(57)【要約】【課題】コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入を抑制することができるエンジンの排気装置を提供する。【解決手段】＃１，＃４気筒の各排気ポートには＃１，＃４排気管３１，３４が接続されている。＃１，＃４排気管３１，３４は、パイプ部材から構成されている。＃２，＃３気筒の各排気ポートに接続される＃２，＃３排気管は、筒状部材４１を以って構成されている。筒状部材４１は、合流筒部３８と下流筒部３９とを有する。＃１排気管３１の先端部３１ｃは下流筒部３９のＺ方向中程まで挿入されている。下流筒部３９には、＃１排気管３１における先端部３１ｃの先端側開口部３１ｂに相当する部分に、容積部３９ｄが設けられている。＃１排気管３１からの排気ガスは、容積部３９ｄで流速が低減される。下流筒部３９の触媒側開口部３９ａには、触媒が接続されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が直列に配列されてなるエンジンの排気ポートに接続され、排気ガスの流れ方向の下流端部に排気浄化装置が接続されたエンジンの排気装置において、
前記複数の気筒の内の一の気筒の排気ポートに接続された第１排気管と、
前記複数の気筒の内に前記一の気筒を除く、少なくとも２つの気筒の気筒の排気ポートに接続された複数の第２排気管と、
を備え、
前記第１排気管は、パイプ部材を以って構成されており、
前記複数の第２排気管は、少なくとも一部の板材がプレス成形されてなる複数の板材により形成され、内方で当該複数の第２排気管からの排気ガスが合流する筒状部材を以って構成されており、
前記排気浄化装置は、前記筒状部材における前記排気ガスの流れ方向の下流端部に設けられた開口部に接続されているとともに、前記複数の気筒の配列方向に延びるように配されており、
前記第１排気管の先端部は、前記筒状部材における前記複数の第２排気管からの排気ガスが合流する箇所よりも前記排気ガスの流れ方向の下流側まで挿入されており、
前記筒状部材には、前記第１排気管における前記先端部の開口部が位置する部分に、当該第１排気管からの排気ガスの流速を低減する流速低減部が設けられている、
エンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの排気装置であって、
前記流速低減部は、前記筒状部材の壁部の一部領域が筒外方に向けて膨出され、当該膨出された部分の内方に形成され、前記第１排気管からの排気ガスを一旦滞留させる空間領域である、
エンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの排気装置であって、
前記第１排気管は、前記複数の気筒の内の前記配列の方向の一端に配された第１気筒の排気ポートに接続された排気管であり、前記先端部の開口部が下方を向いている、
エンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンの排気装置であって、
前記第１排気管の先端部は、当該先端部の管軸が、鉛直軸に対して、前記膨出の方向に向けて曲折されている、
エンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のエンジンの排気装置であって、
前記筒状部材は、前記複数の第２排気管からの排気ガスが合流する合流筒部と、当該合流筒部に対して連通口部を介して連続し、前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられた下流筒部と、を有し、
前記下流筒部は、前記配列の方向において、前記複数の気筒の中心よりも前記一端の側にオフセット配置されており、
前記第１排気管の先端部は、前記連通口部を通過して前記下流筒部に達する位置に配されている、
エンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンの排気装置であって、
前記第１排気管は、前記連通口部に対して、当該連通口部の中心よりも前記一端の側にオフセットした位置を通過している、
エンジンの排気装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のエンジンの排気装置であって、
前記複数の第２排気管は、前記複数の気筒の内の前記配列の方向で前記第１気筒に続く第２気筒及び第３気筒の各排気ポートに接続された排気管である、
エンジンの排気装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエンジンの排気装置であって、
前記エンジンは、４気筒のエンジンであり、
前記複数の気筒の内の前記配列の方向の他端に配された第４気筒の排気ポートに接続された第４排気管を、更に備え、
前記第４排気管は、パイプ部材を以って構成されており、
前記第４排気管の先端部は、当該先端部の開口部が前記合流筒部の内方に位置するように、前記合流筒部に挿入されている、
エンジンの排気装置。
【請求項９】
請求項５から請求項８の何れかに記載のエンジンの排気装置であって、
前記合流筒部は、前記配列の方向に延び、
前記下流筒部は、前記配列の方向における前記一端の側の領域で、上下方向に延び、
前記排気浄化装置が接続される前記開口部は、前記下流筒部の下部において、前記配列の方向の他端の側を向くように設けられており、
前記排気浄化装置は、前記合流筒部の下方に配されている、
エンジンの排気装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れかに記載のエンジンの排気装置であって、
前記筒状部材には、前記流速低減部を挟んだ前記第１排気管の前記先端部とは反対側となる部分にセンサヘッドが位置するように、排気ガスセンサが取り付けられている、
エンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気装置に関し、特に、多気筒エンジンの排気ポートに接合される排気管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの各排気ポートには、排気管が接続されている。そして、排気管に対して、排気ガスの流れ方向の下流側には、触媒等の排気浄化装置が接続されている。
【０００３】
従来技術では、例えば、４気筒エンジンの各排気ポートに接続された排気管は、２本の管に集合され、その下流側で１本の管に集合される構成が採用されていた。排気浄化装置は、１本に集合された管の下流端に接続されている。
【０００４】
ところで、自動車等の車両のエンジン及びその周辺構成の更なるコンパクト化の要望に応えるために、各排気ポートに接続された複数の排気管を、直接、１本に集合することが検討されている（特許文献１，２）。
【０００５】
特許文献１，２では、各排気ポートに接続された複数の排気管の内、プレス加工を施した複数枚の板材の組み合わせで形成された筒状部材を以って一部の排気管を構成し、パイプ部材で構成した他の排気管の先端部を筒状部材の内方に挿入した排気装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−６４６１６号公報
【特許文献２】特開２００７−９２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、エンジンの周辺構成の更なるコンパクト化をすすめようとする場合には、排気干渉の問題及び排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入の問題が懸念される。具体的には、上記特許文献１，２の技術では、複数の排気管を同じ個所で集合させると排気干渉の問題が生じる。
【０００８】
また、エンジンの周辺構成の更なるコンパクト化をすすめるために、排気浄化装置を複数の排気管が配された部分の下方に配するような場合には、当該排気浄化装置に接続される管を曲折させることが必要となる。このような場合には、管内においては、曲折の外周側を通る排気ガスの流量が、内周側を通る排気ガスの流量よりも高くなることとなる。よって、排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入の問題が生じ、排気浄化装置の早期の性能低下を招くおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入を抑制することができるエンジンの排気装置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】
【００１０】
本発明の一態様に係るエンジンの排気装置は、複数の気筒が直列に配列されてなるエンジンの排気ポートに接続され、排気ガスの流れ方向の下流端部に排気浄化装置が接続されたエンジンの排気装置において、前記複数の気筒の内の一の気筒の排気ポートに接続された第１排気管と、前記複数の気筒の内に前記一の気筒を除く、少なくとも２つの気筒の排気ポートに接続された複数の第２排気管と、を備え、前記第１排気管は、パイプ部材を以って構成されており、前記複数の第２排気管は、少なくとも一部の板材がプレス成形されてなる複数の板材により形成され、内方で当該複数の第２排気管からの排気ガスが合流する筒状部材を以って構成されており、前記排気浄化装置は、前記筒状部材における前記排気ガスの流れ方向の下流端部に設けられた開口部に接続されているとともに、前記複数の気筒の配列方向に延びるように配されており、前記第１排気管の先端部は、前記筒状部材における前記複数の第２排気管からの排気ガスが合流する箇所よりも前記排気ガスの流れ方向の下流側まで挿入されており、前記筒状部材には、前記第１排気管における前記先端部の開口部が位置する部分に、当該第１排気管からの排気ガスの流速を低減する流速低減部が設けられている。
【００１１】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、パイプ部材で構成した第１排気管と、筒状部材を以って構成した複数の第２排気管とを備えるので、全ての排気管をパイプ部材で構成する場合や全ての排気管を筒状部材で構成する場合に比べて、排気装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１２】
具体的に、全ての排気管をパイプ部材で形成しようとする場合には、パイプ部材の曲げや溶接などの製造面での制約により、上記態様のように排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
【００１３】
また、筒状部材で排気管を構成する場合には、管の急激な曲り部分を形成することが困難であるので、全ての排気管を筒状部材で形成しようとする場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。また、筒状部材で全ての排気管を構成しようとする場合には、排気管同士を区画するための仕切部の幅をある程度確保することが必要となるので、これによっても全ての排気管を筒状部材で構成しようとする場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
【００１４】
また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、第１排気管の先端部が、筒状部材における複数の第２排気管からの排気ガスが合流する箇所よりも排気ガスの流れ方向の下流側まで挿入されているので、少なくとも第１排気管からの排気ガスと、複数の第２排気管からの排気ガスとの間での排気干渉を抑制することができる。
【００１５】
さらに、上記態様に係るエンジンの排気装置では、筒状部材に流速低減部が設けられており、当該流速低減部で第１排気管からの排気ガスの流速が低減されるので、筒状部材に先端部が挿入された第１排気管からの排気ガスに起因する排気浄化装置に対する偏った排気ガスの導入が抑制される。
【００１６】
従って、上記態様に係るエンジンの排気装置では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入を抑制することができる。
【００１７】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記流速低減部は、前記筒状部材の壁部の一部領域が筒外方に向けて膨出され、当該膨出された部分の内方に形成され、前記第１排気管からの排気ガスを一旦滞留させる空間領域である。
【００１８】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、流速低減部として上記排気ガスを一旦滞留させる空間領域を形成しているので、簡易な構成を以って第１排気管からの排気ガスの流速の低減を図ることができ、排気浄化装置への偏った排気ガスの導入を抑制することができる。
【００１９】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記第１排気管は、前記複数の気筒の内の前記配列の方向の一端に配された第１気筒の排気ポートに接続された排気管であり、前記先端部の開口部が下方を向いている。
【００２０】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、第１排気管が気筒列方向（上記配列の方向）の一端に配された第１気筒の排気ポートに接続された排気管としており、これより筒状部材は、気筒列方向の中央側又は他端側から上記一端の側に向けて延設されることとなる。そして、上述のように、第１排気管の先端部が筒状部材の内方に挿入されていることから、少なくとも第１排気管からの排気ガスは、筒状部材の上記一端の側の壁内面に沿って流動しようとする。
【００２１】
これに対して、本態様では、流速低減部を設けることで、排気浄化装置への偏った排気ガスの導入を抑制することができる。
【００２２】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記第１排気管の先端部は、当該先端部の管軸が、鉛直軸に対して、前記膨出の方向に向けて曲折されている。
【００２３】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、第１排気管の先端部が上記膨出の方向に向けて曲折されているので、当該第１排気管からの排気ガスが流速低減部に向けて導出され、効果的に流速の低減を図ることができる。
【００２４】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記筒状部材は、前記複数の第２排気管からの排気ガスが合流する合流筒部と、当該合流筒部に対して連通口部を介して連続し、前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられた下流筒部と、を有し、前記下流筒部は、前記配列の方向において、前記複数の気筒の中心よりも前記一端の側にオフセット配置されており、前記第１排気管の先端部は、前記連通口部を通過して前記下流筒部に達する位置に配されている。
【００２５】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、複数の第２排気管からの排気ガスは合流筒部の内方で合流されるが、第１排気管からの排気ガスは、下流筒部の内方で導出されるようになっているので、排気装置全体でのコンパクト化を図りながら、第１排気管の管長を長く確保することができる。
【００２６】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記第１排気管は、前記連通口部に対して、当該連通口部の中心よりも前記一端の側にオフセットした位置を通過している。
【００２７】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、連通口部に対して、当該連通口部の中心よりも上記一端の側にオフセットした位置を第１排気管が通過するようにしているので、連通口部における第１排気管よりも気筒列方向の他端側の開口面積を広く確保することができ、第１排気管以外の排気管からの排気ガスを効率よく下流筒部に導くことができる。
【００２８】
また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、連通口部に対して第１排気管を通過させることにより、第１排気管の管壁に対して、第１排気管以外の排気管からの排気ガスを衝突させることができる。これにより、第１排気管以外の排気管からの排気ガスの流速も低減させることができる。
【００２９】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記複数の第２排気管は、前記複数の気筒の内の前記配列の方向で前記第１気筒に続く第２気筒及び第３気筒の各排気ポートに接続された排気管である。
【００３０】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、上記複数の第２排気管が、第２気筒及び第３気筒の各排気ポートに接続された排気管としている。このような態様を採用する場合においても、排気装置のコンパクト化を図りながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置に対する偏った排気ガスの導入を抑制することができる。
【００３１】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記エンジンは、４気筒のエンジンであり、前記複数の気筒の内の前記配列の方向の他端に配された第４気筒の排気ポートに接続された第４排気管を、更に備え、前記第４排気管は、パイプ部材を以って構成されており、前記第４排気管の先端部は、当該先端部の開口部が前記合流筒部の内方に位置するように、前記合流筒部に挿入されている。
【００３２】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、気筒列方向の他端に配された第４気筒の排気ポートに接続された第４排気管もパイプ部材を以って構成されるとともに、その先端部が合流筒部の内方に挿入されているので、排気装置のコンパクト化を図りながら、排気干渉の抑制を図ることができる。
【００３３】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記合流筒部は、前記配列の方向に延び、前記下流筒部は、前記配列の方向における前記一端の側の領域で、上下方向に延び、前記排気浄化装置が接続される前記開口部は、前記下流筒部の下部において、前記配列の方向の他端の側を向くように設けられており、前記排気浄化装置は、前記合流筒部の下方に配されている。
【００３４】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、エンジン側方からの側面視において、筒状部材の内方での排気ガスの流れは概ねＵ字状となり、気筒列方向の他端の側を向いた開口部から排気浄化装置に対して導入される。そして、上述のように、筒状部材には流速低減部が設けられているので、排気浄化装置に対する偏った排気ガスの導入が抑制できる。
【００３５】
また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、合流筒部の下方に排気浄化装置を配しているので、エンジンの周辺構成のコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記筒状部材には、前記流速低減部を挟んだ前記第１排気管の前記先端部とは反対側となる部分にセンサヘッドが位置するように、排気ガスセンサが取り付けられている。
【００３７】
上記態様に係るエンジンの排気装置では、筒状部材において、流速低減部を挟んだ第１排気管の先端部とは反対側となる部分にセンサヘッドが位置するように、排気ガスセンサを取り付けているので、第１排気管からの排気ガスだけがセンサヘッドに当たるのを抑制することができる。これより、上記態様では、より正確な排気ガスの状態を把握することができる。
【発明の効果】
【００３８】
上記の各態様に係るエンジンの排気装置では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置に対する排気ガスの偏った導入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係るエンジン本体１及び排気装置３の構成を示す模式平面図である。
【図２】排気装置３の構成を示す模式斜視図である。
【図３】排気管３０の内部構成を示す模式展開図である。
【図４】排気管３０の内部構成を示す模式断面図である。
【図５】図４のＢ部を拡大して示す模式断面図である。
【図６】図３のＡ部を拡大して示す模式平面図である。
【図７】排気装置３における排気ガスの流れを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
【００４１】
［実施形態］
実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、Ｘ方向はエンジンの気筒列方向であり、Ｙ方向はエンジンの幅方向であり、Ｚ方向はエンジンの上下方向である。
【００４２】
１．全体構成
本実施形態に係るエンジン本体１及び排気装置３の全体構成について、図１及び図２を用い説明する。
【００４３】
図１に示すように、エンジン本体１は、直列４気筒のガソリンエンジンである。エンジン本体１では、Ｘ方向右側から左側に向けて、＃１気筒１１、＃２気筒１２、＃３気筒１３、＃４気筒１４が順に配列されている。本実施形態では、エンジン本体１における点火順は、＃１気筒１１→＃３気筒１３→＃４気筒１４→＃２気筒１２の順である。
【００４４】
なお、図１では、エンジン本体１のシリンダヘッドを上方から平面視しており、Ｙ方向上側が車両の前方側となり、Ｙ方向下側が車両の後方側となる。
【００４５】
エンジン本体１には、各気筒１１〜１４の吸気ポートに吸気管２１〜２４が接続されている。吸気管２１〜２４は、Ｘ方向右側から順に、＃１吸気管２１、＃２吸気管２２、＃３吸気管２３、＃４吸気管２４となっている。
【００４６】
エンジン本体１の排気側には、排気装置３が接続されている。図１及び図２に示すように、排気装置３は、排気管３０と締結フランジ４０とを有する。排気管３０は、各気筒１１〜１４の排気ポートに接続された＃１〜＃４排気管３１〜３４から構成されている。
【００４７】
＃２排気管３２と＃３排気管３３とは、板材がプレス加工されてなる複数の部材３００〜３０３を以って形成された筒状部材４１により構成されている。図２に示すように、筒状部材４１は、合流筒上部材３００と合流筒下部材３０１とから形成された合流筒部３８と、下流筒側部材３０２と下流筒側部材３０３とから形成された下流筒部３９と、を有する。合流筒部３８は、合流筒部材３００と合流筒部材３０１との各端縁同士を溶接などにより接合することにより形成され、同様に、下流筒部３９は、下流筒部材３０２と下流筒部材３０３との各端縁同士を溶接などにより接合することにより形成されている。
【００４８】
＃２排気管３２及び＃３排気管３３の内方の排気通路を通り排出されてきた排気ガスは、合流筒部３８の内方で流れが合流し、下流筒部３９に流れる。
【００４９】
＃１排気管３１と＃４排気管３４とは、各々がパイプ部材から構成されており、所定形状に曲折加工されている。そして、＃１排気管３１及び＃４排気管３４の各先端部は、部材３００〜３０３で形成された筒状部材４１の内方に挿入されている。
【００５０】
本実施形態に係る排気装置３では、Ｘ方向において、エンジン本体１における気筒列の中心ＣＬ１に対して、下流筒部３９がＸ方向右側にオフセット配置されている。換言すると、下流筒部３９は、Ｘ方向において、＃１気筒１１に相当する部分に偏って配置されている。下流筒部３９は、Ｘ方向の＃１気筒１１に相当する部分において、Ｚ方向に略沿うよう縦方向に向け配されている。
【００５１】
図２に示すように、下流筒部３９には、Ｚ方向の下部において、Ｘ方向右側からＯ２センサ３５の先端部が挿入されている。そして、下流筒部３９には、排気ガスの流れ方向の下流側に、排気浄化装置である触媒３６が接続されている。触媒３６は、外観形状が略円筒状をしており、合流筒部３８のＺ方向下側において、Ｘ方向に延びるように配されている。
【００５２】
触媒３６は、Ｘ方向左端の部分で、ＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）３７に接続されている。
【００５３】
締結フランジ４０は、排気装置３の排気管３０をエンジン本体１のシリンダブロックに締結するためのものである。そして、締結フランジ４０には、排気管３１〜３４の先端部が挿入されている。各排気管３１〜３４は、締結フランジ４０により、エンジン本体１の各排気ポートに対して気密に接続される。
【００５４】
本実施形態では、排気管３０は、締結フランジ４０を用いシリンダブロックに締結された部分を以って片持ち状態で支持されている。
【００５５】
２．排気管３０の内部構成
排気装置３における排気管３０の内部構成について、図３及び図４を用い説明する。図３は、排気管３０を、合流筒上部材３００を取り除いて示す模式展開図であり、図４は、排気管３０を、一部部材を切り欠いて示す模式断面図である。
【００５６】
図３に示すように、合流筒部３８を構成する合流筒下部材３０１には、＃２排気管３２に相当する部分に＃２排気溝部３０１ａが設けられ、＃３排気管３３に相当数部分に＃３排気溝部３０１ｂが設けられている。そして、＃２排気溝部３０１ａはポート側開口部３２ａと連通し、＃３排気溝部３０１ｂはポート側開口部３３ａと連通している。
【００５７】
ポート側開口部３２ａは＃２気筒１２の排気ポートと接続され、ポート側開口部３３ａは＃３気筒１３の排気ポートと接続される。また、＃１排気管３１のポート側開口部３１ａは＃１気筒１１の排気ポートと接続され、＃４排気管３４のポート側開口部３４ａは＃４気筒１４の排気ポートと接続される。
【００５８】
なお、図３では図示を省略しているが、合流筒上部材３００についても、合流筒下部材３０１と略対称形状にプレス加工されている。そして、合流筒下部材３０１の外縁には接合縁部３０１ｃが設けられ、合流筒上部材３００の外縁にも接合縁部が設けられている。合流筒上部材３００と合流筒下部材３０１とは、接合縁部３０１ｃ同士で気密に接合されている。
【００５９】
図３に示すように、＃２排気溝部３０１ａと＃３排気溝部３０１ｂとが交わる箇所、換言すると、＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスが合流される合流箇所３８ａは、連通口部３０１ｄが開口された箇所よりもＸ方向左側の領域に設けられている。
【００６０】
図３及び図４に示すように、＃１排気管３１は、ポート側開口部３１ａが設けられた部分からＹ方向に延び、連通口部３０１ｄが設けられた部分でＺ方向に曲折されている。＃１排気管３１の先端部３１ｃは、連通口部３０１ｄよりもＺ方向下方の下流筒部３９内方に達する位置に配されている。＃１排気管３１の先端部３１ｃは、Ｚ方向（鉛直方向）に沿う軸よりもＸ方向右向きに若干曲折されている。そして、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂは、下流筒部３９におけるＸ方向右側部分に設けられた棚部３９ｃに向くようになっている。
【００６１】
＃４排気管３４は、合流筒部３８の外部分において、Ｚ方向下向き凸の形状でＵ字又はＶ字に湾曲されており（湾曲部３４ｃ）、合流筒部３８の内方において、Ｚ方向上向き凸の形状でＵ字又はＶ字に湾曲されている（湾曲部３４ｄ）。＃４排気管３４の先端部３４ｅは、先端側開口部３４ｂが＃１排気管３１の壁面に向き合うように配されている。
【００６２】
なお、図４に示すように、＃４排気管３４の先端部３４ｅは、＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスが合流する合流箇所３８ａよりも連通口部３０１ｄ側に配されている。具体的には、＃４排気管３４の先端部３４ｅが、合流箇所３８ａよりも連通口部３０１ｄに近い位置まで延びている。
【００６３】
図４に示すように、下流筒部３９には、触媒３６を接続するための触媒側開口部３９ａが設けられている。触媒側開口部３９ａは、Ｘ方向左側を向く状態で設けられている。
【００６４】
下流筒部３９におけるＸ方向右側の壁部には、Ｏ２センサ３５を取り付けるためのセンサ取付部３９ｂが設けられている。Ｏ２センサ３５は、その先端部（センサヘッド）３５ａがセンサ取付部３９ｂを挿通して、下流筒部３９の内方に配置されている。
【００６５】
なお、下流筒部３９における棚部３９ｃは、Ｚ方向において、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂとセンサ取付部３９ｂとの間の位置に設けられている。
【００６６】
３．下流筒部３９の詳細構成と＃１排気管３１の配索
下流筒部３９の詳細構成と＃１排気管３１の配索について、図５及び図６を用い説明する。図５は、図４のＢ部を拡大して示す模式断面図であり、図６は、図３のＡ部を拡大して示す模式平面図である。
【００６７】
図５に示すように、下流筒部３９には、Ｘ方向右側の外壁の一部がＸ方向右側に膨出された膨出部３９ｅが設けられている。膨出部３９ｅの形成箇所は、＃１排気管３１における先端側開口部３１ｂのＺ方向下方であって、センサ取付部３９ｂのＺ方向上方の箇所である。
【００６８】
下流筒部３９に膨出部３９ｅが設けられることにより、内側の壁部が棚部３９ｃを構成することになるとともに、＃１排気管３１における先端側開口部３１ｂのＺ方向下方に、内方空間の一部である容積部３９ｄが構成されることになる。
【００６９】
下流筒部３９における容積部３９ｄは、＃１排気管３１からの排気ガスを一旦滞留させる機能を有する空間領域であって、当該部分で＃１排気管３１からの排気ガスの流速が低減される。換言すると、容積部３９ｄは、＃１排気管３１からの排気ガスに対する流速低減部である。
【００７０】
ここで、下流筒部３９における膨出部３９ｅは、内壁の棚部３９ｃの面Ｌ３９ｃが水平面ＬＨに対して角度θ３をなすように設けられている。角度θ３は、例えば、１５°〜６０°程度の範囲（一例として、３０°〜３５°）である。
【００７１】
図６に示すように、＃１排気管３１の管中心ＣＬ３１ｃは、連通口部３０１ｄにおけるＸ方向の中心ＣＬ３０１ｄに対して、Ｘ方向右側（気筒列方向の一端の側）にＧ２だけオフセットした状態となっている。これにより、連通口部３０１ｄは、＃１排気管３１のＸ方向左側（気筒列方向の他端の側）に相対的に大きな開口部が設けられることとなっている。Ｇ２は、例えば、５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲である。
【００７２】
＃２排気管３２〜＃４排気管３４からの排気ガスは、連通口部３０１ｄにおいて、＃１排気管３１の管壁におけるＸ方向左側の部分に衝突し、下流筒部３９へと導かれる。このため、＃２排気管３２〜＃４排気管３４からの排気ガスについても、＃１排気管３１の管壁との衝突により流速が低減された状態で下流筒部３９へと導かれる。
【００７３】
図５に戻って、＃１排気管３１は、下流筒部３９における連通口部３０１ｄに近い部分では管軸ＣＬ３１が略鉛直方向に沿っている。これに対して、＃１排気管３１の先端部３１ｃの管軸ＣＬ３１ｃは、管軸ＣＬ３１に対して角度θ１だけ曲折されている。より具体的には、＃１排気管３１の先端部３１ｃは、鉛直軸（鉛直方向に沿う軸であって、管軸ＣＬ３１と略同じ）に対して、Ｘ方向右側（気筒列方向の一端の側）に向けて曲折されている。これにより、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂの開口面Ｌ３１ｂは、水平面ＬＨに対して角度θ２をなしている。角度θ１及び角度θ２は、例えば、１０°〜３０°程度の範囲（一例として、１０°〜１５°）である。
【００７４】
下流筒部３９におけるセンサ取付部３９ｂは、膨出部３９ｅが設けられた部分に対してＺ方向下方に設けられている。また、センサ取付部３９ｂは、取り付けられたＯ２センサ３５の先端部（センサヘッド）３５ａ（矢印Ｃで示す部分）の中心線ＣＬ３５が、触媒側開口部３９ａの開口中心ＣＬ３９ａに対してＺ方向下方となるように設けられている。なお、中心線ＣＬ３５と開口中心ＣＬ３９ａとの差は、Ｇ１となっている。差Ｇ１は、例えば、０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲である。
【００７５】
４．排気装置３における排気ガスの流れ
排気装置３における排気ガスの流れについて、図７を用い説明する。図７は、排気装置３における排気ガスの流れを模式的に示す模式断面図である。
【００７６】
図７に示すように、＃４排気管３４を流れてきた排気ガスＦ１は、先端部３４ｅから先端側開口部３４ｂを通り、合流筒部３８の内方に排出される。そして、タイミングが前後して排出された＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスの一部（残留部分）と合流する。合流した排気ガスＦ２は、連通口部３０１ｄにおいて＃１排気管３１の管壁３１ｄのＸ方向左側部分に衝突する。
【００７７】
＃１排気管３１の管壁３１ｄに衝突することで流速が低減された排気ガスＦ３は、連通口部３０１ｄを通過して下流筒部３９の内方空間（下流筒内空間３９ｆ）へと導入される。
【００７８】
一方、＃１排気管３１を流れてきた排気ガスＦ４は、下流筒部３９の内方に配された先端側開口部３１ｂから下流筒部３９の下流筒内空間３９ｆへと排出される。先端側開口部３１ｂから排出された排気ガスは、当該先端側開口部３１ｂの直下に設けられた容積部３９ｄによって流速低減がなされる。また、先端側開口部３１ｂから排出された排気ガスは、一部が棚部３９ｃに衝突して流れの向きを変える（排気ガスＦ５）。
【００７９】
排気ガスＦ５は、タイミングを前後して流れてくる排気ガスＦ３の一部（残留部分）と合流し、触媒３６（図７では、図示を省略。）に向けて触媒側開口部３９ａから排出される（排気ガスＦ６）。
【００８０】
５．効果
本実施形態に係る排気装置３では、パイプ部材で構成した＃１排気管３１と、筒状部材４１を以って構成した＃２排気管３２及び＃３排気管３３とを備えるので、全ての排気管をパイプ部材で構成する場合や全ての排気管を筒状部材で構成する場合に比べて、排気装置のコンパクト化を図ることができる。
【００８１】
また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、＃１排気管３１の先端部３１ｃが、筒状部材４１の合流筒部３８における合流箇所３８ａ（＃２排気管３２からの排気ガスと＃３排気管からの排気ガスとが合流する箇所）よりも排気ガスの流れ方向の下流側である下流筒部３９まで挿入されているので、＃１気筒１１からの排気ガス（＃１排気管３１からの排気ガス）と、燃焼順で続く＃３気筒１３からの排気ガス（＃３排気管３３からの排気ガス）との間での排気干渉を抑制することができる。
【００８２】
さらに、本実施形態に係る排気装置３では、筒状部材４１における下流筒部３９に流速低減部（容積部３９ｄ）が設けられており、当該容積部３９ｄで＃１排気管３１からの排気ガスＦ４の流速が低減されるので、筒状部材４１の下流筒部３９に先端部３１ｃが挿入された＃１排気管３１からの排気ガスＦ４に起因する排気浄化装置（触媒３６）に対する偏った排気ガスの導入が抑制される。
【００８３】
従って、本実施形態に係る排気装置３では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制及び排気浄化装置（触媒３６）に対する排気ガスの偏った導入を抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態に係る排気装置３では、膨出部３９ｅの形成により、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂの直下に棚部３９ｃが形成されることとなり、＃１排気管３１からの排気ガスＦ４を一旦滞留させることができるとともに、排気ガスＦ４の一部の向きを変えることができる。これによっても、本実施形態では、触媒３６への偏った排気ガスの導入を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施形態に係る排気装置３では、＃１排気管が気筒列方向の一端（Ｘ方向の右端）に配された＃１気筒１１の排気ポートに接続された排気管としており、これより筒状部材４１における合流筒部３８は、Ｘ方向の左側から右側に向けて延設されることとなる。そして、上述のように、＃１排気管３１の先端部３１ｃが下流筒部３９の内方に挿入されていることから、少なくとも＃１排気管３１からの排気ガスＦ４は、下流筒部３９におけるＸ方向右側の壁内面に沿って流動しようとする。
【００８６】
これに対して、本実施形態では、容積部３９ｄを設けることで、触媒３６への偏った排気ガスの導入を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施形態に係る排気装置３では、＃１排気管３１の先端部３１ｃをＸ方向右側（膨出の方向に向けて）曲折しているので、当該＃１排気管３１からの排気ガスＦ４が容積部３９ｄ（流速低減部）に向けて導出され、効果的に流速の低減を図ることができる。
【００８８】
また、本実施形態に係る排気装置３では、＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスが合流筒部３８の内方で合流されるが、＃１排気管３１からの排気ガスＦ４は、下流筒部３９の内方で導出されるようになっているので、排気装置３全体でのコンパクト化を図りながら、＃１排気管３１の管長を長く確保することができ、排気干渉を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態に係る排気装置３では、筒状部材４１における連通口部３０１ｄにおいて、＃１排気管３１の管中心ＣＬ３１ｃが、当該連通口部３０１ｄのＸ方向の中心ＣＬ３０１ｄよりもＸ方向右側（気筒列方向の一端の側）にオフセットした位置に配しているので、連通口部３０１ｄにおける＃１排気管３１よりもＸ方向左側（気筒列方向の他端側）の開口面積を広く確保することができ、＃２〜＃４排気管３２〜３４からの排気ガスを効率よく下流筒部３９に導くことができる。
【００９０】
また、本実施形態に係る排気装置３では、連通口部３０１ｄに対して＃１排気管３１を通過させることにより、＃１排気管３１の管壁３１ｄに対して、＃２〜＃４排気管３２〜３４からの排気ガスＦ２を衝突させることができる。これにより、＃２〜＃４排気管３２〜３４からの排気ガスＦ２の流速も低減させることができる。
【００９１】
また、本実施形態に係る排気装置３では、気筒列方向の中央部に配された＃２気筒１２及び＃３気筒１４の各排気ポートに接続された＃２排気管３２及び＃３排気管３３を筒状部材４１を以って構成しているので、これらをパイプ部材で構成する場合に比べて排気装置３のコンパクト化を図ることができる。
【００９２】
また、本実施形態に係る排気装置３では、Ｘ方向の左端（気筒列方向の他端）に配された＃４気筒１４の排気ポートに接続された＃４排気管３４もパイプ部材を以って構成されるとともに、その先端部３４ｅが合流筒部３８の内方に挿入されているので、排気装置３のコンパクト化を図りながら、＃４排気管３４の管長を維持することで排気干渉の抑制を図ることができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る排気装置３では、Ｙ方向（エンジン側方）からの側面視において、筒状部材３の内方での排気ガスの流れは概ねＵ字状となる。具体的には、図４等に示すように、＃２〜＃４排気管３２〜３４内の排気ガスは、合流筒部３８内でＸ方向の左側から右側に向けて流れ、連通口部３０１ｄのあたりでＺ方向下向きに流れの方向が変換され、下流筒部３９の触媒側開口部３９ａからＸ方向右側の触媒３６に向けて導出される。＃１排気管３１の排気ガスについては、当該＃１排気管３１の管内をＺ方向下向きに向けて流れ、下流筒部３９の触媒側開口部３９ａからＸ方向右側の触媒３６に向けて導出される。
【００９４】
上記のようにＵ字状の流れが生じる場合には、当該旋回の外側部分を排気ガスの多くの成分が偏って流れようとするが、本実施形態では、下流筒部３９に容積部３９ｄ（流速低減部）が設けられているので、排気ガスの流速が低減され、流れの偏りが緩和された後に触媒３６に対して排気ガスが排出される。よって、触媒３６に対する排気ガスの偏った導入が抑制できる。
【００９５】
また、本実施形態に係る排気装置３では、合流筒部３８のＺ方向下方に触媒３６を配しているので、エンジン本体１の周辺構成のコンパクトなレイアウトを実現することができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る排気装置３では、筒状部材４１の下流筒部３９において、膨出部３９ｅを挟んだ＃１排気管３１の先端部３１ｃとはＺ方向の反対側となる部分に先端部（センサヘッド）３５ａが位置するように、Ｏ２センサ（排気ガスセンサ）３５を取り付けているので、＃１排気管３１からの排気ガスだけがＯ２センサ３５の先端部（センサヘッド）３５ａに当たるのを抑制することができる。これより、本実施形態では、より正確な排気ガスの状態を把握することができる。
【００９７】
［変形例］
上記実施形態では、エンジン本体１の一例として直列４気筒のガソリンエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、エンジンの種類は、ディーゼルエンジンを採用することもできる。
【００９８】
また、エンジンにおける気筒数については、３気筒や５気筒以上とすることもできる。この場合には、排気管の構成数も気筒数に応じた数となる。
【００９９】
また、エンジンの形式については、直列に限らず、Ｖ型やＷ型を採用することもできる。
【０１００】
また、上記実施形態では、筒状部材４１における下流筒部３９を、Ｘ方向（気筒列方向）において、気筒列の中心ＣＬ１に対して＃１気筒１１側にオフセットする形態を一例として採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、筒状部材の下流筒部３９を、Ｘ方向（気筒列方向）において、気筒列の中心ＣＬ１に対して＃１気筒１１とは反対側の＃４気筒１４側にオフセット配置することとしてもよい。この場合には、＃１排気管３１の代わりに、＃４排気管の先端部を下流筒部の内方まで挿入する形態を採用することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、筒状部材４１を４枚の板材（合流筒上部材３００、合流筒下部材３０１、下流筒側部材３０２、下流筒側部材３０３）で構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、合流筒部３８を構成する合流筒上部材３００及び合流筒下部材３０１をそれぞれ延長し、当該延長した部分で下流筒部を構成することとしてもよい。即ち、合流筒部及び下流筒部からなる筒状部材を、プレス加工された２枚の板材の組み合わせにより構成することとしてもよい。このような変形例を採用する場合には、２枚の板材を以って、合流筒部と下流筒部とからなる筒状部材を一体に形成できるので、部品点数の低減を図ることができ、製造時における煩雑な部品管理を抑制することができる。また、上記の変形例を採用する場合には、合流筒部と下流筒部とを一体に形成することにより、互いを別部品として形成する場合に比べて、互いを接合するなどの工数を低減することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【０１０２】
また、筒状部材を構成する板材の枚数は、５枚以上とすることも可能である。
【０１０３】
また、上記実施形態では、４枚の板材（合流筒上部材３００、合流筒下部材３０１、下流筒側部材３０２、下流筒側部材３０３）の全てについて、プレス加工を施すこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、プレス加工を施した板材と、プレス加工を施さず平板状の板材との組み合わせを以って合流筒部や下流筒部を構成することも可能である。
【０１０４】
また、上記実施形態では、図４を用い説明したように、＃４排気管３４における合流筒部３８内に挿入された部分において、２箇所の湾曲部３４ｃ，３４ｄを設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。管長さを長くとる必要がない場合には、直線状に延びるように＃４排気管を形成することもできる。
【０１０５】
また、上記実施形態では、下流筒部３９の筒軸がＺ方向に沿うように設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、弧状の筒軸を有する円環を下流筒部として採用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  エンジン本体
３  排気装置
３０  排気管
３１  ＃１排気管
３１ｂ  先端側開口部
３１ｃ  先端部
３２  ＃２排気管
３３  ＃３排気管
３４  ＃４排気管
３４ｂ  先端側開口部
３４ｅ  先端部
３５  Ｏ２センサ（排気ガスセンサ）
３６  触媒（排気浄化装置）
３７  ＧＰＦ
３８  合流筒部
３９  下流筒部
３９ａ  触媒側開口部
３９ｃ  棚部
３９ｄ  容積部（流速低減部）
３９ｅ  膨出部
３９ｆ  下流筒内空間
４１  筒状部材
【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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