JPH094447A - 二重管型排気マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、エンジンのシリンダヘッドに取
り付けられる二重管型排気マニホールドに関し、詳しく
はメイン内管等の構造に関し、ボスが固着されたメイン
二重管のメイン内管の取付孔付近の局部応力を解消し、
メイン内管の亀裂を防止することを目的とする。 【構成】 フランジ１１と、ブランチ二重管３と、メイ
ン二重管２と、孔部１５を有しメイン二重管２に固着さ
れた厚肉管状のボス１４とを備え、メイン二重管２に、
ボス１４の孔部１５とメイン内管４の内側を連通させる
取付孔４Ａ，５Ｂが形成され、メイン内管４に、取付孔
４Ａの周りに環状ビード１６が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダヘ
ッドに取り付けられる二重管型排気マニホーくはメイン
内管の熱歪を吸収する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、排ガスの温度の低下を防止して
エンジン始動時の金属触媒コンバータの触媒活性を高く
することが要求されている。かかる要求に沿って、外管
の内側に隙間を介して内管を配設して排ガスから奪う熱
量を少なくする二重管型排気マニホールドが例えば実開
平６−４９７２１号公報に示すように開示されている。

【０００３】この二重管型排気マニホールドのメイン二
重管には、例えば酸素検出センサ用として孔付きボスが
固着され、かかる孔付きボスを有する二重管型排気マニ
ホールドとして図６，図７に示すものが知られている。
図において、符号１０１は二重管型排気マニホールド
で、この二重管型排気マニホールド１０１はメイン二重
管１０２と、ブランチ二重管１０３，１０３，１０３と
を備えている。

【０００４】メイン二重管１０２はメイン内管１０４と
メイン外管１０５とからなり、メイン内管１０４とメイ
ン外管１０５の間に隙間１０６が形成されている。メイ
ン二重管１０２はメイン内管１０４，メイン外管１０５
の基端に固着されたガス排出用フランジ１０７を有して
いる。ブランチ二重管１０３は、ブランチ内管１０８と
ブランチ外管１０９から構成され、ブランチ内管１０８
はメイン内管１０４に接続され、ブランチ外管１０９は
メイン外管１０５に接続されている。

【０００５】ブランチ内管１０８とブランチ外管１０９
の間に隙間１１０が形成されている。ブランチ二重管１
０３はガス取込用のフランジ１１１を有し、フランジ１
１１には、シリンダヘッド１１２の排気ポート１１２Ａ
に連通するガス取入口１１３が形成されている。

【０００６】そして、メイン二重管１０２の基端付近に
ボス１１４が固着され、このボス１１４に孔部１１５が
形成されている。メイン内管１０４には取付孔１０４Ａ
が形成され、メイン外管１０５には環状フランジ１０５
Ａが形成され、環状フランジ１０５Ａの内周縁は取付孔
１０５Ｂを形成している。取付孔１０４Ａの周縁１０４
Ｂ上に環状フランジ１０５Ａが載せられている。ボス１
１４の外壁１１４Ａ，取付孔１０４Ａの周縁１０４Ｂ，
環状フランジ１０５Ａがアーク溶接されることにより、
ボス１１４がメイン二重管１０２に固着されている。ボ
ス１１４において、メイン内管１０４の取付孔１０４Ａ
の周縁１０４Ｂとメイン外管１０５の環状フランジ１０
５Ａは結合され、ボス１１４の孔部１１５はメイン内管
１０４の内側と連通している。

【０００７】なお、孔部１１５には酸素検出センサ（図
示せず）が螺子止めされるようになっており、この酸素
検出センサから検出される排ガス中の酸素量によりエン
ジンに供給される燃料が調整される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、メイン二重
管１０２のボス１１４において、メイン内管１０４とメ
イン外管１０５の熱膨張差及び排ガスの熱変化で生じる
メイン内管１０４の熱応力によりメイン内管１０４は伸
縮されようとするが、メイン内管１０４の取付孔１０４
Ａの周縁１０４Ｂとメイン外管１０５の環状フランジ１
０５Ａは結合されているので、メイン内管１０４がメイ
ン外管１０５に拘束され、メイン内管１０４に亀裂が生
じる虞がある。メイン内管１０４が薄い場合にはその可
能性が顕著である。

【０００９】特に、ボス１１４におけるメイン内管１０
４の取付孔１０４Ａの付近には局部応力が発生し、亀裂
の可能性が大きくなっている。本発明は、上述の問題点
を解決するためになされたもので、その目的は、ボスが
固着されたメイン二重管のメイン内管の取付孔付近の局
部応力を解消し、メイン内管の亀裂を防止できる二重管
型排気マニホールドを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シリンダヘッドの排気ポートに連結されるフランジと、
ブランチ内管とブランチ外管とからなり、これらの間に
隙間を有するとともに、フランジに取り付けられてなる
ブランチ二重管と、ブランチ内管に接続されたメイン内
管とブランチ外管に接続されたメイン外管とからなり、
これらの間に隙間を有するメイン二重管と、孔部を有
し、メイン二重管に固着された厚肉管状のボスとを備
え、メイン二重管に、ボスの孔部とメイン内管の内側を
連通させる取付孔が形成され、メイン内管に、取付孔の
周りに環状ビードが形成されていることを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、シリンダヘッドの
排気ポートに連結するフランジと、ブランチ内管とブラ
ンチ外管とからなり、これらの間に隙間を有するととも
に、フランジに取り付けられてなるブランチ二重管と、
ブランチ内管に接続されたメイン内管とブランチ外管に
接続されたメイン外管とからなり、これらの間に隙間を
有するメイン二重管とを備え、メイン二重管のメイン内
管に、該メイン内管とブランチ内管との接続部の周りに
環状ビードが形成されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、メイン二重管に
ボスが固着され、メイン内管は、ボスにおいてメイン外
管に拘束されているので、メイン内管とメイン外管の熱
膨張差及び排ガスの温度変化により熱応力を受け、取付
孔の周りで局部応力が発生する。

【００１３】メイン内管の取付孔の周りの局部応力は環
状ビードで吸収される。しかも、環状ビードはメイン内
管の軸長方向及び円周方向に伸縮するので、メイン内管
の取付孔の周りの局部応力の軸長方向及び円周方向の分
力が吸収される。即ち、環状ビードの伸縮でメイン内管
が自由に伸縮することを可能にする。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の作用が生じる。また、メイン二重管の
メイン内管のブランチ内管に、該ブランチ内管とメイン
内管との接続部の周りに環状ビードが形成されているの
で、メイン内管とメイン外管の熱膨張差及び排ガスの熱
変化により、ブランチ内管は熱応力を受けても自由に伸
縮する。

【００１５】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１ないし図３により請求項１記載の発明の実
施例に係わる二重管型排気マニホールドを説明する。図
１において、符号１は二重管型排気マニホールドで、こ
の二重管型排気マニホールド１はメイン二重管２と、ブ
ランチ二重管３，３，３とを備えている。

【００１６】メイン二重管２はメイン内管４（板厚：
０．５〜０．８ｍｍ）とメイン外管５（板厚：１．５〜
２．０ｍｍ）とからなり、メイン内管４とメイン外管５
の間に隙間６が形成されている。メイン内管４，メイン
外管５の材料には１３％クロム含有のステンレス鋼が用
いられている。メイン二重管２にガス排出用フランジ７
が連結され、このガス排出用フランジ７にメイン内管４
の基端４Ｃ，メイン外管５の基端５Ｃが固着されてい
る。

【００１７】ブランチ二重管３は、ブランチ内管８（板
厚：０．５〜０．８ｍｍ）とブランチ外管９（板厚：
１．５〜２．０ｍｍ）から構成され、ブランチ内管８は
メイン内管４に接続され、ブランチ外管９はメイン外管
５に接続されている。ブランチ内管８，ブランチ外管９
の材料には１３％クロム含有のステンレス鋼が用いられ
ている。ブランチ内管８とブランチ外管９の間に隙間１
０が形成されている。

【００１８】ブランチ二重管３にガス取込用のフランジ
１１が連結され、フランジ１１には、シリンダヘッド１
２の排気ポート１２Ａに連通するガス取入口１３が形成
されている。

【００１９】そして、メイン内管４の基端４Ｃ，メイン
外管５の基端５Ｃ付近に位置して厚肉管状のボス１４が
メイン二重管２に固着され、このボス１４に孔部１５が
形成されている。なお、孔部１５には酸素検出センサ
（図示せず）が螺子止めされるようになっており、この
酸素検出センサから検出される排ガス中の酸素量により
エンジンに供給される燃料が調整される。

【００２０】図２，図３において、メイン内管４には取
付孔４Ａが形成され、メイン外管５には環状フランジ５
Ａが形成され、環状フランジ５Ａの内周縁は取付孔５Ｂ
を形成している。取付孔４Ａの周縁４Ｂ上に環状フラン
ジ５Ａが載せられている。孔部１５は取付孔４Ａを介し
てメイン内管４の内側と連通している。ボス１４の外壁
１４Ａ，取付孔４Ａの周縁４Ｂ，環状フランジ５Ａがア
ーク溶接されることにより、ボス１４がメイン二重管２
に固着され、同時に、メイン内管４の取付孔４Ａの周縁
４Ｂとメイン外管５の環状フランジ５Ａは結合されてい
る。

【００２１】なお、メイン内管４の取付孔４Ａの周縁４
Ｂとメイン外管５の環状フランジ５Ａとにより隙間１０
は閉じているので、ブランチ内管８内の排ガスが隙間１
０に入り込むことなく、ブランチ外管９が排ガスにより
温度上昇することを防止し、ブランチ外管９が排ガスか
ら奪う熱量を少なくし、エンジン始動時の金属触媒コン
バータ（図示せず）の触媒活性を高くしている。

【００２２】そして、メイン内管４に取付孔４Ａの周り
に環状ビード１６が形成され、この環状ビード１６は円
形状に構成されている。しかして、ボス１４において、
メイン内管４はメイン外管５に拘束されているので、メ
イン内管４とメイン外管５の熱膨張差及び排ガスの温度
変化により熱応力を受け、取付孔４Ａの周りで局部応力
が発生する。

【００２３】メイン内管４の取付孔４Ａの周りの局部応
力は環状ビード１６で吸収される。しかも、環状ビード
１６はメイン内管４の軸長方向及び円周方向に伸縮する
ので、メイン内管４の取付孔４Ａの周りにおける局部応
力の軸長方向及び円周方向の分力が吸収される。即ち、
環状ビード１６の伸縮でメイン内管４が自由に伸縮する
ことを可能にする。

【００２４】以上の如き構成によれば、メイン内管４に
取付孔４Ａの周りに環状ビード１６が形成されているの
で、メイン内管４とメイン外管５の熱膨張差及び排ガス
の熱変化により生じるメイン内管４の取付孔４Ａの周り
の局部応力の軸長方向及び円周方向の分力を、環状ビー
ド１６で吸収することができる。即ち、環状ビード１６
の伸縮でメイン内管４が自由に伸縮することを可能に
し、メイン内管４の亀裂を防止できる。

【００２５】また、環状ビード１６によりメイン内管４
の剛性が上っているので、ボス１４のメイン二重管２に
対する製造組付工程で、メイン内管４を変形させること
なく、メイン内管４の取付孔４Ａの周縁４Ｂ上にボス１
４をセッティングできる。なお、本実施例においては、
取付孔４Ａの周縁４Ｂ上に環状フランジ５Ａを載せた構
成にしてボス１４がメイン二重管２に固着されている
が、図４に示すようにボス１４をメイン二重管２に固着
することもできる。即ち、メイン内管４に形成された取
付孔２１Ａの周縁２１Ｂに、メイン外管５に形成された
環状フランジ２２が載せられ、この環状フランジ２２上
にボス１４が載せられている。ボス１４の外壁１４Ａ，
環状フランジ２２がアーク溶接されることによりボス１
４がメイン二重管２に固着されている。メイン内管４に
取付孔２１Ａの周りに環状ビード２３が形成され、この
環状ビード２３は円形状に構成されている。

【００２６】また、本実施例においては、環状ビード１
６は円形状に構成されているが、楕円状にすることもで
きる。さらに、本実施例においては、メイン二重管２
に、メイン内管４の基端４Ｃ，メイン外管５の基端５Ｃ
基端付近に位置してボス１４が固着され、このボス１４
に形成された孔部１５に酸素検出センサが螺子止めされ
るようになっているが、図１の二点鎖線で示すように、
孔部２４Ａを有するボス２４をメイン二重管２に固着
し、この孔部２４ＡをＥＧＲ装置（図示せず）の排ガス
供給用として用いることもできる。

【００２７】そして、本実施例においては、メイン内管
４に形成された取付孔４Ａの周りの環状ビード１６は一
重になっているが、二重以上にすることもできる。図５
により請求項２記載の発明の実施例に係わる二重管型排
気マニホールドを説明する。図において、符号３１は二
重管型排気マニホールドで、この二重管型排気マニホー
ルド３１はメイン二重管３２と、ブランチ二重管３３，
３３，３３とを備えている。

【００２８】メイン二重管３２はメイン内管３４とメイ
ン外管３５とからなり、メイン内管３４とメイン外管３
５の間に隙間３６が形成されている。メイン二重管３２
にガス排出用フランジ３７が連結され、このガス排出用
フランジ３７にメイン内管３４の基端３４Ｃ，メイン外
管３５の基端３５Ｃが固着されている。

【００２９】ブランチ二重管３３は、ブランチ内管３８
とブランチ外管３９とから構成されている。ブランチ内
管３８はメイン内管３４に接続され、ブランチ外管３９
はメイン外管３５に接続されている。ブランチ内管３８
とブランチ外管３９の間に隙間４０が形成されている。
ブランチ二重管３３にガス取込用のフランジ４１が連結
され、このフランジ４１には、シリンダヘッド４２の排
気ポート４２Ａに連通するガス取入口４３が形成されて
いる。なお、ブランチ内管３８，ブランチ外管３９の先
端３８Ａ，３９Ａはフランジ４１にアーク溶接で固着さ
れている。

【００３０】メイン二重管３２に、メイン内管３４の基
端３４Ｃ，メイン外管３５の基端３５Ｃ付近にボス４４
が固着され、このボス４４に孔部４５が形成されてい
る。孔部４５はメイン内管３４の内側と連通している。
なお、孔部１５には酸素検出センサ（図示せず）が螺子
止めされるようになっている。

【００３１】そして、メイン二重管３２のメイン内管３
４に、該メイン内管３４とブランチ内管３８との接続部
３３Ａの周りに環状ビード４６が形成されている。本実
施例によれば、請求項１記載の発明の実施例に係わる二
重管型排気マニホールドと同様の作用，効果を奏する。
また、環状ビード４６はメイン二重管３２のメイン内管
３４のブランチ内管３８との接続部に位置しているの
で、ブランチ内管３８に対しても機能し、メイン内管３
４とメイン外管３５の熱膨張差及び排ガスの熱変化によ
り熱応力を受けるブランチ内管３８が自由に伸縮するこ
とを可能にし、ブランチ内管３８の亀裂を防止できる。
特に、ブランチ内管３８が薄い場合には効果が顕著であ
る。

【００３２】なお、本実施例においては、ブランチ内管
３８，ブランチ外管３９の先端３８Ａ，３９Ａはフラン
ジ４１にアーク溶接で固着されている場合について説明
したが、ブランチ内管３８の先端３８Ａがブランチ外管
３９の先端３９Ａに対して長手方向に沿って摺動自在に
なるように、ブランチ内管３８の先端３８Ａとブランチ
外管３９の先端３９Ａを接続することもできる。

【００３３】また、本実施例においては、メイン二重管
（３２）のメイン内管（３４）に形成された環状ビード
（４６）は一重になっているが、二重以上にすることも
できる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、メイン内
管にその取付孔の周りに環状ビードが形成されているの
で、メイン内管とメイン外管の熱膨張差及び排ガスの熱
変化により生じるメイン内管の取付孔の周りの局部応力
の軸長方向及び円周方向の分力は、環状ビードで吸収さ
れる。即ち、環状ビードの伸縮でメイン内管が自由に伸
縮することを可能にし、メイン内管の亀裂を防止でき
る。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を奏する。また、メイン二重管の
メイン内管に、該メイン内管とブランチ内管との接続部
の周りに環状ビードが形成されているので、メイン内管
とメイン外管の熱膨張差及び排ガスの熱変化により、ブ
ランチ内管は熱応力を受けても自由に伸縮することを可
能にし、亀裂を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の実施例に係わる二重管型
排気マニホールドの外観図である。

【図２】同二重管型排気マニホールドの要部断面図であ
る。

【図３】同二重管型排気マニホールドの要部を示す一部
断面外観図である。

【図４】同二重管型排気マニホールドの変形例を示す要
部断面図である。

【図５】請求項２記載の発明の実施例に係わる二重管型
排気マニホールドの外観図である。

【図６】従来における二重管型排気マニホールドの外観
図である。

【図７】図６のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 二重管型排気マニホールド ２ メイン二重管 ３ ブランチ二重管 ４ メイン内管 ４Ａ 取付孔 ５ メイン外管 ５Ｂ 取付孔 ６ 隙間 ８ ブランチ内管 ９ ブランチ外管 １０ 隙間 １１ フランジ １２ シリンダヘッド １２Ａ 排気ポート １３ ガス取入口 １４ ボス １５ 孔部 １６ 環状ビード ３１ 二重管型排気マニホールド ３２ メイン二重管 ３３ ブランチ二重管 ３３Ａ 接続部 ３４ メイン内管 ３５ メイン外管 ３６ 隙間 ３８ ブランチ内管 ３９ ブランチ外管 ４０ 隙間 ４１ フランジ ４２ シリンダヘッド ４２Ａ 排気ポート ４３ ガス取入口 ４６ 環状ビード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド（１２）の排気ポート
   （１２Ａ）に連結されるフランジ（１１）と、 ブランチ内管（８）とブランチ外管（９）とからなり、
   これらの間に隙間（１０）を有するとともに、フランジ
   （１１）に取り付けられてなるブランチ二重管（３）
   と、 ブランチ内管（８）に接続されたメイン内管（４）とブ
   ランチ外管（９）に接続されたメイン外管（５）とから
   なり、これらの間に隙間（６）を有するメイン二重管
   （２）と、 孔部（１５）を有し、メイン二重管（２）に固着された
   厚肉管状のボス（１４）とを備え、 メイン二重管（２）に、ボス（１４）の孔部（１５）と
   メイン内管（４）の内側を連通させる取付孔（４Ａ，５
   Ｂ）が形成され、 メイン内管（４）に、取付孔（４Ａ）の周りに環状ビー
   ド（１６）が形成されていることを特徴とする二重管型
   排気マニホールド。
2. 【請求項２】 シリンダヘッド（４２）の排気ポート
   （４２Ａ）に連結するフランジ（４１）と、 ブランチ内管（３８）とブランチ外管（３９）とからな
   り、これらの間に隙間（４０）を有するとともに、フラ
   ンジ（４１）に取り付けられてなるブランチ二重管（３
   ３）と、 ブランチ内管（３８）に接続されたメイン内管（３４）
   とブランチ外管（３９）に接続されたメイン外管（３
   ５）とからなり、これらの間に隙間（３６）を有するメ
   イン二重管（３２）とを備え、 メイン二重管（３２）のメイン内管（３４）に、該メイ
   ン内管（３４）とブランチ内管（３８）との接続部（３
   ３Ａ）の周りに環状ビード（４６）が形成されているこ
   とを特徴とする二重管型排気マニホールド。