JPH09296722A - 内燃機関の排気マニホルド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気マニホルドにおいて枝管の耐久性および
信頼性を確保する。 【解決手段】 排気マニホルド１の枝管２ａ，２ｂ，２
ｃを、内管６ａ，６ｂ，６ｃと、外管７ａ，７ｂ，７ｃ
と、これら間の断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃとを備え
た二重管から形成する。各内管６ａ，６ｂ，６ｃを、上
流端に設けられた固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃにおいて
外管７ａ，７ｂ，７ｃに固定し、下流端に設けられた摺
動支持部９ａ，９ｂ，９ｃにおいて外管７ａ，７ｂ，７
ｃにより摺動可能に支持する。内管６ａの支持部間距離
Ｌａは内管６ｂ，６ｃの支持部間距離Ｌｂ，Ｌｃよりも
長くなっている。内管６ａの肉厚を内管６ｂ，６ｃの肉
厚よりも厚くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気マニ
ホルドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各枝管が内管および外管を備
えた二重管から形成し、各内管および外管間に環状の断
熱層を形成した内燃機関の排気マニホルドが知られてい
る。この排気マニホルドでは、排気マニホルドからの排
気ガスの放熱量をできるだけ小さくして排気マニホルド
下流に設けられる触媒が排気ガスによって速やかに加熱
されるようにしている。

【０００３】ところが、このように各枝管を二重管から
構成すると内管と外管間に大きな温度差が生じ、このた
め内管と外管間に大きな軸線方向熱膨張量差が生ずる。
そこで、各内管を上流端に設けられた固定支持部おいて
それぞれ対応する外管に固定し、下流端に設けられた摺
動支持部において外管により、軸線方向に摺動可能に支
持した排気マニホルドが公知である（特開平７−２２４
６４９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
内管を外管により軸線方向に摺動可能に支持した場合、
熱膨張により軸線方向に延びようとする内管の内部応力
が、内管の外周面と外管の内周面間の摩擦力よりも大き
くなると内管が外管に対し相対移動しはじめる。言い換
えると、内管の内部応力が摩擦力を克服しない限り内管
が相対移動しない。しかしながら、上述したように内管
の温度は比較的高いので内管の剛性が低下して内管の内
部応力が摩擦力よりも大きくならない場合があり、その
結果内管が塑性変形しまたは内管に亀裂が生ずる恐れが
ある。固定支持部と摺動支持部間の支持部間距離が長い
枝管ほど剛性が低く、しかも軸線方向の熱膨張量が大き
いので各枝管の内管と外管間の摩擦力がほぼ同じ場合に
は、固定支持部と摺動支持部間の支持部間距離が長い枝
管ほど内管の内部応力が摩擦力を克服するのが困難にな
り、その結果塑性変形または亀裂が生じやすくなるとい
う問題点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、各枝管を内管および外管を備
えた二重管から形成し、各内管を固定支持部においてそ
れぞれ対応する外管に固定し、かつ摺動支持部において
該外管により軸線方向に摺動可能に支持した内燃機関の
排気マニホルドにおいて、固定支持部と摺動支持部間の
支持部間距離が長い枝管ほど該枝管の内管の剛性を高く
している。すなわち１番目の発明では、支持部間距離が
長い枝管においても内管の内部応力が摩擦力を克服する
のが容易にされ、したがって枝管の耐久性および信頼性
が確保される。

【０００６】２番目の発明によれば上記課題を解決する
ために、各枝管を内管および外管を備えた二重管から形
成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応する外
管に固定し、かつ摺動支持部において該外管により軸線
方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホルドに
おいて、固定支持部と摺動支持部間の支持部間距離が長
い枝管ほど該枝管の摺動支持部における内管と外管間の
摩擦力を小さくしている。すなわち２番目の発明でも、
支持部間距離が長い枝管においても内管の内部応力が摩
擦力を克服するのが容易にされ、したがって枝管の耐久
性および信頼性が確保される。

【０００７】３番目の発明によれば上記課題を解決する
ために２番目の発明において、上記摺動支持部を各枝管
の一端に形成し、少なくとも１つの枝管の摺動支持部に
位置する内管または外管に切欠きを設けている。上述し
たように内管の温度は外管の温度よりも高く、このため
内管の半径方向の熱膨張量が外管の半径方向の熱膨張量
よりも大きい。このため内管および外管の温度が熱膨張
すると、摺動支持部における内管と外管間の摩擦力が増
大しうる。そこで３番目の発明では、枝管の摺動支持部
に位置する内管または外管に切欠きを設けて内管の半径
方向の熱膨張量が外管の半径方向の熱膨張量よりも大き
くなったときに内管が半径方向内側に、或いは外管が半
径方向外側に変形可能であるようにし、それによって枝
管の摺動支持部における摩擦力が増大しないようにして
いる。したがって、枝管の耐久性および信頼性が確保さ
れる。

【０００８】４番目の発明によれば上記課題を解決する
ために、各枝管を内管および外管を備えた二重管から形
成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応する外
管に固定し、かつ摺動支持部において該外管により軸線
方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホルドに
おいて、少なくとも１つの枝管の内管を互いに直列接続
された複数の管部材から形成し、各管部材をそれぞれの
固定支持部において外管に固定し、かつそれぞれの摺動
支持部において該外管により軸線方向に摺動可能に支持
している。すなわち４番目の発明では、枝管の支持部間
距離が比較的長くなるのが阻止されるので、内管を単一
の管部材から構成した場合に比べて内管の内部応力が高
められる。

【０００９】５番目の発明によれば上記課題を解決する
ために、各枝管を内管および外管を備えた二重管から形
成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応する外
管に固定し、かつ摺動支持部において該外管により軸線
方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホルドに
おいて、少なくとも１つの枝管において固定支持部を該
枝管の一端に形成し、かつ摺動支持部を該枝管の両端間
の中間部分に形成している。すなわち５番目の発明で
は、支持部間距離が内管の支持部間距離よりも短くされ
るので、固定支持部と摺動支持部とを枝管の両端に設け
た場合に比べて内管の内部応力が高められる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明を、３つの気筒を備
えた内燃機関に適用した場合を示す。しかしながら、本
発明を２つまたは４つ以上の気筒を備えた内燃機関に適
用することもできる。図１を参照すると、排気マニホル
ド１は、それぞれ対応する内燃機関の気筒に接続される
３つの枝管２ａ，２ｂ，２ｃを具備する。これら枝管２
ａ，２ｂ，２ｃは共通のフランジ３を介して機関本体
（図示しない）に接続される。また、これら枝管２ａ，
２ｂ，２ｃは共通の集合管４に接続され、集合管４はフ
ランジ５を介して触媒を収容した触媒コンバータ（図示
しない）に接続される。

【００１１】図１に示されるように各枝管２ａ，２ｂ，
２ｃは二重管から構成される。すなわち、枝管２ａは内
管６ａと外管７ａとを備え、枝管２ｂは内管６ｂと外管
７ｂとを備え、枝管２ｃは内管６ｃと外管７ｃとを備え
ている。各枝管２ａ，２ｂ，２ｃは、外管７ａ，７ｂ，
７ｃが上流端においてフランジ３に、下流単位おいて集
合管４に、例えば溶接により結合されることによりこれ
らフランジ３および集合管４にそれぞれ固定される。

【００１２】各内管６ａ，６ｂ，６ｃは環状の固定支持
部８ａ，８ｂ，８ｃにおいてそれぞれ対応する外管７
ａ，７ｂ，７ｃに例えば溶接により固定される。また、
各内管６ａ，６ｂ，６ｃは環状の摺動支持部９ａ，９
ｂ，９ｃにおいてそれぞれ対応する外管７ａ，７ｂ，７
ｃにより、軸線方向に摺動可能に支持される。したがっ
て、内管６ａ，６ｂ，６ｃが好ましくなく移動したり、
或いは振動するのが阻止される。

【００１３】各固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃおよび各摺
動支持部９ａ，９ｂ，９ｃにおいて内管６ａ，６ｂ，６
ｃは外管７ａ，７ｂ，７ｃに直接的に支持されており、
すなわち内管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ
間に中間部材が介在することなく内管６ａ，６ｂ，６ｃ
が外管７ａ，７ｂ，７ｃにより支持されている。図１に
示す例では各固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃは内管６ａ，
６ｂ，６ｃおよび外管７ａ，７ｂ，７ｃの上流端に、摺
動支持部９ａ，９ｂ，９ｃは内管６ａ，６ｂ，６ｃおよ
び外管７ａ，７ｂ，７ｃの下流端にそれぞれ設けられ
る。各枝管２ａ，２ｂ，２ｃにおいて、機関本体に隣接
する上流端のほうが下流端よりも温度が低くなってい
る。したがって本実施態様のように固定支持部８ａ，８
ｂ，８ｃを各枝管２ａ，２ｂ，２ｃの上流端に設けるこ
とによって溶接部が著しく劣化するのが阻止されてい
る。

【００１４】このように固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃを
各枝管２ａ，２ｂ，２ｃの上流端に設け、摺動支持部９
ａ，９ｂ，９ｃを各枝管２ａ，２ｂ，２ｃの下流端に設
けた場合、各固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃと摺動支持部
９ａ，９ｂ，９ｃ間の軸線方向長さ、すなわち支持部間
距離はそれぞれ対応する内管６ａ，６ｂ，６ｃの軸線方
向長さに一致している。図１に示されるように、枝管２
ｂの支持部間距離Ｌｂと、枝管２ｃの支持部間距離Ｌｃ
とはほぼ等しく定められ、これに対し枝管２ａの支持部
間距離Ｌａは枝管２ｂ，２ｃの支持部間距離Ｌｂ，Ｌｃ
よりも長く定められている。

【００１５】各外管７ａ，７ｂ，７ｃの肉厚は互いにほ
ぼ等しく定められている。一方、内管６ｂ，６ｃの肉厚
は互いにほぼ等しく定められており、しかしながら内管
６ａの肉厚は内管６ｂ，６ｃの肉厚よりも大きく定めら
れている。さらに、内管６ａ，６ｂ，６ｃの肉厚は外管
７ａ，７ｂ，７ｃの肉厚よりも小さく定められている。

【００１６】さらに図１を参照すると、各内管６ａ，６
ｂ，６ｃとそれぞれ対応する外管７ａ，７ｂ，７ｃとは
互いに離間して配置されており、これら内管６ａ，６
ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間に環状の断熱層１０
ａ，１０ｂ，１０ｃがそれぞれ設けられる。本実施態様
において断熱層は空気層から形成されるが、内管６ａ，
６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間の間隙に別の流体
または粉粒体などを充填して断熱層を形成することもで
きる。

【００１７】枝管２ａのように軸線方向長さが比較的長
い枝管には通常、湾曲部１１が設けられる。ところがこ
のような湾曲部１１を設けると湾曲部１１において枝管
２ａの曲げ剛性が低くなる。そこで、図２に示すように
湾曲部１１における枝管２ａの断面を楕円状にし、それ
によって湾曲部１１における枝管２ａの曲げ剛性が低下
するのを阻止するようにしている。

【００１８】ところで、機関始動時、特に冷間始動時に
は排気マニホルド１下流の触媒がその活性温度になって
いない場合があり、この状態で排気ガスを触媒に導いて
も排気ガスを良好に浄化することができない恐れがあ
る。そこで、図１の排気マニホルドでは内管６ａ，６
ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間に断熱層１０ａ，１
０ｂ，１０ｃをそれぞれ設け、それによって排気マニホ
ルド１を介し放熱される排気ガスの熱量が小さくなるよ
うにしている。また、内管６ａ，６ｂ，６ｃの肉厚を比
較的小さくしてこれら内管６ａ，６ｂ，６ｃの熱容量が
大きくなるようにし、外管７ａ，７ｂ，７ｃの肉厚を比
較的大きくしてこれら外管７ａ，７ｂ，７ｃの熱容量が
小さくなるようにし、それによっても排気マニホルド１
内を流通した排気ガスの温度低下が小さくなるようにし
ている。その結果、触媒を速やかに活性温度まで昇温す
ることができ、したがって排気ガスの良好な浄化を確保
することができる。

【００１９】このようにして排気マニホルド１からの放
熱量を低減するようにすると内管６ａ，６ｂ，６ｃの温
度が外管７ａ，７ｂ，７ｃの温度よりも大幅に高くな
り、その結果内管６ａ，６ｂ，６ｃの軸線方向熱膨張量
が外管７ａ，７ｂ，７ｃの軸線方向熱膨張量よりも大幅
に大きくなる。したがって、例えば内管６ａ，６ｂ，６
ｃの両端を外管７ａ，７ｂ，７ｃに溶接して固定すると
内管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間の軸線
方向熱膨張量差によって内管６ａ，６ｂ，６ｃの、例え
ば溶接部や湾曲部などに応力が集中して作用し、斯くし
て内管６ａ，６ｂ，６ｃが塑性変形し、または内管６
ａ，６ｂ，６ｃに亀裂が生ずる恐れがある。

【００２０】そこで、枝管２ａ，２ｂ，２ｃの下流端に
摺動支持部９ａ，９ｂ，９ｃを設けてこれら摺動支持部
９ａ，９ｂ，９ｃにおいて内管６ａ，６ｂ，６ｃを軸線
方向に、外管７ａ，７ｂ，７ｃに対し相対移動可能に支
持している。すなわち、枝管２ａ，２ｂ，２ｃの温度が
高くなって内管６ａ，６ｂ，６ｃの軸線方向の熱膨張量
が外管７ａ，７ｂ，７ｃよりも大きくなると内管６ａ，
６ｂ，６ｃが外管７ａ，７ｂ，７ｃに支持されつつ摺動
支持部９ａ，９ｂ，９ｃにおいて軸線方向に摺動するよ
うになる。その結果、内管６ａ，６ｂ，６ｃが図３にお
いて破線でもって示されるように外管７ａ，７ｂ，７ｃ
に対して相対移動し、したがって内管６ａ，６ｂ，６ｃ
に応力集中部位が生ずるのが阻止される。

【００２１】ところで、冒頭で述べたように、内管６
ａ，６ｂ，６ｃを外管７ａ，７ｂ，７ｃにより、軸線方
向に摺動可能に支持した場合、熱膨張でもって軸線方向
に延びようとする内管６ａ，６ｂ，６ｃの内部応力が、
摺動支持部９ａ，９ｂ，９ｃにおける内管６ａ，６ｂ，
６ｃの外周面と外管７ａ，７ｂ，７ｃの内周面間の摩擦
力よりも大きくなるとはじめて内管６ａ，６ｂ，６ｃが
外管７ａ，７ｂ，７ｃに対し相対移動しはじめる。しか
しながら、上述したように内管６ａ，６ｂ，６ｃの温度
は比較的高いので内管６ａ，６ｂ，６ｃの剛性が低下し
ており、その結果内管６ａ，６ｂ，６ｃの内部応力が摩
擦力克服できない場合がある。この場合、内管６ａ，６
ｂ，６ｃに応力集中部位が生じて塑性変形しまたは内管
６ａ，６ｂ，６ｃに亀裂が生ずる恐れがある。

【００２２】支持部間距離が長い枝管ほど剛性が低く、
しかも軸線方向の熱膨張量が大きいので内管と外管間の
摩擦力がほぼ同じ場合には支持部間距離が長い枝管ほど
内管の内部応力が摩擦力を克服するのが困難になり、内
管に塑性変形または亀裂が生じやすくなる。すなわち、
図１の例では内管６ａに塑性変形または亀裂が生じやす
くなることになる。

【００２３】そこで、本実施態様では支持部間距離が長
い枝管ほどその内管の剛性が高くなるようにし、それに
よって熱膨張により軸線方向に延びようとする内管の内
部応力が高められるようにしている。すなわち、図１の
例では内管６ａの肉厚を内管６ｂ，６ｃの肉厚よりも大
きくすることによって内管６ａの剛性を高め、それによ
って内管６ａの内部応力を高めている。その結果、内管
６ａの内部応力が内管６ａと外管７ａ間の摩擦力を容易
に克服できるようになり、したがって内管６ａに塑性変
形または亀裂が生じるのを阻止することができる。斯く
して排気マニホルド１の耐久性および信頼性を向上させ
ることができる。

【００２４】なお、内管６ａの剛性を高めるために、内
管６ａにリブを設けてもよく、或いは内管６ａの断面を
全体的に楕円状にしてもよい。図４は別の実施態様を示
している。図４において図１の実施態様と同様の構成要
素は同一の番号により示される。ところで、上述したよ
うに内管６ａ，６ｂ，６ｃの内部応力が摩擦力よりも大
きくなれば内管６ａ，６ｂ，６ｃが外管７ａ，７ｂ，７
ｃに対し相対移動し始める。したがって内管６ａ，６
ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間の摩擦力が小さくな
れば内管６ａ，６ｂ，６ｃの相対移動が容易になる。そ
こで、本実施態様では支持部間距離が長い枝管ほど摺動
支持部における内管と外管間の摩擦力が小さくなるよう
にしている。

【００２５】この摩擦力は、内管６ａ，６ｂ，６ｃの外
側面と外管７ａ，７ｂ，７ｃの内側面間の摩擦係数と、
内管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間の接触
面積と、内管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ
間の面圧との積として求められる。したがって、これら
摩擦係数、接触面積、および面圧のうち少なくとも１つ
を低減すれば摩擦力を低減することができる。そこで、
本発明では支持部間距離が長い枝管ほどこれら摩擦係
数、接触面積、および面圧のうちの少なくとも１つが小
さくなるようにしている。

【００２６】すなわち、図４に示す例では、内管６ａの
外側面の表面粗さを内管６ｂ，６ｃの外側面の表面粗さ
よりも小さくし、かつ外管７ａの内側面の表面粗さを外
管７ｂ，７ｃの内側面の表面粗さよりも小さくし、それ
によって摺動支持部９ａにおける摩擦係数が、摺動支持
部９ｂ，９ｃにおける摩擦係数よりも小さくなるように
している。なお、内管６ａと外管７ａとのうちいずれか
一方の摩擦係数を、内管６ｂ，６ｃおよび外管７ｂ，７
ｃの摩擦係数よりも小さくするようにしてもよい。

【００２７】また、図４からわかるように摺動支持部９
ａの軸線方向長さ、すなわち内管６ａと外管７ａとの接
触部分の軸線方向長さＷａを、摺動支持部９ｂの軸線方
向長さＷｂおよび摺動支持部９ｃの軸線方向長さＷｃよ
りも短くしている。枝管２ａ，２ｂ，２ｃの管径は概ね
互いに等しく、したがって摺動支持部９ａにおける内管
６ａと外管７ａ間の接触面積が、摺動支持部９ｂ，９ｃ
におけるよりも小さくなるようにしている。その結果、
摺動支持部９ａにおける摩擦力をさらに低減することが
でき、したがって支持部間距離が長い内管６ａの耐久性
および信頼性を確保することができる。なお、摺動支持
部９ｂの軸線方向長さＷｂと摺動支持部９ｃの軸線方向
長さＷｃとはほぼ等しく定められている。

【００２８】図４に示す実施態様では、摺動支持部９ａ
における内管６ａおよび外管７ａの表面粗さを摺動支持
部９ｂ，９ｃにおけるよりも小さくし、かつ摺動支持部
９ａの軸線方向長さを摺動支持部９ｂ，９ｃにおけるよ
りも短くしている。しかしながら、これらのうち一方を
排気マニホルド１に適用するようにしてもよい。図５お
よび図６は別の実施態様を示している。図５および図６
において図１の実施態様と同様の構成要素は同一の番号
により示される。

【００２９】図１を参照して説明したように、枝管２ａ
の支持部間距離は枝管２ｂ，２ｃの支持部間距離Ｌｂ，
Ｌｃよりも長く、したがって枝管２ａにより構成される
枝管群を第１の枝管群１ａと称し、枝管２ｂ，２ｃによ
り構成される枝管群を第２の枝管群１ｂと称すれば第１
の枝管群１ａの各枝管の支持部間距離が第２の枝管群１
ｂの各枝管の支持部間距離よりも長くなっている。な
お、各枝管群は少なくとも１つの枝管から構成される。

【００３０】上述したように、摺動支持部における面圧
を小さくすれば内管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７
ｂ，７ｃ間の摩擦力を低減することができる。そこで、
本実施態様では支持部間距離が長い枝管ほど摺動支持部
における面圧が小さくなるようにし、それによって支持
部間距離が長い枝管ほど摩擦力が小さくなるようにして
いる。

【００３１】ところで、上述したように内管６ａ，６
ｂ，６ｃの温度は外管７ａ，７ｂ，７ｃの温度よりも高
く、このため内管６ａ，６ｂ，６ｃの半径方向の熱膨張
量が外管７ａ，７ｂ，７ｃの半径方向の熱膨張量よりも
大きくなる。したがって、枝管２ａ，２ｂ，２ｃの温度
が高くなると摺動支持部における面圧が増大することに
なる。

【００３２】一方、摺動支持部９ａ，９ｂ，９ｃに位置
する内管６ａ，６ｂ，６ｃまたは外管７ａ，７ｂ，７ｃ
に、すなわち本実施態様では内管６ａ，６ｂ，６ｃまた
は外管７ａ，７ｂ，７ｃの下流端に切欠きを設けると内
管６ａ，６ｂ，６ｃと外管７ａ，７ｂ，７ｃ間の面圧が
増大したときに内管６ａ，６ｂ，６ｃが半径方向内側に
向けてまたは外管７ａ，７ｂ，７ｃが半径方向外側に向
けて変形可能になる。内管６ａ，６ｂ，６ｃが半径方向
内側に向けてまたは外管７ａ，７ｂ，７ｃが半径方向外
側に向けて変形すると摺動支持部９ａ，９ｂ，９ｃにお
ける面圧が増大するのを阻止することができる。

【００３３】そこで図５および図６に示す例では、第１
の枝管群１ａのみの枝管１ａの内管６ａおよび外管７ａ
に、摺動支持部９ａにおいて例えば４つの切欠き１２，
１３をそれぞれ設けて、内管６ａの半径方向の熱膨張量
が外管７ａの熱膨張量よりも大きいときにも摺動支持部
９ａにおける面圧が増大するのを阻止するようにしてい
る。また、このように切欠きを設けると内管６ａと外管
７ａ間の接触面積も低減される。その結果、摺動支持部
９ａにおける摩擦力を低減することができ、したがって
第１の枝管群１ａの枝管２ａの耐久性および信頼性を確
保することができる。

【００３４】なお、本実施態様では図６に示されるよう
に、内管６ａに設けられる切欠き１２と、外管７ａに設
けられる切欠き１３とが周方向に互いに整列されてい
る。このようにすると摺動支持部９ａを形成した後に切
欠き１２，１３を形成することができ、したがって切欠
き１２，１３を容易に形成することができる。また、本
実施態様では内管６ａと外管７ａとの両方に切欠き１
２，１３を形成するようにしているが、内管６ａと外管
７ａとのうちいずれか一方に切欠きを形成するようにし
てもよい。

【００３５】さらに、第２の枝管群１ｂの各枝管の摺動
支持部に切欠きを形成してもよい。図７はさらに別の実
施態様を示している。図７において図１の実施態様と同
様の構成要素は同一の番号により示される。図７を参照
すると、第１の枝管群１ａを構成する枝管２ａは互いに
直列接続された一対の二重管、すなわち上流側二重管２
ａａと下流側二重管２ａｂとから形成される。上流側二
重管２ａａは内管６ａａと外管７ａａとこれら間の断熱
層１０ａａとを備えている。外管７ａａは上流端におい
てフランジ３に接続され、下流端において下流側二重管
２ａｂに接続される。内管６ａａは上流端に設けられた
固定支持部８ａａにおいて外管７ａａに固定され、下流
端に設けられた摺動支持部９ａａにおいて外管７ａａに
より軸線方向に摺動可能に支持される。一方、下流側二
重管２ａｂは内管６ａｂと外管７ａｂとこれら間の断熱
層１０ａｂとを備えている。外管７ａｂは上流端におい
て上流側二重管２ａａに接続され、下流端において集合
管４に接続される。内管６ａｂは上流端に設けられた固
定支持部８ａｂにおいて外管７ａｂに固定され、下流端
に設けられた摺動支持部９ａｂにおいて外管７ａｂによ
り軸線方向に摺動可能に支持される。

【００３６】枝管２ａの温度が高くなって熱膨張したと
きに、内管６ａａが摺動支持部９ａａにおいて摺動して
外管７ａａに対し相対移動し、内管６ａｂが摺動支持部
９ａｂにおいて摺動して外管７ａｂに対し相対移動す
る。したがって内管６ａａ，６ａｂに好ましくない応力
集中が生ずるのが阻止される。このように枝管２ａを複
数の二重管２ａａ，２ａｂから構成すると各二重管２ａ
ａ，２ａｂにおける支持部間距離Ｌａａ，Ｌａｂを、図
１から図６までを参照して説明した実施態様におけるよ
りも短くすることができる。すなわち、内管６ａａ，６
ａｂの剛性を高めることができる。したがって、第１の
枝管群１ａの枝管２ａの耐久性および信頼性を確保する
ことができる。なお本実施態様では、二重管２ａａ，２
ａｂにおける支持部間距離Ｌａａ，Ｌａｂは、第２の枝
管群１ｂの枝管２ｂ，２ｃの支持部間距離Ｌｂ，Ｌｃと
ほぼ同じか或いは支持部間距離Ｌｂ，Ｌｃよりも短くな
っている。

【００３７】図７に示す実施態様では、枝管２ａの内管
を複数の管部材から構成しかつ外管も複数の管部材から
構成している。しかしながら、枝管２ａの内管のみを複
数の管部材から構成し、外管を単一管から構成すること
もできる。また、第２の枝管群の枝管の各内管をも複数
の構成することもできる。図８はさらに別の実施態様を
示している。図８において図１の実施態様と同様の構成
要素は同一の番号により示される。

【００３８】図８を参照すると、第１の枝管群１ａの枝
管２ａの固定支持部８ａはこれまで述べてきた実施態様
におけるように枝管２ａの上流端に設けられる。しかし
ながら、摺動支持部９ａは枝管２ａの上流端と下流端間
の中間部分に設けられる。したがって、枝管２ａの支持
部間距離ＬＬａが図１から図６までを参照して説明した
実施態様におけるよりも短くされる。

【００３９】このように支持部間距離が短くなると内管
６ａの剛性が低下するのが阻止されるので内管６ａの耐
久性および信頼性を確保することができることになる。
支持部間距離が短くなるにつれて内管６ａの剛性を高め
ることができる。しかしながら、支持部間距離が短くな
るにつれて、すなわち枝管２ａの下流端から摺動支持部
までの軸線方向距離Ｄが大きくなるにつれて内管６ａを
良好に支持できなくなる。したがって、軸線方向距離Ｄ
をあまり大きくすることはできない。

【００４０】これまで述べてきた実施態様では、各枝管
２ａ，２ｂ，２ｃの固定支持部８ａ，８ｂ，８ｃをそれ
ぞれ対応する枝管２ａ，２ｂ，２ｃの上流端に形成して
いる。しかしながら、これら固定支持部８ａ，８ｂ，８
ｃをそれぞれ対応する枝管２ａ，２ｂ，２ｃの中間部分
に形成してもよい。或いは固定支持部を枝管２ａ，２
ｂ，２ｃの下流端に、摺動支持部９ａ，９ｂ，９ｃを上
流端に形成してもよい。

【００４１】また、これまで述べてきた実施態様では各
枝管に対し１つの固定支持部と１つの摺動支持部を設け
ている。しかしながら各枝管に対し複数の固定支持部お
よび複数の摺動支持部を設けてもよい。

【００４２】

【発明の効果】枝管の耐久性および信頼性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】排気マニホルドの全体を示す断面図である。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ってみた枝管の断面図
である。

【図３】熱膨張した場合を示す摺動支持部の部分拡大図
である。

【図４】別の実施態様による排気マニホルドの全体図で
ある。

【図５】さらに別の実施態様による排気マニホルドの全
体図である。

【図６】図５に示す排気マニホルドの部分拡大図であ
る。

【図７】さらに別の実施態様による排気マニホルドの全
体図である。

【図８】さらに別の実施態様による排気マニホルドの全
体図である。

【符号の説明】

１…排気マニホルド １ａ…第１の枝管群 １ｂ…第２の枝管群 ２ａ，２ｂ，２ｃ…枝管 ２ａａ…上流側二重管 ２ａｂ…下流側二重管 ４…集合管 ６ａ，６ｂ，６ｃ…内管 ７ａ，７ｂ，７ｃ…外管 ８ａ，８ｂ，８ｃ…固定支持部 ９ａ，９ｂ，９ｃ…摺動支持部 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ…断熱層 Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ…支持部間距離

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各枝管を内管および外管を備えた二重管
   から形成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応
   する外管に固定し、かつ摺動支持部において該外管によ
   り軸線方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホ
   ルドにおいて、固定支持部と摺動支持部間の支持部間距
   離が長い枝管ほど該枝管の内管の剛性を高くした排気マ
   ニホルド。
2. 【請求項２】 各枝管を内管および外管を備えた二重管
   から形成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応
   する外管に固定し、かつ摺動支持部において該外管によ
   り軸線方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホ
   ルドにおいて、固定支持部と摺動支持部間の支持部間距
   離が長い枝管ほど該枝管の摺動支持部における内管と外
   管間の摩擦力を小さくした排気マニホルド。
3. 【請求項３】 上記摺動支持部を各枝管の一端に形成
   し、少なくとも１つの枝管の摺動支持部に位置する内管
   または外管に切欠きを設けた請求項２に記載の排気マニ
   ホルド。
4. 【請求項４】 各枝管を内管および外管を備えた二重管
   から形成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応
   する外管に固定し、かつ摺動支持部において該外管によ
   り軸線方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホ
   ルドにおいて、少なくとも１つの枝管の内管を互いに直
   列接続された複数の管部材から形成し、各管部材をそれ
   ぞれの固定支持部において外管に固定し、かつそれぞれ
   の摺動支持部において該外管により軸線方向に摺動可能
   に支持した排気マニホルド。
5. 【請求項５】 各枝管を内管および外管を備えた二重管
   から形成し、各内管を固定支持部においてそれぞれ対応
   する外管に固定し、かつ摺動支持部において該外管によ
   り軸線方向に摺動可能に支持した内燃機関の排気マニホ
   ルドにおいて、少なくとも１つの枝管において固定支持
   部を該枝管の一端に形成し、かつ摺動支持部を該枝管の
   両端間の中間部分に形成した排気マニホルド。