(57)【要約】【課題】本発明では、簡単な構成で排気流と排気圧による管壁の振動による異音等の発生を防止することにより、製造が容易でコストを低くできる排気マニホールド集合部構造を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の排気マニホールド集合部構造は、複数の排気口１１Ａ，１７Ａを集合させる二重集合管２１を備えている。二重集合管２１は、内管２１−１及び外管２１−２で一体に構成されており、内管２１−１と外管２１−２とリング状のステンレス製緩衝部材２２−２との間に、熱膨張・発泡して形成された円筒状の緩衝部材２２−１が、拘束緩衝構造として構築されている。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の排気口を集合させる集合管を有する排気マニホールド集合部構造において、
前記集合管は、内管と外管とを備えた二重集合管であり、
前記内管と前記外管との間に加熱により膨張する吸音断熱部材を設けることを特徴とする排気マニホールド集合部構造。
【請求項２】
前記吸音断熱部材は、エンジンの排気ガスの熱により加熱され、膨張することを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド集合部構造。
【請求項３】
前記二重集合管の内管と外管との一端同士を接合する一方、他端に緩衝部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気マニホールド集合部構造。
【請求項４】
前記緩衝部は、ステンレス鋼線を編んだ弾性メッシュ部材であることを特徴とする請求項３に記載の排気マニホールド集合部構造。
【請求項５】
前記内管及び／又は前記外管と前記吸音断熱部材との間に耐熱層を構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の排気マニホールド集合部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気マニホールド集合部構造、特に、騒音（排気マニホールドからの放射音、製造過程中に内管と外管との空間に発生した溶接スパッタ等のゴミの振動音）や発熱を遮断する他、排気マニホールドの耐久性を向上せしめる対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の排気マニホールド集合部構造は、エンジンの爆発に同期した排気ガスの流れによって生じる排気脈動すなわち振動による異音等を遮断するためや、管内に流れる排気ガスの熱量が外部に放出するのを防止する断熱保温対策として集合管の外周にグラスウール等の不織布を備えた防音遮熱板を配置したもの（例えば、特許文献１参照。）がある。また、排ガス規制による影響で排ガスの温度は上昇傾向にあり、現排気マニホールド集合部構造では、排気ガスの脈動により排気マニホールド集合部が破損する危険性があり、この対策として排気マニホールドを構成する金属の板厚を増加させる対策等が講じられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１９４５８号公報（［０００５］−［００２８］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、防音遮熱板が、金属基板、不織布、及び金網で構成され、構造が複雑であるため、製造が困難で、コストが高いという欠点がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、簡単な構成で排気流と排気圧による管壁の振動による放射音及びスパッタ等の振動に伴う異音の発生を防止し、かつ排気マニホールドの耐久性向上を可能にすることにより、製造が容易でコストを低くできる排気マニホールド集合部構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載の発明は、複数の排気口を集合させる集合管を有する排気マニホールド集合部構造において、前記集合管は、内管と外管とを備えた二重集合管であり、前記内管と前記外管との間に加熱により膨張する吸音断熱部材を設けることを特徴とする排気マニホールド集合部構造である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記吸音断熱部材は、エンジンの排気ガスの熱により加熱され、膨張することを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド集合部構造である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記二重集合管の内管と外管との一端同士を接合する一方、他端に緩衝部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気マニホールド集合部構造である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記緩衝部は、ステンレス鋼線を編んだ弾性メッシュ部材であることを特徴とする請求項３に記載の排気マニホールド集合部構造である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記内管及び／又は前記外管と前記吸音断熱部材との間に耐熱層を構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の排気マニホールド集合部構造である。
【００１１】
本発明では、製造時に膨張していない吸音断熱部材を内管と外管との間に挿入するだけの簡単な構成を採用する。排気マニホールド集合部構造が完成した後、エンジンを始動し、排気ガスの熱を吸音断熱部材が吸収する。
【００１２】
その結果、二重集合管の内管と外管との間で密閉された吸音断熱部材は、熱膨張して拘束緩衝構造を構築する。排気ガスの脈動により集合部が振動しようとしても拘束緩衝構造は、振動を抑制するだけでなく、振動音及び発熱を二重集合管の内管と外管との間の吸音断熱部材が吸収・遮断して多機能に作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る排気マニホールド集合部構造の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１乃至図３に示された本発明の第１実施形態に係る排気マニホールド集合部構造は、複数すなわち４本の排気パイプ１１、１３、１５、１７の下流側の出口端（排気口）同士を、仕切板２０を介在させながら、収納する二重集合管２１を有する。二重集合管２１は、中心線１９の周りに同心円状に配された内管２１−１及び外管２１−２を一体に接合したもので、排気パイプ１１、１３、１５、１７の下流側の排気口同士を、その上流部で集合してから下流側方向に先細すなわち集束するように延びている。二重集合管２１の内管２１−１と外管２１−２とは、上端部がそれぞれ接合され、下端部がリング状のステンレス製緩衝部材２２−２を間に介して接合される。そして、内管２１−１と外管２１−２とリング状のステンレス製緩衝部材２２−２とで形成される空気層に略円筒状の吸音断熱部材２２−１が設けられている。円筒状の吸音断熱部材２２−１は、高温膨張特性を持つ熱膨張性耐火シート（一例として、商品名：バーモフレックス）で、耐久性を備え、熱を受けて膨張する無機材と、セラミックファイバー、少量の有機無機結合材を混抄したものである。吸音断熱部材２２−１は、約４００℃から５４０℃の熱を受けてシートの厚さ方向に４倍程度発泡し膨張する。
なお、この吸音断熱部材２２−１を内管２１−１と外管２１−２の間の全域にわたって装着する代わりに、図４及び図５に示すように、排気熱、振動音発生箇所等に部分的に使用することも可能である。このような構成により、製造コストの削減が可能となる。
【００１５】
また、リング状のステンレス製緩衝部材２２−２は、吸音断熱部材２２−１を内部に閉じ込めるために嵌め込まれるもので、発生した熱による外管内管の膨張の相対ずれを吸収するもので、ステンレス鋼線をレース編みにしたものをリング状にプレススタンプ成形した弾性メッシュ部材である。排気マニホールド集合部構造の内管２１−１と外管２１−２との上端部（一端）同士が、接合される。一方、内管２１−１の下端部（他端）には突起部２１−１ａが設けられており、ステンレス製緩衝部材２２−２が搬送途中等において落下するのを防止する。尚、ステンレス製緩衝部材２２−２の代わりに、内管２１−１の下端部を外管側すなわち径方向に突出させて緩衝部を構成しても良い。排気マニホールド集合部構造の他端の外周はシールリング２３等を設け、後方に接続すべき排気管（図示せず）と接続可能な構成としている。
【００１６】
本発明の排気マニホールド集合部構造の製造方法を述べる。二重集合管２１の内管２１−１に吸音断熱部材２２−１及びリング状のステンレス製緩衝部材２２−２を装着した後、外管２１−２を装着し上端部を接合して一体とする。排気マニホールド完成後、エンジンを始動させ排気ガスが流れると、吸音断熱部材２２−１がエンジンの排気ガスの熱により加熱され膨張し、二重集合管２１の内管２１−１と外管２１−２とリング状のステンレス製緩衝部材２２−２との間に、密閉された略円筒状の吸音断熱部材２２−１から成る拘束緩衝構造が構築される。
【００１７】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。吸音断熱部材２２−１を製造時に二重集合管２１の内管２１−１と外管２１−２との間に挿入するだけの簡単な構成により、従来実施していたスパッタの除去作業は、熱膨張する吸音断熱材にスパッタが包囲される為不要となる。従って、振動による異音等の発生を防止し、製造が容易でコストを低くできるマニホールド集合部構造を提供することができるという効果を期待できる。
【００１８】
また、緩衝部や緩衝部材を設けることで次のような効果を期待できる。▲１▼外管２１−２と内管２１−１との好適な空間（吸音断熱部材の体積膨張による内管２１−１の偏り防止）を保持できる。▲２▼ステンレス製緩衝部材２２−２を二重集合管２１の下端部（他端）に設けることにより、吸音断熱部材２２−１が微細片となって落下するのを防止でき、更に、内管２１−１と外管２１−２との熱膨張差による軸方向及び径方向の伸縮差による歪、偏り、異音発生を吸収できる。
【００１９】
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る排気マニホールド集合部構造について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一要素については同一の符号を用いて参照し、詳細な説明は省略する。
【００２０】
同図に示すように、この排気マニホールド集合部構造は、第１実施形態の排気マニホールド集合部構造と同様の構成を有する。但し、内管２１−１と吸音断熱部材２２−１との間に耐熱層２４が設けられている。
耐熱層２４は、マニホールド組み立て途中の内管２１−１における吸音断熱部材２２−１側に耐熱部材を吹付け装着して層を構成しても良いし、図６（ｂ）に示すように、先に吸音断熱部材２２−１の一面側或いは両面側に耐熱部材を装着して、２〜３層構造に構成した耐熱兼吸音断熱部材２５を内管２１−１に装着後、外管２１−２を組み立てしても良い。
なお、前述した第１実施形態の排気マニホールド集合部構造と同様に、排気熱、振動音発生箇所等にのみ吸音断熱部材２２−１及び耐熱層２４を部分的に使用することも可能である。
【００２１】
このように内管２１−１と吸音断熱部材２２−１との間に耐熱層２４を構成することで、前述した第１実施形態の排気マニホールド集合部構造における効果に加えて、さらに吸音断熱部材２２−１の耐久性を高めることができる。
【００２２】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。例えば、実施形態では二重の集合管２１を備えているが、三重以上の集合管で２重以上の吸音断熱部材を設けても良い。
【００２３】
また、本発明では集合管２１を二重にしたが、排気パイプ１１、１３、１５、１７のそれぞれに本発明を適用しても良い。この場合、内外管を持つ二重の排気パイプを一体に構成し内外管の間に吸音断熱部材を設けて成る拘束緩衝構造が、排気パイプ１１、１３、１５、１７のそれぞれに構成される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、吸音断熱部材を製造時に二重集合管の内管と外管との間に挿入するだけの簡単な構成で、排気流による音と、排気流と排気圧による管の振動音及びスパッタの移動による異音の発生を防止することにより、製造が容易でコストを低くでき、耐久性のあるマニホールド集合部構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する第１実施形態に係る排気マニホールドの集合部構造の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図４】図２に示す排気マニホールドの集合部構造の変形例を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ’線に沿って切断した断面図である。
【図６】本発明を適用する第２実施形態に係る排気マニホールドの集合部構造の説明図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は吸音断熱部材の拡大図である。
【符号の説明】
１１、１３、１５、１７　排気パイプ
１１Ａ、１７Ａ　排気口
２０　仕切板
２１　二重集合管
２１−１　内管
２１−２　外管
２２−１　円筒状の吸音断熱部材
２２−２　リング状のステンレス製緩衝部材
２３　シールリング
２４　耐熱層
２５　耐熱兼吸音断熱部材
【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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