(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の排気マニホールド（３）に、排気管（１０）を介してサイレンサ（４）を接続し、排気ガスを排出する内燃機関（１）の排気管構造において、該排気管（１０）の排気マニホールド（３）側は、略水平方向に延設される水平部（１０ａ）とし、該サイレンサ（４）側は、鉛直方向に延設される鉛直部（１０ｂ）とし、該水平部（１０ａ）と鉛直部（１０ｂ）との間に構成した折れ曲がり部（１０ｃ）とにより、正面視略Ｌ字状に構成し、該水平部（１０ａ）の他端のフランジを排気マニホールド（３）に固定し、該鉛直部（１０ｂ）の他端のフランジを、該折れ曲がり部（１０ｃ）の上方で、前記サイレンサ（４）と固定し、前記折れ曲がり部（１０ｃ）の外下側で、該排気マニホールド（３）に対して遠い側に、上方へ向けて傾斜した開口部（１０ｅ）を設け、該開口部（１０ｅ）を着脱可能な蓋体（１０ｄ）で閉塞可能に構成し、該蓋体（１０ｄ）も、該水平部（１０ａ）側から鉛直部（１０ｂ）側に向けて、上方へ傾斜させ、該水平部（１０ａ）及び鉛直部（１０ｂ）の延長線上に配置し、該蓋体（１０ｄ）の内側には凹部（１０ｆ）を構成し、該凹部（１０ｆ）の最下部が水平部（１０ａ）の底部よりも下方に位置し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）を構成し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）であり、該蓋体（１０ｄ）の最下部にドレン孔（１０ｈ）を穿設し、該ドレン孔（１０ｈ）には、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ（１３）を螺装したことを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）の内部に、排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）を配置したことを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、当該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）を配置したことを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）と、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）とを配置したことを特徴とする内燃機関の排気管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気マニホールドに排気管を介してサイレンサを接続し、排気ガスを排出する内燃機関の排気管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関にはその排気ポートに接続される排気管に種々の触媒を設け、該触媒により排気ガスに含まれる未燃燃料や燃料の燃焼生成物を除去して、排気ガスを外部に排出する前に浄化する排気構造を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）が、排気ガスに含まれる未燃燃料や燃料の燃焼生成物を処理せぬまま排気ガスを排気管を通じて排出する排気構造を備えたものも多数存在している。後者の場合、たとえば図６に示すように、内燃機関２１には排気マニホールド２３とサイレンサ２４とを一定の内径を有する筒体からなる排気管２５を介して接続して、排気ポートから流れ出る排気ガスを排気マニホールド２３から排気管２５を通じてサイレンサ２４に流入させたあと外部に排出するように構成した排気構造が備えられている。
【特許文献１】特開平５−７１４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来からある図６に示すような内燃機関の排気構造では、低負荷運転中の燃焼により未燃燃料が生じると、この未燃燃料は排気ガスに含まれて排気マニホールド、排気管、サイレンサを順に通り外部に排出される。そのため、サイレンサ内では排気ガス中の未燃燃料が各部に付着するなどしてサイレンサ内部を汚し、これによりサイレンサの消音機能が損なわれやすくなっていた。さらに、サイレンサ内部が未燃燃料で汚されると、この未燃燃料がサイレンサの温度上昇に伴って発火し、火の粉が発生する恐れもあった。      
【０００４】
そこで本発明では、未燃燃料を含む排気ガスが排気マニホールドから排気管を通じてサイレンサに至るまでに、排気ガスから未燃燃料を簡単に取り除き、未燃燃料を原因とするサイレンサの汚れを抑制することができる内燃機関の排気構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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】
請求項１においては、内燃機関（１）の排気マニホールド（３）に、排気管（１０）を介してサイレンサ（４）を接続し、排気ガスを排出する内燃機関（１）の排気管構造において、該排気管（１０）の排気マニホールド（３）側は、略水平方向に延設される水平部（１０ａ）とし、該サイレンサ（４）側は、鉛直方向に延設される鉛直部（１０ｂ）とし、該水平部（１０ａ）と鉛直部（１０ｂ）との間に構成した折れ曲がり部（１０ｃ）とにより、正面視略Ｌ字状に構成し、該水平部（１０ａ）の他端のフランジを排気マニホールド（３）に固定し、該鉛直部（１０ｂ）の他端のフランジを、該折れ曲がり部（１０ｃ）の上方で、前記サイレンサ（４）と固定し、前記折れ曲がり部（１０ｃ）の外下側で、該排気マニホールド（３）に対して遠い側に、上方へ向けて傾斜した開口部（１０ｅ）を設け、該開口部（１０ｅ）を着脱可能な蓋体（１０ｄ）で閉塞可能に構成し、該蓋体（１０ｄ）も、該水平部（１０ａ）側から鉛直部（１０ｂ）側に向けて、上方へ傾斜させ、該水平部（１０ａ）及び鉛直部（１０ｂ）の延長線上に配置し、該蓋体（１０ｄ）の内側には凹部（１０ｆ）を構成し、該凹部（１０ｆ）の最下部が水平部（１０ａ）の底部よりも下方に位置し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）を構成し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）であり、該蓋体（１０ｄ）の最下部にドレン孔（１０ｈ）を穿設し、該ドレン孔（１０ｈ）には、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ（１３）を螺装したものである。
【０００７】
請求項２においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）の内部に、排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）を配置したものである。
【０００８】
請求項３においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、当該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）を配置したものである。
【０００９】
請求項４においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）と、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）とを配置したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、内燃機関（１）の排気マニホールド（３）に、排気管（１０）を介してサイレンサ（４）を接続し、排気ガスを排出する内燃機関（１）の排気管構造において、該排気管（１０）の排気マニホールド（３）側は、略水平方向に延設される水平部（１０ａ）とし、該サイレンサ（４）側は、鉛直方向に延設される鉛直部（１０ｂ）とし、該水平部（１０ａ）と鉛直部（１０ｂ）との間に構成した折れ曲がり部（１０ｃ）とにより、正面視略Ｌ字状に構成し、該水平部（１０ａ）の他端のフランジを排気マニホールド（３）に固定し、該鉛直部（１０ｂ）の他端のフランジを、該折れ曲がり部（１０ｃ）の上方で、前記サイレンサ（４）と固定し、前記折れ曲がり部（１０ｃ）の外下側で、該排気マニホールド３に対して遠い側に、上方へ向けて傾斜した開口部（１０ｅ）を設け、該開口部（１０ｅ）を着脱可能な蓋体（１０ｄ）で閉塞可能に構成し、該蓋体（１０ｄ）も、該水平部（１０ａ）側から鉛直部（１０ｂ）側に向けて、上方へ傾斜させ、該水平部（１０ａ）及び鉛直部（１０ｂ）の延長線上に配置し、該蓋体（１０ｄ）の内側には凹部（１０ｆ）を構成し、該凹部（１０ｆ）の最下部が水平部（１０ａ）の底部よりも下方に位置し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）を構成し、該折れ曲がり部（１０ｃ）の最下部（１０ｇ）であり、該蓋体（１０ｄ）の最下部にドレン孔（１０ｈ）を穿設し、該ドレン孔（１０ｈ）には、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ（１３）を螺装したので、排気管で排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に衝突してからサイレンサ側へ流れることになるため、排気ガスに含まれる未燃燃料を折れ曲がり部に付着させるなどして排気ガスから分離して、最下部に集めることができる。
【００１２】
また、折れ曲がり部から蓋体を外すことで、折れ曲がり部自体やその内部に配置する捕獲手段、加熱手段のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに、折れ曲がり部に捕獲手段や加熱手段を後から追加でき、また折れ曲がり部に配置する捕獲手段または加熱手段を一方から他方に簡単に変更することもできる。
【００１３】
請求項２においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）の内部に、排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）を配置したので、排気管で排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に流れ込む際に、未燃燃料を捕獲手段により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部で効率よく集めることができる。
【００１４】
請求項３においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、当該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）を配置したので、加熱手段により折れ曲がり部に付着した未燃燃料やその最下部に集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部内から焼き取ることができる。また、加熱手段による加熱で折れ曲がり部から未燃燃料を除去することができるため、メンテナンスが容易となる。
【００１５】
請求項４においては、請求項１に記載の内燃機関の排気管構造において、前記蓋体（１０ｄ）の凹部（１０ｆ）内に、未燃燃料を捕らえるための捕獲手段であるろ網（１５）と、該折れ曲がり部（１０ｃ）内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段であるヒータエレメント（１７）とを配置したので、排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に流れ込む際に、未燃燃料を捕獲手段により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部で効率よく集めることができる。
さらに、加熱手段により折れ曲がり部に付着した未燃燃料やその最下部に集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部内から焼き取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施例に係る内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した正面図、図２は排気管の側面断面図、図３は折れ曲がり部にろ網を配置した排気管の側面断面図である。
【００１８】
図４は折れ曲がり部にヒータエレメントを配置した排気管の側面断面図、図５は折れ曲がり部にろ網とヒータエレメントを配置したの排気管の側面断面図、図６は従来における内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した図である。
【００１９】
図１に示すように、内燃機関１ではシリンダブロック上に配置したシリンダヘッド２の一側に排気マニホールド３が取り付けられ、該排気マニホールド３とシリンダブロックの燃焼室とが排気ポートを介して連通されている。排気マニホールド３にはまた排気管１０を介してサイレンサ４が接続され、該サイレンサ４と排気マニホールド３とが連通されている。こうして、排気ポートから流れ出る排気ガスが排気マニホールド３から排気管１０を通じてサイレンサ４に流入したあと外部に排出されるように、内燃機関１の排気構造が構成されている。
【００２０】
前記内燃機関１における本発明の排気構造では、図２にも示すように、排気マニホールド３とサイレンサ４とを接続する排気管１０は排気マニホールド３側で略水平方向に延設される水平部１０ａと、サイレンサ４側で鉛直方向に延設される鉛直部１０ｂと、該水平部１０ａと鉛直部１０ｂとの間に位置する折れ曲がり部１０ｃとから正面視略Ｌ字状に形成され、各部内に排気通路を備えて構成されている。水平部部１０ａの他端にはフランジが備えられてボルトなどにより排気マニホールド３に固定され、鉛直部１０ｂの他端にもフランジが備えられボルトなどにより折れ曲がり部１０ｃの上方でサイレンサ４と固定されている。こうして、排気管１０が排気マニホールド３とサイレンサ４とに対し簡単に着脱可能とされて、その交換作業が容易なものとされている。
【００２１】
前記折れ曲がり部１０ｃはその外周側に開口部１０ｅを有し、該開口部１０ｅを蓋体１０ｄで閉じるにようにしたものであり、具体的には折れ曲がり部１０ｃの外下側、言い換えれば排気マニホールド３に対して遠い側に設けた開口部１０ｅを覆うように蓋体１０ｄを着脱可能に取り付けて構成されている。蓋体１０ｄは水平部１０ａ側から鉛直部１０ｂ側に向けて上方へ傾斜され、水平部１０ａおよび鉛直部１０ｂの延長線上に位置するように配置されている。該蓋体１０ｄの内側には凹部１０ｆが備えられ、その最下部が水平部１０ａの底部よりも下方に位置して、折れ曲がり部１０ｃの最下部１０ｇとされている。なお、前記開口部１０ｅおよび蓋体１０ｄを設けずに凹部を一体成形して折り曲がり部１０ｃを構成することも可能である。
【００２２】
そして、前記折れ曲がり部１０ｃの最下部１０ｇ、すなわち蓋体１０ｄの最下部にドレン孔１０ｈが設けられ、該ドレン孔１０ｈに対し折れ曲がり部１０ｃ内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ１３などが螺装されて開閉可能に取り付けられている。この構成でドレン孔１０ｈを閉塞するドレンプラグ１３を外すことによって、折れ曲がり部１０ｃ内と外部とがドレン孔１０ｈを通じて連通可能とされている。なお、前記排気管１０はハイドロフォーミングや折り曲げ加工などにより容易に成形することができ、安価に製造可能なものとされている。
【００２３】
このような構成において、シリンダヘッド２の排気ポートから排気マニホールド３へ排気ガスが流れ出すと、排気ガスは図２に示す二点鎖線の矢印ように、排気マニホールド３から排気入口１０ｊを通って排気管１０の水平部１０ａ内に流れ込み、その排気通路を折れ曲がり部１０ｃへ向かって略水平方向に流れる。折れ曲がり部１０ｃ内に至ると、排気ガスはその排気流方向に蓋体１０ｄが位置することから、該蓋体１０ｄの凹部１０ｆに衝突し、これにより排気流方向が鉛直方向に切り替えられて鉛直部１０ｂへと案内される。そして、排気ガスは鉛直部１０ｂの排気通路を通ってサイレンサ４へ流れたあと、外部に排出される。なお、折れ曲がり部１０ｃには凹部１０ｆを有し、この部分では水平部１０ａよりも体積が増加されるため、排ガスの体積膨張により騒音を低下させるとともに、温度も低下させることができる。
【００２４】
前記排気管１０での排気過程のうち、排気ガスが折れ曲がり部１０ｃに流れ込み、蓋体１０ｄの凹部１０ｆに衝突する際には、その衝撃で凹部１０ｆに排気ガスに含まれる未燃燃料が付着し、排気ガスから分離される。つまり、排気ガスから未燃燃量が除かれる。排気ガスから分離された未燃燃料は蓋体１０ｄを凹部１０ｆの傾斜に沿って流れ落ち、折れ曲がり部１０ｃの最下部１０ｇに集められる。そして、最下部１０ｇに集められた未燃燃料は、ドレン孔１０ｈを閉塞するドレンプラグ１３が外されることで、該ドレン孔１０ｈを通じて外部に排出されて、折れ曲がり部１０ｃから除去可能とされている。
【００２５】
以上のように、内燃機関１の排気マニホールド３に排気管１０を介してサイレンサ４を接続し、排気ガスを排出する内燃機関の排気構造において、前記排気管を正面視略Ｌ字状に構成し、排気管１０の折れ曲がり部１０ｃの最下部に当該折れ曲がり部１０ｃ内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ１３を設けたので、排気管１０で排気マニホールド３側からの排気ガスが折れ曲がり部１０ｃに衝突してからサイレンサ４側へ流れることになるため、排気ガスに含まれる未燃燃料を折れ曲がり部１０ｃに付着させるなどして排気ガスから分離して、最下部１０ｇに集めることができる。そして、排出手段により即ちドレンプラグ１３を外すことにより最下部１０ｇに集められた未燃燃料を折れ曲がり部１０ｃ内から外部に排出して抜き取ることができる。これにより、排気管１０で未燃燃料を排気ガスから簡単に除き、サイレンサ４に至らないようにすることが可能となるため、サイレンサ４内部の未燃燃料による汚れを抑制して、サイレンサ４の寿命を延ばすことができる。
【００２６】
また、前記排気管１０の折れ曲がり部１０ｃには、排気ガスから未燃燃料をさらに効率よく分離して取り除くことができるように、排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段が設けられることもある。捕獲手段は、たとえば図３に示すように、ろ網１５から構成される。ろ網１５は前記蓋体１０ｄの内側に備えられた凹部１０ｆ全体にわたって設けられ、排気マニホールド３側から水平部１０ａを通って流れてくる排気ガスと衝突可能なように配置される。
【００２７】
このように、前記内燃機関１の排気構造において、排気管１０の折れ曲がり部１０ｃに排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段となるろ網１５を配置することによって、排気管１０で排気マニホールド３側からの排気ガスが折れ曲がり部１０ｃに流れ込む際に、未燃燃料をろ網１５により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部１０ｃで効率よく集めることができる。このとき排気音がろ網１５に吸収されることで騒音も低下させることができる。
【００２８】
あるいは、前記排気管１０の折れ曲がり部１０ｃには、最下部１０ｇに集められた未燃燃料や付着したままの未燃燃料を折れ曲がり部１０ｃから取り除くことができるように、該折れ曲がり部１０ｃ内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段が設けられることもある。加熱手段は、たとえば図４に示すように、ヒータエレメント１７から構成される。ヒータエレメント１７は前記蓋体１０ｄの内側に備えられた凹部１０ｆ全体にわたって図示せぬ操作手段で通電可能に設けられ、該ヒータエレメント１７によりその通電時に最下部１０ｇに集められた未燃燃料や折れ曲がり部１０ｃに付着したままの未燃燃料が燃焼可能とされる。
【００２９】
このように、前記内燃機関１の排気構造において、排気管１０の折れ曲がり部１０ｃに折れ曲がり部１０ｃ内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段となるヒータエレメント１７を配置することによって、ヒータエレメント１７により折れ曲がり部１０ｃに付着した未燃燃料やその最下部１０ｇに集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部１０ｃ内から焼き取ることができる。また、加熱手段による加熱で即ちヒータエレメント１７への通電作業で折れ曲がり部１０ｃから未燃燃料を除去することができるため、メンテナンスが容易となる。
【００３０】
さらには、前記折れ曲がり部１０ｃには、前記捕獲手段と前記加熱手段の両方が設けられることもある。前記同様に捕獲手段がろ網１５とされ、加熱手段がヒータエレメント１７とされた場合、たとえば図５に示すように、該ろ網１５とヒータエレメント１７とは、前記蓋体１０ｄの内側に備えられた凹部１０ｆ全体にわたって重なるように設けられ、前記同様にろ網１５が排気マニホールド３側から水平部１０ａを通って流れてくる排気ガスと衝突可能なように配置され、ヒータエレメント１７が通電時に折れ曲がり部１０ｃに付着した未燃燃料やその最下部１０ｇに集められた未燃燃料を燃焼させることができるように配置される。
【００３１】
このように、前記内燃機関１の排気構造において、排気管１０の折れ曲がり部１０ｃに捕獲手段であるろ網１５と、加熱手段であるヒータエレメント１７とを配置することによって、排気管１０で排気マニホールド３側からの排気ガスが折れ曲がり部１０ｃに流れ込む際に、未燃燃料をろ網１５により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部１０ｃで効率よく集めることができる。さらに、ヒータエレメント１７により折れ曲がり部１０ｃに付着した未燃燃料やその最下部１０ｇに集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部１０ｃ内から焼き取ることができる。
【００３２】
また、前記内燃機関１の排気構造において、前述のように排気管１０の折れ曲がり部１０ｃに開口部１０ｅを形成し、該開口部１０ｅを開閉可能に覆う蓋体１０ｄを備えたので、折れ曲がり部１０ｃから蓋体１０ｄを外すことで、折れ曲がり部１０ｃ自体やその内部に配置する捕獲手段であるろ網１５、加熱手段であるヒータエレメント１７のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに、折れ曲がり部１０ｃにろ網１５やヒータエレメント１７を後から追加でき、また折れ曲がり部１０ｃに配置したろ網１５またはヒータエレメント１７を一方から他方に簡単に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した正面図。
【図２】排気管の側面断面図。
【図３】折れ曲がり部にろ網を配置した排気管の側面断面図。
【図４】折れ曲がり部にヒータエレメントを配置した排気管の側面断面図。
【図５】折れ曲がり部にろ網とヒータエレメントを配置したの排気管の側面断面図。
【図６】従来における内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した図。
【符号の説明】
【００３４】
１    内燃機関
３    排気マニホールド
４    サイレンサ
１０    排気管
１０ｃ  折れ曲がり部
１０ｄ  蓋体
１０ｅ  開口部
１３    ドレンプラグ（排出手段）
１５    ろ網（捕獲手段）
１７    ヒータエレメント（加熱手段）
【図１】
0004767705.tif 000002
【図２】
0004767705.tif 000003
【図３】
0004767705.tif 000004
【図４】
0004767705.tif 000005
【図５】
0004767705.tif 000006
【図６】
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