(57)【要約】【課題】パイプ集合部の下流側端面の隔壁の交点に形成される空間の空間部を小さくすることによって、該パイプ集合部の溶接を容易に安定した形状に形成できるエキゾーストマニホールドの集合部構造の提供。【解決手段】多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を略扇形断面形状に成形し、該扇形の隔壁Ｋ１〜Ｋ８同士を当接させてパイプ集合部２を形成すると共に、該パイプ集合部２の中央に空間部を備えたエキゾーストマニホールドの集合部構造Ａにおいて、前記隔壁Ｋ１〜Ｋ４（分離壁Ｈ１、Ｈ２）を空間部が分散する方向に移動させて配置した【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を略扇形断面形状に成形し、
該扇形の隔壁同士を当接させてパイプ集合部を形成すると共に、該パイプ集合部の下流側端面の中央に空間部を備えたエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
前記空間部が分散する方向に隔壁を移動させて配置したことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。
【請求項２】
請求項１記載のエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
前記パイプ集合部の下流側端面における隔壁を傾斜した状態に形成して各パイプの排気流通断面積を設定したことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させて一体化したエキゾーストマニホールドの集合部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を成形して集合させて一体化したエキゾーストマニホールドの集合部構造の技術が公知である（特許文献１、２参照）。
【０００３】
このようなエキゾーストマニホールドの集合部構造では、各気筒のパイプの下流側部分が略扇形断面形状に成形され、該扇形の隔壁同士を当接させて集合したパイプ集合部が、触媒コンバータ又は集合管の上流側端部の形状に合わせて略円形断面形状に形成されている。
【０００４】
具体的には、例えば４気筒の内燃機関であれば、図６に示すように、パイプ集合部０１は１／４円の断面とする４本のパイプ０２〜０５が集合した構造となっており、前記パイプ集合部０１の下流側端面における各パイプ０２〜０５の隔壁同士を溶接にて固定することにより一体化している。
【０００５】
そして、前記パイプ集合部０１は、エンジン運転中の排気熱による温度が最も高い位置であり、かつ、パイプ集合部０１外周は触媒コンバータ又は集合管の上流側端部に結合されていて各パイプ０２〜０５の熱膨張が制限されるため、多大な熱応力が作用する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１４５４４６号公報  （第１頁、第２図）
【特許文献２】
特開平８−３３４０２０号公報  （第１頁、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のエキゾーストマニホールドの集合部構造においては、パイプ集合部の中央に隙間（空間部）が生じており（図６参照）、前記隔壁同士を溶接して固定する際に、前記空間部における溶接線が撓んだ状態に形成されてしまい、結果、この部位に前述した熱応力が集中して溶接が破断して排気ガスが外部へ漏れたり、各パイプに局部的な変形やクラックが発生する虞があった。
【０００８】
なお、前記空間部を埋めるように溶接するには、パイプ集合部における他の部位に使用する溶接棒よりも太いものを用いて溶接しなければならず、溶接棒の無駄になる上、作業性が悪い。
【０００９】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、パイプ集合部の下流側端面の中央に形成される空間部を小さくすることによって、該パイプ集合部の溶接を容易に安定した形状に形成できるエキゾーストマニホールドの集合部構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分を略扇形断面形状に成形し、該扇形の隔壁同士を当接させてパイプ集合部を形成すると共に、該パイプ集合部の下流側端面の中央に空間部を備えたエキゾーストマニホールドの集合部構造において、前記空間部が分散する方向に隔壁を移動させて配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のエキゾーストマニホールドの集合部構造において、パイプ集合部の下流側端面における隔壁を傾斜した状態に形成して各パイプの排気流通断面積を設定したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の発明にあっては、多気筒内燃機関の各気筒のパイプの下流側部分が略扇形断面形状に成形され、該扇形の隔壁同士を当接させてパイプ集合部が形成されると共に、該パイプ集合部の下流側端面の中央に空間部が形成される。
そして、前記隔壁が空間部を分散させる方向に移動して配置される。
【００１３】
従って、例えば、４気筒の内燃機関である場合、４本のパイプの下流側端部分が１／４の扇形断面形状に形成され、各パイプの隔壁同士が当接して形成されるパイプ集合部の下流側端面の中央に空間部が形成されるが、前記隔壁は空間部が分散する方向に移動させて配置されているため、空間部が小さく形成され、結果、パイプ集合部の下流側端面における隔壁同士の溶接を容易に安定した形状に形成でき、エキゾーストマニホールドの耐久性及び品質が向上する。
【００１４】
また、前記空間部の溶接への熱応力の集中を回避でき、溶接線が破断したり、各パイプに局部的な変形やクラックが発生するのを防止できる。
【００１５】
請求項２記載の発明にあっては、パイプ集合部の下流側端面における隔壁を傾斜した状態に形成して各パイプの排気流通断面積を設定したため、パイプ集合部の各パイプ毎に排気流通断面積が異なる、または同一にするなどして排気量、エンジン出力、排気音などのチューニングを行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエキゾーストマニホールドの集合部構造の実施の形態を説明する。
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態１のエキゾーストマニホールドの全体図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線によるエキゾーストマニホールドを示す図、図３は本実施の形態のパイプ集合部を説明する図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ａは、４気筒の内燃機関（以下エンジンと称す）に固定されるヘッドフランジＨと触媒コンバータ１との間に介装され、各気筒に対応するパイプＰ１〜Ｐ４は、上流側部分が前記ヘッドフランジＨに固定され、一方、下流側部分が集合されてパイプ集合部２が形成され、このパイプ集合部２は触媒コンバータ１の上流側端部に挿入された状態で固定されている。
【００１９】
図２に示すように、前記パイプ集合部２における各パイプＰ１〜Ｐ４は、略扇形断面形状でパイプ集合部２全体が触媒コンバータ１の上流側端部内面の形状に合致する略円形断面形状に形成されている。
【００２０】
また、図３に示すように、前記パイプ集合部２の下流側端面には、各パイプＰ１〜Ｐ４の隔壁Ｋ１〜Ｋ８のうち、隣接する隔壁同士を互いに当接させて４つの分離壁Ｈ１〜Ｈ４が形成されている。
そして、前記隔壁Ｋ１，Ｋ２同士を当接して成る分離壁Ｈ１はパイプ集合部２の中心Ｏよりも図中左側に移動した位置に形成され、結果、パイプ集合部２におけるパイプＰ１の排気流通断面積はパイプＰ２の排気流通断面積よりも僅かに少なくなっている。
【００２１】
一方、前記隔壁Ｋ３，Ｋ４同士を当接して成る分離壁Ｈ２はパイプ集合部２の中心Ｏよりも図中右側に移動した位置に形成され、結果、パイプ集合部２におけるパイプＰ３の排気流通断面積はパイプＰ４の排気流通断面積よりも僅かに少なくなっている。
【００２２】
このように構成されたパイプ集合部２の下流側端面の中央の隙間には、空間部１０，１１が形成され、結果、従来と比べて空間部が２つに分離された状態で形成されている。
なお，本実施の形態では２つの分離した空間部１０，１１が形成されているが、これらは完全に分離している必要はなく、下流側端面の中央の隙間が小さくなるように分散していれば良い。
【００２３】
そして、前記分離壁Ｈ１〜Ｈ４における隔壁同士間を溶接棒で溶接して下流側端面に略十字形状の溶接線を形成することにより各パイプＰ１〜Ｐ４が一体的に形成される。
【００２４】
この際、パイプ集合部２の下流側端面の中央の空間部は、前記空間部１０，１１に分離されて小さいため、通常の太さの溶接棒でもって容易に溶接することができ、溶接線に段差や撓みなどが生じず安定した形状に形成できる。
【００２５】
以下、本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ａの作用及び効果を説明する。
【００２６】
本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ａでは、エンジンの運転時に各パイプＰ１〜Ｐ４の上流側部分の排気温度が約２００℃〜２５０℃、下流側部分のパイプ集合部２が約７００℃近くまで上昇して最も高くなる。
【００２７】
そして、各パイプＰ１〜Ｐ４の熱膨張差による熱応力が発生して溶接線に作用するが、該溶接線は安定した形状に形成されているため、前記空間部１０，１１への熱応力の集中を回避でき、結果、溶接線が破断して排気が外部へ漏れたり局部変形やクラックが発生することがなく、信頼性の高いエキゾーストマニホールドを実現できる。
【００２８】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を説明する。
【００２９】
なお、本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ｂでは、前記実施の形態１で説明した分離壁Ｈ１，Ｈ２を傾斜した状態の分離壁Ｈ５，Ｈ６に形成したこと以外は前記実施の形態１と同様であるため、同一の構成部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
図４は本発明の実施の形態２のパイプ集合部を説明する図である。
【００３１】
本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ｂでは、図４に示すように、パイプ集合部２における各パイプＰ１〜Ｐ２の排気流通断面積が同一となるように分離壁Ｈ５（隔壁Ｋ９，Ｋ１０），Ｈ６（隔壁Ｋ１１，Ｋ１２）がパイプ集合部２の中心から外方に向かって傾斜した状態に形成されている。
【００３２】
具体的には、分離壁Ｈ５の中心側端部はパイプ集合部２の中心Ｏよりも図中左側に移動した位置に形成されており、この状態では前記実施の形態１で説明したように、パイプ集合部２におけるパイプＰ１の排気流通断面積はパイプＰ２の排気流通断面積よりも小さく形成されてしまうため、本実施の形態では分離壁Ｈ５をパイプＰ２側に傾斜した状態に形成することによって、パイプＰ１，Ｐ２の排気流通断面積が同一となるようにしている。
【００３３】
同様に、分離壁Ｈ６の中心側端部はパイプ集合部２の中心よりも図中右側に移動した位置に形成されており、この状態では前記実施の形態１で説明したように、パイプ集合部２におけるパイプ３の排気流通断面積はパイプ４の排気流通断面積よりも小さく形成されてしまうため、分離壁Ｈ６をパイプＰ４側に傾斜した状態に形成することによって、パイプＰ３，Ｐ４の排気流通断面積が同一となるようにしている。
そして、本実施の形態のパイプ集合部２も前記実施の形態１と同様にパイプ集合部２の下流側端面の中央に空間部１０、１１が形成されている。
なお、前記パイプ集合部２の溶接については前述と同様であるためその説明は省略する。
【００３４】
以下、本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ｂの作用及び効果を説明する。
【００３５】
本実施の形態のエキゾーストマニホールドの集合部構造Ｂでは、パイプ集合部２における各パイプＰ１〜Ｐ４の排気流通断面積が同一となるように分離壁Ｈ５（隔壁Ｋ９，Ｋ１０）と分離壁Ｈ６（隔壁Ｋ１１，Ｋ１２）を適宜の方向へ傾斜させたため、エンジンから排出される排気はパイプ集合部２を通過する際に各パイプＰ１〜Ｐ４で同一量の排気量が流通する。
【００３６】
従って、空間部１０，１１を小さくして溶接線の信頼性を高めつつ、従来のパイプ集合部と同様に排気を各パイプＰ１〜Ｐ４に均一に流通させることが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
【００３８】
例えば、本実施の形態では、分離壁Ｈ５、Ｈ６を適宜の方向へ傾斜させることにより、パイプ集合部２における各パイプＰ１〜Ｐ４の排気流通断面積が同一となるように形成して従来のパイプ集合部と同様の排気量を流通させたが、この他にも、図５に示すように、分離壁Ｈ５のみを傾斜させて各パイプＰ１〜Ｐ４の排気流通断面積を任意に変えることにより、排気量、エンジン出力、排気音などの様々なチューニングを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のエキゾーストマニホールドの全体図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線によるエキゾーストマニホールドを示す図である。
【図３】本実施の形態のパイプ集合部を説明する図である。
【図４】本発明の本実施の形態２のパイプ集合部を説明する図である。
【図５】その他の実施の形態のパイプ集合部を説明する図である。
【図６】従来のパイプ集合部を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ  エキゾーストマニホールドの集合部構造
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  パイプ
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６  分離壁
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９，Ｋ１０，Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３，Ｋ１４，Ｋ１５，Ｋ１６  分離壁
Ｏ  中心
１  触媒コンバータ
２  パイプ集合部
１０、１１  空間部
【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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