(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部フランジ（７）と，この上部フランジ（７）に各上流側端部が結合される複数の排気単管（５1 〜５4 ）と，これら排気単管（５1 〜５4 ）の下流側端部に結合される排気集合管（６1 ，６2 ）と，この排気集合管（６1 ，６2 ）の下流側端部に結合される下部フランジ（８）とを備え，前記各排気単管（５1 〜５4 ）を，第１断熱空間（１２）を挟んで内外二重に配置される内側単管（１０）及び外側単管（１１）から構成すると共に，それらの上流側端部を前記上部フランジ（７）に溶接して固着し，また前記各排気集合管（６1 ，６2）を，第２断熱空間（１７）を挟んで内外二重に配置される内側集合管（１５）及び外側集合管（１６）から構成すると共に，それらの下流側端部を前記下部フランジ（８）に溶接して固着してなる，エンジンの保温型排気マニホールドにおいて，
前記外側単管（１１）の下流側端部を前記外側集合管（１６）の上流側端部に嵌入して両者を相互に溶接する一方，前記内側集合管（１５）の上流側端部を前記内側単管（１０）及び外側単管（１１）の各下流側端部間に挿入して，前記内側集合管（１５）の上流側端部を，前記外側単管（１１）の下流側端部の内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第２断熱空間（１７）の上流側端部を閉鎖し，更に，前記内側単管（１０）の下流側端部を前記内側集合管（１５）の上流側端部内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第１断熱空間（１２）の下流側端部を閉鎖したことを特徴とする，エンジンの保温型排気マニホールド。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの保温型排気マニホールドにおいて，
前記内側集合管（１５）の上流側端部に，前記外側単管（１１）の下流側端部内周面に嵌合する外側拡径部（２２）を形成し，前記内側単管（１０）の下流側端部に，前記外側拡径部（２２）に摺動可能に嵌合する内側拡径部（１４）を形成したことを特徴とする，エンジンの保温型排気マニホールド。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの保温型排気マニホールドにおいて，
前記外側単管（１１）の下流側端部に，内側集合管（１５）の上流側端部に摺動可能に密着してこれを支承する縮径部（２３）を形成し，前記内側集合管（１５）の上流側端部の内周面に前記内側単管（１０）の下流側端部を摺動可能に嵌合したことを特徴とする，エンジンの保温型排気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，上部フランジと，この上部フランジに各上流側端部が結合される複数の排気単管と，これら排気単管の下流側端部に結合される排気集合管と，この排気集合管の下流側端部に結合される下部フランジとを備え，前記各排気単管を，断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側単管及び外側単管から構成すると共に，それらの上流側端部を前記上部フランジに溶接して固着し，また前記各排気集合管を，断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側集合管及び外側集合管から構成すると共に，それらの下流側端部を前記下部フランジに溶接して固着し，さらに外側単管の下流側端部及び外側集合管の上流側端部を相互に溶接して結合する一方，前記内側単管の下流側端部を前記内側集合管の上流側端部内周面に摺動可能に嵌合してなる，エンジンの保温型排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝる保温型排気マニホールドは，例えば特開平１０−８９０６３号公報に開示されるように，既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かゝる保温型排気マニホールドでは，排ガスに直接触れる内側単管及び内側集合管と，外気に露出した外側単管及び外側集合管との軸方向の熱伸びの差を，互いに嵌合する内側単管の下流側端部と内側集合管の上流側端部との相対摺動により吸収して，各部に熱歪みが発生することを防ぐようにしており，しかも上記熱伸びの差の吸収部を一箇所に集約することにより，構造の簡素化を図るようにしている。
【０００４】
しかしながら，上記従来のものでは，内側単管の下流側端部と内側集合管の上流側端部とを摺動可能に嵌合するとは言え，それら端部の嵌合深さは極めて浅いので，外部から加振されると，それら端部が横振れして，内側集合管の上流側端部が外側集合管又は外側単管の内周面に触れ，振動騒音を発生することがある。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，内側単管及び内側集合管と外側単管及び外側集合管との熱伸びの差の吸収部を一箇所に集約つゝ，互いに嵌合する内側単管の下流側端部及び内側集合管の上流側端部の振動を抑えて，振動騒音の発生を防ぐことができるようにした，前記エンジンの保温型排気マニホールドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，上部フランジと，この上部フランジに各上流側端部が結合される複数の排気単管と，これら排気単管の下流側端部に結合される排気集合管と，この排気集合管の下流側端部に結合される下部フランジとを備え，前記各排気単管を，第１断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側単管及び外側単管から構成すると共に，それらの上流側端部を前記上部フランジに溶接して固着し，また前記各排気集合管を，第２断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側集合管及び外側集合管から構成すると共に，それらの下流側端部を前記下部フランジに溶接して固着してなる，エンジンの保温型排気マニホールドにおいて，前記外側単管の下流側端部を前記外側集合管の上流側端部に嵌入して両者を相互に溶接する一方，前記内側集合管の上流側端部を前記内側単管及び外側単管の各下流側端部間に挿入して，前記内側集合管の上流側端部を，前記外側単管の下流側端部の内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第２断熱空間の上流側端部を閉鎖し，更に，前記内側単管の下流側端部を前記内側集合管の上流側端部内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第１断熱空間の下流側端部を閉鎖したことを第１の特徴とする。
【０００７】
この第１の特徴によれば，内側単管及び内側集合管に外側単管及び外側集合管側よりも大きな軸方向の熱伸びが生ずると，その熱伸びの差を，内側単管の下流側端部及び内側集合管の上流側端部間に生ずる軸方向の相対的な滑りにより吸収することができる。しかも，内側単管の下流側端部及び内側集合管の上流側端部は，外側集合管の上流側端部に嵌入して一体的に結合された強固な外側単管の下流側端部の内周面に摺動可能に支持されるから，上記相対的滑りを阻害されることなく，横振れが抑えられ，エンジンの振動等により外部から加振されても，振動騒音を発生することがない。しかも，内側単管の下流側端部における嵌合部は，内側単管及び外側単管間の第１断熱空間の確保に関与し，内側集合管の上流側端部における嵌合部は，内側集合管及び外側集合管間の第２断熱空間の確保に関与して，内側単管及び内側集合管の保温性向上にそれぞれ寄与し得る。
【０００８】
また本発明は，上記特徴に加えて，前記内側集合管の上流側端部に，前記外側単管の下流側端部内周面に嵌合する外側拡径部を形成し，前記内側単管の下流側端部に，前記外側拡径部に摺動可能に嵌合する内側拡径部を形成したことを第２の特徴とする。
【０００９】
さらに本発明は，同じく第１の特徴に加えて，前記外側単管の下流側端部に，内側集合管の上流側端部に摺動可能に密着してこれを支承する縮径部を形成し，前記内側集合管の上流側端部の内周面に前記内側単管の下流側端部を摺動可能に嵌合したことを第３の特徴とする。
【００１０】
上記第２及び第３の特徴によれば，内側単管及び外側単管間の断熱空間，並びに内側集合管及び外側集合管間の断熱空間を簡単に確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので，図１は本発明の保温型排気マニホールドをエンジンへの取付け状態で示す側面図，図２は上記排気マニホールドの斜視図，図３は上記排気マニホールドの一部縦断正面図，図４は図３の４部拡大図，図５は図１の５−５線断面図であり，図６は本発明の第２実施例を示す，図４に対応した断面図である。
【００１３】
先ず，本発明の第１実施例について説明する。
【００１４】
図１〜図３において，４気筒エンジンＥのシリンダヘッド１の前面に，その気筒に対応して４本の排気ポート２1 〜２4 が開口しており，これら排気ポート２1 〜２4 から排出される排ガスを誘導する，本発明の保温型排気マニホールドＭが複数のスタッドボルト３及びナット４によりシリンダヘッド１に取付けられる。この排気マニホールドＭは，前記４本の排気ポート２1 〜２4 に個別に連通する４本の排気単管５1 〜５4 を備えており，これらを図３で上流端左側から第１〜第４排気単管と呼ぶことにする。
【００１５】
第１〜第４排気単管５1 〜５4 の上流側端部に共通の上部フランジ７が接続され，第２及び第３排気単管５2 ，５3 の下流側端部に第１排気集合管６1 が接続され，第１及び第４排気単管５1 ５4 の下流側端部に第２排気集合管６2 が接続される。そして第１及び第２排気集合管６1 ，６2 の下流側端部に共通の下部フランジ８が接続される。上部フランジ７は，前記スタッドボルト３及びナット４によりシリンダヘッド１に固着されるものであり，下部フランジ８には，車両の床下に配置される図示しない共通の触媒コンバータ（排気浄化装置）に連なる中間排気管２１が接続される。尚，下部フランジ８には，上記触媒コンバータを直接接続することもできる。
【００１６】
各排気単管５1 〜５4 は，内外２重に配置される内側単管１０及び外側単管１１からなるもので，内側及び外側単管１０，１１間には筒状の第１断熱空間１２が形成される。内側単管１０は薄肉のステンレス鋼管製であり，外側単管１１もステンレス鋼管製であるが，内側単管１０よりは厚肉である。
【００１７】
図１に示すように，外側単管１１の上流側端部は，内側単管１０の上流側端部外周面に嵌合するように縮径され，それらの上流側端部が上部フランジ７の，対応する排気ポート２1 〜２4 に連なる通孔１３1 〜１３4 に嵌合されると共に，その通孔１３1 〜１３4 の内周面に溶接により固着される。
【００１８】
図３及び図４に示すように，各内側単管１０の下流側端部には，その外周面から隆起する環状の内側拡径部１４が形成される。
【００１９】
また図３〜図５に示すように，各排気集合管６1 ，６2 は，内外二重に配置される内側集合管１５及び外側集合管１６からなるもので，内側及び外側集合管１５，１６の間にも第２断熱空間１７が形成される。内側集合管１５は，薄肉のステンレス鋼板製の一対の内側集合管半体１５ａ，１５ｂの相対向する端部を相互に重ね，その重ね部全体を溶接して構成される。また各外側集合管１６もステンレス鋼板製の一対の外側集合管半体１６ａ，１６ｂの相対向する端部を相互に重ね，その重ね部全体を溶接して構成されるが，その板厚は内側集合管１５より厚い。この外側集合管１６の上流側端部は，上記内側二股管１８，１８をそれぞれ覆う外側二股管１９，１９に形成される。
【００２０】
各外側集合管１６の下流側端部は，対応する内側集合管１５の下流側端部外周面に嵌合するように縮径され，これらの下流側端部は下部フランジ８の通孔２０1 ，２０2 に嵌合されると共に，その通孔２０1 ，２０2 の内周面に溶接により固着される。そして各外側二股管１９の先端部の内周面には，外側単管１１の下流側端部が嵌合されると共に，溶接により結合される。
【００２１】
また内側二股管１８の先端部は，外側単管１１の下流側端部内周面に摺動可能に嵌合する環状の外側拡径部２２に形成され，この外側拡径部２２の内周面に，前記内側単管１０の内側拡径部１４が摺動可能に嵌合される。
【００２２】
次に，この第１実施例の作用について説明する。
【００２３】
エンジンＥの作動中，排ガスが４本の排気ポート２1 ，２2 ，２4 ，２3 から第１排気単管５1 ，第２排気単管５2 ，第４排気単管５4 ，第３排気単管５3 に順次排出される。そして第１及び第４排気単管５1 ，５4 を通過した排ガスは第１排気集合管６1 で合流し，第２及び第３排気単管５2 ，５3 を通過した排ガスは第２排気合流管６2 で合流し，その後，排ガスは中間排気管２１で更に合流しながら図示しない共通の触媒コンバータへと誘導され，浄化される。
【００２４】
ところで，各排気単管５1 〜５4 は内外二重配置の内側単管１０及び外側単管１１から構成され，その内側単管１０は薄肉に形成されると共に，内側及び外側単管１０，１１の間には第１断熱空間１２が形成され，また各排気集合管６1 ，６2も内外二重配置の内側集合管１５及び外側集合管１６から構成され，その内側集合管１５は薄肉に形成されると共に，内側及び外側集合管１５，１６の間にも第２断熱空間１７が形成されるので，ヒートマスの小なる内側単管１０及び内側集合管１５は，その内部を流れる高温の排ガスにより加熱されて速やかに昇温し，これが第１，第２断熱空間１２，１７により保温される。したがって，後続の排ガスを，その温度低下を抑えながら前記触媒コンバータへ誘導して，その活性化を促進し，排ガスの浄化効率を高めることができる。
【００２５】
その間に，各排気単管５1 〜５4 においては，排ガスが直接接する内側単管１０及び内側集合管１５には，外側単管１１及び外側集合管１６側よりも大きな軸方向の熱伸びが生ずるが，上部フランジ７及び下部フランジ８にそれぞれ固着した外側単管１１及び外側集合管１６は相互に結合されているのに対して，上部フランジ７及び下部フランジ８にそれぞれ固着した内側単管１０及び内側集合管１５は，それぞれの内側拡径部１４及び外側拡径部２２を摺動可能に嵌合させているので，それらの熱伸びの差は，上記内側拡径部１４及び外側拡径部２２間に生ずる相対的な滑りにより吸収され，各部に熱応力が発生するのを回避することができる。しかも，これら内側単管１０の下流側端部及び内側集合管１５の上流側端部は，外側集合管１６の上流側端部に嵌入して一体的に結合された強固な外側単管１１の下流側端部の内周面に摺動可能に支持されるから，上記相対的滑りを阻害されることなく，横振れが抑えられ，エンジンの振動等により外部から加振されても，振動騒音を発生することがない。
【００２６】
また内側単管１０の内側拡径部１４は，内側単管１０及び外側単管１１間の第１断熱空間１２の確保に関与し，内側集合管１５の外側拡径部２２は，内側集合管１５及び外側集合管１６間の第２断熱空間１７の確保に関与し，内側単管１０及び内側集合管１５の保温性向上に寄与し得る。
【００２７】
図６は本発明の第２実施例を示すもので，前記内側単管１０及び内側集合管１５の内側及び外側拡径部１４，２１に代えて，外側単管１１の下流側端部に，その内周面に環状に隆起する縮径部２３が形成され，この縮径部２３に，内側単管１０の下流側端部の外周面に摺動可能に嵌合した内側集合管１５の上流側端部が摺動可能に支承される。その他の構成は前実施例と同様であり，図中，前実施例との対応部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。
【００２８】
この第２実施例によっても，前実施例と同様の作用効果を発揮することができる。
【００２９】
以上，本発明の実施例を詳述したが，本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことができる。例えば，排気単管及び排気集合管の本数や形状は，エンジンの気筒数や形式に応じて自由に選定することができる。また第１，第２断熱空間１２，１７には，適当な断熱材を充填することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば，上部フランジと，この上部フランジに各上流側端部が結合される複数の排気単管と，これら排気単管の下流側端部に結合される排気集合管と，この排気集合管の下流側端部に結合される下部フランジとを備え，前記各排気単管を，第１断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側単管及び外側単管から構成すると共に，それらの上流側端部を前記上部フランジに溶接して固着し，また前記各排気集合管を，第２断熱空間を挟んで内外二重に配置される内側集合管及び外側集合管から構成すると共に，それらの下流側端部を前記下部フランジに溶接して固着してなる，エンジンの保温型排気マニホールドにおいて，前記外側単管の下流側端部を前記外側集合管の上流側端部に嵌入して両者を相互に溶接する一方，前記内側集合管の上流側端部を前記内側単管及び外側単管の各下流側端部間に挿入して，前記内側集合管の上流側端部を，前記外側単管の下流側端部の内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第２断熱空間の上流側端部を閉鎖し，更に，前記内側単管の下流側端部を前記内側集合管の上流側端部内周面に全周に亘って摺動可能に嵌合することにより前記第１断熱空間の下流側端部を閉鎖したので，内側単管及び内側集合管と外側単管及び外側集合管との軸方向の熱伸びの差を，内側単管の下流側端部及び内側集合管の上流側端部間に生ずる軸方向の相対的な滑りにより吸収することができ，しかも，内側単管の下流側端部及び内側集合管の上流側端部の横振れを，外側集合管の上流側端部に嵌入して相互に溶接した外側単管の下流側端部により抑えて，振動騒音の発生を防ぐことができる。また内側単管の下流側端部は，内側単管及び外側単管間の第１断熱空間の確保に関与し，内側集合管の上流側端部は，内側集合管及び外側集合管間の第２断熱空間の確保に関与し，内側単管及び内側集合管の保温性向上に寄与し得る。
【００３１】
また本発明の第２の特徴によれば，前記内側集合管の上流側端部に，前記外側単管の下流側端部内周面に嵌合する外側拡径部を形成し，前記内側単管の下流側端部に，前記外側拡径部に摺動可能に嵌合する内側拡径部を形成し，第３の特徴によれば，前記外側単管の下流側端部に，内側集合管の上流側端部に摺動可能に密着してこれを支承する縮径部を形成し，前記内側集合管の上流側端部の内周面に前記内側単管の下流側端部を摺動可能に嵌合したので，それぞれの特徴によって，内側単管及び外側単管間の断熱空間，並びに内側集合管及び外側集合管間の断熱空間を簡単に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る保温型排気マニホールドをエンジンへの取付け状態で示す側面図。
【図２】  上記排気マニホールドの斜視図。
【図３】  上記排気マニホールドの一部縦断正面図。
【図４】  図３の４部拡大図。
【図５】  図１の５−５線断面図。
【図６】  本発明の第２実施例を示す，図４に対応した断面図。
【符号の説明】
Ｅ・・・・・エンジン
Ｍ・・・・・排気マニホールド
５1 〜５4 ・・・排気単管
６1 ，６2 ・・・排気集合管
１０・・・・内側単管
１１・・・・外側単管
１２・・・・断熱空間
１４・・・・内側拡径部
１５・・・・内側集合管
１６・・・・外側集合管
２２・・・・外側拡径部
２３・・・・縮径部
【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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