(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホルドの外周に配置されたインシュレータを備えてなるエンジンの排気系構造であって、
上記インシュレータは、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジから下流側の排気管接続部までの上側を覆う上部インシュレータと、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジから下流側の排気管接続部までの下側を覆う下部インシュレータと、から構成され、
上記インシュレータの取付けフランジ側の端部は該フランジから下流側に所定の隙間をもつように設定され、
上記上部インシュレータと下部インシュレータとは、上部インシュレータの下端部が下部インシュレータの上端部に所定量オーバラップするように被せられる合わせ部を有し、該合わせ部は排気ガスの流動方向に略沿うように両インシュレータの長手方向に形成され、
上記所定の隙間は、上記合わせ部の上部インシュレータと下部インシュレータとの隙間よりも大きくなるように設定され、
上記所定の隙間から放出される熱をエンジンから離反する方向に導くように該エンジンから離反する方向に延出された案内手段が設けられた
エンジンの排気系構造。
【請求項２】
上記案内手段は取付けフランジとシリンダヘッドとの間に配設されるガスケットに一体的に設けられた
請求項１記載のエンジンの排気系構造。
【請求項３】
上記エンジンは横置き配置されると共に、後方排気構造に設定された
請求項１または２記載のエンジンの排気系構造。
【請求項４】
上記インシュレータの少なくとも幅方向には複数の補強部が設けられると共に、
上記補強部にはインシュレータを排気マニホルドに取付けるボルト孔が形成された
請求項１〜３の何れか１に記載のエンジンの排気系構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排気マニホルドの外周に配置されたインシュレータ(詳しくはヒート・インシュレータ)を備えてなるようなエンジンの排気系構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のエンジンの排気系構造としては、排気マニホルドの周囲に存在する部品に対して該排気マニホルドからの放熱による熱害が及ぶことを防止する目的で、排気マニホルドをインシュレータで覆ったものが知られている。
【０００３】
このように、上述の排気マニホルドをインシュレータで囲繞すると、周囲への熱害を防止することができると共に、排気管に介設される触媒コンバータを早期に活性化させることができる利点がある反面、次のような問題点があった。
【０００４】
つまり、排気マニホルドはその内部を高温の排気ガスが流通するので、熱をもっており、この排気マニホルドをインシュレータで囲繞すると、このインシュレータ内に熱がこもる。
【０００５】
このため、排気マニホルドとインシュレータとの間の熱を、インシュレータ外部に放出させる必要があるが、仮に、上述の熱を排気マニホルドと上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジ側から放出する構造を採用すると、シリンダヘツドとシリンダヘッドカバーとの間に介設されたラバー製のガスケット(シール部材)やその周辺に存在する補機類が熱劣化する問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジと、上部インシュレータと下部インシュレータとから構成されるインシュレータの該取付けフランジ側の端部に設けられた所定の隙間からの熱を放出すべく構成すると共に、この所定の隙間から放出される熱をエンジンから離反する方向(エンジンから遠ざかる方向)に案内する案内手段を設けることで、シリンダヘッド・ヘッドカバー間のシール部材および補機類の熱劣化を防止することができ、しかも、排気ガスの流動方向に略沿うように上部インシュレータと下部インシュレータとがオーバラップするように被せられる合わせ部を設け、周囲への熱害を防止しつつ、排気ガスの保湿性を確保することができ、上記合わせ部相互の隙間より上記取付けフランジ端部側の所定の隙間を大きく設定することで、インシュレータ内の熱は上述の合わせ部相互の隙間から放出することなく、取付けフランジ端部側の所定の隙間から放出し、これにより、案内手段による効果がさらに向上するエンジンの排気系構造の提供を目的とする。
【０００７】
【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系構造は、排気マニホルドの外周に配置されたインシュレータを備えてなるエンジンの排気系構造であって、上記インシュレータは、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジから下流側の排気管接続部までの上側を覆う上部インシュレータと、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジから下流側の排気管接続部までの下側を覆う下部インシュレータと、から構成され、上記インシュレータの取付けフランジ側の端部は該フランジから下流側に所定の隙間をもつように設定され、上記上部インシュレータと下部インシュレータとは、上部インシュレータの下端部が下部インシュレータの上端部に所定量オーバラップするように被せられる合わせ部を有し、該合わせ部は排気ガスの流動方向に略沿うように両インシュレータの長手方向に形成され、上記所定の隙間は、上記合わせ部の上部インシュレータと下部インシュレータとの隙間よりも大きくなるように設定され、上記所定の隙間から放出される熱をエンジンから離反する方向に導くように該エンジンから離反する方向に延出された案内手段が設けられたものである。
【０００８】
上記構成の案内手段は、排気マニホルドのシリンダヘッドに対する取付けフランジ(つまりエンジン取付けフランジ)とシリンダヘッドとの間に介設されるガスケットに一体的に形成してもよく、またはガスケットと別体のガイド板をシリンダヘッドに取付けるように構成してもよい。
【０００９】
上記構成によると、排気マニホルドとインシュレータとの間の熱は上記取付けフランジ側の所定の隙間から外部に放出され、かつ、この熱がシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間のシール面や補機類に向かわないように上述の案内手段で熱をエンジンから離反する方向へ案内する。
この結果、シリンダヘッド・ヘッドカバー間のシール部材および補機類の熱劣化を防止することができる。
【００１０】
しかも、排気ガスの流動方向に略沿うように上部インシュレータと下部インシュレータとがオーバラップするように被せられる合わせ部を設けたので、周囲への熱害を防止しつつ、排気ガスの保湿性を確保することができ、さらに上記所定の隙間は、合わせ部の上部インシュレータと下部インシュレータとの隙間よりも大きくなるように設定したので、この合わせ部の隙間から熱が放出することなく、熱は上記所定の隙間から放出し、これにより、案内手段による効果がさらに向上する。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、上記案内手段は取付けフランジとシリンダヘッドとの間に配設されるガスケットに一体的に設けられたものである。
上記構成によれば、より一層簡単な構成で、熱をエンジンから離反する方向へ導くことができると共に、部品点数および組付け工数の削減を図ることができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記エンジンは横置き配置されると共に、後方排気構造に設定されたものである。
上記構成によれば、熱の放出方向すなわち、取付けフランジ端部側の隙間から放出された後に、案内手段で案内される熱の放出方向と、エンジンルーム内に導入される走行風の向きとが同方向となるので、エンジンおよびエンジン補機類を熱害から保護することができ、またエンジンルーム内部における熱のこもりも低減することができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記インシュレータの少なくとも幅方向には複数の補強部が設けられると共に、上記補強部にはインシュレータを排気マニホルドに取付けるボルト孔が形成されたものである。
【００１４】
上記構成の幅方向は、排気マニホルド内を流通する排気ガスの排出方向と略直交する方向に設定することができ、また上述の補強部はリブ(rib)またはビード(bead)に設定することができる。
【００１５】
上記構成によれば、複数の補強部によりインシュレータそれ自体の剛性向上を図ることができ、また補強部に上記ボルト孔を設けたので、ボルト等の締結部材を用いてインシュレータを排気マニホルドに取付ける際の取付け剛性の向上を図ることができる。
【００１６】
【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系構造を示し、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。
【００１７】
上述の直列４気筒エンジン１１は、車両前部のエンジンルーム内に横置き配置され、かつ、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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(詳しくは排気マニホルドガスケット)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。
【００２０】
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、これら両インシュレータ３０，３１で排気マニホルド１８のほぼ全体を覆って、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、気筒列方向両側に相当し、かつ第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、気筒列方向中間に相当し、かつ第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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の周囲を所定距離外側から囲繞する外管３５との二重管構造に設定されている。
【００２７】
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いる。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【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または接続部周辺部位において上述の第２集合部４２側で、かつエンジン１１のシリンダブロック１２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の溶接固定部よりも下流側つまり内管３４と外管３５との間に間隔がある部位において外管３５に溶接接続している。
【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６０と内側部材６１との間に断熱材６２(断熱作用と吸音作用とを兼ねる部材)を介設し、全周縁部にはクリンチ(clinch)構造によるフランジ部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(幅方向)で、かつ外方へ突出する補強部としての複数のビード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(断熱作用と吸音作用とを兼ねる吸音断熱部材)を介設し、全周縁部にはクリンチ(clinch)構造によるフランジ部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(幅方向)で、かつ外方へ突出する補強部としての複数のビード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】
ここで、上下の各インシュレータ３０，３１に設けられたビード６４，６５，６６，７６，７７，７８はこれらインシュレータ３０，３１の周縁部まで延出形成されると共に、図４に示す如く各ビードの形成部位は互に一致するように構成されている。
【００６５】
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。
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(遠ざかる方向)へ折り曲げ延出して、案内手段としての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。また上述のガイド部９４においてブラケット８５，８６の取付け部８５ａ，８６ａと対向する部分には切欠き部９４ａ，９４ｂが形成されている。
【００７１】
上述のガイド部９４(排気マニホルド１８と)は、排気マニホルド１８とインシュレータ３０，３１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との間のラバー製のガスケットなどのシール部材、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合わせ部βの隙間は可及的小さく、望ましくは零となるように設定されている。ここで、上述の合わせ部βは排気ガスの流動方向に略沿うように両インシュレータ３０，３１の長手方向に形成される。
【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に示すように該取付けフランジ２３から下流側に所定量の隙間Ｌ（所定の隙間）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とをオーバラップ状に被着して形成される合わせ部βの隙間に対して、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の合わせ部βからの熱逃げを抑止し、上述の隙間Ｌから熱を外部へ放出すべく構成している。換言すれば、各インシュレータ３０，３１の合わせ部βにおける熱の放出抵抗を大きく設定し、上記隙間Ｌからの熱の放出抵抗が小さくなるように設定したものである。
【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系構造は、排気マニホルド１８の外周に配置されたインシュレータ３０，３１を備えてなるエンジンの排気系構造であって、上記インシュレータ３０，３１は排気マニホルド１８上流端のシリンダヘッド１３に対する取付けフランジ２３から下流側の排気管１９接続部までを略覆うように少なくとも２つ以上の複数部材３０，３１から構成され、上記インシュレータ３０，３１の取付けフランジ２３側の端部は該フランジ２３から下流側に所定の隙間Ｌ(図２参照)をもつように設定され、上記取付けフランジ２３とインシュレータ３０，３１の上記隙間Ｌから放出される熱をエンジン１１から離反する方向(遠ざかる方向)に導くように該エンジン１１から離反する方向に延出された案内手段(ガイド部９４参照)が設けられたものである。
【００７６】
この構成によると、上記２つのインシュレータ３０，３１で排気マニホルド１８のほぼ全体を覆うことができ、さらに、排気マニホルド１８とインシュレータ３０，３１との間の熱は上記取付けフランジ２３側の隙間Ｌから外部に放出され、かつ、この熱がシリンダヘッド１３とシリンダヘッドカバー１４との間のシール面や補機類に向かわないように上述の案内手段(ガイド部９４参照)で熱をエンジン１１から離反する方向へ案内する。
この結果、シリンダヘッド・ヘッドカバー間のシール部材(ラバー製のガスケット参照)および補機類の熱劣化を防止することができる。
【００７７】
また、上述の排気マニホルド１８をインシュレータ３０，３１で覆っているので、排気ガスの保温性を向上させることができ、このため触媒コンバータ２１の早期活性化を図ることができる。
【００７８】
さらに上記インシュレータ３０，３１は２つ以上の複数部材(この実施例では２部材)から構成されたものであるから、比較的複雑形状の排気マニホルド１８を適切に覆うことができ、また、その取付け性も良好となる。
【００７９】
しかも、上記案内手段(ガイド部９４参照)は取付けフランジ２３とシリンダヘッド１３との間に配設されるガスケット２２に一体的に設けられたものである。
この構成によると、より一層簡単な構成で、熱をエンジン１１から離反する方向へ導くことができると共に、部品点数および組付け工数の削減を図ることができる。
【００８０】
また、上記インシュレータ３０，３１を構成する複数部材の合わせ部β(図２参照)相互の隙間より上記取付けフランジ２３端部側の隙間Ｌが大きく設定されたものである。
この構成によると、インシュレータ３０，３１内の熱は上述の合わせ部β相互の隙間から放出することなく、取付けフランジ２３端部側の隙間Ｌから放出するので、案内手段(ガイド部９４参照)による効果(熱逃がしの効果)がさらに向上する。
【００８１】
さらに、上記エンジン１１は横置き配置されると共に、後方排気構造に設定されたものである。
この構成によると、取付けフランジ２３端部側の隙間Ｌから放出され、案内手段(ガイド部９４参照)で案内される熱の放出方向と、エンジンルーム内に導入される走行風の向きとが同方向となるので、エンジン１１およびエンジン補機類を熱害から保護することができ、またエンジンルーム内部における熱のこもりも低減することができ、さらには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ると共に、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。
【００８２】
加えて、上記インシュレータ３０，３１の幅方向(横方向参照)には複数の補強部(ビード６４，６５，６６，７６，７７，７８参照)が設けられると共に、上記補強部にはインシュレータ３０，３１を排気マニホルド１８に取付けるボルト孔６７，６８，６９，７９，８０，８１が形成されたものである。
【００８３】
上記構成によると、複数の補強部(ビード６４〜６６，７６〜７８参照)によりインシュレータ３０，３１それ自体の剛性向上を図ることができ、また補強部(ビード６４〜６６，７６〜７８参照)に上記ボルト孔６７〜６９，７９〜８１を設けたので、ボルト等の締結部材を用いてインシュレータ３０，３１を排気マニホルド１８に取付ける際の取付け剛性の向上を図ることができる。
【００８４】
さらに、上述の補強部をビード６４〜６６，７６〜７８に設定すると、これらの各ビードによって、インシュレータ３０，３１の熱延びを吸収、緩和することができる。
【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となる構造を採用した場合には次の如き効果がある。
【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、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、しかも、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て、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、また、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、さらに、集合部２８下流端と排気管１９の上流管とを球面継手手段(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】
さらに、上述の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は図６で示したように千鳥状に配置されると共に、各枝管２５，２６が近接する位置のボルト孔２３ｃは気筒列よりも上方に位置するように設定された構造を採用すると、次の如き効果がある。
【００８８】
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。
【００８９】
因に、上述のエンジン取付けフランジの各枝管が近接する部位のボルト孔を、気筒列(各枝管の上流端中心部を気筒列方向に結ぶ線)よりも下方に位置させると、インパクトレンチ等の工具スペースを考慮すると各枝管の曲がり部が長くなり、直線部が短くなるので、上記構成とすることが望ましい。
【００９０】
加えて、上述の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が配設された構造を採用すると、次の如き効果がある。
【００９１】
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。
【００９２】
また、上述の実施例で示したように、上記集合部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２４〜２７から導入される排気ガスを二分して下流側に導く仕切板３６を設け、集合部２８の内管３４は、各枝管２４〜２７のうち気筒列方向最両側部に位置する枝管２４〜２７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２５，２６から導入される排気を集合させる第２集合部４２とを備え、第２集合部４２に対して第１集合部４１がエンジン外方側に配置され、内管３４の排気ガス流通路は直線状で、かつ下流側が徐々に内管断面積が小さくなるように構成された構造を採用すると、次の如き効果がある。
【００９３】
すなわち、図１０に示すように、第２集合部４２に対して第１集合部４１をエンジン外方側に配置させると、各枝管２４〜２７の曲がり部３２を短く設定することができ、また集合部２８の内管３４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、それぞれの通路毎に内管を設ける構成と比較して、集合部２８をコンパクトに形成することができ、しかも集合部２８の表面積が小さくなることにより、熱容量(熱逃げ)が小さくなり、さらに集合部２８が長いことで排気ガスを徐々に絞ることができて、特に４気筒エンジンの場合には、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。
【００９４】
さらに、上述の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、次の如き効果がある。
【００９５】
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。
【００９６】
図２３はエンジンの排気系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。
【００９７】
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の上流端に溶接固定されているが、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を上記溶接固定部における外管３５の上端に溶接固定したものである。
【００９８】
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と共に、各要素２５，２６，３４，３５，４３ｂが一箇所にて溶接されるので、溶接工数の低減を図ることができる。
なお、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。
【００９９】
図２４はエンジンの排気系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。
【０１００】
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、排気管１９内における仕切板３６の長さを任意に設定することにより、エンジン１１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。
なお、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はエンジンの排気系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、この内管９６の外周を所定量外側にて覆う外管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ため、排気ガスの保温性をより一層高めることができる。なお、図２５において前図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。
【０１０２】
図２６はエンジンの排気系構造のさらに他の実施例を示す。図２で示した先の実施例においては案内手段としてのガイド部９４をガスケット２２に一体的に形成したが、図２６に示すこの実施例においてはガスケット２２と別体のガイド板９８を設け、このガイド板９８を案内手段に設定したものである。
【０１０３】
上述のガイド板９８はボルト９９等の取付け手段を用いてシリンダヘッド１３の所定部に取付けられる取付け部９８ａと、前述の取付けフランジ２３とインシュレータ３０，３１との間の隙間Ｌから放出される熱をエンジン１１から離反する方向に導くように該エンジン１１から離反する方向に延出されたガイド部９８ｂとが一体に形成されたものである。
【０１０４】
このように構成しても、排気マニホルド１８とインシュレータ３０，３１との間の熱を、上述の隙間Ｌから放出させた後に、この熱をガイド板９８のガイド部９８ｂでエンジン１１から遠ざかる方向へ案内することができるので、シリンダヘッド１３とシリンダヘッドカバー１４との間に介設されるラバー製のガスケットなどのシール部材や補機類の熱劣化を防止することができる。
【０１０５】
なお、図２６に示す実施例においても、その他の構成、作用、効果については先の実施例とほぼ同様であるから、図２６において前図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。
【０１０６】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の案内手段は、実施例のガイド部９４またはガイド板９８に対応し、
以下同様に、
補強部は、ビード６４〜６６、７６〜７８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。
【０１０７】
【発明の効果】
この発明によれば、排気マニホルド上流端のシリンダヘッドに対する取付けフランジと、インシュレータの該取付けフランジ側の端部に設けられた隙間からの熱を放出すべく構成すると共に、この隙間から放出される熱をエンジンから離反する方向(エンジンから遠ざかる方向)に案内する案内手段を設けたので、シリンダヘッド・ヘッドカバー間のシール部材および補機類の熱劣化を防止することができ、しかも、排気ガスの流動方向に略沿うように上部インシュレータと下部インシュレータとがオーバラップするように被せられる合わせ部を設けたので、周囲への熱害を防止しつつ、排気ガスの保湿性を確保することができ、さらに上記所定の隙間は、合わせ部の上部インシュレータと下部インシュレータとの隙間よりも大きくなるように設定したので、この合わせ部の隙間から熱が放出することなく、熱は上記所定の隙間から放出し、これにより、案内手段による効果がさらに向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のエンジンの排気系構造を示す側面図。
【図２】  図１の要部拡大図。
【図３】  上記排気系構造をリヤ方向から見た状態で示す正面図。
【図４】  同排気系構造の分解斜視図。
【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系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系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系構造のさらに他の実施例を示す側面図。
【図２６】  本発明のエンジンの排気系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
１３…シリンダヘッド
１８…排気マニホルド
１９…排気管
２２…ガスケット
２３…取付けフランジ
３０…上部インシュレータ
３１…下部インシュレータ
６４〜６６，７６〜７８…ビード(補強部)
６７〜６９，７９〜８１…ボルト孔
９４…ガイド部(案内手段)
９８…ガイド板(案内手段)
Ｌ…所定の隙間
β…合わせ部
【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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【図２６】
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