直ぐにのびる直線管部30を有している。
【００３３】
集合部27は、管状部23，24，25，26の下流側である他端が集合する集合管部32と、この集合管部32の下面に形成された円形の流出口33とを有している。この流出口33には、図示しないマニホールドコンバータや排気管が接続される。
【００３４】
そして、マニホールド本体13内では、流入口17と管状部23，24，25，26と集合部27とがエンジン12からの排気ガスの流路になる。すなわち、マニホールド本体13内の排気ガスの流路は、上流側から下流側へ向かって順に位置する、流入口17、管状部23，24，25，26、集合管部32および流出口33にて構成されている。
【００３５】
図２に示すように、熱伝達体14は、２つの略矩形板状の熱伝達板35にて構成されている。これら熱伝達板35は、一端部の略中央から熱伝達板35の略中心にわたって直線状の切込部36が形成されている。このような２つの熱伝達板35は、切込部36を介して互いに略垂直な状態で係合可能である。また、熱伝達体14は、係合した２つの熱伝達板35にて形成された４つの板状の熱伝達部37を有している。これら４つの熱伝達部37は略垂直に交差しており、熱伝達体14は断面視略十字状である。
【００３６】
このような熱伝達体14は、マニホールド本体13の上流側である管状部23，24，25，26の基端側に位置する直線管部28，30内、すなわち、第１プレス材21と第２プレス材22との間に設けられている。
【００３７】
また、熱伝達体14は、直線管部28，30内にて排気ガスの流動方向に対して板状の熱伝達部37が面状になるように設けられている。
【００３８】
さらに、熱伝達体14は、第１プレス材21と第２プレス材22とを溶接して管状体16を形成する際に、第１プレス材21および第２プレス材22に溶接して取り付けられ、外側へのびる各熱伝達部37の先端部が管状部23，24，25，26の内周部に接触している。
【００３９】
次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。
【００４０】
エンジン12からの排気ガスは、まず、エンジン12の排気口に連通した流入口17から管状体16内の管状部23，24，25，26へ流入する。
【００４１】
管状部23，26では、排気ガスは、直線管部28内に位置する熱伝達体14に接触しながら直線管部28内を集合部27側へ流動して湾曲管部29へ流入し、湾曲管部29から集合部27の集合管部32へ流入する。一方、管状部24，25では、排気ガスは、直線管部30に位置する熱伝達体14に接触しながら直線管部30内を集合部27側へ流動して直線管部30から集合部27の集合管部32へ流入する。
【００４２】
集合部27では、管状部23，24，25，26それぞれから集合管部32へ流入してきた排気ガスを集合させ、流出口33からマニホールド本体13外へ排気ガスが流出されてエキゾーストマニホールド11から排気ガスが排出される。
【００４３】
なお、エキゾーストマニホールド11から排出された排気ガスは、図示しないマニホールドコンバータや排気管へ導かれる。
【００４４】
そして、このようなエキゾーストマニホールド11によれば、マニホールド本体13内の上流側である管状部23，24，25，26に位置し、エンジン12からの排気ガスの熱を奪ってマニホールド本体13に伝達する熱伝達体14を具備するため、マニホールド本体13の下流側を流れる排気ガスの温度を低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制でき、熱疲労破壊の発生を防止できる。
【００４５】
すなわち、流入口17から管状体16内へ流入した排気ガスが管状部23，24，25，26を通過する際に、直線管部28，30の基端側に位置する熱伝達体14は、排気ガスに接触して排気ガスの熱を奪うことができるとともに、奪った熱をマニホールド本体13のフランジ15や管状部23，24，25，26に伝達できる。したがって、熱伝達体14を通過してマニホールド本体13の下流側を流れる排気ガスの温度は、マニホールド本体13内に流入した際に比べて低下するので、高温の排気ガスによる集合部27や集合部27近傍の材料温度の上昇を防止でき、この温度上昇に起因する熱ひずみ等の発生を防止して、マニホールド本体13、特に集合部27および集合部27近傍の熱疲労を抑制できる。また、集合部27の流出口33に接続されるマニホールドコンバータの触媒の劣化を防止できる。
【００４６】
熱伝達体14が、管状部23，24，25，26に設けられていることにより、管状体16を成形する際に、第１プレス材21と第２プレス材22との間に熱伝達体14を挿入できるので、マニホールド本体13内に熱伝達体14を容易に設けることができる。
【００４７】
また、熱伝達体14が管状部23，24，25，26に設けられた構成の場合は、外側へのびる各熱伝達部37の先端部を管状部23，24，25，26の内周部に接触させることにより、熱伝達体14にて排気ガスから奪った熱を管状部23，24，25，26に伝達し易いので、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００４８】
熱伝達体14は、板状の熱伝達部37を有するため、排気ガスの流動方向に対して熱伝達部37が面状になり、排気ガスに接触可能な熱伝達部37の面積を十分に確保でき、通過する排気ガスに接触し易いので、排気ガスの熱を奪い易く、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００４９】
また、熱伝達体14は、板状の熱伝達部37を有することにより、直線管部28，30の断面方向においては、熱伝達部37が線状になり流路の開口面積を十分に確保できるので、排気ガスの流動に対する障害になりにくく、流路における排気ガスの流動抵抗を抑えることができる。
【００５０】
熱伝達体14は、交差した４つの熱伝達部37を有するため、通過する排気ガスに接触し易いので、熱伝達部37が排気ガスの熱を奪い易く、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。また、熱伝達体14は、排気ガスから奪った熱を４つの熱伝達部37にて複数の方向、例えば４方向に伝達できるので、排気ガスの温度を効果的に低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００５１】
特に、熱伝達体14が略垂直に交差した４つの熱伝達部37を有することにより、排気ガスから奪った熱を４方向にバランスよく伝達できるので、熱伝達作用が良好であり、排気ガスの温度を効果的に低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。また、流路において排気ガスの流動の障害になりにくい。
【００５２】
なお、上記第１の実施の形態では、マニホールド本体13は、フランジ15を備えた構成としたが、エンジン12からの排気ガスがマニホールド本体13内を流れる構成であれば、フランジ15を備えていない構成にしてもよい。
【００５３】
また、フランジ15を備えた構成にする場合には、フランジ15は略矩形板状のものに限定されず、フランジ15の形状は適宜設計できる。さらに、フランジ15は、４つの円形状の流入口17が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、流入口17の数や形状は適宜設計できる。
【００５４】
管状体16は、４つの管状部23，24，25，26を有する構成としたが、このような構成には限定されず、流入口17の数に対応していればよい。
【００５５】
また、管状体16は、いわゆるモナカ構造の構成としたが、このようなモナカ構造のものに限定されず、例えば、パイプを曲げて形成した、いわゆるパイプ構造のものにしてもよい。また、管状体16をモナカ構造のものにする場合は、管状部23，26が直線管部28および湾曲管部29を有し、管状部24，25が直線管部30を有する構成には限定されず、フランジ15側から集合部27側へ排気ガスが流動できる形状であればよい。
【００５６】
熱伝達体14は、管状部23，24，25，26の直線管部28，30に設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、熱伝達部37は、マニホールド本体13の少なくとも上流側に位置していればよく、例えば、フランジ15に設けられた構成や、フランジ15から管状体16へわたって設けられた構成および管状部23，24，25，26全体に設けられた構成などにしてもよい。
【００５７】
熱伝達体14が管状部23，24，25，26内に設けられた構成の場合、外側へのびる各熱伝達部37の先端部が管状部23，24，25，26の内周部に接触した構成には限定されず、例えば、各熱伝達部37の先端部のうち一部のみが管状部23，24，25，26の内周部に接触する構成や、熱伝達部37の先端部以外の部分が管状部23，24，25，26の内周部に接触する構成等にしてもよい。
【００５８】
また、熱伝達体14は、管状部23，24，25，26それぞれに設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、熱伝達体14は、マニホールド本体13内に少なくとも１つ設けられていればよく、設けられた熱伝達体14の数は、流入口17や管状部23，24，25，26の数と一致しなくてもよい。
【００５９】
さらに、熱伝達体14は、溶接して取り付けられた構成には限定されず、マニホールド本体13の上流側に配置されていればよい。
【００６０】
熱伝達体14は、熱伝達板35にて構成される板状の熱伝達部37を有する構成としたが、このような構成には限定されず、熱伝達部37の形状は適宜設計できる。また、熱伝達部37は、断面視直線状に形成された構成には限定されず、断面視湾曲状に形成された構成にしてもよい。
【００６１】
熱伝達体14は、２つの熱伝達板35にて形成され、４つの熱伝達部37が略垂直に交差した構成としたが、このような構成には限定されず、例えば、１つの熱伝達板35にて形成される構成や複数の熱伝達板35にて交差しない複数の熱伝達部37が形成された構成等にしてもよい。また、複数の熱伝達部37が交差する構成にする場合は、熱伝達部37の数は４つに限定されず、熱伝達部37の数や交差角度は適宜設計できる。ここで、複数の熱伝達部37が交差した構成の場合、交差とは、熱伝達部37同士が交わることを意味し、１つの熱伝達部37の延長線上に他の熱伝達部37が位置する構成には限定されず、各熱伝達部37が異なる方向へのびる構成にしてもよい。
【００６２】
次に、第２の実施の形態を図３および図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図３および図４に示すように、熱伝達体41は、マニホールド本体13の上流側すなわち基端側であるフランジ15の流入口17の周縁に設けられている。
【００６４】
熱伝達体41は、４つの熱伝達部42を有し、これら熱伝達部42は、流入口17の周縁に一体に接続された棒状の基部43と、この基部43に一体に設けられ、基部43から下流側へ突出する板状の突出部44とを有している。
【００６５】
また、熱伝達体41は、４つの熱伝達部42が略垂直に交差しており、断面視略十字状に形成されている。
【００６６】
この熱伝達体41は、フランジ15の流入口17をプレス加工にて成形する際に、棒状の基部43が流入口17の周縁に一体に接続され、略扇状の突出部44が基部43と一体になるように打抜加工により形成され、突出部44が基部43を基点に管状体16側へ折り曲げられて形成される。
【００６７】
このように熱伝達体41が流入口17に設けられ、熱伝達部42が流入口17の周縁に接続された基部43を有するため、マニホールド本体13内に容易に設けることができ、また、基部43から突出した突出部44を有するため、排気ガスの熱を奪い易くできる。
【００６８】
すなわち、熱伝達体41が流入口17の周縁に一体に接続された基部43を有することにより、フランジ15を成形する際に熱伝達体41を設けることができるので、熱伝達体41をマニホールド本体13内に容易に設けることができる。また、熱伝達体41は、基部43から突出した突出部44を有するので、通過する排気ガスに接触可能な面積を十分に確保でき、排気ガスの熱を奪い易い。
【００６９】
基部43が流入口17の周縁に一体に接続され、基部43と突出部44とが一体である構成にすることにより、これら基部43および突出部44を打抜加工により成形できるので、フランジ15をプレス加工する際に同時に基部43および突出部44を打ち抜き、基部43を基点に突出部44を下流側へ折り曲げられるだけで熱伝達体41を容易に形成できる。
【００７０】
さらに、基部43が流入口17の周縁に接続されていることにより、熱伝達体41が排気ガスから奪った熱をフランジ15に伝達し易いので、排気ガスの温度を効果的に低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００７１】
なお、熱伝達体41は、マニホールド本体13の少なくとも上流側に位置し、基部43がマニホールド本体13に設けられ、突出部44が基部43から突出していれば、流入口17に設けられた構成には限定されず、管状部23，24，25，26に設けられた構成にしてもよい。
【００７２】
また、熱伝達体41が流入口17に設けられた構成にする場合は、フランジ15の一部が打ち抜かれて基部43が流入口17に一体に接続された構成には限定されず、例えば、溶接等にて流入口17の周縁に基部43が接続された構成等にしてもよい。
【００７３】
熱伝達部42は、突出部44が基部43からマニホールド本体13の下流側へ突出した構成には限定されず、突出部44が基部43から上流側へ突出した構成にしてもよい。
【００７４】
また、熱伝達部42は、基部43と突出部44とが一体に形成された構成には限定されず、例えば溶接等にて基部43に突出部44が接合された構成等にしてもよい。
【００７５】
さらに、熱伝達部42は、基部43が棒状に形成され、突出部44が略扇状に形成された構成には限定されず、基部43および突出部44の形状は適宜設計できる。
【００７６】
次に、第３の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
図５に示すように、エキゾーストマニホールド11は、マニホールド本体13内にて、熱伝達体14および熱伝達体41が排気ガスの流路に沿って並列して設けられている。
【００７８】
すなわち、各流入口17に熱伝達体41が設けられ、管状部23，24，25，26の直線管部28，30に熱伝達体14が設けられている。
【００７９】
このように熱伝達体14および熱伝達体41が並列して設けられていることにより、上記第１の実施の形態や第２の実施の形態のように熱伝達体14または熱伝達体41のいずれかが設けられた構成に比べて、熱伝達体14および熱伝達体41によって排気ガスに接触可能な面積を大きく確保できるので、排気ガスの熱を奪い易く、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００８０】
また、熱伝達体14および熱伝達体41が並列して設けられた構成の場合は、熱伝達体14と熱伝達体41とを離間した構成にしてもよく、熱伝達体14と熱伝達体41とを接触した構成にしてもよい。熱伝達体14と熱伝達体41とが接触した場合は、熱伝達体14の一部と熱伝達体41の一部とが係合可能な構成にしてもよい。
【００８１】
さらに、各流入口17に熱伝達体41が設けられ、管状部23，24，25，26それぞれに熱伝達体14が設けられた構成には限定されず、流入口17および管状部23，24，25，26のうち一部のみにて熱伝達体14および熱伝達体41が並列して設けられた構成にしてもよい。
【００８２】
次に、第４の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図６に示すように、熱伝達体46は、流入口17に設けられた１つの棒状の熱伝達部47を有し、断面視略一字状に形成されている。すなわち、熱伝達部47は流入口17の周縁に接続されて流入口17を横断するように設けられている。
【００８４】
このような熱伝達体46は、フランジ15の流入口17のプレス加工の際に、同時に熱伝達部47が打抜加工により形成される。
【００８５】
そして、熱伝達体46は、棒状の熱伝達部47を有するため、簡単な構成で熱伝達体46を形成できるので、マニホールド本体13内に容易に設けることができる。
【００８６】
また、熱伝達体46は、打抜加工にて流入口17に設けられることにより、フランジ15のプレス加工の際に同時に形成できるので、熱伝達体46をマニホールド本体13内に容易に設けることができる。
【００８７】
なお、熱伝達体46は、１つの棒状の熱伝達部47を有する構成としたが、このような構成には限定されず、熱伝達部47が棒状に形成されていれば、熱伝達部47の数は適宜設定できる。
【００８８】
さらに、棒状の熱伝達部47は、抜打加工により流入口17に設けられた構成には限定されず、例えば、溶接等にて流入口17の周縁に熱伝達部47を接続させる構成等にしてもよい。熱伝達部47を溶接にて接続させる場合、熱伝達体46が１つの棒状の熱伝達部47にて構成されることにより、熱伝達体46が簡単な構成であるので、溶接し易く容易に製造できる。
【００８９】
次に、第５の実施の形態を図７を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
図７に示すように、熱伝達体51は、流入口17に設けられた４つの棒状の熱伝達部52を有し、これら熱伝達部52が略垂直に交差した断面視略十字状に形成されている。また、熱伝達部52は、打抜加工により流入口17に設けられている。
【００９１】
このように、熱伝達体51は、交差する棒状の熱伝達部52を有することにより、排気ガスから奪った熱を複数の方向に伝達できるので、通過する排気ガスの温度を効果的に低下させ、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【００９２】
また、熱伝達体51は、４つの熱伝達部52が略垂直に交差することにより、排気ガスの流路における開口面積も十分に確保できるので、排気ガスの流動の障害になりにくい。
【００９３】
さらに、熱伝達部52が棒状であるため、簡単な構成で熱伝達体51を構成でき、容易に製造できる。
【００９４】
なお、熱伝達体51は、略垂直に交差する４つの棒状の熱伝達部52を有する構成としたが、このような構成には限定されず、複数の棒状の熱伝達部52が交差する構成であれば、熱伝達部52の数や交差角度は適宜設計できる。
【００９５】
次に、第６の実施の形態を図８を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９６】
図８に示すように、熱伝達体54は流入口17に設けられている。この熱伝達体54は、交差した８つの棒状の熱伝達部55を有し、各熱伝達部55が熱伝達体54の中心部から放射状にのびている。また、熱伝達部55は、抜打加工により流入口17に設けられている。
【００９７】
このように熱伝達体54は、複数の熱伝達部55が交差して中央部から放射状にのびる形状に形成されることにより、排気ガスと接触可能な面積を大きく確保できるので、排気ガスの熱を奪い易い。また、熱伝達体54は、排気ガスから奪った熱を各熱伝達部55にて多方向に伝達できるので、熱の伝達作用が良好であり、排気ガスの温度を効果的に低下させることができる。
【実施例】
【００９８】
次に、本発明の実施例について図９を参照しながら説明する。
【００９９】
本発明の実施例および比較例を用いてエキゾーストマニホールド11の排気ガス温度および材料温度の測定を行い、温度低下試験を行った。
【０１００】
温度低下試験では、モナカ構造の管状体16を有するエキゾーストマニホールド11を使用した。また、管状体16をＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ／２ｍｍｔのプレス品にて形成し、フランジ15をＳＵＳ４０９／３ｍｍｔにて形成した。さらに、熱伝達体14，41も同様にＳＵＳ４０９／３ｍｍｔにて形成した。
【０１０１】
エキゾーストマニホールド11の加熱は、電気ヒータ式の加熱装置を用い、エキゾーストマニホールド11の入側である流入口17の排気ガス温度が１１００℃となり、送風量が管状部23，24，25，26にて１．５ｍ３／ｍｉｎとなるように調整して、流入口17から排気ガスを流入させた。また、フランジ15の冷却は、ＳＵＳ３０４製の接続ブロックを水冷して、フランジ15の温度が３４０℃になるように調整した。
【０１０２】
そして、排気ガスの流入後に、フランジ15の材料温度、フランジ15から３０ｍｍの部分の直線管部28，30の材料温度、直線管部28，30の略中央部の材料温度、集合部27の材料温度、および、エキゾーストマニホールド11の出側である流出口33の排気ガス温度を測定した。
【０１０３】
図９には、実施例および比較例の構成を示す。図９に示すように、比較例であるＮｏ．１の構成は、熱伝達体14，41を設けずに従来のものとした。実施例であるＮｏ．２の構成は、フランジ15の各流入口17に熱伝達体41を設けたものとした。実施例であるＮｏ．３の構成は、各直線管部28，30内に熱伝達体14を設けたものとした。実施例であるＮｏ．４の構成は、各直線管部28，30内に熱伝達体14を設け、各流入口17に熱伝達体41を設けて、熱伝達体14と熱伝達体41とを並列して設けたものとした。
【０１０４】
表１には、温度低下試験の試験結果を示す。
【０１０５】
【表１】
2011144709.tif 000003
【０１０６】
比較例であるＮｏ．１と、実施例であるＮｏ．２ないしＮｏ．４との結果を比較すると、エキゾーストマニホールド11の流出口33の排気ガス温度は、比較例より実施例の方が低くなっており、実施例では排気ガス温度が低下している。
【０１０７】
エキゾーストマニホールド11の材料温度は、フランジ15およびフランジ15から３０ｍｍの部分では実施例より比較例の方が低かったが、直線管部28，30の略中央部および集合部27では比較例より実施例の方が低かった。
【０１０８】
これらの結果から、実施例では、熱伝達体14，41が排気ガスの熱を奪い、奪った熱をフランジ15や直線管部28，30の表面に伝達するため、排気ガスの流路の上流側の材料温度は、熱伝達体14，41にて伝達された熱によって、比較例より実施例の方が上昇するものの、その分排気ガス温度を低下させることができるので、排気ガスによる流路の下流側の材料温度の上昇を防止できることが分かる。
【０１０９】
このように実施例では、排気ガス温度を低下させることができるとともに、下流側の材料温度の上昇を防止できるので、従来材料温度が上昇し易い集合部27において、材料温度の上昇を防止でき、熱ひずみが発生しにくく、マニホールド本体13の熱疲労を抑制できる。
【０１１０】
また、実施例を比較すると、流出口33のガス温度および集合部27の材料温度は、Ｎｏ．４の実施例が最も低く、次いでＮｏ．２の実施例、次いでＮｏ．３の実施例の順に低かった。
【０１１１】
したがって、実施例においては、熱伝達体14と熱伝達体41とを並列した構成の排気ガス温度低下効果および下流側の材料温度上昇防止効果が最も良好であり、次いでフランジ15に熱伝達体41を設けた構成、次いで直線管部28，30内に熱伝達体14を設けた構成の順に排気ガス低下効果および下流側の材料温度上昇防止効果が良好であった。
【符号の説明】
【０１１２】
11    エキゾーストマニホールド
12    エンジン
13    マニホールド本体
14    熱伝達体
15    フランジ
16    管状体
17    流入口
23    管状部
24    管状部
25    管状部
26    管状部
27    集合部
37    熱伝達部
41    熱伝達体
42    熱伝達部
43    基部
44    突出部
46    熱伝達体
47    熱伝達部
51    熱伝達体
52    熱伝達部
54    熱伝達体
55    熱伝達部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011144709.tif 000012
【図１０】
2011144709.tif 000013
【図１１】
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