(57)【要約】【課題】排気マニホールドと排気消音器を接続支持する際、介される部品点数及び溶接箇所が多く、生産性向上の妨げとなっていた。よって、本発明では、部品点数を削減し、容易な構成で排気消音器のエンジンからの振動による共振を防げ、該排気消音器の支持剛性を向上したエンジンの排気消音器の共振防止構造を提供する。【解決手段】エンジン１の排気消音器４の排気入口部４ａに連通接続される排気マニホールド３において、前記排気マニホールド３に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器４に直接連結した。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドに延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【請求項２】
エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の排気入口部に前記排気マニホールドの排気出口部を連通接続し、該排気マニホールドの一部に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【請求項３】
エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドの、前記排気消音器の排気入口部側に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【請求項４】
エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の外筒部と前記排気マニホールドとを一体的に形成したことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【請求項５】
エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の支持部側に介在する防振用の支持部材において、前記支持部材を箱型としたことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【請求項６】
エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の排気通路側に介在する取付部材において、前記取付部材に補強リブを排気消音器長手方向と垂直方向に溶接して設けたことを特徴とするエンジンの排気消音器の共振防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関（エンジン）において、排気による振動や騒音を抑制する技術に関し、詳細にはエンジンの排気消音器の共振防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの排気による振動に対する支持剛性の向上のためや騒音を抑制するために、排気マニホールドや排気消音器等に接続される排気管を太くしたり、該排気管の途中に絞り部を設置したりする技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
そこで、本発明のエンジンの排気消音器の共振防止構造に対して直接的に係る従来技術について、図８及び図９を用いて説明する。図８は従来のエンジンの排気消音器の防振構造を示す斜視図、図９は同じく正面一部断面図である。
エンジン１のシリンダヘッド２と排気マニホールド３とは、パッキン８を介してツバボルト３０や植込みボルト３１及びケプス３２等によって排気ガスが漏れないように連結されている。また、シリンダヘッド２の内部及び排気マニホールド３の内部には排気通路が形成され、これらの排気通路は連通接続されている。
エンジン１からは、シリンダヘッド２内の排気通路を介して排気ガスが排出される。該排気ガスの排出方向の下流側に排気マニホールド３が連通接続されており、該排気マニホールド３の排気出口である排気出口部３ｂと、該排気マニホールド３の下流側に位置する排気消音器４の排気入口部４ａとが、該排気入口部４ａから突出した入口パイプ１４にフランジ１７を溶接し、ガスケット１２を介して植込みボルト２４及びケプス２９により連通接続されている。
また、排気消音器４には排気マニホールド３の排気出口部３ｂから排出された排気ガスが流入する入口パイプ１４が内設され、該入口パイプ１４の一端は排気消音器４の排気入口部４ａ内部に突出しており、この突出した部分を排気入口部４ａが覆うような構造となっており、該排気入口部４ａは、排気消音器４の外筒１８に溶接された取付部材である補強板６によって補強され、支持剛性が高められている。
なお、本明細書内では、排気マニホールド３と排気消音器４との接続部において、該排気マニホールド３の排気出口部３ｂと排気消音器４の排気入口部４ａが連通接続されている側を「排気通路側」、該排気通路側の排気消音器４長手方向反対側を「支持部側」と称することにする。
そして、前記排気消音器４の支持部側は、シリンダヘッド２及び排気消音器４にボルト１９・２５等によって締結されたステー１３によって該排気消音器４に溶接された防振用支持部材である振止めステー７を介して防振されるとともに支持されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２８９３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記図８及び図９を用いて説明した従来の排気消音器の支持構造では、排気消音器と排気マニホールドとの接続部や支持部に用いられる振止めステー、補強板及び排気消音器の排気入口部に設けるフランジ等を別部品で用いそれぞれが溶接にて接続されているので、部品点数が多くなり、それに伴い必然的に溶接箇所も多くなっていた。よって、生産性が良くなく、また振動疲労による溶接箇所への負担が大きくなる可能性がある。
さらに、前記補強板や振止めステーがプレス品であるため、形状の自由度が低く、十分な高剛性化を図るのが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドに延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したものである。
【０００７】
請求項２においては、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の排気入口部に前記排気マニホールドの排気出口部を連通接続し、該排気マニホールドの一部に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したものである。
【０００８】
請求項３においては、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドの、前記排気消音器の排気入口部側に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したものである。
【０００９】
請求項４においては、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の外筒部と前記排気マニホールドとを一体的に形成したものである。
【００１０】
請求項５においては、エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の支持部側に介在する防振用の支持部材において、前記支持部材を箱型としたものである。
【００１１】
請求項６においては、エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の排気通路側に介在する取付部材において、前記取付部材に補強リブを排気消音器長手方向と垂直方向に溶接して設けたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るエンジンの概略構成を示す正面図、図２は同じく側面図、図３は本発明のエンジンの排気消音器の防振構造の第一実施例を示す正面一部断面図、図４は同じく第二実施例を示す図、図５は同じく第三実施例を示す図、図６は本発明に係る第四実施例の振止めステーの斜視図、図７は本発明に係る第五実施例の補強板の斜視図、図８は従来のエンジンの排気消音器の防振構造を示す斜視図、図９は同じく正面一部断面図、図１０は従来の振止めステーの斜視図、図１１は従来の補強板の斜視図である。
【００１３】
本発明に係るエンジンの排気消音器の防振構造を具備するエンジンの概略について図１及び図２を用いて説明する。
なお、本発明の実施例においては、３気筒のエンジンとして図示しているが、多気筒、単気筒など、気筒数に限定されるものではない。
エンジン１の主な構成として、シリンダブロック１５の上端部にはシリンダヘッド２が、下端部にはオイルパン５が取り付けられている。該シリンダヘッド２は、エンジン１を多気筒のエンジンとした場合、複数備えられ、排気マニホールド３は多気筒のエンジンに対応するように一つの主管から分岐するように多岐管が形成されており、それぞれの多岐管の先端側が前記シリンダヘッド２側に対向するようにしている。そして図８に示すように、それぞれの多岐管先端の開口部３ｃ・３ｃ・・・がパッキン８を介してボルト等で連結され、該シリンダヘッド２と排気マニホールド３が連通するようにしている。
つまり、エンジン１からの排気ガスがシリンダヘッド２の排気通路内に排出され、該シリンダヘッド２より排出された排気ガスは、排気マニホールド３の多岐管である排気入口部のそれぞれの開口部３ｃより該排気マニホールド３内の排気通路へと排出される。そして、この排気ガスは、排気通路の下流側で合流した後、主管である排気出口部３ｂへと排出される。
【００１４】
上記のように排気マニホールド３の排気出口部３ｂから排出された排気ガスは、排気消音器４の排気入口部４ａから入り、入口パイプ１４を通って、排気消音器４の中を所定の排気通路を通って排気管１６から排出される。
【００１５】
以下、本発明に係るエンジンの排気消音器の共振防止構造について、各実施例において従来技術と比較しながら説明していく。なお、今回示す実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。
まず、本発明に係るエンジンの排気消音器の共振防止構造の第一実施例について図３、図８及び図９を用いて説明する。
従来、図８及び図９に示すように、排気マニホールド３と排気消音器４との接続部の支持側において用いられる防振用支持部材である振止めステー７は、プレス品である板金で形成され、該振止めステー７を排気消音器４の外筒１８に溶接し、該振止めステー７が排気マニホールド３と排気消音器４の接続部の支持部側に介在し、シリンダヘッド２にボルト２５によって締結されたステー１３をボルト１９によって排気消音器４に締結する構造であった。
しかし、このような構造では、部品点数が多くなり、前記振止めステー７がプレス品であるため、該振止めステー７の形状に対しての自由度が低く、形状が限定されていた。
【００１６】
そこで、本実施例では、図３に示す如く、前記振止めステー７を用いず、排気マニホールド３の一部を延設して延設部３ｄを形成し、該延設部３ｄをステーとする。排気マニホールド３において、一側方に排気出口部３ｂを構成して排気消音器４に接続するとともに、他側方に延設部３ｄを構成して排気消音器４を支持する。つまり、従来用いていた振止めステー７の代わりに、排気マニホールド３に延設部３ｄをステーとして一体的に形成し、該延設部３ｄを排気消音器４の外筒１８の内側から外側へ突設した溶接ボルト２０にてナット２１を介して締結する構造となっている。
【００１７】
このような構造にすることにより、従来における振止めステー７を用いる必要がなくなり、省コスト化が図れる。また、排気マニホールド３に延設部３ｄを一体的に形成することによって、プレス品であった振止めステー７に対して、延設部３ｄのステーとしての形状の自由度が高くなり、該延設部３ｄを排気消音器４に応じた形状とすることができ、高剛性化を容易に図ることが可能となる。
【００１８】
次に、第二実施例について図４、図８、図９及び図１０を用いて説明する。
従来技術において、排気マニホールド３と排気消音器４の接続部のうち、該排気消音器４に挿通された入口パイプ１４が突出している部分、即ち排気通路側においては、図１０に示すような支持を補強するための補強板６を排気消音器４本体に溶接し、また、入口パイプ１４にフランジ１７を溶接して、該補強板６とフランジ１７をシール締結することによって接続していた。
しかし、このような構造では、部品点数が多くなりコストが増大し、また、構造上溶接する箇所が多くなるため、支持剛性や生産性が良いといえる状況ではなかった。さらに、前記補強板６がプレス品であるため形状の自由度が低く、エンジン１本体からの振動による排気消音器４の共振を抑えることが困難であった。
【００１９】
そこで、本実施例においては、図４に示す如く、従来の前記補強板６を用いずに、排気マニホールド３の一部を延設することによって補強カバー部３ｅを一体的に形成し、該補強カバー部３ｅに排気消音器４から突出している入口パイプ１４が挿入されるかたちで覆い、該補強カバー部３ｅと排気消音器４とをガスケット２３を介してボルト２２・２２でシール締結することによって接続している。
つまり、排気マニホールド３に補強カバー部３ｅを一体的に形成することで、補強板６を用いることなく、排気消音器４の排気入口部４ａにおいて、排気マニホールド３と排気消音器４とが接続できる構造になっている。
【００２０】
このような構造にすることにより、従来用いていた補強板６や入口パイプ１４に溶接していたフランジ等が不必要になり、部品点数を削減できる。
また、排気マニホールド３に前記補強カバー部３ｅを一体的に形成することにより、エンジン１本体からの振動による排気消音器の共振を低減させることが可能となる。
さらに、プレス品であった補強板６に比べると、前記補強カバー部３ｅは鋳物品であり、比較的形状の自由度が高く、該補強カバー部３ｅを排気消音器４に対して最適な形状及び配置にすることが可能となる。
【００２１】
続いて、第三実施例について図５、図８及び図９を用いて説明する。
従来技術においては、図８及び９に示すように排気マニホールド３と排気消音器４との接続部の排気通路側では、該排気消音器４の外筒１８、入口パイプ１４、補強板６、また該入口パイプ１４に取り付けるフランジ１７、及び排気消音器４の外筒１８に取り付けられる振止めステー７等は個別の部品であり、それぞれ溶接にて接合されていた。
しかし、このような構造では部品点数が多く、それに伴い溶接箇所も多くなるので、組立工程が複雑化し生産性がよくなかった。また、前記補強板６や振止めステー７等がプレス品であるため形状の自由度が低かった。
【００２２】
そこで、本実施例では、図５に示すように、排気消音器４の外筒１８を鋳物で成形することによって排気マニホールド３と一体的に形成する構造としている。つまり、従来排気消音器４と排気マニホールド３を接続する際別部品として用いていた補強板６、振止めステー７等を排気マニホールド３に一体的に形成し、さらに該排気マニホールド３を排気消音器４の外筒１８と鋳物で成形している。
【００２３】
このような構造にすることによって、部品点数の削減が図れ、それに伴い溶接箇所を大幅に削減することが可能となり、組立工程の簡略化、生産性の向上が図れる。
また、従来板金で構成されていた排気消音器４の外筒１８を、排気マニホールド３と一体的に鋳物で成形することによって、外筒１８の表面からの放射音を低減することができる。また、温度変化による変形を抑制して、金属疲労の発生を低減できる。
さらに、エンジン１本体からの振動による排気消音器の共振を防止することが可能となる。
【００２４】
次に、前記振止めステー７の形状を改良することによって、排気消音器４の共振防止を図る構造を本発明の第四実施例として、図６及び図１１を用いて説明する。
従来の振止めステー７は、図１１に示す如く、一枚の板金を略水平な底部７ａと湾曲部７ｂ・７ｂを有する側面視略Ｖ字形状に曲げて形成された曲げ品であった。
このような従来の振止めステー７においては、板金の曲げ品であるため、該振止めステー７を補強するには、板の厚さを増すか、または別部品であるリブ板等を溶接する方法があるが、これらの方法ではコスト的に不利であり、また、エンジン１本体からの振動による排気消音器４の共振を防止するにまでは至らなかった。
【００２５】
そこで、本実施例の振止めステー２７では、前記従来の振止めステー７の底部７ａであった部分を箱型形状にして箱部２７ａを形成している。つまり、本実施例における振止めステー２７は図６に示すように、従来は一枚の板金の曲げ品であったのを、湾曲部２７ｂ・２７ｂの下部に側板部２７ｃ・２７ｃを架設するかたちで一体的に形成し、箱体である箱部２７ａとして形成している。
このような形状にすることによって、エンジン１本体からの振動による排気消音器４の共振を回避することができ、振動疲労に対する耐久性の向上が図れる。
また、振止めステー２７の底部を箱型形状にすることによって、絞り（プレス）型にて製造できるので、精度の向上が容易に図れ、さらに、箱部２７ａの隅の丸め半径を任意に設定することができ、該振止めステー２７に加わる振動や排気消音器４の荷重による応力を緩和することが可能となる。
【００２６】
また、排気消音器４の入口パイプ１４の補強用として該排気消音器４の外筒１８に溶接する前記補強板６を改良することによって排気消音器４の共振防止を図る構造を本発明の第五実施例として、図７及び図１０を用いて説明する。
従来の補強板６は、図１０に示す如く、柱部６ａと、該柱部６ａの上方に形成された側面視略Ｕ字形の板状部材である湾曲部６ｂと、該湾曲部６ｂと柱部６ａとを補強するため排気消音器４長手方向に形成されている補強部６ｃと、押しリブ６ｄとによって一体的に形成され、該押しリブ６ｄはプレス等により排気消音器４長手方向に対して垂直方向に形成されていた。
しかし、このような押しリブ６ｄは、プレス等により形成されているため、形状や高さが強制的に制限されるため、エンジン１本体からの振動による排気消音器４の共振を十分に抑えることができず、該排気消音器４の各部位の振動疲労等による劣化がはやかった。
【００２７】
そこで、本実施例における取付部材である補強板２６では、従来の補強板６と押しリブ６ｄ以外の構造は略同一で、該補強板６における押しリブ６ｄが形成されていた場所に、排気消音器４長手方向に対して垂直方向に板状部材である補強リブ２７を溶接して補強している。
このように、補強リブ２７を別部材として溶接して補強することにより、該補強リブ２７を肉厚にすることなどによって容易に支持剛性の向上が図れ、該補強板２６の形状等によって補強リブ２７を任意の形状にすることが可能となり、設計上の自由度が高くなる。
また、エンジン１本体からの振動による排気消音器４の共振を低減させることができるので、該排気消音器４の振動疲労寿命を延ばすことが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２９】
即ち、請求項１に示す如く、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドに延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したので、容易な構成によりエンジン本体の振動による排気消音器の共振を防止することができ、また、排気経路において接続されている排気マニホールドを利用するので、別部品を用いることなく、防振構造のコンパクト化が図れる。
【００３０】
請求項２に示す如く、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の排気入口部に前記排気マニホールドの排気出口部を連通接続し、該排気マニホールドの一部に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したので、排気消音器の他側の支持部を排気マニホールドと一体的に形成でき、該支持部の形状の自由度が高くなり、高剛性化が図れ、また、部品点数の削減も可能となる。
【００３１】
請求項３に示す如く、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気マニホールドの、前記排気消音器の排気入口部側に延設部を形成し、該延設部を前記排気消音器に直接連結したので、別部品として用いていた補強板が排気マニホールドと一体的に形成されることにより補強カバー部の形状の自由度が増し、排気消音器の排気入口部における接続剛性の向上が図れ、エンジン本体からの振動による排気消音器の共振を回避することができる。
【００３２】
請求項４に示す如く、エンジンの排気消音器の排気入口部に連通接続される排気マニホールドにおいて、前記排気消音器の外筒部と前記排気マニホールドとを一体的に形成したので、排気通路側及び他側の支持部が排気消音器及び排気マニホールドと一体的に形成され、部品点数の削減と、それに伴う溶接箇所の削減及び省コスト化が可能となり、容易な構成で排気消音器の支持剛性が向上できる。また、排気消音器外筒表面からの放射音を低減することができる。
【００３３】
請求項５に示す如く、エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の支持部側に介在する防振用の支持部材において、前記支持部材を箱型としたので、排気消音器の支持剛性を向上できるとともに、該防振用支持部材にかかる応力を緩和して振動疲労に対する耐久性を向上できる。
【００３４】
請求項６に示す如く、エンジンの排気消音器と排気マニホールドとの接続部の排気通路側に介在する取付部材において、前記取付部材に補強リブを排気消音器長手方向と垂直方向に溶接して設けたので、容易に排気消音器の支持剛性を向上することが可能となり、該取付部材の形状等によらず補強リブの肉厚等の形状を構成でき、設計上の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの概略構成を示す正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】本発明のエンジンの排気消音器の防振構造の第一実施例を示す正面一部断面図。
【図４】同じく第二実施例を示す図。
【図５】同じく第三実施例を示す図。
【図６】本発明に係る第四実施例の振止めステーの斜視図。
【図７】本発明に係る第五実施例の補強板の斜視図。
【図８】従来のエンジンの排気消音器の防振構造を示す斜視図。
【図９】同じく正面一部断面図。
【図１０】従来の振止めステーの斜視図。
【図１１】従来の補強板の斜視図。
【符号の説明】
１　エンジン
３　排気マニホールド
３ｄ　延設部
３ｅ　補強カバー部
４　排気消音器
１８　外筒
２６　補強板
２７　振止めステー
２８　補強リブ
【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】
2004124883.tif 000008
【図７】
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【図８】
2004124883.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004124883.tif 000012
【図１１】
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