JPH0332748Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車等の多気筒エンジンの排気系
に設けられる排気マニホールドに関するものであ
る。

（従来の技術） 自動車の排気系には、多気筒エンジンの各シリ
ンダから排出される排気ガスを一つにまとめて排
気管に送るためのものとして、一般には鋳鉄製の
排気マニホールドが用いられている。

この排気マニホールドは、エンジンの停止、放
置時には大気温とほぼ同じ温度となり、エンジン
の運転時には高温の排気ガスに曝されて600ない
し900℃程度の温度になるというような冷熱の繰
り返し環境におかれる。したがつて、この冷熱に
よる熱応力がマニホールド表面に亀裂を生じさせ
て排気マニホールドの寿命を縮める原因となつて
いる。

とりわけ、近来、エンジンの高性能化、即ち高
出力化、高回転化が進み、その結果として排気ガ
スの温度が高まり排気マニホールドに加わる熱的
負荷も高まる傾向にあり、排気マニホールドの寿
命短縮化は益々重要な問題となつている。

このため、従来、排気マニホールドの寿命を延
ばすための様々な工夫がなされており、例えば、
マニホールドの管内の亀裂を生じ易い部分にリブ
を立てて補強するとか、または特殊合金、特殊な
金属を含有せしめた鋳鉄、あるいはステンレス等
の高強度の材料でマニホールドを作製するとかの
方法が検討されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、マニホールドの管内にリブを立
てるという方法は、個々のマニホールドにおける
亀裂の生じ易い部分の発見が容易ではないのみな
らず管内にリブを設けるという作製法は大変面倒
を伴うものであるから実用的でなく、一方、排気
マニホールドの材質の変更により排気マニホール
ドの寿命を向上させるという方法では、材料が極
めて高価なものとなり製作コストが高くなること
は避けられない。

更に、例えば実開昭59−68123号公報に示され
ているように、排気マニホールドの形状を工夫す
ることにより、その寿命の延命化を図る方法も提
案されている。しかしながら、この方法による従
来の排気マニホールドは、いずれも、ブランチ管
の合流部位のような特定の箇所に熱応力が集中す
ることを充分に回避することができるものではな
かつた。

したがつて、本考案は、排気マニホールドの形
状を工夫することにより、ブランチ管の特定の部
分に集中し易い熱応力をマニホールドの広範囲の
部分に分散させて亀裂の発生を防止し、排気マニ
ホールドの寿命の延長を図らんとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案の排気マニホールドは、複数のブランチ
管を集めて単一の管に形成し、かつ該ブランチ管
の管厚を排気ガス流入口側より排気ガス流出口側
にかけて漸次増大させたことを特徴とする。

本考案の排気マニホールドは、従来と同様鋳鉄
にて作製することができる。

本考案のマニホールドは、複数のブランチ管が
合流してひとつの管になる構造であるが、複数の
ブランチ管の排気ガス下流側が合流して合流管を
形成し、この合流管が排気管に接続されるもの、
すなわちブランチ管と合流管からなる構造として
もよい。

（作用） 従来の排気マニホールドにおいて、熱応力の集
中により亀裂の発生し易い部位は様々であるが、
一般にはブランチ管が合流して一つの管になる部
位、換言すればブランチ管と合流管の接合部位に
おいて亀裂が発生し易い。しかし、かかる部位の
みを厚くして強化しても、熱応力の集中する部位
が、この強化された部位の周囲の部位に移動する
だけで、ブランチ管の何れかの部位に熱応力が集
中することを回避することはできない。

これに対し、本考案の排気マニホールドにおい
ては、ブランチ管が排気ガス流入口側から流出口
側にかけて連続的に厚くなる形状のものとなつて
いる。すなわち、ブランチ管は排気ガス下流側の
肉厚が厚く、排気ガス上流側に向かうほど肉厚が
薄くなつている。このため、排気マニホールドの
膨張収縮により生じる熱応力は、特定の箇所に集
中することなくブランチ管全体に分散されること
となる。

すなわち、排気マニホールドが冷熱環境に繰り
返し曝され、ブランチ管が左右方向に広がつたり
縮まつたりしても、熱応力の集中は生じない。

（実施例） 以下に、本考案の一実施例を図面を参照しつつ
説明する。

本実施例の排気マニホールド１は、第１図に示
すように、ブランチ管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの
排気ガス流入口２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが４気筒
エンジン３のシリンダヘツド４に接続され、流出
口側ではブランチ管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが合
流して排気管５に接続されている。なお、ブラン
チ管６ａ，６，６ｃ，６ｄは、シリンダヘツド４
にボルト（図示せず）によつて接続固定されてい
る。

本実施例のマニホールド１のブランチ管６ａ
は、排気ガス上流側である排気ガス流入口２ａか
ら排気ガス下流側であるブランチ管６ａの合流部
位（図中、B₁部位）にかけて第２図に示すよう
に、管の肉厚（t₁，t₂，t₃，t₄，t₅……）が連続的
に厚くなる形状となつている（t₁＜t₂＜t₃＜t₄＜t₅
……）。そして、ブランチ管６ｂ，６ｃ，６ｄつ
いても同様の形状に構成されている。

したがつて、本実施例の如くの外形を有する排
気マニホールドにおいては、合流部位B₁，B₂に
熱応力が集中し易いのであるが、本実施例のマニ
ホールド１においては、熱応力は、ブランチ管６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの排気ガス流入口２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄから合流部位B₁，B₂までの部分
に均等に分散する。

（考案の効果） 本考案の排気マニホールドにおいては、ブラン
チ管の管厚を排気ガス流入口側より排気ガス流出
側にかけて連続的に増大させたので、エンジンの
運転、停止等による熱的負荷が当該マニホールド
に加わつても、その場合に生じる熱応力はブラン
チ管の厚さが連続的に変化する部分全体に分散さ
れるから、マニホールドの特定の箇所に亀裂が極
めて生じ難い。したがつて、排気マニホールドの
寿命の著しい延長が達成できる。その上、本考案
のマニホールドは、従来と同様鋳鉄にて作製する
ことができるので、製作コストの上昇を引き起こ
さずに済む。

さらに、本考案のマニホールドは、ブランチ管
の肉厚が連続的に厚くなる形状にするという簡単
な設計手法によるものであるから、製品開発に要
する期間の短縮化にもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の排気マニホールドの正面
図、第２図は第１図の排気マニホールドのＡにて
示される部分の拡大断面図である。 図中、１……排気マニホールド、２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄ……排気ガス流入口、３……４気筒エ
ンジン、４……シリンダヘツド、５……排気管、
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ……ブランチ管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のブランチ管を集めて単一の管に形成し、
   かつ該ブランチ管の管厚を排気ガス流入口側より
   排気ガス流出口側にかけて漸次増大させたことを
   特徴とする排気マニホールド。