(57)【要約】【課題】エンジンの排気マニホールドの集合部に取付フランジを介して触媒ケースを設ける排気系構造において、補強部材により触媒ケースの拡張部又は本体部とケース側取付フランジとの結合剛性を向上させ、エンジンの振動や排気ガスによる熱負荷によってケース側取付フランジとマニホールド側取付フランジとの間に隙間ができるのを防止し、排気ガスの漏れを防止することにある。【解決手段】触媒ケースをケース側取付フランジと板金製の拡張部と触媒を収容する本体部とにより構成するとともに、ケース側取付フランジと拡張部若しくは本体部とを連結する補強部材を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気マニホールドの集合部に取付フランジを介して触媒ケースを設ける排気系構造において、前記触媒ケースをケース側取付フランジと板金製の拡張部と触媒を収容する本体部とにより構成するとともに、前記ケース側取付フランジと前記拡張部若しくは前記本体部とを連結する補強部材を設けたことを特徴とする排気系構造。
【請求項２】
前記ケース側取付フランジには径方向両端に取付部を夫々設けるとともに、この取付部と前記ケース側取付フランジの中心とを結ぶ線と、前記補強部材と前記ケース側取付フランジの中心とを結ぶ線とが、略垂直に交わるように、前記補強部材を前記拡張部若しくは前記本体部の前側周面と後側周面とに配設したことを特徴とする請求項１に記載の排気系構造。
【請求項３】
前記排気マニホールドの集合部及び前記触媒ケースは、前記エンジンの幅方向中心から一方側に偏寄って配設されたことを特徴とする請求項１に記載の排気系構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気系構造に係り、特に排気マニホールドと触媒ケースとの取付フランジの剛性を向上する排気系構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンの排気系においては、シリンダヘッドに排気マニホールドを取り付けるとともに、この排気マニホールドの集合部には取付フランジを介して触媒コンバータを設けている。排気マニホールドは、シリンダヘッドに取り付けられるヘッド側取付フランジと、上流側をエンジンの各気筒に対応して前記ヘッド側取付フランジに連設した複数の分岐管と、これら分岐管の下流側を集合する集合部と、この集合部に連設したマニホールド側取付フランジとにより構成される。また、触媒コンバータは、触媒を収容する本体部と、この本体部に連設して前記マニホールド側取付フランジにガスケットを介して接続されるケース側取付フランジとにより構成される。
【０００３】
また、排気マニホールドの取付構造には、分岐管の端部の取付用フランジを独立させるとともに、取付用フランジのボルト孔とボルトの軸部との間に熱応力緩和用の隙間を設け、取付用フランジの分岐管側とボルトの頭部との間にフランジ抑え部材を設け、取付用フランジに局所的な高面圧が加わらないようにしたものがある。
【特許文献１】特開平４−１８７８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来、排気マニホールドのマニホールド側取付フランジと触媒コンバータの触媒ケースのケース側取付フランジとの間にガスケットを介設した排気系構造にあっては、排気マニホールドのマニホールド側取付フランジと触媒ケースのケース側取付フランジとは、周りの剛性が低いと、エンジンによる振動、排気ガスによる熱負荷によって変形してしまい、排気ガスの漏れ等を起こしてしまうという不都合があった。
【０００５】
また、エンジンの振動や熱負荷が大きく、排気マニホールドのマニホールド側取付フランジや触媒ケースのケース側取付フランジの周りに剛性が必要な場合に、各フランジの締結部位のボルト本数を増やすことによって剛性を高めて、変形、排気ガスの漏れを防止することはできるが、レイアウト上、組付け上の問題で、締結するボルトの本数を増やせない場合に、フランジ周りの振れ等により隙間が生じ、ガスケットのシール不足により排気ガスの漏れが発生するという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、エンジンの排気マニホールドの集合部に取付フランジを介して触媒ケースを設ける排気系構造において、前記触媒ケースをケース側取付フランジと板金製の拡張部と触媒を収容する本体部とにより構成するとともに、前記ケース側取付フランジと前記拡張部若しくは前記本体部とを連結する補強部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の排気系構造においては、補強部材により触媒ケースの拡張部又は本体部とケース側取付フランジとの結合剛性を向上させ、エンジンの振動や排気ガスによる熱負荷によってケース側取付フランジとマニホールド側取付フランジとの間に隙間ができるのを防止し、排気ガスの漏れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、排気マニホールドのマニホールド側取付フランジと触媒ケースのケース側取付フランジとの間から排気ガスが漏れのを防止するという目的を、触媒ケースのケース側取付フランジと拡張部若しくは本体部とを連結する補強部材を設けて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１〜図４は、この発明の第１実施例を示すものである。
【００１０】
図１〜図４において、２は車両（図示せず）搭載される４気筒用のエンジン、４−１はこのエンジン２のシリンダブロック、４−２はこのエンジン２のシリンダヘッド、４−３はこのエンジン２のオイルパンである。シリンダヘッド４−２には、排気装置６が設けられる。
【００１１】
この排気装置６は、図１、図３、図４に示す如く、排気マニホールド８と、触媒コンバータ１０とを備えている。
【００１２】
排気マニホールド８は、シリンダヘッド４−２の側面に固定具（図示せず）で取り付けられるヘッド側取付フランジ１２と、上流側がエンジン２の各気筒に対応してヘッド側取付フランジ１２に連設された複数の第１〜第４分岐管１４−１〜１４−４と、これら第１〜第４分岐管１４−１〜１４−４の下流側を集合する集合部１６と、この集合部１６に連設されたマニホールド側取付フランジ１８とにより構成される。
【００１３】
触媒コンバータ１０は、触媒ケース２０内に触媒（図示せず）を収容して構成される。触媒ケース２０は、前記マニホールド側取付フランジ１８に接続されるケース側取付フランジ２２と、このケース側取付フランジ２２に連設した板金製の拡張部２４と、この拡張部２４に連設して触媒を収容する本体部２６とにより構成される。
【００１４】
触媒ケース２０のケース側取付フランジ２２には、図２に示す如く、径方向両端に一側、他側取付部２８−１、２８−２が夫々設けられている。この一側、他側取付部２８−１、２８−２には、一側、他側ボルト孔３０−１、３０−２が形成されている。
【００１５】
マニホールド側取付フランジ１８とケース側取付フランジ２２とは、ガスケット３２を介して、接続具３４としての一側、他側接続具３４−１、３４−２により締結して接続される。
【００１６】
一側接続具３４−１は、ケース側取付フランジ２２の一側ボルト孔３０−１に挿通され且つ固定された一側ボルト３６−１と、この一側ボルト３６−１に螺着される一側ナット３８−１とからなり、また、他側接続具３４−２は、同様に、ケース側取付フランジ２２の他側ボルト孔３０−２に挿通され且つ固定された他側ボルト３６−２と、この他側ボルト３６−２に螺着される他側ナット３８−２とからなる。
【００１７】
また、図２に示す如く、触媒ケース２０においては、開口部２２Ａを備えたケース側取付フランジ２２と拡張部２４若しくは本体部２６とが、補強部材（スティフナ）４０によって連結される。即ち、ケース側取付フランジ２２の下部には、一側取付部２８−１の両側面において、一側第１、一側第２補強部材４０−１Ａ、４０−１Ｂが配設されているとともに、他側取付部２８−２の両側面において、他側第１、他側第２補強部材４０−２Ａ、４０−２Ｂが配設されている。
【００１８】
この一側第１、一側第２補強部材４０−１Ａ、４０−１Ｂ及び他側第１、他側第２補強部材４０−２Ａ、４０−２Ｂは、上端側がケース側取付フランジ２２の下部に溶接等の固着手段で接続されているとともに、下端側が、例えば、本体部２６の上端部２６Ｕの外周面に溶接等の固着手段で接続されている。なお、一側第１、一側第２補強部材４０−１Ａ、４０−１Ｂ及び他側第１、他側第２補強部材４０−２Ａ、４０−２Ｂの下端側を、拡張部２４に固着することも可能である。
【００１９】
図３、図４に示す如く、排気マニホールド８の集合部１６及び触媒ケース２０は、エンジン２の幅方向Ｗの中心２Ｃから一方側に偏寄って配設されている。
【００２０】
また、図１に示す如く、触媒ケース２０の拡張部２４には、Ｏ２センサ４２や温度センサ４４等の部品類が、所定の箇所に取り付けられている。
【００２１】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２２】
触媒ケース２０においては、ケース側取付フランジ２２と拡張部２４若しくは本体部２６とを連結するように、各補強部材４０が溶接等の固着手段によって取り付けられる。
【００２３】
そして、排気マニホールド８のマニホールド側取付フランジ１８には、ガスケット３２を介して触媒ケース２０のケース側取付フランジ２２が各接続具３４によって締結して取り付けられる。この場合に、ケース側取付フランジ２２と拡張部２４若しくは本体部２６とを連結する各補強部材４０により、触媒ケース２０のケース側取付フランジ２２部分及び排気マニホールド８のマニホールド側取付フランジ１８部分の強度が高くなっている。つまり、触媒ケース２０のケース側取付フランジ２２に各補強部材４０を取り付けることによって、フランジ部分の剛性を上げることができ、このフランジ部分の変形を抑制することができ、振動や熱負荷が大きい場合でも、レイアウトや組み付け上の問題から、排気マニホールド８と触媒ケース２０との各接続具３４の各ボルト３６の本数を２本としても、剛性を低下させることなく、フランジ周りの振れからの隙間が生じるのを防ぎ、排気ガスの漏れを防ぐことができる。
【００２４】
この結果、触媒ケース２０をケース側取付フランジ２２と板金製の拡張部２４と触媒を収容する本体部２６とにより構成するとともに、ケース側取付フランジ２２と拡張部２４若しくは本体部２６とを連結する各補強部材４０を設けたことから、各補強部材４０により触媒ケース２０の拡張部２４又は本体部２６とケース側取付フランジ２２との結合剛性を向上させ、エンジン２の振動や排気ガスによる熱負荷によってケース側取付フランジ２２とマニホールド側取付フランジ１８との間に隙間ができるのを防止し、排気ガスの漏れを防止することができる。
【００２５】
また、排気マニホールド８の集合部１６及び触媒ケース２０は、図３、図４に示す如く、エンジン２の幅方向Ｗの中心２Ｃから一方側に偏寄って配設されていることから、排気マニホールド８の集合部１６と触媒ケース２０とが一方側に偏寄って配設される場合に、エンジン２の振動によりこれらの部分の振動が大きくなるため、この振動を効果的に防止することができる。
【実施例２】
【００２６】
図５〜図７は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００２７】
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００２８】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、ケース側取付フランジ２２には、径方向両端に一側、他側取付部２８−１、２８−２を夫々設けるとともに、この一側、他側取付部２８−１、２８−２とケース側取付フランジ２２の中心Ｏとを結ぶ線Ｌ１と、２つの一側、他側補強部材５２−１、５２−２とケース側取付フランジ２２の中心Ｏとを結ぶ線Ｌ２とが、略垂直（直角）に交わるように、前記一側、他側補強部材５２−１、５２−２を拡張部２４若しくは本体部２６の前側周面Ｆと後側周面Ｂとに配設した。この場合に、一側、他側補強部材５２−１、５２−２の下端側は、例えば、拡張部２４の下部２４Ｂに固着されている。また、本体部２６の下流側に管部５４が連設しているとともに、この管部５４には排気管側フランジ５６が連設し、また、排気管側フランジ５６に排気管５８が接続される。
【００２９】
この第２実施例の構成によれば、一側、他側取付部２８−１、２８−２とケース側取付フランジ２２の中心Ｏとを結ぶ線Ｌ１と、２つの一側、他側補強部材５２−１、５２−２とケース側取付フランジ２２の中心Ｏとを結ぶ線Ｌ２とが、略垂直に交わるように、前記一側、他側補強部材５２−１、５２−２を拡張部２４若しくは本体部２６の前側周面Ｆと後側周面Ｂとに配設していることから、少ない数の補強部材５２でケース側取付フランジ２２と触媒ケース２０の拡張部２４又は本体部２６との結合剛性を効率的に向上させることができる。
【実施例３】
【００３０】
図８は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００３１】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、触媒ケース２０において、ケース側取付フランジ２２の下部には、一側取付部２８−１の両側面で、一側第１、一側第２補強部材４０−１Ａ、４０−１Ｂを配設するとともに、他側取付部２８−２の両側面で、他側第１、他側第２補強部材４０−２Ａ、４０−２Ｂを配設し、また、排気マニホールド８において、マニホールド側取付フランジ１８と集合部１６とを連結する複数のマニホールド側補強部材６２を、例えば、一側第１、一側第２補強部材４０−１Ａ、４０−１Ｂ及び他側第１、他側第２補強部材４０−２Ａ、４０−２Ｂに対応して配設した。
【００３２】
この第３実施例の構成によれば、触媒ケース２０側では、複数の補強部材４０によってケース側取付フランジ２２の剛性を向上させるとともに、排気マニホールド８側では、複数のマニホールド側補強部材６２によってマニホールド側取付フランジ１８の剛性を向上させ、この剛性が向上されたケース側取付フランジ２２とマニホールド側取付フランジ１８とを接合して接続することから、その結合剛性を効率的に向上させ、エンジン２の振動や排気ガスによる熱負荷によってケース側取付フランジ２２とマニホールド側取付フランジ１８との間に隙間ができるのを防止し、排気ガスの漏れを防止することができる。
【実施例４】
【００３３】
図９は、この発明の特別構成であり、第４実施例を示すものである。
【００３４】
この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、触媒ケース２０のケース側取付フランジ２２には、周縁部位で軸方向の下方に指向する円環状補強部材７２を連設した。
【００３５】
この第４実施例の構成によれば、円環状補強部材７２によってケース側取付フランジ２２の剛性を向上し、これにより、エンジン２の振動や排気ガスによる熱負荷によってケース側取付フランジ２２とマニホールド側取付フランジ１８との間に隙間ができるのを防止し、排気ガスの漏れを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
触媒ケースのケース側取付フランジと拡張部若しくは本体部とを連結する補強部材を設ける構造を、他の取付装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施例においてエンジンの排気装置の一部斜視図である。
【図２】第１実施例において触媒ケースのケース側取付フランジの平面図である。
【図３】第１実施例においてエンジンに排気装置が取り付けられた状態の概略斜視図である。
【図４】第１実施例においてエンジンの概略斜視図である。
【図５】第２実施例において触媒コンバータの断面図である。
【図６】第２実施例において図５の矢印ＶＩによる触媒コンバータの平面図である。
【図７】第２実施例において図５の矢印ＶＩＩによる触媒コンバータの側面図である。
【図８】第３実施例においてエンジンの排気装置の一部斜視図である。
【図９】第４実施例において触媒ケースのケース側取付フランジの断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  エンジン
４−２  シリンダヘッド
６  排気装置
８  排気マニホールド
１０  触媒コンバータ
１４  分岐管
１６  集合部
１８  マニホールド側取付フランジ
２０  触媒ケース
２２  ケース側取付フランジ
２４  拡張部
２６  本体部
２８  取付部
３４  接続具
３６  ボルト
４０  補強部材
【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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【図９】
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