JP2011169311A - エキゾーストマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドに形成された排気ポートに冷却アダプタを介してエキゾーストマニホールドを接続する内燃機関において早期の触媒暖機を可能とする。
【解決手段】各ペアの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０において、その間に非接触部１０ｃ，１２ｃが形成されている。このためエキゾーストマニホールド２と冷却アダプタとの間の主要な伝熱は、開口部１４ａ〜２０ａ及び非接触部１０ｃ，１２ｃの周囲に形成された接続面１０ａ，１２ａと冷却アダプタの接続面との間に限られる。したがって内燃機関冷間時において冷却アダプタによるエキゾーストマニホールド２の冷却が抑制され、排気がエキゾーストマニホールド２により冷却されにくくなる。このため排気の熱量により触媒コンバータ３２に収納されている触媒を早期に活性化温度まで昇温させることができ、迅速に触媒作用を発揮させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに形成された排気ポートに冷却アダプタを介して接続されるエキゾーストマニホールドに関する。

シリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの間に冷却アダプタを配置することにより、内燃機関の排気系部品の熱害を防止する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

内燃機関の冷間始動時にエキゾーストマニホールドからの放熱量を抑制して下流の触媒の温度上昇を促進する触媒コンバータが知られている（例えば特許文献２参照）。

実開昭６４−１５７１８号公報（第１頁、図２〜５） 実開平６−３０４２５号公報（第６〜７頁、図３）

特許文献１の冷却アダプタを用いている場合、内燃機関冷間時においても冷却アダプタによる排気の冷却がなされる。しかも冷却アダプタへの伝熱によりエキゾーストマニホールドの昇温が遅延し、エキゾーストマニホールドよりも下流に設けられた触媒暖機完了までの時間が長くなるおそれがある。

特許文献２では、冷間時においてエキゾーストマニホールドの外周面からの放熱抑制を考慮した技術思想であり、特許文献１，２を組み合わせたとしても、冷却アダプタによる排気冷却促進を防止できる発想は生じない。

特に特許文献２の図３における仕切壁１０の形状は、単に排気流の分離を考慮したのみであり、この仕切壁１０の形状は冷却アダプタへの適用については考慮されていない。したがって特許文献２の構成を冷却アダプタに適用すると冷却が促進されることになり冷却アダプタへ適用する技術思想を生じることは困難である。

本発明は、シリンダヘッドに形成された排気ポートに冷却アダプタを介してエキゾーストマニホールドを接続する内燃機関において早期の触媒暖機を可能とすることを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載のエキゾーストマニホールドは、内燃機関のシリンダヘッドに形成された排気ポートに冷却アダプタを介して接続されるエキゾーストマニホールドであって、前記冷却アダプタに対して接続される接続面に複数の分岐通路の開口部を有し、隣接する前記開口部の間に、前記冷却アダプタに接触しない非接触部を設けたことを特徴とする。

冷却アダプタに対して接続されるエキゾーストマニホールドの接続面には複数の分岐通路の開口部が形成されている。そして隣接する開口部の間には、冷却アダプタに接触しない非接触部が設けられている。このような非接触部では、冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間には気体、ここでは排気が存在するので、直接的な伝熱はなされない。

このため内燃機関冷間時において、主要な伝熱は、複数の開口部を周辺にて囲む部分の接続面と冷却アダプタとの間になる。このことから冷却アダプタにエキゾーストマニホールドの熱量が奪われる程度は、非接触部がない場合に比較して制限されることになる。

このように内燃機関冷間時において冷却アダプタによりなされるエキゾーストマニホールドの冷却の程度が抑制されることに伴って、排気からエキゾーストマニホールドにより奪われる熱量の程度が抑制される。このため排気の熱量によりエキゾーストマニホールドより下流の触媒を早期に活性化温度まで昇温させることができ、迅速に触媒作用を発揮させることができる。

請求項２に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記非接触部は、隣接する前記開口部同士を前記接続面において連通状態としていることを特徴とする。

このように非接触部は、隣接する前記開口部同士を接続面において連通状態とするものでも良い。隣接する開口部同士を接続面にて連通状態としても、排気は冷却アダプタにて分流された流れとなってエキゾーストマニホールドに到達していることから、排気干渉は大きな問題とならない。

請求項３に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項２に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路の分離が、前記接続面側にて不完全とされていることにより前記非接触部が形成されていることを特徴とする。

このように接続面側にて分岐通路の分離を不完全とすること、すなわち接続面側にて分離していない部分が存在することは、この分離していない部分が分岐通路を連通していることを示している。この分離不完全の部分により前述したごとくの作用・効果を生じる非接触部が実現できる。

請求項４に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項３に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路間にて前記分岐通路を分離する壁部が前記接続面側にて形成されていないことにより前記複数の分岐通路の不完全な分離を実現していることを特徴とする。

接続面側にて分岐通路を分離する壁部を形成していないことにより、この壁部の非形成部分にて冷却アダプタに対する非接触部が実現でき、前述したごとくの作用・効果を生じさせることができる。

請求項５に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項３に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路間にて前記分岐通路を分離する壁部が、前記接続面側の先端が凹状に形成されていることにより前記複数の分岐通路の不完全な分離を実現していることを特徴とする。

このように壁部において接続面側の先端を凹状に形成することによっても冷却アダプタに対する非接触部が実現でき、前述したごとくの作用・効果を生じさせることができる。
請求項６に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路の分離が、前記接続面側から分岐通路の集合部に至るまで不完全とされていることにより前記非接触部が形成されていることを特徴とする。

尚、分岐通路の分離は、接続面側のみでなく、接続面側から分岐通路の集合部に至るまで不完全とされていても良く、このことにより接続面での非接触部を実現しても良い。
このようなエキゾーストマニホールドであれば部分的な不完全よりも形状が単純になり、成形が容易となる。

更に排気干渉は、既に排気は冷却アダプタにて分流された流れとなってエキゾーストマニホールドに到達していることから大きな問題とならない。
請求項７に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項６に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路間が、エキゾーストマニホールドの壁面から内部空間に突出する凸部により不完全な分離状態で形成されていることを特徴とする。

このように分岐通路間にて壁面に凸部を形成することにより不完全分離としても良い。このように凸部を形成することにより、分岐通路間は狭小な隙間を介して連通しているため、排気干渉抑制のための仕切壁の役目を果たすことができる。

請求項８に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路の開口部の配列方向とは直交する方向での前記非接触部の幅は、前記分岐通路の開口部の直径より小さくされていることを特徴とする。

このように開口部間に存在する非接触部の幅を開口部の直径より小さくすることで、非接触部を含めた複数の開口部全体が長孔状や楕円状を呈するのではなく、開口部間にてくびれた状態に形成されることになる。

このことにより、開口部の間が完全に連通状態にあっても排気流の気筒毎の分離をより確実にでき、気筒間の排気干渉をより効果的に抑制できる。
請求項９に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記接続面と前記冷却アダプタとの間にガスケットを配置してこのガスケットを介して前記接続面は前記冷却アダプタに接続されると共に、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置における前記ガスケットの形状によって、前記接続面側に前記非接触部が設定されたことを特徴とする。

ガスケットを挟んでエキゾーストマニホールと冷却アダプタとが間接的に接触する場合には、ガスケットの形状によって非接触部を実現しても良い。このことによっても、冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間にてガスケットが介在する伝熱は、この非接触部において抑制されることになる。

このため内燃機関冷間時において、冷却アダプタによりエキゾーストマニホールドの熱量が奪われる程度は非接触部がない場合に比較して抑制され、エキゾーストマニホールドより下流の触媒を早期に活性化温度まで昇温させることができ、迅速に触媒作用を発揮させることができる。

請求項１０に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項９に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとのいずれか一方又は両方に接触しない領域を設けたことを特徴とする。

ガスケットの形状としては、エキゾーストマニホール側の接続面と冷却アダプタとのいずれか一方又は両方に接触しない領域を設けることにより、間接的な意味においてもエキゾーストマニホールが冷却アダプタに接触しない状態とすることができる。

このことによりガスケットが介在する伝熱は、前述した一方又は両方に接触しない領域により抑制できる。
請求項１１に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１０に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとの両方に接触しない領域として、欠落領域を設けたことを特徴とする。

欠落領域をガスケットに設けることにより非接触部を形成することができる。このことによりガスケットを介在した冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間の間接的な接触面積を低減させて、その間の伝熱を抑制できる。

請求項１２に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置を、前記接続面で隣接する前記開口部の間の幅よりも狭小な形状とし、この形状の両側を前記欠落領域としたことを特徴とする。

隣接する開口部の間に相当する部分を完全に削除するのではなく、開口部の間よりも狭小な形状とすることによって欠落領域を設けて、冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間の間接的な接触面積を低減させることができ、伝熱を抑制できる。

請求項１３に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記欠落領域として、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に貫通孔を形成したことを特徴とする。

このように貫通孔として欠落領域を設けることができる。貫通孔の面積により、冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間の間接的な接触面積を低減させることができ、伝熱を抑制できる。

請求項１４に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１０に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとの一方又は両方に接触しない領域として、他の部分よりも薄い領域を設けたことを特徴とする。

ガスケットにおいて、隣接する前記開口部の間に対応する位置に、他の部分よりも薄い領域が存在することにより、この領域の面積により、冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間の間接的な接触面積は低減される。このことで冷却アダプタとエキゾーストマニホールドとの間の伝熱を抑制できる。

請求項１５に記載のエキゾーストマニホールドでは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記冷却アダプタは内部に冷却水通路を形成して、シリンダヘッドの排気ポートから流入する排気を冷却することを特徴とする。

このような冷却アダプタでは内燃機関冷間時において、冷却アダプタによる吸熱がエキゾーストマニホールドの下流にある排気浄化触媒の活性化を遅らせるおそれが高いが、本発明により、触媒を早期に活性化温度まで昇温させて、迅速に触媒作用を発揮させることができる。

実施の形態１のエキゾーストマニホールドの斜視図。 実施の形態１のエキゾーストマニホールドの正面図。 実施の形態１のエキゾーストマニホールドを内燃機関に適用した状態を示す平面図。 実施の形態１のエキゾーストマニホールドの部分破断斜視図。 実施の形態１のエキゾーストマニホールドの部分破断平面図。 実施の形態２のエキゾーストマニホールドの斜視図。 実施の形態２のエキゾーストマニホールドの正面図。 実施の形態２のエキゾーストマニホールドの部分破断斜視図。 実施の形態２のエキゾーストマニホールドの部分破断平面図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドの斜視図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドの正面図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドの部分破断斜視図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドの部分破断平面図。 実施の形態３のガスケットの斜視図。 実施の形態３のガスケットの正面図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドと冷却アダプタとをガスケットを介して接続する状態の説明図。 実施の形態３のエキゾーストマニホールドを内燃機関に適用した状態を示す平面図。 実施の形態４のガスケット及びエキゾーストマニホールドの一例を示す正面図。 実施の形態４のガスケット及びエキゾーストマニホールドの一例を示す正面図。 実施の形態４のガスケット及びエキゾーストマニホールドの一例を示す正面図。 他の実施の形態のエキゾーストマニホールドの部分破断斜視図。 他の実施の形態のエキゾーストマニホールドの部分破断平面図。 他の実施の形態のガスケット及びエキゾーストマニホールドを示す正面図。 他の実施の形態のガスケット及びエキゾーストマニホールドを示す正面図。 他の実施の形態のガスケット及びエキゾーストマニホールドを示す斜視図。 他の実施の形態のガスケット及びエキゾーストマニホールドを示す斜視図。

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用されたエキゾーストマニホールド２の構成を表す斜視図、図２は正面図である。

このエキゾーストマニホールド２は直列４気筒内燃機関に用いられるものであり、図３の平面図に示すごとく、内燃機関のシリンダヘッド４に対して冷却アダプタ６を介して接続されるものである。

冷却アダプタ６は排気下流側の接続面８に排気ポート６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを開口させている。この接続面８に対して、エキゾーストマニホールド２は、その上流端に形成した２つのフランジ１０，１２の接続面１０ａ，１２ａにて当接することで接続され、ボルト孔１０ｂ，１２ｂにてボルト締結されることで、冷却アダプタ６と共に内燃機関のシリンダヘッド４に一体化される。

エキゾーストマニホールド２の分岐通路１４，１６，１８，２０の開口部１４ａ，１６ａ，１８ａ，２０ａは、それぞれ２つがペアとなって、各フランジ１０，１２の接続面１０ａ，１２ａにそれぞれに設けられている。

１つのフランジ１０に形成されている２つの開口部１４ａ，１６ａの間の領域は接続面１０ａから凹状に落ち込んでいる。このことでエキゾーストマニホールド２が冷却アダプタ６へ接続された際に、フランジ１０の接続面１０ａが冷却アダプタ６の接続面８に接触しないようにした非接触部１０ｃが形成されている。

図２に示したごとく、この非接触部１０ｃにおいて開口部１４ａ，１６ａの配列方向とは直交する方向での幅Ｙｐは、その開口部１４ａ，１６ａの直径Ｘｐよりも小さい。このことにより２つの開口部１４ａ，１６ａは全体としてくびれた状態に連通して形成されている。

もう１つのフランジ１２についても同様であり、２つの開口部１８ａ，２０ａ同士は非接触部１２ｃを介して連通状態となっており、２つの開口部１８ａ，２０ａは全体としてくびれた状態に連通して形成されている。

したがってエキゾーストマニホールド２を内燃機関に対して図３に示したごとく取り付けた場合、シリンダヘッド４の各排気ポート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから排出される排気は冷却アダプタ６内の各排気ポート６ａ〜６ｄを通過する際に、まず冷却される。この冷却は、冷却アダプタ６内にて排気ポート６ａ〜６ｄの周囲に形成されたウォータジャケットに対して、内燃機関のシリンダヘッド４やシリンダブロックから冷却水が供給されていたり、あるいは別途、異なる冷却系や水路から冷却水が供給されていることによりなされる。

冷却アダプタ６の排気ポート６ａ〜６ｄを通過する際に冷却された排気は、その接続面８に接続されたフランジ１０，１２に設けられた各開口部１４ａ〜２０ａから、エキゾーストマニホールド２内部の各分岐通路１４〜２０に流れ込む。

これらの分岐通路１４〜２０は、その間の領域には、冷却アダプタ６側において上述したごとく非接触部１０ｃ，１２ｃが形成されている。このことによりフランジ１０，１２の接続面１０ａ，１２ａからエキゾーストマニホールド２の内部に少し入った位置までは、分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０の間には、壁面に凸部２２，２４が形成されているのみであることから、フランジ１０，１２から集合部３０までの間において分離が不完全とされている。

しかし、図４，５の破断図に示すごとく、これら凸部２２，２４よりも下流側には、各２つの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０を分離する壁部２６，２８が形成されている。尚、図４は部分破断斜視図、図５はその平面図である。このことにより各２つの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０の間の分離不完全状態は、冷却アダプタ６側のみとされており、このことで冷却アダプタ６の接続面８に対して接触しない非接触部１０ｃ，１２ｃが形成されていることになる。

したがってこのようなエキゾーストマニホールド２を図３のごとく内燃機関に適用した場合、排気は、シリンダヘッド４の各排気ポート４ａ〜４ｄから冷却アダプタ６の各排気ポート６ａ〜６ｄへ、それぞれ気筒毎に分かれて流れる。そして排気は冷却アダプタ６からエキゾーストマニホールド２の各開口部１４ａ〜２０ａへ流れ込み、分岐通路１４〜２０を流れて集合部３０にて全排気流が合流する。そして排気は、下流側に配置されている触媒コンバータ３２へ流入して浄化された後、マフラー等を介して外部に排出されることになる。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（１）各ペアの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０において、各２つの開口部１４ａ，１６ａ及び開口部１８ａ，２０ａは、その間に非接触部１０ｃ，１２ｃが形成されている。

この非接触部１０ｃ，１２ｃは、内部の壁部２６，２８が接続面１０ａ，１２ａに到達していないことにより、すなわち壁部２６，２８が接続面１０ａ，１２ａ側にて形成されていないことにより形成されている。

この非接触部１０ｃ，１２ｃが存在することにより、この非接触部１０ｃ，１２ｃでは冷却アダプタ６とエキゾーストマニホールド２との間には気体として排気が存在することにより、直接的な伝熱はなされない。

このため内燃機関冷間時において、エキゾーストマニホールド２と冷却アダプタ６との間の主要な伝熱は、開口部１４ａ〜２０ａ及び非接触部１０ｃ，１２ｃの周囲に形成された接続面１０ａ，１２ａと冷却アダプタ６の接続面８との間に限られる。このことから冷却アダプタ６にエキゾーストマニホールド２の熱量が奪われる程度は、図１，２に破線にて示すごとく非接触部１０ｃ，１２ｃが存在せずに開口部１４ａ〜２０ａ以外の領域全面が冷却アダプタ６の接続面８に接触している場合に比較して抑制される。

このように内燃機関冷間時においてエキゾーストマニホールド２の冷却の程度が抑制されることから、排気がエキゾーストマニホールド２により冷却されにくくなり、排気の熱量により触媒コンバータ３２に収納されている触媒を早期に活性化温度まで昇温させることができ、迅速に触媒作用を発揮させることができる。

このことにより触媒に多量の希少金属を用いなくても内燃機関の冷間始動初期にも十分な排気浄化ができるようになり、省資源が可能となる。
（２）各ペアの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０にて、その分離を不完全としているが、この分離不完全部分においては、凸部２２，２４が設けられている。

このことにより、各ペアの分岐通路１４〜２０間は狭小な隙間を介して連通していることになる。すなわち非接触部１０ｃ，１２ｃを含めた各ペアの開口部１４ａ，１６ａ及び開口部１８ａ，２０ａの全体形状が、長孔状や楕円状を呈するのではなく、前述した非接触部１０ｃ，１２ｃの幅Ｙｐ及び開口部１４ａ〜２０ａの直径Ｘｐの関係により全体でくびれた状態に形成されている。

このことにより、非接触部１０ｃ，１２ｃにより開口部１４ａ〜２０ａの間が完全に連通状態にあっても排気流の気筒毎の分離をより確実にでき、気筒間の排気干渉をより効果的に抑制できる。

更に、フランジ１０，１２側以外の部分にては、壁部２６，２８を設けて、各ペアの分岐通路１４〜２０の分離を完全なものとしている。このことから壁部２６，２８が排気脈動のための仕切壁の役目を果たして、気筒間の排気干渉をより確実に抑制できる。

［実施の形態２］
本実施の形態のエキゾーストマニホールド１０２を図６〜９に示す。図６は斜視図、図７は正面図、図８は部分破断斜視図、図９はその平面図である。

このエキゾーストマニホールド１０２は、前記図１，２，４，５に示した壁部２６，２８が存在しない点が前記実施の形態１と異なる。
すなわち各ペアの開口部１１４ａ，１１６ａ及び開口部１１８ａ，１２０ａの間には、フランジ１１０，１１２から下流側にわずかな距離で凸部１２２，１２４が設けられているのみである。

したがって各ペアの分岐通路１１４，１１６及び分岐通路１１８，１２０は、各ペアの開口部１１４ａ，１１６ａ及び開口部１１８ａ，１２０ａから集合部１３０に至るまでは、凸部１２２，１２４が間に存在するのみであり、分離は不完全である。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（１）冷却アダプタに対する非接触部１１０ｃ，１１２ｃが形成されていることから、非接触部１１０ｃ，１１２ｃでは冷却アダプタとエキゾーストマニホールド１０２との間では直接的な伝熱はなされないことから前記実施の形態１の（１）と同様な効果を生じる。

（２）本実施の形態では、非接触部１１０ｃ，１１２ｃは、各ペアの分岐通路１１４，１１６及び分岐通路１１８，１２０の分離がフランジ１１０，１１２側から集合部１３０に至るまで不完全とされていることにより実現されている。各ペアの分岐通路１１４，１１６及び分岐通路１１８，１２０を不完全に分離しているのは、凸部１２２，１２４のみである。

したがって前記実施の形態１のごとくの部分的な不完全よりも形状が単純になり、エキゾーストマニホールド１０２の成形が容易となる。
しかもこのような分岐通路１１４〜１２０の間の不完全分離であっても、壁面に凸部１２２，１２４を形成していることから、前記実施の形態１にて述べたごとく、各ペアの分岐通路１１４，１１６及び分岐通路１１８，１２０は、狭小な隙間を介して連通することになる。

このため凸部１２２，１２４は排気脈動のための仕切壁の役目を或る程度果たすことができ、冷却アダプタの存在と共に、気筒間の排気干渉を抑制できる。
［実施の形態３］
本実施の形態のエキゾーストマニホールド２０２を図１０〜１３に示す。図１０は斜視図、図１１は正面図、図１２は部分破断斜視図、図１３は部分破断平面図である。

このエキゾーストマニホールド２０２は、前記実施の形態１の図１，２に示した構成とは異なり、ペアの分岐通路２１４，２１６間には接続面２１０ａが存在している。したがってペアの分岐通路２１４，２１６は接続面２１０ａにより完全に分離されている。もう１つのペアの分岐通路２１８，２２０についても同様であり、このペアの分岐通路２１８，２２０間には接続面２１２ａが存在し、ペアの分岐通路２１８，２２０は接続面２１２ａにより完全に分離されている。

そしてペアの分岐通路２１４，２１６間の接続面２１０ａの位置から、エキゾーストマニホールド２０２の内部空間へは壁部２２６が形成され、ペアの分岐通路２１８，２２０間の接続面２１２ａの位置から、エキゾーストマニホールド２０２の内部空間へは壁部２２８が形成されている。

このエキゾーストマニホールド２０２は、図１４，１５に示す金属製のガスケット２５０，２５２を介して、図１５の平面図に示すごとく、冷却アダプタ２０６の排気下流側の接続面２０８にボルト締結される。

これらのガスケット２５０，２５２は、エキゾーストマニホールド２０２の各接続面２１０ａ，２１２ａに対応して配置されるものであり、外形的には接続面２１０ａ，２１２ａとほぼ同一の形状をなしている。ただし、ペアの分岐通路２１４，２１６に対応してガスケット２５０に形成されている開口部２５０ａ，２５０ｂは分離が不完全であり、開口部２５０ａ，２５０ｂ間は欠落領域２５０ｃとなっている。もう１つのガスケット２５２についても同様の形状であり、ペアの分岐通路２１８，２２０に対応して形成されている開口部２５２ａ，２５２ｂは分離が不完全であり、開口部２５２ａ，２５２ｂ間は欠落領域２５２ｃとなっている。

図１６，１７に示すごとく冷却アダプタ２０６に対してガスケット２５０，２５２を介してエキゾーストマニホールド２０２を取り付けた場合、エキゾーストマニホールド２０２側の一方の接続面２１０ａでは、隣接する開口部２１４ａ，２１６ａの間の領域（図１０、１１、１６に破線にて示す）がガスケット２５０の欠落領域２５０ｃに位置する。このことで隣接する開口部２１４ａ，２１６ａの間の領域は、ガスケット２５０に接触しない非接触部２１０ｂとなる。

他方の接続面２１２ａでも同様に、隣接する開口部２１８ａ，２２０ａの間の領域（図１０、１１、１６に破線にて示す）がガスケット２５２の欠落領域２５２ｃに位置することで、隣接する開口部２１８ａ，２２０ａの間の領域は、ガスケット２５２に接触しない非接触部２１２ｂとなる。

こうして、冷却アダプタ２０６に対して、ガスケット２５０，２５２を介してエキゾーストマニホールド２０２をボルト締結した場合に、エキゾーストマニホールド２０２の各接続面２１０ａ，２１２ａは冷却アダプタ２０６の接続面２０８に間接的に接触して固定される。

このとき、各接続面２１０ａ，２１２ａにおける非接触部２１０ｂ，２１２ｂは、ガスケット２５０，２５２の厚み分の空間を保持する欠落領域２５０ｃ，２５２ｃを介して、冷却アダプタ２０６の接続面２０８に対向しており、冷却アダプタ２０６には直接的にも接触していないし、更にガスケット２５０，２５２を介した間接的な接触もしていない。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施の形態では、エキゾーストマニホールド２０２の複数の分岐通路２１４，２１６，２１８，２２０は、接続面２１０ａ，２１２ａ側では、その開口部２１４ａ，２１６ａ，２１８ａ，２２０ａは完全に分離している。

しかし、エキゾーストマニホールド２０２と冷却アダプタ２０６との間に配置されるガスケット２５０，２５２には欠落領域２５０ｃ，２５２ｃが存在する。この欠落領域２５０ｃ，２５２ｃにより、ガスケット２５０，２５２は、それぞれ隣接する開口部２１４ａ，２１６ａ，２１８ａ，２２０ａの間に対応する位置において、接続面２１０ａ，２１２ａにも、冷却アダプタ２０６にも、共に接触しない領域を設けることができる。

このことにより、接続面２１０ａ，２１２ａ側において、隣接する開口部２１４ａ，２１６ａ，２１８ａ，２２０ａの間に、冷却アダプタ２０６に接触しない非接触部２１０ｂ，２１２ｂを生じさせることができる。

この非接触部２１０ｂ，２１２ｂでは、冷却アダプタ２０６との間に、気体、ここでは排気が存在することになり、ガスケット２５０，２５２が介在するエキゾーストマニホールド２０２と冷却アダプタ２０６との間の伝熱は、非接触部２１０ｂ，２１２ｂにおいては抑制されることになる。

このため内燃機関冷間時において、冷却アダプタ２０６によりエキゾーストマニホールド２０２の熱量が奪われる程度は、欠落領域２５０ｃ，２５２ｃがない場合に比較して抑制され、エキゾーストマニホールド２０２より下流の触媒を早期に活性化温度まで昇温させることができ、迅速に触媒作用を発揮させることができる。

（２）エキゾーストマニホールド２０２において、各ペアの分岐通路２１４，２１６，２１８，２２０は、壁部２２６，２２８にて各ペアの分岐通路２１４〜２２０の分離は、前記実施の形態１，２に比較して、より完全なものとしている。このことから壁部２２６，２２８が排気脈動のための仕切壁の役目を十分に果たして、気筒間の排気干渉をより確実に抑制できる。

各ペアの分岐通路２１４，２１６，２１８，２２０は、その開口部２１４ａ，２１６ａ，２１８ａ，２２０ａの直前にて、ガスケット２５０，２５２の欠落領域２５０ｃ，２５２ｃの存在により分離を不完全としているように見える。しかし、この分離不完全はわずかなものであり、排気流にはほとんど影響しないので、気筒間の排気干渉は問題ない。

［実施の形態４］
本実施の形態は、前記実施の形態３に対する変形例であり、図１８，１９，２０にて説明する。

図１８に示す実施例では、ガスケット３５０に設けられた２つの開口部３５０ａ，３５０ｂは、その間の領域が全て欠落領域３５０ｃとして形成されている。このため欠落領域３５０ｃは前記実施の形態３の場合によりも広範囲に設定されている。したがってエキゾーストマニホールド３０２についても、その接続面３１０ａにおいて開口部３１４ａ，３１６ａの間の領域には、広範囲に非接触部３１０ｂが形成される。

図１９に示す実施例では、ガスケット４５０に設けられた２つの開口部４５０ａ，４５０ｂは、その間の領域内の一部に貫通孔として欠落領域４５０ｃが形成されている。ここでは欠落領域４５０ｃは長方形に貫通されて形成されている。この欠落領域４５０ｃによりエキゾーストマニホールド４０２の接続面４１０ａにおいて開口部４１４ａ，４１６ａの間の領域には長方形状の非接触部４１０ｂが形成される。

尚、ガスケット４５０においては、開口部４５０ａ，４５０ｂの間には、欠落領域４５０ｃの長辺に沿って残存部４５０ｄ，４５０ｅが存在することから、ガスケット４５０全体の形状保持性が高い。

図２０に示す実施例では、ガスケット５５０に設けられた２つの開口部５５０ａ，５５０ｂは、相互に近づく方向に拡大されている。このことにより、開口部５５０ａ，５５０ｂ間の領域は、エキゾーストマニホールド５０２側にて対応する開口部５１４ａ，５１６ａの間の幅よりも狭小な形状とされている。

このような開口部５５０ａ，５５０ｂの拡大により、ガスケット５５０の厚み方向に貫通した領域として２つの欠落領域５５０ｃ，５５０ｄが形成される。これらの欠落領域５５０ｃ，５５０ｄにより、エキゾーストマニホールド５０２の接続面５１０ａにおいて、開口部５１４ａ，５１６ａの間の領域には２つの非接触部５１０ｂ，５１０ｃが形成される。

尚、開口部５５０ａ，５５０ｂの間には、残存部５５０ｅが存在することから、ガスケット５５０全体の形状保持性が高い。
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。

（１）前記実施の形態３と同様な効果を生じると共に、特に図１９，２０では前述したごとく、残存部４５０ｄ，４５０ｅ，５５０ｅの存在により、ガスケット４５０，５５０の形状保持性が高いと共に、気筒間の排気干渉については全く問題がない。

［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１において、壁部２６，２８の排気上流側端は、冷却アダプタ６の接続面８には全く接触しないが、各ペアの分岐通路１４，１６及び分岐通路１８，２０の間に、冷却アダプタに接触しない部分が存在すれば良いので、壁部２６，２８の排気上流側端の一部の領域が、冷却アダプタ６の接続面８に接触する構成としても良い。

・前記実施の形態２においては、図８，９に示したごとく凸部１２２，１２４はフランジ１１０，１１２から下流側にわずかな距離までであった。この代わりに、図２１の部分破断斜視図、図２２の部分破断平面図に示すエキゾーストマニホールド６０２のごとく、凸部６２２，６２４を更に下流側に長くしても良い。このことにより排気干渉の抑制効果を強めることができる。

・前記各実施の形態では、エキゾーストマニホールドの各フランジにおける接続面には、隣接する２つの分岐通路の開口部が形成され、その２つの開口部の間に、開口部間を連通状態とする非接触部が設けられていた。この代わりに、全気筒分の開口部、ここでは直列４気筒内燃機関であるので４つの開口部を１つのフランジに形成して、隣接する開口部の間に、前記各実施の形態にて説明したごとくの非接触部（直列４気筒であれば３つの非接触部）を設けても良く、更に隣接する分岐通路の間に壁部（直列４気筒であれば３つの壁部）を設けても良い。

他の気筒数についても、前記各実施の形態のごとく隣接する２つの開口部をペアとしてペア毎にフランジを設けても良く、あるいは上述したごとく前記開口部を１つのフランジに設ける構成でも良い。

又、例えば直列６気筒では、３つの開口部を１組として２組を設定し、この１組毎に１つのフランジを設ける構成としても良い。
Ｖ型や水平対向型ではバンク毎に前記各実施の形態や、上述したごとくに構成することができる。

例えば、図２３に示すごとく３気筒分のガスケット７５０の場合には、３つの開口部７５０ａ，７５０ｂ，７５０ｃの各間において、前記実施の形態３に示したごとくの欠落領域７５０ｄ，７５０ｅを形成しても良い。このことによりエキゾーストマニホールド７０２の開口部７１４ａ，７１６ａ，７１８ａの各間の接続面７１０ａの一部に、非接触部７１０ｂ，７１０ｃを設定することができる。

同様に図２４に示すごとく３気筒分のガスケット８５０の場合には、３つの開口部８５０ａ，８５０ｂ，８５０ｃの各間において、前記実施の形態４の図１８に示したごとくの欠落領域８５０ｄ，８５０ｅを形成しても良い。このことによりエキゾーストマニホールド８０２の開口部８１４ａ，８１６ａ，８１８ａの各間の接続面８１０ａの一部に、非接触部８１０ｂ，８１０ｃを設定することができる。

・前記実施の形態３，４及び図２３，２４の例では、ガスケットには欠落領域を形成することにより、エキゾーストマニホールドの接続面に非接触部を形成していた。これ以外に、前記各ガスケットにおいて欠落領域でなく、図２５に示すごとく前記欠落領域に該当する領域の厚さを薄くすることにより、エキゾーストマニホールド９０２の接続面９１０ａ，９１２ａに非接触部９１０ｃ，９１２ｃを形成しても良い。

すなわちガスケット９５０，９５２の各ペアの開口部９５０ａ，９５０ｂ，９５２ａ，９５２ｂの間の領域は、外形的にはエキゾーストマニホールド９０２の接続面９１０ａ，９１２ａと同一である。ただしこの領域では、他の部分に比較して薄くされた薄板領域９５０ｃ，９５２ｃが形成されている。

図２５では、薄板領域９５０ｃ，９５２ｃをエキゾーストマニホールド９０２の接続面９１０ａ，９１２ａ側にしてガスケット９５０，９５２を配置し、冷却アダプタにエキゾーストマニホールド９０２をボルト締結する。

このようにすると、薄板領域９５０ｃ，９５２ｃはエキゾーストマニホールド９０２側の接続面９１０ａ，９１２ａにおける非接触部９１０ｃ，９１２ｃに接触する。ただし、冷却アダプタ側にはガスケット９５０，９５２の薄板領域９５０ｃ，９５２ｃは接触しない。その結果として非接触部９１０ｃ，９１２ｃでは、ガスケット９５０，９５２を介する冷却アダプタへの間接的接触は生じない。すなわち冷却アダプタに対してはガスケット９５０，９５２との間に空隙が存在することで非接触状態が維持され、非接触部９１０ｃ，９１２ｃとしての機能を果たすことができる。このことにより前記実施の形態３同様な効果を生じる。

これらガスケット９５０，９５２は、完全に切り取られた空隙でなく、薄板領域９５０ｃ，９５２ｃが存在しているので、ガスケット９５０，９５２全体の形状保持性が高い。
前記図２５の例では、ガスケット９５０，９５２の薄板領域９５０ｃ，９５２ｃは、エキゾーストマニホールド９０２側に配置したが、ガスケット９５０，９５２の裏表を反転させて、冷却アダプタ側に薄板領域９５０ｃ，９５２ｃを配置しても良い。

この場合にはガスケット９５０，９５２の薄板領域９５０ｃ，９５２ｃは、冷却アダプタの接続面に接触することになるが、エキゾーストマニホールド９０２の非接触部９１０ｃ，９１２ｃについては、図２６に示すごとく空隙を間にして非接触状態となる。したがってこの場合もエキゾーストマニホールド９０２の非接触部９１０ｃ，９１２ｃと、冷却アダプタの接続面とは、間にガスケット９５０，９５２が存在するが、空隙を介していることになり、非接触部９１０ｃ，９１２ｃは冷却アダプタに対して非接触状態となる。

尚、薄板領域９５０ｃ，９５２ｃは、ガスケット９５０，９５２の厚さ方向での中間位置に設けることで、エキゾーストマニホールド９０２の非接触部９１０ｃ，９１２ｃと冷却アダプタとの両方に接触しないようにしても良く。同様な効果を生じる。

２…エキゾーストマニホールド、４…シリンダヘッド、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…シリンダヘッドの排気ポート、６…冷却アダプタ、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…冷却アダプタの排気ポート、８…接続面、１０，１２…フランジ、１０ａ，１２ａ…接続面、１０ｂ，１２ｂ…ボルト孔、１０ｃ，１２ｃ…非接触部、１４，１６，１８，２０…分岐通路、１４ａ，１６ａ，１８ａ，２０ａ…開口部、２２，２４…凸部、２６，２８…壁部、３０…集合部、３２…触媒コンバータ、１０２…エキゾーストマニホールド、１１０，１１２…フランジ、１１０ｃ，１１２ｃ…非接触部、１１４，１１６，１１８，１２０…分岐通路、１１４ａ，１１６ａ，１１８ａ，１２０ａ…開口部、１２２，１２４…凸部、１３０…集合部、２０２…エキゾーストマニホールド、２０６…冷却アダプタ、２０８…接続面、２１０ａ，２１２ａ…接続面、２１０ｂ，２１２ｂ…非接触部、２１４，２１６，２１８，２２０…分岐通路、２１４ａ，２１６ａ，２１８ａ，２２０ａ…開口部、２２６，２２８…壁部、２５０，２５２…ガスケット、２５０ａ，２５０ｂ，２５２ａ，２５２ｂ…開口部、２５０ｃ，２５２ｃ…欠落領域、３０２…エキゾーストマニホールド、３１０ａ…接続面、３１０ｂ…非接触部、３１４ａ，３１６ａ…開口部、３５０…ガスケット、３５０ａ，３５０ｂ…開口部、３５０ｃ…欠落領域、４０２…エキゾーストマニホールド、４１０ａ…接続面、４１０ｂ…非接触部、４１４ａ，４１６ａ…開口部、４５０…ガスケット、４５０ａ，４５０ｂ…開口部、４５０ｃ…欠落領域、４５０ｄ，４５０ｅ…残存部、５０２…エキゾーストマニホールド、５１０ａ…接続面、５１０ｂ，５１０ｃ…非接触部、５１４ａ，５１６ａ…開口部、５５０…ガスケット、５５０ａ，５５０ｂ…開口部、５５０ｃ，５５０ｄ…欠落領域、５５０ｅ…残存部、６０２…エキゾーストマニホールド、６２２，６２４…凸部、７０２…エキゾーストマニホールド、７１０ａ…接続面、７１０ｂ，７１０ｃ…非接触部、７１４ａ，７１６ａ，７１８ａ…開口部、７５０…ガスケット、７５０ａ，７５０ｂ，７５０ｃ…開口部、７５０ｄ，７５０ｅ…欠落領域、８０２…エキゾーストマニホールド、８１０ａ…接続面、８１０ｂ，８１０ｃ…非接触部、８１４ａ，８１６ａ，８１８ａ…開口部、８５０…ガスケット、８５０ａ，８５０ｂ，８５０ｃ…開口部、８５０ｄ，８５０ｅ…欠落領域、９０２…エキゾーストマニホールド、９１０ａ，９１２ａ…接続面、９１０ｃ，９１２ｃ…非接触部、９５０，９５２…ガスケット、９５０ａ，９５０ｂ，９５２ａ，９５２ｂ…開口部、９５０ｃ，９５２ｃ…薄板領域。

Claims (15)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに形成された排気ポートに冷却アダプタを介して接続されるエキゾーストマニホールドであって、
   前記冷却アダプタに対して接続される接続面に複数の分岐通路の開口部を有し、隣接する前記開口部の間に、前記冷却アダプタに接触しない非接触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。
2. 請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記非接触部は、隣接する前記開口部同士を前記接続面において連通状態としていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
3. 請求項２に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路の分離が、前記接続面側にて不完全とされていることにより前記非接触部が形成されていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
4. 請求項３に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路間にて前記分岐通路を分離する壁部が前記接続面側にて形成されていないことにより前記複数の分岐通路の不完全な分離を実現していることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
5. 請求項３に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路間にて前記分岐通路を分離する壁部が、前記接続面側の先端が凹状に形成されていることにより前記複数の分岐通路の不完全な分離を実現していることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
6. 請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路の分離が、前記接続面側から分岐通路の集合部に至るまで不完全とされていることにより前記非接触部が形成されていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
7. 請求項６に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記複数の分岐通路間が、エキゾーストマニホールドの壁面から内部空間に突出する凸部により不完全な分離状態で形成されていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記分岐通路の開口部の配列方向とは直交する方向での前記非接触部の幅は、前記分岐通路の開口部の直径より小さくされていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
9. 請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記接続面と前記冷却アダプタとの間にガスケットを配置してこのガスケットを介して前記接続面は前記冷却アダプタに接続されると共に、
   前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置における前記ガスケットの形状によって、前記接続面側に前記非接触部が設定されたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
10. 請求項９に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとのいずれか一方又は両方に接触しない領域を設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
11. 請求項１０に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとの両方に接触しない領域として、欠落領域を設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
12. 請求項１１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置を、前記接続面で隣接する前記開口部の間の幅よりも狭小な形状とし、この形状の両側を前記欠落領域としたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
13. 請求項１１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記欠落領域として、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に貫通孔を形成したことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
14. 請求項１０に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記ガスケットは、前記接続面で隣接する前記開口部の間に対応する位置に、前記接続面と前記冷却アダプタとの一方又は両方に接触しない領域として、他の部分よりも薄い領域を設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、前記冷却アダプタは内部に冷却水通路を形成して、シリンダヘッドの排気ポートから流入する排気を冷却することを特徴とするエキゾーストマニホールド。

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