(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンの各排気ポートからの排気ガスを集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記各排気ポートに対応した各導入孔が形成され前記エンジンに取り付けられる大フランジと、
該大フランジに前記各導入孔を覆って取り付けられ排気室を形成する外殻部材とを備え、
また、前記排気室を仕切り前記大フランジとの間に隙間を設けると共に、前記排気室と前記各導入孔とを連通する接続管部を有する壁板部材を前記外殻部材内に設けたことを特徴とするエギゾーストマニホルド。
【請求項２】
前記壁板部材は、断面Ｕ字状に形成したことを特徴とする請求項１記載のエギゾーストマニホルド。
【請求項３】
前記壁板部材に前記排気ガスによる熱変形を吸収する熱応力吸収部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエギゾーストマニホルド。
【請求項４】
前記熱応力吸収部は、前記壁板部材を蛇腹状に形成したことを特徴とする請求項３記載のエギゾーストマニホルド。
【請求項５】
前記壁板部材は、前記外壁部材に固定したことを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のエギゾーストマニホルド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンの各排気ポートからの排気ガスを集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図８に示すように、エンジン１００から排出される排気ガスは、エギゾーストマニホルド１０１、排気管１０２を介して触媒コンバータ１０３に送られ、触媒コンバータ１０３内の触媒により浄化された後、マフラー１０４を介して排気される。触媒は約３５０℃以上の温度で活性化するので、エンジン１００の始動時には、触媒の温度が低いために触媒が活性化されるまでにある程度の時間を必要とする。
【０００３】
そこで、エンジン１００から触媒コンバータ１０３に送られる排気ガス温度の低下を抑制して、触媒をできるだけ早く活性化させるために、エギゾーストマニホルドの低熱容量化を図っている。例えば、図９に示すように、エギゾーストマニホルド１０１を、各排気ポートに接続された薄肉の第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４と、これらを覆う補強ケース１２０とからなる二重管構造としている。
【０００４】
第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４は、それぞれエンジン１００の第１気筒♯１から第４気筒♯４に接続されている。点火順序は第１気筒＃１、第３気筒＃３、第２気筒＃２、第４気筒＃４であり、排気干渉を防止するため、第１インナーパイプ１１１と第４インナーパイプ１１４とが接続されて排気管に接続されている。また、第２インナーパイプ１１２と第３インナーパイプ１１３とが接続されて排気管に接続されている。
【０００５】
これにより、熱容量の小さい第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４が、高温の排気ガスによりいち早く飽和温度に達するため、エンジン始動時に排出された排気ガスは、エギゾーストマニホルド１０１内を通過時に奪われる熱は少なく、排気ガスの温度低下を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４の形状が複雑であると同時に、この第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４の形状に合わせて製造される補強ケースの形状も複雑となるため、加工工程が複雑となるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、簡単な構造で、エンジン始動直後の排気ガスの温度低下を抑制し、触媒の温度を速やかに上昇させることができるエギゾーストマニホルドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
多気筒エンジンの各排気ポートからの排気ガスを集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記各排気ポートに対応した各導入孔が形成され前記エンジンに取り付けられる大フランジと、
該大フランジに前記各導入孔を覆って取り付けられ排気室を形成する外殻部材とを備え、
また、前記排気室を仕切り前記大フランジとの間に隙間を設けると共に、前記排気室と前記各導入孔とを連通する接続管部を有する壁板部材を前記外殻部材内に設けたことを特徴とするエギゾーストマニホルドがそれである。
【０００９】
前記壁板部材は、断面Ｕ字状に形成してもよい。また、前記壁板部材に前記排気ガスによる熱変形を吸収する熱応力吸収部を設けてもよく、前記熱応力吸収部は、前記壁板部材を蛇腹状に形成してもよい。更に、前記壁板部材は、前記外壁部材に固定してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はエギゾーストマニホルドで、多気筒（本実施形態では４気筒）のエンジン１００に用いられている。エンジン１００は、第１から第４気筒＃１〜＃４に連通した第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４を備えている。
【００１１】
エギゾーストマニホルド１は、大フランジ２、外殻部材４、小フランジ６を備えている。大フランジ２には、図７に示すように、第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４に対応した４個の導入孔１０〜１３が穿設されており、また、大フランジ２をエンジン１００に図示しないボルトにより取り付けるための複数の取付穴１４が形成されている。更に、図１に示すように、４個の導入孔１０〜１３を取り囲むように、外殻部材４側に突出した環状突部１６が形成されている。
【００１２】
外殻部材４は、４個の導入孔１０〜１３の全てを覆い、環状突部１６の内側に嵌着されている。この外殻部材４と大フランジ２とにより、４個の導入孔１０〜１３が連通する排気室１８が形成されている。外殻部材４は排気室１８に対応する窪みが板材をプレス絞り加工等により一体成形されると共に、外殻部材４には接続管２０が挿着されており、接続管２０の先端には小フランジ６が取り付けられている。
【００１３】
外殻部材４内には、壁板部材２２が配置されており、壁板部材２２は、図３、図４に示すように、断面形状が「Ｕ」字状に形成されて、外殻部材４と壁板部材２２とにより排気ガス流路が形成されている。また、壁板部材２２は、大フランジ２に沿って、４個の導入孔１０〜１３にわたって設けられている。
【００１４】
壁板部材２２は、排気室１８を仕切り、大フランジ２との間に隙間２３を形成するように配置されている。壁板部材２２には、各導入孔１０〜１３に対応して接続管部２４〜２７が形成されており、接続管部２４〜２７と各導入孔１０〜１３とが連通されている。各接続管部２４〜２７の間には、熱応力吸収部２８〜３０が形成されており、熱応力吸収部２８〜３０は壁板部材２２を蛇腹状に折り返されて形成されている。
【００１５】
壁板部材２２は、本実施形態では、外殻部材４の内面に複数のワイヤメッシュ３２を重ね、この重ねた箇所３４をスポット溶接により固定されている。また、外殻部材４と接続管部２４〜２７とを重ねた箇所３４、３６（図３参照）をスポット溶接により外殻部材４に固定されている。
【００１６】
外殻部材４と大フランジ２とは、環状突部１６に沿って外殻部材４の外周を全周溶接して、外殻部材４と大フランジ２とが一体にされている。一方、外殻部材４に接続管２０を挿着して全周溶接すると共に、接続管２０には小フランジ６を溶接等により取り付けている。
【００１７】
次に、前述した本実施形態のエギゾーストマニホルド１の作動について説明する。
エンジン１００の運転に伴って、各排気ポートＰ１〜Ｐ４から順次、排気ガスが排出される。各排気ポートＰ１〜Ｐ４から排気された排気ガスは、それぞれ導入孔１０〜１３及び接続管部２４〜２７を介して排気室１８に流入する。排気ガスは排気室１８に集合された後、接続管２０を介して図示しない排気管に送られる。
【００１８】
排気室１８内に流入した排気ガスは、壁板部材２２により大フランジ２とは隙間を隔てて壁板部材２２に沿って流れる。大フランジ２はエンジン１００に取り付けられており、エンジン１００は水冷されているので、その温度が低い。よって、大フランジ２もエンジン１００と同様に温度が低く、しかもエンジン１００に熱が吸収されるので、排気ガスで加熱されても、その温度上昇は小さく、逆に排気ガスが冷却されてしまう。
【００１９】
しかし、壁板部材２２を設けることにより、排気ガスは大フランジ２に接触することがなく、間に隙間２３があるので、大フランジ２に奪われる熱量は小さい。また、壁板部材２２はその板厚を薄く形成できるので、熱容量が小さく、排気ガスにより加熱されると、速やかに飽和温度に達する。従って、エンジン１００の始動直後に、接続管２０を介して排気管に送られる排気ガスの温度は速やかに上昇し、触媒コンバータの触媒の温度が速やかに上昇するので、排気ガスの浄化をより向上させることができる。
【００２０】
また、前述したエギゾーストマニホルド１は、プレス成形した外殻部材４内に壁板部材２２を取り付け、その外殻部材４を大フランジ２の環状突部１６の内側に嵌着し、環状突部１６に沿って全周溶接して一体とする。従って、エギゾーストマニホルド１の構成部品が少なく、簡単な構成で簡易的な二重構造が得られる。
【００２１】
構成部品が少ないので、軽量化を図ることができると共に、大フランジ２に外殻部材４が全周溶接により取り付けられるので、高剛性化され、耐久性が向上する。更に、環状突部１６の内側に嵌着するので、外殻部材４の位置決めが容易である。
【００２２】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のエギゾーストマニホルドは、構成部品が少なく、簡単な構成で二重構造が得られ、エンジン始動時の触媒の温度を速やかに上昇させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエギゾーストマニホルドをエンジンに取り付けた状態の平面図である。
【図２】本実施形態のエギゾーストマニホルドの正面図である。
【図３】図２のＡＡ拡大断面図である。
【図４】図２のＢＢ拡大断面図である。
【図５】図２のＣＣ拡大断面図である。
【図６】図５のＤＤ断面図である。
【図７】本実施形態のエギゾーストマニホルドの分解説明図である。
【図８】内燃機関の排気系統を示す説明図である。
【図９】従来のエギゾーストマニホルドの正面図である。
【符号の説明】
１，１０１…エギゾーストマニホルド
２…大フランジ        ４…外殻部材
６…小フランジ        １０〜１３…導入孔
１６…環状突部        １８…排気室
２０…接続管          ２２…壁板部材
２３…隙間            ２４〜２７…接続管部
２８〜３０…熱応力吸収部
３２…ワイヤメッシュ  １００…エンジン
【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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