JP3279162B2 - エキゾーストマニホルドの排気集合部構造 - Google Patents
エキゾーストマニホルドの排気集合部構造Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の管部材を曲
げ加工して形成されたエキゾーストマニホルドの排気集
合部構造に関する。
げ加工して形成されたエキゾーストマニホルドの排気集
合部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エキゾーストマニホルドは鋳鉄
で形成されている。このような鋳鉄製のエキゾーストマ
ニホルドルドは、かなりの重量を有している。近年、エ
キゾーストマニホルドの軽量化（軽量化によって熱容量
を低くすることで、触媒暖機性を向上させることも可能
となる）及びコストダウンを意図して、エキゾーストマ
ニホルドの各排気ポートをステンレス鋼等の鋼管を曲げ
加工して形成することが提案されている。このように形
成されたエキゾーストマニホルドにおいて、各排気ポー
トを形成する鋼管の排気集合部における断面形状は、扇
形とされ、互いに当接させて単一の集合管に挿入されて
いる。
で形成されている。このような鋳鉄製のエキゾーストマ
ニホルドルドは、かなりの重量を有している。近年、エ
キゾーストマニホルドの軽量化（軽量化によって熱容量
を低くすることで、触媒暖機性を向上させることも可能
となる）及びコストダウンを意図して、エキゾーストマ
ニホルドの各排気ポートをステンレス鋼等の鋼管を曲げ
加工して形成することが提案されている。このように形
成されたエキゾーストマニホルドにおいて、各排気ポー
トを形成する鋼管の排気集合部における断面形状は、扇
形とされ、互いに当接させて単一の集合管に挿入されて
いる。
【０００３】エキゾーストマニホルドは、各排気ポート
の端部においてシリンダヘッドに強固に固定されてい
る。従って、実際の使用に際して高温度の排気ガスが通
過することにより、各排気ポートが熱膨張して排気集合
部を変形させる。一般的に、各排気ポートのシリンダヘ
ッドへの取り付け部分における配列方向において、各排
気ポートがそれぞれ左右から排気集合部へ向けて熱膨張
するために、この方向において排気集合部には非常に大
きな力が作用し、大きく変形する。
の端部においてシリンダヘッドに強固に固定されてい
る。従って、実際の使用に際して高温度の排気ガスが通
過することにより、各排気ポートが熱膨張して排気集合
部を変形させる。一般的に、各排気ポートのシリンダヘ
ッドへの取り付け部分における配列方向において、各排
気ポートがそれぞれ左右から排気集合部へ向けて熱膨張
するために、この方向において排気集合部には非常に大
きな力が作用し、大きく変形する。
【０００４】実開平５−１８１９号公報には、排気集合
部の中心から十字形に延在する各隔壁を湾曲形状とする
ことが開示されている。それにより、隔壁へ排気集合部
中心方向の力が作用すると、隔壁はさらに湾曲して変形
し、隔壁全体にほぼ均一に曲げ応力が発生するようにな
っている。
部の中心から十字形に延在する各隔壁を湾曲形状とする
ことが開示されている。それにより、隔壁へ排気集合部
中心方向の力が作用すると、隔壁はさらに湾曲して変形
し、隔壁全体にほぼ均一に曲げ応力が発生するようにな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によれ
ば、隔壁自身の熱膨張に対しては、応力集中が起きるこ
とがないために、隔壁が破損してエキゾーストマニホル
ドの排気集合部から排気ガスが漏れることは防止され
る。しかしながら、各排気ポートのシリンダヘッドへの
取り付け部分における配列方向に発生する力は、隔壁自
身の熱膨張とは比較にならないほど非常に大きいもので
ある。従って、排気集合部のこの方向と平行な方向に存
在する隔壁には、応力集中が起きなくても非常に大きな
曲げ応力が発生し、それによって隔壁が破損する可能性
がある。
ば、隔壁自身の熱膨張に対しては、応力集中が起きるこ
とがないために、隔壁が破損してエキゾーストマニホル
ドの排気集合部から排気ガスが漏れることは防止され
る。しかしながら、各排気ポートのシリンダヘッドへの
取り付け部分における配列方向に発生する力は、隔壁自
身の熱膨張とは比較にならないほど非常に大きいもので
ある。従って、排気集合部のこの方向と平行な方向に存
在する隔壁には、応力集中が起きなくても非常に大きな
曲げ応力が発生し、それによって隔壁が破損する可能性
がある。
【０００６】従って、本発明の目的は、複数の管部材を
曲げ加工して形成されたエキゾーストマニホルドの排気
集合部構造において、排気ポートの熱膨張による隔壁の
破損を確実に防止することである。
曲げ加工して形成されたエキゾーストマニホルドの排気
集合部構造において、排気ポートの熱膨張による隔壁の
破損を確実に防止することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
によるエキゾーストマニホルドの排気集合部構造は、各
排気ポートを形成する管部材の端部を楔形断面形状と
し、互いに当接させて形成させたエキゾーストマニホル
ドの排気集合部構造において、中心から放射状に延在す
る隔壁のいずれの二つも、前記排気集合部の中心を通り
各排気ポートの熱膨張によって前記排気集合部に最も大
きな力が発生する方向に延在する平面に対して平行とは
なっておらず、前記隔壁の隣接する二つは、前記平面に
対してほぼ対称に位置していることを特徴とする。
によるエキゾーストマニホルドの排気集合部構造は、各
排気ポートを形成する管部材の端部を楔形断面形状と
し、互いに当接させて形成させたエキゾーストマニホル
ドの排気集合部構造において、中心から放射状に延在す
る隔壁のいずれの二つも、前記排気集合部の中心を通り
各排気ポートの熱膨張によって前記排気集合部に最も大
きな力が発生する方向に延在する平面に対して平行とは
なっておらず、前記隔壁の隣接する二つは、前記平面に
対してほぼ対称に位置していることを特徴とする。
【０００８】また、請求項２に記載の本発明によるエキ
ゾーストマニホルドの排気集合部構造は、請求項１に記
載の本発明によるエキゾーストマニホルドの排気集合部
構造において、各管部材の楔形断面形状の端面を互いに
溶接する際に、一つの管部材の楔形断面形状の端面だけ
を突出させることを特徴とする。
ゾーストマニホルドの排気集合部構造は、請求項１に記
載の本発明によるエキゾーストマニホルドの排気集合部
構造において、各管部材の楔形断面形状の端面を互いに
溶接する際に、一つの管部材の楔形断面形状の端面だけ
を突出させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による排気集合部
構造を有するエキゾーストマニホルドの第１実施形態を
示す平面図であり、図２は図１のＰ矢視図である。これ
らの図において、エキゾーストマニホルドは、四気筒エ
ンジン用のものであり、ステンレス鋼等の鋼管を曲げ加
工して形成された第１、第２、第３、及び第４排気ポー
ト１，２，３，４を有している。各排気ポート１〜４の
上側端部は、シリンダヘッド１０の取り付けフランジ５
に溶接等によって接合されている。各排気ポート１〜４
の下側端部は、略垂直に延在し、略９０°の中心角を有
する扇形断面形状とされ、互いに当接させて単一の集合
管６に挿入され、排気集合部７が形成されている。
構造を有するエキゾーストマニホルドの第１実施形態を
示す平面図であり、図２は図１のＰ矢視図である。これ
らの図において、エキゾーストマニホルドは、四気筒エ
ンジン用のものであり、ステンレス鋼等の鋼管を曲げ加
工して形成された第１、第２、第３、及び第４排気ポー
ト１，２，３，４を有している。各排気ポート１〜４の
上側端部は、シリンダヘッド１０の取り付けフランジ５
に溶接等によって接合されている。各排気ポート１〜４
の下側端部は、略垂直に延在し、略９０°の中心角を有
する扇形断面形状とされ、互いに当接させて単一の集合
管６に挿入され、排気集合部７が形成されている。
【００１０】各排気ポート１〜４の下側端部における略
９０°で交差する二つの平らな側面は、それぞれ対とな
って排気集合部７の中心から放射状に延在する隔壁７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとなり、それぞれが略垂直なシリ
ンダヘッドの取り付け面１０ａに対して略４５°で交差
するようになっている。
９０°で交差する二つの平らな側面は、それぞれ対とな
って排気集合部７の中心から放射状に延在する隔壁７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとなり、それぞれが略垂直なシリ
ンダヘッドの取り付け面１０ａに対して略４５°で交差
するようになっている。
【００１１】エキゾーストマニホルドは、各排気ポート
１〜４の上側端部において、フランジ５を介してシリン
ダヘッドに固定されている。従って、高温度の排気ガス
が通過することにより、各排気ポート１〜４が熱膨張し
て、排気集合部７を変形させる。
１〜４の上側端部において、フランジ５を介してシリン
ダヘッドに固定されている。従って、高温度の排気ガス
が通過することにより、各排気ポート１〜４が熱膨張し
て、排気集合部７を変形させる。
【００１２】各吸気ポート１〜４のシリンダヘッド１０
への取り付け部分における配列方向Ｆ１においては、各
排気ポート１〜４が左右から排気集合部７へ向けて熱膨
張するために、この方向の非常に大きな力が排気集合部
７に作用する。一方、シリンダヘッド１０の取り付け面
１０ａに直角な方向Ｆ２においては、各排気ポート１〜
４は全て同一向きに熱膨張するために、この方向の力は
排気集合部７にあまり作用しない。従って、排気集合部
７の断面は、配列方向Ｆ１に潰された略楕円状に変形す
る。
への取り付け部分における配列方向Ｆ１においては、各
排気ポート１〜４が左右から排気集合部７へ向けて熱膨
張するために、この方向の非常に大きな力が排気集合部
７に作用する。一方、シリンダヘッド１０の取り付け面
１０ａに直角な方向Ｆ２においては、各排気ポート１〜
４は全て同一向きに熱膨張するために、この方向の力は
排気集合部７にあまり作用しない。従って、排気集合部
７の断面は、配列方向Ｆ１に潰された略楕円状に変形す
る。
【００１３】排気集合部７における各隔壁７ａ，７ｂ，
７ｃ，７ｄは、実際の使用に際して、放熱が起こり難い
ために、高温度となって強度が低下する。特に、各隔壁
の排気集合部中心近傍の温度は、非常に高くなり、かな
りの強度低下が起こる。従って、従来のように、例え
ば、排気集合部７における二つの隔壁７ｂ，７ｄが、シ
リンダヘッド１０の取り付け面１０ａと平行となってい
れば、これらの二つの隔壁には、前述の配列方向Ｆ１に
おける非常に大きな力が直接的に作用し、強度低下した
隔壁は容易に破損することになる。しかしながら、本実
施形態では、各隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、シリン
ダヘッド１０の取り付け面１０ａに対して略４５°で交
差するようになっているために、この大きな力を、四つ
の隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄでほぼ均等に負担し、隔
壁の破損を防止することができる。
７ｃ，７ｄは、実際の使用に際して、放熱が起こり難い
ために、高温度となって強度が低下する。特に、各隔壁
の排気集合部中心近傍の温度は、非常に高くなり、かな
りの強度低下が起こる。従って、従来のように、例え
ば、排気集合部７における二つの隔壁７ｂ，７ｄが、シ
リンダヘッド１０の取り付け面１０ａと平行となってい
れば、これらの二つの隔壁には、前述の配列方向Ｆ１に
おける非常に大きな力が直接的に作用し、強度低下した
隔壁は容易に破損することになる。しかしながら、本実
施形態では、各隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、シリン
ダヘッド１０の取り付け面１０ａに対して略４５°で交
差するようになっているために、この大きな力を、四つ
の隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄでほぼ均等に負担し、隔
壁の破損を防止することができる。
【００１４】本実施形態において、エキゾーストマニホ
ルドの排気集合部は、略垂直に延在するものである。し
かしながら、排気集合部が傾いて延在する場合には、各
排気ポートのシリンダヘッドへの取り付け部分における
配列方向Ｆ１に平行で、この排気集合部の中心を通る平
面に対して、各隔壁を略４５°で交差するようにするこ
とで、前述同様に、配列方向Ｆ１において発生する力を
四つの隔壁でほぼ均等に負担させることが可能となる。
ルドの排気集合部は、略垂直に延在するものである。し
かしながら、排気集合部が傾いて延在する場合には、各
排気ポートのシリンダヘッドへの取り付け部分における
配列方向Ｆ１に平行で、この排気集合部の中心を通る平
面に対して、各隔壁を略４５°で交差するようにするこ
とで、前述同様に、配列方向Ｆ１において発生する力を
四つの隔壁でほぼ均等に負担させることが可能となる。
【００１５】また、本実施形態において、エキゾースト
マニホルドは四気筒エンジン用のものである。従って、
各排気ポート１〜４の下側端部は、略９０°の中心角を
有する扇形断面形状とされている。しかしながら、例え
ば、六気筒エンジン用のエキゾーストマニホルドにおい
ては、六つの排気ポートの下側端部は、略６０°の中心
角を有する扇形断面形状とされる。この場合には、排気
集合部の中心を通り各排気ポートのシリンダヘッドへの
取り付け部分における配列方向Ｆ１に延在する平面Ｘに
対して、四つの隔壁を略３０°で交差するようにするこ
とで、前述同様に、配列方向Ｆ１において発生する力を
四つの隔壁で均等に負担させることが可能となる。この
ような考え方は、八気筒等の他の気筒数の多気筒エンジ
ン用エキゾーストマニホルドにおいても有効である。ま
た、気筒数が奇数の場合には、前述の平面Ｘに対して、
隣接する二つの隔壁を対称に配置することで、この二つ
の隔壁は均等に力を分担し破損が防止される。
マニホルドは四気筒エンジン用のものである。従って、
各排気ポート１〜４の下側端部は、略９０°の中心角を
有する扇形断面形状とされている。しかしながら、例え
ば、六気筒エンジン用のエキゾーストマニホルドにおい
ては、六つの排気ポートの下側端部は、略６０°の中心
角を有する扇形断面形状とされる。この場合には、排気
集合部の中心を通り各排気ポートのシリンダヘッドへの
取り付け部分における配列方向Ｆ１に延在する平面Ｘに
対して、四つの隔壁を略３０°で交差するようにするこ
とで、前述同様に、配列方向Ｆ１において発生する力を
四つの隔壁で均等に負担させることが可能となる。この
ような考え方は、八気筒等の他の気筒数の多気筒エンジ
ン用エキゾーストマニホルドにおいても有効である。ま
た、気筒数が奇数の場合には、前述の平面Ｘに対して、
隣接する二つの隔壁を対称に配置することで、この二つ
の隔壁は均等に力を分担し破損が防止される。
【００１６】図３は、本実施形態における各排気ポート
１〜４の下側端部を示す斜視図である。同図に示すよう
に、第２排気ポート２の端面だけが他の排気ポート１，
３，４より突出されている。この第２排気ポート２は、
最も短い排気ポートである。前述したように、各排気ポ
ート１〜４の下側端部は、互いに当接させて単一の集合
管６に挿入されている。各排気ポート１〜４の下側端部
における円弧状側面と集合管６との間の気密性は集合管
６の上面全周において外側から角肉溶接をすることによ
って保証される。一方、各排気ポート１〜４の下側端部
における互いに当接する平らな側面の間及び中心部にお
ける気密性は、図４（Ａ）に示すように、各排気ポート
の端面において付け合わせ溶接することによって保証さ
れる。
１〜４の下側端部を示す斜視図である。同図に示すよう
に、第２排気ポート２の端面だけが他の排気ポート１，
３，４より突出されている。この第２排気ポート２は、
最も短い排気ポートである。前述したように、各排気ポ
ート１〜４の下側端部は、互いに当接させて単一の集合
管６に挿入されている。各排気ポート１〜４の下側端部
における円弧状側面と集合管６との間の気密性は集合管
６の上面全周において外側から角肉溶接をすることによ
って保証される。一方、各排気ポート１〜４の下側端部
における互いに当接する平らな側面の間及び中心部にお
ける気密性は、図４（Ａ）に示すように、各排気ポート
の端面において付け合わせ溶接することによって保証さ
れる。
【００１７】本実施形態においては、第２排気ポート２
の端面だけが他の排気ポートより突出されているため
に、第２排気ポート２の二つの平らな側面とそれらに当
接する他の排気ポートの二つの平らな側面との間及び中
心部では、図４（Ｂ）に示すように、角肉溶接が可能と
なり、付け合わせ溶接より溶接ビードが厚くなるため
に、良好な気密性が保証されると共に、角肉溶接によっ
て接合された二つの隔壁７ｃ，７ｄは、他の二つの隔壁
７ａ，７ｂに比較して強度が向上する。
の端面だけが他の排気ポートより突出されているため
に、第２排気ポート２の二つの平らな側面とそれらに当
接する他の排気ポートの二つの平らな側面との間及び中
心部では、図４（Ｂ）に示すように、角肉溶接が可能と
なり、付け合わせ溶接より溶接ビードが厚くなるため
に、良好な気密性が保証されると共に、角肉溶接によっ
て接合された二つの隔壁７ｃ，７ｄは、他の二つの隔壁
７ａ，７ｂに比較して強度が向上する。
【００１８】本実施形態において、各隔壁は、各排気ポ
ートのシリンダヘッドへの取り付け部分における配列方
向Ｆ１に平行で、この排気集合部の中心を通る平面に対
して略４５°で傾いているために、エキゾーストマニホ
ルドの排気集合部における各排気ポートの位置は、シリ
ンダブロックに最も近い第１位置Ａと、この第１位置に
対向する第２位置Ｂと、第１位置Ａと第２位置Ｂとの間
の第３及び第４位置Ｃ，Ｄとなる。必然的に、最も短い
第２排気ポート２は第１位置Ａとされ、最も長い第４排
気ポート４は第２位置Ｂとされる。第２排気ポート２が
シリンダブロック側から第１位置Ａに向かうのに対し
て、第４排気ポート４はシリンダブロックとは反対側か
ら第２位置Ｂに向かうようになっている。
ートのシリンダヘッドへの取り付け部分における配列方
向Ｆ１に平行で、この排気集合部の中心を通る平面に対
して略４５°で傾いているために、エキゾーストマニホ
ルドの排気集合部における各排気ポートの位置は、シリ
ンダブロックに最も近い第１位置Ａと、この第１位置に
対向する第２位置Ｂと、第１位置Ａと第２位置Ｂとの間
の第３及び第４位置Ｃ，Ｄとなる。必然的に、最も短い
第２排気ポート２は第１位置Ａとされ、最も長い第４排
気ポート４は第２位置Ｂとされる。第２排気ポート２が
シリンダブロック側から第１位置Ａに向かうのに対し
て、第４排気ポート４はシリンダブロックとは反対側か
ら第２位置Ｂに向かうようになっている。
【００１９】第２及び第３排気ポート２，４は、シリン
ダヘッド１０の取り付け面１０ａに直角な方向Ｆ２にも
熱膨張する。第２及び第４排気ポート２，４がそれぞれ
前述したように第１位置Ａ及び第２位置Ｂへ向かうよう
になっているために、第２排気ポート２は排気集合部７
をその中心方向に押圧するが、第４排気ポート４は排気
集合部７をシリンダブロックから離すように引っ張るこ
とになる。従って、各隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに
は、前述したように、各排気ポートのシリンダヘッドへ
の取り付け部分における配列方向Ｆ１における非常に大
きな力が作用すると共に、第２及び第４排気ポート２，
４の前述の熱膨張によって、シリンダヘッド１０の取り
付け面１０ａに直角な方向Ｆ２に力が作用する。この方
向Ｆ２の力は、第２及び第４排気ポート２，４のこの方
向Ｆ２における長さがそれほど長くないために、配列方
向Ｆ１の力に比較してかなり小さいものである。
ダヘッド１０の取り付け面１０ａに直角な方向Ｆ２にも
熱膨張する。第２及び第４排気ポート２，４がそれぞれ
前述したように第１位置Ａ及び第２位置Ｂへ向かうよう
になっているために、第２排気ポート２は排気集合部７
をその中心方向に押圧するが、第４排気ポート４は排気
集合部７をシリンダブロックから離すように引っ張るこ
とになる。従って、各隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに
は、前述したように、各排気ポートのシリンダヘッドへ
の取り付け部分における配列方向Ｆ１における非常に大
きな力が作用すると共に、第２及び第４排気ポート２，
４の前述の熱膨張によって、シリンダヘッド１０の取り
付け面１０ａに直角な方向Ｆ２に力が作用する。この方
向Ｆ２の力は、第２及び第４排気ポート２，４のこの方
向Ｆ２における長さがそれほど長くないために、配列方
向Ｆ１の力に比較してかなり小さいものである。
【００２０】隔壁７ｃ，７ｄにおいては、方向Ｆ１の力
によって発生する圧縮応力が、第２排気ポート２の熱膨
張によって作用する方向Ｆ２の力によって増加する。一
方、隔壁７ａ，７ｂにおいては、方向Ｆ１の力によって
発生する圧縮応力が、第４排気ポート４の熱膨張によっ
て作用する方向Ｆ２の力によって低減する。それによ
り、前述したように、第２排気ポート２の端面を突出さ
せて角肉溶接を行うことにより、隔壁７ｃ，７ｄの強度
を増加させることは隔壁の破損防止に有利である。
によって発生する圧縮応力が、第２排気ポート２の熱膨
張によって作用する方向Ｆ２の力によって増加する。一
方、隔壁７ａ，７ｂにおいては、方向Ｆ１の力によって
発生する圧縮応力が、第４排気ポート４の熱膨張によっ
て作用する方向Ｆ２の力によって低減する。それによ
り、前述したように、第２排気ポート２の端面を突出さ
せて角肉溶接を行うことにより、隔壁７ｃ，７ｄの強度
を増加させることは隔壁の破損防止に有利である。
【００２１】互いに対向する二つの排気ポートの下側端
部の端面を突出させることにより、又は、これらの一方
の排気ポートの端面を突出させると共に他方の排気ポー
トの端面を凹ませることにより、全ての隔壁に角肉溶接
を行って全ての隔壁の強度を向上させることができる。
しかしながら、排気集合部中心の気密性を維持するため
に、排気ポートの下側端部の中心近傍には縦方向の溶接
が必要となる。この縦方向の溶接における根元部は、わ
ずかな曲げモーメントが作用するだけで容易に亀裂が発
生するために、このような構造は実現不可能である。
部の端面を突出させることにより、又は、これらの一方
の排気ポートの端面を突出させると共に他方の排気ポー
トの端面を凹ませることにより、全ての隔壁に角肉溶接
を行って全ての隔壁の強度を向上させることができる。
しかしながら、排気集合部中心の気密性を維持するため
に、排気ポートの下側端部の中心近傍には縦方向の溶接
が必要となる。この縦方向の溶接における根元部は、わ
ずかな曲げモーメントが作用するだけで容易に亀裂が発
生するために、このような構造は実現不可能である。
【００２２】このように、一つの排気ポートの下側端部
における端面を突出させて、この排気ポートの二つの平
らな側面とそれらに当接する二つの平らな側面とによっ
て形成される二つの隔壁の強度を向上させることは可能
である。いずれの隔壁の強度を向上させるかは、各排気
ポートの熱膨張によって排気集合部がどのように変形す
るかによって定めることが好ましい。例えば、前述の実
施形態において、最も長い第４排気ポート４は、シリン
ダヘッド１０の取り付け面１０ａと平行な方向にかなり
長さを有しているために、この第４排気ポート４の熱膨
張によって排気集合部にはその中心回りに回転させられ
るような力が作用することがあり、隔壁７ｃ，７ｄに発
生する応力が大きくなる。この場合にも、第２排気ポー
ト２の端面を突出させ、これらの隔壁７ｃ，７ｄの強度
を向上させることが好ましい。
における端面を突出させて、この排気ポートの二つの平
らな側面とそれらに当接する二つの平らな側面とによっ
て形成される二つの隔壁の強度を向上させることは可能
である。いずれの隔壁の強度を向上させるかは、各排気
ポートの熱膨張によって排気集合部がどのように変形す
るかによって定めることが好ましい。例えば、前述の実
施形態において、最も長い第４排気ポート４は、シリン
ダヘッド１０の取り付け面１０ａと平行な方向にかなり
長さを有しているために、この第４排気ポート４の熱膨
張によって排気集合部にはその中心回りに回転させられ
るような力が作用することがあり、隔壁７ｃ，７ｄに発
生する応力が大きくなる。この場合にも、第２排気ポー
ト２の端面を突出させ、これらの隔壁７ｃ，７ｄの強度
を向上させることが好ましい。
【００２３】図５は、本発明による排気集合部構造を有
するエキゾーストマニホルドの第２実施形態を示す平面
図であり、図５は図４のＱ矢視図である。第１実施形態
との違いについてのみ以下に説明する。本実施形態にお
ける第１、第２、第３、及び第４排気ポート１’，
２’，３’，４’は、シリンダヘッド１０の取り付け面
１０ａに直角な方向Ｆ２に比較的長い部分を有するもの
であり、第１実施形態に比較して排気集合部７’がシリ
ンダブロックから離れている。
するエキゾーストマニホルドの第２実施形態を示す平面
図であり、図５は図４のＱ矢視図である。第１実施形態
との違いについてのみ以下に説明する。本実施形態にお
ける第１、第２、第３、及び第４排気ポート１’，
２’，３’，４’は、シリンダヘッド１０の取り付け面
１０ａに直角な方向Ｆ２に比較的長い部分を有するもの
であり、第１実施形態に比較して排気集合部７’がシリ
ンダブロックから離れている。
【００２４】このような形状のエキゾーストマニホルド
においては、各排気ポート１’〜４’が熱膨張すると、
排気集合部７’の上側が内側に曲げられたような変形、
すなわち、排気集合部７’の中心軸線と排気ポート全体
の中心軸線とのなす角度が減少するように変形し、排気
集合部７’の断面はシリンダヘッド１０の取り付け面１
０ａに直角な方向Ｆ２に潰されたように変形する。従っ
て、排気集合部７’において、方向Ｆ２に最も大きな力
が発生しており、排気集合部の中心を通りこの方向Ｆ２
に延在する平面Ｙに対して、隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄが略４５°で交差するようになっている。
においては、各排気ポート１’〜４’が熱膨張すると、
排気集合部７’の上側が内側に曲げられたような変形、
すなわち、排気集合部７’の中心軸線と排気ポート全体
の中心軸線とのなす角度が減少するように変形し、排気
集合部７’の断面はシリンダヘッド１０の取り付け面１
０ａに直角な方向Ｆ２に潰されたように変形する。従っ
て、排気集合部７’において、方向Ｆ２に最も大きな力
が発生しており、排気集合部の中心を通りこの方向Ｆ２
に延在する平面Ｙに対して、隔壁７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄが略４５°で交差するようになっている。
【００２５】四気筒エンジンのエキゾーストマニホルド
においては、第１及び第２実施形態での排気集合部にお
ける隔壁の角度は同じとなるが、例えば、第２実施形態
に相当する六気筒エンジンのエキゾーストマニホルドで
は、排気集合部における四つの隔壁を、平面Ｘに対して
略３０°で交差するようにされ、隔壁の配置が異なるも
のとなる。第２実施形態においても、隔壁７ｃ’，７
ｄ’には他の隔壁に比較して大きな応力が発生するため
に、排気集合部７’において第２排気ポート２’の端面
を突出させ、角肉溶接によって隔壁７ｃ’，７ｄ’の強
度を向上させることが好ましい。
においては、第１及び第２実施形態での排気集合部にお
ける隔壁の角度は同じとなるが、例えば、第２実施形態
に相当する六気筒エンジンのエキゾーストマニホルドで
は、排気集合部における四つの隔壁を、平面Ｘに対して
略３０°で交差するようにされ、隔壁の配置が異なるも
のとなる。第２実施形態においても、隔壁７ｃ’，７
ｄ’には他の隔壁に比較して大きな応力が発生するため
に、排気集合部７’において第２排気ポート２’の端面
を突出させ、角肉溶接によって隔壁７ｃ’，７ｄ’の強
度を向上させることが好ましい。
【００２６】前述した二つの実施形態において、各排気
ポートの排気集合部における断面形状は略扇形とした
が、これは本発明を限定するものではなく、例えば、三
角形断面のように、排気集合部中心近傍が楔形断面を有
する形状であれば良い。
ポートの排気集合部における断面形状は略扇形とした
が、これは本発明を限定するものではなく、例えば、三
角形断面のように、排気集合部中心近傍が楔形断面を有
する形状であれば良い。
【００２７】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、各排気ポー
トを形成する管部材の端部を楔形断面形状とし、互いに
当接させて形成させたエキゾーストマニホルドの排気集
合部構造において、中心から放射状に延在する隔壁のい
ずれの二つも、排気集合部の中心を通り各排気ポートの
熱膨張によって排気集合部に最も大きな力が発生する方
向に延在する平面に対して平行とはなっていないため
に、いずれの二つの隔壁にも各排気ポートの熱膨張によ
って発生する大きな力が直接的に作用することはなく、
また、隔壁の隣接する二つは、この平面に対してほぼ対
称に位置しているために、この大きな力をこれら二つの
隔壁が均等に分担し、一つの隔壁に発生する応力をかな
り低減することができ、隔壁の破損を確実に防止するこ
とができる。
載の筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、各排気ポー
トを形成する管部材の端部を楔形断面形状とし、互いに
当接させて形成させたエキゾーストマニホルドの排気集
合部構造において、中心から放射状に延在する隔壁のい
ずれの二つも、排気集合部の中心を通り各排気ポートの
熱膨張によって排気集合部に最も大きな力が発生する方
向に延在する平面に対して平行とはなっていないため
に、いずれの二つの隔壁にも各排気ポートの熱膨張によ
って発生する大きな力が直接的に作用することはなく、
また、隔壁の隣接する二つは、この平面に対してほぼ対
称に位置しているために、この大きな力をこれら二つの
隔壁が均等に分担し、一つの隔壁に発生する応力をかな
り低減することができ、隔壁の破損を確実に防止するこ
とができる。
【００２８】また、請求項２に記載の本発明によるエキ
ゾーストマニホルドの排気集合部構造によれば、請求項
１に記載の本発明によるエキゾーストマニホルドの排気
集合部構造において、各管部材の楔形断面形状の端面を
互いに溶接する際に、一つの管部材の楔形断面形状の端
面だけを突出させるために、この管部材の二つの平らな
側面とそれらに当接する他の管部材の二つの側壁とによ
って形成される二つの隔壁は、付け合わせ溶接に比較し
て接合強度が強い角肉溶接によって接合され、これら二
つの隔壁の強度を向上させることができ、さらに確実に
隔壁の破損を防止することができる。
ゾーストマニホルドの排気集合部構造によれば、請求項
１に記載の本発明によるエキゾーストマニホルドの排気
集合部構造において、各管部材の楔形断面形状の端面を
互いに溶接する際に、一つの管部材の楔形断面形状の端
面だけを突出させるために、この管部材の二つの平らな
側面とそれらに当接する他の管部材の二つの側壁とによ
って形成される二つの隔壁は、付け合わせ溶接に比較し
て接合強度が強い角肉溶接によって接合され、これら二
つの隔壁の強度を向上させることができ、さらに確実に
隔壁の破損を防止することができる。
【図１】本発明による排気集合部構造を有するエキゾー
ストマニホルドの第１実施形態を示す平面図である。
ストマニホルドの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＰ矢視図である。
【図３】図１のエキゾーストマニホルドにおける各排気
ポートの下側端部を示す斜視図である。
ポートの下側端部を示す斜視図である。
【図４】二つの排気ポートの下側端部における端面の間
の溶接構造を示す図であり、（Ａ）はいずれの端面も突
出していない場合であり、（Ｂ）は一方の端面が突出し
ている場合である。
の溶接構造を示す図であり、（Ａ）はいずれの端面も突
出していない場合であり、（Ｂ）は一方の端面が突出し
ている場合である。
【図５】本発明による排気集合部構造を有するエキゾー
ストマニホルドの第２実施形態を示す平面図である。
ストマニホルドの第２実施形態を示す平面図である。
【図６】図５のＱ矢視図である。
１，１’…第１排気ポート ２，２’…第２排気ポート ３，３’…第３排気ポート ４，４’…第４排気ポート ５…フランジ ６，６’…排気管 ７，７’…排気集合部 ７ａ〜７ｄ，７ａ’〜７ｄ’…隔壁
Claims (2)
- 【請求項１】 各排気ポートを形成する管部材の端部を
楔形断面形状とし、互いに当接させて形成させたエキゾ
ーストマニホルドの排気集合部構造において、中心から
放射状に延在する隔壁のいずれの二つも、前記排気集合
部の中心を通り各排気ポートの熱膨張によって前記排気
集合部に最も大きな力が発生する方向に延在する平面に
対して平行とはなっておらず、前記隔壁の隣接する二つ
は、前記平面に対してほぼ対称に位置していることを特
徴とするエキゾーストマニホルドの排気集合部構造。 - 【請求項２】 各管部材の楔形断面形状の端面を互いに
溶接する際に、一つの管部材の楔形断面形状の端面だけ
を突出させることを特徴とする請求項１に記載のエキゾ
ーストマニホルドの排気集合部構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33900595A JP3279162B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | エキゾーストマニホルドの排気集合部構造 |
| US08/772,619 US5787709A (en) | 1995-12-26 | 1996-12-23 | Exhaust manifold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33900595A JP3279162B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | エキゾーストマニホルドの排気集合部構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09177549A JPH09177549A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3279162B2 true JP3279162B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=18323376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33900595A Expired - Fee Related JP3279162B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | エキゾーストマニホルドの排気集合部構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5787709A (ja) |
| JP (1) | JP3279162B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6199376B1 (en) * | 1998-09-28 | 2001-03-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Extension of exhaust manifold conduit into exhaust pipe |
| DE10051277A1 (de) * | 2000-10-16 | 2002-04-25 | Eberspaecher J Gmbh & Co | Abgaskrümmer |
| JP4387067B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2009-12-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | 排気マニホールド用ブランチ管の製造方法 |
| DE10142979C1 (de) * | 2001-09-01 | 2003-05-28 | Porsche Ag | Abgaskrümmer einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
| JP2003269159A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Yumex Corp | 排気マニホールド集合部構造 |
| US6892532B2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-05-17 | Caterpillar Inc | Exhaust system having low-stress exhaust manifold flange |
| JP3973987B2 (ja) * | 2002-07-19 | 2007-09-12 | 川崎重工業株式会社 | 多気筒エンジンの集合型排気管および小型滑走艇 |
| JP4394868B2 (ja) * | 2002-07-30 | 2010-01-06 | 日産自動車株式会社 | エンジンの排気装置 |
| JP2005307920A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Calsonic Kansei Corp | エキゾーストマニホールドの集合部構造 |
| KR100610852B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-08-08 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 배기 매니폴드 |
| DE102005039639A1 (de) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh | Baugruppe mit mehreren luftspaltisolierten Abgasrohren und einem Anschlußrohr, sowie Verfahren zur Herstellung eines Anschlußendes eines luftspaltisolierten Abgasrohres |
| FR2895443B1 (fr) * | 2005-12-23 | 2010-04-16 | Renault Sas | Dispositif reducteur de bruit d'echappement |
| DE102006021674B4 (de) * | 2006-05-10 | 2014-05-15 | Tenneco Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Abgaskrümmern |
| JP4496243B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2010-07-07 | 株式会社沖データ | ベルトユニット及び画像形成装置 |
| US8474252B2 (en) * | 2009-12-29 | 2013-07-02 | Boyd L. Butler | Oval-to-round exhaust collector system |
| US10330053B2 (en) * | 2013-07-03 | 2019-06-25 | Ford Global Technologies, Llc | Pulse separated direct inlet axial automotive turbine |
| JP6361676B2 (ja) * | 2016-03-11 | 2018-07-25 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気構造 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2841951A (en) * | 1954-11-05 | 1958-07-08 | Richard T Whitcomb | Apparatus for reducing exhaust gas pressure in internal combustion engines |
| BE759780A (fr) * | 1969-12-04 | 1971-05-17 | Bbc Brown Boveri & Cie | Procede et dispositif pour suralimentation par impulsions d'un moteur acombustion interne |
| US3670844A (en) * | 1971-07-01 | 1972-06-20 | Triple A Accessories | Engine exhaust header construction |
| GB8429212D0 (en) * | 1984-11-19 | 1984-12-27 | Vincent Patents Ltd | Exhaust systems for ic engines |
| FR2612252B1 (fr) * | 1987-03-09 | 1992-04-03 | Peugeot | Dispositif de raccordement de conduits d'echappement et moteur a combustion interne equipe de ce dispositif |
| JP2834910B2 (ja) * | 1991-07-01 | 1998-12-14 | 三菱電機株式会社 | 複合磁気ヘッド装置およびその製法 |
| JP2690824B2 (ja) * | 1991-06-24 | 1997-12-17 | シャープ株式会社 | 加熱調理器 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP33900595A patent/JP3279162B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-23 US US08/772,619 patent/US5787709A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09177549A (ja) | 1997-07-08 |
| US5787709A (en) | 1998-08-04 |
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