JP2767386B2 - ３気筒エンジンの排気マニホールド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、小型滑走艇などに搭
載する３気筒（２サイクル）エンジンの排気マニホール
ドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の排気マニホールドは、一般に、
中央の気筒の排気ポートを挟んで両側にそれぞれ間隔を
あけて両側の気筒の排気ポートを配置した３気筒エンジ
ンからの排ガス（排気ガスともいう）を中央部で集合し
て排出するもので、最も基本的な構造の排気マニホール
ド２０は、図８に示すように両側の排気ポート２１・２
２からの排気通路２３・２４を中央の排気ポート２５か
ら前方および上方に向けて延設した中央の排気通路２６
にそれぞれ集合させ、逆Ｔの字形に結合した構造であ
る。この排気マニホールドの構造では、一の気筒から排
出される排ガスの流れが他の気筒から排出される排気ガ
スの流れに影響を及ぼし、排気干渉が生じるため、燃焼
温度が高くなることがある。とくに、両側の気筒からの
排ガスが干渉を受け易いため、異常燃焼を起こし易く、
燃焼効率が悪くなる。

【０００３】そこで、そのような不都合を改善するため
に、たとえば実開平５−８９８３２号公報に記載の排気
マニホールドが提案されている。この排気マニホールド
３０は、図９に示すように、中央の排気通路３１と左右
の排気通路３２・３３との集合部の下部内周壁におい
て、中央の排気通路３１の両脇部３１ａ・３１ａをそれ
ぞれ滑らかに高くなる山形に形成することにより、左右
の排気ポート３４・３５から排出される排ガスを山形の
脇部３１ａ・３１ａに案内して、共通の排気出口へスム
ーズに排出させるようにしている。図中の符号３６は中
央の排気ポートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の排気
マニホールド３０（図９）の場合、左右の排気ポートか
らの排気ガスの排出が従来の排気マニホールド２０（図
８）に比べてかなりスムーズに行われるように推測され
るが、なお下記の点で改良の余地がある。

【０００５】 各排気ポートから集合部までの開口断
面積と集合後の排気出口の開口断面積とに差異がないか
ら、集合部付近で排気干渉が生じるおそれがある。

【０００６】 左右の排気ポートからの排気ガスが山
形の案内面で共通の排気出口へ案内されるにしても、山
形の案内面は中央の排気ポートからの排気通路を挟んで
それぞれ設けられているから、左右の排気ポートからの
排気ガスはその一部が中央あるいは反対側の排気通路に
流れ込むおそれがある。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、３気筒エンジンのいずれの排気ポートからの排気ガ
スもスムーズに排出され、排気干渉が起こりにくく、異
常燃焼が生じず、燃焼効率が向上する３気筒エンジンの
排気マニホールドを提供することを目的にしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の３気筒エンジンの排気マニホールドは、a)
中央の気筒の排気ポートを挟んで両側にそれぞれ間隔を
あけて両側の気筒の排気ポートを配置した３気筒エンジ
ンからの排ガスを、中央部で集合して排出するための３
気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、b)前記中央
の排気ポートに接続される排気導入口から前方および上
方に向けて開口断面円形の排気通路を形成し、c)両側の
排気ポートに接続される各排気導入口を前記中央排気導
入口に対し同一高さかつ等間隔に配置し、各排気導入口
から開口断面円形の排気通路をそれぞれ中央に向け穏や
かにかつ滑らかに変化させて前記中央の排気通路に集合
するとともに、前記両側の排気通路の集合部の中央線上
において内周壁の下部を前記中央排気導入口から見て左
右対称の上向きの鋭い山形突起状に形成し、d)前記各排
気導入口から前記集合部までは開口断面の口径をほぼ一
定にする一方、集合部から下流側にかけて開口断面の口
径を漸次拡大している。

【０００９】請求項２記載のように、e)前記三つの排気
導入口からそれらの集合部までの排気通路の開口断面は
各排気導入口とほぼ等しくし、排ガス出口の開口面積は
排気導入口の開口面積のほぼ２倍にすることが望まし
い。

【００１０】請求項３記載のように、f)前記各排気通路
を構成する周壁を二重壁にし、その内部を冷却ジャケッ
トに形成することができる。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明の３気筒エンジンの
排気マニホールドによれば、左右の排気ポートから排出
される排気ガスは、対応する排気通路を通って中央へ移
動したのち、集合部下部中央の左右対称の上向きの鋭い
山形突起部（の案内面）にて誘導され集合部およびその
下流側の出口へ移動する一方、中央の排気ポートからの
排気ガスは中央の排気通路を通って同様に集合部および
その下流側の出口へ移動する。各排気ポートからの排気
通路は集合部まで開口断面が円形で口径がほぼ一定し、
左右の排気通路の変化は穏やかで滑らかである一方、中
央の排気通路は左右の排気通路に比べて変化は急である
が集合部までの距離が短いから、各排気通路における排
気ガスの流れ抵抗がバランスされる。また、集合部の下
流側は出口にかけて口径が漸次拡大しているため、万一
先に排出された排気ガスが残留している場合にも、排気
ガスの排出がスムーズに行われる。したがって、いずれ
の排気ポートからの排気ガスも流れが円滑になって排気
が抑制されないため、異常燃焼が起こりにくくなる。

【００１２】出口の開口面積の大きさを変えてテストし
た結果、出口の開口面積を排気ポートの開口面積の２倍
ないしほぼ２倍に設定したときに、異常燃焼がほぼ皆無
になったことから、請求項２記載の排気マニホールドで
は、全ての排気ポートからの排気ガスの流れが最もバラ
ンスされ、スムーズになると判断される。

【００１３】請求項３記載の排気マニホールドは、とく
に小型滑走艇の狭いエンジンルームにエンジンを搭載す
る場合に、小型滑走艇の周囲からエンジンのシリンダな
どに導入される水を、排気通路の周囲の冷却ジャケット
に流通させることによって排気マニホールドの温度上昇
が防止され、排気ガスの温度も低減される。これによっ
て、狭いエンジンルーム内に搭載されるエンジンおよび
排気マニホールドの温度上昇が抑えられるとともに、エ
ンジンルーム内の温度上昇も抑えられる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の３気筒エンジンの排気マニ
ホールドを小型滑走艇に搭載する場合の実施例につい
て、図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は本実施例にかかる排気マニホールド
の正面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図２の
III−III線断面図、図４は図１の排気マニホールドの背
面図、図５は図４のV−V線断面図、図６は図１の排気マ
ニホールドの平面図である。図７は小型滑走艇に搭載す
る３気筒２サイクルエンジンに図１の排気マニホールド
を取り付けた状態を示す、一部を切り欠いて表した側面
図である。

【００１６】図７に示すように、本例の排気マニホール
ド１は、３気筒２サイクルエンジン１１に取り付けられ
ている。エンジン１１は、３つの気筒を縦方向に直線状
に並べて一体に形成したもので、各気筒が排気ポート
（図示せず）を有している。

【００１７】図１・図５に示すように、エンジン１１
（図７）の三つの排気ポートに対応して同一高さにおい
て、中央の排気導入口２およびその両側に排気導入口３
・４が等間隔に配置され、各排気導入口２〜４の周囲に
は、略五角形の取付用フランジ２ａ・３ａ・４ａが形設
されている。図２・図６のように、本例では、中央の排
気導入口２から開口断面円形の排気通路２Ａが点ｘを中
心に前方上向きにα（本例では４５゜）回転した位置ま
で形成され、そこから開口断面円形の口径を漸次拡大す
る排気通路２Ｂが点ｘを中心にさらに前方上向きにβ
（本例では４５゜）回転した位置まで形成され、さらに
開口断面円形の口径を漸次拡大する排気通路２Ｃが上方
に向けて出口５まで形成されている。そして、出口５の
開口面積Ｓ５は、排気導入口２（排気ポート）の開口面
積Ｓ２の２倍の大きさになっている。排気通路２Ｂおよ
び２Ｃは、排気通路２Ａと左右の排気通路３Ａ・４Ａと
の集合部、つまり共通の排気通路を構成する。なお、出
口５のの周囲にも、取付用フランジ５ａが形設されてい
る。

【００１８】図３〜図５に示すように、、左右の排気導
入口３・４から中央の排気通路２Ａに向けて、開口断面
円形で口径が一定な排気通路３Ａ・４Ａが中央線対称に
形成されている。各排気通路３Ａ・４Ａは、中央排気通
路２Ａとの集合部付近まで水平に相接近し、そこから点
ｙあるいは点ｚを中心に中央寄り上方に向けてそれぞれ
γ（本例では４９゜）回転した位置まで開口断面円形で
口径が一定な排気通路３Ａ・４Ａが連続し、さらに開口
断面円形の口径を漸次拡大する排気通路３Ｂ・４Ｂが点
ｙあるいは点ｚを中心に中央線の上方に向けてそれぞれ
θ（本例では４１゜）回転した位置まで形成されてい
る。なお、排気通路３Ｂ・４Ｂの大部分（中央部および
下流側）は前記排気通路２Ｂで構成され、そのさらに下
流側（上方）は前記排気通路２Ｃになる。

【００１９】また、左右の排気通路３Ａ・４Ａの集合部
の中央線上において、内周壁の下部は図１のように排気
導入口２から見て中央線を挟んで左右対称の上向きの鋭
い山形の突起部６ａに形成され、図２のIII−III断面位
置では図３のようになだらかな略山形の突起部６ｂに形
成されている。つまり左右の排気導入口３・４からの排
気通路３Ａ・４Ａは、中央線上で共通の排気通路２Ｂに
集合されるまで、開口断面円形で口径がほぼ一定で、通
路の変化が穏やかでかつ滑らかになるように形成されて
いる。いいかえれば各排気通路３Ａ・４Ａは、排気ポー
ト３・４から排出された排気ガスがそれぞれ排気ポート
２からの排気ガスと合流（集合）する位置まで、突起部
６ａ・６ｂで誘導されてスムーズに流れるように形成さ
れ、合流位置から出口５にかけてはラッパ状に口径が拡
大している。

【００２０】図２・図３・図５に示すように、前記各排
気通路２Ａ・３Ａ・４Ａ・２Ｂ・２Ｃを構成する周壁
（管壁）はそれぞれ二重壁に形成され、内部が冷却ジャ
ケット７に構成されている。そして、図４・図６のよう
に冷却水が流入口７ａから冷却ジャケット７内に取り入
れられ、図示しない流出口から取り出される。

【００２１】さて、上記した構成からなる本例の排気マ
ニホールド１を備えた３気筒２サイクルエンジン１１
は、図７に示すように縦長で、その一側面に取り付けら
れた排気マニホールド１の出口５に、排気管１２の一端
が接続されている。排気管１２はＪの字状に屈曲して後
方へ延設され、水マフラ１３に接続されている。エンジ
ン１１や排気管１２の周壁は二重壁に形成され、冷却ジ
ャケット（図示せず）を備えているが、冷却ジャケット
７を含めそれらの冷却ジャケットには、冷却水供給パイ
プ１４により冷却水が供給され、冷却水排出パイプ１５
から排出される。冷却水は小型滑走艇の周囲（海や湖）
から取り入れる場合と、冷却器で冷却しながら循環させ
る場合とがある。

【００２２】上記した実施例にかかる排気マニホールド
１を備えた３気筒２サイクルエンジン１１では、図７の
左側の気筒から点火を開始し、中央の気筒、右側の気筒
の順に点火してエンジン１１を駆動させたが、いずれの
気筒の排気ポート（図示せず）から排出される排気ガス
も、排気導入口２〜４から排気マニホールド１内に導入
され、出口５へかけてスムーズに流れ、排気管１２を経
て排出された。また、排気ガスによる脈動波が発生し、
いずれの気筒に対しても有効に作用した。そして、どの
気筒についても異常燃焼は起こらず、高い燃焼効率が得
られた。

【００２３】以上、排気マニホールドの一実施例を示し
たが、本発明は次のように実施することができる。

【００２４】 中央の排気導入口２から出口５に至る
排気通路２Ａ・２Ｂ・２Ｃは、図２のような上向きに限
らず、前向きあるいは、前方および上方に向けて傾斜さ
せて形成してもよい。

【００２５】 小型滑走艇に搭載するエンジン以外
に、たとえば農業用や作業用のエンジンに取り付けるこ
とができる。この場合には冷却ジャケット７を省いても
よい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の３気筒エンジンの排気マニホールドには、次の
ような優れた効果がある。

【００２７】(1) ３気筒エンジンの各排気ポートからの
排気ガスの流れが良好になってスムーズに排出でき、ま
た排気干渉がほとんど起こらなくなるうえに、異常燃焼
が生じにくくなるため、燃焼効率が向上する。

【００２８】(2) 請求項２記載の排気マニホールドで
は、各排気ポートからの排気ガスの流れがバランスよく
かつスムーズになるので、異常燃焼が一層起こりにくく
なる。

【００２９】(3) 請求項３記載の排気マニホールドは、
排気通路の周囲の冷却ジャケットに流通させることによ
って排気マニホールドの温度上昇を防止し、排気ガスの
温度も低減できるので、とくに小型滑走艇の狭いエンジ
ンルームにエンジンを搭載する場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる排気マニホールドを示
す正面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】図１の排気マニホールドの背面図である。

【図５】図４のV−V線断面図である。

【図６】図１の排気マニホールドの平面図である。

【図７】小型滑走艇に搭載する３気筒２サイクルエンジ
ンに図１の排気マニホールドを取り付けた状態を示す、
一部を切り欠いて表した側面図である。

【図８】従来の基本的な排気マニホールドを示す断面図
である。

【図９】従来の排気マニホールドの一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 排気マニホールド ２・３・４ 排気導入口 ２Ａ・２Ｂ・２Ｃ・３Ａ・３Ｂ・４Ａ・４Ｂ 排気通路 ５ 出口 ６ａ・６ｂ 突起部 ７ 冷却ジャケット １１ ３気筒２サイクルエンジン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央の気筒の排気ポートを挟んで両側に
   それぞれ間隔をあけて両側の気筒の排気ポートを配置し
   た３気筒エンジンからの排ガスを、中央部で集合して排
   出するための３気筒エンジンの排気マニホールドにおい
   て、 前記中央の排気ポートに接続される排気導入口から前方
   および上方に向けて開口断面円形の排気通路を形成し、 両側の排気ポートに接続される各排気導入口を前記中央
   排気導入口に対し同一高さかつ等間隔に配置し、各排気
   導入口から開口断面円形の排気通路をそれぞれ中央に向
   け穏やかにかつ滑らかに変化させて前記中央の排気通路
   に集合するとともに、前記両側の排気通路の集合部の中
   央線上において内周壁の下部を前記中央排気導入口から
   見て左右対称の上向きの鋭い山形突起状に形成し、前記
   各排気導入口から前記集合部までは開口断面の口径をほ
   ぼ一定にする一方、集合部から下流側にかけて開口断面
   の口径を漸次拡大したことを特徴とする３気筒エンジン
   の排気マニホールド。
2. 【請求項２】 前記三つの排気導入口からそれらの集合
   部までの排気通路の開口断面は各排気導入口とほぼ等し
   くし、排ガス出口の開口面積は排気導入口の開口面積の
   ほぼ２倍にした請求項１記載の３気筒エンジンの排気マ
   ニホールド。
3. 【請求項３】 前記各排気通路を構成する周壁を二重壁
   にし、その内部を冷却ジャケットに形成した請求項１又
   は２記載の３気筒エンジンの排気マニホールド。