JP2002276358A - エンジンの排気系構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】排気マニホルド上流端からの熱を放出すべく構
成することで、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るエ
ンジンの排気系構造の提供する。 【解決手段】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、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に対する取付けフラン
ジ２３から下流側の排気管接続部までを略覆うように少
なくとも２つ以上の複数部材から構成され、インシュレ
ータ３０，３１の取付けフランジ２３側の端部はフラン
ジ２３から下流側に所定の隙間Ｌをもつように設定さ
れ、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９４が設けられたことを特徴とする。

Description

【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、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
接続部までを略覆うように少なくとも２つ以上の複数部
材から構成され、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、上記取付けフランジとインシュレータの
上記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】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
記構成によると、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。

【００１１】この発明の一実施態様においては、上記イ
ンシュレータを構成する複数部材の合わせ部相互の隙間
より上記取付けフランジ端部側の隙間が大きく設定され
たものである。上記構成によると、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隙間から放出するので、案内手
段による効果がさらに向上する。

【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。上記構成によると、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】上記構成によると、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１
２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１
２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２
８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２
４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２
４〜２７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２
８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２
８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２
４，２５，２６，２７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，２５
ｂ，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３６，３
８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２４
ｂ，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３
４，３５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４
６，４７，４８，４９，５０，５１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４７，４８，５
０，５１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５
２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５
３の外周中間部に接合されたフランジ５４と、管部材５
３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５
８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１
６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２
８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３
０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２
０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３０，３
１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３
１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６７，６
８，６９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７９，８
０，８１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８５
ａ，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３
０，３１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１
９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３
０，３１の取付けフランジ２３側の端部は該フランジ２
３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３
０，３１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２
１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１
８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３
０，３１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２４〜２
７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６４，６
５，６６，７６，７７，７８参照)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６７，６８，６９，７
９，８０，８１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３
０，３１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６４〜６
６，７６〜７８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２
４〜２７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２４〜２
７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２
４〜２７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２
８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５
２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１
８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９
４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】例えば上記実施例においてはインシュレー
タ３０，３１は２部材から構成したが、これは、それ以
上の複数部材から構成してもよい。

【０１０８】

【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 ３０，３１…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…隙間 β…合わせ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 良太郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G004 BA05 DA11 DA14 DA15 DA22 EA05 FA01 FA04 GA02 GA04 GA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   部までを略覆うように少なくとも２つ以上の複数部材か
   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、上記取付けフランジとインシュレータの上記
   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。
2. 【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。
3. 【請求項３】上記インシュレータを構成する複数部材の
   合わせ部相互の隙間より上記取付けフランジ端部側の隙
   間が大きく設定された請求項１または２記載のエンジン
   の排気系構造。
4. 【請求項４】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１，２または３記載の
   エンジンの排気系構造。
5. 【請求項５】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１，２，３または４記載のエンジンの排
   気系構造。