JP2000154716A - エンジン用保温型排気管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間に曲がり部を有する，エンジン用保温型
排気管において，内側管の曲がり部の剛性を強化して，
軸方向膨張時，内側管の曲がり部の外側管内面への直接
接触を回避する。 【解決手段】 断熱空間１２を挟んで内外二重に配置さ
れる薄肉の内側管１０及び厚肉の外側管１１の上流側端
部を相互に固着すると共に，内側管１０の下流側端部を
外側管１１の内周面に摺動可能に支承させてなり，中間
に曲がり部９を形成した，エンジン用保温型排気管にお
いて，内側管１０の曲がり部９内側の外側面に，軸方向
に延びる補強リブ２３を突設して，その曲げ剛性を強化
する。これにより内側管１０の軸方向熱膨張時，その曲
がり部９の曲げによる外側管１１内面への直接接触を防
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，筒状の断熱空間を
挟んで内外二重に配置される薄肉の内側管及び厚肉の外
側管の上流側端部を相互に固着すると共に，内側管の下
流側端部を外側管の内周面に摺動可能に支承させてな
り，中間に曲がり部を形成した，エンジン用保温型排気
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】かゝるエンジン用保温型排気管は，例え
ば特開平７−１８９６８１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】かゝるエンジン用保温
型排気管では，エンジンの排ガスに直接触れる内側管
と，外気に直接触れる外側管とでは，特に，軸方向の熱
膨張量が大きく相違し，即ち内側管は外側管よりも軸方
向に多く膨張し，その膨張量の差が内側管及び外側管の
下流側端部の相対摺動により吸収される。また内側管は
薄肉であるので，ヒートマスが小さく，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，外周
の断熱空間との協働により後続の排ガスを，その温度低
下を抑えながら下流側の排気浄化装置へ誘導して，その
活性化の促進に寄与する。

【０００４】しかしながら，薄肉の内側管は，曲げ剛性
が比較的弱いため，軸方向熱膨張時，下流側端部の摺動
抵抗に起因して，中間の曲がり部に更なる曲がりが生じ
て，内側管の曲がり部の外側が外側管の内面に直接接触
することがあり，このような接触は，内側管から外側管
への熱逃げを起こして，内側管の保温性を損なう不都合
を招く。

【０００５】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，内側管の曲がり部の剛性を強化して，軸方向膨張
時，内側管の曲がり部の外側管内面への直接接触を回避
し得るようにした，前記エンジン用保温型排気管を提供
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，筒状の断熱空間を挟んで内外二重に配置
される薄肉の内側管及び厚肉の外側管の上流側端部を相
互に固着すると共に，内側管の下流側端部を外側管の内
周面に摺動可能に支承させてなり，中間に曲がり部を形
成した，エンジン用保温型排気管において，内側管の，
曲がり部内側の外側面に，軸方向に延びる補強リブを突
設したことを第１の特徴とする。

【０００７】この第１の特徴によれば，内側管の曲がり
部は，補強リブにより曲げ剛性が強化されるので，内側
管が外側管より大きく軸方向に熱膨張したとき，内側管
の下流側端部の，外側管の内周面に対する摺動抵抗があ
っても，内側管は，その曲がり部の曲がりを増すことな
く，下流側端部を外側管の内周面に確実に滑らせて，内
側管及び外側管の熱膨張量の差を吸収すると共に，内側
管の曲がり部の外側管内面への直接接触を回避すること
ができる。

【０００８】また本発明は，上記特徴に加えて，前記補
強リブを，内側管の曲がり部内側に配置したことを第２
の特徴とする。

【０００９】この第２の特徴によれば，内側管が外側管
より大きく軸方向に熱膨張したとき，内側管は，その曲
がり部外側で外側管の内面に近接する傾向があるので，
内側管の曲がり部内側に配置された補強リブは，むしろ
外側管内面との間の間隙を増す方向へ変位することにな
り，したがって補強リブの外側管内面への接触を防ぐこ
とができる。

【００１０】

【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。

【００１１】図１〜図７は本発明の第１実施例を示すも
ので，図１は保温型排気管を備えた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，図６は図５の６−６線断面図，図７
は図１の７−７線断面図，図８は本発明の第２実施例を
示す排気マニホールドの縦断正面図である。

【００１２】先ず，本発明の第１実施例について説明す
る。

【００１３】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２ ₁ 〜２₄ から排出される排ガスを誘導する保温型排
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 に上
端を個別に連通する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。これら排気単管５₁ 〜５₄ が本発
明の保温型排気管に対応する。

【００１４】第１〜第４排気単管５₁ 〜５₄ の上流側端
部に上部フランジ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 の下流側端部に下部フランジ８が接続
される。

【００１５】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の前面に形成され
た鉛直方向の取付け面に固着される。各排気単管５₁ 〜
５₄は，上部フランジ７から前方に延びると共に，中間
部に下方へ略９０°の範囲で曲がった曲がり部９が形成
され，これにより下部フランジ８は下向きに配置され
る。この下部フランジ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
した内側管１０及び外側管１１からなるもので，内側及
び外側管１０，１１間には筒状の断熱空間１２が形成さ
れる。内側管１０は薄肉のステンレス鋼管製であり，外
側管１１もステンレス鋼管製であるが，内側管１０より
は厚肉である。

【００１７】図１に示すように，外側管１１の上流側端
部は，内側管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 〜１３
₄ 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〜図５において，内側管１０の下流側
端部外周面には環状突起１４が形成され，この突起１４
を介して内側管１０の下流側端部は外側管１１の下流側
端部内周面に摺動可能に支承される。

【００１９】また図１及び図７に示すように，各内側管
１０には，その中間の曲がり部９外周面，望ましくは曲
がり部９内側に軸方向に延びる一条又は複数条の補強リ
ブ２３が突設される。

【００２０】図３〜図６において，各排気集合管６₁ ，
６₂ は，内外二重に配置した内側集合管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１５，１
６の間にも断熱空間１７が形成される。内側集合管１５
の上流側端部には，内側二股管１８，１８が形成され，
これらに，対応する２本の前記外側管１１，１１の下流
側端部が嵌入される。

【００２１】内側集合管１５は，半径方向に分割された
薄肉のステンレス鋼板製の一対の内側集合管半体１５
ａ，１５ｂの相対向する端部を相互に重ね，その重ね端
部全体を溶接して構成される。

【００２２】また外側集合管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の上流側端部には，上記内側二股管１８，１８を
それぞれ覆う外側二股管１９，１９が形成される。この
外側二股管１９，１９の先端部は内側二股管１８，１８
の外周面に嵌合するように縮径され，それらの嵌合部
が，対応する２本の前記外側管１１，１１の下流側端部
外周面に溶接により固着される。

【００２３】図５及び図６に示すように，外側集合管１
６の下流側端部に前記下部フランジ８が溶接により固着
される。この外側集合管１６の下流側端部の内周面に
は，ステンレスワイヤを編んでなる環状二つ割りのメッ
シュ部材２０が溶接により付設され，このメッシュ部材
２０の内周面に内側集合管１５の下流側端部が摺動自在
に嵌合される。こうして内側集合管１５の下流側端部
は，メッシュ部材２０を介して外側集合管１６に摺動自
在に支承される。

【００２４】次に，この第１実施例の作用について説明
する。

【００２５】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５
₃ 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。

【００２６】ところで，各排気単管５₁ 〜５₄ は内外二
重配置の内側管１０及び外側管１１から構成され，その
内側管１０は薄肉に形成されると共に，内側及び外側管
１０，１１の間には断熱空間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１５，１
６の間にも断熱空間１７が形成されるので，ヒートマス
の小なる内側管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。

【００２７】その間に，各排気単管５₁ 〜５₄ において
は，内側管１０に外側管１１側よりも大きな軸方向の熱
伸びが生ずるが，その伸びに伴い内側管１０の下流側端
部外周面の環状突起１４が，それらを支承する外側管１
１の内周面に対して図４に鎖線で示すように滑り，内側
及び外側管１０，１１の軸方向の熱伸びの差が吸収され
る。

【００２８】この場合，内側管１０の曲がり部９は，補
強リブ２３により曲げ剛性が強化されるので，内側管１
０の環状突起１４の外側管１１の内周面に対する摺動抵
抗があっても，内側管１０は，その曲がり部９の曲がり
を増すことなく，上記突起１４を外側管１１の内周面に
確実に滑らせて，内側管１０の曲がり部９の外側管１１
内面への直接接触を回避することができる。

【００２９】また，内側管１０は，その軸方向の熱膨張
時，曲がり部９外側で外側管１１の内面に近接する傾向
があるところ，前記補強リブ２３は内側管１０の曲がり
部９内側に配置されているから，むしろ外側管１１内面
との間の間隙を増す方向へ変位することになり，したが
って補強リブの外側管１１内面への接触を確実に防ぐこ
とができる。

【００３０】しかも，内側管１０は，上流側端部が外側
管１１に固着され，下流側端部が外側管１１に摺動可能
に支承されることから，両持ち式に支持されることにな
り，その支持を安定させて，振動音の発生を防ぐことが
できる。

【００３１】一方，各排気集合管６₁ ，６₂ において
も，内側集合管１５に外側集合管１６側よりも大きな軸
方向の熱伸びが生ずるが，その伸びに伴い内側集合管１
５の下流側端部が，外側集合管１６に支持されるメッシ
ュ部材２０に対して摺動し，内側及び外側集合管１５，
１６の軸方向の熱伸びの差が吸収される。

【００３２】このように，保温型排気マニホールドＭに
おいて，内外二重壁の軸方向の熱伸びの差を吸収する摺
動部を各排気単管５₁ 〜５₄ の下流側端部と各排気集合
管６ ₁ ，６₂ の下流側端部とに分けて設けることによ
り，各摺動部での摺動ストロークを小さく設定すること
が可能となり，摺動過程で，その摺動部相互に傾きが起
こり難くなり，排気マニホールドＭ各部に熱歪みが生ず
ることを効果的に防ぎ，その耐久性の向上を図ることが
できる。

【００３３】次に，図８により本発明の第２実施例を説
明する。この第２実施例の保温型排気マニホールドＭ
は，４本の排気単管５₁ 〜５₄ に共通１個の排気集合管
６を接続したもので，その保温構造及び熱伸び吸収構造
は前第１実施例のものと実質的に同一であり，図中，第
１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。

【００３４】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。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，筒状の断熱空間を挟んで内外二重に配置される薄肉
の内側管及び厚肉の外側管の上流側端部を相互に固着す
ると共に，内側管の下流側端部を外側管の内周面に摺動
可能に支承させてなり，中間に曲がり部を形成した，エ
ンジン用保温型排気管において，内側管の，曲がり部内
側の外側面に，軸方向に延びる補強リブを突設したの
で，内側管の曲がり部は補強リブにより曲げ剛性が強化
される結果，内側管が外側管より大きく軸方向に熱膨張
しても，内側管は，その曲がり部の曲がりを増すことな
く，下流側端部を外側管の内周面に確実に滑らせて，内
側管及び外側管の熱膨張量の差を吸収すると共に，内側
管の曲がり部の外側管内面への直接接触を回避し，内側
管の保温性を確保することができる。

【００３６】また本発明の第２特徴によれば，前記補強
リブを，内側管の曲がり部内側に配置したので，内側管
の軸方向熱膨張時，内側管の曲がり部がその外側に変位
する傾向があることから，前記補強リブは外側管内面と
の間の間隙を増す方向へ変位することになり，該補強リ
ブの外側管内面への接触を防ぐことができる。

【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】図５の６−６線断面図。

【図７】図１の７−７線断面図。

【図８】本発明の第２実施例に係る排気マニホールドの
縦断正面図。

【符号の説明】

Ｅ・・・・・・エンジン Ｍ・・・・・・排気マニホールド ５₁ 〜５₄ ・・保温型排気管としての排気単管 ９・・・・・・曲がり部 １０・・・・・内側管 １１・・・・・外側単管 １２・・・・・断熱空間 ２３・・・・・補強リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 達己 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 橋本 宏 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 石井 和夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤森 浩一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 誠司 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大塩 清隆 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G004 BA00 DA02 DA12 DA14 EA05 FA04 GA06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の断熱空間（１２）を挟んで内外二
   重に配置される薄肉の内側管（１０）及び厚肉の外側管
   （１１）の上流側端部を相互に固着すると共に，内側管
   （１０）の下流側端部を外側管（１１）の内周面に摺動
   可能に支承させてなり，中間に曲がり部（９）を形成し
   た，エンジン用保温型排気管において，内側管（１０）
   の曲がり部（９）外周面に，軸方向に延びる補強リブ
   （２３）を突設したことを特徴とする，エンジン用保温
   型排気管。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジン用保温型排気管
   において，前記補強リブ（２３）を，内側管（１０）の
   曲がり部（９）内側に配置したことを特徴とする，エン
   ジン用保温型排気管。