JPH0536986Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、排気マニホールド構造に係り、特に
耐久性を有するように形成した断熱性の排気マニ
ホールド構造に関する。

［従来の技術］ 一般にターボ過給機を備えた内燃機関の場合、
そのターボ過給機のタービンには内燃機関から排
出される排気の熱損失をできるだけ抑えて、エネ
ルギ大の高温な排気を供給する方が望ましい。ま
た、可動ノズルベーン等を有した可変容量ターボ
過給機を装着する場合には、供給する排気流の脈
動等による圧力変動をできるだけ少なくするため
に、その上流側に位置するシリンダに接続された
排気マニホールドに、排気を一旦集合させるため
の排気室（チヤンバ）を形成しておく必要があ
る。

このため、第４図および第５図に示すように、
従来上記排気マニホールドａは、内燃機関の各気
筒から排気を直方体状の内殻ｂとして形成した排
気室ｃ内に集合させて、その脈動を緩衝した後
に、排出下流側、即ち、過給機タービン側へ流出
させるようになつている。

排気室ｃは、ステンレス鋼板等の耐熱金属によ
り形成され、その一側には、内燃機関の各気筒か
ら排気を流入させるための流入口ｄがその長手方
向に沿つて形成されており、流入口ｄの外方には
シリンダヘツド（図示せず）に連絡するための流
入管ｅが設けられている。また他側には、排気室
ｃ内の排気を、排出下流側へ導くための排出管ｆ
が形成されている。

そして、排気の高温を維持させるために、断熱
層ｇが排気室ｃを被覆して形成されており、アル
ミナ（Ａ₂O₃）繊維等により、外方への放熱を
遮断するようになつている。さらに断熱層ｇを囲
繞して鋳鉄製の外殻ｈが形成されており、流入管
ｅの外周には、これを覆つて設けられた取付管ｉ
と、取付管ｉをシリンダヘツドに接続するための
ボルトｊを下流側からシリンダヘツド側へ挿通さ
せるためのボルト支持部ｋとを形成している。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような排気マニホールド構造
においては、排気室ｃ内の排気の温度が850℃に
も達するため、断熱層ｇを隔てた外殻ｈも500℃
程度にまで昇温される。このうち外殻ｈのシリン
ダヘツド側ではシリンダヘツド内に備えられた冷
却水の影響により、その反対側である排気の排出
下流側よりも温度が低くなる傾向にある。

第６図に示すように、その温度差によつて熱膨
張量の差が生じ、図中、破線にて示したような、
長手方向両端に位置されるボルトｊを支点とし、
下流側に凸状となる変形がおこることになる。こ
の変形により取付管ｉと各気筒との接続状態が劣
化することとなり、排気が取付管ｉ外方へ漏出さ
れる問題があつた。

さらに、この排気マニホールドａの下流側に、
排気の排出管を閉じる排気ブレーキが設けられて
いる場合には、排気室ｃ内の圧力は、排気ブレー
キ作動時で最高約６Kg／cm²に達する。

第７図に示すように、内殻ｂは、この内圧によ
り断熱層ｇを押しのけるように不規則に膨張し
て、図中、破線Ａのように変形される。この変形
が進行すると、内殻ｂは外殻ｈの内壁に接触する
こととなり、断熱作用は著しく低下される。また
ボルト支持部ｋの径方向外方を区画して形成する
内殻ｂは、これと直交するシリンダヘツド側およ
び排出下流側の内殻ｂに、端部が面接触されて接
続するようになつており、上記変形はこの接続を
劣化させて亀裂を生じさせるおそれがある。

そこで、本考案は、上記問題点となつている変
形を防止して、耐久性を向上させた断熱性の排気
マニホールド構造を提供すべく創案されたもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、シリンダヘツドに接続されて各気筒
からの排気を集合させて排出するための排気室
と、その排気室を被覆すると共に、該外殻の内壁
にこれに沿つて隆起した補強部材を設けたもので
ある。

［作用］ 排気室は各気筒からの排気を集合させる。断熱
層は、高温な排気の熱が外殻に伝達されるものを
遮断する。そして排出下流側の外殻は、シリンダ
ヘツドの冷却水に影響されるシリンダヘツド側よ
りも膨張する。排出下流側は、この膨張の差によ
つて、内側が縮むように湾曲して変形されるが、
外殻の内壁に設けられた補強部材により、この変
形が抑制される。

また、排気室の内圧が上昇して、内殻が外殻の
内壁へ接触するように変形されるが、これも補強
部材により抑止される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に従つて説明
する。

第１図および第２図は、本考案に係る排気マニ
ホールド構造の一実施例を示したものであり、排
気マニホールド１は従来と同様に、シリンダヘツ
ドに接続されて各気筒からの排気を集合させて排
出するために、直方体状に形成された内殻２によ
り区画された排気室３と、内殻２を被覆する断熱
層４と、さらに断熱層４を被覆する外殻５とによ
り形成されている。

内殻２の一側、即ち、シリンダヘツド側６に
は、流入口７および流入管８が備えられており、
他側、即ち、排気の排出下流側９には排出管１０
が形成されている。また外殻５には流入管８を囲
繞するように形成された取付管１１と、取付管１
１を挾むように挿通されるボルト１２を支持する
ためのボルト支持部１３とが備えられている。

そして、本考案の特長となる補強部材１４は、
外殻５の内壁１５に沿つて、図中、二点鎖線にて
示した位置Ｂで外殻５に設けられている。特に本
実施例にあつては、内壁１５の一端から他端まで
掛け渡されるように複数列状に並設されており、
長手方向とこれに直交する方向とで格子状となる
ように形成されている。

第３図に示すように、補強部材１４は、鋳鉄に
より成形されている外殻５の内壁１５から一体的
に隆起されて成形されており、その横断面形状
は、尖塔状に、即ち、内殻２に近接する頂部１６
の表面積が小となるように形成されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

排気室３は、各気筒からの排気を集合させて、
排気流の脈動等による圧力変動を抑制する。断熱
層４は、この高温な排気の熱が外殻５に伝達する
のを遮断し、排気の熱損失を少なくする。外殻５
の排出下流側９は、シリンダヘツドの冷却水に影
響されるシリンダヘツド側６よりも熱膨張量が多
くなり、湾曲するように変形するが、長手方向に
設けられた補強部材１４により内側から支えられ
るので、この変形は抑制される。

また、排気室３内の圧力増大により生ずる内殻
２の変形は、内殻２が補強部材１４の頂部１６に
当接することにより抑止される。

このように、補強部材を設けたことにより、外
殻および内殻の変形が抑制され、耐久性が向上さ
れる。一方、補強部材が内壁の長手方向全体にわ
たつて設けられていることにより、不連続な場合
よりも湾曲への抵抗力が大となる。また内殻が変
形して補強部材の頂部へ当接するとき、従来の変
形による接触と同様に断熱作用は低下されるが、
接触する箇所は限られたものであり、特に接触面
積を小さく形成しているので、この低下は最小限
のものに抑え得る。

なお、補強部材は、取付管およびボルト支持部
を避ける位置で連続直線状に設けられているが、
これらの箇所を跨ぐように不連続状の補強部材を
追加して設けるようにしてもよい。さらに材質と
しては、断熱層は例えばアルミナ（Ａ₂O₃）繊
維、内殻はステンレス鋼等の耐熱金属により形成
すればよい。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) 断熱層を被覆する従来の外殻の内壁に、補強
部材を設けたので、シリンダヘツドの冷却水に
影響されるシリンダヘツド側に位置す外殻と、
排出下流側に位置する外殻との間に生ずる膨張
量の差に起因する変形を、排出下流側外殻の内
側で支持して抑制し、取付管のシリンダヘツド
との接続状態を劣化させることのない、耐久性
向上を計つた断熱性の排気マニホールド構造を
得ることができる。

(2) 補強部材の頂部が内殻に当接して内圧により
過度の変形を抑止するので、外殻への接触によ
る断熱性の低下および面接続部における亀裂発
生が防止され、排気マニホールドの耐久性向上
が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る排気マニホールド構造
の一実施例を示した部分破断側面図、第２図はそ
の上面図、第３図は第２図中の−線断面図、
第４図は従来の排気マニホールド構造を示した部
分破断側面図、第５図はその上面図、第６図は従
来の問題点を説明するための概略図、第７図は第
５図中の−線断面図である。 図中、１は排気マニホールド、２は内殻、３は
排気室、４は断熱層、５は外殻、１４は補強部
材、１５は内壁である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シリンダヘツドに接続されて各気筒からの排
   気を集合させて排出するための排気室を区画す
   る内殻を形成し、該内殻に断熱層を被覆し、該
   断熱層に外殻を被覆すると共に、該外殻の内壁
   にこれに沿つて隆起した補強部材を設けたこと
   を特徴とする排気マニホールド構造。 (2) 上記外殻が鋳鉄により成形され、上記補強部
   材が上記外殻の内壁から一体的に隆起させて構
   成された上記実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の排気マニホールド構造。 (3) 上記補強部材が上記外殻の内壁に格子状に隆
   起されて形成された上記実用新案登録請求の範
   囲第１項または第２項に記載の排気マニホール
   ド構造。