(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直断面が楕円形で、高さに比べて径が大きく、下方に向って次第に径が小さくなる構造の排出口を有する楕円体形態のミキシングチャンバーと；前記ミキシングチャンバーの外周に沿って一端が接続され、他端はシリンダーヘッドの各気筒の排気ポートに接続される複数のラナーと；前記ミキシングチャンバー排出口からの排気ガスを拡散させて触媒コンバータに誘導するディフューザーと；から構成されることを特徴とする触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールド。
【請求項２】
前記各ラナーは、ミキシングチャンバーの外周に斜め方向に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールド。
【請求項３】
前記ディフューザーは、ミキシングチャンバーの排出口と同じ幅の入口部を備えており、触媒コンバータ側に向って次第に幅が広くなる構造であることを特徴とする、請求項１に記載の触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールドの構造改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単シリンダーエンジンの場合、排気マニホールドなしで直接シリンダーヘッドに排気パイプが接続されているが、２シリンダー以上の多シリンダーエンジンの場合、排気マニホールドを用いて各シリンダーから排出される排気ガスを集めて排気パイプに排出する。
【０００３】
排気マニホールドは、吸気マニホールドと似た構造をしているが、集合排気を中央に集める方式と片側端に集める方式とがあり、また、６シリンダー以上のエンジンでは、半数のシリンダーずつに分割して２つの排気マニホールドを用いることもあり、どれも排気ガスの流出抵抗及び排気干渉が少ない形状にする。
【０００４】
各シリンダーから排出される排気ガスを一ヶ所に集めて排気パイプに排出する機能以外に、排気マニホールドの主要な機能の一つは、一ヶ所に集められた排気ガスを触媒コンバータに送って酸化、還元反応を通じて人体に有害なＨＣ、ＣＯ、ＮＯＸ成分をそれぞれ無害なＨ２Ｏ、ＣＯ２、及びＮ２に変換して排出させることである。
【０００５】
しかし、一般に、従来の排気マニホールド２１は、図４に示すような形状をしており、各々のラナー２２、２３、２４、２５から収集チャンバー２６に集められた排気ガスが、排気マニホールド２１に接続された触媒コンバータ２７の全断面に亘って均等に分配されず、触媒コンバータ２７の特定部位に偏って通過するため、浄化効率の低下、および触媒が高温に暴露されることによる寿命短縮の問題点があった。
【０００６】
各気筒から排出される排気ガスが触媒断面に均等拡散するようにするため、排気マニホールドの設計にあたっては、各ラナーの経路及び角度を調整して最適点を探しているが、排気マニホールドをシリンダーヘッドに装着する際の組立作業用空間を必要とすること、また、周辺部材との関係より、設計が制約されて排気ガスの均等な分配特性を有する排気マニホールドの形状設計が困難な事情があった。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特開２００１−１６４９３７
【特許文献２】
特開２００１−１１０５５７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を勘案して提案されたものであり、その目的は、各気筒から排出される排気ガスを、触媒コンバータの触媒全断面に亘って均等に分配し、触媒の浄化効率の向上および寿命延長が可能な排気マニホールドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の実施例による排気マニホールドは、垂直断面が楕円形で、高さに比べて径が大きく、下方に向って次第に径が小さくなる構造の排出口を有する楕円体形態のミキシングチャンバーと；前記ミキシングチャンバーの外周に沿って一端が接続され、他端はシリンダーヘッドの各気筒の排気ポートに接続される複数のラナーと；前記ミキシングチャンバー排出口からの排気ガスを拡散させて触媒コンバータに誘導するディフューザーと；から構成されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を添付した図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例による触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールドの外部斜視図であり、図２は、本発明の実施例によるミキシングチャンバー内での排気ガスの流動をクランク角別に示した図面である。そして、図３は、本発明の実施例の排気マニホールドによる排気ガスの拡散状態を示す概念図である。
【００１０】
排気マニホールド１は、高さに比べて幅が広い楕円体形態のミキシングチャンバー２を備えており、そのミキシングチャンバー２の外周に沿ってラナー３、４、５、６の一端が接続され、各ラナー３、４、５、６の他端は２つのラナー３、４、および５、６に分かれ、フランジ７、８を通じてシリンダーヘッドの各気筒の排気ポートに接続される。各ラナー３、４、５、６は、ミキシングチャンバー２の外周に斜め方向に接続されている。
【００１１】
ミキシングチャンバー２の排出口には、ミキシングチャンバー２の幅より入口部９の幅が小さく、触媒コンバータへ行くほど次第に幅が大きくなるディフューザー（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）１０が連結されており、そのディフューザー１０に触媒コンバータ１１が接続される。
【００１２】
各気筒別に排出される排気ガスは、該当ラナー３、４、５、６を通じてミキシングチャンバー２に流入するが、ラナー３、４、５、６がミキシングチャンバー２の外周に斜め方向に接続されているため、排気ガスはミキシングチャンバー２に流入後、円筒内を旋回して触媒コンバータを抜け出るようになっている。
【００１３】
このようにして、各ラナー３、４、５、６から順次排出される排気ガスは、ミキシングチャンバー２内で旋回しながら均等に混合され、狭い入口部９のディフューザー１０通過時には、流速が増大し、同時に旋回による遠心力作用で次第に拡大する直径に沿って外郭側に拡散し、触媒コンバータ１１の触媒１２全断面に亘って均等に分配される。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、高さに比べて幅が広い楕円体形態のミキシングチャンバーの外周に、多少斜めにラナーが接続されており、ミキシングチャンバーより狭い幅の入口部から次第に幅が広がる触媒コンバータに接続されるディフューザーを備えることによって、各ラナーを通じてミキシングチャンバーに流入する排気ガスが円筒内部を旋回しながら均等に混合及び分配するようになり、ディフューザーを通じて排気ガスが拡散することにより、触媒の特定部分に集中して排気ガスが通過する現象が無くなり、触媒の全断面に亘って比較的均等に分散されて通過するので、触媒の浄化効率が向上し、また、触媒の劣化による寿命短縮を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールドの外部斜視図である。
【図２】本発明の実施例によるミキシングチャンバー内での排気ガスの流動特性をクランク角変化によって測定した結果を示した図面である。
【図３】本発明の実施例の排気マニホールドによる排気ガスの拡散状態を示す概念図である。
【図４】従来法による排気マニホールドの外部斜視図である。
【符号の説明】
１、２１    排気マニホールド
２    ミキシングチャンバー
３、４、５、６、２２、２３、２４、２５    ラナー
７、８    フランジ
９    入口部
１０    ディフューザー
１１、２７    触媒コンバータ
１２    触媒
２６    収集チャンバー
【図１】
0003643891.tif 000002
【図２】
0003643891.tif 000003
【図３】
0003643891.tif 000004
【図４】
0003643891.tif 000005