JP2008019722A - エキゾーストマニホールド - Google Patents

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Abstract

【課題】 ブランチ管の熱膨張・収縮を安定して吸収できるエキゾーストマニホールドの提供。
【解決手段】 排気ガス上流側端部がヘッドフランジ１に接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管２〜５と、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａを集合させて収容する集合部６を備えるエキゾーストマニホールドＡにおいて、複数本のブランチ管２〜５のうちの少なくとも最も全長が長いブランチ管２の長手方向略中央部に直線状の直管部１１を形成すると共に、この直管部１１に蛇腹状の熱変形吸収部１２を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エキゾーストマニホールドに関する。
従来、排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管と、各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドの技術が公知になっている（特許文献１参照）。
このようなエキゾーストマニホールドでは、各ブランチ管の全長が異なることに起因して排気ガスの熱による熱膨張・収縮量も異なるため、各ブランチ管を複雑な形状に湾曲させて熱膨張・収縮を吸収させるようにしている。
特開２００４−３５３５８３号公報
しかしながら、近年、エキゾーストマニホールドのブランチ管は主に軽量化を目的とした薄肉化に伴って湾曲させる加工量に限界があり、上述した熱膨張・収縮を湾曲形状だけで対応することが困難になっているという問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ブランチ管の熱膨張・収縮を安定して吸収できるエキゾーストマニホールドを提供することにある。
本発明の請求項１記載の発明では、排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数本のブランチ管のうちの少なくとも最も全長が長いブランチ管の長手方向略中央部に直線状の直管部を形成すると共に、この直管部に蛇腹状の熱変形吸収部を設けたことを特徴とする。
請求項１記載の発明にあっては、排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管と、前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数本のブランチ管のうちの少なくとも最も全長が長いブランチ管の長手方向略中央部に直線状の直管部を形成すると共に、この直管部に蛇腹状の熱変形吸収部を設けたため、ブランチ管の熱膨張・収縮を安定して吸収できる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１のエキゾーストマニホールドを示す正面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１の仕切り部を示す斜視図、図４は本実施例１の熱変形吸収部の内部を説明する側断面図である。
先ず、全体構成について説明する。
図１に示すように、本実施例１のエキゾーストマニホールドＡでは、ヘッドフランジ１と、４本のブランチ管２〜５と、集合部６と、触媒コンバータ７と、酸素センサ８が備えられている。
ブランチ管２〜５は、図外のエンジンのシリンダヘッドに接続される板状のヘッドフランジ１から下方へ湾曲した形状に形成されている。
また、ブランチ管２〜５はそれぞれの全長が異なる他、各排気ガス上流側端部はヘッドフランジ１のそれぞれ対応する図外の取付孔に接続される一方、後述する各排気ガス下流側端部２ａ〜５ａは集合部６の排気ガス上流側端部６ａに接続されている。
また、集合部６の排気ガス下流側端部６ｂは、触媒担体７ａを収容した触媒コンバータ７の排気ガス上流側端部に接続されている。
さらに、触媒コンバータ７の排気ガス下流側端部には、図外の排気ガス下流側排気管に接続するためのフランジ部７ｂが設けられている。
酸素センサ８は、集合部６を通過する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジンの空燃比をフィードバック制御するのに用いられるものであって、その一端側に設けられたセンシング部８ａを集合部６（排気ガスの流れ）の中心に挿入配置された状態で固定されている。
図２に示すように、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａは、１／４円形断面状に加工されて円形状に重ねられた状態で集合部６の排気ガス上流側端部６ａに収容されている。
また、ブランチ管2,3の排気ガス下流側端部2a,3aの間、及びブランチ管4,5の排気ガス下流側端部4a,5aの間には、排気ガス下流側へ突出した平板状の仕切板１０（図３参照）が介装されると共に、この仕切板１０はブランチ管２〜５の壁部２ｂ〜５ｂと溶接Ｘ１で固定され、さらに、隣り合う壁部２ｃ〜５ｃは溶接Ｘ２でそれぞれ固定されている。
そして、図１に示すように、各ブランチ管２〜５のうち最も全長が長いブランチ管２の長手方向中央部に直線状の直管部１１が形成されると共に、この直管部１１には熱変形吸収部１２が形成されている。
図４に示すように、本実施例１の熱変形吸収部１２は、ブランチ管２を形成する際に図外の成形用型内で液圧バルジ成形加工を行うことにより複数の波１２ａを有する蛇腹状に形成されている。なお、波１２ａの形成数、ピッチＰ、高さＨ等の寸法は適宜設定できる。
また、図１に示すように、直線部１１の長さＬの中央に対して排気ガス下流側（集合部６側）へ向かって幾分長く形成されている。
即ち、本実施例１の蛇腹状の熱変形吸収部１２は、ブランチ管２の長手方向中央部から幾分排気ガス下流側へ設けられている。
その他、前述した全ての各構成部材は全て金属製となっている。なお、触媒コンバータ７の触媒担体７ａはこの限りでなく、セラミック触媒担体が採用される場合もある。
次に、作用を説明する。
このように構成されたエキゾーストマニホールドＡでは、ヘッドフランジ１が図外のエンジンのシリンダヘッドに接続される一方、触媒コンバータ７のフランジ部７ｂが図外の排気ガス下流側排気管に接続されることにより、各ブランチ管２〜５はヘッドフランジ１と集合部６の間で拘束された状態となる。
そして、エキゾーストマニホールドＡの内部を排気ガス上流側から流通する排気ガスの熱により各ブランチ管２〜５は湾曲した形状を広げながら管軸方向へ熱膨張・収縮するが、この際、最も全長が長いブランチ管２の熱膨張・収縮量が最も大きくなり、ブランチ管２におけるヘッドフランジ１との付け根と、集合部６の付け根に亀裂・破損が生じる虞がある。
しかしながら、本実施例１のエキゾーストマニホールドＡでは、前述したように、ブランチ管２の長手方向中央部には直線状の直管部１１が形成されると共に、この直管部１１に熱変形吸収部１２が形成されているため、この直管部１１から排気ガス上流側端部の熱膨張・収縮と、直管部１１から排気ガス下流側端部の熱膨張・収縮とを熱変形吸収部１２の波１２ａで安定して吸収できる。
また、直管部１１の部分については、管軸方向へ直線的に熱膨張・収縮するため、熱変形吸収部１２に余計な多方向の力が作用するのを防止できる。
また、各ブランチ管２における集合部６との付け根は特に応力が集中し易いため、本実施例１では、熱変形吸収部１２を直線部１１の長さＬの中央位置に対して排気ガス下流側（集合部側）へ向かって幾分長く形成しているため、好適となる。
なお、ブランチ管２の排気ガス下流側端部２ａ付近に熱変形吸収部１２を設けると、ブランチ管２全体が排気ガス下流側端部へ向かって熱膨張・収縮し、ヘッドフランジ１との付け根に亀裂・破損が生じてしまう。
また、直管部１１を省略して湾曲した部位に熱変形吸収部１２を設けた場合には、熱膨張・収縮の方向が多方向となるため、熱変形吸収部１２による安定した効果が得られない。
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本発明のエキゾーストマニホールドＡでは、排気ガス上流側端部がヘッドフランジ１に接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管２〜５と、各ブランチ管２〜５の排気ガス下流側端部２ａ〜５ａを集合させて収容する集合部６を備えるエキゾーストマニホールドＡにおいて、複数本のブランチ管２〜５のうちの少なくとも最も全長が長いブランチ管２の長手方向略中央部に直線状の直管部１１を形成すると共に、この直管部１１に蛇腹状の熱変形吸収部１２を設けたため、ブランチ管２の熱膨張・収縮を安定して吸収できる。
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、ブランチ管の数はエンジンの気筒数に合わせて適宜設定できる。
また、直管部の長さは適宜設定でき、この直管部の長さの範囲内において熱変形吸収部の長さも適宜設定できる。
また、ブランチ管２に加えて、他のブランチ管３、４、５にも直管部１１及び熱変形吸収部１２をそれぞれ設けても良い。
本発明の実施例１のエキゾーストマニホールドを示す正面図である。 図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。 本実施例１の仕切り部を示す斜視図である。 本実施例１の熱変形吸収部の内部を説明する側断面図である。
符号の説明
Ａ エキゾーストマニホールド
１ ヘッドフランジ
１ａ 取付孔
２、３、４、５ ブランチ管
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ 排気ガス下流側端部
２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ （仕切板と当接する）壁部
２ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｃ （隣り合う）壁部
６ 集合部
６ａ 排気ガス上流側端部
６ｂ 排気ガス上流側端部
７ 触媒コンバータ
７ａ 触媒担体
７ｂ フランジ部
８ 酸素センサ
８ａ センシング部
１０ 仕切板
１１ 直管部
１２ 熱変形吸収部
１２ａ 波

Claims (1)

  1. 排気ガス上流側端部がヘッドフランジに接続され、且つ、全長がそれぞれ異なる複数本のブランチ管と、
    前記各ブランチ管の排気ガス下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドにおいて、
    前記複数本のブランチ管のうちの少なくとも最も全長が長いブランチ管の長手方向略中央部に直線状の直管部を形成すると共に、この直管部に蛇腹状の熱変形吸収部を設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
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