(57)【要約】【課題】耐熱性及び耐振動耐久性を向上し得る排気マニフォールドを提供する。【解決手段】エンジン（１）の各気筒の排気が流入する各分岐部（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ）と、これら各分岐部（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ）に流入した排気を集合させる集合部（１３）とから構成される排気マニフォールド（１１）であって全体を板金を用いて形成している排気マニフォールド（１１）において、集合部（１３）の外周に冷却板（４１）を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの各気筒の排気が流入する各分岐部と、これら各分岐部に流入した排気を集合させる集合部とから構成される排気マニフォールドであって全体を板金を用いて形成している排気マニフォールドにおいて、
前記集合部の外周に冷却板を固定することを特徴とする排気マニフォールド。
【請求項２】
前記冷却板を車両の走行風が流れ込む位置に固定することを特徴とする請求項１に記載の排気マニフォールド。
【請求項３】
前記エンジンが前記車両に対して横置きされ、前記排気マニフォールドが前記エンジンよりも車両の前方側に配置され、前記排気マニフォルドの全体がエギゾーストカバーで被覆され前記車両の両サイドのみが開いている場合に、
前記冷却板を前記集合部のうちの前記エンジンに対向する側に固定することを特徴とする請求項２に記載の排気マニフォールド。
【請求項４】
前記冷却板は一方向に長い部材であり、
この冷却板の長手方向が前記集合部が膨張して延びる方向からずれるように前記冷却板を固定することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の排気マニフォールド。
【請求項５】
前記冷却板の断面はＶ字状であり、Ｖ字状の底である前記集合部との接触部に所定の幅を持たせることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の排気マニフォールド。
【請求項６】
前記冷却板を板金で形成し、前記所定の幅を持たせた部位に前記冷却板の長手方向の長穴を穿設し、この長穴にアーク溶接によってビードを置くことを特徴とする請求項５に記載の排気マニフォールド。
【請求項７】
排気管を備え、前記排気管の上流側開口端と前記集合部とが固定されると共に、前記排気管の下流側が前記エンジンに固定されている場合に、
前記冷却板を前記集合部の外周に沿ってかつ前記集合部の軸に直交する方向に固定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の排気マニフォールド。
【請求項８】
触媒装置を備え、前記触媒装置の上流側ケースと前記集合部とが固定されると共に、前記触媒装置の下流側ケースが前記エンジンに固定されている場合に、
前記冷却板を前記集合部の外周に沿ってかつ前記集合部の軸に直交する方向に固定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の排気マニフォールド。
【請求項９】
前記排気マニホールドの全体を前記板金を用いて二重管に形成していることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の排気マニフォールド。
【請求項１０】
前記集合部のうち下流側の円筒状部位も、外管と内管とその間の空気の断熱層から構成され、
前記集合部のうち前記下流側の円筒状部位を構成している外管の外周に前記冷却板を固定することを特徴とする請求項９に記載の排気マニフォールド。
【請求項１１】
前記排気マニホールドの全体を前記板金を用いて二重管に形成し、前記集合部の下流側開口端と前記上流側ケースの上流側開口端または上流側開口端の近傍とを溶接で接合している場合に、
前記冷却板を、前記集合部のうち前記下流側の円筒状部位の下流側開口端と前記上流側ケースの上流側開口端または上流側開口端の近傍との溶接部より少し離した位置で溶接により接合することを特徴とする請求項８に記載の排気マニフォールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は排気マニフォールド、特に板金を用いて形成しているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
板金を用いて形成している排気マニフォールドと触媒コンバータとを溶接で接合するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０９１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気マニフォールドの集合部は、排気からの入熱量が多く最も熱くなる部位であると共に、性能要求から絞りを入れるため剛性も低くなる。このため、排気マニフォールドの集合部には、耐熱性を高めること及びエンジン振動に対する耐久性を良くすることが要求される。しかしながら上記特許文献１の技術にはこうした点について一切記載がない。
【０００５】
そこで本発明は、耐熱性及び耐振動耐久性を向上し得る排気マニフォ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】
【０００６】
本発明は、エンジンの各気筒の排気が流入する各分岐部と、これら各分岐部に流入した排気を集合させる集合部とから構成される排気マニフォールドであって全体を板金を用いて形成している排気マニフォールドを前提とする。この排気マニフォールドにおいて、本発明では前記集合部の外周に冷却板を固定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、もっとも高温となりかつ剛性の低い集合部の外周に冷却板を固定する。これによって、集合部を外気で冷却できることから集合部の耐熱性が向上する。かつ冷却板を溶接固定することで集合部の剛性が上がることから耐振動耐久性、音振性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態の排気マニフォールド及び触媒装置をシリンダブロックに取り付けた状態での斜視図である。
【図２】第１実施形態の排気マニフォールド及び触媒装置をシリンダブロックに取り付けた状態での側面図である。
【図３】第１実施形態の排気マニフォールド及び触媒装置をシリンダブロックに取り付けた状態での正面図である。
【図４】シリンダブロックに対向する側の排気マニフォールド及び触媒装置の平面図である。
【図５】比較例１の場合の溶接部の付近をモデルで示した断面図である。
【図６】第１実施形態の場合のシリンダブロックに対向している側の溶接部の付近をモデルで示した断面図である。
【図７】図４のＡ部拡大図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【図９】エンジンの車両への搭載場所を示す車両の平面図である。
【図１０】冷却板の断面形状を相違させた場合の放熱イメージ図である。
【図１１】冷却板の平面図及び正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１、図２、図３は本発明の第１実施形態の排気マニフォールド１１及び触媒装置３１をシリンダブロック２に取り付けた状態での斜視図、側面図、正面図、図４はシリンダブロック２に対向する側の排気マニフォールド１１及び触媒装置３１の平面図である。
【００１１】
直列４気筒エンジン１（以下単に「エンジン」という。）では、４つの各気筒の排気ポート（図示しない）がシリンダブロック２の一方の側面（この側面を以下「排気側側面」という）２ａに開口している。排気マニフォールド１１は、各排気ポートに接続される４つの分岐部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと、集合部１３とで構成されている。
【００１２】
４つの分岐部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの上流側先端には一枚の平板状の取付板１４を固定し、この取付板１４に４つの穴１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを一列になるように開けている。４つの各排気ポートを出た排気がこの取付板１４の４つの穴１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを通して４つの各分岐部１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄに流入するように、複数のボルト１５によって取付板１４をシリンダブロック２の排気側側面２ａに取り付けている。
【００１３】
４つの各分岐部１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの上流端から下流側の集合部１３までの流路長がほぼ等しくなるように４つの各分岐部１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが形成されている。集合部１３の上流側には４つの開口部（図示しない）が設けられ、４つの各分岐部１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄに流入した排気がこの４つの各開口部から集合部１３に流れ込む。４つの各開口部から流入した排気を集合させる集合部１３の下流側は所定の軸方向長さを有する円筒状に形成されている。集合部１３のうち下流側の円筒状部位（この円筒状部位を以下「集合部円筒状部位」という。）１３ａはほぼ鉛直方向の下方に開口し、この集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端に触媒装置３１が接続される。
【００１４】
触媒装置３１は、板金を用いて形成されている触媒ケース３２と、この触媒ケース３２の内部に収納される円筒状の触媒コンバータ（図示しない）とで構成される。ここで、内部に収納される円筒状の触媒コンバータはハニカム状の担体に三元触媒などの触媒を担持したものである。触媒ケース３２はさらに、中央に位置して触媒を被覆する円筒状ケース３３と、この円筒状ケース３３に接続する上流側及び下流側のケース３４，３５とで構成される。下流側ケース３５は下流側に向けて先細りするコーン状に形成され、下流側ケース３５の下流端に平板状の取付ブラケット３６を固定している。この取付ブラケット３６をステー３７を介してシリンダブロック２の排気側側面２ａの鉛直方向下方に取り付けることで、集合部１３及び触媒装置３１の全体をほぼ鉛直方向に配置している。
【００１５】
さて、排気流路に着目すれば、排気マニフォールド１１は、上記のように４つの分岐部１２ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと集合部１３とで構成されているが、ここでは排気マニフォールド１１の形成方法に着目する。すなわち、本実施形態の排気マニフォールド１１は、鋳造ではなく、板金を用いて二重管構造となるように形成している。ここで、二重管構造の排気マニフォールド１１は、内管と外管と両者の間に形成される空気の断熱層とで構成されるものである。排気マニフォールド１１を板金を用いて二重管構造となるように形成するメリットは、排気マニフォールドを一重管構造で形成する場合と比較することで明確になる。すなわち、一重管構造で形成した排気マニフォールドでは、排気がよどみなくスムーズに流れるように、かつ外気への放熱特性も良くなるように一重管構造の排気マニフォールドを形成する必要がある。２つの特性を併せ持つ形状とする必要があるわけである。一方、二重管構造となるように形成するのであれば、外管と内管とで形状を変えることができる。このため、内管としては専ら排気の流れによどみができないように形成すればよく、外管としては専ら放熱特性が良くなるように形成すればよい。二重管構造となるように形成するほうが設計の自由度が高くなるのである。
【００１６】
この板金を用いた二重管構造の排気マニフォールド１１の場合でも、集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端と触媒装置の上流側ケース３４の上流側開口端とを溶接によって結合している。これについて図５を参照して説明すると、図５は比較例１の場合の溶接部２６の付近をモデルで示した断面図である。ここで、比較例１は板金を用いた二重管構造の集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と触媒装置３１の上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接で接合するものである。図６で後述する第１実施形態との関係では、第１実施形態では集合部円筒状部位１３ａの外周に冷却板４１を溶接で接合するが、比較例１では集合部円筒状部位１３ａの外周に冷却板４１を溶接していないものである。
【００１７】
図５において、外管２１を下流側の開口端部で内管側に折り返して、十分な高さ（幅）を有する延設部２２を設け、この延設部２２と内管２４の下流側開口端２４ａの付近とが一部で重なるようにし、重なる部位では延設部２２と内管２４とを溶接で接合することはしない。これは、内管２４が排気に直接晒されるため内管２４の下流側開口端２４ａが熱膨張で図示の矢印の方向に移動する。このため、延設部２２と内管２４の下流側開口端２４ａとを溶接で接合してしまったのでは、特に内管２４に熱応力が生じ内管２４、つまり板金製の集合部１３の耐久性が低下するので、これを避けるためである。延設部２２と内管２４の下流側開口端２４ａの付近とが重なるだけで両者を溶接で接合していなければ、排気に直接晒される内管２４の下流側開口端２４ａが熱膨張で図示の矢印の方向に自由に移動するだけであるので、内管２４に熱応力が生じることを避けることができるのである。
【００１８】
また、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１と内管２４との間には空気の断熱層２５が形成されている。
【００１９】
製造上、二重管構造の集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と触媒装置３１の上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とは一度の溶接で接合する必要がある。このため、二重管構造の集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３では断熱層２５の厚さを薄くしている。そして、この断熱層２５の厚さを薄くした集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接部２６で接合している。
【００２０】
図５では、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１の左側が外気である。一方、図５で集合部円筒状部位１３ａを構成している内管２４の右側を排気が流れるので、排気の流れを矢印で示している。４つの排気ポートを出た排気は集合部１３に集合して流れる。つまり、集合部円筒状部位１３ａで最も温度が上昇する。このため、高温の排気の熱が溶接部２６から集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に伝わり、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１が熱膨張して延びようとする。しかしながら、集合部１３及び触媒装置３１の全体は、図１〜図３に示したように上流側は分岐部をステーとしてシリンダブロック２の鉛直方向の上方に、下流側はステー３７によりシリンダロック２の鉛直方向の下方に固定されている。このため、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうち特にシリンダブロック２に対向している側の外管２１が延びることができない。このため、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に熱応力が発生し、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１つまり集合部円筒状部位１３ａの耐久性が低下してしまう。
【００２１】
これに対処するため、本実施形態では、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１であってシリンダブロック２に対向している側の外管２１の外周に冷却板４１を固定する。集合部円筒状部位１３ａが外管２１と内管２４とで構成される二重管構造の場合、内管２４の下流側開口端２４ａは上記のように延設部２２と重なった部位で滑るから問題ない。しかしながら、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２４は固定されているために熱膨張することが制限され、かつ溶接部２６に近い。集合部円筒状部位１３ａでも空気の断熱層２５があるので、当該断熱層２５を介しては熱は集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１へと伝わらない。しかしながら、溶接部２６を介しては熱が集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１へと容易に伝わるので、溶接部２６近くの外管２１には高温の排気熱がダイレクトに伝わる。よって、触媒装置３１の支持方法にもよるが、熱膨張に対しては集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のほうが厳しいのである。そこで、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に冷却板４１を固定し、熱膨張に対して厳しい集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１を、集合部１３に流れ込んでくる走行風で冷却する。
【００２２】
以下、図６、図７、図８を参照して詳述する。図６は第１実施形態の場合のシリンダブロック２に対向している側の溶接部２６の付近をモデルで示した断面図、図７は図４のＡ部拡大図、図８は図７の一部拡大図である。
【００２３】
図６、図７に示したように、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうち、シリンダブロック２に対向する側であってかつ溶接部２６から少し鉛直方向の上方に離した位置の外周に冷却板４１を溶接で接合（固定）する。
【００２４】
まず、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうちシリンダブロック２に対向する側に冷却板４１を固定する理由は、シリンダブロック２に対向する側に走行風が流れ込んでくるためである。
【００２５】
これについてを参照して説明すると、図９はエンジン１の車両５１への搭載場所を示す車両５１の平面図である。図９に示したように、ほぼ直方体状のシリンダブロック２は車両５１の前方に車両５１に対して横置きされ、しかも排気マニフォールド１１がシリンダブロック２よりも車両前方側に配置されている。こうしたエンジン１の配置では、排気マニフォールド１１の全体をエキゾーストカバー５２が覆っている。これは、エキゾーストカバー５２によって排気マニフォールド１１から外部に放射される熱を遮断することで、外部への熱害をなくすためである。このため、外部に開いているのが車両５１の側方のみとなっており、矢印で示したように車両５１の側方から走行風が回り込んで（シリンダブロック２の排気側側面２ａに沿って）入ってくる。図９、図３に矢印で示したように、集合部１３及び触媒装置３１とその奥にあるシリンダブロック２の排気側側面２ａと間の空間（隙間）に走行風が回り込んで入ってくるのである。ということは、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうちシリンダブロック２に対向する側に走行風が流れ込んでくる。そこで、図７にも示したように集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうちシリンダブロック２に対向する側にだけ冷却板４１を固定するのである。
【００２６】
一方、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうちシリンダブロック２に対向する側でない側に冷却板４１を固定しても、エキゾーストカバー５２により走行風が遮断されて走行風が入ってこないので、冷却性が向上しない。このように、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１のうちシリンダブロック２に対向する側は、走行風がよく当たり冷却効率がよい場所であるのである。
【００２７】
集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に冷却板４１を固定することは、排気マニフォールド１１の冷却性能が向上する、という効果だけにとどまらない。集合部１３は、性能要求から絞りを入れるためそのぶん剛性が低くなっている。さらに製造上、集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接で接合するため、溶接ばらつきにより、溶接ビードから疲労破壊することがあり得る。冷却板４１を集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に固定することで、冷却板４１が剛性を有する補強材となり、集合部円筒状部位１３ａの剛性を上げることができるのである。
【００２８】
これで冷却板１４を配置する場所が決まったので、次には冷却板４１をどのような形状でどの方向に固定すればよいのかを考える。まず、集合部１３及び触媒装置３１の全体は、簡略化すると鉛直方向に長い円筒状部材であると考えればよい。この円筒状部材の上流側は分岐部をステーとしてシリンダブロック２の鉛直方向上方に、この円筒状部材の下流側はステー３７でシリンダブロック２の鉛直方向下方に固定されており、それ以外は浮いている状態である。そうすると、円筒状部材は高熱を受けるとき、円筒の軸に直交する方向（図４で左右方向）よりも円筒の軸方向（図４で上下方向）により膨張して膨らむこととなる。この場合に、円筒状部材が熱膨張で延びる方向（図４で上下方向）に剛性を有する冷却板４１を固定したのでは、円筒状部材の熱膨張を妨げ、円筒状部材に熱応力を生じさせることになり、円筒状部材の耐久性が下がってしまう。そこで、円筒状部材が熱膨張して膨らむ方向ではなく、これに直交する方向（図４で左右方向）に冷却板４１を固定する。具体的には、図４、図７に示したように集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１の外周に集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３から鉛直方向の上方に少し離した位置に沿って冷却板４１を固定する。
【００２９】
次に、図６にも示したように、溶接部２６から少し鉛直方向の上方に離した位置に冷却板４１を溶接で接合している。これについて説明すると、熱解析からすれば上流側ケース３４の上端部付近と、集合部円筒状部位１３ａとの接合部及び溶接部２６が最も高温になる。よって、冷却上の要求よりすれば溶接部２６に冷却板４１を固定することである。一方、固定する方法として溶接を選択するときには、溶接した箇所の隣には溶接できないので、冷却板４１を溶接する箇所としては、溶接部２６からある距離は離したいという製造上の要求がある。そこで、冷却上と溶接上の各要求を共に満足させるため、集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３から鉛直方向の上方に少し離した位置の外管２１に冷却板４１を溶接で接合するのである。
【００３０】
次に、図１０は冷却板の断面形状を相違させた場合の放熱イメージ図で、図１０の左側は比較例２の場合の、図１０の右側は第１実施形態の場合である。ここで、図１０の左側に示す比較例２の冷却板４１’は冷却板４１の長手方向に直交する方向で切断した断面をＬ字状とし、図１０の右側に示す第１実施形態の冷却板４１は冷却板４１の長手方向に直交する方向で切断した断面をＶ字状としている。
【００３１】
さて、冷却板に同じ量の走行風が当たるとしたとき、冷却板の冷却性能は接触面積と放熱面積とで定まる。ここで、「接触面積」とは、冷却板と冷却したい部位（集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１）との接触面積のことである。「放熱面積」とは、冷却板の外周のうち外気と接触している部分の面積のことである。
【００３２】
いくら放熱面積を大きくしたとしても、熱が伝わる通路の断面積である接触面積があまりにも小さいと、熱を外気へと効率よく逃すことができない。このため、比較例２のように断面がＬ字状の冷却板４１’であれば接触面積を大きくすることができる。
【００３３】
一方、放熱面積を大きくするには、断面がＬ字状の冷却板４１’である場合より断面がＶ字状の冷却板４１である場合のほうが放熱性を上げることができる。これは、断面がＬ字状の冷却板４１’である場合には外気に突き出すのが１枚の板でしかないのに対して、断面がＶ字状の冷却板４１である場合には外気に突き出すのが倍の２枚の板となるためである。
【００３４】
そこで、放熱面積を大きくするため基本的にＶ字断面の冷却板４１とし、かつ接触面積をＬ字断面の冷却板４１’と同等とするためＶ字の底である接触部に所定の幅を持たせる。つまり、図１１にも示したように、冷却板４１を、所定の幅を有する帯状部４２と、この帯状部４２の両側面から立ち上がるフィン部４３，４４とから構成する。ここで、図１１の（Ａ）は第１実施形態の冷却板４１の平面図、図１１の（Ｂ）は第１実施形態の冷却板４１の正面図である。図１１に示したように、冷却板４１は、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１の曲面に沿ってすきまなく当接するように湾曲させている。
【００３５】
冷却板４１は、集合部１３を二重管構造で形成した板金と同じ板金で形成する。その際、帯状部４２に、図１１の（Ｂ）に示したように帯状部４２の長手方向に長い長穴４２ａを穿っておき、冷却板４１を集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１に当接させた状態でこの長穴４２ａに溶接棒を入れつつアーク溶接することにより、冷却板４１と集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１とを接合する。このアーク溶接によって、図７、図８にも示したように長穴４２ａがあった部位にはビード４６が盛り上がって形成される。
【００３６】
図６、図１０では、冷却板４１の断面がＶ字状である場合で説明したが、Ｕ字状であってよい。
【００３７】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００３８】
本実施形態では、エンジン１の各気筒の排気が流入する各分岐部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと、これら各分岐部に流入した排気を集合させる集合部１３とから構成される排気マニフォールド１１が前提である。しかも排気マニフォールド１１の全体を板金を用いて形成している。この場合に、本実施形態によれば、もっとも高温となりかつ剛性の低い集合部１３の外周に冷却板４１を固定する。これによって、集合部１３を外気で冷却できることから集合部１３の耐熱性が向上する。かつ冷却板４１を固定することで集合部１３の剛性が上がることから耐振動耐久性、音振性能を向上させることができる。
【００３９】
本実施形態によれば、冷却板４１を車両５１の走行風が流れ込む位置に固定するので、冷却板４１を車両５１の走行風が流れ込まない位置に固定する場合より冷却性能を向上させることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、エンジン１が車両５１に対して横置きされ、排気マニフォールド１１がエンジン１よりも車両５１の前方側に配置され、排気マニフォルド１１の全体がエギゾーストカバー５２で被覆されている場合を対象とする。このものでは、車両５１の両サイドのみが開いている。この場合に、冷却板４１を集合部１３のうちのシリンダブロック２（エンジン）に対向する側に固定する。これによって、エンジン１が車両５１に対して横置きされ、排気マニフォールド１１がエンジン１よりも車両５１の前方側に配置され、排気マニフォルド１１の全体がエギゾーストカバー５２で被覆されている場合であっても冷却性能を向上させることができる。
【００４１】
集合部１３は全体として円筒状部材であり、円筒状部材は熱膨張によって円筒状部材の軸方向の伸びが軸方向に直交する方向の延びよりも大きい。このため、一方向に長い部材である冷却板４１を、冷却板の長手方向を円筒状部材の軸方向に一致させて固定したのでは、円筒状部材である集合部１３の熱膨張を阻害することになり集合部１３に熱応力が発生し、耐久性が低下する。一方、本実施形態によれば、冷却板４１は一方向に長い部材であり、この冷却板４１の長手方向が集合部１３が膨張して延びる方向からずれるように冷却板４１を固定するので、冷却板４１が集合部１３の熱膨張を阻害しないようにすることができる。
【００４２】
本実施形態によれば、冷却板４１の断面はＶ字状であり、Ｖ字状の底である集合部１３との接触部に所定の幅を持たせるので、冷却板４１の断面がＬ字状である比較例２の場合より冷却性能を向上できる。
【００４３】
冷却板４１を固定する相手方の集合部１３は板金で形成されている。本実施形態によれば、冷却板４１を板金で形成し、帯状部４２（所定の幅を持たせた部位）に冷却板４１の長手方向の長穴４２ａを穿設し、この長穴４２ａにアーク溶接によってビード４６を置く。これによって、板金で形成されている集合部１３と、同じ板金で形成されている冷却板４１との固定が容易となり、排気マニフォールド１１の製造が容易となる。
【００４４】
本実施形態によれば、触媒装置３１を備え、触媒装置３１の上流側ケース３４と集合部１３とが固定されると共に、触媒装置３１の下流側ケース３５がシリンダブロック２（エンジン）に固定されている場合を前提とする。この場合に、冷却板４１を集合部１３の外周に沿ってかつ集合部１３の軸に直交する方向に固定する。これによって、触媒装置３１を備え、触媒装置３１の上流側ケース３４と集合部１３とが固定されると共に、触媒装置３１の下流側ケース３５がシリンダブロック２に固定されている場合においても、冷却板４１が集合部１３の熱膨張を阻害しないようにすることができる。
【００４５】
排気マニホールド１１の全体を板金を用いて二重管に形成している場合に、集合部円筒状部位１３ａも、外管２１と内管２４とその間の空気の断熱層２５とで構成される。このとき、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１が熱膨張に対して最も厳しい部位となる。本実施形態によれば、集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１の外周に冷却板４１を固定するので、二重管構造の集合部１３において熱膨張に対して最も厳しい部位を冷却することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、排気マニホールド１１の全体を板金を用いて二重管に形成し、集合部１３の下流側開口端２３と上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接で接合している場合を前提とする。この場合に、冷却板４１を、集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍との溶接部２６より少し離した位置で溶接により接合する。これによって、最も高温になる部位を冷却したいという冷却上の要求と溶接部２６からある距離は離したいという溶接上の要求とを共に満足させることができる。
【００４７】
実施形態では、板金で形成した集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と、板金製の上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接で接合する場合で説明したが、これに限られるものでない。触媒装置のケース３２は、板金製でなく鋳物製であってもかまわない。この場合には、板金で形成した集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と、鋳物製の上流側ケース３４の上流側開口端３４ａまたは上流側開口端３４ａの近傍とを溶接で接合することとなる。
【００４８】
また、触媒装置３１を備えることは必須でない。例えば、板金で形成した集合部円筒状部位１３ａの下流側開口端２３と板金で形成した排気管の上流側開口端とを溶接により接合し、この排気管の下流側をステー等を用いてシリンダブロックに固定しているもの（第２実施形態）にも本発明の適用がある。
【００４９】
第２実施形態によれば、排気管を備え、排気管の上流側開口端と集合部１３とが固定されると共に、排気管の下流側がシリンダブロック（エンジン）に固定されている場合を前提とする。この場合に、冷却板４１を集合部１３の外周に沿ってかつ集合部１３の軸に直交する方向に固定する。これによって、排気管を備え、排気管の上流側開口端と集合部１３とが固定されると共に、排気管の下流側がシリンダブロック（エンジン）に固定されている場合においても、冷却板４１が集合部の熱膨張を阻害しないようにすることができる。
【００５０】
実施形態では、直方体状のシリンダブロック２が車両５１に対して横置きされ、排気マニフォールド１１がシリンダブロック２よりも車両５１の前方側に配置され、排気マニフォルド１１の全体がエギゾーストカバー５２で被覆されている場合に適用するものであったが、これに限られない。直列以外にもＶ型、水平対向など様々な形状のエンジンがあり、エンジンの車両への配置の仕方も前置き、後置き、中央置き、あるいは横置き、縦置きなど様々であるので、エンジンの形状及び配置をみて車両の走行風が流れ込む位置に冷却板を固定すればよい。
【００５１】
実施形態では、冷却板４１は一方向に長い部材であり、この冷却板４１の長手方向が集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１が膨張して延びる方向（つまり円筒状部位１３ａの軸方向）と直交するように冷却板４１を固定する場合で説明した。本発明は、この場合に限られるものでない。例えば、冷却板４１の長手方向が集合部円筒状部位１３ａを構成している外管２１が膨張して延びる方向（つまり円筒状部位１３ａの軸方向）からずれるように冷却板４１を固定することであってよい。
【００５２】
実施形態では、冷却板４１を溶接で接合する場合で説明したが、必ずしも溶接による固定でなくても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
２  シリンダブロック
２ａ  排気側側面
１１  排気マニフォールド
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ  分岐部
１３  集合部
１３ａ  集合部円筒状部位
３１  触媒装置
４１  冷却板
４２  帯状部（所定の幅を持たせた部位）
４２ａ  長穴
４３，４４  フィン部
４６  ビード
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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