(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部の第１のマニフォールド（１）および第２のマニフォールド（２）と、中間部の中央マニフォールド（３０）とに分割され、蛇腹タイプの可撓管（４０、４０）で互いに接続されており、前記中央マニフォールド（３０）にはエンジンと対向側にターボチャージャと接続される排気口を有するフランジ（３Ｆ）が形成されているエキゾーストマニフォールド（１００）であって、そのエキゾーストマニフォールド（１００）の前記端部の第１および第２のマニフォールド（１、２）のポート（１１、１２：２５、２６）間に設けられた補強用リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）の構造において、前記補強リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ、２３Ｒｔ）は隣接するポート（１１と１２、２５と２６）側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）と平行に延在しており、その補強リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ、２３Ｒｔ）と前記隣接するポート側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）との間隔（δ）は２ｍｍ以下であり、かつエキゾーストマニフォールドのポート部分（１１、１２：２５、２６）に設けられたフランジ（１１Ｆ、１２Ｆ：２５Ｆ、２６Ｆ）とエンジンの排気ポートに設けられたフランジとの接合が可能な間隔に形成されていることを特徴とするエキゾーストマニフォールドのリブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエキゾーストマニフォールドのリブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸送効率向上や、快適安全運転のために車両用エンジンのエンジン出力は増加の傾向にある。エンジン出力の増加はエンジンの発熱量の増加を促し、排気温度を上昇させる。
排気温度が上昇した場合、エキゾーストマニフォールドには一層の熱負荷がかかる。
【０００３】
本発明をよく理解するために、図５及び図６を参照して、従来のエキゾーストマニフォールド及びそのリブ構造について説明する。
【０００４】
図５は、出力アップを図ったエンジンのマニフォールドアッセンブリ１０１を示した図である。図５において、マニフォールドアッセンブリ１０１は、第１のマニフォールド１０と、第２のマニフォールド２０と、中央マニフォールド３０とを有している。
【０００５】
第１のマニフォールド１０と中央マニフォールド３０、また、第２のマニフォールド１０と中央マニフォールド３０と、は共に熱膨張による各マニフォールド間の接続部の歪を吸収するために蛇腹タイプの可撓管４０，４０によって接続されている。
【０００６】
第１のマニフォールド１０は、第１マニフォールド１０の一方の端部であって第１のポート（開口部）１１を有する第１のフランジ１１Ｆと、第２のポート１２を有する第２のフランジ１２Ｆが形成されており、第１のフランジ１１Ｆは、図示しない６シリンダを有するエンジンの第１シリンダ側の排気ポートのフランジに接続され、第２のフランジ１２Ｆは、図示しないエンジンの第２シリンダ側の排気ポートのフランジに接続される。
又、図６に詳細を示すように、第１のフランジの端面（取付け面）と第２のフランジの端面（取付け面）は同一の延長面を有する。図中、２点鎖線Ｆｖはその同一の延長面（仮想面）を示す。
【０００７】
第１のマニフォールド１０の他方の端部には、前記可撓管４０との接続部１７が形成され、その接続部１７の外周に可撓管４０の端部の内周が嵌合される様に構成されている。
【０００８】
第１のマニフォールド１０は、第１のポート１１及び第２のポート１２間で、管状部１０Ｐの第１及び第２のフランジ１１Ｆ、１２Ｆ側に管状部１０Ｐの外周から均一の突出量を有する第１のリブ１１ｒが形成されている。
【０００９】
更に、管状部１０Ｐの第１及び第２のフランジ１１Ｆ、１２Ｆとは反対側にも管状部１０Ｐの外周から均一の突出量を有する第２のリブ１２ｒが形成されている。
【００１０】
尚、第２のリブ１２ｒの途中を遮るように、図示しないヒートプロテクター支持用のボス部１０Ｂが３箇所に形成されている。
【００１１】
前記第１のリブ１１ｒが形成された管状部１０Ｐは、第１のフランジ１１Ｆから第２のフランジ１２Ｆ側に向って次第に第１のフランジ１１Ｆの端面（取付け面）から離れる様に傾斜しており、従って、第１のリブ１１ｒの第２のフランジ１２Ｆ側では第２のフランジ１２Ｆの取付け面からはリブの頂部１１ｒｔが相当量（λ）離れている。
【００１２】
再び図５を参照して、第２のマニフォールド２０は、第２マニフォールド２０の一方の端部であって第６のポート２６を有する第６のフランジ２６Ｆと、第５のポート２５を有する第５のフランジ２５Ｆが形成されており、第６のフランジ２６Ｆは、当該エンジンの第６シリンダ側の排気ポートのフランジに接続され、第５のフランジ２５Ｆは、当該エンジンの第５シリンダ側の排気ポートのフランジに接続される。
【００１３】
第２のマニフォールド２０の他方の端部には、図では明確に示していないが、第１のマニフォールド１０と同様に、前記可撓管４０との接続部が形成され、その接続部の外周に可撓管４０の端部の内周が嵌合される様に構成されている。
【００１４】
単品図を用いての説明は省略するが、第２のマニフォールド２０にも第１のマニフォールド１０同様の第３のリブ２３ｒ（図６の第１のリブ１１ｒに相当）及び第４のリブ２４ｒ（図６の第２のリブ１２ｒに相当）が形成されている（以上、図５参照）。
【００１５】
尚、第２のマニフォールド２０では第４のリブ２４ｒの途中を遮るように、ＥＧＲ機構の排ガス取り出し用フランジ２Ｆが形成されている（以上、図５参照）。
【００１６】
引き続き図５を参照して、中央マニフォールド３０は、軸方向（長手方向）中央に対して略対称形であり、図示では明確に示されていないが、軸方向の両端部には可撓管４０との接続部が形成されている。その両端部近傍で中央から対称位置には、第３のポート３３を有するフランジ３３Ｆと、第４のポート３４を有するフランジ３４Ｆとが形成されている。
又、第３及び第４のフランジ３３Ｆ、３４Ｆとは軸中心に対して反対側でマニフォールド中央に図示しないターボチャージャとの接続用であって排気口を有するフランジ３Ｆが形成されている。
【００１７】
上述した様に、このエンジンは出力アップが図られており、発熱量も増加している。そして係る増加した発熱量によって、マニフォールド１０１全体がエンジンに取り付けられた状態では、第１のマニフォールド１０に関して、取り付け面側の第１のリブ１１ｒには伸び方向（矢印Ｙ１）の力が作用し、取付け面とは反対側の第２のリブ１２ｒには管壁を縮ませる方向（矢印Ｙ２）の力が作用する。
【００１８】
第２のマニフォールドにも同様に、取り付け面側の第３のリブ２３ｒには伸び方向（矢印Ｙ３）の力が作用し、取付け面とは反対側の第４のリブ２４ｒには管壁を縮ませる方向（矢印Ｙ４）の力が作用する。
【００１９】
特に、第１のマニフォールド１０の第１のリブ１１ｒに作用する伸び方向の力（熱変形力）及び第２のマニフォールド２０の第３のリブ２３ｒに作用する伸び方向の力（熱変形力）は、可撓管４０に近い側のフランジ１２Ｆ、２５Ｆの付け根において、応力の集中を引き起こさせる。
第１及び第２のマニフォールド１０，２０の材料は鋳鉄（ダクタイル）であり、圧縮よりも引っ張りに対して弱く、熱履歴の状態（低温から高温、高温から低温への繰返し変化の際の熱変形の度合い）によってはリブ１１ｒ、２３ｒに亀裂発生などの損傷を与えかねない。
【００２０】
排気温度による熱変形を緩和させ、排気ガスの漏れを防止すると共に、組付け工程の削減を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２１】
然るに、係る提案は、その目的が排気ガスの漏れの防止と、組付け工程の削減を意図したものであって、上述した様な問題点を解決するものではない。
【特許文献１】実開平４-１１９３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、排気温度が増加しても、マニフォールドにおける伸び側の熱変形量を抑制し、エンジンの出力アップにも十分対応出来るエキゾーストマニフォールドのリブ構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明によれば、両端部の第１のマニフォールド（１）および第２のマニフォールド（２）と、中間部の中央マニフォールド（３０）とに分割され、蛇腹タイプの可撓管（４０、４０）で互いに接続されており、前記中央マニフォールド（３０）にはエンジンと対向側にターボチャージャと接続される排気口を有するフランジ（３Ｆ）が形成されているエキゾーストマニフォールド（１００）であって、そのエキゾーストマニフォールド（１００）の前記端部の第１および第２のマニフォールド（１、２）のポート（１１、１２：２５、２６）間に設けられた補強用リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）の構造において、前記補強リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ、２３Ｒｔ）は隣接するポート（１１と１２、２５と２６）側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）と平行に延在しており、その補強リブ（１１Ｒ、２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ、２３Ｒｔ）と前記隣接するポート側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）との間隔（δ）は２ｍｍ以下とし、かつエキゾーストマニフォールドのポート部分（１１、１２：２５、２６）に設けられたフランジ（１１Ｆ、１２Ｆ：２５Ｆ、２６Ｆ）とエンジンの排気ポートに設けられたフランジ（図示なし）との接合が可能な間隔に形成されている。
【発明の効果】
【００２５】
係る構成を具備した本発明のエキゾーストマニフォールドのリブ構造は、エキゾーストマニフォールド（１，２）のポート（１１，１２；２５，２６）間に設けられた補強リブ（１１Ｒ，２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ，２３Ｒｔ）はエキゾーストマニフォールド（１，２）の隣接するポート（１１と１２；２５と２６）側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）と平行に延在しており、補強リブ（１１Ｒ，２３Ｒ）のエンジン側縁部（１１Ｒｔ、２３Ｒｔ）とエキゾーストマニフォールドの隣接するポート（１１と１２；２５と２６）側端面同士を接続する仮想面（Ｆｖ）との間隔（δ）は、エキゾーストマニフォールド（１，２）のポート部分（１１，１２；２５，２６）に設けられたフランジ（１１Ｆ，１２Ｆ；２５Ｆ，２６Ｆ）とエンジンの排気ポートに設けられたフランジとの接合を可能ならしめる程度まで大きく、且つ、当該間隔が出来る限り小さくなる様に構成されているために、熱による変形は小さく抑制される。
【００２６】
熱変形が小さく抑制される結果、エキゾーストマニフォールド（１０，２０）は熱によって損傷を蒙ることは無い。
【００２７】
熱による損傷の危惧が無いため、エンジンの出力アップに十分対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面（図１〜図４）を参照して、本発明の実施形態（マニフォールドアッセンブリとして符号１００を付す）について説明する。
本発明の実施形態は、前述した従来技術のエキゾーストマニフォールド１０１に対して、ポート間に設けられた補強リブの形状が異なるのみであるので、その異なる補強リブについてのみ、以下に説明する。
尚、以下の説明において、同一の部位については同じ符号を付し、説明の重複を避ける。
【００２９】
先ず、当該の補強リブの説明に入る前に、図４を参照してマニフォールドアッセンブリ１００を説明する。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態に係るマニフォールドアッセンブリ１００は、第１のマニフォールド１と、第２のマニフォールド２と、中央マニフォールド３０とを有している。
【００３１】
第１のマニフォールド１と中央マニフォールド３０、また、第２のマニフォールド２と中央マニフォールド３０と、は共に熱膨張による各マニフォールド間の接続部の歪を吸収するために蛇腹タイプの可撓管４０，４０によって接続されている。
【００３２】
次に、第１のマニフォールド１の、特に補強リブ１１Ｒについて図１及び図２に基づいて説明する。
【００３３】
第1のマニフォールド１の第１のポート１１を有する第1のフランジ１１Ｆと，第２のポート１２を有する第２のフランジ１２Ｆの間の管状部１０Ｐに、第1のフランジ１１Ｆと第２のフランジ１２Ｆを接続する様に第1のリブ１１Ｒが設けられている。
【００３４】
第1のリブ１１Ｒのエンジン側縁部（リブの頂部）１１Ｒｔは、第１のマニフォールド１の隣接するポート１１、１２側の端面、即ち第１のフランジ１１Ｆの端面と第２のフランジ１２Ｆの端面（取付け面）同士を接続する２点鎖線で示す仮想面Ｆｖと平行に延在しており、該補強リブ１１Ｒのエンジン側縁部（リブの頂部）１１Ｒｔと前記仮想面Ｆｖとの間隔δは、２ｍｍ以下に設定されている。
【００３５】
ここで、第１の補強リブ１１Ｒのエンジン側縁部（リブの頂部）１１Ｒｔと前記仮想面Ｆｖとの間隔δを２ｍｍ以下としたのは、第１のマニフォールド１の第１のフランジ１１Ｆ及び第２のフランジ１２Ｆの取付け面を、図示しないエンジンの排気ポートに設けられたフランジ面と接続させる場合、例えば、諸々の公差を考慮しても、エンジン側の鋳肌が第１のマニフォールドの補強リブと接触することなく接合出来、且つ、エンジン出力アップに伴う発熱量の増大が生じても、熱変形量及び、リブに作用する熱応力（応力集中）が許容範囲に収まる隙間の最大値が２ｍｍである、ということに基づいている。
【００３６】
図３の第２のマニフォールド２も、図１及び図２の第１のマニフォールド同様第２のマニフォールド２の隣接するポート２５、２６側の端面、即ち第５のフランジ２５Ｆの端面と第６のフランジ２６Ｆの端面（取付け面）同士を接続する２点鎖線で示す仮想面Ｆｖと平行に延在する第３の補強リブ２３Ｒが形成されている。
そして、その第３の補強リブ２３Ｒのエンジン側縁部（リブの頂部）２３Ｒｔと前記仮想面Ｆｖとの隙間が２ｍｍ以下に形成されている。
【００３７】
上述したように、エキゾーストマニフォールド１００の第１のマニフォールド１及び第２のマニフォールド２の当該補強リブ１１Ｒｔ、２３Ｒｔは、そのリブの頂部１１Ｒｔ、２３Ｒｔとフランジの取付け面同士（１１Ｆの取付け面と１２Ｆの取付け面、２５Ｆの取付け面と２６Ｆの取付け面）を接続する仮想面Ｆｖとの間隔δが、エキゾーストマニフォールド１のフランジ（１１Ｆ，１２Ｆ；１３Ｆ，１４Ｆ）とエンジンの排気ポートに設けられたフランジとの接合を可能ならしめる程度まで大きく、且つ、当該間隔δが出来る限り小さくなる（δ≦２ｍｍ）様に構成されているために、熱による変形は小さく抑制される。
【００３８】
熱変形が小さく抑制される結果、熱応力によってエキゾーストマニフォールド１００が熱によって損傷を蒙ることは無い。
【００３９】
熱による損傷の危惧が無いため、エンジンの出力アップに十分対応可能である。
【００４０】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る第１のマニフォールドを説明する平面図。
【図２】図１に対応する立面図。
【図３】本発明の実施形態に係る第２のマニフォールドを説明する平面図。
【図４】本発明の実施形態に係るマニフォールドアッセンブリの平面図。
【図５】従来技術におけるマニフォールドアッセンブリの平面図。
【図６】図５における第１マニフォールドの単品の平面図。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・第１のマニフォールド
２・・・第２のマニフォールド
１０Ｐ・・・管状部
１１・・・第１のポート
１１Ｆ・・・第１のフランジ
１１Ｒ・・・第１のリブ
１１Ｒｔ・・・頂部
１２・・・第２のポート
１２Ｆ・・・第２のフランジ
１２ｒ・・・第２のリブ
１７・・・接続部
２３Ｒ・・・第３のリブ
２３Ｒｔ・・・頂部
２４ｒ・・・第４のリブ
２５・・・第５のポート
２５Ｆ・・・第５のフランジ
２６・・・第６のポート
２６Ｆ・・・第６のフランジ
３０・・・中央マニフォールド
４０・・・可撓管
【図１】
0004540111.tif 000002
【図２】
0004540111.tif 000003
【図３】
0004540111.tif 000004
【図４】
0004540111.tif 000005
【図５】
0004540111.tif 000006
【図６】
0004540111.tif 000007