JPH0364617A - 多気筒エンジンの排気マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、４気筒エンジン等の多気筒エンジンの排気マ
ニホールドに関するものである。

（従来の技術） 従来より、多気筒エンジンにおいて、そのエンジン本体
には各気筒の排気ポートが順次開口され、この排気ポー
トの開口部に対して排気マニホールドを接続するについ
ては、各排気ポートに連通ずる分岐通路部を設け、この
分岐通路部を集合部に集合してから下流側の排気通路に
接続するようにした排気マニホールドの構造が、例えば
特開昭６３−１８１１７号公報に見られるように公知で
ある。

そして、上記分岐通路部の集合は、集合部に対して各分
岐通路部をそれぞれ上方から接続するようにしている。

（発明が解決しようとする課′ｘＪ） しかして、前記のように排気マニホールドの分岐通路部
をそれぞれ上方から集合部に集合するようにしたもので
は、上記集合部の容積が大きくなる問題を有する。

すなわち、集合部の上面は各分岐通路部をそれぞれ接続
する広さを必要とし、これに応じて内容積が増大し、こ
の集合部から排出される排気ガスの温度が低下して、触
媒浄化装置の活性化が遅れると共に、０２センサに対す
る排気ガスの接触が不均等となり、また、表面積の増大
による周囲への熱害も増えることになる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、各分岐通路部を集合す
る集合部の容積を小さくするようにした多気筒エンジン
の排気マニホールドを提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の排気マニホールドは
、エンジン本体の側面に第１気筒から第４気筒の排気ポ
ートが順次開口する直列４気筒エンジン用のものであっ
て、第２，３気筒の排気ポートに連通ずる第２および第
３分岐通路部を一体化して上方から集合部に連結する一
方、第１，４気筒の排気ポートに連通ずる第１および第
４分岐通路部を溝方向から集合部に連結して構成したも
のである。

また、エンジン本体の側面に各気筒の排気ポートが順次
開口する多気筒エンジン用のものであって、各気筒の排
気ポートに連通ずる分岐通路部をパイプ部材によって形
成する一方、この分岐通路部を集合する集合部を別体形
成して構成したものである。

（作用） 上記のような排気マニホールドでは、直列４気筒エンジ
ン用のもので第２および第３分岐通路部を一体化して上
方から集合部に連結する一方、第１および第４分岐通路
部を横方向から集合部に連結することで、集合部の容積
を小さくして、排気温度の低下抑制、熱害防止を図ると
共にコンノくクト化するようにしている。

また、各気筒の排気ポートに連通ずる分岐通路部をパイ
プ部材によって形成し、集合部を別体形成したものでは
、小型軽量化、生産性、コスト面で有利となるものであ
る。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図はこの例の排気マニホールドの平面構造を、第２
図は正面構造を、第３図は断面側面構造をそれぞれ示す
。

直列４気筒エンジンのエンジン本体Ｅにおけるシリンダ
ヘッド（想像線で示す）には、内部に第１〜第４気筒１
ａ〜ｌｄ（燃焼室）を備え、排気ガスが排気ポート２〜
５によって排出される。各気筒〕ａ〜１ｄの排気ポート
２〜５は、各燃焼室へのバルブ開口部分２ａ〜５ａがそ
れぞれ２つの排気弁（図示せず）によって開閉され、各
気筒１ａ〜１ｄの両バルブ開口部分２ａ〜５ａは合流し
、下流端がエンジン本体Ｅ（シリンダヘッド）の側面に
開口したボート開口部２ｂ〜５ｂに連通している。この
ポート開口部２ｂ〜５ｂは、気筒列方向に長い横長の非
円形状（長円形）に形成され、第３気筒ＩＣから第４気
筒１ｄの順に並設されている。

上記エンジン本体Ｅの側面には、各気筒１ａ〜１ｄの排
気ポート２〜５のボート開口部２ｂ〜５ｂに連通し、こ
れを集合して排気ガスを下流側に排出する排気マニホー
ルド７が締結される。この排気マニホールド７は、エン
ジン本体Ｅに締結される締結フランジ８と、前記各ポー
ト開口部２ｂ〜５ｂに連通する第１〜第４分岐通路部９
ａ〜９ｄと、この分岐通路部９ａ〜９ｄを略中夫に集合
する集合部１０と、該集合部１０に連接され下流側の排
気パイプ（図示せず）に連結される接続フランジ１１と
によって構成されている。

第２気ｇＪ１ｂおよび第３気筒ＩＣのポート開口部３ｂ
、４ｂに接続される第２および第３分岐通路部９ｂ、９
ｃは、ポート開口部３ｂ、４ｂの近傍部分では断面が略
長円形状で、両側ポート部から中央側にそれぞれ屈曲し
つつ断面円形に変化し、両分岐通路部９ｂ、９ｃが集合
して一体化すると共に、斜め下方に屈曲して下方に延び
、内部に容積室１２が形成された集合部１０に上方から
連通ずるように構成されている。

一方、第１および第４分岐通路部９ａ、９ｄは、ポート
開口部２ｂ、５ｂの近傍では断面長円形状で、中央側に
それぞれ屈曲すると共に断面円形状に変化し、さらに下
方に屈曲しつつ中央側に湾曲して形成され、前記集合部
１０に対して横方向の両側から合流するように下流端が
接続されている。

そして、前記締結フランジ８は、所定厚さのプレート部
材に前記ポート開口部２ｂ〜５ｂの形状に対応する非円
形状（長円形）の第１〜第４導入口１３ａ〜１３ｄが開
設され、周縁部には締付はボルト穴１４が配設されてい
る。また、上記導入口１３ａ〜１３ｄの気筒間部分には
、軽量化のために窓状に切欠穴］、５が形成されている
。

また、上記第２および第３分岐通路部９ｂ、９Ｃと集合
部１０は、第３図にも示すように、ポート開口部２ｂ〜
５ｂの長円形状の長軸に沿って両側で分割される前部材
１７と後部材１８との接合による合わせ加工で形成され
ている。上記前部材１７と後部材１８は前記分岐通路部
９ｂ、９ｃと集合部１０の形状に沿って半割り形状に板
素材がプレス加工され、接合線の両側に延設されたシー
ム部１７ａ、１８ａの溶接によって合わせ加工が行われ
る。また、前記集合部１０は両側に第１および第４気筒
１ａ、ｌｄに対する分岐通路部９ａ。

９ｄが接続される円形の連通ロ１０ａ、１０ｂか、下方
には接続フランジ１１に対する連通口１０ｃが、上記合
わせ加工によって形成されている。

上記のように合わせ加工で形成された第２および第３分
岐通路部９ｂ、９ｃの上流端は、前記締結フランジ８に
固着されるものであるが、この上流端の両側シーム部１
７ａ、１８ａは除去されて、通路部９ｂ、９ｃの端部が
筒状に突出し、この筒状突出部が前記締結フランジ８の
第２および第３導入口１３ｂ、１３Ｃに挿入され、筒状
突出部の先端と導入口１３ｂ、１３ｃの内周面とが溶接
接合される。

また、上記シーム部１７ａ、１８ａは第５図に示すよう
に、前部材１７のシーム部１７ａが後部材１８のシーム
部１８ａより狭く形成され、この段部の形成によって溶
接作業の容易化と、溶接面積が大きくとれるようにして
いる。さらに、前記集合部１０の前側部分は前方に膨出
されて、０２センサ２０の取付は部１９が形成されてい
る。

次に、第１および第４分岐通路部９ａ、９ｄは、パイプ
部材２１の拡管加工、曲げ加工によって断面形状の変更
および屈曲成形されてなり、このパイプ部材２１の非円
形状の上流端２１ａは前記締結フランジ８の第１および
第４導入口１．３ａ、１３ｄにそれぞれ押入され、挿入
先端と導入口１３ａ、１３ｄの内周面とが溶接接合され
る。また、パイプ部材２１の円形状の下流端２１ｂは、
前記集合部１０の両側に開口している連通口１０ａ。

１、　Ｏｂに押入され、開口端周囲とパイプ部材２１の
外周とが溶接接合されて構成される。

さらに、前記接続フランジ１１は、略三角形状のフラン
ジ部１１ａの中心に円形状の排気ガス導出口２２が開口
され、各頂部に締結ボルト２３が植設されている。また
、上記フランジ部１１ａの排気ガス導出口２２には、第
４図にも示すように、スリーブ１１ｂが上方に突出して
固着され、該スリーブ１１ｂの先端部が前記集合部１０
の下方に開口する連通口１０ｃ内に挿入され、高さ調整
された状態で溶接接合されて、排気マニホールド７の全
体が構成される。

なお、上記下流端の接続フランジ１１の高さ調整は、第
２，３分岐通路部９ｂ、９ｃの締結フランジ８に対する
導入口１３ｂ、１３ｃとの接続部分で位置を合わせたと
きに前部材１７および後部材１８のプレスの加工精度に
よって、上記下流側の接続フランジ１１に生じる接続位
置の誤差を吸収して、排気パイプとの接続精度を確保す
るようにしている。また、上記高さ調整用のスリーブ１
１ｂの挿入端部は、その挿入部分の連通口１０ｃの周面
との間に間隙が生じると、その部分にガスが流れ込み信
頼性が低下するため、集合部１０の下部の連通口１０ｃ
を形成する円筒部の上端および横方向の連通口１０ａ、
１０ｂの下端より低く位置し、第１．第４分岐通路部９
ａ、９ｄからの排気ガスが滑らかに流下するように形成
されている。

また、前記排気マニホールド７において各分岐通路部９
ａ〜９ｄおよび集合部１０の前面側および背面側には断
熱部材としてのインシュレータを取り付けるための、取
付は金具２４が配設されている。

上記のような実施例によれば、第２．３気筒ｌｂ、ｌｃ
に対する第２，３分岐通路部９ｂ、９ｃを上流側で集合
一体化し上方から接続した後、第１．４気筒１ａ、ｌｄ
に対する第１，４分岐通路部９ａ、９ｄを横方向から合
流することで集合部１０の容積室１２を小さくすること
ができ、さらに、第２気筒１ｂと第３気筒ＩＣの点火順
序が連続していないことから、上記第２，３分岐通路部
９ｂ、９ｃの合流を早く行っても排圧の上昇は生じない
ものである。

また、前記集合部１０に対し０２センサ２０を設置し、
この集合部１０は内部空間としての容積室１２が狭いこ
とから、各気筒１ａ〜１ｄで平均化された空燃比検出が
可能で、かつ触媒装置への排気ガス温度が高く良好な反
応浄化性能が得られる。

さらに、４気筒エンジンに対する排気マニホールド７を
、集合部１０までの距離が短い第２および第３分岐通路
部９ｂ、９ｃについては集合部１０と共に、プレス成形
による前部材１７と後部材１８との合わせ加工によって
形成し、流入側の非円形状の形成が容易であると共に両
者の一体形成がコンパクトにできる。また、第１および
第４分岐通路部９ａ、９ｄについては集合部１０までの
距離が長く、パイプ部材２１による成形が可能で生産性
向上と低コスト化を得るようにしている。

なお、前記合わせ加工によって第２，３分岐通路部９ｂ
、９ｃおよび集合部１０を形成する前部材１７と後部材
１８については、熱負荷の高い前部材１７の板厚を２．
０）と厚くし、これより熱負荷の小さい後部材１８の板
厚はｌ　、　５ｎｕｎとして軽量化を図るようにしても
よい。

また、第１，４分岐通路部９ａ、９ｄを形成するパイプ
部材２１は、実施例のように一体形成するほか、締結フ
ランジ近傍の非円形状部分の拡管率が大きい場合は、径
の異なるパイプ部材によって集合部側と締結フランジ側
とで２つに分割形成して連結するようにしてもよい。

実施例２ この実施例の排気マニホールドの平面構造を第６図に、
正面構造を第７図に、側面（１■造をｍ８図にそれぞれ
示す。この実施例では、前例に対して、排気ポートのポ
ート開口部が略円形で、全分岐通路部をパイプ部材で構
成している。

この例における直列４気筒エンジンのエンジン本体Ｅ’
　　（シリンダヘッド）では、第１〜第４気筒の排気ポ
ート３２〜３５は皐−ポートであり、エンジン本体Ｅ′
の側面のポート開口部３２ｂ〜３５ｂは略円形に開口し
ている。

上記エンジン本体Ｅ′の側面に締結される排気マニホー
ルド３７は、締結フランジ３８と、各気筒に対応する第
１〜第４分岐通路部３９ａ〜３９ｄと、この分岐通路部
３９ａ〜３９ｄを略中央に集合する集合部４０と、該集
合部４０に連接された接続フランジ４１とによって構成
されている。

各気筒のポート開口部３２ｂ〜３５ｂに接続される各分
岐通路部３９ａ〜３９ｄは、ポート開口部３２ｂ〜３５
ｂの近傍部分では断面か略円形状で一部に張出部が形成
されたポート開口部３２ｂ〜３５ｂの形状に合致して形
成され、−旦前方に延びた後、斜め下方に湾曲して、別
体形成された集合部４０に接続されている。

そして、上記各分岐通路部３９ａ〜３９ｄはパイプ部材
によって形成され、第２および第３分岐通路部３９ｂ、
３９ｃは集合部４０の上方において中央側が接触して一
体化され（第９図参照）、両者で断面が略長円形状とさ
れて、集合部４０に上方から連通ずるように構成されて
いる。また、第１および第４分岐通路部３９ａ、３９ｄ
の下流端は、円形状で集合部４０の左右部分に溝方向か
ら接続されている。

前記締結フランジ３８は、前記ボート開口部３２ｂ〜３
５ｂの形状に対応する略円形状で一部に張出部が形成さ
れた第１〜第４導入口４３ａ〜４３ｄが開設され、周縁
部には締付はボルト穴４４が配設されている。また、上
記締結フランジ３８の上辺には点火プラグとの干渉を避
ける切欠きが形成されると共に、下辺には軽量化および
溶接時の熱変形防止のための切欠きが形成されている。

そして、上記第１〜第４導入口４３ａ〜４３ｄに各分岐
通路部３９ａ〜３９ｄの上流端が挿入されて溶接接合さ
れている。

また、上記集合部４０は、前部材４７と後部材４８との
接合による合わせ加工によって内部に容積室４２が形成
されている。上記前部材４７と後部材４８は集合部４０
の形状に沿って半割り形状に板素材がプレス加工され、
各隅部が溶接によって合わせ加工が行われる。また、前
記集合部４０は上方および左右両側には各分岐通路部３
９ａ〜３９ｄが接続される連通口４０ａ〜４０ｃが形成
され、各分岐通路３９ａ〜３９ｄの下流端が挿入されて
溶接接合されている。

また、集合部４０の下方には出口側の連通口４０ｄが形
成され、第１０図に示すように、該集合部４０の下端が
接続フランジ４１の排気ガス導出口４５に挿入され、溶
接接合されている。また、集合部４０の前側部分は前方
に膨出されて、０２センサ２０の取付は部４９が形成さ
れている。なお、接続フランジ４１の各頂部に締結ボル
ト４６が植設されている。

本例によれば、各分岐通路部３９ａ〜３９ｄをパイプ部
材によって形威し、第２および第３分岐通路Ｈ３９ｂ、
３９ｃについては下流側で一体化して上方から集合部４
０に接続する一方、第１お。

よび第４分岐通路部３９ａ、３９ｄについては側方から
集合部４０に接続することにより、集合部４０を小型化
して、Ｏｚセンサ２０への排気ガスの接触状態の改善、
出口部ガス温度の低下防止、熱害の低減を行うことがで
きるものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、直列４気筒エンジン用の
もので第２および第３分岐通路部を一体化して上方から
集合部に連結する一方、第１および第４分岐通路部を横
方向から集合部に連結したことにより、集合部の容積を
小型化することができ、この集合部から排出される排気
温度の低下を抑制して排気序化性能が確保できると共に
、熱害防止を図ってコンパクトな排気マニホールドが構
成できるものである。

また、各気筒の排気ポートに連通ずる分岐通路部をパイ
プ部材によって形成し、集合部を別体形成したことによ
り、小型軽量化、生産性、コスト面の改善を図ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における排気マニホール
ドの平面図、 第２図は同正面図、 第３図は第２図の■−■線に沿う断面側面図、第４図は
第１図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第１図の
ｖ−Ｖ線に沿う断面端面図、第６図よ本発明の第２の実
施例における排気マニホールドの平面図、 第７図は同正面図、 第８図は同側面図、 第９図は第７図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面端面図、第１
０図は第６図のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 Ｅ、　　Ｅ’　・・・・・・エンジン本体、１ａ〜１ｄ
・・・・・・気筒、２〜５，３２〜３５・・・・・・排
気ポート、２ｂ〜５ｂ。 ３２ｂ〜３５ｂ・・・・・・ポート開口部、７，３７・
・・・・・排気マニホールド、８，３８・・・・・・締
結フランジ、９ａ〜９ｄ、３９ａ〜３９ｄ・・・・・・
分岐通路部、１０．４０・・・・・・果合部、１１．４
１・・・・・接続フランジ、１２．４２−−−−・−容
積室、１３ａ　〜１３ｄ　　４３ａ〜４３ｄ・・・・・
・導入口、１７・・・・・・前部材、１８・・・・・・
後部材、１７ａ、１７ｂ・・・・・・シーム部、２１・
・・・・・パイプ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン本体の側面に第１気筒から第４気筒の排
   気ポートが順次開口する直列４気筒エンジン用の排気マ
   ニホールドであって、前記各気筒の排気ポートに連通す
   る第１〜第４分岐通路部と、この分岐通路部を略中央に
   集合する集合部とを備え、第２気筒および第３気筒の排
   気ポートに連通する第２および第３分岐通路部を一体化
   して上方から集合部に連結する一方、第１気筒および第
   ４気筒の排気ポートに連通する第１および第４分岐通路
   部を横方向から集合部に連結したことを特徴とする多気
   筒エンジンの排気マニホールド。（２）エンジン本体の
   側面に各気筒の排気ポートが順次開口する多気筒エンジ
   ン用の排気マニホールドであって、前記各気筒の排気ポ
   ートに連通する分岐通路部と、この分岐通路部を略中央
   に集合する集合部とを備え、前記各分岐通路部をパイプ
   部材によって形成する一方、集合部を別体形成したこと
   を特徴とする多気筒エンジンの排気マニホールド。