(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の排気パイプの後端部に接合された第１のマニホールドと、他の１対の排気パイプの後端部に接合された第２のマニホールドと、前記第１および第２のマニホールドの後端部に接合された第３のマニホールドとを備え、
前記第１および第２のマニホールドは、前記排気パイプの後端部が挿入される１対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、
前記第３のマニホールドは前記第１および第２のマニホールドが挿入される１対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、
前記第１ないし第３のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であり、
さらに、第１ないし第３のマニホールドの少なくとも一つに、前記マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る１対の区画通路を形成する仕切り板を備え、
前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で１対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにＳ字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されているエンジンの排気管構造。
【請求項２】
請求項１において、前記第１および第２のマニホールドは左右に並んで配置され、それぞれの１対の前記入口開口は上下方向に並んでいるエンジンの排気管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンの複数の排気口にそれぞれ連結された複数の排気パイプを単一のマフラに接続可能に集合させるエンジンの排気管構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、エンジンは、気筒数と同数の排気パイプを有し、これら排気パイプは集合されて単一の大径の集合パイプに接続される。例えば、４気筒エンジンを搭載した自動二輪車では、４本の排気パイプの各々の後端を単一のマニホールドの入口開口部に挿入して接続した排気管構造が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平１−９１０２７号公報（第７〜９頁、図５〜図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記排気管構造は、４本のチューブを寄せ集めたもので、各チューブの出口開口部の一側を切欠して、円を４等分した扇形に形成し、これら４つの扇形の出口開口部を円形状の配置に集合させて、隣接する各２つのチューブ合わせ部分をそれぞれ溶接して４本のチューブを一体化している。したがって、この排気管構造では、４本のチューブを要するので部品点数が多くなるとともに、溶接箇所も、４本の排気パイプの後端とマニホールドの４本のチューブの入口とを溶接する４カ所と、前記寄せ集めた出口部の３カ所と、マニホールドの後端部を単一の集合パイプに溶接する１カ所の、合計８カ所と多くなり、コスト高となる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、部品点数および接合箇所が少ないエンジンの排気管構造を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの排気管構造は、１対の排気パイプの後端部に接合された第１のマニホールドと、他の１対の排気パイプの後端部に接合された第２のマニホールドと、前記第１および第２のマニホールドの後端部に接合された第３のマニホールドとを備え、前記第１および第２のマニホールドは、前記排気パイプの後端部が挿入される１対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、前記第３のマニホールドは前記第１および第２のマニホールドが挿入される１対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、前記第１ないし第３のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であり、さらに、第１ないし第３のマニホールドの少なくとも一つに、前記マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る１対の区画通路を形成する仕切り板を備え、前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で１対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにＳ字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されている。
【０００７】
このエンジンの排気管構造によれば、１対の排気パイプの後端部にそれぞれ連結される第１および第２のマニホールドが、単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品であるから、部品点数および接合箇所が共に低減し、その分だけコストダウンを図ることができる。また、第１および第２のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であることから、内部通路の断面積が入口開口から出口開口にかけて緩やかに変化させることで、そのパイプ長を短くしても排気ガスを円滑に流動させることができる。これにより、第１および第２のマニホールドのパイプ長を短くして全体の小形化を図れるので、車体に搭載する際の制約が軽減されて設置箇所の自由度が大きくなる。
さらに、第１ないし第３のマニホールドの少なくとも一つに、マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る１対の区画通路を形成する仕切り板を備えているから、エンジンの各気筒の排気タイミングが異なることに起因する排気ガスの逆流を仕切り板で防止して、排気ガスを円滑に流動させることができるから、マニホールドのパイプ長を短くしながらも、エンジンの出力向上を図ることができる。
また、前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で１対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにＳ字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されているから、１枚の仕切り板によって、マニホールドの内部に、同一の通路面積を持つ１対の区画通路を容易に形成できる。また、仕切り板はマニホールドを補強する機能をも兼備する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、前記第１および第２のマニホールドが左右に並んで配置され、それぞれの１対の前記入口開口が上下方向に並んでいる。この構成によれば、第１および第２のマニホールド間の隙間が側方から見えないので、特に排気管構造が露呈形態で搭載される自動二輪車のような車両の外観が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気管構造を示す平面図および側面図である。この排気管構造は、図１（ａ）に示す左側の１対の排気パイプ１Ａ，１Ｂの後端部（図の右端部）に連結された第１のマニホールド２と、右側の他の１対の排気パイプ１Ｃ，１Ｄの後端部に連結された第２のマニホールド３と、第１および第２のマニホールド２，３の後端部に連結された第３のマニホールド４とを備えている。各排気パイプ１Ａ〜１Ｄの前端部は、図示しない車体フレームに支持された図１（ｂ）のエンジンＥの各排気口に連結されて、エンジンＥからの排気ガスＧを導出させる。また、第３のマニホールド４の後端は、集合連結パイプ７を介して、図示しないマフラーに連結されている。
【００１２】
図２に示すように、第１および第２のマニホールド２，３はそれぞれ、排気パイプ１Ａ〜１Ｄの後端部が嵌入される径を有する１対の入口開口２ａ，３ａを持つ前端部２ｃ，３ｃと、単一の円形の出口開口２ｂ，３ｂを持つ後端部２ｄ，３ｄとを有する同一形状に形成されている。これら第１および第２のマニホールド１，３は、円形の単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品である。
【００１３】
１対の入口開口２ａ，３ａは、ひょうたん形、つまり排気ガスＧの流れの上流側から見て、排気パイプ１Ａ〜１Ｄが嵌入する内径を有する円の一部が欠落し、この欠落部２０，３０で互いに連通した形状になっている。欠落部２０，３０である２つの円弧が重なった部分の外側は、凹部２ｅ，３ｅとなっている。出口開口２ｂ，３ｂは、上述のように、円形である。したがって、各マニホールド２，３は、前端（上流端）から後端（下流端）に向かって通路面積が徐々に小さくなるようにすぼまっている。
【００１４】
前記第３のマニホールド４は、第１および第２のマニホールド２，３と同様な形状を有し、これら両マニホールド２，３が内側に嵌入される１対の入口開口４ａを持つ前端部４ｃと、単一の出口開口４ｂを持つ後端部４ｄとを有している。１対の入口開口４ａ，４ａは、やはりひょうたん形で、第１および第２のマニホールド２，３の後端部２ｄ，３ｄが嵌入する内径を有する円の一部が欠落し、この欠落部で互いに連通した形状になっており、外側に凹部４ｅが形成されている。出口開口４ｂは、集合パイプ７が内側に嵌入する径を有する円形である。また、第３のマニホールド４は、やはり、前端（上流端）から後端（下流端）に向かって通路面積が徐々に小さくなるようにすぼまっている。
【００１５】
各排気パイプ１Ａ〜１Ｄの後端部は、第１および第２のマニホールド２，３の各１対の入口開口２ａ，３ａから前端部２ｃ，３ｃ内に嵌め込まれて、入口開口２ａ，３ａの開口縁と排気パイプ１Ａ〜１Ｄの外周面との間が、平面断面図である図４に示すように、ビード溶接され、その溶接部８（図４）で第１および第２のマニホールド２，３に連結されている。第１および第２のマニホールド２，３の後端部２ｄ，３ｄは、第３のマニホールド４の１対の入口開口４ａから前端部４ｃ内に嵌め込まれて、入口開口４の開口縁と各マニホールド２，３の後端部２ｄ，３ｄの各外周面との間がビード溶接され、その溶接部９で第３のマニホールド４に連結されている。第３のマニホールド４の後端部４ｃは、同様にビード溶接部１０で集合パイプ７に連結されている。
【００１６】
図５に明示するように、この排気管構造では、第１および第２のマホールド２，３が左右に並んで配置され、それぞれの１対の入口開口２ａ，３ａが上下方向に並んでいるので、第１および第２マニホールド２，３間の隙間２２が側方から見えない。そのため、特に、排気管構造が外部露呈される自動二輪車に搭載する場合には、車両の外観が向上する。
【００１７】
また、第１および第２のマニホールド２，３の内部には、仕切り板１１が設けられている。この仕切り板１１は両マニホールド２，３内をそれぞれ１対の区画通路１２Ａ，１２Ｂ、１３Ａ，１３Ｂに区画する直線状の区画部１１ａと、この区画部１１ａの両端からそれぞれ反対方向に向かって両マニホールド２，３の内面に沿うように湾曲して延びる両端１１ｂ，１１ｃとを有するＳ字形状を有している。また、この仕切り板１１は、図４に示すように、入口開口２ａ，３ａの下端側近傍から出口開口２ｂ，３ｂの上流側近傍まで延びている。
【００１８】
前記１対の仕切り板１１は、図５に示す中央の区画部１１ａが、第１および第２のマニホールド２，３の各１対の入口開口２ａ，３ａの間の欠落部２０，３０における、前端部分を除いた大部分を埋めるように配置されて、両端１１ｂ，１１ｃが各々の、マニホールド２，３における一方の区画通路１２Ａ，１３Ａと他方の区画通路１２Ｂ，１３Ｂを形成する内面に接合されている。仕切り板１１の前縁を入口開口２ａ，３ａの前縁に合致させて、この仕切り板１１により欠落部２０，３０の全体を埋めるようにしてもよい。
【００１９】
各仕切り板１１は図３に示す前端縁の溶接部２４で、マニホールド２，３に溶接されている。これにより、各仕切り板１１は、第１および第２のマニホールド２，３の内部通路を１対の入口開口２ａ，３ａに対向して区画部１１ａで２つに仕切って、これら入口開口２ａ，３ａから単一の出口開口２ｂ，３ｂに至る各１対の区画通路１２Ａ，１２Ｂ、１３Ａ，１３Ｂを形成する。第１のマニホールド２の２つの区画通路１２Ａ，１２Ｂは互いに同一の通路面積を有し、排気パイプ１Ａ，１Ｂの出口開口に対向しており、第２のマニホールド３の２つの区画通路１３Ａ，１３Ｂも互いに同一の通路面積を有し、排気パイプ１Ｃ，１Ｄの出口開口に対向している。
【００２０】
また、図４に示すように、仕切り板１１には、その区画部１１ａの後端部に半円形状の切欠き１１ｄが形成されている。これにより、仕切り板１１は、２つの区画通路１２，１３を流動してきた排気ガスの合流箇所である後端部分に排気ガスの大きな振動圧力および熱負荷が作用するのを抑制できる。
【００２１】
上記構成の排気管構造では、一体成形品の第１および第２のマニホールド２，３にそれぞれ１対の排気パイプ１Ａ〜１Ｄを連結し、これらマニホールド２，３を一体成形品の第３のマニホールド４に連結するので、従来の４本のパイプを結合したマニホールドと比較して、部品点数が４点から３点に減り、溶接箇所も、従来の８カ所から、２つの溶接部８，８、１つの溶接部９および１つの溶接部１０の、合計４カ所に減る。したがって、この排気管構造では、部品点数および工数の低減に伴ってコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、第１ないし第３のマニホールド２〜４は、単一のパイプ素材のプレス加工品であることから、図３（側面図）および図４から明らかなように、内部通路の断面積の変化を比較的少なくすることで、そのパイプ長を短くしても排気ガスＧを円滑に流動させることができるので、全体形状が小形化されて、車体に搭載する際の制約が軽減され、設置箇所の自由度が大きくなる。
【００２３】
さらに、仕切り板１１は、エンジンＥ（図１（ｂ））の各気筒の排気タイミングが異なることに起因する排気ガスの逆流を防止し、また、仕切り板１１によって形成された１対の区画通路１２Ａ，１２Ｂ、１３Ａ，１３Ｂは、排気ガスの流動方向上流側の排気パイプ１Ａ〜１Ｄの出口開口に相対向して接続する配置で設けられるので、排気ガスを円滑に流動させることができる。また、仕切り板１１は、第１および第２のマニホールド２，３を補強する機能も持つ。
【００２４】
なお、第３のマニホールド４にも、仕切り板を設けて、第１および第２のマニホールド２，３と同様な構造としてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のエンジンの排気管構造によれば、第１ないし第３のマニホールドのそれぞれが、単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品であるから、部品点数および溶接箇所を共に低減させることができ、これによるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態に係る排気管構造を示す平面図および側面図である。
【図２】同上の排気管構造を示す斜視図である。
【図３】上半部を切断して示す要部の側面図である。
【図４】図３のＩV −ＩV 線に沿った水平断面図である。
【図５】図３のＰ方向から見た正面図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｄ…排気パイプ
２…第１のマニホールド
２ａ，２ｂ…入口開口、出口開口
２ｃ，２ｄ…前端部、後端部
３…第２のマニホールド
３ａ，３ｂ…入口開口、出口開口
３ｃ，３ｄ…前端部、後端部
４…第３のマニホールド
４ａ…入口開口、出口開口
４ｃ，４ｄ…前端部、後端部
１１…仕切り板
１２Ａ，１２Ｂ、１３Ａ，１３Ｂ…区画通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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