(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関に関し、高負荷運転中の触媒の過熱抑制にも配慮しつつ、触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持のために排気用の多岐通路の保温性を向上させられるようにすることを目的とする。【解決手段】３つの気筒１２のうちで気筒１２から集合部１８までの流路長さが最も長い最長気筒１２＃１に関して、多岐通路１４ａは、最長気筒１２＃１に接続された枝通路１６＃１の流路方向における通路壁２６の一部を覆う中空層２４を備える。気筒１２から集合部１８までの流路長さが最も短い最短気筒１２＃３に関して、多岐通路１４ａは、最短気筒１２に接続された枝通路１６＃３の通路壁を覆う中空層を備えていない。中空層２４を形成する壁２８は、枝通路１６＃１の通路壁２６と同じ材料で連続して一体的に造形されている。【選択図】図１
2018091158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒にそれぞれ接続された複数の枝通路と前記複数の枝通路を流れる排気ガスが１つに集まる集合部とを有する多岐通路と、前記集合部よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、
前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、
を備える内燃機関であって、
前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も長い最長気筒に関して、前記多岐通路は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の第１流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第１中空層を備え、
前記最長気筒以外の前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も短い最短気筒に関して、前記多岐通路は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の通路壁を覆う第２中空層を備えておらず、
前記第１中空層を形成する壁は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
複数の気筒にそれぞれ接続された複数の枝通路と前記複数の枝通路を流れる排気ガスが１つに集まる集合部とを有する多岐通路と、前記集合部よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、
前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、
を備える内燃機関であって、
前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も長い最長気筒に関して、前記多岐通路は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の第１流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第１中空層を備え、
前記最長気筒以外の前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も短い最短気筒に関して、前記多岐通路は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の第２流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短い前記第２流路方向の長さを有する第２中空層を備え、
前記第１中空層を形成する壁は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形され、前記第２中空層を形成する壁は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
前記複数の気筒は、前記最長気筒および前記最短気筒以外に、前記集合部までの流路長さが前記最長気筒よりも短くかつ前記最短気筒よりも長い中間気筒を含み、
前記多岐通路は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の第３流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短い前記第３流路方向の長さを有する第３中空層を備え、
前記第３中空層を形成する壁は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記複数の気筒は、前記最長気筒および前記最短気筒以外に、前記集合部までの流路長さが前記最長気筒よりも短くかつ前記最短気筒よりも長い中間気筒を含み、
前記多岐通路は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の第３流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短くかつ前記第２流路方向における前記第２中空層の長さと比べて長い前記第３流路方向の長さを有する第３中空層を備え、
前記第３中空層を形成する壁は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記中間気筒は、前記集合部までの流路長さの異なる複数の中間気筒を含み、
前記第３中空層は、前記複数の中間気筒のそれぞれの前記枝通路に対して設けられた複数の第３中空層を含み、
前記複数の第３中空層の前記第３流路方向の長さは、前記集合部までの流路長さが長い前記中間気筒に対応する前記第３中空層の方が、前記集合部までの流路長さが短い前記中間気筒に対応する前記第３中空層と比べて長い
ことを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第１中空層は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項７】
前記第２中空層は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っている
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第３中空層は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っている
ことを特徴とする請求項３〜５の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項９】
シリンダヘッドと、
第１気筒群および第２気筒群からの排気ガスが流れる多岐通路と、前記多岐通路よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、
前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、
を備える内燃機関であって、
前記多岐通路は、
前記第１気筒群に接続され、前記第１気筒群からの排気ガスが１つに集まる第１の１次集合部を有する第１の１次多岐通路と、
前記第２気筒群に接続され、前記第２気筒群からの排気ガスが１つに集まる第２の１次集合部を有する第２の１次多岐通路と、
前記第１の１次集合部に接続された第１共通枝通路と、前記第２の１次集合部に接続された第２共通枝通路と、前記第１共通枝通路と前記第２共通枝通路とが集合する２次集合部と、を含む２次多岐通路と、
を含み、
前記第１共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第１ヘッド外共通枝通路を含み、
前記第２共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第２ヘッド外共通枝通路を含み、
前記第１ヘッド外共通枝通路は、前記第２ヘッド外共通枝通路よりも長く、
前記多岐通路は、前記第１ヘッド外共通枝通路の第４流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第４中空層を備え、かつ、前記第２ヘッド外共通枝通路を覆う第５中空層を備えず、
前記第４中空層を形成する壁は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
シリンダヘッドと、
第１気筒群および第２気筒群からの排気ガスが流れる多岐通路と、前記多岐通路よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、
前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、
を備える内燃機関であって、
前記多岐通路は、
前記第１気筒群に接続され、前記第１気筒群からの排気ガスが１つに集まる第１の１次集合部を有する第１の１次多岐通路と、
前記第２気筒群に接続され、前記第２気筒群からの排気ガスが１つに集まる第２の１次集合部を有する第２の１次多岐通路と、
前記第１の１次集合部に接続された第１共通枝通路と、前記第２の１次集合部に接続された第２共通枝通路と、前記第１共通枝通路と前記第２共通枝通路とが集合する２次集合部と、を含む２次多岐通路と、
を含み、
前記第１共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第１ヘッド外共通枝通路を含み、
前記第２共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第２ヘッド外共通枝通路を含み、
前記第１ヘッド外共通枝通路は、前記第２ヘッド外共通枝通路よりも長く、
前記多岐通路は、
前記第１ヘッド外共通枝通路の第４流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第４中空層と、
前記第２ヘッド外共通枝通路の第５流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第４流路方向における前記第４中空層の長さと比べて短い前記第５流路方向の長さを有する第５中空層と、
を備え、
前記第４中空層を形成する壁は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形され、前記第５中空層を形成する壁は、前記第２ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
前記第４中空層は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っている
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記第５中空層は、前記第２ヘッド外共通枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っている
ことを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の気筒からの排気ガスを１つに集める多岐通路と、この多岐通路よりも下流側に配置された触媒装置とを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排気ガスから排気管への放熱を抑制するために２重管構造を有する排気管が開示されている。この排気管（より具体的には、排気マニホールド）は、排気ガスが流れる内管と、中空層を形成する外管とを有している。内管は、それぞれプレス成形された１組の半体を重ね合わせることによって形成される。外管は、それぞれプレス成形された１組の半体を、外側から内管を挟み込むように組み合わせることによって形成される。より詳細には、内管の１組の半体のつば部が外管の１組の半体のつば部によって外側から挟み込まれた状態で、これらのつば部が溶接される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０３７７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の気筒からの排気ガスを１つに集める多岐通路と当該多岐通路の下流側に配置された触媒装置と、を備える内燃機関が知られている。このような構成を有する内燃機関では、多岐通路の複数の枝通路の流路長さが気筒間で異なることがある。枝通路が長いということは、排気ガスが枝通路を通過している間に通路壁との間で熱交換を行う区間が長くなることを意味する。このため、枝通路が長いと、枝通路の通過に伴う排気ガスの温度低下量は、枝通路が短い場合のそれと比べて大きくなる。その結果、相対的に長い枝通路から集合部に流入する排気ガスの温度は、相対的に短い枝通路から集合部に流入する排気ガスの温度よりも低くなる。したがって、相対的に短い枝通路から集合部に流入する排気ガスの温度を基準として考えた場合、相対的に大きく温度低下した排気ガスがある枝通路から集合部に流入すると、集合部で集まった排気ガスの温度を下げてしまうことになる。このことは、触媒装置に流入する排気ガスの温度の低下に繋がる。このように、相対的に長い枝通路での排気ガスの大きな温度低下の存在は、触媒装置が備える触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持を図るという点において好ましくないといえる。
【０００５】
上述の特許文献１に記載の２重管構造を有する排気管では、多岐通路を構成する管に相当する排気マニホールドのすべての枝通路の全体が中空層によって覆われる。このような構造によれば、中空層を備えない多岐通路と比べて、すべての枝通路から集合部に供給される排気ガスの温度を高めることができる。このことは、触媒の早期活性化および活性状態の維持という観点では有効である。しかしながら、すべての枝通路の全体が中空層によって覆われていると、内燃機関の高負荷運転中に触媒が過熱し易くなることが懸念される。以上のことから、触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持を図るための排気用の多岐通路の構造は、高負荷運転中の触媒の過熱抑制とのバランスが適切に考慮されていることが望ましいといえる。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の高負荷運転中の触媒の過熱抑制にも配慮しつつ、触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持のために排気用の多岐通路の保温性を向上させられるようにした内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る内燃機関は、複数の気筒にそれぞれ接続された複数の枝通路と前記複数の枝通路を流れる排気ガスが１つに集まる集合部とを有する多岐通路と、前記集合部よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、を備える。前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も長い最長気筒に関して、前記多岐通路は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の第１流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第１中空層を備える。前記最長気筒以外の前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も短い最短気筒に関して、前記多岐通路は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の通路壁を覆う第２中空層を備えていない。前記第１中空層を形成する壁は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る内燃機関は、複数の気筒にそれぞれ接続された複数の枝通路と前記複数の枝通路を流れる排気ガスが１つに集まる集合部とを有する多岐通路と、前記集合部よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、を備える。前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も長い最長気筒に関して、前記多岐通路は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の第１流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第１中空層を備える。前記最長気筒以外の前記複数の気筒のうちで気筒から前記集合部までの流路長さが最も短い最短気筒に関して、前記多岐通路は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の第２流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短い前記第２流路方向の長さを有する第２中空層を備える。前記第１中空層を形成する壁は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形され、前記第２中空層を形成する壁は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている。
【０００９】
前記複数の気筒は、前記最長気筒および前記最短気筒以外に、前記集合部までの流路長さが前記最長気筒よりも短くかつ前記最短気筒よりも長い中間気筒を含んでいてもよい。前記多岐通路は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の第３流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短い前記第３流路方向の長さを有する第３中空層を備えていてもよい。そして、前記第３中空層を形成する壁は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されていてもよい。
【００１０】
前記複数の気筒は、前記最長気筒および前記最短気筒以外に、前記集合部までの流路長さが前記最長気筒よりも短くかつ前記最短気筒よりも長い中間気筒を含んでいてもよい。前記多岐通路は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の第３流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第１流路方向における前記第１中空層の長さと比べて短くかつ前記第２流路方向における前記第２中空層の長さと比べて長い前記第３流路方向の長さを有する第３中空層を備えていてもよい。そして、前記第３中空層を形成する壁は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されていてもよい。
【００１１】
前記中間気筒は、前記集合部までの流路長さの異なる複数の中間気筒を含んでいてもよい。前記第３中空層は、前記複数の中間気筒のそれぞれの前記枝通路に対して設けられた複数の第３中空層を含んでいてもよい。そして、前記複数の第３中空層の前記第３流路方向の長さは、前記集合部までの流路長さが長い前記中間気筒に対応する前記第３中空層の方が、前記集合部までの流路長さが短い前記中間気筒に対応する前記第３中空層と比べて長くてもよい。
【００１２】
前記第１中空層は、前記最長気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っていてもよい。
【００１３】
前記第２中空層は、前記最短気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っていてもよい。
【００１４】
前記第３中空層は、前記中間気筒に接続された前記枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っていてもよい。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る内燃機関は、シリンダヘッドと、第１気筒群および第２気筒群からの排気ガスが流れる多岐通路と、前記多岐通路よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、を備える。前記多岐通路は、前記第１気筒群に接続され、前記第１気筒群からの排気ガスが１つに集まる第１の１次集合部を有する第１の１次多岐通路と、前記第２気筒群に接続され、前記第２気筒群からの排気ガスが１つに集まる第２の１次集合部を有する第２の１次多岐通路と、前記第１の１次集合部に接続された第１共通枝通路と、前記第２の１次集合部に接続された第２共通枝通路と、前記第１共通枝通路と前記第２共通枝通路とが集合する２次集合部と、を含む２次多岐通路と、を含んでいる。前記第１共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第１ヘッド外共通枝通路を含んでいる。前記第２共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第２ヘッド外共通枝通路を含んでいる。前記第１ヘッド外共通枝通路は、前記第２ヘッド外共通枝通路よりも長い。前記多岐通路は、前記第１ヘッド外共通枝通路の第４流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第４中空層を備え、かつ、前記第２ヘッド外共通枝通路を覆う第５中空層を備えていない。前記第４中空層を形成する壁は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている。
【００１６】
本発明の第４の態様に係る内燃機関は、シリンダヘッドと、第１気筒群および第２気筒群からの排気ガスが流れる多岐通路と、前記多岐通路よりも下流側に位置する共通通路とを含む排気通路と、前記共通通路に配置され、排気ガスを浄化する触媒装置と、を備える。前記多岐通路は、前記第１気筒群に接続され、前記第１気筒群からの排気ガスが１つに集まる第１の１次集合部を有する第１の１次多岐通路と、前記第２気筒群に接続され、前記第２気筒群からの排気ガスが１つに集まる第２の１次集合部を有する第２の１次多岐通路と、前記第１の１次集合部に接続された第１共通枝通路と、前記第２の１次集合部に接続された第２共通枝通路と、前記第１共通枝通路と前記第２共通枝通路とが集合する２次集合部と、を含む２次多岐通路と、を含んでいる。前記第１共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第１ヘッド外共通枝通路を含んでいる。前記第２共通枝通路は、前記シリンダヘッドの外に位置し、かつ前記２次集合部に接続された第２ヘッド外共通枝通路を含んでいる。前記第１ヘッド外共通枝通路は、前記第２ヘッド外共通枝通路よりも長い。前記多岐通路は、前記第１ヘッド外共通枝通路の第４流路方向における通路壁の一部もしくは全体を覆う第４中空層と、前記第２ヘッド外共通枝通路の第５流路方向における通路壁の一部を覆い、かつ、前記第４流路方向における前記第４中空層の長さと比べて短い前記第５流路方向の長さを有する第５中空層と、を備える。前記第４中空層を形成する壁は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形され、前記第５中空層を形成する壁は、前記第２ヘッド外共通枝通路の前記通路壁と同じ材料で連続して一体的に造形されている。
【００１７】
前記第４中空層は、前記第１ヘッド外共通枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っていてもよい。
【００１８】
前記第５中空層は、前記第２ヘッド外共通枝通路の前記通路壁の直線部もしくは実質的に直線となる部位を覆っていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の各態様によれば、排気ガスが１つに集まる集合部（２次集合部も含む）よりも上流において多岐通路（共通枝通路も含む）の一部の通路壁を覆うように中空層が設けられる。そして、中空層は、相対的に長い枝通路に対して優先的に設けられる。その結果、相対的に長い枝通路の通過に伴う排気ガスの温度低下を抑制することができる。これにより、中空層を多岐通路に全く備えていない構成と比べて、触媒装置が備える触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持とを実現し易くすることができる。そして、本発明の各態様によれば、多岐通路のすべての枝通路の全体までは中空層によって覆われない。これにより、多岐通路のすべての枝通路の全体を中空層で覆う構成とは異なり、触媒の活性確保の観点と高負荷運転中の触媒の過熱抑制の観点とをバランス良く考慮しつつ、触媒の温度管理をより適切に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図２】図１に示す中空層周りの構成を表した拡大図である。
【図３】中空層周りの構成を図２中のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の第１変形例に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１の第２変形例に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１の第３変形例に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１の第４変形例に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る内燃機関の構成を表した模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態８に係る内燃機関の構成を模式的に表した斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態９に係る内燃機関の構成を模式的に表した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関１０の構成を表した模式図である。図１に示す内燃機関１０は、３つの気筒１２＃１、１２＃２、１２＃３を有する直列３気筒型エンジンである。内燃機関１０は、これらの気筒１２からの排気ガスが流れる排気通路１４を備えている。以下の説明において、各気筒１２＃１〜１２＃３を区別する必要がない場合には、単に「気筒１２」と称することがある。なお、このように符合の記載が省略されるのは、気筒１２以外にも、＃１等の気筒番号を伴う符合が付される他の構成要素も同様である。
【００２３】
排気通路１４は、多岐通路１４ａと、共通通路１４ｂとを備えている。多岐通路１４ａは、３つの気筒１２にそれぞれ接続された３つの枝通路１６＃１、１６＃２、１６＃３と、これらの枝通路１６（すなわち、すべての枝通路１６）を流れる排気ガスが１つに集まる集合部１８とを有する。排気通路１４における集合部１８よりも下流側の部位が、共通通路１４ｂに相当する。共通通路１４ｂには、排気ガスを浄化する触媒装置２０（例えば、三元触媒を有する装置）が配置されている。なお、図１では、排気通路１４は、流路中心線によって模式的に表現されている。排気通路１４の流路長さは、流路中心線の長さによって特定することができる。
【００２４】
より具体的には、多岐通路１４ａは、シリンダヘッド２２内に形成された各気筒１２の排気ポート内（図示省略）の通路と、シリンダヘッド２２に接続された排気マニホールド（図示省略）内の通路とに相当する。枝通路１６＃１は、気筒（より詳細には、燃焼室）１２＃１との接続位置（すなわち、気筒１２＃１側の吸気ポート端）から集合部１８までの部位である。同様に、枝通路１６＃２は気筒１２＃２との接続位置から集合部１８までの部位であり、枝通路１６＃３は気筒１２＃３との接続位置から集合部１８までの部位である。
【００２５】
図１に示す多岐通路１４ａの例では、２つの気筒１２＃１、１２＃２からの排気ガスが集合部１８よりも上流側の位置Ｐ１において集まった後に、すべての気筒１２からの排気ガスが集合部１８の位置Ｐ２において１つに集まっている。したがって、この例では、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの区間は、枝通路１６＃１の一部であって枝通路１６＃２の一部にも相当する。すなわち、この例では、一部の複数の枝通路（１６＃１、１６＃２）の共通の枝通路が存在している。
【００２６】
図１に示す多岐通路１４ａの例では、気筒１２から集合部１８までの流路長さは、気筒１２＃１が最も長く、気筒１２＃２、１２＃３は同じ長さであって気筒１２＃１よりも短い。したがって、気筒１２＃１が本発明の「最長気筒」に相当し、気筒１２＃２、１２＃３が本発明の「最短気筒」に相当する。なお、この例では、最長気筒は１つであるが、多岐通路の構成次第では複数になり得る。
【００２７】
多岐通路１４ａは、中空層２４を備えている。図１では、破線によって囲まれた部位が中空層２４の形成範囲に相当する。図２は、図１に示す中空層２４周りの構成を表した拡大図である。図２に示すように、中空層２４は、最長気筒に相当する気筒１２＃１に接続された枝通路１６＃１の流路方向（本発明の「第１流路方向」に相当）における通路壁２６の一部を覆っている。より詳細には、図２に示す例では、中空層２４は、シリンダヘッド２２と排気マニホールドとの接続位置から位置Ｐ１（枝通路１６＃１と枝通路１６＃２との接続位置）の近傍までの範囲において枝通路１６＃１を覆うように設けられている。また、図２に示すように、中空層２４は、枝通路１６＃１の流路断面積を変化させることがないように形成されている。なお、以下の説明において、中空層の長さというときは、当該中空層によって覆われる枝通路の流路方向の長さを指しているものとする。
【００２８】
図３は、中空層２４周りの構成を図２中のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図３に示すように、枝通路１６＃１の断面形状は、一例として円形状であり、枝通路１６＃１を覆う中空層２４の断面形状は、枝通路１６＃１の断面形状と同心円状の円環形状である。このような中空層２４を有する多岐通路１４ａを構成する排気マニホールドは、例えば、３次元造形機を用いて造形することができる。本実施形態では、中空層２４を形成する壁（より詳細には、中空層２４の外壁）２８は、枝通路１６＃１の通路壁２６との間に接合部を有しておらず、通路壁２６と同じ材料（基本的には、金属材料）で連続して一体的に造形されている。枝通路の通路壁と当該通路壁を覆う中空層の壁とが同じ材料で連続して一体的に造形されていることは、通路壁２６および中空層２４の壁２８だけでなく、本出願に係る後述の他の例についても同様である。なお、中空層２４（後述の他の中空層も同様）は、一例として気層である。
【００２９】
一方、本実施形態では、多岐通路１４ａは、最短気筒に相当する気筒１２＃２、１２＃３に関しては、これらの気筒１２＃２、１２＃３にそれぞれ接続された枝通路１６＃２、１６＃３を覆う中空層を備えていない。すなわち、多岐通路１４ａでは、最長気筒１２＃１に対応する枝通路１６＃１に対してのみ中空層２４が備えられている。したがって、本実施形態では、多岐通路１４ａ（のすべての枝通路１６）の全体ではなく、その一部に中空層２４が設けられている。
【００３０】
図２を参照して説明した中空層２４の形成範囲は、一例として、次のような思想に基づいて決定されている。すなわち、中空層２４が設けられていると、それが設けられていない構成と比べて、枝通路１６＃１内を流れる排気ガスから外部への放熱を抑制することができる。このため、枝通路１６＃１の通過に伴う排気ガスの温度低下を抑制できるようになる。上記形成範囲（すなわち、枝通路１６＃１の流路方向における中空層２４の長さ）は、枝通路１６＃１から集合部１８に流入する排気ガスの温度を、中空層２４が設けられていない他の枝通路１６＃２、１６＃３から集合部１８に流入する排気ガスの温度に近づけられるように（換言すると、他の枝通路１６＃２、１６＃３からの排気ガスの温度と同等のレベルにまで高められるように）決定されている。
【００３１】
また、図２および図３に示すように、中空層２４には、枝通路１６＃１の通路壁２６と中空層２４の壁（外壁）２８とを接続する複数の支柱２９が形成されている。複数の支柱２９は、図２に示すように枝通路１６＃１の流路方向において所定間隔を置いて形成されており、図３に示すように枝通路１６＃１の断面の周方向においても所定間隔（一例として、９０°）を置いて形成されている。このように、通路壁２６と中空層２４の壁２８とを橋渡す複数の支柱２９を中空層２４内に設けておくことで、中空構造を有する多岐通路１４ａの強度を高めることができる。複数の支柱２９は、３次元造形機を利用することで、中空層２４の内部に任意の位置で容易に製造することができる。また、枝通路１６＃１の流路方向における支柱２９の設置間隔は、各支柱２９が枝通路１６＃１内の排気ガス中の縦波に起因する通路壁２６の共振点に位置するように決定してもよい。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の多岐通路１４ａによれば、気筒１２から集合部１８までの流路長さが最長となる気筒１２＃１に接続された枝通路１６＃１に対して、上述の構成を有する中空層２４が設けられている。一方、上記流路長さが最短となる気筒１２＃２、１２＃３に接続された枝通路１６＃２、１６＃３には、同様の中空層は設けられていない。上述のように、枝通路１６＃１は、流路長さが相対的に長いために集合部１８に流入する排気ガスの温度が相対的に低下し易い。枝通路１６＃１のために中空層２４を設けたことにより、枝通路１６＃１の通過に伴う排気ガスの温度低下を抑制できるようになる。これにより、中空層２４のような中空層を多岐通路１４ａに全く備えていない構成と比べて、触媒装置２０が備える触媒の早期活性化および活性状態の適切な維持とを実現し易くすることができる。そして、本実施形態によれば、多岐通路１４ａのすべての枝通路１６の全体までは中空層２４によって覆われない。これにより、多岐通路のすべての枝通路の全体を中空層で覆う構成とは異なり、触媒の活性確保の観点と高負荷運転中の触媒の過熱抑制の観点とをバランス良く考慮しつつ、触媒の温度管理をより適切に行えるようになる。
【００３３】
また、中空層２４の形成範囲は、上述の思想に基づいて決定されている。これにより、最長気筒１２＃１から集合部１８に流入する排気ガスの温度を他の気筒１２＃２、１２＃３から集合部１８に流入する排気ガスの温度に近づけることができる。換言すると、集合部１８において各気筒１２から集まる排気ガスの温度のばらつきを抑制することができる。つまり、集合部１８にて１つに集められた各気筒１２からの排気ガスの温度が、相対的に長い気筒１２＃１からの排気ガスの存在に起因して、最短気筒１２＃２、１２＃３からの排気ガスの温度相当の値から低下するのを抑制することができる。
【００３４】
さらに付け加えると、３Ｄ造形機による造形では、中空層２４の形成範囲が広くなると、材料費が増えるとともに、製造時間が増え、これに伴い製造に要するエネルギも増える。その結果、多岐通路１４ａの製造コストが増加してしまう。本実施形態によれば、中空層は多岐通路１４ａの一部に限って設けられている（すなわち、流路長さが相対的に長いために他と比べて必要性の高い枝通路１６＃１に中空層２４として設けられている）。このように、本実施形成では、中空層２４を設ける枝通路１６が適切に選択され、さらに、枝通路１６＃１における中空層２４の形成範囲が上述のように適切に決定されている。このため、３Ｄ造形機による多岐通路１４ａの製造コストを抑制しつつ、上述のように触媒の活性確保と高負荷運転中の触媒の過熱抑制とをバランス良く両立させられる。
【００３５】
ところで、最長気筒１２＃１に接続された枝通路１６＃１を覆うように設けられる中空層の形成範囲は、上述した実施の形態１の例のように決定されるものに限られず、例えば、以下の図４〜図６に示す例等のように決定されてもよい。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態１の第１変形例に係る内燃機関３０の構成を表した模式図である。図４に示す内燃機関３０の排気通路３２は、多岐通路３２ａを備えている。多岐通路３２ａにおいても、多岐通路１４ａと同様に、最長気筒１２＃１に接続された枝通路１６＃１にのみ中空層３４が設けられている。中空層３４は、図１に示す中空層２４よりも短く、シリンダヘッド２２側の枝通路１６＃１の端部から位置Ｐ１よりも上流側の位置にまで及ぶように形成されている。
【００３７】
次に、図５は、本発明の実施の形態１の第２変形例に係る内燃機関４０の構成を表した模式図である。図５に示す内燃機関４０の排気通路４２は、多岐通路４２ａを備えている。多岐通路４２ａでは、枝通路１６＃１にのみ設けられた中空層４４は、以下のように形成されている。すなわち、中空層４４は、図１に示す中空層２４よりも短い点は図４に示す中空層３４と同じであるが、シリンダヘッド２２側の枝通路１６＃１の端部よりも下流側の位置から位置Ｐ１にまで及ぶように形成されている。
【００３８】
次に、図６は、本発明の実施の形態１の第３変形例に係る内燃機関５０の構成を表した模式図である。図６に示す内燃機関５０の排気通路５２は、多岐通路５２ａを備えている。多岐通路５２ａでは、枝通路１６＃１にのみ設けられた中空層５４は、以下のように形成されている。すなわち、中空層５４は、図１に示す中空層２４よりも長く、シリンダヘッド２２への排気マニホールドの接続位置から集合部１８（位置Ｐ２）にまで及ぶように形成されている。すなわち、中空層５４は、枝通路１６＃１において排気マニホールド内の通路として構成される部位の全体に（より詳細には、枝通路１６＃１と枝通路１６＃２との共通の枝通路に相当する区間（Ｐ１−Ｐ２）にまで及ぶように）形成されている。
【００３９】
また、ここでは図示を省略するが、最長気筒１２＃１に対応する枝通路１６＃１を覆う中空層は、枝通路１６＃１におけるシリンダヘッド２２内の部位（つまり、排気ポート内の通路）も含め、気筒１２＃１から集合部１８までの枝通路１６＃１の全体を覆うように形成されてもよい。この構成例では、中空層の周りの部位を、例えば３次元造形機を用いて造形すればよい。より具体的には、排気マニホールドと、シリンダヘッド２２における少なくとも排気ポート周りの部位とを３次元造形機を用いて個別に造形すればよい。この場合には、排気マニホールド内の枝通路の通路壁とその周囲を覆う中空層の壁とが同じ材料Ｘで連続して一体的に造形され、かつ、シリンダヘッド２２内の枝通路の通路壁とその周囲を覆う中空層の壁とが同じ材料Ｙで連続して一体的に造形されることになる。なお、材料Ｘと材料Ｙとは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４０】
以上の図４〜図６に示す例および図示省略する上記の例のように、枝通路１６＃１を覆う中空層の形成範囲は、中空層の適用対象となる内燃機関１０の仕様および搭載環境等を考慮して、実施の形態１で説明した思想に基づいて適切に設定するのがよい。
【００４１】
さらに、図７は、本発明の実施の形態１の第４変形例に係る内燃機関６０の構成を表した模式図である。図７に示す内燃機関６０の排気通路６２は、多岐通路６２ａを備えている。この例では、多岐通路６２ａの全体がシリンダヘッド６４内に形成されている。多岐通路６２ａにおいても、気筒１２＃１に接続された枝通路６６＃１を覆うように中空層６８が形成されている。中空層６８は、その全体がシリンダヘッド６４内に形成されている。中空層６８の形成範囲は、図７に示す一例に限られず、実施の形態１で説明した思想に基づいて適宜調整すればよい。中空層６８は、シリンダヘッド６４における少なくとも枝通路６６＃１周りの部位を例えば３次元造形を用いて造形することによって適切に形成することができる。なお、図１に示す例と図７に示す例との関係と同様に、後述の実施の形態２〜７、９に記載の多岐通路７２ａ等についても、それらの全体がシリンダヘッド内に形成されてもよい。
【００４２】
実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図８は、本発明の実施の形態２に係る内燃機関７０の構成を表した模式図である。なお、実施の形態２以降の例において中空層周りの通路壁および中空層の壁（外壁）は、例えば、上記図２、３に示すように同様に３次元造形機を用いて造形することができる。このため、これらの例においては、中空層周りの通路壁および中空層の壁の図示およびその説明を省略もしくは簡略する。
【００４３】
図８に示す内燃機関７０の排気通路７２は、３つの枝通路７４＃１、７４＃２、７４＃３を有する多岐通路７２ａを備えている。３つの枝通路７４からの排気ガスは、集合部７６において一度に１つに集まっている。内燃機関７０では、３つの枝通路７４の長さが互いに異なっている。より詳細には、図８に示すように、枝通路７４＃１が最も長く、７４＃２、７４＃３という順でこれに続く。このため、この例では、気筒１２＃１が「最長気筒」に相当し、気筒１２＃３が「最短気筒」に相当する。そして、中央の気筒１２＃２は、集合部１８までの流路長さが最長気筒１２＃１よりも短くかつ最短気筒１２＃３よりも長い「中間気筒」に相当する。
【００４４】
図８に示す多岐通路７２ａは、実施の形態１とは異なり、最長気筒１２＃１に対応する枝通路７４＃１を覆う中空層７８＃１だけでなく、中間気筒１２＃２に対応する枝通路７４＃２の流路方向（本発明の「第３流路方向」に相当）における通路壁（図示省略）の一部を覆う中空層７８＃２（本発明における「第３中空層」に相当）をも備えている。最長気筒１２＃１に対応する中空層７８＃１の長さは、一例として、図１に示す中空層２４と同様である。中間気筒１２＃２に対応する中空層７８＃２は、最長気筒１２＃１に対応する中空層７８＃１よりも短い長さで枝通路７４＃２の一部を覆うように形成されている。最短気筒１２＃３に対応する枝通路７４＃３には、同様の中空層は設けられていない。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の多岐通路７２ａによれば、最長気筒１２＃１と中間気筒１２＃２とに関して、枝通路７４が長いほど長くなるという条件を満たしつつ中空層７８＃１、７８＃２が設けられている。これにより、枝通路７４が長いほど、枝通路７４の通過に伴う排気ガスの温度低下をより大きく抑制することができる。そして、上記条件を満たしつつ実施の形態１で説明した思想に基づいて各中空層７８の長さを適切に選定することで、最長気筒１２＃１および中間気筒１２＃２から集合部７６にそれぞれ到達する排気ガスの温度を、最短気筒１２＃３から集合部７６に到達する排気ガスの温度に近づけられる構成を実現することができる。
【００４６】
実施の形態３．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態３に係る内燃機関８０の構成を表した模式図である。図９に示す内燃機関８０は、４つの気筒８２＃１、８２＃２、８２＃３、８２＃４を有する直列４気筒型エンジンである。内燃機関８０の排気通路８４は、多岐通路８４ａを備えている。多岐通路８４ａは、各気筒８２にそれぞれ接続された４つの枝通路８６＃１、８６＃２、８６＃３、８６＃４を有する。
【００４８】
４つの枝通路８６からの排気ガスは、集合部８８において一度に１つに集まっている。４つの枝通路８６の長さは互いに異なっている。より詳細には、図９に示すように、枝通路８６＃１が最も長く、８６＃２、８６＃３、８６＃４という順でこれに続く。したがって、内燃機関８０は、最長気筒８２＃１および最短気筒８２＃４とともに、複数（一例として、２つ）の中間気筒８２＃２、８２＃３を有している。
【００４９】
そのうえで、図９に示す多岐通路８４ａは、最長気筒８２＃１および２つの中間気筒８２＃２、８２＃３のそれぞれに対応する中空層９０＃１、９０＃２、９０＃３を備えている。これらの中空層９０の長さは、枝通路８６の長さに比例している。すなわち、各中空層９０の形成範囲の基本的な考え方は、実施の形態２と同様である。ただし、多岐通路８４ａは２つの中間気筒８２＃２、８２＃３を有している。このため、相対的に長い枝通路８６＃２を覆う中空層９０＃２が、相対的に短い枝通路８６＃３を覆う中空層９０＃３よりも長くなっている。
【００５０】
以上説明した本実施形態の多岐通路８４ａによれば、枝通路８６の長さの異なる複数（２つ）の中間気筒８２＃２、８２＃３を有する内燃機関８０において、枝通路８６が長いほど、枝通路８６の通過に伴う排気ガスの温度低下をより大きく抑制することができる。その他、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
実施の形態４．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
【００５２】
図１０は、本発明の実施の形態４に係る内燃機関１００の構成を表した模式図である。図１０に示す内燃機関１００は、２つの気筒１０２＃１、１０２＃２を有する直列２気筒型エンジンである。内燃機関１００の排気通路１０４は、多岐通路１０４ａを備えている。多岐通路１０４ａは、各気筒１０２にそれぞれ接続された２つの枝通路１０６＃１、１０６＃２を有する。２つの枝通路１０６からの排気ガスは、集合部１０８において１つに集まっている。枝通路１０６＃１は、枝通路１０６＃２よりも長い。したがって、内燃機関１００では、気筒１０２＃１が最長気筒に該当し、気筒１０２＃２が最短気筒に該当する。
【００５３】
そのうえで、図１０に示す多岐通路１０４ａは、実施の形態１〜３とは異なり、最長気筒１０２＃１に対応する中空層１１０＃１だけでなく、最短気筒１０２＃２に対応する中空層１１０＃２（本発明における「第２中空層」に相当）をも備えている。相対的に短い枝通路１０６＃２の流路方向（本発明の「第２流路方向」に相当）における通路壁（図示省略）の一部を覆う中空層１１０＃２は、相対的に長い枝通路１０６＃１を覆う中空層１１０＃１よりも短く形成されている。
【００５４】
実施の形態１の多岐通路１４ａでは（実施の形態２、３も同様）、最短気筒１２＃２、１２＃３から集合部１８に到達するまでの排気ガスの温度低下は許容されている（すなわち、温度低下への対策がなされない）。これに対し、以上説明した本実施形態の多岐通路１０４ａによれば、中空層１１０＃１が中空層１１０＃２よりも長いという条件を満たしている。このため、最長気筒１０２＃１から集合部１０８に流入するまでの排気ガスの温度低下の方が、他方の排気ガスのそれよりも大きく抑制されることになる。しかしながら、本実施形態では、最短気筒１０２＃２からの排気ガスの温度低下の抑制も行われる。その結果、最短気筒１０２＃２から集合部１０８に流入する排気ガスの温度は、中空層１１０＃２を備えない例と比べて高くなる。したがって、最短気筒１０２＃２に対応する中空層１１０＃２を備える本実施形態の構成によれば、上記条件を満たしつつ各中空層１１０の長さを適切に選定することで、最短気筒１０２＃２から流入する排気ガスによって最長気筒１０２＃１からの排気ガスの温度低下を補わせることが可能となる。また、２つの中空層１１０は、多岐通路１０４ａのすべての枝通路１０６の全体にまで及ぶようには形成されていない。このため、本実施形態の構成によっても、触媒の活性確保と高負荷運転中の触媒の過熱抑制とをバランス良く両立させられる。
【００５５】
実施の形態５．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
【００５６】
図１１は、本発明の実施の形態５に係る内燃機関１２０の構成を表した模式図である。図１１に示す内燃機関１２０の排気通路１２２は、多岐通路１２２ａを備えている。多岐通路１２２ａが有する３つの枝通路１２４は、枝通路１２４＃１、１２４＃２、１２４＃３の順で長い。この多岐通路１２２ａと実施の形態４の多岐通路１０４ａとの相違点は、次の通りである。すなわち、内燃機関１２０は、内燃機関１００と異なり、中間気筒１２＃２を備えている。そこで、多岐通路１２２ａでは、中間気筒１２＃２に接続された枝通路１２４＃２の存在を考慮し、各枝通路１２４を覆う中空層１２６＃１、１２６＃２、１２６＃３は、枝通路１２４＃１、１２４＃２、１２４＃３の長さに比例して長くなるように形成されている。
【００５７】
以上説明した本実施形態の多岐通路１２２ａによれば、枝通路１２４が長いほど中空層１２６が長いという条件を満たしているので、各気筒１２から集合部７６に流入するまでの排気ガスの温度低下の程度は、最長気筒１２＃１において最も高く、次いで、中間気筒１２＃２、最短気筒１２＃３という順となる。このように、本実施形態においても、実施の形態４と同様に、最短気筒１２＃３に対応する中空層１２６＃３を備えている。このため、上記条件を満たしつつ各中空層１２６の長さを適切に選定することで、最短気筒１２＃３から流入する排気ガスによって最長気筒１２＃１および中間気筒１２＃３からの排気ガスの温度低下を補わせることができる。その他、実施の形態４と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
実施の形態６．
次に、図１２を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
【００５９】
図１２は、本発明の実施の形態６に係る内燃機関１３０の構成を表した模式図である。図１２に示す内燃機関１３０の排気通路１３２は、多岐通路１３２ａを備えている。多岐通路１３２ａが有する４つの枝通路１３４は、枝通路１３４＃１、１３４＃２、１３４＃３、１３４＃４の順で長い。この多岐通路１３２ａと実施の形態５の多岐通路１２２ａとの相違点は、次の通りである。すなわち、内燃機関１３０は、内燃機関１２０と異なり、複数（一例として、２つ）の中間気筒８２＃２、８２＃３を備えている。そこで、多岐通路１３２ａでは、２つの中間気筒８２＃２、８２＃３に接続された枝通路１３４＃２、１３４＃３の存在を考慮し、各枝通路１３４を覆う中空層１３６＃１、１３６＃２、１３６＃３、１３６＃４は、枝通路１３４＃１、１３４＃２、１３４＃３、１３４＃４の長さに比例して長くなるという条件を満たしつつ形成されている。
【００６０】
以上説明した本実施形態の多岐通路１３２ａにおいても、実施の形態４、５と同様に、最短気筒８２＃４に対応する中空層１３６＃４を備えている。このため、上記条件を満たしつつ各中空層１３６の長さを適切に選定することで、最短気筒８２＃４から流入する排気ガスによって最長気筒８２＃１および中間気筒８２＃２、８２＃３からの排気ガスの温度低下を補わせることができる。その他、実施の形態５と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
実施の形態７．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
【００６２】
図１３は、本発明の実施の形態７に係る内燃機関１４０の構成を表した模式図である。図１３に示す内燃機関１４０の排気通路１４２は、多岐通路１４２ａを備えている。多岐通路１４２ａは、２つの１次多岐通路１４４＃１４、１４４＃２３と、１つの２次多岐通路１４６とを有している。
【００６３】
１次多岐通路１４４＃１４は、第１気筒群（気筒８２＃１、８２＃４）からの排気ガスが流れる通路であって、当該排気ガスが１つに集まる１次集合部１４８＃１４を有する。もう一方の１次多岐通路１４４＃２３は、第２気筒群（気筒８２＃２、８２＃３）からの排気ガスが流れる通路であって、当該排気ガスが１つに集まる１次集合部１４８＃２３を有する。
【００６４】
２次多岐通路１４６は、１次集合部１４８＃１４に接続された共通枝通路１５０＃１４と、１次集合部１４８＃２３に接続された共通枝通路１５０＃２３と、共通枝通路１５０＃１４と共通枝通路１５０＃２３とが集合する２次集合部１５２とを含む。すべての気筒８２からの排気ガスは、この２次集合部１５２において１つに集まる。
【００６５】
図１３に示す例では、２つの１次多岐通路１４４＃１４、１４４＃２３は、シリンダヘッド１５４内に形成されている。一方、２次多岐通路１４６は、シリンダヘッド１５４に接続される排気マニホールド（図示省略）内の通路として形成されている。なお、触媒装置２０が配置された共通通路１４ｂは、２次集合部１５２よりも下流側に位置している。
【００６６】
上述の構成を有する多岐通路１４２ａにおいて、気筒８２から２次集合部１５２までの流路長さを気筒間で比較すると次のようになる。すなわち、まず、気筒８２から１次集合部１４８までの流路長さは、図１３に示すように、第１気筒群（気筒８２＃１、８２＃４）の方が第２気筒群（気筒８２＃２、８２＃３）よりも長い。また、１次集合部１４８＃１４、１４８＃２３のそれぞれから２次集合部１５２までの流路長さ（すなわち、共通枝通路１５０＃１４および共通枝通路１５０＃２３のそれぞれの流路長さ）は図１３に示す例では同等である。したがって、第１気筒群から２次集合部１５２までの流路長さの方が他方よりも長くなっている。
【００６７】
以上のことから、本実施形態では、第１気筒群に属する気筒８２＃１、８２＃４が最長気筒に該当し、第２気筒群に属する気筒８２＃２、８２＃３が最短気筒に該当する。そこで、本実施形態では、図１３に示すように、第１気筒群の１次多岐通路１４４＃１４中の各枝通路１５６＃１、１５６＃４を覆うように中空層１５８＃１、１５８＃４がそれぞれ設けられている。そして、第２気筒群の１次多岐通路１４４＃２３および共通枝通路１５０＃２３には、同様の中空層は設けられていない。なお、中空層１５８の形成範囲の考え方は、実施の形態１と同様である。
【００６８】
以上説明した本実施形態の多岐通路１４２ａによっても、気筒８２から２次集合部（最終的に排気ガスが１つに集まる部位）１５２までの流路長さが相対的に長くなる最長気筒８２＃１、８２＃４を対象として、排気ガスの温度低下を抑制することができる。このため、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
ところで、上述した実施の形態７においては、最長気筒８２＃１、８２＃４における１次多岐通路１４４＃１４に対して中空層１５８が設けられている。しかしながら、このような中空層１５８が設けられる部位は、１次多岐通路１４４＃１４に代え、あるいはそれとともに、１次集合部１４８＃１４よりも下流側の共通枝通路１５０＃１４であってもよい。
【００７０】
また、図１３に示す流路構成を有する多岐通路１４２ａに対して、実施の形態４と同様の思想を適用してもよい。すなわち、最長気筒（第１気筒群）に対応する中空層１５８だけでなく、中空層１５８よりも短いことを条件として最短気筒（第２気筒群）に対応する中空層が設けられてもよい。
【００７１】
実施の形態８．
次に、図１４を参照して、本発明の実施の形態８について説明する。
【００７２】
図１４は、本発明の実施の形態８に係る内燃機関１６０の構成を模式的に表した斜視図である。図１４に示す内燃機関１６０の排気通路１６２は、多岐通路１６２ａを備えている。多岐通路１６２ａは、２つの１次多岐通路１４４＃１４、１４４＃２３（図１３に示す内燃機関１４０と同じ）と、１つの２次多岐通路１６４とを有している。
【００７３】
シリンダヘッド１５４の側面には、１次集合部１４８＃１４および１次集合部１４８＃２３がそれぞれ開口している。２次多岐通路１６４は、１次集合部１４８＃１４に接続された共通枝通路１６６＃１４と、１次集合部１４８＃２３に接続された共通枝通路１６６＃２３と、共通枝通路１６６＃１４と共通枝通路１６６＃２３とが集合する２次集合部１６８とを含む。
【００７４】
既述したように、２つの１次多岐通路１４４＃１４、１４４＃２３は、シリンダヘッド１５４内に形成されている。一方、図１４に示す例では、２次多岐通路１６４の全体が、シリンダヘッド１５４に接続される排気マニホールド（図示省略）内の通路として形成されている。したがって、共通枝通路１６６＃２３が本発明における「第１ヘッド外共通枝通路」に相当し、共通枝通路１６６＃１４が本発明における「第２ヘッド外共通枝通路」に相当する。なお、共通枝通路の一部がシリンダヘッド内に存在する場合には、当該共通枝通路における残り部位が第１または第２ヘッド外共通枝通路に相当することになる。
【００７５】
図１４に示すように、多岐通路１６２ａでは、共通枝通路１６６＃２３は、共通枝通路１６６＃１４よりも長い。そこで、本実施形態では、図１４に示すように、共通枝通路１６６＃２３の流路方向（本発明の「第４流路方向」に相当）における通路壁（図示省略）の一部を覆うように中空層１７０（本発明における「第４中空層」に相当）が設けられている。そして、共通枝通路１６６＃１４には、同様の中空層は設けられていない。なお、中空層１７０の形成範囲の考え方は、実施の形態１と同様である。したがって、図１４に示す例とは異なり、必要に応じて、共通枝通路１６６＃２３の全体が中空層によって覆われてもよい。
【００７６】
以上説明した本実施形態の多岐通路１６２ａによれば、シリンダヘッド１５４の外に位置する共通枝通路１６６＃２３、１６６＃１４の長さの違いに着目して、相対的に長い共通枝通路１６６＃２３を対象として、排気ガスの温度低下を抑制することができる。また、本実施形態においても、多岐通路１６２ａの全体までを中空層によって覆っていない。したがって、本実施形態の多岐通路１６２ａによっても、触媒の活性確保の観点と高負荷運転中の触媒の過熱抑制の観点とをバランス良く考慮しつつ、触媒の温度管理をより適切に行えるようになる。
【００７７】
さらに付け加えると、多岐通路１６２ａを流れる排気ガスから外部への放熱のし易さは、シリンダヘッド１５４の内と外とで異なるといえる。したがって、気筒からの流路長さで評価する上述の実施の形態１〜７とは異なり、本実施形態のように、シリンダヘッド１５４の外の流路長さに基づいて中空層の設置部位を選定することにも意義があるといえる。
【００７８】
また、図１４に示す流路構成を有する多岐通路１６２ａに対して、実施の形態４と同様の思想を適用してもよい。すなわち、共通枝通路１６６＃２３だけでなく、中空層１７０よりも短いことを条件として共通枝通路１６６＃１４の流路方向（本発明の「第５流路方向」に相当）における通路壁（図示省略）の一部を覆う中空層（図示省略；本発明における「第５中空層」に相当）が設けられてもよい。
【００７９】
実施の形態９．
次に、図１５を参照して、本発明の実施の形態９について説明する。
【００８０】
図１５は、本発明の実施の形態９に係る内燃機関１８０の構成を模式的に表した斜視図である。図１５に示す内燃機関１８０の排気通路１８２は、多岐通路１８２ａを備えている。多岐通路１８２ａが有する３つの枝通路は、図１１に示す内燃機関１２０の３つの枝通路１２４と同じである。すなわち、これらの枝通路１２４の長さは、枝通路１２４＃１、１２４＃２、１２４＃３の順で長い。
【００８１】
本実施形態では、枝通路の通路壁の一部を中空層によって覆う構成における当該中空層の設置位置の選定手法に特徴を有している。すなわち、図１５に示す多岐通路１８２ａの曲がり部１８４のように、多岐通路の枝通路には曲がり部が存在することがある。曲がり部では、流線が乱れて排気ガスの流れによどみが生じ易くなる。このため、曲がり部では、直線部と比べて高温になり易い。換言すると、曲がり部は、直線部と比べて、排気ガスの温度が低下しにくい。中空層は、このように排気ガスの温度が低下しにくい曲がり部よりも、排気ガスの温度が低下し易い直線部もしくは実質的に直線となる部位（すなわち、直線部に準ずる部位）に設けた方が効果的であると考えられる。
【００８２】
そこで、多岐通路１８２ａには、一例として、最長気筒１２＃１に対応する枝通路１２４＃１の一部を覆うための中空層１８６＃１と、中間気筒１２＃２に対応する枝通路１２４＃２の一部を覆うための中空層１８６＃２とが設けられる。本実施形態では、これらの中空層１８６を設ける際に曲がり部１８４の存在を考慮して次のような配慮がなされる。すなわち、図１５に示すように、中空層１８６＃１、１８６＃２は、曲がり部１８４を避けて、直線部に設けられている。一例として、流路長さの長い枝通路１２４＃１のための中空層１８６＃１は、枝通路１２４＃１の２か所の直線部に分割して設けられている。中空層１８６＃２は、枝通路１２４＃２の１か所の直線部に設けられている。なお、中空層１８６は、実質的に直線となる部位に設けられてもよい。
【００８３】
以上説明した本実施形態の多岐通路１８２ａによれば、中空層１８６が枝通路１２４の曲がり部１８４を避けて、曲がり部１８４と比べて排気ガスの温度低下し易い直線部に設けられている。これにより、中空層１８６の設置による多岐通路１８２ａの保温性の向上をより効果的に行えるようになる。
【００８４】
また、枝通路の曲がり部の存在を考慮して中空層の設置部位を選定するという上述の手法は、本実施形態における最長気筒１２＃１に対応する中空層１８６＃１（本発明における「第１中空層」に相当）および中間気筒１２＃２に対応する中空層１８６＃２（本発明における「第３中空層」に相当）以外に、これまで説明してきた他の中空層に対しても適用してもよい。具体的には、上述の手法は、例えば、図１０に示す最短気筒１０２＃２に対応する中空層１１０＃２（本発明における「第２中空層」に相当）、および、図１４に示す共通枝通路１６６＃２３に対応する中空層１７０（本発明における「第４中空層」に相当）にも適用してもよい。また、上述の手法は、図１４に示す共通枝通路１６６＃１４に対して中空層が設けられる場合には、当該中空層（本発明における「第５中空層」に相当）にも適用してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１００、１２０、１３０、１４０、１６０、１８０  内燃機関
１２、８２、１０２  気筒
１４、３２、４２、５２、６２、７２、８４、１０４、１２２、１３２、１４２、１６２、１８２  排気通路
１４ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ、８４ａ、１０４ａ、１２２ａ、１３２ａ、１４２ａ、１６２ａ、１８２ａ  多岐通路
１４ｂ  共通通路
１６、６６＃１、７４、８６、１０６、１２４、１３４、１５６＃１、１５６＃４  枝通路
１８、７６、８８、１０８  集合部
２０  触媒装置
２２、６４、１５４  シリンダヘッド
２４、３４、４４、５４、６８、７８、９０、１１０、１２６、１３６、１５８、１７０、１８６  中空層
２６  通路壁
２８  中空層の壁
２９  支柱
１４４＃１４、１１４＃２３  １次多岐通路
１４６、１６４  ２次多岐通路
１４８  １次集合部
１５０＃１４、１５０＃２３、１６６＃１４、１６６＃２３  共通枝通路
１５２、１６８  ２次集合部
１８４  曲がり部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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