JPH09280043A - 冷却機構付きエキゾーストマニホルド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エキゾーストマニホルドを効率よく冷却する
ことのできる冷却機構付きエキゾーストマニホルドを提
供すること。 【解決手段】 冷却機構付きエキゾーストマニホルド
は、エキゾーストマニホルド２、インシュレータ３、外
気導風ダクト４を備えている。インシュレータ３は、隙
間ｄをもってエキゾーストマニホルド２を覆っている。
外気導風ダクト４の出口４ａはエキゾーストマニホルド
２の各分岐管が集合した箇所に開口し、入口４ｂはボデ
ィラインＢＬの下側にて前方に向けて開口している。車
両が走行中の時、車両の下を流れる走行風が外気導風ダ
クト４の入口４ｂより取り込まれ、該走行風は外気導風
ダクト４を流通して直接隙間ｄに導入される。外気導風
ダクト４を流通する走行風は排気パイプ８等により加温
されることがないため、隙間ｄにはほぼ外気の温度のま
まの走行風が導入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排ガス
により高温化されるエキゾーストマニホルドを冷却する
冷却機構付きエキゾーストマニホルドに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンは、年々、排ガス規制により理
論空燃比に近くなるように設計されているため、排ガス
温は上昇する傾向にある。このため、エキゾーストマニ
ホルドの耐熱性の向上が望まれている。即ち、従来はガ
ソリンを過剰に供給し、この過剰供給されたガソリンに
よって排ガスを冷却していたが、最近では理論空燃比に
近くなるように設計されるようになったため、かかるガ
ソリン冷却に代わるエキゾーストマニホルド冷却システ
ムの開発が望まれているのである。

【０００３】反面、排ガス浄化用の触媒は約３５０℃に
ならないと機能を発揮しないため、エンジン回転数の低
いとき等には排ガスは冷却されないことが望ましい。こ
れらの点に鑑み、図７に示すような冷却システムが開発
された。これは、フロントパイプ５８を覆うように外気
導風ダクト５４を設け、この外気導風ダクト５４に流入
した走行風がエキゾーストマニホルド５２とインシュレ
ータ５３の隙間ｄ’に導入されるようにしたものであ
る。かかる冷却システムによれば、車両が走行した場合
にその走行風が外気導風ダクト５４に流入してエキゾー
ストマニホルド５２を冷却する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
冷却システムでは、外気導風ダクト５４に導入された走
行風はフロントパイプ５８の熱を奪って移動するため、
エキゾーストマニホルド５２とインシュレータ５３の隙
間ｄ’に至ったときには既に高温化されており、エキゾ
ーストマニホルド５２を十分に冷却できないという問題
があった。特に、エキゾーストマニホルド５２の温度分
布をみると、各分岐管が集合している箇所が最も高温に
なりやすいため、この箇所の耐熱性を考慮することが最
も重要であるにもかかわらず、十分な対策がなされてい
なかった。

【０００５】また、外気導風ダクト５４を通過する走行
風はフロントパイプ５８のフランジ５９にぶつかるた
め、このフランジ５９が抵抗となって走行風がスムーズ
にエキゾーストマニホルド５２とインシュレータ５３の
隙間ｄ’に流入できず、やはりエキゾーストマニホルド
を十分に冷却できないという問題があった。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、エキゾーストマニホルドを効率よく冷却することの
できる冷却機構付きエキゾーストマニホルドを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明の冷却機構付きエキゾーストマ
ニホルドは、エキゾーストマニホルドと、前記エキゾー
ストマニホルドを覆うインシュレータと、前記エキゾー
ストマニホルドと前記インシュレータの隙間に直接走行
風を導入する外気導風ダクトとを備えたことを特徴とす
る。

【０００８】かかる冷却機構付きエキゾーストマニホル
ドでは、外気導風ダクトを通じて走行風がエキゾースト
マニホルドとインシュレータの隙間に直接導入される。
つまり、走行風はフロントパイプなどによって暖められ
ることなく、ほぼ外気の温度のまま、エキゾーストマニ
ホルドとインシュレータの隙間に導入されるため、エキ
ゾーストマニホルドは効率よく冷却される。このため、
エキゾーストマニホルドの温度上昇が抑制され、排ガス
温が高い場合であってもエキゾーストマニホルドは熱に
よって影響を受けるおそれはない。

【０００９】ここで、外気導風ダクトは、エキゾースト
マニホルドの各分岐管が集合する箇所に直接走行風を導
入するように構成するのが好ましい。エキゾーストマニ
ホルドの温度分布をみると各分岐管が集合する箇所が最
も高温化されるため、この箇所の耐熱性が問題になるこ
とが多い。従って、この箇所に直接走行風を導入するこ
とにより、エキゾーストマニホルド全体の耐熱性を向上
することができる。

【００１０】また、エキゾーストマニホルドとインシュ
レータの隙間は、エキゾーストマニホルドの各分岐管の
上流側にて開放され、各分岐管が集合する箇所の下流側
にて閉塞されるように構成するのが好ましい。この場
合、外気導入管によりエキゾーストマニホルドとインシ
ュレータの隙間に導入された走行風は、エキゾーストマ
ニホルドの各分岐管の下流側から上流側へと抜ける。エ
キゾーストマニホルドの各分岐管も排ガスがその内部を
流通するため高温化され、耐熱性が問題になることがあ
る。このため、各分岐管に走行風を流通させることによ
り、エキゾーストマニホルドの各分岐管も効率よく冷却
され、エキゾーストマニホルド全体の耐熱性を向上する
ことができる。

【００１１】更に、外気導風ダクトの外気導入口は、該
外気導入口に走行風が集まるように形成された集風部を
備えていることが好ましい。例えば、外気導入口の端部
を拡管することにより集風部を形成してもよいし、外気
導入口の端部をラッパ状（又はジョウゴ状）に広げるこ
とにより集風部を形成してもよいし、外気導入口の端部
を切り欠いた後その切欠以外の部分を略扇状に押し広げ
て略スプーン状に集風部を形成してもよい。これらの場
合、外気導入口に取り込まれる風量が大きくなるため、
エキゾーストマニホルドをより効率的に冷却することが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態は、
下記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の
技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはい
うまでもない。

【００１３】図１は本実施例の冷却機構付きエキゾース
トマニホルドの正面図、図２は同じく平面図、図３は同
じく左側面図である。また、図４は外気導風ダクトの部
分説明図である。冷却機構付きエキゾーストマニホルド
１は、エキゾーストマニホルド２、インシュレータ３、
外気導風ダクト４を備えている。

【００１４】エキゾーストマニホルド２は、エンジンの
シリンダヘッドＣＨ（図５参照）に取り付けられるポー
ト側フランジ２１と、ポート側フランジ２１に開口しシ
リンダヘッドＣＨの各ポートに対向するように配置され
る３本の分岐管２２、２３、２４と、３本の分岐管２
２、２３、２４が１つに集合された集合管２５と、下流
側の排気パイプ８に接続するための排気パイプ側フラン
ジ２６とを備えている。尚、排気パイプ側フランジ２６
は、排気パイプ８に取り付けられたフランジ９とボルト
で締結される。

【００１５】インシュレータ３は、エキゾーストマニホ
ルド２に対して所定の隙間ｄをもってエキゾーストマニ
ホルド２を覆うように形成されている。このインシュレ
ータ３は、集合管２５の下流側にてバンドによりエキゾ
ーストマニホルド２の外周面に密着され、各分岐管２
２、２３、２４の上流側にて各分岐管２２、２３、２４
に密着することなく開放されている。このため、隙間ｄ
は、エキゾーストマニホルド２の各分岐管２２、２３、
２４の上流側にて開放され、集合管２５の下流側にて閉
塞されている。

【００１６】外気導風ダクト４は、パイプを屈曲して形
成したものである。この外気導風ダクト４の一端は、イ
ンシュレータ３のうちエキゾーストマニホルド２の３本
の分岐管２２、２３、２４が集合した箇所に開口して出
口４ａとなっている。一方、外気導風ダクト４の他端
は、車両のボディラインＢＬより下側にて前方に向けて
開口して入口４ｂ（即ち外気導入口）となっている。こ
の外気導風ダクト４の他端には、この入口４ｂに走行風
が集まりやすくするための集風部４ｃが設けられている
（図４参照）。この集風部４ｃは、外気導風ダクト４の
他端を軸方向に部分的に切り欠いた後その切欠以外の部
分を略扇状に押し広げて略スプーン状に形成したもので
ある。尚、入口４ｂは、集風部４ｃを含めて、地面との
干渉のない高さが確保されている。

【００１７】次に、本実施例の冷却機構付きエキゾース
トマニホルド１の機能について図５に基づいて説明す
る。図５は、冷却機構付きエキゾーストマニホルドの使
用説明図である。尚、図５において矢印は走行風の流れ
を表す。冷却機構付きエキゾーストマニホルド１は、ポ
ート側フランジ２１にてＶ６エンジンのシリンダヘッド
ＣＨに取り付けられている。

【００１８】車両が走行していないときには、エンジン
の回転数が低いため、エキゾーストマニホルド２はあま
り高温にならず、積極的に冷却する必要性が乏しい。ま
た、排ガス浄化用触媒（冷却機構付きエキゾーストマニ
ホルドの下流側に設置）の活性温度を考慮すれば、排ガ
ス温度はある程度高温（約３５０℃以上）であることが
望ましく、この点からも車両が走行していないときは積
極的に冷却する必要性が乏しい。本実施例の冷却機構付
きエキゾーストマニホルド１は、車両が走行していない
ときには外気導風ダクト４には走行風が取り込まれない
ためエキゾーストマニホルド２が冷却されない。従っ
て、排ガスの温度は比較的高いまま維持され、触媒は十
分に活性化されて排ガス浄化機能を果たす。

【００１９】一方、車両が走行しているときには、エン
ジン回転数が高くなるため、エキゾーストマニホルド２
は高温化される。従って、エキゾーストマニホルド２を
積極的に冷却する必要がある。車両が走行中のときには
車両の下を走行風が流れるが、本実施例の冷却機構付き
エキゾーストマニホルド１は、この走行風を外気導風ダ
クト４の入口４ｂより取り込む。ここで、入口４ｂには
集風部４ｃが備えられているため、取り込む走行風の風
量は集風部４ｃのない場合に比べて多くなる。

【００２０】このように入口４ｂから導入された走行風
は、外気導風ダクト４を流通して、出口４ａからエキゾ
ーストマニホルド２とインシュレータ３の隙間ｄのうち
エキゾーストマニホルド２の各分岐管２２、２３、２４
の集合した箇所に直接導入される。ここで、外気導風ダ
クト４は排気パイプ８等とは独立して形成されているた
め、この外気導風ダクト４を流通する走行風は排気パイ
プ８等により加温されることはない。このため、エキゾ
ーストマニホルド２の各分岐管２２、２３、２４の集合
した箇所には、ほぼ外気の温度のままの走行風が導入さ
れる。特に、この箇所はエキゾーストマニホルド２の中
で最も高温化される箇所であるため、この箇所の耐熱性
をクリアすることにより、エキゾーストマニホルド２全
体の耐熱性を向上することができる。

【００２１】また、エキゾーストマニホルド２とインシ
ュレータ３の隙間ｄは、集合管２５の下流側にて閉塞さ
れ、各分岐管２２、２３、２４の上流側にて開放されて
いるため、外気導風ダクト４の出口４ａから隙間ｄに導
入された走行風はエキゾーストマニホルド２の各分岐管
２２、２３、２４の周囲を下流側から上流側へ向かって
流れる。エキゾーストマニホルド２の各分岐管２２、２
３、２４も排ガスがその内部を流通するため高温化さ
れ、耐熱性が問題になることがある。このため、各分岐
管２２、２３、２４の周囲に走行風を流通させることに
より、エキゾーストマニホルド２の各分岐管２２、２
３、２４も効率よく冷却され、エキゾーストマニホルド
２全体の耐熱性を向上することができる。

【００２２】このような冷却機構付きエキゾーストマニ
ホルド１を用いた場合、例えば、図７に示す従来の冷却
システムと比して、同じ条件下でエキゾーストマニホル
ドの温度変化を追跡したところ、本実施例の方が冷却性
能が向上した。尚、集風部の形状は、図６（ａ）に示す
ように、外気導風ダクト４の端部を拡管した形状（バル
ジタイプ）の集風部４１ｃであってもよいし、図６
（ｂ）に示すように、外気導風ダクト４の端部をラッパ
状（又はジョウゴ状）に広げた形状（ファンネルタイ
プ）の集風部４２ｃであってもよい。いずれの場合に
も、外気導風ダクト４を流通する走行風の風量が大きく
なるため、エキゾーストマニホルド２をより効率的に冷
却することができる。尚、集風効率を考慮すれば、図４
に示す集風部４ｃのようにスプーンタイプであることが
好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 冷却機構付きエキゾーストマニホルドの正面
図である。

【図２】 冷却機構付きエキゾーストマニホルドの平面
図である。

【図３】 冷却機構付きエキゾーストマニホルドの左側
面図である。

【図４】 外気導風ダクトの部分説明図である。

【図５】 冷却機構付きエキゾーストマニホルドの使用
説明図である。

【図６】 他の集風部の形状を表す説明図である。

【図７】 従来の冷却システムの説明図である。

【符号の説明】

１・・・冷却機構付きエキゾーストマニホルド、２・・
・エキゾーストマニホルド、 ３・・・インシュレ
ータ、４・・・外気導風ダクト、 ４ａ・
・・出口、４ｂ・・・入口、 ４
ｃ・・・集風部、８・・・排気パイプ、
９・・・フランジ、２１・・・ポート側フランジ、
２２、２３、２４・・・分岐管、２５・・・
集合管、 ２６・・・排気パイプ側
フランジ、ｄ・・・隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エキゾーストマニホルドと、 前記エキゾーストマニホルドを覆うインシュレータと、 前記エキゾーストマニホルドと前記インシュレータの隙
   間に直接走行風を導入する外気導風ダクトとを備えたこ
   とを特徴とする冷却機構付きエキゾーストマニホルド。
2. 【請求項２】 前記外気導風ダクトは、前記エキゾース
   トマニホルドの各分岐管が集合する箇所に直接走行風を
   導入することを特徴とする請求項１記載の冷却機構付き
   エキゾーストマニホルド。
3. 【請求項３】 前記隙間は、前記エキゾーストマニホル
   ドの各分岐管の上流側にて開放され、各分岐管が集合す
   る箇所の下流側にて閉塞されていることを特徴とする請
   求項１又は２記載の冷却機構付きエキゾーストマニホル
   ド。
4. 【請求項４】 前記外気導風ダクトの外気導入口は、該
   外気導入口に走行風が集まるように形成された集風部を
   備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の冷却機構付きエキゾーストマニホルド。