(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒または排気順序が連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される断面円形の複数の独立排気管と、
前記各独立排気管の下流端に接続されて各独立排気管を通過した排気が流入する断面円形の混合管とを備え、
前記各独立排気管は、その下流端から上流側への所定の区間でその断面円形の内部空間の一部が互いに重複するとともに、その重複する割合が上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、前記混合管の上流端に接続され、内部空間の一部が互いに重複する区間において、その軸心に対して傾斜した下流側端面を有するとともに、互いの下流側端面が向かい合うように配置され、
前記混合管の上流側端部は、互いに向かい合う前記下流側端面の間の隙間を埋めるように周方向の一部が上流側に突出する形状を有し、
前記各独立排気管の下流側端面と前記混合管の上流側端部とが互いに接合されていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
【請求項２】
前記混合管は、前記各独立排気管から流入した排気が集合する集合部を有し、当該集合部は、その軸方向全体において同じ内径を有することを特徴とする、請求項１に記載の多気筒エンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンの排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジンにおいて、エンジン出力を高めることを目的とした排気装置の開発が行なわれている。そのような排気装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の排気装置は、排気順序が連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される複数の独立排気通路と、各独立排気通路の下流端に接続されて各独立排気通路を通過した排気が流入する断面円形の混合管とを備え、各独立排気通路の下流端の断面形状が互いに同じ扇形に形成され、各扇形が集合して円が形成されるように各独立排気通路が束ねられた状態で各独立排気通路の下流端が混合管の上流端に接続された構造となっている。
【０００３】
この排気装置によれば、各独立排気通路を通過した排気が混合管に流入することにより混合管内に負圧が発生し、この負圧により、他の独立排気通路およびこれと連通する他の気筒の排気ポート内の排気が下流側に吸い出されるエゼクタ効果が得られる。そして、このエゼクタ効果により、上記他の気筒からの排気が促進され、エンジンの出力が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の排気装置においては、独立排気通路における断面扇形の下流端から断面円形の混合管に排気が流入するようになっているため、独立排気通路から流入した排気が混合管内に均等に分布せず、その結果、混合管内に排気の逆流が生じ易く、独立排気通路からの排気の吸出し量が十分に確保されない虞があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、エゼクタ効果を利用してエンジン出力の向上を図るエンジンの排気装置において、独立排気通路からの排気の吸出し量の増大を図ることができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、各気筒または排気順序が連続しない複数の気筒の排気ポートにそれぞれ接続される断面円形の複数の独立排気管と、前記各独立排気管の下流端に接続されて各独立排気管を通過した排気が流入する断面円形の混合管とを備え、前記各独立排気管は、その下流端から上流側への所定の区間でその断面円形の内部空間の一部が互いに重複するとともに、その重複する割合が上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、前記混合管の上流端に接続され、内部空間の一部が互いに重複する前記区間において、その軸心に対して傾斜した下流側端面を有するとともに、互いの下流側端面が向かい合うように配置され、前記混合管の上流側端部は、互いに向かい合う前記下流側端面の間の隙間を埋めるように周方向の一部が上流側に突出する形状を有し、前記各独立排気管の下流側端面と前記混合管の上流側端部とが互いに接合されていることを特徴とする、多気筒エンジンの排気装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、各独立排気管から排出された排気が、その流通形状を略円形に維持したまま混合管に流入するため、各独立排気管から流入した排気が円形断面の混合管内全体に略均一に分布することになり、その結果、下流側からの排気の逆流が抑制され、独立排気通路からの排気の吸出し量の増大を図って、エンジン出力を向上させることができる。
また、独立排気管の下流端および集合部の上流端を比較的簡単な構造とすることができ、比較的簡単に製造することができる。
【０００９】
本発明においては、前記混合管は、前記各独立排気管から流入した排気が集合する集合部を有し、当該集合部は、その軸方向全体において同じ内径を有することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、軸方向全体において同じ内径を有する集合部において、各独立排気管から流入した排気を混合管内でより確実に均一分布させることができ、下流側からの排気の逆流をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、エゼクタ効果を利用してエンジン出力の向上を図るエンジンの排気装置において、独立排気通路からの排気の吸出し量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンの排気装置の構成を示す全体の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るエンジンの排気装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示すエンジンの排気装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２に示すエンジンの排気装置の側面図である。
【図５】図２に示すエンジンの排気装置のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２に示すエンジンの排気装置のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図２に示すエンジンの排気装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図２に示すエンジンの排気装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】エンジンの排気装置の吸排気のタイミングを示す図である。
【図１０】第１実施形態に係るエンジンの排気装置のストレート部における排気ガスの流速分布を示す図である。
【図１１】従来のエンジンの排気装置のストレート部における排気ガスの流速分布を示す図である。
【図１２】従来の排気の吸込み量と本発明の第１実施形態に係る排気の吸込み量を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るエンジンの排気装置の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示すエンジンの排気装置のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】第２実施形態に係るエンジンの排気装置の側面図である。
【図１６】図１４に示すエンジンの排気装置のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１４に示すエンジンの排気装置のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【図１８】図１４に示すエンジンの排気装置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【図１９】図１６に示すエンジンの排気装置を斜め方向から見た断面図である。
【図２０】図１６に示すエンジンの排気装置を図１９とは異なる斜め方向から見た断面図である。
【図２１】図１６に示すエンジンの排気装置を図１９、２０とは異なる斜め方向から見た断面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係るエンジンの排気装置の構成を示す図である。
【図２３】図２２に示すエンジンの排気装置のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。
【図２４】第２実施形態に係るエンジンの排気装置の側面図である。
【図２５】図２３に示すエンジンの排気装置のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。
【図２６】図２２に示すエンジンの排気装置のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線断面図である。
【図２７】図２２に示すエンジンの排気装置のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。
【００１８】
（第１実施形態）
本実施形態に係るエンジンの排気装置は、図１に示すエンジンシステムに適用されている。
【００１９】
このエンジンシステムは、シリンダヘッド３およびシリンダブロック（図示略）を有するエンジン本体１と、エンジン制御用のＥＣＵ９と、エンジン本体１に接続される複数の吸気管２と、エンジン本体１に接続される排気マニホールド４と、排気マニホールド４に接続される下流側排気管８とを備えている。
【００２０】
前記シリンダヘッド９及びシリンダブロックの内部にはピストンがそれぞれ嵌挿された複数の気筒１２ａ〜１２ｄ（以下、これらの気筒をまとめて言うときには、単に「気筒１２」と称する）が形成されている。本実施形態では、前記エンジン本体１は、直列４気筒エンジンであって、前記シリンダヘッド９及びシリンダブロックの内部には４つの気筒１２が直列に並んだ状態で形成されている。具体的には、図１の左から順に第１気筒１２ａ，第２気筒１２ｂ，第３気筒１２ｃ，第４気筒１２ｄが形成されている。前記シリンダヘッド９には、ピストンの上方に区画された燃焼室内に臨むようにそれぞれ点火プラグが設置されている。
【００２１】
エンジン本体１は４サイクルエンジンであって、図９に示すように、各気筒１２ａ〜１２ｄにおいて、１８０°ＣＡずつずれたタイミングで前記点火プラグによる点火が行われて、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程がそれぞれ１８０°ＣＡずつずれるように構成されている。本実施形態では、第１気筒１２ａ→第３気筒１２ｃ→第４気筒１２ｄ→第２気筒１２ｂの順に点火が行われてこの順に排気行程等が実施される。
【００２２】
各気筒１２ａ〜１２ｄの上部には、それぞれ燃焼室に向かって開口する２つの吸気ポート１７及び２つの排気ポート１８が設けられている。吸気ポート１７は、各気筒１２内に吸気を導入するためのものである。排気ポート１８は、各気筒１２内から排気を排出するためのものである。各吸気ポート１７には、これら吸気ポート１７を開閉して吸気ポート１７と気筒１２内部とを連通又は遮断するための吸気バルブ１９が設けられている。各排気ポート１８には、これら排気ポート１８を開閉して排気ポート１８と気筒１２内部とを連通又は遮断するための排気バルブ２０が設けられている。前記吸気バルブ１９は吸気バルブ駆動機構３０により駆動されることで、所定のタイミングで吸気ポート１７を開閉する。また、前記排気バルブ２０は、排気バルブ駆動機構４０により駆動されることで、所定のタイミングで排気ポート１８を開閉する。
【００２３】
吸気バルブ駆動機構３０は、吸気バルブ１９に当接された吸気カムシャフト３１と吸気側可変バルブタイミング機構１０とを有している。吸気カムシャフト３１は、周知のチェーン・スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトの回転に伴い回転して、吸気バルブ１９を開閉駆動する。
【００２４】
吸気側可変バルブタイミング機構１０は、吸気バルブ１９のバルブタイミングを変更するためのものである。この吸気側可変バルブタイミング機構１０は、吸気カムシャフト３１と同軸に配置されてクランクシャフトにより直接駆動される所定の被駆動軸と吸気カムシャフト３１との間の位相差を変更して、これによりクランクシャフトと前記吸気カムシャフト３１との間の位相差を変更することで、吸気バルブ１９のバルブタイミングを変更する。この吸気側可変バルブタイミング機構１０は、ＥＣＵ２で算出された吸気バルブ１９の目標バルブタイミングに基づいて前記位相差を変更する。
【００２５】
排気バルブ駆動機構４０は、吸気バルブ駆動機構３０と同様の構造を有している。すなわち、排気バルブ駆動機構４０は、排気バルブ２０に当接され、クランクシャフトに連結された排気カムシャフト４１と、この排気カムシャフト４１とクランクシャフトとの間の位相差を変更することで、排気バルブ２０のバルブタイミングを変更する排気側可変バルブタイミング機構１１とを有している。排気側可変バルブタイミング機構１１は、ＥＣＵ９で算出された排気バルブ２０の目標バルブタイミングに基づいて前記位相差を変更する。そして、排気カムシャフト４１は、この位相差の下でクランクシャフトの回転に伴い回転して、排気バルブ２０を前記目標バルブタイミングで開閉駆動する。
【００２６】
ここで、吸気バルブ１９及び排気バルブ２０の目標バルブタイミングについて説明する。
【００２７】
吸気バルブ１９及び排気バルブ２０の目標バルブタイミングは、所定の運転領域（例えば全運転領域又は所定の基準回転数以下等の一部の領域、低速・高負荷域等）において、各気筒１２の排気バルブ２０の開弁期間と吸気バルブ１９の開弁期間とが吸気上死点（ＴＤＣ）を挟んでオーバーラップし、かつ、排気順序が連続する気筒１２，１２間において、一方の気筒（先行する気筒）１２のオーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に、他方の気筒（後続の気筒）１２の排気バルブ２０が開弁を開始するように設定されている。より具体的には、図９に示すように、第１気筒１２ａの排気バルブ２０と吸気バルブ１９とがオーバーラップしている期間中に第３気筒１２ｃの排気バルブ２０が開弁し、第３気筒１２ｃの排気バルブ２０と吸気バルブ１９とがオーバーラップしている期間中に第４気筒１２ｄの排気バルブ２０が開弁し、第４気筒１２ｄの排気バルブ２０と吸気バルブ１９とがオーバーラップしている期間中に第２気筒１２ｂの排気バルブ２０が開弁し、第２気筒１２ｂの排気バルブ２０と吸気バルブ１９とがオーバーラップしている期間中に第１気筒１２ａの排気バルブ２０が開弁するように設定されている。
【００２８】
各気筒１２ａ〜１２ｄの吸気ポート１７は、その上流側においてそれぞれ吸気管２に接続されている。具体的には、吸気管２は気筒数に対応して４本設けられており、各気筒１２に設けられた２つの吸気ポート１７が、１つの吸気管２に接続されている。
【００２９】
排気マニホールド４は、上流側から順に、３つの独立排気管５と、各独立排気管５の下流端に接続されて各独立排気管５を通過した排気が流入する混合管５０とを有する。混合管５０は、その軸心上に、上流側から順に、下流側に延びるストレート部６（本発明の「集合部」に相当する）と、下流側ほど流路面積が大きくなるディフューザー部７とを備えている。つまり、各独立排気管５の下流側端部は、ストレート部６の上流側端部に接続されている。
【００３０】
各独立排気管５の上流側端部は、各気筒１２ａ〜１２ｄの排気ポート１８に接続されている。具体的には、第１気筒１２ａの排気ポート１８及び第４気筒１２ｄの排気ポート１８は、それぞれ個別に１つの独立排気管５ａ、５ｄに接続されている。一方、排気行程が隣り合わず排気順序が連続しない第２気筒１２ｂの排気ポート１８と第３気筒１２ｃの排気ポート１８とは、これら各気筒から同時に排気が排出されることがないため、構造を簡素化する観点から、共通の１つの独立排気管５ｂに接続されている。より詳細には、この第２気筒１２ｂの排気ポート１８と第３気筒１２ｃの排気ポート１８とに接続されている独立排気管５ｂは、その上流側において２つの通路に分離しており、その一方に前記第２気筒１２ｂの排気ポート１８が接続され、他方に前記第３気筒１２ｃの排気ポート１８が接続されている。
【００３１】
本実施形態では、図１にも示すように、第２気筒１２ｂと前記第３気筒１２ｃとに対応する独立排気管５ｂは、これら気筒１２ｂ，１２ｃの間すなわちエンジン本体１の略中央部分と対向する位置において混合管５０に向かって直線的に延びており、第１気筒１２ａ及び第４気筒１２ｄにそれぞれ対応する独立排気管５ａ、５ｄは、各気筒１２ａ、１２ｄと対向する位置から湾曲しつつ前記混合管５０に向かって延びている。
【００３２】
これら独立排気管５ａ、５ｂ、５ｄは、互いに独立しており、第２気筒１２ｂまたは第３気筒１２ｃから排出された排気と、第１気筒１２ａから排出された排気と、第４気筒１２ｄから排出された排気とは、互いに独立して各独立排気管５ａ、５ｂ、５ｄ内を通って下流側に排出される。各独立排気管５ａ、５ｂ、５ｄを通過した排気は混合管５０のストレート部６に流入する。
【００３３】
各独立排気管５及びストレート部６は、各独立排気管５から高速で排気が噴出されてこの排気が高速でストレート部６内に流入するのに伴い、この高速の排気の周囲に発生した混合管５０内の負圧作用すなわちエゼクタ効果によって隣接する他の独立排気管５及びこの独立排気管５と連通する排気ポート１８内に負圧が生成され、この排気ポート１８内の排気が下流側に吸い出されるような形状を有している。
【００３４】
そして、各独立排気管５の下流部は、排気が各独立排気管５から高速でストレート部６内に噴出されるよう、下流に向かうほどその流路面積（流路を排気流れ方向に対して直交する面で切断したときの流路面積）が小さくなる形状を有している。本実施形態では、図５に示すように、各独立排気管５の下流部では、その内部空間すなわち排気通路が、排気流れ方向において、排気流れ方向に対して直交する面で切断したときの断面が略円形をなしており、その上流側部分から下流側に向かうに従ってその断面積が次第に縮小されており、その下流端では上流端の断面積の略１／３の断面積（流路面積）となっている。
【００３５】
そして、図６〜８に示すように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄは、その下流端から上流側への所定の区間Ｋ１（図２参照）において、独立排気管５ａの断面円形の内部空間５３ａの一部と、独立排気管５ｂの断面円形の内部空間５３ｂの一部と、独立排気管５ｄの断面円形の内部空間５３ｄの一部とが互いに重複するとともに、その重複する割合が上記区間Ｋ１において上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、ストレート部６の上流端に接続されている。
【００３６】
なお、ここで言う「内部空間」とは、独立排気管５の管壁が周方向全体に亘って存在している領域では、独立排気管５の内周面で囲まれる空間を意味し、独立排気管５の管壁が周方向の一部にのみ存在している領域、すなわち、図２における区間Ｋ１では、管壁を周方向全体に円形状に仮想的に延長した場合にその管壁の内周面全体で囲まれる空間を意味する。
【００３７】
内部空間を上記のように定義した場合に、本実施形態では、図６に示されるように、内部空間５３ａと、内部空間５３ｂと、内部空間５３ｄとが互いに僅かに重複している。ここで、図６に示される内部空間５３ａ，５３ｂ，５３ｄは、図２のＶＩ−ＶＩ線断面付近の内部空間を示している。そして、より下流側では、図７に示されるように、内部空間５３ａと、内部空間５３ｂと、内部空間５３ｄとの重複面積が、図６に示される重複面積よりも大きくなっている。ここで、図７に示される内部空間５３ａ，５３ｂ，５３ｄは、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面付近の内部空間を示している。
【００３８】
より具体的には、図２〜４に示されるように、各独立排気管５は、内部空間の一部が互いに重複する区間Ｋ１（以下、「重複区間Ｋ１」と称する）において、その軸心Ｌ１に対して傾斜した下流側端面５１を有する。この下流側端面５１は、管壁の一部を軸心Ｌ１に対して傾斜した角度で切り欠くことにより形成されている。本実施形態では、各独立排気管５の下流部の軸心Ｌ１は、図３に示されるように、ストレート部６の軸心Ｌ２上において１つの点Ｐで互いに交わっている。さらに、本実施形態では、重複区間Ｋ１は排気流れ方向上流側の上流側重複区間Ｋ１１と、当該上流側重複区間Ｋ１１の下流側端部に隣接する下流側重複区間Ｋ１２とを有する。
【００３９】
上流側重複区間Ｋ１１では、図２、３に示されるように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの各下流側端面５１は、その軸心Ｌ１に対して傾斜した方向に延びるとともに互いに接合されている。下流側重複区間Ｋ１２では、図２、３に示されるように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの各下流側端面５１は、管壁の外周面側から見て、下流側に向かって突出する略Ｕ字状をなすとともに、互いの端部同士が連続し、互いの中間部分同士が離間した状態で向かい合うように配置されている。このような構成とされることにより、下流側重複区間Ｋ１２において、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの各下流側端面５１は、その全体で、管壁の外周面側から見て波状を呈するように形成されている。
【００４０】
ストレート部６は、下流側重複区間Ｋ１２において、図２〜４に示されるように、独立排気管５ａと独立排気管５ｂとの間、独立排気管５ｂと独立排気管５ｄとの間、および独立排気管５ａと独立排気管５ｄとの間の３箇所の隙間を埋めるように周方向の一部（３箇所）が上流側に突出する形状を有している。そして、その突出部分６２の上流側端面６１が、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの下流側端面５１に接合されている。
【００４１】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４２】
本実施形態では、各独立排気管５からストレート部６に流入した排気ガスが、ストレート部６内で合流し、その合流した排気ガスがストレート部６からディフューザー部７、下流側排気管８へ順次流れていく。
【００４３】
本実施形態では、上述のように、独立排気管５ａの断面円形の内部空間５３ａの一部と、独立排気管５ｂの断面円形の内部空間５３ｂの一部と、独立排気管５ｄの断面円形の内部空間５３ｄの一部とが互いに重複するとともに、その重複する割合が上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、ストレート部６の上流端に接続されている。このため、各独立排気管５から排出された排気が、その流通形状を略円形に維持したままストレート部６に流入し、これにより、各独立排気管５から流入した排気が円形断面のストレート部６内全体に略均一に分布することになり、その結果、ストレート部６における下流側からの排気の逆流が上記従来技術に比べて抑制される。
【００４４】
具体的には、図１０に示されるように、本実施形態では、ストレート部６の内部空間において、下流側に流れる排気ガスの流速の大きい部分の面積が相対的に大きい上に、下流側からの排気ガスの逆流部分の面積が相対的に小さくなっている。これに対し、図１１に示されるように、特許文献１に記載のストレート部の内部空間においては、下流側に流れる排気ガスの流速の大きい部分の面積が相対的に小さい上に、下流側からの排気ガスの逆流部分の面積が相対的に大きくなっている。
【００４５】
また、図１２に示されるように、エゼクタ効果による排気ガスの吸出し量は、本実施形態の方が特許文献１の場合よりも多くなっている。
【００４６】
従って、本実施形態によれば、独立排気管５からの排気の吸出し量の増大を図って、エンジン出力を効果的に向上させることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について、図１３〜２１を参照しつつ説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４８】
本実施形態では、図１６〜１８に示すように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄは、その下流端から上流側への所定の区間Ｋ２（図１３参照。以下、「重複区間Ｋ２」と称する）において、独立排気管５ａの断面円形の内部空間５３ａの一部と、独立排気管５ｂの断面円形の内部空間５３ｂの一部と、独立排気管５ｄの断面円形の内部空間５３ｄの一部とが互いに重複するとともに、その重複する割合が重複区間Ｋ２において上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、ストレート部６の上流端に接続されている。本実施形態では、各独立排気管５の下流部の軸心Ｌ１は、図１４に示されるように、ストレート部６の軸心Ｌ２上において１つの点Ｐで互いに交わっている。
【００４９】
具体的には、本実施形態では、図１６に示されるように、内部空間５３ａと、内部空間５３ｂと、内部空間５３ｄとが互いに僅かに重複している。ここで、図１６に示される内部空間５３ａ，５３ｂ，５３ｄは、図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面付近の内部空間を示している。なお、図１６に示す独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの構造を理解しやすくするために、図１６に示す各独立排気管５を斜め方向から見た斜視図を、見る方向を変えつつ図１９〜２１に示している。そして、より下流側では、図１７に示されるように、内部空間５３ａと、内部空間５３ｂと、内部空間５３ｄとの重複面積が、図１６に示される重複面積よりも大きくなっている。ここで、図１７に示される内部空間５３ａ，５３ｂ，５３ｄは、図１３のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面付近の内部空間を示している。さらに下流側では、図１８に示されるように、内部空間５３ａと、内部空間５３ｂと、内部空間５３ｄとの重複面積が、図１７に示される重複面積よりも大きくなっている。ここで、図１８に示される内部空間５３ａ，５３ｂ，５３ｄは、図１３のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面付近の内部空間を示している。
【００５０】
より具体的には、図１６〜１８に示されるように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄは、各々、重複区間Ｋ２において、その軸心Ｌ１方向から見て円弧状の管壁５５を有する。そして、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄは、管壁５５の周方向端部が互いに接合されて、軸心Ｌ１方向から見て複数の膨出部（つまり円弧状の管壁５５）を有する異形周壁５７が形成されている。そして、当該異形周壁５７は、その軸方向に直交する方向の断面が上流側から下流側に向かって徐々に円形に近づき、下流端でストレート部６の上流端と同じ径の円形になって、ストレート部６の上流端に接続されている。本実施形態では、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの周壁５５は、重複区間Ｋ２において、周壁５５の径が次第に大きくなっている（図１６〜１８参照）。そして、図１６〜１８に示されるように、互いの周壁５５の接合部において、周壁５５の外周面に対する接線同士がなす角度が、下流側に進むにつれて次第に小さくなっている。
【００５１】
本実施形態のストレート部６は、第１実施形態における突出部分６２が除去された構造を有しており、その上端面が円形状となっている。
【００５２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、各独立排気管５から排出された排気が、その流通形状を略円形に維持したままストレート部６に流入し、これにより、各独立排気管５から流入した排気が円形断面のストレート部６内全体に略均一に分布することになり、その結果、ストレート部６における下流側からの排気の逆流が上記従来技術に比べて抑制される。これにより、独立排気管５からの排気の吸出し量の増大を行って、エンジン出力を効果的に向上させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図２２〜２７を参照しつつ説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付してその説明を適宜省略する。
【００５４】
本実施形態における排気マニホールド４における混合管５０は、その軸心上に、上流側から順に、下流側に延びるとともに下流側ほど流路面積が小さくなる円錐台状部１３と、下流側に延びるストレート部６と、下流側ほど流路面積が大きくなるディフューザー部７とを備えている。
【００５５】
円錐台状部１３は、その上流側端部に、円板状の端壁部１４（図２３参照）を有している。そして、この端壁部１４に形成された開口部１６に、各独立排気管５の下流側端部が接続されている。この開口部１６は、図２５〜２７に示されるように、端壁部１４の中心周りに周方向に並ぶ３つの円弧の端部同士が接続されたような形状を有している。本実施形態では、各独立排気管５の下流部の軸心Ｌ１は、図２３に示されるように、円錐台状部１３の軸心Ｌ３上において１つの点Ｐで互いに交わっている。
【００５６】
本実施形態では、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄは、その下流端から上流側への所定の区間Ｋ３（図２２参照。以下、「重複区間Ｋ３」と称する）において、独立排気管５ａの断面円形の内部空間５３ａの一部と、独立排気管５ｂの断面円形の内部空間５３ｂの一部と、独立排気管５ｄの断面円形の内部空間５３ｄの一部とが互いに重複するとともに、その重複する割合が重複区間Ｋ３において上流側から下流側に向かって徐々に増加するように、円錐台状部１３の上流端に接続されている。
【００５７】
具体的には、重複区間Ｋ１３では、図２３に示されるように、独立排気管５ａ，５ｂ，５ｄの各下流側端面５１は、その軸心Ｌ１に対して傾斜した面で切り欠かれることにより形成されて互いに接合される部分５１ａと、円錐台状部１３に接合される部分５１ｂとを有する。
【００５８】
本実施形態においては、各独立排気管５から排出された排気が、その流通形状を略円形に維持したまま円錐台状部１３に流入して混合され、その混合された排気が、その流通形状を略円形に維持したまま円形断面のストレート部６内に流入し、ストレート部６の全体に略均一に分布することになり、その結果、ストレート部６における下流側からの排気の逆流が上記従来技術に比べて抑制される。これにより、独立排気管５からの排気の吸出し量の増大を行って、エンジン出力を効果的に向上させることができる。
【００５９】
なお、上記各実施形態は、４気筒エンジンに適用されているが、これに限定されるものではなく、６気筒エンジン、８気筒エンジン等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
５（５ａ，５ｂ，５ｄ）  独立排気管
６  ストレート部（集合部）
１２（１２ａ〜１２ｄ）  気筒
１９  吸気ポート
２０  排気ポート
５０  混合管
５１  独立排気管の下流側端面
５３ａ，５３ｂ，５３ｄ  内部空間
５５  周壁
５６  膨出部
５７  異形周壁
６２  突出部分
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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