(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成により、排気管とシリンダヘッドとの接合部分の下部に水がたまる不具合を解消できる内燃機関の排気管の構造を実現する。【解決手段】シリンダヘッド１ｂとの連結部において略水平であるとともに、途中に触媒４２が設けられ、この触媒４２の上流側に空燃比センサであるフロントＯ2センサが設けられている内燃機関の排気管４１に、少なくとも上流側端部であるフランジ４１０を設けた部位及び水平部４１１の内底面４１ｘが所定の幅方向位置に設定した谷底４１ｙに近づくにつれ下方に向かう傾斜を有する谷形状をなしており、前記谷底４１ｙが下流側に向かうにつれ下方に向かう傾斜を有する構成を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドとの連結部において略水平であるとともに、
途中に触媒が設けられ、この触媒の上流側に空燃比センサが設けられている内燃機関の排気管であって、
少なくとも上流側端部の内底面が所定の幅方向位置に設定した谷底に近づくにつれ下方に向かう傾斜を有する谷形状をなしており、
前記谷底が下流側に向かうにつれ下方に向かう傾斜を有することを特徴とする内燃機関の排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられる内燃機関の排気管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示すように、内燃機関のシリンダヘッドａ１ｂに形成した排気ポートａ１５にガスケットａ６を介して接続する排気管ａ４１は、この排気管ａ４１と前記排気ポートａ１５との接合部分の位置がずれてもシリンダヘッドａ１ｂの排気ポートａ１５と排気管ａ４１とが連通され排気管ａ４１内部の排気通路ａ４１ａ内を排気ガスが円滑に流通できるようにすべく、その内径ｄ０１を前記排気ポートａ１５の開口径ｄ０２よりも大きくしている。また、この排気管ａ４１の途中には排気ガスを浄化するための触媒ａ４２が配されており、その上流側の上部には空燃比センサすなわちフロントＯ2センサａ４３が設けられている。また、その下流側にも空燃比センサすなわちリアＯ2センサａ４４が設けられている。さらに、この排気管ａ４１の排気通路ａ４１ａの底面ａ４１ｘは、図４に示すように平坦である。加えて、この排気管ａ４１の上流側端部は略水平な水平部ａ４１１である。
【０００３】
しかして、このような排気管ａ４１の内径ｄ０１をシリンダヘッドａ１ｂの開口径ｄ０２よりも大きくすることにより、内燃機関の運転停止中等に排気管ａ４１とシリンダヘッドａ１ｂとの接合部分の下部に水がたまることがある。前記接合部分の下部に水がたまった状態で放置されると、排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）やＳＯx（硫黄酸化物）が水に溶解して希硝酸や希硫酸が生成し、生成した希硝酸や希硫酸によりシリンダヘッドが腐食する不具合が発生しうる。また、前記接合部分の下部に水がたまった状態で内燃機関を再始動させると、排気ガスにより水が吹き出されてフロントＯ2センサａ４３にかかってしまう不具合も発生しうる。
【０００４】
これらの不具合を防ぐための手段の一例として、シリンダヘッドの排気管との接合部分の下部とシリンダヘッド内における排気ポートの上流側の部分と連通させる小径の連通路を設け、この連通路内に水を流通させることが考えられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
ところが、特許文献１記載のもののような構成では、連通路が小径であるために、排気ガス中の微粒子による連通路の目詰まりや、連通路内の水分の凍結により連通路が用をなさなくなるという不具合が新たに発生しうる。さらに、シリンダヘッドに上述したような小径の連通路を設けるには、シリンダヘッドを金型により成形した後にこのような連通路を穿設する必要があり、組立工数が増加するという不具合も新たに発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の点に着目し、簡単な構成により、排気管とシリンダヘッドとの接合部分の下部に水がたまる不具合を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の排気管は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る内燃機関の排気管は、シリンダヘッドとの連結部において略水平であるとともに、途中に触媒が設けられ、この触媒の上流側に空燃比センサが設けられている内燃機関の排気管であって、少なくとも上流側端部の底面が所定の幅方向位置に設定した谷底に近づくにつれ下方に向かう傾斜を有する谷形状をなしており、前記谷底が下流側に向かうにつれ下方に向かう傾斜を有する。
【０００９】
このようなものであれば、排気管のシリンダヘッドへの取り付け部分の水分は、その自重により谷底に導かれ、さらに前記谷底が下流側に向かうにつれ下方に向かう傾斜を有するので、水分は下流側に排出される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構成により、排気管とシリンダヘッドとの接合部分の下部に水がたまる不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】従来の内燃機関の概略構成図。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。
【００１３】
本実施形態における内燃機関は、内部に複数、より具体的には３つの気筒１を有する火花点火式ガソリンエンジンである。また、この内燃機関は、内部をピストン１０が昇降可能なシリンダボア１ａ１を有するシリンダブロック１ａと、このシリンダブロック１ａの上方を被覆するシリンダヘッド１ｂとを備えている。
【００１４】
前記シリンダヘッド１ｂは、前記シリンダボア１ａ１に連通する燃焼室１３と、この燃焼室１３に下流側で連通する吸気ポート１４と、前記燃焼室１３に上流側で連通する排気ポート１５とを有する。また、吸気ポート１４近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。さらに、各気筒１の燃焼室１３の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。また、前記燃焼室１３と前記吸気ポート１４との境界には吸気弁３５、前記燃焼室１３と前記排気ポート１５との境界には排気弁４０を取り付けてある。一方、前記排気ポート１５は、図示は省略するが、各気筒の燃焼室１３に連通する導出部と、上流側で全ての気筒の導出部に接続しているとともに下流側で排気管内部の排気通路に連通する連通部とを備えている。そして、この排気ポート１５に、ガスケット６を介して排気系４を構成する排気管４１を接続している。
【００１５】
前記排気管４１は、本実施形態では、その内部に排気通路４１ａを有し、この排気通路４１ａの途中に触媒４２を内蔵した「マニバータタイプ」と呼ばれる型のものである。また、前記触媒４２よりも上流側の上部には、空燃比センサであるフロントＯ2センサ４３が取り付けられており、前記触媒４２よりも下流側にも、空燃比センサであるリアＯ2センサ４４が取り付けられている。
【００１６】
しかして本実施形態では、前記排気管４１は、以下に述べるような形状を有する。すなわち、この排気管４１の上流側端縁には前記ガスケット６に当接するフランジ４１０を設けてあり、このフランジ４１０及び前記ガスケット６に設けた図示しないネジ挿通孔に図示しない雄ネジ部材を挿通させ、この雄ネジ部材をシリンダヘッド１ｂに設けた図示しない雌ネジ孔に螺着することによりこの排気管４１をシリンダヘッド１ｂに取り付けるようにしている。また、この排気管４１のシリンダヘッド１ｂへの接続部位すなわち前記フランジ４１０が設けられている部位は略水平である。さらに、この接続部位の下流側に隣接する部位は下流に向かうにつれわずかに下方に向かう傾斜を有する水平部４１１であり、この水平部４１１の下流側端縁で屈曲部４１２に接続し、この屈曲部４１２の下流側端縁で、下方に延伸し内部に触媒を内蔵する触媒コンバータ部４１３に接続している。その上で、この排気管４１の水平部４１１の断面形状は、図２に示すように水平方向に延びる略長円状をなしている。この排気管４の上流側端部、すなわち前記フランジ４１０が設けられている部位及び前記水平部４１１の内部に形成した排気通路４１ａの底面すなわち排気管４１の内底面４１ｘは、その幅方向中央に設定した谷底４１ｙに向かって下方に向かう傾斜を有する谷形状をなしている。また、この排気管４１の内法寸法ｄ１は、前記排気ポート１５の内法寸法ｄ２よりも大きい。
【００１７】
ここで、内燃機関の運転が停止すると、燃料の燃焼により発生した水蒸気が凝結して水滴が発生し、発生した水滴は自重により排気管４１の内底面４１ｘに達する。しかして本実施形態では、上述したように排気管４１の内底面４１ｘがその幅方向中央に設定した谷底４１ｙに向かって下方に向かう傾斜を有するので、水滴は自重によりこの谷底４１ｙに導かれる。さらに、排気管４１の水平部分４１１は、上述したように下流側に向けてわずかに下方に向かう傾斜を有するので、排気管４１の内底面４１ｘの谷底４１ｙに達した水滴はそのまま下流に向かって流れ、前記屈曲部４１２及び前記触媒コンバータ部４１３を経て外部に排出される。すなわち、内燃機関の運転停止中であっても、燃料の燃焼により発生した水蒸気が凝結することにより発生した水滴は、排気管４１のシリンダヘッド１ｂへの取り付け部分に留まることなく外部に排出される。
【００１８】
すなわち、本実施形態の構成を採用すれば、上述したように、水分が排気通路４１の屈曲部４１２及び触媒コンバータ部４１３を経て外部に排出されるので、排気管４１とシリンダヘッド１ｂとの接合部分の下部に水がたまる不具合、さらには再始動時に前記接合部分にたまった水がフロントＯ2センサ４３にかかる不具合を解消することができる。また、このように排気管４１の排気管４の上流側端部、すなわち前記フランジ４１０が設けられている部位及び前記水平部４１１の内底面４１ｘを谷形状に形成することは、予め排気通路４１のフランジ４１０が設けられている部位及び水平部４１１の内底面４１ｘが前記谷底４１ｙに近づくにつれ下方に向かう形状の金型を用意する、或いは排気通路４１のフランジ４１０が設けられている部位及び水平部４１１の下部を塑性変形させる等の方法により容易に行うことができるので、上述したような効果を簡単な構成により、低コストで、目詰まりや水分排出経路内での水分の氷結等の不具合を伴うことなく実現できる。
【００１９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限らない。
【００２０】
例えば、排気管の上流側端部の内底面の形状は、上述した実施形態では、幅方向中央に設定した谷底に近づくにつれ下方に向かう傾斜を有するが、谷底はその他の位置に設定してもよい。すなわち、幅方向中央から変位した所定の幅方向位置、例えば幅方向一端部に谷底を設定し、この谷底に近づくにつれ下方に向かう傾斜を有するものであってもよい。
【００２１】
また、排気管の断面形状は、長円形状に限らず、他の形状に設定してもよい。
【００２２】
さらに、上述した実施形態では、シリンダヘッドの排気ポートは、各気筒の燃焼室に連通する導出部と、上流側で全ての気筒の導出部に接続しているとともに下流側で排気管内部の排気通路に連通する連通部とを備え、シリンダヘッドの外部に接続する開口が１箇所のみに設けられているとともに、排気管は、排気通路の途中に触媒を内蔵した「マニバータタイプ」と呼ばれる型のものが採用されているが、前記排気ポート及び排気管はこのような態様に限られない。例えば、前記排気ポートは、上流側がそれぞれ各気筒の燃焼室に連通するとともに下流側がそれぞれシリンダヘッドの外部に開口する態様のものであってもよく、排気管も、各気筒の燃焼室にそれぞれ連通する前記開口に上流側端がそれぞれ接続される集合管部と、上流側端がこの集合管部に接続され下流側端部が内部に触媒を内蔵する触媒コンバータに接続される接続部とを備えたものであってもよい。
【００２３】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００２４】
１ｂ…シリンダヘッド
４１…排気管
４１ｘ…排気管の内底面
４１ｙ…谷底
４２…触媒
４３…空燃比センサ（フロントＯ2センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014141945.tif 000006