JPH0543226Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関の排気マニホールドに係
り、詳しくはその応力集中部を改良して耐久性を
向上させた排気マニホールドに関する。

（従来の技術） 一般、内燃機関の排気マニホールドはフランジ
を介してシリンダヘツドに連結され、排気ポート
からの燃焼ガスを集合させ、一つにまとめて排出
するものである。このような排気マニホールドに
おいては、燃焼ガスを通過するため、耐熱性とと
もに周辺部に対する遮熱性が必要とされる。この
ため、分岐管及び集合管は鋳造とされ、カバー部
材を設けるなどの方法が用いられている。また、
車両走行中の振動に対する強度も必要とされる。

従来のこの種の排気マニホールドとしては、例
えば実開昭59−148417号公報や実開昭58−111315
号公報に記載のものがあり、それぞれ第３，４図
のように示される。第３図において、分岐管３１
〜３４はその一端がマニホールドフランジ３５に
挿入溶接され、他端が集合管３６に溶接されてい
る。分岐管３１〜３４と集合管３６とは全て鋼製
のパイプから形成され、複数の分岐管３１〜３４
は全て同じ肉厚となつている。なお、分岐管３１
〜３４はカバー部材で覆われていない。

一方、第４図ａ，ｂにおいて、プレス成形され
た２枚のアウタパネル４１，４２と、このアウタ
パネル４１，４２との間で所定の間隔を保つて配
置されるプレス成形されたインナパネル４３，４
４とによつて、分岐管４５ａ〜４５ｃおよび集合
管４６がいわゆる二重構造として一体に形成され
ている。分岐管４５ａ〜４５ｃおよび集合管４６
の開口端にはそれぞれマニホールドフランジ４７
ａ〜４７ｃおよび集合フランジ４８が溶接されて
いる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の前者の排気マニホー
ルドにあつては、鋼板製のフランジ３５に鋼板製
の複数の分岐管３１〜３４を接続し、かつ何れも
同じ肉厚にする構成となつていたため、排気マニ
ホールドの変形時や振動時にフランジ３５と分岐
管３１〜３４との接合部に応力が集中し、耐久性
が低下するとともに、破壊し易くなるという問題
点があつた。

また、上記従来の後者の排気マニホールドにあ
つては、分岐管４５ａ〜４５ｃおよび集合管４６
が完全な二重構造となつていたため、インナパネ
ル４３，４４がアウタパネル４１，４２（外側カ
バー）に覆われることで、分岐管４５ａ〜４５ｃ
の付根部に集中した燃焼ガスによる高温が放熱さ
れ難く、熱応力によつて耐久性が低下し、破壊し
易くなるという問題があつた。

そこで、本考案は、排気導出口に最も近接する
気筒の分岐管を鋳造又は鍛造によりフランジと一
体に形成し、かつ他の分岐管に比べてに厚肉にす
ることにより、剛性を高めて変形や振動時の応力
に対する耐性を高め、耐久性を向上させることを
目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記目的達成のため、各気筒の排気
ポートに連通する複数の分岐管と、各分岐管の開
口端部に形成され、分岐管をシリンダヘツドに固
定する各排気ポート毎のフランジと、複数の分岐
管に連通し排気を一つにまとめるとともに、排気
導出口が形成された集合管と、を備えた排気マニ
ーホールドにおいて、前記集合管および排気導出
口に最も近接する気筒以外の気筒の分岐管を鋼板
により製作するとともに、集合管に形成した排気
導出口に最も近接する気筒の分岐管を鋳造又は鍛
造によりフランジと一体に形成し、他の分岐管に
対して厚肉に形成したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 本考案では、排気導出口に最も近接する気筒の
分岐管が鋳造又は鍛造によりフランジと一体に形
成されるとともに、他の気筒の分岐管に比べて厚
肉に形成される。したがつて、応力が集中し易
く、最も高温となる付根部において排気マニホー
ルドの剛性が高められる。

また、分岐管がカバー部材に覆われないことか
ら、分岐管の付根部において放熱がされ易い。し
たがつて、特に分岐管の付根部周辺での耐久性が
高められるとともに、振動応力および熱応力に対
する耐性が高められ、排気マニホールドの耐久性
が向上する。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１，２図は本考案に係る排気マニホールドの
一実施例を示す図であり、本考案をＶ型６気筒エ
ンジンの排気マニホールドに適用した例を示して
いる。まず、構成を説明する。

第１図において、１はシリンダヘツドであり、
シリンダヘツド１には左右二つのバンクにそれぞ
れ３個のシリンダ（図示略）が形成され、排気マ
ニホールド２，３が配設される。図中、右側の排
気マニホールド２は、両端が屈曲したステンレス
鋼管からなる集合管４と、排気ポートからの排気
を集合管４に導く分岐管５〜７と、を有してい
る。分岐管５〜７は、それぞれの開口端部に形成
されたマニホールドフランジ５ａ〜７ａ（各排気
ポート毎のフランジ）によつてシリンダヘツド１
に固定されている。

集合管４の下流側には第１連通管２１、可撓部
２２および第２連通管２３が連結され、第２連通
管２３はその下流でフランジ２４，２５を介して
排気マニホールド３の第３連通管２６に連結され
ている。第３連通管２６はその下流で合流出口フ
ランジ２７に連結され、合流出口フランジ２７は
図示されない下流側の排気管に連結されている。
すなわち、詳細は図示しないが、集合管４の合流
出口フランジ２７の内方には排気管に連通する排
気導出口が形成されている。

また、合流出口フランジ２７から遠い位置にあ
る分岐管５，６は鋼管製であり、そのマニホール
ドフランジ５ａ，６ａとは溶接により連結されて
いる。一方、合流出口フランジ２７に最も近接す
る分岐管７は、鋳造又は鍛造によりそのマニホー
ルドフランジ７ａと一体に形成されており、第２
図にその詳細を示すように他の分岐管５，６に比
べて肉厚を大きくすることで、剛性が高められて
いる。すなわち、本実施例では、集合管４と前記
排気導出口に最も近接する気筒以外の気筒の分岐
管５，６とを鋼板により製作するとともに、集合
管４に形成した前記排気導出口に最も近接する気
筒の分岐管７を鋳造又は鍛造によりそのマニホー
ルドフランジ７ａと一体に形成しており、分岐管
７が他の分岐管５，６に対して厚肉に形成されて
いる。なお、分岐管７と集合管４とは溶接により
連結されている。

また、排気マニホールド２の主要部はカバー部
材８で覆われている。このカバー部材８は、例え
ば耐熱性を有する上下２つのパネルを接合し、二
つのパネルと排気マニホールド本体との間の間隙
にセラミツクウオール等の耐熱材を充填したもの
で、所定箇所をボルト固定されている。

ここで、合流出口フランジ２７に最も近接する
分岐管７の部分はカバー部材８で覆われておら
ず、むしろ放熱効果を高めることで、より温度を
下げるようになつている（第２図参照）。

他方の排気マニホールド３についても排気マニ
ホールド２とほぼ同様の構成であり、対応する構
成の部材に前記各符合に10を足した値の符合１４
〜１７を付し重複説明を省略する。この排気マニ
ホールド３はフランジ１５ａ〜１７ａによりシリ
ンダヘツド１に固定され、その下流部に合流出口
フランジ２７が連結されている。また、排気マニ
ホールド３は、排気マニホールド２の下流側のフ
ランジ２４とは第３連通管２６のフランジ２５を
介して連結されており、これらのフランジ２４，
２５はステー２８を介してシリンダヘツド１に固
定されている。

次に、作用を説明する。

エンジンが駆動されると、シリンダ（図示略）
内部の燃焼ガスが左右二つのバンクに設けられた
複数の排気ポートから一対の排気マニホールド
２，３の複数の分岐管５〜７，１５〜１７を通つ
て集合管４，１４へ流れ込み、集合管４，１４の
各排気導出口から、図中右側の排気マニホールド
２では左側の排気マニホールド３の第３連通管２
６を介して合流出口フランジ２７に流れ込み、ま
た、図中左側の排気マニホールド３では直接前記
合流出口フランジ２７に流れ込み、１つにまとめ
られて下流側に排出される。

このとき、各集合管４，１４の内部を流れる燃
焼ガスは排気導出口に最も近接する分岐管７，１
７の付根部分に集合し、該付根部付近が特に高温
となる。金属材料の強度は高温になるほど低下す
るので、分岐管７，１７は最も強度が低くなる。
これに対して、本実施例では前記分岐管７，１７
がカバー部材で覆われず、放熱性が高められてい
るから、前記付根付近の温度が低下し、熱応力の
発生が抑制される。したがつて、前記付根部の耐
久性が向上する。

一方、ピストン（図示略）の運動等によるエン
ジン自身の振動や排気脈動等により振動が発生す
ると、この振動を排気マニホールド２，３等に作
用する。このような場合、排気マニホールド２，
３、第１〜第３連通管２１，２３，２６、可撓部
２２、合流出口フランジ２７および図示しない下
流側の排気管は、重量が大きいため、共振周波数
が低く大きな振動を発生し易い。この振動による
負荷は、排気マニホールド２，３に設けられたフ
ランジ２４，２５および合流出口フランジ２７に
最も近接する分岐管７，１７とそのマニホールド
フランジ７ａ，１７ａとの接合部（オーバーハン
グ状に配設された第１連通管２１、第２連通管２
３、第３連通管２６、可撓部２２および図示しな
い排気管を全体として支持している箇所）に特に
大きく作用し、該接合部に振動応力を発生させ
る。

ところが、本実施例では、前記排気導出口に近
接する気筒の分岐管７，１７が他の分岐管５，
６，１５，１６に比して厚肉に形成され、かつマ
ニホールドフランジ７ａ，１７ａと鋳造又は鍛造
により一体形成されているため、該分岐管７，１
７の剛性が高く、その形状と相俟つて応力集中が
緩和される。さらに、分岐管７，１７の側壁部が
厚肉に形成されているため、シリンダヘツド１へ
の熱通過断面積が拡大し、放熱性が向上する。こ
のことによつても、温度が低下して熱応力の発生
が抑制され、耐久性が向上する。また、分岐管
７，１７は厚肉のため、内部を激しく脈動して流
れる排気ガスの流動音が放射され難く、騒音遮蔽
のためのカバー部材を不要にすることができると
ともに、分岐管７，１７が外気にさらされて益々
冷却され、その付根部での耐久性が向上する。

なお、本実施例はＶ型６気筒エンジンへの適用
例であるが、本考案の適用はこれに限るものでは
なく、V4気筒、直列６気筒等他のエンジンにも
適用できるのは言うまでもない。

（効果） 本考案によれば、集合板を鋼板により製作する
とともに、複数の分岐管のうち鋼板製の集合管に
形成した排気導出口に最も近接する気筒の分岐管
を、鋳造又は鍛造によりフランジと一体に形成す
るとともに、他の分岐管に対して厚肉に形成して
いるので、応力が集中し易く高温となる分岐管の
付根部等における放熱性を良好にし、その剛性を
高めて変形や振動、熱応力に対する耐性を高める
ことができ、排気マニホールドの耐久性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本考案に係る排気マニホールドの
一実施例を示す図であり、第１図はその全体構成
図、第２図はその分岐管の詳細図、第３，４図は
従来の排気マニホールドを示す図であり、第３図
はその第１の例の構成図、第４図ａはその第２の
例の構成図、第４図ｂは第４図ａの−矢視断
面図である。 １……シリンダヘツド、２，３……排気マニホ
ールド、４，１４……集合管、５〜７，１５〜１
７……分岐管、（５，６，１５，１６……他の気
筒の分岐管、７，１７……排気導出口に近接する
気筒の分岐管）、５ａ〜７ａ，１５ａ〜１７ａ…
…マニホールドフランジ（フランジ）、８……カ
バー部材、２７……合流出口フランジ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 各気筒の排気ポートに連通する複数の分岐管
   と、各分岐管の開口端部に形成され、分岐管をシ
   リンダヘツドに固定する各排気ポート毎のフラン
   ジと、複数の分岐管に連通し排気を一つにまとめ
   るとともに、排気導出口が形成された集合管と、
   を備えた排気マニーホールドにおいて、 前記集合管および排気導出口に最も近接する気
   筒以外の気筒の分岐管を鋼板により製作するとと
   もに、集合管に形成した排気導出口に最も近接す
   る気筒の分岐管を鋳造又は鍛造によりフランジと
   一体に形成し、他の分岐管に対して厚肉に形成し
   たことを特徴とする排気マニホールド。