(57)【要約】【課題】板金製であっても＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管の長さを等しくすることができるエキゾーストマニホールドを提供する。【解決手段】エキゾーストマニホールド１では、隣り合う＃１管１ａと＃２管１ｂに関して、その＃２管１ｂを形成する板金７，８を＃１管１ａを形成する板金５，６とは別体としているため、＃２管１ｂを立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。更に、隣り合う＃３管１ｃと＃４管１ｄとに関して、その＃３管１ｃを形成する板金９，１０を＃４管１ｄを形成する板金５，６とは別体としているため、＃３管１ｃを立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。従って、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さを等しくすべく、＃２管１ｂの長さを＃１管１ａの長さに合うように立体的に湾曲させるとともに、＃３管１ｃの長さを＃４管１ｄの長さに合うように立体的に湾曲させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列四気筒エンジンの気筒＃１に接続される＃１管と、気筒＃２に接続される＃２管と、気筒＃３に接続される＃３管と、気筒＃４に接続される＃４管とを備え、
前記＃１管及び前記＃４管は、曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成され、
前記＃２管は、前記＃１管を形成する板金とは別体の曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成され、
前記＃３管は、前記＃４管を形成する板金と別体の曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成され、
前記＃１管、前記＃２管、前記＃３管、及び前記＃４管を形成する板金同士を互いに接合することにより、前記＃１管、前記＃２管、前記＃３管、及び前記＃４管を排気の流れ方向の下流で集合させる
ことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキゾーストマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
直列四気筒エンジンのエキゾーストマニホールドとして、エンジンの気筒＃１に接続される＃１管、気筒＃２に接続される＃２管、気筒＃３に接続される＃３管、及び、気筒＃４に接続される＃４管が、排気の流れ方向の下流で集合する構造を採用したものが知られている。こうしたエキゾーストマニホールドでは、エンジンの排気効率の向上や同マニホールドに取り付けられるセンサ（空燃比センサ等）に対する各気筒からの排気の当たり方の均等化といった理由により、各管の排気の流れ方向の長さを等しくすることが望まれている。
【０００３】
また、製造コストを低く抑えることが可能なエキゾーストマニホールドとして、例えば特許文献１に示されるように、曲げ加工された複数の板金を互いに接合して形成したものが知られている。このエキゾーストマニホールドは、＃２管及び＃３管の上半分を形成するための上板金、＃２管及び＃３管の下半分と＃１管及び＃４管の上半分とを形成するための中板金、並びに、＃１管及び＃４管の下半分を形成するための下板金を、上下方向に重ねて互いに接合することによって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−２６２５２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンに取り付けられたエキゾーストマニホールドの排気の流れ方向の下流には、排気を浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータの排気浄化能力をエンジン始動開始後の早期に発揮させるためには、触媒コンバータを可能な限りエンジン側に近づけることにより、エンジン始動開始後に触媒コンバータを効率よく暖機させることが好ましい。
【０００６】
ただし、触媒コンバータをエンジンに近づけると、その触媒コンバータとエンジンとの間の距離が短くなり、その距離が短くなる部分にエキゾーストマニホールドを設けなければならなくなる。特許文献１のような板金製のエキゾーストマニホールドの場合、触媒コンバータとエンジンとの間の距離が短くなると、＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管の排気の流れ方向の長さを等しくすることが困難になる。
【０００７】
直列四気筒エンジンのエキゾーストマニホールドでは、＃２管及び＃３管は、＃１管及び＃４管よりも短くなる傾向があり、それら管の長さを等しくしようとすると、＃２管及び＃３管の長さを＃１管及び＃４管の長さに合うように確保しなければならない。そして、エンジンと触媒コンバータとの間の距離が短い環境のもとで、上述したように＃２管及び＃３管の長さを確保するためには、＃２管及び＃３管をエンジンの各気筒＃１〜＃４の並び方向、及び、その並び方向に対し直交する方向といった複数の方向について、複雑に湾曲させなければならなくなる。
【０００８】
しかし、特許文献１のような板金製のエキゾーストマニホールドでは、上述したように＃２管及び＃３管を複雑に湾曲させることが難しい。これは、＃２管及び＃３管を形成するための板金と＃１管及び＃４管を形成するための板金とが、上述した中板金として共通化していることが関係している。このように各管を形成する板金が共通化していると、＃２管を隣り合う＃１管と等しい長さにすべく立体的に湾曲させたり、＃３管を隣り合う＃４管と等しい長さにすべく立体的に湾曲させたりしようとしても、それらの湾曲には限界があるために長さを等しくしきれない。
【０００９】
本発明の目的は、＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管の長さを等しくすることができる板金製のエキゾーストマニホールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するエキゾーストマニホールドでは、直列四気筒エンジンの気筒＃１に接続される＃１管、及び、気筒＃４に接続される＃４管が、曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成される。また、気筒＃２に接続される＃２管は、上記＃１管を形成する板金とは別体の曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成される。更に、気筒＃３に接続される＃３管は、上記＃４管を形成する板金と別体の曲げ加工された複数の板金同士を互いに接合することによって形成される。そして、＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管を形成する板金同士を互いに接合することにより、＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管が排気の流れ方向の下流で集合する。
【００１１】
上述したように、隣り合う＃１管と＃２管に関して、その＃２管を形成する板金を＃１管を形成する板金とは別体としているため、＃２管を立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。更に、隣り合う＃３管と＃４管とに関して、その＃３管を形成する板金を＃４管を形成する板金とは別体としているため、＃３管を立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。従って、＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管の排気の流れ方向の長さを等しくすべく、＃２管の長さを＃１管の長さに合うように立体的に湾曲させるとともに、＃３管の長さを＃４管の長さに合うように立体的に湾曲させることができる。このため、板金製のエキゾーストマニホールドの＃１管、＃２管、＃３管、及び＃４管の長さを等しくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンに取り付けられたエキゾーストマニホールドを示す斜視図。
【図２】エンジンに取り付けられたエキゾーストマニホールドを示す平面図。
【図３】エキゾーストマニホールドを示す右側面図。
【図４】エキゾーストマニホールドを示す左側面図。
【図５】エキゾーストマニホールドを示す背面図。
【図６】エキゾーストマニホールドを示す正面図。
【図７】エキゾーストマニホールドを示す底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、エキゾーストマニホールドの一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、エキゾーストマニホールド１は、直列四気筒のエンジン２の気筒＃１に接続される＃１管１ａ、気筒＃２に接続される＃２管１ｂ、気筒＃３に接続される＃３管１ｃ、及び、気筒＃４に接続される＃４管１ｄを備えている。
【００１４】
これら＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄは、エンジン２からの排気の流れ方向の下流で集合している。また、エキゾーストマニホールド１における＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの集合した部分の下流端にはエンジン２からの排気を浄化するための触媒コンバータ３が接続されており、上記集合した部分における触媒コンバータ３の上流側には空燃比センサ等を取り付けるための孔４が形成されている。
【００１５】
図３及び図４はそれぞれ、図１及び図２のエキゾーストマニホールド１の右側面及び左側面を示している。図３及び図４から分かるように、＃１管１ａ及び＃４管１ｄは、上下一対の板金５，６を互いに接合することによって形成される。また、＃２管１ｂは上記板金５，６とは別の上下一対の板金７，８を互いに接合することによって形成されており、＃４管１ｄも上記板金５，６とは別の上下一対の板金９，１０を互いに接合することによって形成される。
【００１６】
図５は、エキゾーストマニホールド１の背面図、すなわち図１及び図２のエキゾーストマニホールド１をエンジン２側から見た図である。図５から分かるように、板金５には＃１管１ａ及び＃４管１ｄの上半分が曲げ加工によって形成されており、板金６には＃１管１ａ及び＃４管１ｄの下半分が曲げ加工によって形成される。従って、板金５と板金６とを上下に合わせた状態で溶接等を通じて互いに接合することにより、＃１管１ａ及び＃４管１ｄが形成される。
【００１７】
一方、板金７には＃２管１ｂの上半分が曲げ加工によって形成されており、板金８には＃２管１ｂの下半分が曲げ加工によって形成されている。従って、板金７と板金８とを溶接等を通じて互いに接合することにより、＃２管１ｂが形成される。また、板金９には＃３管１ｃの上半分が曲げ加工によって形成されており、板金１０には＃３管１ｃの下半分が曲げ加工によって形成されている。従って、板金９と板金１０とを溶接等を通じて互いに接合することにより、＃３管１ｃが形成される。
【００１８】
更に、＃１管１ａ及び＃４管１ｄを形成する板金５，６、＃２管１ｂを形成する板金７，８、並びに、＃３管１ｃを形成する板金９，１０を溶接等を通じて互いに接合することにより、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄを排気の流れ方向下流側で集合させたエキゾーストマニホールド１が形成される。
【００１９】
なお、図６及び図７はそれぞれ、図１及び図２のエキゾーストマニホールド１の正面（触媒コンバータ３側から見た面）及び底面を示している。
次に、エキゾーストマニホールド１の作用について説明する。
【００２０】
エキゾーストマニホールド１では、エンジン２（図１及び図２）の排気効率の向上や同マニホールド１に取り付けられる空燃比センサ等に対する各気筒＃１〜＃４からの排気の当たり方の均等化といった理由により、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さを等しくすることが好ましい。ただし、触媒コンバータ３を効率よく暖機する等の理由により、エンジン２に触媒コンバータ３を近づけると、その触媒コンバータ３とエンジン２との間の距離が短くなり、それが原因となって板金製のエキゾーストマニホールド１の＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さを等しくすることが困難になる。
【００２１】
詳しくは、直列四気筒のエンジン２のエキゾーストマニホールド１では、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃは、＃１管１ａ及び＃４管１ｄよりも短くなる傾向があり、それら管１ａ〜１ｄの長さを等しくしようとすると、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃの長さを＃１管１ａ及び＃４管１ｄの長さに合うように確保しなければならなくなる。そして、エンジン２と触媒コンバータ３との間の距離が短い環境のもとで、上述したように＃２管１ｂ及び＃３管１ｃの長さを確保するためには、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃをエンジン２の各気筒＃１〜＃４の並び方向、及び、その並び方向に対し直交する方向といった複数の方向について、複雑に湾曲させなければならなくなる。こうした複雑な湾曲を実現できないと、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃの長さを＃１管１ａ及び＃４管１ｄの長さに合うように確保することができず、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さを等しくすることもできない。
【００２２】
この実施形態のエキゾーストマニホールド１では、隣り合う＃１管１ａと＃２管１ｂに関して、その＃２管１ｂを形成する板金７，８を＃１管１ａを形成する板金５，６とは別体としているため、＃２管１ｂを立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。更に、隣り合う＃３管１ｃと＃４管１ｄとに関して、その＃３管１ｃを形成する板金９，１０を＃４管１ｄを形成する板金５，６とは別体としているため、＃３管１ｃを立体的に湾曲させる際の自由度が高くなる。従って、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さを等しくすべく、＃２管１ｂの長さを＃１管１ａの長さに合うように立体的に湾曲させるとともに、＃３管１ｃの長さを＃４管１ｄの長さに合うように立体的に湾曲させることができる。このため、触媒コンバータ３とエンジン２との間の距離が短くなる環境のもと、その距離が短くなる部分に設けられる板金製のエキゾーストマニホールド１の＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの長さを等しくすることができる。
【００２３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）触媒コンバータ３とエンジン２との間の距離が短くなり、その距離が短くなる部分に板金製のエキゾーストマニホールド１を設けなければならないとしても、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの長さを等しくすることができる。
【００２４】
（２）板金５〜１０同士の接合を溶接によって実現する場合、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄを形成するための板金の溶接時における熱歪みや溶接ばらつきを小さく抑えることができる。これは、＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄがそれぞれ上下一対の板金で形成されており、それら上下の板金同士を溶接する際の熱歪みが互いに相殺しあうためである。
【００２５】
（３）板金５〜１０の接合による＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの形成により、それら管の集合部分の断面形状の設計自由度を高くすることができ、その断面形状を排気の流通抵抗の少ない形状に設計することができる。
【００２６】
（４）仮に、エキゾーストマニホールド１を複数の鋼管を溶接して形成しようとした場合、エキゾーストマニホールド１における排気の集合部分に気密性確保のための仕切板を設けなければならなくなる。このため、溶接作業の難易度が高くなるとともに作業工程数が多くなり、更には溶接用の特殊治具も必要になることから、エキゾーストマニホールド１の生産性が低下して生産コストが高くなる。しかし、エキゾーストマニホールド１は板金製とされているため、複数の鋼管を溶接して形成したものと比較して、生産性を向上させることができるとともに生産コストを低く抑えることができる。
【００２７】
（５）板金製のエキゾーストマニホールド１は、複数の鋼管を溶接して形成したものと比較して材料費を低く抑えることができる。これは、板金は鋼管と比較して安価且つ歩留まりが良いためである。従って、エキゾーストマニホールド１を板金製とすることにより、複数の鋼管を溶接して形成したエキゾーストマニホールドと比較して、生産コストを低く抑えることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・エキゾーストマニホールド１の形状によっては、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃを四つの板金７〜１０で形成することに代えて、二つの板金で形成することも可能である。すなわち、板金７と板金９とを一つの板金とし、その板金に＃２管１ｂ及び＃３管１ｃの上半分を形成するための曲げ加工を施す。また、板金８と板金１０とを一つの板金とし、その板金に＃２管１ｂ及び＃３管１ｃの下半分を形成するための曲げ加工を施す。そして、それら二つの板金を上下に接合することにより、＃２管１ｂ及び＃３管１ｃを形成する。この場合、エキゾーストマニホールド１の部品点数削減により、及び、板金同士の接合工数削減により、エキゾーストマニホールド１の製造コストを低く抑えることができる。また、板金同士の接合を溶接によって実現する場合には、溶接難易度を低減することができるとともに、溶接線を安定させて溶接品質を向上させることができる。
【００２９】
・エキゾーストマニホールド１の形状によっては、＃１管１ａ及び＃４管１ｄを二つの板金５，６で形成することに代えて、四つの板金で形成することも可能である。この場合、＃１管１ａを上下一対の板金を接合することによって形成する一方で、それら板金とは別の上下一対の板金を接合することによって＃４管１ｄを形成し、更に＃１管１ａを形成する上下一対の板金と＃４管１ｄを形成する上下一対の板金とを接合する。
【００３０】
・＃１管１ａ、＃２管１ｂ、＃３管１ｃ、及び＃４管１ｄの排気の流れ方向の長さについては、すべて同一にするようにしてもよいし、エンジン２の排気効率の向上やエキゾーストマニホールド１に取り付けられる空燃比センサ等に対する各気筒＃１〜＃４からの排気の当たり方の均等化といった効果が得られるレベルでそろえるだけでもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…エキゾーストマニホールド、１ａ…＃１管、１ｂ…＃２管、１ｃ…＃３管、１ｄ…＃４管、２…エンジン、３…触媒コンバータ、４…孔、５〜１０…板金、＃１〜＃４…気筒。
【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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