(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドの端部に排気管ユニットを脱着可能に取り付け、該排気管ユニットを構成する複数の排気管を連通管で連通せしめるとともに、同排気管の一端同志を１枚のフランジで連結し、前記連結管に制御バルブを設けて構成される多気筒エンジンの排気装置において、
前記排気管ユニットを構成する複数の排気管の各他端を自由端としてこれにフランジをそれぞれ溶接するとともに、隣接する排気管の対向する内側にフランジを結着し、両フランジの間に、前記連通管と制御バルブ及びアクチュエータをサブ組みして成る制御バルブユニットを組み込み、該制御バルブユニットを締結手段によって排気管に締着したことを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気管内に制御バルブを設け、該制御バルブをエンジンの運転状態に応じて開閉することによって排気脈動の周波数を変化させる構造を有する多気筒エンジンの排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
制御バルブを備える多気筒エンジンの排気装置として、排気マニホールドの端部に排気管ユニットを脱着可能に取り付け、該排気管ユニットを構成する複数の排気管を連通管で連通せしめるとともに、該連通管に制御バルブを設けて構成されるものが知られている。
【０００３】
ところで、上記構成を有する車両用多気筒エンジンの排気装置にあっては、エンジン側に固定される排気マニホールド及び排気管ユニットと車体側に固定されるフロントパイプとはフレキシブルジョイントで接続する必要があるため、排気管ユニットのフロントパイプとの接続端は同一面を構成する必要があり、該排気管ユニットを構成する複数の排気管の一端同士は１枚のフランジによって連結されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述のように排気管ユニットを構成する複数の排気管の一端同士を１枚のフランジで連結する場合、排気管とフランジは溶接によって連結されるため、排気管に制御バルブを組み込んだ状態で排気管にフランジを溶接によって取り付けると、制御バルブ周辺に溶接熱による歪みが発生し、制御バルブの円滑な作動が害される可能性がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、制御バルブ周辺の溶接熱による歪みを防いで制御バルブの円滑な作動を確保することができる多気筒エンジンの排気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、排気マニホールドの端部に排気管ユニットを脱着可能に取り付け、該排気管ユニットを構成する複数の排気管を連通管で連通せしめるとともに、同排気管の一端同志を１枚のフランジで連結し、前記連結管に制御バルブを設けて構成される多気筒エンジンの排気装置において、前記排気管ユニットを構成する複数の排気管の各他端を自由端としてこれにフランジをそれぞれ溶接するとともに、隣接する排気管の対向する内側にフランジを結着し、両フランジの間に、前記連通管と制御バルブ及びアクチュエータをサブ組みして成る制御バルブユニットを組み込み、該制御バルブユニットを締結手段によって排気管に締着したことを特徴とする。
【０００７】
従って、本発明によれば、排気管ユニットを構成する複数の排気管には予めフランジが溶接されており、隣接する排気管の対向する内側に結着されたフランジの間に制御バルブユニットを組み込んでこれをボルト等の締結手段によって排気管に締着するようにしたため、制御バルブ周辺に溶接熱による歪みが発生することがなく、制御バルブにはその円滑な作動が確保される。
【０００８】
尚、複数の排気管の一端同士は１枚のフランジによって互いに連結されているが、各排気管の他端は自由端を構成しているため、制御バルブユニットを組み込む際に複数の排気管を比較的容易に押し拡げることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る車両用多気筒エンジンの排気装置の構成を示す模式図である。
【００１１】
図１において、１は直列４気筒エンジンのシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド１には４つの気筒＃１〜＃４が並設されている。そして、シリンダヘッド１には排気マニホールド２が接続されており、該排気マニホールド２は各気筒＃１〜＃４に連なる排気管３〜６を含んで構成されている。
【００１２】
ところで、シリンダヘッド１に並設された前記４つの気筒＃１〜＃４は、排気タイミングが離れているために排気干渉が殆ど生じない各２つの気筒＃１と＃４及び気筒＃２と＃３の２つの気筒群に分けられ、一方の気筒群に属する気筒＃１，＃４に連なる排気管３，６同士は集合して１本の排気管７を構成し、他方の気筒群に属する気筒＃２，＃３の排気管４，５は集合して１本の排気管８を構成している。そして、２本の排気管７，８は１枚のフランジ９によって互いに連結されている。
【００１３】
而して、上記フランジ９には、排気管ユニット１０が脱着可能に接続されており、該排気管ユニット１０は前記排気管７，８に連なる２本の排気管１１，１２を有している。そして、両排気管７，８は連通管１３によって互いに連通されており、連通管１３には制御バルブ１４が設けられている。尚、制御バルブ１４はエンジンの運転状態に応じて開閉制御され、排気干渉の発生を有効に防いでエンジン出力を高める機能を果たす。
【００１４】
又、上記排気管１１，１２の一端（排ガスの流れ方向下流側一端であって、後述のフロントパイプ２０との接続端）は１枚のフランジ１５によって互いに連結されているが、各排気管１１，１２の他端は自由端を構成しており、その各々にはフランジ１６，１７がそれぞれ溶接されている。そして、当該排気管ユニット１０は、フランジ１６，１７を前記フランジ９にボルト等によって取り付けることによって排気マニホールド２に接続されている。尚、排気マニホールド２と排気管ユニット１０はエンジン側に固定されている。
【００１５】
他方、車体側にはフロントパイプ２０が固定されており、該フロントパイプ２０は、前記排気管１１，１２にそれぞれ連なる２本の排気管２１，２２を有しており、両排気管２１，２２は下流側で集合して１本の集合管２３を構成している。そして、各排気管２１，２２にはそれぞれピンジョイント等のフレキシブルジョイント２４と触媒２５が設けられており、集合管２３の途中にはマフラー２６が取り付けられている。
【００１６】
而して、上記排気管２１，２２の端部には１枚のフランジ２７が溶接されており、フロントパイプ２０は、フランジ２７をボルト等によって前記フランジ１５に取り付けることによって排気管ユニット１０に接続されている。又、両排気管２１，２２の他端と集合管２３とは、それぞれに溶接されたフランジ２８，２９をボルト等によって締結することによって接合されている。
【００１７】
次に、前記排気管ユニット１０の構成の詳細と制御バルブユニット３０の組付手順を図２〜図８に基づいて説明する。尚、図２は制御バルブユニットを組み付ける前の排気管単体の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は制御バルブユニット単体の正面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は制御バルブユニットを組み込んだ状態の排気管ユニットの平面図、図７は同排気管ユニットの側面図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１８】
先ず、制御バルブユニット３０の構成を図４及び図５に基づいて説明する。
【００１９】
制御バルブユニット３０は、前記連通管１３、制御バルブ１４、アクチュエータ３１等をサブ組みして構成されており、そのボディ３２には連通管１３を開閉する制御バルブ１４が組み込まれている。この制御バルブ１４は、ブッシュ３３を介してボディ３２に回転自在に支持されたシャフト１４ａと該シャフト１４ａに取り付けられた円板状の弁体１４ｂによって構成されており、シャフト１４ａのボディ３２外に延出する端部にはレバー３４とストッパ３５が取り付けられている。
【００２０】
他方、前記アクチュエータ３１は、ボディ３２に固定されたステー３６に支持されており、下方に延出するロッド３１ａの端部は前記レバー３４に連結されている。
【００２１】
尚、ボディ３２の両端面は平坦な合面（排気管１１，１２に設けられた後述のフランジ３９，４０との合面）を構成しており、同ボディ３２には２つのボルト挿通孔３７が貫設されている。
【００２２】
而して、アクチュエータ３１が駆動されてロッド３１ａが上下動すると、その運動はレバー３４によってシャフト１４ａの回転運動に変換され、これによって制御バルブ１４が開閉される。尚、前記ストッパ３５は、ボディ３２側に設けられた調整ボルト３８に当接することによって制御バルブ１４の開閉を規制するものである。
【００２３】
次に、上記制御バルブユニット３０を組み付ける前の排気管１１，１２単体の構成を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２４】
図示のように、両排気管１１，１２の対向する内側にはフランジ３９，４０が結着されており、両フランジ３９，４０の内端面は互いに平行を成して対向する平坦な合面（前記制御バルブユニット３０との合面）を構成しており、両者間の距離は制御バルブユニット３０の幅寸法に略等しく設定されている。そして、一方のフランジ３９には２つのボルト挿通孔３９ａが穿設され、他方のフランジ４０にはネジ孔４０ａ（図３には一方のみ図示）が形成されている。
【００２５】
而して、本実施の形態では、前記制御バルブユニット３０の排気管１１，１２への組み込みは次の手順に従ってなされる。
【００２６】
即ち、先ず、排気管ユニット１０を構成する２本の排気管１１，１２の各一端を自由端としてこれにフランジ１６，１７をそれぞれ溶接するとともに、各排気管１１，１２の他端に前記１枚のフランジ１５を溶接する。その後、排気管１１，１２を図２の矢印方向に押し広げて両フランジ３９，４０間の距離を広げ、図６〜図８に示すように、フランジ３９，４０の間に制御バルブユニット３０を間にガスケット４１を挟んで組み込む。尚、このとき、排気管１１，１２の一端は自由端を構成しているため、制御バルブユニット３０を組み込む際に排気管１１，１２を比較的容易に押し拡げることができる
そして、上述のように制御バルブユニット３０がフランジ３９，４０の間に組み込まれると、フランジ３９と制御バルブユニット３０のボディ３２にそれぞれ穿設されたボルト挿通孔３９ａ，３２ａにボルト４２を通し、該ボルト４２の先端ネジ部４２ａをフランジ４０に形成されたネジ孔４０ａに螺合せしめて該ボルト４２を締め付ければ、制御バルブユニット３０をフランジ３９，４０に取り付けることができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、排気管ユニット１０を構成する排気管１１，１２にフランジ１５〜１７を溶接した後に、制御バルブユニット３０をフランジ３９，４０の間に組み込んで該制御バルブユニット３０をボルト４２によってフランジ３９，４０（排気管１１，１２）に締着するようにしたため、制御バルブ１４周辺に溶接熱による歪みが発生することがなく、該制御バルブ１４には円滑な作動が確保される。
【００２８】
尚、本実施の形態では、本発明を直列４気筒エンジンの排気装置に適用した例について述べたが、本発明は他の任意の多気筒エンジンの排気装置に対して同様に適用し得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、排気管ユニットを構成する複数の排気管には予めフランジが溶接されており、隣接する排気管の対向する内側に結着されたフランジの間に制御バルブユニットを組み込んでこれをボルト等の締結手段によって排気管に締着するようにしたため、制御バルブ周辺に溶接熱による歪みが発生することがなく、制御バルブには円滑な作動が確保されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多気筒エンジンの排気装置の構成を示す模式図である。
【図２】制御バルブユニットを組み付ける前の排気管単体の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】制御バルブユニット単体の正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】制御バルブユニットを組み込んだ状態の排気管ユニットの平面図である。
【図７】制御バルブユニットを組み込んだ状態の排気管ユニットの側面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
２          排気マニホールド
１０        排気管ユニット
１１，１２  排気管
１３        連通管
１４        制御バルブ
１５〜１７  フランジ
３０        制御バルブユニット
３１        アクチュエータ
４２        ボルト（締結手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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