(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホルドを直列４気筒エンジンに固定するエンジンの排気マニホルド取付け構造であって、
上流端がエンジンのシリンダヘッドに接続された４本の枝管と、
上記各枝管の下流端に接続され、内部に仕切板を有する集合部とを設け、
上記仕切板により点火順序が隣り合わない気筒列方向両側部の２本の枝管からの排気ガスが導入される第１集合部と、
気筒列方向中央側の２本の枝管からの排気ガスが導入される第２集合部とを構成し、
上記仕切板は第１集合部が第２集合部に対してエンジン外方に位置する向きに設定され、
上記各枝管と集合部との接続部または接続部周辺の第２集合部側で、かつエンジンに対向する部位にエンジン取付けブラケットを設け、
上記４本の枝管の下流部には、集合部上流の内壁に接する曲線部と、集合部上流の内方に位置する略直角部とが形成され、
上記４本の枝管下流部の略直角部を近接配置して十文字状の空間部を形成し、
上記十文字部状の空間部に十文字状の補強板を挿入し、
上記補強板を各枝管下流部の略直角部外壁に溶接すると共に、
十文字状の補強板の一方を構成する板が集合部の内部に延出されて、該集合部内の排気通路を二分する仕切板に設定された
エンジンの排気マニホルド取付け構造。
【請求項２】
上記エンジン取付けブラケットは、ブラケット本体と、該ブラケット本体に略直交するフランジ部とを有し、
上記ブラケット本体とフランジ部とはアール部を介して接続され、
上記フランジ部を上記接続部または接続部周辺の第２集合部側で、かつエンジンに対向する部位に接続した
請求項１記載のエンジンの排気マニホルド取付け構造。
【請求項３】
上記集合部は内管と、内管外周より所定距離外側で内管を覆う外管とを備えた二重管構造に形成され、
上記内管と外管は集合部上流端で溶接固定されると共に、
溶接固定部より下流側の外管に上記エンジン取付けブラケットが接続された
請求項１または２記載のエンジンの排気マニホルド取付け構造。
【請求項４】
上記集合部は内管と、内管外周より所定距離外側で内管を覆う外管とを備えた二重管構造に形成され、
上記内管と外管は集合部上流端で溶接固定されると共に、
溶接固定部の外管に上記エンジン取付けブラケットが接続された
請求項１または２記載のエンジンの排気マニホルド取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排気マニホルドを直列４気筒エンジンに固定するようなエンジンの排気マニホルド取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のエンジンの排気マニホルド取付け構造としては、例えば、実開平４−９１２２４号公報に記載の構造がある。
すなわち、直列４気筒エンジンにおいて、上流端が取付けフランジを介してエンジンのシリンダヘッドに接続された４気筒分の合計４本の鋼管製の枝管と、これら各枝管の下流端に接続され、内部に仕切壁を有する鋳物製の集合部とを設ける一方、シリンダブロックの下部にはボス部を設け、上述の集合部にボルトアップされたコ字状のエンジン取付けブラケットを用いて、排気マニホルドを上記ボス部に取付けたものである。
【０００３】
上述の集合部および該集合部内に設けられた仕切壁は鋳物製であって、この仕切壁はその肉厚が大きい関係上、エンジン振動によるノイズの発生はない。
しかし、集合部の重量を軽減する目的で、この鋳物製の集合部を鋼管製の集合部と成し、かつ該集合部の内部に排気ガス流を二分する仕切板を設けた場合には、この仕切板がエンジン振動によって振動して、ノイズが発生する問題点があった。
【０００４】
また、上述の集合部にはネジ孔をもった排気マニホルド支持用ボスが設けられており、コ字状のエンジン取付けブラケットをその外部両側から上記ボスのネジ孔に螺合するボルトを用いて締付け固定し、このエンジン取付けブラケットを前述のシリンダブロック下部のボス部に取付けるものであるから、高温の排気ガスの流通によって排気マニホルドが熱延びした場合においても、この熱延びを吸収することができない問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、４本の枝管の下流端に接続された集合部を設け、この集合部と各枝管下流端の剛性が高い接続部に仕切板の上流端を固定すると共に、上述の接続部または接続部周辺にエンジン取付けブラケットを設けることで、より一層剛性の向上を図ることができ、しかも仕切板とエンジン取付けブラケットとを離反配置することにより、エンジンの振動が仕切板に伝わることを抑止して、仕切板の振動によるノイズの発生を防止することができ、さらに、４本の枝管の下流部に十文字状の補強板を挿入して、この補強板と各枝管下流部の略直角部外壁とを溶接することで、枝管の下流端相互間に隙間がなくなり、溶接強度の増大を図ることができると共に、各枝管下流部同士の干渉を防止することができるエンジンの排気マニホルド取付け構造の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によるエンジンの排気マニホルド取付け構造は、排気マニホルドを直列４気筒エンジンに固定するエンジンの排気マニホルド取付け構造であって、上流端がエンジンのシリンダヘッドに接続された４本の枝管と、上記各枝管の下流端に接続され、内部に仕切板を有する集合部とを設け、上記仕切板により点火順序が隣り合わない気筒列方向両側部の２本の枝管からの排気ガスが導入される第１集合部と、気筒列方向中央側の２本の枝管からの排気ガスが導入される第２集合部とを構成し、上記仕切板は第１集合部が第２集合部に対してエンジン外方に位置する向きに設定され、上記各枝管と集合部との接続部または接続部周辺の第２集合部側で、かつエンジンに対向する部位にエンジン取付けブラケットを設け、上記４本の枝管の下流部には、集合部上流の内壁に接する曲線部と、集合部上流の内方に位置する略直角部とが形成され、上記４本の枝管下流部の略直角部を近接配置して十文字状の空間部を形成し、上記十文字部状の空間部に十文字状の補強板を挿入し、上記補強板を各枝管下流部の略直角部外壁に溶接すると共に、十文字状の補強板の一方を構成する板が集合部の内部に延出されて、該集合部内の排気通路を二分する仕切板に設定されたものである。
【０００７】
上記構成によれば、４本の枝管の下流端に接続された集合部を設け、この集合部と上記各枝管下流端の剛性が高い接続部に対して上述の仕切板の上流端を固定し、さらに該接続部または接続部周辺にエンジン取付けブラケットを設けたので、より一層剛性の向上を図ることができる。
【０００８】
さらに、上述の集合部内の仕切板とエンジン取付けブラケットとを離反配置させたので、エンジンの振動が仕切板に伝わることを抑止して、仕切板の振動によるノイズの発生を防止することができる。
【０００９】
また、第２集合部に対して第１集合部をエンジン外方側に配置させたので、各枝管の曲がり部を短く設定することができ、また集合部の内部に仕切板を設けて排気ガスの流通路を二分するので、集合部をコンパクトに形成することができ、コンパクトな４−２−１タイプの排気系を確保することができる。
【００１０】
ここに、４−２−１タイプの排気系とは、４つの枝管から一旦排気ガスの流通路を二分した後に、１つの共通の流通路にて排気を行なうもので、排気ガスが徐々に集合することにより排気ガスの背圧や排気脈動の影響を受けにくいものである。
【００１１】
しかも、４本の枝管の下流部に十文字状の補強板を挿入して、この補強板と各枝管下流部の略直角部外壁とを溶接するので、枝管の下流端相互間に隙間がなくなり、溶接強度の増大を図ることができると共に、各枝管下流部同士の干渉を防止できる。
また、十文字状の補強板の一方を構成する板、つまり集合部内へ延設された仕切板も集合部に溶接固定されるので、接続部の剛性をより一層高めることができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記エンジン取付けブラケットは、ブラケット本体と、該ブラケット本体に略直交するフランジ部とを有し、上記ブラケット本体とフランジ部とはアール部を介して接続され、上記フランジ部を上記接続部または接続部周辺の第２集合部側で、かつエンジンに対向する部位に接続したものである。
上記構成によれば、高温の排気ガスが流通する排気マニホルドの熱延びを、上述のアール部にて緩和することができると共に、このアール部によりエンジン振動を吸収することができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記集合部は内管と、内管外周より所定距離外側で内管を覆う外管とを備えた二重管構造に形成され、上記内管と外管は集合部上流端で溶接固定されると共に、溶接固定部より下流側の外管に上記エンジン取付けブラケットが接続されたものである。
【００１４】
上記構成によれば、上述の溶接固定部より下流側の外管にエンジン取付けブラケットを接続している。要するに内管と外管との間に所定距離に相当する空隙が存在する部分に対してエンジン取付けブラケットを接続したので、内管および仕切板にエンジン振動が伝わるのを防止することができる。
さにら、集合部は内管と外管との二重管構造であるから、排気ガスの保温性が向上し、排気系に介設される触媒コンバータの早期活性化を図ることができる。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、上記集合部は内管と、内管外周より所定距離外側で内管を覆う外管とを備えた二重管構造に形成され、上記内管と外管は集合部上流端で溶接固定されると共に、溶接固定部の外管に上記エンジン取付けブラケットが接続されたものである。
【００１６】
上記構成によれば、内管、外管および枝管が溶接固定される溶接固定部にエンジン取付けブラケットも接続されるので、剛性および溶接強度の向上を図ることかでき、また同一箇所での溶接固定でよいため、溶接工数の削減を図ることもできる。
さらに、上述の集合部は内管と外管との二重構造であるから、排気ガスの保温性が向上し、排気系に介設される触媒コンバータの早期活性化を図ることができる。
【００１７】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はエンジンの排気マニホルド取付け構造を示し、図１において、直列４気筒エンジン１１は、シリンダブロック１２の上部にシリンダヘッド１３を介してシリンダヘッドカバー１４が取付けられると共に、シリンダブロック１２の下部にはオイルパン１５が取付けられている。また図中、１６はクランクセンタ、１７はシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との合わせ面である。
【００１８】
上述の直列４気筒エンジン１１は、前部のエンジンルーム内に横置き配置され、エンジンの車体前方側から吸気して、後方に排気すべく構成されている。すなわち、後述する枝管２４〜２７と集合部２８とを含む排気マニホルド１８が走行風にさらされることなく、排気ガスの保温性を向上させる目的で、後方排気構造に構成されている。
【００１９】
また、上述の排気マニホルド１８の下流端には排気管１９を接続し、この排気管１９をフロントフロアパネル２０等の車体下部に導き、該排気管１９には排気ガスを浄化する触媒コンバータ２１(いわゆるキャタリスト)を介設している。
【００２０】
上述のシリンダヘッド１３における排気ポート出口端部(出口端面)には、図２、図４に示すガスケット２２を介して排気マニホルド１８のエンジン取付けフランジ２３がボルトアップされる。
【００２１】
ここで、上述の排気マニホルド１８は図２、図３、図４に示すように４気筒に対応する合計４本の単管構造の枝管２４，２５，２６，２７と、これら４気筒の各枝管２４〜２７の下流端に接続されて排気ガスを合流させる集合部２８と、この集合部２８の下流側に配置されて上述の排気管１９の上流端を、エンジン１１のロール振動を緩和すべく接続する球状自在継手２９とを備え、この排気マニホルド１８の上流端のシリンダヘッド１３に対するエンジン取付けフランジ２３から集合部２８下流端までを略覆う上部インシュレータ３０および下部インシュレータ３１とを設けて、排気ガスの保温性を確保すると共に、周囲への熱害を防止すべく構成している。
【００２２】
また、上述の各枝管２４〜２７のうち枝管２４は第１気筒に対応し、枝管２５は第２気筒に対応し、枝管２６は第３気筒に対応し、枝管２７は第４気筒に対応するものである。
さらに、上述の集合部２８の下流部で、かつ近傍位置の車体下部には図１で示したように触媒コンバータ２１が配設されている。
【００２３】
次に、図５、図６、図７(２部材から成るインシュレータ３０，３１を取外した状態の図面)を参照して各枝管２４〜２７の構成について詳述すると、これらの各枝管２４〜２７は曲げ加工性を考慮してそれぞれ単管(シングル管)で構成されると共に、これら各枝管２４〜２７はそれぞれの上流端から気筒列方向の中心側に指向して、その直下流側で各枝管２４〜２７の軸心(軸芯線)が斜め後方下方に向く略同一方向となるように曲げられた曲がり部３２(図７参照)と、これら各枝管２４〜２７の下流側に配置した集合部２８まで直線状に延びる直線部３３(図７参照)とから構成されている。
【００２４】
また、第１気筒に対応する枝管２４と、第４気筒に対応する枝管２７とは略等長に形成されると共に、第２気筒に対応する枝管２５と、第３気筒に対応する枝管２６とは略等長に形成されている。
【００２５】
さらに、上述の各枝管２４〜２７と集合部２８との接続部２８ａ(図９参照)の少なくとも一部は、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との合わせ面１７の延長線１７ａ上の高さに設定され、かつ上述の各枝管２４〜２７の直線部３３から集合部２８の下流端までの排気ガス流通路は図５〜図７に示す如く直線状に構成されている。
【００２６】
なお、上述の集合部２８の下流側に配置された球状自在継手２９の下端部は、図７に示すようにクランクセンタ１６の延長線１６a上に近接する位置に設定されている。
【００２７】
図８は図７の矢印Ｘ方向から見た図面、図９は図８のＡ−Ａ線矢視断面図、図１０は図８のＢ−Ｂ線矢視断面図、図１１は図８のＣ−Ｃ線矢視断面図であって、上述の集合部２８は、図９に示す如く各枝管２４〜２７から導入される排気ガスが流通する内管３４と、この内管３４の周囲を所定距離を隔てて囲繞する外管３５との二重管構造に設定されている。
【００２８】
これら内管３４および外管３５は耐熱金属材料により構成され、内管３４の外周よりも所定距離外側において内管３４を覆う外管３５は、図１０、図１１に示すように半割り構造の２部材３５ａ，３５ｂから形成され、上述の内管３４と外管３５とは集合部２８の上流端で溶接固定されて、溶接固定部α(図９参照)が形成される。なお、この溶接手段としてはミグ溶接(ＭＩＧ welding、イナートガスアーク溶接)が用いられるが、このＭＩＧ溶接に代えてレーザ溶接にて接合してもよい。
【００２９】
また図９、図１０、図１１に示すように、上述の集合部２８の上流端から下流側へ該集合部２８の軸芯線方向に延びて、各枝管２４，２５，２６，２７から導入される排気ガスを二分して下流側に導く耐熱金属製の仕切板３６を設け、所謂４−２−１タイプの排気系を構成している。
【００３０】
そして、この仕切板３６によって集合部２８における内管３４の内部を、点火順序が隣り合わない気筒列方向両側部の２本の枝管２４，２７(つまり第１気筒と第４気筒とに対応する枝管)から導入される排気ガスを集合させる第１集合部４１と、残りの枝管すなわち点火順序が隣り合わない気筒列方向中央部の２本の枝管２５，２６(つまり第２気筒と第３気筒とに対応する枝管)から導入される排気ガスを集合させる第２集合部４２とに二分している。
【００３１】
上述の第１集合部４１においては第１気筒と第４気筒との排気ガスが導入乃至集合されるので、点火順序が＃１→＃３→＃４→＃２の順序または＃１→＃２→＃４→＃３の順序の何れの場合においても、点火順序が隣り合わないことになる。
【００３２】
同様に、上述の第２集合部４２においては第２気筒と第３気筒との排気ガスが導入乃至集合されるので、点火順序が＃１→＃３→＃４→＃２の順序または＃１→♯２→＃４→＃３の順序の何れの場合においても、点火順序が隣り合わないことになる。
【００３３】
また、上述の仕切板３６の向きは第１集合部４１が第２集合部４２よりもエンジン１１の外方すなわち後方に位置するように設定されている。
さらに、上述の集合部２８における内管３４は図９に示す如く、排気ガス流通路が直線状で、かつ上流側から下流側に行くに従って内管３４の断面積が徐々に小さくなるようにテーパ筒状に構成されている。
【００３４】
次に図１０を参照して合計４本の枝管２４，２５，２６，２７と、集合部２８上流端との接続構造について説明する。
上述の各枝管２４〜２７は鋼管(丸パイプ)で形成されるが、これら各枝管２４〜２７の下流部は、集合部２８上流の内管３４の内壁に接する曲線部２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａと、集合部２８上流の内管３４の内方に位置する略直角部２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂとが形成されている。
【００３５】
そして、上述の４本の枝管２４〜２７下流部の略直角部２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂを図１０に示す如く近接配置して、十文字状の空間部３７を形成し、この十文字状の空間部３７に２つの補強板３６，３８を十文字状に組合せて挿入し、これらの補強板３６，３８を上述の各枝管２４〜２７下流部の略直角部２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ外壁に溶接固定している。
【００３６】
また、上述の十文字状の補強板３６，３８の一方を構成する板３６は、集合部２８の内部に延出されて、集合部２８の内部において排気通路を第１集合部４１と第２集合部４２とに二分する仕切板に設定されている。
【００３７】
このように、上述の枝管２４〜２７に略直角部２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂを形成して、これらの各略直角部２４ｂ〜２７ｂを十文字状に組合わせ、かつ空間部３７に十文字状の補強板３６，３８を挿入して、溶接固定する構成により、隙間をなくして、接続部の剛性向上および溶接強度の向上を図るように構成している。
【００３８】
ところで、上述の排気マニホルド１８はエンジン１１に支持させる必要があるので、図９に示すように取付けブラケット４３を設けている。
この取付けブラケット４３は各枝管２４〜２７と集合部２８との接続部２８ａにおいて上述の第２集合部４２側で、かつエンジン１１と対向する位置に設けられている。
【００３９】
また、上述の取付けブラケット４３は図９に示すようにブラケット本体４３ａと、このブラケット本体４３ａに略直交するフランジ部４３ｂと、これら両者４３ａ，４３ｂを接続するアール部４３ｃとを有している。このアール部４３ｃにより排気マニホルド１８の熱延びを吸収すると共に、エンジン１１側の振動が排気マニホルド１８に不所望に伝達されるのを緩和すべく構成している。
【００４０】
前述の内管３４と外管３５とは集合部２８の上流端で溶接固定されているが、図９の実施例では取付けブラケット４３のフランジ部４３ｂ下端を内外管３４，３５の溶接固定部αよりも下流側において外管３５に溶接接続している。つまり、フランジ部４３ｂの下端が内管３４と外管３５との間に所定距離に相当する空隙が存在する部分に溶接固定されたものである。
【００４１】
このようにして集合部２８の上流端に溶接固定された取付けブラケット４３は、図１、図２に示すようにボルト、ナット４４を用いてエンジン側のブラケット４５に固定され、このエンジン側のブラケット４５は図１に示すようにシリンダブロック１２の所定部に取付けられる。
【００４２】
一方、上述の排気マニホルド１８には図７、図８に示すように、上部インシュレータ３０および下部インシュレータ３１を取付けるためのブラケット４６，４７，４８，４９，５０，５１が設けられている。
【００４３】
これら各ブラケット４６〜５１のうちの１つのブラケット４６は枝管２７の直線部３３上面に溶接固定され、他の１つのブラケット４９は枝管２５の直線部３３下面に溶接固定されている。
【００４４】
残りの４つのブラケット４７，４８，５０，５１は集合部２８を構成する外管３５の上流近傍、下流近傍の上下両面にそれぞれ溶接固定されるが、これら各ブラケット４７，４８，５０，５１は図１０に示すように外管３５の凹部３５ｃを跨いで該外管３５の外壁部に溶接固定され、ブラケット４７，４８，５０，５１のコンパクト化と、外管３５の広がり防止と、インシュレータ３０，３１取付時に用いるボルトやネジ等の締付け部材の締付け量増大とを達成するように構成している。
【００４５】
なお、上述の各ブラケット４６〜５１のインシュレータ取付座面における管２７，２５，３５側には予めナットが接合されているが、図示の便宜上、これらナットの図示を省略している。
【００４６】
また、上述の各ブラケット４６〜５１のうち上側に位置するブラケット４６，４７，４８は上部インシュレータ３０取付け用に設定され、下側に位置するブラケット４９，５０，５１は下部インシュレータ３１取付け用に設定されている。
【００４７】
次に図６を参照して各枝管２４〜２７の上流端に接続され、かつシリンダヘッド１３に接続されるエンジン取付けフランジ２３の構成について、さらに詳述する。
【００４８】
このエンジン取付けフランジ２３には複数のボルト孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇが略千鳥状に配置形成されるが、インパクトレンチ等の工具スペースを確保しつつ、枝管２４〜２７の直線部３３を長く設定する目的で、気筒列方向中央の２つの枝管２５，２６(第２気筒、第３気筒に相当する枝管)が近接する位置のボルト孔２３ｃは気筒列(詳しくは各枝管２４〜２７の上流端中心部を気筒列方向に結ぶ線)よりも上方に位置させている。
【００４９】
また複数のボルト孔２３ａ〜２３ｇのうち端部に位置するボルト孔２３ｆは、組付け性を考慮して長孔に設定されている。なお、長孔に設定するボルト孔は１つのみに限定されるものではなく、複数に設定してもよいことは勿論である。
【００５０】
次に図１１を参照して集合部２８下流部における内管３４の支持構造について説明する。
上述の内管３４は、その上流端にあっては図９で既に示したように外管３５に溶接固定されているが、この内管３４の下流側は両管３４，３５の熱膨張の差に起因して内管３４の下流方向への延びが許容されるように構成している。
【００５１】
このため、内管３４と外管３５との間のリング状の空間部にはステンレスワイヤメッシュ等から成るスペーサ５２を介設し、内管３４の自重が作用する部分すなわち両管３４，３５内の下部に位置するスペーサ５２の所定部の支持剛性は他の部分に対してその支持剛性が大きくなるように設定している。また上述のスペーサ５２はその一部を内管３４または外管３５に接合される。
【００５２】
この所定部の支持剛性を大きく設定する手段としては、スペーサ５２の材質、幅、厚さ、密度のうちの少なくとも１つを変更すればよい。また、図１１で示した実施例にあっては、上記スペーサ５２を内管３４と外管３５との間のリング状の空間部の全周に介設したが、該空間部にスペーサ５２を部分的または間欠的に介設してもよいことは勿論である。
【００５３】
次に図８、図１２を参照して集合部２８の下流端に設けられた球状自在継手２９の構成について説明する。
この球状自在継手２９は集合部２８の外管３５の下流端外周に接合された管部材５３と、この管部材５３の外周中間部に接合されたフランジ５４と、管部材５３の外周下流部に接合され球面部５５ａを有するジョイント５５と、ボルト５６と、ワッシャ５７と、ナット５８とを備えている。
【００５４】
而して、この球状自在継手２９の上記球面部５５ａに図８に示すように、排気管１９上端側の球面部１９ａを対接させ、かつ排気管１９上端側のフランジ部１９ｂとボルト５６のスプリングリテーナ部との間にスプリング５９を介設した状態で、集合部２８の下流端に球状自在継手２９を介して排気管１９を接続して、エンジン１１のロール振動を緩和すべく構成したものである。
【００５５】
次に、図１３〜図１６を参照して前述の上部インシュレータ３０の構成について説明する。
この上部インシュレータ３０は各枝管２４〜２７と集合部２８とを含む排気マニホルド１８の上流側端における取付けフランジ２３から下流の排気管１９接続部までの上側過半部を覆うように断面門形状に形成されている。
【００５６】
また、この上部インシュレータ３０は図１６にその断面積を示すように、アルミメッキ鋼板などの金属製の外側部材６０と内側部材６１との間に断熱材６２を介設し、全周縁部にはフランジ部６３を有するものである。
【００５７】
さらに図１３に示すように、その平面から見た形状が略Ｔ字状に形成されていると共に、集合部２８と対応する部分には排気ガスの流動方向と略直交する横方向で、かつ外方へ突出する複数のビード６４，６５，６６が一体形成されている。
【００５８】
上述のビード６４，６５，６６の形成位置には、該上部インシュレータ３０を排気マニホルド１８に取付けるためのボルト孔６７，６８，６９が設けられている。
【００５９】
また図１３に示すように各枝管２４〜２７の上流側と対応する部分にも、該上部インシュレータ３０を取付けるためのボルト孔７０，７１が設けられているが、これらボルト孔７０，７１のうちの一方のボルト孔７１は組付け性および熱延びの緩和を図る目的で長孔に設定されている。
【００６０】
次に、図１７〜図２０を参照して前述の下部インシュレータ３１の構成について説明する。
この下部インシュレータ３１は各枝管２４〜２７と集合部２８とを含む排気マニホルド１８の上流端における取付けフランジ２３から下流の排気管１９接続部までの下側半部を覆うように断面凹形状に形成されている。
【００６１】
また、この下部インシュレータ３１は図２０にその断面構造を示すように、アルミメッキ鋼板などの金属製の外側部材７２と内側部材７３との間に断熱材７４を介設し、全周縁部にはフランジ部７５を有するものである。
【００６２】
さらに図１７に示すように、その平面から見た形状が略Ｔ字状に形成されると共に、集合部２８と対応する部分には排気ガスの流動方向と略直交する横方向で、かつ外方へ突出する複数のビード７６，７７，７８が一体形成されている。
【００６３】
上述のビード７６，７７，７８の形成位置には、該下部インシュレータ３１を排気マニホルド１８に取付けるためのボルト孔７９，８０，８１が設けられている。
【００６４】
また、図１７に示すように各枝管２４〜２７の上流側と対応する部分にも、該下部インシュレータ３１を取付けるためのボルト孔８２，８３が設けられているが、これらボルト孔８２，８３のうちの一方のボルト孔８３は組付け性および熱延びの緩和を図る目的で長孔に設定されている。
【００６５】
さらに、上述のビード７６，７７間には、前述の取付けブラケット４３を外部へ導出させるための開口部８４が形成されている。
【００６６】
ところで、図６に示すよう上述のエンジン取付けフランジ２３における各枝管２４，２５の間と、各枝管２６，２７との間とには、その上下両部に取付け部８５ａ，８５ｂ，８６ａ，８６ｂを備えた取付けブラケット８５，８６が接合固定されている。
【００６７】
上述の上部インシュレータ３０側の上流側の２つのボルト孔７０，７１は取付け部８５ａ，８６ａにボルトアップされ、下流側の３つのボルト孔６７，６８，６９はブラケット４６，４７，４８(図６参照)にボルトアップされる。
【００６８】
また、下部インシュレータ３１側の上流側の２つのボルト孔８２，８３は取付け部８５ｂ，８６ｂにボルトアップされ、下流側の３つのボルト孔７９，８０，８１はブラケット４９，５０，５１(図７参照)にボルトアップされる。
次に、図２１、図２２を参照してシリンダヘッド１３とエンジン取付けフランジ２３との間に配置される前述のガスケット２２の構成について説明する。
【００６９】
このガスケット２２は図２２にその断面構造を示すように、ステンレス等の金属板から形成された第１部材８７と、鋼板等の金属板から形成された第２部材８８との二重構造に形成されると共に、図２１に示すようにエンジン１１側の排気ポート出口端と対応する開口部８９，９０，９１，９２を有するものである。
また、このガスケット２２には図６で示したエンジン取付けフランジ２３のボルト孔２３ａ〜２３ｇと一致するボルト孔２２ａ〜２２ｇが形成されている。
【００７０】
しかも、上述の第２部材８８を上方に延設した後に、屈曲点９３からリヤ方向に折り曲げて、つまりエンジン１１から後方へ離反する方向へ折り曲げ延出して、ひさし状のガイド部９４を一体形成すると共に、このガイド部９４と第２部材８８のみの一重構造部との間の所定部には補強用のビード９５…が複数形成されている。
【００７１】
上述のガイド部９４はインシュレータ３０，３１と排気マニホルドとの間から外部に放出される熱を、エンジン１１から離反する方向へ導くもので、このように構成することにより、エンジン１１のシリンダヘッド１３とシリンダヘッドカバー１４との間のシール部材、並びにエンジン補機類の熱劣化を防止すべく構成している。
【００７２】
ところで、図２に示すように上部インシュレータ３０と下部インシュレータ３１とは、上部インシュレータ３０の下端が下部インシュレータ３１の上端部に所定量オーバラップするように被せられ、これら両者３０，３１の被着状態下における隙間は可及的小さくなるように設定されている。
【００７３】
また、これら両者３０，３１の被着状態下において、インシュレータ３０，３１の少なくとも取付けフランジ２３側の端部は、図２に示すように該フランジ２３から下流側に所定量の隙間Ｌを持つように設定されており、このエンジン取付けフランジ２３とインシュレータ３０，３１との間の上記隙間Ｌから放出された熱が、上述のガスケット２２のガイド部９４で案内されて、エンジン１１から遠ざかる方向へ導かれるように構成したものである。
【００７４】
さらに上述の隙間Ｌの大きさは、上部インシュレータ３０と下部インシュレータ３１とオーバラップ状に被着して形成される隙間に対して、大きくなるように設定されて、これら両インシュレータ３０，３１の合わせ面からの熱逃げを抑止し、上述の隙間Ｌから熱を放出すべく構成している。
【００７５】
このように、図１〜図２２で示した実施例のエンジンの排気マニホルド取付け構造は、排気マニホルド１８を直列４気筒エンジン１１に固定するエンジンの排気マニホルド取付け構造であって、上流端がエンジン１１のシリンダヘッド１３に接続された４本の枝管２４〜２７と、上記各枝管２４〜２７の下流端に接続され、内部に仕切板３６を有する集合部２８とを設け、上記仕切板３６により点火順序が隣り合わない気筒列方向両側部の２本の枝管(第１気筒に相当する枝管２４と、第２気筒に相当する枝管２７参照)からの排気ガスが導入される第１集合部４１と、気筒列方向中央側の２本の枝管(第２気筒に相当する枝管２５と、第３気筒に相当する枝管２６参照)からの排気ガスが導入される第２集合部４２とを構成し、上記仕切板３６は第１集合部４１が第２集合部４２に対してエンジン１１の外方に位置する向きに設定され、上記各枝管２４〜２７と集合部２８との接続部２８ａまたは接続部周辺の第２集合部４２側で、かつエンジン１１に対向する部位に取付けブラケット４３を設けたものである。
【００７６】
このように、４本の枝管２４〜２７の下流端に接続された集合部２８を設け、この集合部２８と上記各枝管２４〜２７下流端の剛性が高い接続部２８ａに対して上述の仕切板３６の上流端を固定し、さらに該接続部２８ａまたは接続部周辺に取付けブラケット４３を設けたので、より一層剛性の向上を図ることができる。
【００７７】
しかも、上述の集合部２８内の仕切板３６と取付けブラケット４３とを離反配置させたので、エンジン１１の振動が仕切板３６に伝わることを抑止して、仕切板３６の振動によるノイズの発生を防止することができる。
【００７８】
また、第２集合部４２に対して第１集合部４１をエンジン１１の外方側に配置させたので、各枝管２４〜２７の曲がり部３２(図７参照)を短く設定することができ、また集合部２８の内部に仕切板３６を設けて排気ガスの流通路を二分するので、集合部２８をコンパクトに形成することができ、コンパクトな４−２−１タイプの排気系を確保することができる。
【００７９】
ここに、４−２−１タイプの排気系とは、４つの枝管から一旦排気ガスの流通路を二分した後に、１つの共通の流通路にて排気を行なうもので、排気ガスが徐々に集合することにより排気ガスの背圧や排気脈動の影響を受けにくいものである。
【００８０】
さらに、上記取付けブラケット４３は、図９で示したようにブラケット本体４３ａと、該ブラケット本体４３ａに略直交するフランジ部４３ｂとを有し、上記ブラケット本体４３ａとフランジ部４３ｂとはアール部４３ｃを介して接続され、上記フランジ部４３ｂを上記接続部または接続部周辺の第２集合部４２側で、かつエンジン１１に対向する部位に接続したものである。
この構成によると、高温の排気ガスが流通する排気マニホルド１８の熱延びを、上述のアール部４３ｃにて緩和することができると共に、このアール部４３ｃによりエンジン振動を吸収することができる。
【００８１】
しかも、上記集合部２８は内管３４と、内管３４の外周より所定距離外側で内管３４を覆う外管３５とを備えた二重管構造に形成され、上記内管３４と外管３５は集合部２８上流端で溶接固定されると共に、溶接固定部α(図９参照)よりも下流側の外管３５に上記取付けブラケット４３が接続されたものである。
【００８２】
この構成によると、上述の溶接固定部αより下流側の外管３５に取付けブラケット４３を接続している。要するに内管３４と外管３５との間に所定距離に相当する空隙が存在する部分に対して取付けブラケット４３を接続したので、内管３４および仕切板３６にエンジン振動が伝わるのを防止することができる。
さにら、集合部２８は内管３４と外管３５との二重管構造であるから、排気ガスの保温性が向上し、排気系に介設された触媒コンバータ２１の早期活性化を図ることができる。
【００８３】
加えて、図１０で示したように、上記４本の枝管２４〜２７の下流部には、集合部２８上流の内壁に接する曲線部２４ａ〜２７ａと、集合部２８上流の内方に位置する略直角部２４ｂ〜２７ｂとが形成され、上記４本の枝管２４〜２７下流部の略直角部２４ｂ〜２７ｂを近接配置して十文字状の空間部３７を形成し、上記十文字部状の空間部３７に十文字状の補強板３６，３８を挿入し、上記補強板３６，３８を各枝管２４〜２７下流部の略直角部２４ｂ〜２７ｂの外壁に溶接すると共に、十文字状の補強板３６，３８の一方を構成する板３６が集合部２８の内部に延出されて、該集合部２８内の排気通路を二分する仕切板に設定されたものである。
【００８４】
この構成によると、４本の枝管２４〜２７の下流部に十文字状の補強板３６，３８を挿入して、この補強板３６，３８と各枝管２４〜２７下流部の略直角部２４ｂ〜２７ｂ外壁とを溶接するので、枝管２４〜２７の下流端相互間に隙間がなくなり、溶接強度の増大を図ることができる。
また十文字状の補強板３６，３８の一方を構成する板３６、つまり集合部２８内へ延設された仕切板３６も集合部２８に溶接固定されるので、接続部の剛性をより一層高めることができる。
【００８５】
なお、上述の実施例で示したように、エンジン１１のシリンダヘッド１３に接続された複数の枝管２４〜２７と、上記枝管２４〜２７の下流端に接続され、排気ガスを合流させる集合部２８とを備え、上記各枝管２４〜２７は単管構造に設定されて、それぞれ上流端から気筒列方向の中心側に指向し、その直下流側で各枝管２４〜２７の軸心が略同一方向になるように曲げられた曲がり部３２(図７参照)と、上記下流側に配置した集合部２８まで直線状に延びる直線部３３(図７参照)とから構成され、上記集合部２８は各枝管２４〜２７から導入される排気ガスが流通する内管３４と、該内管３４の周囲を囲繞する外管３５との二重管構造に設定され、集合部２８下流端と、集合部２８下流側に配置されて車体に支持される排気管１９の上流端とが球面継手手段(球状自在継手２９参照)にて接続され、上記各枝管２４〜２７と集合部２８との接続部２８ａの少なくとも一部が、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との合わせ面１７の延長線１７ａ上の高さに設定され、上記枝管２４〜２７の直線部３３から上記集合部２８の下流端までの排気ガス流通路が直線状に構成された構造を採用した場合には、次の効果がある。
【００８６】
すなわち、各枝管２４〜２７における直線部３３と、集合部２８の直線状との両者によるストレート部の長さを長く設定することができるので、排気ガスの排気抵抗を低減させて、エンジン出力の向上を図ることができ、また、二重管構造の集合部２８の長さを可及的長く設定し、内管３４と外管３５との両者で排気ガスの保温性を向上させることができるので、排気系に介設される触媒コンバータ２１の早期活性化を図ることができ、さらに、上述の各枝管２４〜２７を単管(シングル管)構造に成すと、その曲げ加工が容易となり、加えて、集合部２８下流端と排気管１９の上流管とは球面継手手段(球状自在継手２９参照)にて接続すると、エンジン１１のロール振動を緩和することができる。
【００８７】
また、実施例で示したように上記エンジン１１の前方吸気、後方排気構造を採用した場合には次の効果がある。
すなわち、上述の後方排気構成により各枝管２４〜２７および集合部２８が走行風にさらされないので、排気ガスの保温性をより一層向上させることができ、また前方排気構成に対して枝管２４〜２７上流端から触媒コンバータ２１までの長さを短縮することができる。
【００８８】
さらに、実施例で示したように上記各枝管２４〜２７の上流端に接続され、かつシリンダヘッド１３に接続されるエンジン取付けフランジ２３を設け、該エンジン取付けフランジ２３に形成されたボルト孔２３ａ〜２３ｇを図６で示したように千鳥状に配置すると共に、各枝管２５，２６が近接する位置のボルト孔２３ｃを気筒列よりも上方に位置するように設定した構造を採用した場合には次の効果がある。
【００８９】
すなわち、エンジン取付けフランジ２３の各枝管２５，２６が近接する部位のボルト孔２３ｃを、気筒列(各枝管２４〜２７の上流端中心部を気筒列方向に結ぶ線)よりも上方に位置させると、インパクトレンチ等の工具スペースを確保しつつ、各枝管２４〜２７の直線部をより一層長く設定することができる。
【００９０】
加えて、実施例で示したように、上記集合部２８の下流側で、かつ近傍位置の車体下部に触媒コンバータ２１を配設すると次の効果がある。
すなわち、前方排気構成の排気マニホルド直下に設けられる直下キャタ(キャタリストの略)を省略しつつ、触媒コンバータ２１を集合部２８に可及的近接配置することができるので、高温の排気ガスにより該触媒コンバータ２１の早期活性化を図ることができる。
【００９１】
さらに、実施例で示したように、少なくとも上記枝管２４〜２７の外周部を覆うインシュレータ３０，３１を設ける構成を採用すると、次の効果がある。
すなわち、二重管構造の集合部２８に対して放熱量が大きい単管構造の各枝管２４〜２７の外周部をインシュレータ３０，３１で覆うので、このインシュレータ３０，３１により周囲への熱害を防止することができると共に、各枝管２４〜２７の部分においても排気ガスの保温性向上を図ることができる。
【００９２】
また上記実施例で示したように、上記集合部２８の内管３４と外管３５との間にスペーサ５２を設け、これら両枝管３４，３５の下部に位置するスペーサ５２の支持剛性を他部に対して大きく設定する構造を採用すると、次の効果がある。
【００９３】
すなわち、上記スペーサ５２にて内管３４と外管３５との振動による干渉を防止することができ、特に自重が付勢される内管３４下側が外管３５と干渉するのを防ぐことができる。さらに内管３４と外管３５との熱膨張の差に起因する内管３４の延びを許容することもできる。
【００９４】
図２３はエンジンの排気マニホルド取付け構造の他の実施例を示し、ブラケット本体４３ａと、このブラケット本体４３ａに略直交するフランジ部４３ｂと、これら両者４３ａ，４３ｂを接続するアール部４３ｃとを備えた取付けブラケット４３の他の取付け構造を示すものである。
【００９５】
図２３の実施例においても、集合部２８は内管３４と、この内管３４の外周よりも所定距離外側で内管３４を覆う外管３５とからなる二重管構造であって、かつ内管３４と外管３５とは集合部２８の上流端が溶接固定されて、溶接固定部αが形成されているが、この実施例の場合には、取付けブラケット４３のフランジ部４３ｂを上記溶接固定部αにおける外管３５の上端に溶接固定したものである。
【００９６】
このように構成すると、内管３４と、外管３５と、枝管(この場合は２つの枝管２５，２６)が溶接される位置に、取付けブラケット４３も溶接されるので、溶接剛性のさらなる向上を図ることができる。また同一箇所での溶接固定でよいため、図９で示した先の実施例に対して溶接工数の削減を図ることができる。
【００９７】
このように構成しても、その他の構成、作用および効果については先の実施例とほぼ同様であるから、図２３において図９と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００９８】
図２４はエンジンの排気マニホルド取付け構造のさらに他の実施例を示し、集合部２８内において排気ガスを二分して下流側に導く前述の仕切板３６をさらに下流側へ延出して、この仕切板３６を排気管１９内にも配設したものである。
なお、排気管内の仕切板は集合部の仕切板とは別途、流通を損なわないと共に、干渉しないよう所定量クリアランスを設けて配置されてもよい。
【００９９】
このように構成すると、４−２−１タイプの排気系の「２」の部分をさらに長く設定することができ、仕切板３６の延出長さの設定により、エンジンの要求に対応した４−２−１タイプの排気系を構成することができる。
【０１００】
なお、図２４のように構成しても、その他の構成、作用および効果については先の実施例とほぼ同様であるから、図２４において図８と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【０１０１】
図２５はエンジンの排気マニホルド取付け構造のさらに他の実施例を示し、上述の排気管１９を排気ガスが流通する内管９６と、内管９６の外周を所定距離外側で覆う外管９７とからなる二重管構造に設定したものである。
このように構成すると、集合部２８の二重管構造に加えて、その下流側の排気管１９も二重管構造となるので、排気ガスの保温性をより一層高めることができる。
【０１０２】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のエンジン取付けブラケットは、実施例の取付けブラケット４３に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【０１０３】
【発明の効果】
この発明によれば、４本の枝管の下流端に接続された集合部を設け、この集合部と各枝管下流端の剛性が高い接続部に仕切板の上流端を固定すると共に、上述の接続部または接続部周辺にエンジン取付けブラケットを設けることで、より一層剛性の向上を図ることができ、さらに、仕切板とエンジン取付けブラケットとを離反配置することにより、エンジンの振動が仕切板に伝わることを抑止して、仕切板の振動によるノイズの発生を防止することができる効果があり、しかも、４本の枝管の下流部に十文字状の補強板を挿入して、この補強板と各枝管下流部の略直角部外壁とを溶接するので、枝管の下流端相互間に隙間がなくなり、溶接強度の増大を図ることができると共に、各枝管下流部同士の干渉を防止でき、また十文字状の補強板の一方を構成する板、つまり集合部内へ延設された仕切板も集合部に溶接固定されるので、接続部の剛性をより一層高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のエンジンの排気マニホルド取付け構造を示す側面図。
【図２】  図１の要部拡大図。
【図３】  排気マニホルドをリヤ方向から見た状態で示す正面図。
【図４】  排気マニホルドの分解斜視図。
【図５】  インシュレータを取外した状態で示す平面図。
【図６】  インシュレータを取外した状態で示す正面図。
【図７】  インシュレータを取外した状態で示す側面図。
【図８】  図７の矢印Ｘ視による説明図。
【図９】  図８のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１０】  図８のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１１】  図８のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図１２】  球面継手手段の断面図。
【図１３】  上部インシュレータの平面図。
【図１４】  上部インシュレータの正面図。
【図１５】  上部インシュレータの側面図。
【図１６】  上部インシュレータの部分断面図。
【図１７】  下部インシュレータの平面図。
【図１８】  下部インシュレータの正面図。
【図１９】  下部インシュレータの側面図。
【図２０】  下部インシュレータの部分断面図。
【図２１】  ガスケットの正面図。
【図２２】  図２１のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図。
【図２３】  本発明のエンジンの排気マニホルド取付け構造の他の実施例を示す側面図。
【図２４】  本発明のエンジンの排気マニホルド取付け構造のさらに他の実施例を示す側面図。
【図２５】  本発明のエンジンの排気マニホルド取付け構造のさらに他の実施例を示す側面図。
【符号の説明】
１１…エンジン(直列４気筒エンジン)
１３…シリンダヘッド
１８…排気マニホルド
２４〜２７…枝管
２４ａ〜２７ａ…曲線部
２４ｂ〜２７ｂ…略直角部
２８…集合部
２８ａ…接続部
３４…内管
３５…外管
３６…仕切板(補強板)
３７…十文字状の空間部
４１…第１集合部
４２…第２集合部
４３…取付けブラケット(エンジン取付けブラケット)
４３ａ…ブラケット本体
４３ｂ…フランジ部
４３ｃ…アール部
α…溶接固定部
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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