(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドに形成された複数の排気孔に、前記シリンダヘッドに形成された複数の供給孔をそれぞれ接続し、該供給孔に供給流路を介して二次空気を供給する内燃機関の二次空気供給構造において、
前記シリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドのフランジに、複数の前記供給孔にそれぞれ連通する複数の連通孔を貫通形成し、
また、複数の前記連通孔にそれぞれ対応した接続孔を形成したロアシェルを、前記連通孔に前記接続孔を重ねて前記フランジに固定し、
かつ、前記ロアシェルにアッパシェルを重ね合わせて前記ロアシェルと前記アッパシェルとの間に複数の前記接続孔に連通した前記供給流路を形成し、
更に、前記供給流路を複数の前記連通孔の並びと平行にオフセットして形成すると共に、前記ロアシェルと前記アッパシェルとを複数の前記連通孔に向かって延出して前記供給流路から複数の前記連通孔に向かってそれぞれ分岐させて前記供給流路を複数の前記連通孔に連通したことを特徴とする内燃機関の二次空気供給構造。
【請求項２】
前記フランジに前記ロアシェルに向かって突き出したサポート部を一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の二次空気供給構造。
【請求項３】
前記ロアシェルに取り付けられると共に前記供給流路に接続された流入孔が形成された小フランジと前記フランジとを一体に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の二次空気供給構造。
【請求項４】
前記ロアシェルと前記アッパシェルとの周囲に縁部を形成すると共に、該縁部を重ね合わせてレーザ溶接したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関の二次空気供給構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系を流通する吸気の一部または外気等の二次空気を内燃機関の排気系に供給する内燃機関の二次空気供給構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に搭載される内燃機関には、排気エミッションの改善を図るために、内燃機関の排気系に二次空気を供給するようにしたものがある。これによれば、例えば内燃機関が冷間始動等され、排気系の途中に配設される触媒がまだ活性化されていない期間には、二次空気の供給流路を介して内燃機関の排気系に二次空気が供給される。排気系に二次空気が供給されると、排気系内の排気ガスに含まれる未燃焼ガスが燃焼され、また、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸化される。
【０００３】
このように、排気ガス中の炭化水素や一酸化炭素を酸化させることにより、炭化水素や一酸化炭素の残存量が減少し、触媒が活性化していない期間における炭化水素や一酸化炭素の外部への放出が抑制され、排気エミッションが改善される。また、未燃焼ガスの燃焼により、触媒が速やかに昇温され、内燃機関の冷間始動後、触媒が早期に活性状態となる。
【０００４】
このような、内燃機関の二次空気供給構造として、特許文献１にあるように、二次空気供給流路の下流に配設されるデリバリパイプが２本の連通パイプを介して排気マニホールドに接続されている。排気マニホールドには、内燃機関のシリンダヘッドに接続されるフランジと、それぞれ対応する機関燃焼室から排気ガスが流通する枝管との接続部近傍に連通パイプを接続するための一対のボスが一体に形成されている。そして、デリバリパイプの内部と排気マニホールドの内部とが連通パイプを介して連通したものが提案されている。
【０００５】
一方、特許文献２にあるように、二次空気をシリンダヘッドに沿って案内するデリバリ通路を、排気マニホールドのフランジに孔開け加工により形成すると共に、デリバリ通路に一端が一端が接続され他端が排気ポートに開口した連通路の一部をフランジに孔開け加工により形成したものが提案されている。
【特許文献１】実開平５−１０７３５号公報
【特許文献２】特開２００３−３５１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうした従来の特許文献１のものでは、デリバリパイプが２本の連通パイプにより片持ち支持される構造となるため、デリバリパイプの固定が不安定となり、振動発生のおそれがある。また、連通パイプを取り付けるボス内に２つの枝管に連通する２つのポートを形成しなければならず、ボスを形成できる箇所に制約を受け、各枝管への供給空気量に不均衡が生じた場合に、不均衡の是正のための対策が取り難いという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２のものでは、デリバリ通路がフランジに孔開け加工により形成されるが、その距離が長く、長いデリバリ通路の孔開け加工が困難である。また、シリンダヘッド側の連通路に、フランジ側の連通路を接続できるように、フランジ側の連通路を孔開け加工するが、シリンダヘッド側の連通路の位置によってはフランジ側の連通路を形成できない場合もあり、設定の自由度が低いという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、振動発生の対策が取りやすく、供給流路の設定の自由度が高く、製造が容易な内燃機関の二次空気供給構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関のシリンダヘッドに形成された複数の排気孔に、前記シリンダヘッドに形成された複数の供給孔をそれぞれ接続し、該供給孔に供給流路を介して二次空気を供給する内燃機関の二次空気供給構造において、
前記シリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドのフランジに、複数の前記供給孔にそれぞれ連通する複数の連通孔を貫通形成し、
また、複数の前記連通孔にそれぞれ対応した接続孔を形成したロアシェルを、前記連通孔に前記接続孔を重ねて前記フランジに固定し、
かつ、前記ロアシェルにアッパシェルを重ね合わせて前記ロアシェルと前記アッパシェルとの間に複数の前記接続孔に連通した前記供給流路を形成し、
更に、前記供給流路を複数の前記連通孔の並びと平行にオフセットして形成すると共に、前記ロアシェルと前記アッパシェルとを複数の前記連通孔に向かって延出して前記供給流路から複数の前記連通孔に向かってそれぞれ分岐させて前記供給流路を複数の前記連通孔に連通したことを特徴とする内燃機関の二次空気供給構造がそれである。
【００１０】
前記フランジに前記ロアシェルに向かって突き出したサポート部を一体に形成した構成としてもよい。また、前記ロアシェルに取り付けられると共に前記供給流路に接続された流入孔が形成された小フランジと前記フランジとを一体に形成した構成としてもよい。更に、前記ロアシェルと前記アッパシェルとの周囲に縁部を形成すると共に、該縁部を重ね合わせて溶接した構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の二次空気供給構造は、ロアシェルやアッパシェルが振動して、異音を発生したり、二次空気の供給流路が破損する場合には、サポート部やリブ部を形成することにより、容易に剛性を向上させることができ、振動発生の対策が取りやすく、供給孔の配置に応じて、ロアシェルとアッパシェルとの形状をそれに応じた形状として、接続孔を形成すれば容易に対応できるので、供給流路の設定（供給孔の位置や流路断面積）の自由度が高く、ロアシェルとアッパシェルとをプレス成形できるので、製造が容易であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、１は内燃機関のシリンダヘッドで、シリンダヘッド１には燃焼室に接続された複数の排気孔２〜５が形成されている。また、シリンダヘッド１には複数の排気孔２〜５にそれぞれ接続された供給孔６〜９が形成されている。
【００１３】
シリンダヘッド１には、排気マニホールド１０のフランジ１２が取り付けられており、フランジ１２には、排気孔２〜５に対応して、貫通孔１４〜１７が形成されており、フランジ１２をシリンダヘッド１に取り付けた際に、各排気孔２〜５に各貫通孔１４〜１７が接続される。
【００１４】
各貫通孔１４〜１７にはそれぞれ各枝管１８〜２１が接続されており、枝管１８〜２１が集合されて集合管２２が形成されている。集合管２２の端には、小フランジ２４が取り付けられている。
【００１５】
また、フランジ１２には、複数の供給孔６〜９に対応して、複数の連通孔２６〜２９が貫通形成されており、フランジ１２をシリンダヘッド１に取り付けた際に、各供給孔６〜９にそれぞれ連通孔２６〜２９が連通するように構成されている。尚、フランジ１２には、フランジ１２をシリンダヘッド１に取り付ける際に図示しないボルトが挿通される複数の取付孔３０が形成されている。
【００１６】
フランジ１２には、複数の連通孔２６〜２９に対応した接続孔３２〜３５が形成されたロアシェル３６が取り付けられている。ロアシェル３６にはアッパシェル３８が重ね合わされて一体にされている。
【００１７】
ロアシェル３６とアッパシェル３８とは、板材からプレス成形されて形成されており、ロアシェル３６とアッパシェル３８との周囲には全周にわたってそれぞれ縁部３６ａ，３８ａが対向してそれぞれフランジ１２とほぼ平行方向に突き出されて形成されている。両縁部３６ａ，３８ａを重ね合わせた際に、ロアシェル３６とアッパシェル３８との間には、供給流路４０が形成されるように、ロアシェル３６とアッパシェル３８とは、互いに反対側に膨らまされて形成されている。また、供給流路４０は分岐されて、各接続孔３２〜３５に連通している。
【００１８】
本実施形態では、フランジ１２に貫通孔１４〜１７が横一列に並べられて形成されると共に、連通孔２６〜２９も横一列に、各貫通孔１４〜１７と同一線上に並べて形成され、貫通孔１４〜１７と連通孔２６〜２９とが交互に配置されている。
【００１９】
供給流路４０は、貫通孔１４〜１７や連通孔２６〜２９の並びと平行に、フランジ１２に沿って延出されており、供給流路４０が各連通孔２６〜２９に応じて分岐されて、これに応じて、ロアシェル３６とアッパシェル３８とがフランジ１２に沿って直線状に延出されると共に、これから各連通孔２６〜２９に向かって枝分かれして形成されている。
【００２０】
ロアシェル３６には、図５に示すように、その端側に接続孔３２〜３５と同方向に向かって貫通孔４２が穿設されており、貫通孔４２の周囲には、小フランジ４４が溶接により固定されている。小フランジ４４には、貫通孔４２と同軸上に接続孔４６が形成されると共に、一対の取付孔４８が形成されている。
【００２１】
また、図１及び図４に示すように、フランジ１２が、ロアシェル３６に沿って突出されて、複数のサポート部５０〜５２が形成されており、サポート部５０〜５２は各接続孔３２〜３５の間に設けられている。サポート部５０〜５２は、ロアシェル３６の背面に接触するように形成されており、ロアシェル３６がサポート部５０〜５２に溶接により固定されている。
【００２２】
本実施形態では、３箇所にサポート部５０〜５２を設けているが、サポート部５０〜５２はロアシェル３６やアッパシェル３８に振動が生じる場合に、必要に応じて設ければよく、３箇所に限らず、１箇所でもよいし、それ以上でもよい。フランジ１２からサポート部５０〜５２を突出するので、容易に形成でき、設ける箇所の自由度も高い。尚、ロアシェル３６やアッパシェル３８が振動しないときには、設ける必要がない。
【００２３】
ロアシェル３６とアッパシェル３８とには、供給流路４０に沿って窪まされて、それぞれリブ部３６ｂ，３８ｂが形成されている。リブ部３６ｂ，３８ｂも、ロアシェル３６やアッパシェル３８の振動に応じて形成すればよく、リブ部３６ｂ，３８ｂの断面形状も振動の程度に応じて決定すればよい。
【００２４】
組立にあたっては、まず、フランジ１２の各連通孔２６〜２９に、ロアシェル３６の各接続孔３２〜３５を合わせて、フランジ１２にロアシェル３６が重ねられ、各接続孔３２〜３５の周囲がレーザ溶接により固定される。また、ロアシェル３６の貫通孔４２に、小フランジ４４の接続孔４６を合わせて、小フランジ４４にロアシェル３６が重ねられ、貫通孔４２の周囲をレーザ溶接により固定される。
【００２５】
次に、ロアシェル３６の縁部３６ａに、アッパシェル３８の縁部３８ａが拝み合わせに重ね合わされて、縁部３６ａ，３８ａがその全周にわたってレーザ溶接により重ね合わせ溶接されて固定される。レーザ溶接することにより、スパッタが供給流路４０内に侵入するのを抑制できる。
【００２６】
即ち、アッパシェル３８の縁部３８ａ側からレーザを照射して、両縁部３６ａ，３８ａをレーザ溶接により重ね合わせ溶接すると、スパッタが発生する場合は、ロアシェル３６の縁部３６ａ側に飛び散る。従って、スパッタが供給流路４０内に侵入することが格段に少なくなり、スパッタが内燃機関内に侵入して不具合が発生するのを防止できる。尚、本実施形態では、溶接にはレーザ溶接を用いているが、これに限らず、アーク溶接等であってもよい。
【００２７】
次に、前述した本実施形態の内燃機関の二次空気供給機構造の作動について説明する。
まず、内燃機関が運転されると、各燃焼室での燃焼順序に応じて、各排気孔２〜５から排気ガスが排出され、枝管１８〜２１を通り、集合管２２を介して下流側の図示しない排気管に排出される。
【００２８】
また、供給流路４０に供給された二次空気が、接続孔３２〜３５、連通孔２６〜２９、供給孔６〜９を介して、それぞれ排気孔２〜５に供給される。よって、排気ガスに含まれる未燃焼ガスが燃焼され、また、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸化される。
【００２９】
本実施形態では、シリンダヘッド１の供給孔６〜９が、排気孔２〜５の間に配置された場合を例としたが、これに限らす、供給孔６〜９が別の箇所に配置されても、ロアシェル３６とアッパシェル３８との形状をそれに応じた形状として、接続孔３２〜３５を形成すれば容易に対応でき、設定の自由度が高い。しかも、ロアシェル３６とアッパシェル３８とをプレス成形できるので、製造も容易である。
【００３０】
また、供給流路４０から、各接続孔３２〜３５に分配する二次空気量に不均衡が生じる場合には、各接続孔３２〜３５に接続される供給流路４０の断面形状を、ロアシェル３６とアッパシェル３８との形状を変更することにより、容易に変更でき、二次空気の流量を均一に近付けることが容易である。
【００３１】
更に、ロアシェル３６やアッパシェル３８が振動して、異音を発生する場合には、サポート部５０〜５２やリブ部３６ｂ，３８ｂを形成することにより、容易に剛性を向上させることができ、異音に対する対策を容易にとり得る。
【００３２】
図６に示すように、前述した実施形態のフランジ１２と小フランジ４４とを一体にした大フランジ６１を形成しても、同様に実施可能である。
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の二次空気供給構造の正面図である。
【図２】図１のＡＡ拡大断面図である。
【図３】図１のＢＢ拡大断面図である。
【図４】図１のＣＣ拡大断面図である。
【図５】図１のＤＤ拡大断面図である。
【図６】他の実施形態としての内燃機関の二次空気供給構造の正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…シリンダヘッド    ２〜５…排気孔
６〜９…供給孔        １０…排気マニホールド
１２…フランジ        １４〜１７…貫通孔
１８〜２１…各枝管    ２２…集合管
２６〜２９…連通孔    ３２〜３５…接続孔
３６…ロアシェル      ３６ａ…縁部
３６ｂ…リブ部        ３８…アッパシェル
３８ａ…縁部          ３８ｂ…リブ部
４０…供給流路        ４２…貫通孔
４４…小フランジ      ５０〜５２…サポート部
６１…大フランジ
【図１】
0004644096.tif 000002
【図２】
0004644096.tif 000003
【図３】
0004644096.tif 000004
【図４】
0004644096.tif 000005
【図５】
0004644096.tif 000006
【図６】
0004644096.tif 000007