(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に並んだ複数の燃焼室(C1,C2,C3,C4)からの排気ガスが集合する集合型排気ポート(4)が形成されたシリンダヘッド(2)と、前記集合型排気ポート(4)の出口の直下流に接続されて排気ガスを浄化する直下型の排気触媒装置(A)とを備える多気筒内燃機関であって、前記排気触媒装置(A)には、排気ガス浄化用の触媒コンバータ(10)と排気ガスを前記触媒コンバータ(10)の入口端面(10a)に導く導入通路(41)とが設けられ、前記導入通路(41)が、排気ガスが流入する通路入口(42a)を有する上流部(42)と、前記通路入口(42a)からの排気ガスが屈曲流となる屈曲部(44)と、屈曲した後の排気ガスの流れを前記触媒コンバータ(10)の前記入口端面(10a)に向けて流出させる通路出口(43b)を有する下流部(43)とから構成される排気触媒装置において、
前記屈曲部(44)には、側面視で、前記上流部(42)の外側周部の最下流部(42b1)と下流部(43)の外側周部の最上流部(43a1)と結ぶ仮想円弧(R)よりも屈曲外方に膨出する膨出部(45)が設けられ、前記屈曲部(44)の排気ガスの一部は、前記膨出部(45)の壁面に沿って流れることにより、前記通路入口(42a)での排気ガスの、側面視での流入方向に対して反転した偏向流となり、前記偏向流は屈曲内方かつ前記触媒コンバータ(10)の前記入口端面(10a)を指向して前記膨出部(45)から流出することを特徴とする多気筒内燃機関。
【請求項２】
前記配列方向での前記膨出部(45)の両壁面(25s1,25s2)は、前記触媒コンバータ(10)の中心軸線(Lc)方向から見て、排気ガスの流れ方向に先細に形成されて、特定の前記シリンダの前記燃焼室(C2,C3)からの排気ガスの前記通路入口(42a)での流入方向にほぼ平行であることを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関などの燃焼装置において発生する排気ガスを浄化する排気浄化装置としての排気触媒装置を備える多気筒内燃機関に関し、詳細には、排気ガスを排気ガス浄化用の排気浄化部材としての触媒コンバータに導くための通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスを浄化する排気浄化装置としての排気触媒装置では、例えば内燃機関の直下型排気触媒装置のように、そのレイアウト上、排気ガス浄化用の触媒コンバータに排気ガスを導く通路が、所定角度、例えばほぼ直角に屈曲することがある。一方、触媒コンバータに流入する排気ガスの流れの状態は、触媒コンバータの入力端面において、局部的に偏ることなく、できる限り均一であることが、触媒コンバータの浄化性能および耐久性の観点から望ましい。このため、屈曲する導入通路が設けられた排気触媒装置において、触媒コンバータに流入する排気ガスの流れを均一化するための種々の技術が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−４９６４０号公報
【特許文献２】特開２００５−２４０７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、触媒コンバータの入口端部における排気ガスの流れを均一にするために、導入通路に整流板など挿入部材が設けられるものでは、通路抵抗が大きくなって排気効率が低下し、しかもコスト高となる。また、導入通路の壁面に流れを偏向するための突出部を設けることも、同様に通路抵抗が大きくなって、排気効率の低下を招来する。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、導入通路での通路抵抗の増加を抑制して良好な排気効率を維持しつつ、排気浄化装置としての排気触媒装置の、排気浄化部材としての触媒コンバータの入口端面での排気ガスの流れを均一化すること、および集合型排気ポートがシリンダヘッドに形成された多気筒内燃機関において、前述の目的の達成を図り、さらに、排気触媒装置で発生する騒音の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、配列方向に並んだ複数の燃焼室からの排気ガスが集合する集合型排気ポートが形成されたシリンダヘッドと、前記集合型排気ポートの出口の直下流に接続されて排気ガスを浄化する直下型の排気触媒装置とを備える多気筒内燃機関であって、前記排気触媒装置には、排気ガス浄化用の触媒コンバータと排気ガスを前記触媒コンバータの入口端面に導く導入通路とが設けられ、前記導入通路が、排気ガスが流入する通路入口を有する上流部と、前記通路入口からの排気ガスが屈曲流となる屈曲部と、屈曲した後の排気ガスの流れを前記触媒コンバータの前記入口端面に向けて流出させる通路出口を有する下流部とから構成される排気触媒装置において、前記屈曲部には、側面視で、前記上流部の外側周部の最下流部と下流部の外側周部の最上流部と結ぶ仮想円弧よりも屈曲外方に膨出する膨出部が設けられ、前記屈曲部の排気ガスの一部は、前記膨出部の壁面に沿って流れることにより、前記通路入口での排気ガスの、側面視での流入方向に対して反転した偏向流となり、前記偏向流は屈曲内方かつ前記触媒コンバータの前記入口端面を指向して前記膨出部から流出する多気筒内燃機関である。
【０００８】
これによれば、集合型排気ポートが形成されたシリンダヘッドを備える多気筒内燃機関において、排気ガスが導入通路の屈曲部で屈曲流となるために触媒コンバータの入口端面での排気ガスの流れが該入口端面の外側部分に偏る状態（以下、「流れの不均一状態」という。）を生じさせる主たる原因となる屈曲部の外側部分での流れが、膨出部により偏向流となって入口端面で内側部分に向かうので、触媒コンバータの入口端面の内側部分での排気ガスの流れが多くなる一方、入口端面の外側部分に向かう流れが少なくなる。
また、膨出部により偏向流が発生するので、屈曲内方に突出して偏向流を発生させる突出壁とは異なり、偏向流を発生させるために通路抵抗が増加することがないうえ、導入通路の通路面積が膨出部の分だけ大きくなるので、導入通路での通路抵抗の増加が抑制される。さらに、膨出部は屈曲部に設けられているので、直線状の通路の側方に膨出部が設けられる場合に比べて、排気ガスが膨出部に流入しやすいので、指向性の強い偏向流を発生させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関において、前記配列方向での前記膨出部の両壁面は、前記触媒コンバータの中心軸線方向から見て、排気ガスの流れ方向に先細に形成されて、特定の前記シリンダの前記燃焼室からの排気ガスの前記通路入口での流入方向にほぼ平行であるものである。
【００１０】
これによれば、特定のシリンダからの排気ガスの主流は膨出部の壁面により偏向されることなく膨出部に流入するので、排気ガスが円滑に膨出部に流入し、しかもその円滑な流れが先細に形成された膨出部に集まるので、膨出部で比較的強い流れの偏向流を発生させることができる。
【００１３】
なお、明細書または特許請求の範囲において、「平面視」とは、排気浄化部材としての触媒コンバータの中心軸線方向もしくは入口端面に直交する方向から見ることを意味し、「側面視」とは、平面視で、または後述する対称面に直交する方向から見ることを意味し、「屈曲外方」および「屈曲内方」は、仮想円弧の中心である屈曲中心から遠ざかる方向および屈曲中心に近づく方向を意味し、部材や通路や流れなどにおける「外側」および「内側」は、該部材や通路や流れなどにおいて、屈曲中心から遠い部分および屈曲中心に近い部分をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、集合型排気ポートが形成されたシリンダヘッドを備える多気筒内燃機関において、膨出部により生じる偏向流により入口端面の内側部分の排気ガスの流れが多くなるので、入口端面での排気ガスの流れが均一化される。このため、触媒コンバータの浄化率が向上し、流れの不均一状態に起因する触媒コンバータの局部的な劣化が防止されて、触媒コンバータの耐久性が向上する。しかも、導入通路での通路抵抗の効果が抑制されるので、排気通路における背圧の増加が抑制されて、良好な排気効率を確保できる。さらに、膨出部が屈曲部に設けられるので、指向性の強い偏向流を発生させることができて、入口端面での排気ガスの流れの均一化に効果的な偏向流を発生させることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、排気ガスが円滑に膨出部に流入するので、膨出部による通路抵抗の増加が抑制され、しかも比較的強い偏向流により、流れの不均一状態が効果的に矯正されて、入口端面での流れが均一化され、しかも先細であることで膨出部が小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された排気浄化装置としての排気触媒装置Ａは、燃焼装置、例えば２以上の所定数のシリンダを備える水冷式の多気筒内燃機関としての直列４気筒４ストローク内燃機関Ｅに備えられる。内燃機関Ｅは、配列方向に並んだ４つの第１〜第４シリンダが一体成形されたシリンダブロック１と、該シリンダブロック１の上端部に結合されるシリンダヘッド２とから構成される機関本体を備える。
なお、この明細書において、上下方向および前後方向は、図１に図示された方向であるとし、上下方向は、後述する触媒コンバータ10の中心軸線に平行な方向である。
【００１９】
シリンダヘッド２には、前記各シリンダに摺動可能に嵌合するピストンに対向して位置する燃焼室Ｃ１〜Ｃ４と、燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に開口する１対の吸気口３ａを有する吸気ポート３とが、前記シリンダ毎に形成され、さらに、各燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に開口する１対の排気口５ａを有する個別の排気ポート５と各排気ポート５からの排気ガスが集合する１つの集合部としての集合ポート６とにより構成される集合型排気ポート４が形成される。内燃機関Ｅにおいて、４つの前記シリンダにそれぞれ対応して、４つの燃焼室Ｃ１〜Ｃ４が前記配列方向に一列に並んでいる。さらに、シリンダヘッド２には、燃焼室Ｃ１〜Ｃ４毎に、吸気口３ａおよび排気口５ａをそれぞれ開閉する１対の吸気弁および１対の排気弁（いずれも図示されず）と、該吸気弁および該排気弁を内燃機関Ｅのクランク軸の回転に同期して所定のタイミングで開閉駆動するカム軸を備える頭上カム軸型の動弁装置とが設けられる。
【００２０】
そして、各吸気ポート３の入口が開口するシリンダヘッド２の吸気側側壁２ｉに接続される吸気装置においてスロットル弁により流量制御された吸入空気と燃料噴射弁から供給された燃料とにより形成された混合気は、各吸気ポート３を通って前記各吸気弁の開弁時に燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に流入し、燃焼室Ｃ１〜Ｃ４内でシリンダヘッド２に設けられる点火栓（図示されず）により点火されて燃焼する。そして、発生した燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動する前記ピストンがコンロッドを介して前記クランク軸を回転駆動する。また、燃焼ガスは、排気ガスとして前記排気弁の開弁時に排気ポート５に流入し、さらに集合ポート６を経て出口６ｂから流出することで集合型排気ポート４から流出する。集合型排気ポート４から流出した排気ガスは、シリンダヘッド２の排気側側壁２ｅに接続された直下型の排気触媒装置Ａ、さらには床下型の排気触媒装置（図示されず）を流通して浄化された後、内燃機関Ｅの外部に排出される。
【００２１】
排気触媒装置Ａは、排気ガス浄化用の排気浄化部材としての触媒コンバータ10と、該触媒コンバータ10を保持すると共に収納する本体部としての収納ケース11と、排気ポート５からの排気ガスを触媒コンバータ10に導く導入通路41を形成する導入部としての導入コーン21と、触媒コンバータ10を通過して浄化された排気ガスを排気触媒装置Ａの下流に配置される装置に接続される排気管に導く導出通路34を形成する導出部としての導出コーン31とを備える。そして、導入コーン21は、上流端部22でシリンダヘッド２にフランジ７（図３（Ａ），（Ｂ）も参照）を介して接続され、下流端部23で収納ケース11に接続される。一方、導出コーン31は、上流端部32で収納ケース11に接続され、下流端部33で前記排気管に接続される。それゆえ、排気触媒装置Ａには、導入通路41、触媒コンバータ10および導出通路34が設けられる。
【００２２】
中心軸線Ｌｃ（図５，図６も参照）を有する筒状、ここでは円筒状の触媒コンバータ10は、多数のセルが形成されたハニカム構造を有する担体と、該担体に担持される白金やロジウムなどの触媒物質とにより構成される。触媒コンバータ10は、排気ガスが導入通路41から流入する入口端面10ａと、触媒コンバータ10で浄化された後の排気ガスが導出通路34に流出する出口端面10ｂとを有する。
【００２３】
集合型排気ポート４の出口６ｂに接続して、集合ポート６の直下流の排気ガスを触媒コンバータ10の入口端面10ａに導く導入通路41は、排気ガスが流入する通路入口42ａを有する上流部42と、出口６ｂと整合する形状を有する通路入口42ａから流入した排気ガスの流れが屈曲流となる屈曲部44と、屈曲部44と入口端面10ｂとの間にあって屈曲部44で屈曲した後の排気ガスを入口端面10ａに向けて流出させる通路出口43ｂを有する下流部43と、を有する。入口端面10ａに対して、上流部42はほぼ平行にほぼ一直線状に延び、下流部43はほぼ直交する方向にほぼ一直線状に延びる。また、通路面積が下流に向かって拡大する下流部43は、中心軸線Ｌｃとほぼ一致する中心軸線を有する通路断面を有する。
そして、導入通路41の通路入口42ａでの排気ガスの流入方向と、導入通路41の通路出口43ｂでの排気ガスの流出方向とがなす屈曲角度はほぼ直角である。それゆえ、導入通路41または導入コーン21において、排気ガスは、屈曲部44により、ほぼ直角に屈曲して流れる。
【００２４】
併せて、図３，図４を参照すると、導入コーン21は、入口端面10ａにほぼ平行に延びる上流端部22と、入口端面10ａにほぼ直交する方向に延びると共に入口端面10ａに向かって円錐状に拡径する下流端部23と、下流端部23と上流端部22との間でほぼ直角に屈曲する中間部24とを備える。上流端部22は、出口６ｂに対応して前記配列方向に細長い長円形状の扁平な形状である通路入口42ａと、通路入口42ａと同様に前記配列方向に長細い長円形状の通路断面を有する上流部42を形成する。
【００２５】
上流端部22は、シリンダヘッド２における出口６ｂの位置に対応して、一列に並んだすべての燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に対して、前記配列方向での中央部に配置される（図２参照）。このため、前記第１シリンダの燃焼室Ｃ１および第２シリンダの燃焼室Ｃ２からの排気ガスは、それぞれ、第４シリンダの燃焼室Ｃ４および第３シリンダの燃焼室Ｃ３からの排気ガスと、中央面Ｈに面対称となる形態で、上流部42に流入する。ここで、中央面Ｈとは、シリンダ軸線方向から見て、４つの燃焼室Ｃ１〜Ｃ４を前記配列方向で二等分する平面である。
【００２６】
下流端部23は、入口端面10ａに対応した形状である円形状の通路出口43ｂと、円形状の通路断面を有する下流部43とを形成する。また、上流端部22には排気成分を検出することにより空燃比を検出する空燃比センサとしての酸素濃度センサ８が取り付けられる。酸素濃度センサ８は、上流部42において前記配列方向での中央部にその検知部８ａが位置するように、上流端部22の挿入孔Ｋを通じて上流部42内に挿入されている。
【００２７】
また、屈曲部44には、側面視で、屈曲中心Ｂを中心として、上流部42の外側周部（外側の周部分）の最下流部42b1と下流部43の外側周部の最上流部43a1と結ぶ仮想円弧Ｒ（図３（Ｂ）参照）よりも屈曲外方に膨出する膨出部45が設けられる。膨出部45は、中間部24の一部である膨出形成部25により形成され、膨出形成部25は中間部24において、また膨出部45は屈曲部44において、それぞれ瘤状に、かつ側面視で円弧状に膨出している。
【００２８】
膨出部45は、特定のシリンダである前記第２，第３シリンダの燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの、通路入口42ａでの流入方向Ｄ２，Ｄ３（図２も参照）で、上流部42または通路入口42ａと対向する位置に設けられ、かつ上流部42に、緩やかな湾曲面または傾斜面からなる屈曲部44の壁面24ｓに沿って滑らかに連続し、さらに下流部43にも鋭い角を有することなく滑らかに連続する。また、膨出部45の壁面25ｓ（すなわち、膨出形成部25の内面）は、鋭い角がない滑らかな凹曲面または平面になっている。導入通路41の一部を構成する膨出部45は、屈曲部44の外側周部に、屈曲外方に凹んで形成された凹空間であり、膨出部45が形成される分、屈曲部44の通路面積が増加する。
【００２９】
図１，図３，図４を参照すると、導入コーン21は、金属製の板材にプレス加工を施すことで形成された第１，第２半体21ａ，21ｂから構成され、側面視で、導入通路41の中心線にほぼ沿って分割される。第１，第２半体21ａ，21ｂは、その嵌合部21a1，21b1同士で嵌合された後、溶接等により結合される。第１半体21ａは、上流端部22の上部、中間部24の上部から後部に渡る部分および下流端部23の後部を有し、第２半体21ｂは、上流端部22の下部、中間部24の下部から前部に渡る部分および下流端部23の前部を有する。このため、入口端面10ａにおける排気ガスの流れを均一化する手段である膨出部45を形成する膨出形成部25を有する第１半体21ａが、プレス加工で製造されるので、コストが削減される。
【００３０】
膨出部45を上流側部分45ａおよび下流側部分45ｂにほぼ二等分したとき、上流側部分45ａは、流入方向Ｄ２，Ｄ３で通路入口42ａと対向する位置に設けられ、下流側部分45ｂは、流入方向Ｄ２，Ｄ３で通路入口42ａと対向することなく、かつ中心軸線Ｌｃ方向で通路入口42ａよりも触媒コンバータ10寄りで、下流部43の直上流に位置する。それゆえ、上流側部分45ａには通路入口42ａでの流れ方向を維持している排気ガスが流入する。そして、集合ポート６および通路入口42ａに流入する排気ガスは、各燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に対応してその主流の流入方向は異なるが、この実施形態では、図２に示されるように、前記配列方向で両端部の燃焼室Ｃ１，Ｃ４の間にある複数である２つの燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの主流Ｆ２，Ｆ３が、一直線状に、集合ポート６および通路入口42ａを流通し、上流側部分45ａに達する。なお、すべての燃焼室Ｃ１〜Ｃ４からの排気ガスが、一直線状に、集合ポート６および通路入口42ａを流通し、上流側部分に達するように、排気ポート５の形状が形成されてもよい。
【００３１】
さらに、壁面25ｓにおいて下流側部分45ｂを形成する部分において、中心軸線Ｌｃを含む平面上で、壁面の法線が、中心軸線方向で入口端面10ａとは反対方向を指向する壁面である棚部25s3は、排気ガスの上流に向かって拡径するほぼ円錐状の一部である部分円錐形状である。これにより、屈曲流となる排気ガスが中心軸線Ｌｃ回りの旋回を伴う場合には、棚部25s3においても旋回が維持される。そして、棚部25s3の奥行Ｗまたは膨出部45の膨出の度合いは、中心軸線Ｌｃを中心とする周方向で後述する対称面Ｈｃから離れるにつれて小さくなる（図３（Ｃ），図４参照）。さらに、中心軸線Ｌｃを含む平面上での棚部25s3の、下流部43の直上流近傍での接線Ｍ（図５（Ａ）参照）は、入口端面10ａでの中心Ｎ（入口端面10ａと中心軸線Ｌｃとの交点）または該中心Ｎよりも膨出部45から遠い位置で入口端面10ａと交差する。
【００３２】
また、膨出部45は、触媒コンバータ10の中心軸線Ｌｃを含む平面を対称面Ｈｃ（この実施形態では中央面Ｈに一致する。）としてほぼ対称に形成され、通路入口42ａおよび上流部42も該対称面Ｈｃを有する形状に形成される。そして、図３（Ｃ）に示されるように、前記配列方向または対称面Ｈｃに直交する方向での膨出部45の両壁面25s1，25s2および該両壁面25s1，25s2にそれぞれ連なる屈曲部44の両壁面24s1，24s2、さらには上流部42の両壁面22s1，22s2（または、膨出形成部25、中間部24および上流端部22の通路壁）は、触媒コンバータ10の中心軸線方向（以下、「平面視」という。）から見て、排気ガスの流れ方向に先細に形成されて、２つの燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの流入方向Ｄ２，Ｄ３に、それぞれほぼ平行（図２も参照）である。
【００３３】
さらに、膨出部45は、中心軸線Ｌｃを中心とする径方向で、入口端面10ａとほぼ同心の下流部43の最上流部43ａよりも外方に膨出している。そして、膨出部45の膨出の程度は、側面視で、最大膨出部分の膨出量Ｐが最上流部43ａの通路断面の通路径の約１／３〜約１／２の範囲である。
【００３４】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
図２，図５を参照すると、前記配列方向で対称面Ｈｃに近い各燃焼室Ｃ２，３からの排気ガスの主流Ｆ２，Ｆ３は、排気ポート５からの流出方向と同じ方向である流入方向Ｄ２，Ｄ３で通路入口42ａに流入し、壁面22s1，22s2にほぼ平行に上流部42を一直線状に流通する。これら燃焼室Ｃ１〜Ｃ４からの排気ガスは、通路入口42ａでの流入方向で上流部42または通路入口42ａと対向する屈曲部44および膨出部45に流入するために、または対称面Ｈｃに対して小さい傾斜角で屈曲部44および膨出部45に流入するために、触媒コンバータ10の入口端面10ａでの流れの不均一状態を生じさせやすい流れである。
【００３５】
屈曲部44での排気ガスの一部は、壁面24s1，24s2および壁面25s1，25s2に沿って膨出部45に、平面視で一直線状に流入し、膨出部45内で、膨出部45の壁面25ｓに沿って流れることにより、通路入口42ａでの排気ガスの、側面視での流入方向Ｆ2a，Ｆ3a（図５（Ａ）参照）に対して反転した偏向流Ｆａ、すなわち該流入方向Ｆ2a，Ｆ3aとは反対方向の速度成分を有する流れとなる。そして、偏向流Ｆａは、下流部43の最上流部43ａの直上流から屈曲内方かつ入口端面10ａを指向して、より具体的には、壁面25ｓの棚部25s3の接線Ｍが、入口端面10ａの中心Ｎまたは中心Ｎよりも膨出部45から遠い位置で入口端面10ａと交差することにより、中心軸線Ｌｃを含む平面において中心Ｎまたは中心Ｎよりも屈曲内方の部分を指向して流出する。
【００３６】
このように、集合型排気ポート４が形成されたシリンダヘッド２を備える内燃機関Ｅの排気触媒装置Ａにおける導入通路41の屈曲部44には、側面視で、上流部42の外側周部の最下流部42b1と下流部43の外側周部の最上流部43a1と結ぶ仮想円弧Ｒよりも屈曲外方に膨出する膨出部45が設けられることから、排気ガスが導入通路41の屈曲部44で屈曲流となるために入口端面10ａでの排気ガスの流れが入口端面10ａの外側部分に偏る状態（すなわち流れの不均一状態）を生じさせる主たる原因となる屈曲部44の外側部分での流れが、膨出部45により偏向流Ｆａとなって入口端面10ａで内側部分に向かうので、膨出部45がない導入通路41に比べて、入口端面10ａの内側部分での排気ガスの流れが多くなる一方、入口端面10ａの外側部分に向かう流れが少なくなる。
【００３７】
また、膨出部45により偏向流Ｆａが発生するので、屈曲内方に突出して偏向流を発生させる突出壁とは異なり、偏向流Ｆａを発生させるために通路抵抗が増加することがないうえ、導入通路41の通路面積が膨出部45の分だけ大きくなるので、導入通路41での通路抵抗の増加が抑制される。さらに、膨出部45は屈曲部44に設けられているので、直線状の通路の側方に膨出する部分が設けられる場合に比べて、排気ガスが膨出部45に流入しやすいので、指向性の強い偏向流Ｆａを発生させることができる。
この結果、膨出部45により生じる偏向流Ｆａで入口端面10ａの内側部分の排気ガスの流れが多くなって、入口端面10ａでの排気ガスの流れが均一化される。このため、触媒コンバータ10の浄化率が向上し、流れの不均一状態に起因する触媒コンバータ10の局部的な劣化が防止されて、触媒コンバータ10の耐久性が向上する。しかも、導入通路41での通路抵抗の効果が抑制されるので、排気通路における背圧の増加が抑制されて、良好な排気効率を確保できる。さらに、膨出部45が屈曲部44に設けられるので、指向性の強い偏向流Ｆａを発生させることができて、入口端面10ａでの排気ガスの流れの均一化に効果的な偏向流Ｆａを発生させることができる。
【００３８】
また、前記配列方向での膨出部45の両壁面25s1，25s2は、平面視で、排気ガスの流れ方向に先細に形成されて、第２，第３シリンダの燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの、通路入口42ａでの流入方向Ｄ２，Ｄ３にほぼ平行であることにより、燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの主流Ｆ２，Ｆ３は、上流部42の壁面22s1，22s2および屈曲部44の壁面24s1，24s2により偏向されることが殆どなく膨出部45に流入し、さらに膨出部45においても壁面25s1，25s2により偏向されることが殆どない。このため、排気ガスが円滑に膨出部45に流入し、しかもその円滑な流れが先細に形成された膨出部45に集まるので、膨出部45で比較的強い流れの偏向流Ｆａを発生させることができる。この結果、排気ガスが円滑に膨出部45に流入するので、膨出部45による通路抵抗の増加が抑制され、しかも比較的強い偏向流Ｆａにより、流れの不均一状態が効果的に矯正されて、入口端面10ａでの流れが均一化され、しかも先細であることで膨出部45が小型化される。
【００３９】
膨出部45は、燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスの、通路入口42ａでの流入方向Ｆ２，Ｆ３で、該通路入口42ａと対向する位置に設けられ、膨出部45は緩やかな壁面24ｓで上流部42に滑らかに連続することにより、燃焼室Ｃ２，Ｃ３から導入通路41に流入する排気ガスは屈曲することが殆どなく、ほぼ一直線状に膨出部45に流入するので、比較的強い偏向流Ｆａを発生させることができ、また上流部42と膨出部45とが、緩やかな湾曲面または傾斜面からなる壁面24ｓに沿って滑らかに連続することから、膨出部45がないために大きく屈曲する場合に比べて、緩やかに屈曲しつつ膨出部45に流入するので、排気ガスが屈曲部44および膨出部45の壁面24ｓ，25ｓに当たることで発生する音が低減する。この結果、比較的強い偏向流Ｆａにより、流れの不均一状態が効果的に矯正されて、入口端面10ａでの流れが均一化され、しかも排気ガスが導入通路41の壁面24ｓ，25ｓに当たることで発生する音が低減するので、導入通路41を形成する部材、ひいては導入通路41が設けられた排気触媒装置Ａで発生する騒音が低減する。
【００４０】
図２，図６を参照すると、各燃焼室Ｃ２，Ｃ３に比べ、前記配列方向で対称面Ｈｃから遠い各燃焼室Ｃ１，Ｃ４からの排気ガスの主流Ｆ１，Ｆ４は、排気ポート５からの流出方向と同じ方向である流入方向Ｄ１，Ｄ４で一直線状に通路入口42ａに流入し、上流部42の壁面22s2，22s1または屈曲部44の壁面24s2，24s1で偏向され、燃焼室Ｃ１〜Ｃ４からの排気ガスに比べて強い旋回成分を有する流れとなって屈曲部44を流れる。
【００４１】
屈曲部44での排気ガスの一部は、強い旋回成分を有する状態で膨出部45に流入し、膨出部45内で、旋回しつつ屈曲内方に反転した偏向流Ｆｂとなる。この偏向流Ｆｂは、燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの排気ガスにより発生する偏向流Ｆａに比べて、指向性が弱く、流速も小さい流れである。
【００４２】
このため、下流部43の最上流部43ａでは旋回成分による影響が大きいために、円錐形に拡径する下流部43において、排気ガスの流れは、燃焼室Ｃ２，Ｃ３からの場合に比べて、より均一な流れになっている。そして、偏向流Ｆｂと旋回流とが相俟って、触媒コンバータ10の入口端面10ａでの排気ガスの流れが均一化される。
【００４３】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
導入コーン21は、集合型排気ポート４が形成されたシリンダヘッド２に一体成形されてもよい。
内燃機関Ｅは、シリンダヘッド２に集合型排気ポート４が形成されことなく、シリンダヘッド２に取り付けられて各燃焼室Ｃ１〜Ｃ４からの排気を集合する排気マニホルドを備えるものであってもよく、この場合、導入コーン21は該排気マニホルドの排気集合部に接続される。さらに、導入コーン21が前記排気マニホルドに一体成形されてもよい。
屈曲部44による導入通路41での排気ガスの流れの屈曲角度（側面視で、通路入口42ａでの流れ方向と通路出口43ｂでの流れ方向とがなす角度）は、前記実施形態ではほぼ直角であったが、鋭角または鈍角であってもよい。
また、膨出部45の壁面25ｓは、圧力損失が前記実施形態に比べて余り増加しない範囲で、多数の平面により凹面に形成されてもよい。
排気浄化装置は、触媒物質を使用しない排気浄化部材を備えるものであってもよい。
内燃機関Ｅは、各バンクが１つのシリンダまたは直列に配列された複数のシリンダを備えるＶ型内燃機関であってもよく、さらには単気筒内燃機関であってもよい。また、排気触媒装置Ａは内燃機関以外の燃焼装置に備えられてもよい。
内燃機関Ｅは、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用された排気触媒装置を備える多気筒内燃機関の側面視での要部の図であり、機関本体が模式的に示される。
【図２】図１の概ねＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の排気触媒装置の導入コーンの図であり、（Ａ）は図１のＩＩＩａ矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ矢視図（側面視での図）であり、（Ｃ）は（Ｂ）のｃ矢視図であり、（Ｄ）は（Ｂ）のｄ矢視図である。
【図４】図３（Ｂ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の排気触媒装置において、シミュレーションで得られた導入通路での、第２，第３シリンダの燃焼室からの排気ガスの流れを示す模式図である。（Ａ）は図３（Ｃ）のＶａ−Ｖａ線断面での流れを示し、（Ｂ）は図１のＶｂ−Ｖｂ線断面での第２，第３シリンダの燃焼室から流れを別個に示す。
【図６】図５と同様のシミュレーションで得られた導入通路での、第１，第４シリンダの燃焼室からの排気ガスの流れを示す模式図である。（Ａ）は図５（Ａ）に対応する図であり、（Ｂ）は図５（Ｂ）に対応する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…シリンダブロック、２…シリンダヘッド、３…吸気ポート、４…集合型排気ポート、５…排気ポート、６…集合ポート、７…フランジ、８…酸素濃度センサ、10…触媒コンバータ、10ａ…入口端面、11…収納ケース、21…導入コーン、22…上流端部、23…下流端部、24…中間部、25…膨出形成部、31…導出コーン、32…上流端部、33…下流端部、34…導出通路、41…導入通路、42…上流部、42ａ…通路入口、43…下流部、44…屈曲部、45…膨出部、45ｓ…壁面、
Ｅ…内燃機関、Ａ…排気触媒装置、Ｃ１〜Ｃ４…燃焼室、Ｌｃ…中心軸線、Ｈ…中央面、Ｈｃ…対称面、Ｋ…挿入孔、Ｂ…屈曲中心、Ｒ…仮想円弧、Ｄ１〜Ｄ４…流入方向、Ｗ…奥行、Ｎ…中心、Ｆ１〜Ｆ４…主流、Ｍ…接線、Ｐ…膨出量。
【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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