(57)【要約】【課題】排気マニホールドの技管の下流側端部同士の間に複数の仕切板で構成された仕切壁を設けたものにおいて、この仕切板を相互に係合させるための切欠部の根本部に加わる応力を低減することができる排気マニホールドを提供する。【解決手段】  複数の枝管を有し、該枝管の下流側端部同士の間に、複数の仕切板６，７で構成された仕切壁４を設け、前記仕切壁４の下流側端部と前記枝管の下流側端部とを固着させた排気マニホールドにおいて、前記仕切板６，７には、夫々切欠き部１０，１２が形成され、この切欠き部１０，１２同士を係合させて前記仕切壁４を形成し、少なくとも１つの仕切板６における切欠き部１０は、その延在方向における中央部の開口幅を、その切欠き部１０の根本部１０ａの開口幅より小さくするとともに、その切欠き部１０に係合する仕切板７の厚み以上とした。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の枝管を有し、該枝管の下流側端部同士の間に、複数の仕切板で構成された仕切壁を設け、前記仕切壁の下流側端部と前記枝管の下流側端部とを固着させた排気マニホールドにおいて、
前記仕切板には、夫々切欠き部が形成され、この切欠き部同士を係合させて前記仕切壁を形成し、
少なくとも１つの仕切板における切欠き部は、その延在方向における中央部の開口幅を、その切欠き部の根本部の開口幅より小さくするとともに、その切欠き部に係合する仕切板の厚み以上としたことを特徴とする排気マニホールド。
【請求項２】
前記少なくとも１つの仕切板を、上流側に開口する切欠き部が形成された仕切板としたことを特徴とする請求項１記載の排気マニホールド。
【請求項３】
前記根本部を、円弧状に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の排気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気マニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多気筒内燃機関の各気筒から排出される排気ガスが流通する複数の枝管を、その下流側の集合部において集合して、後続の浄化装置や消音装置等に排気ガスを導く排気マニホールドとして、夫々の枝管の下流側端部を、その横断面形状が扇状となるように形成し、これらの下流側端部を、横断面が円形となるように束ねるとともに、隣り合う下流側端部同士の間に仕切壁を設け、仕切壁と枝管の下流側端部とを溶接により相互に固着したものが知られている。
【０００３】
例えば、４気筒内燃機関用排気マニホールドに用いられる仕切壁１０１として、図１５，図１６に示すように、２枚の平板状の仕切板１０２，１０２で構成し、夫々の仕切板１０２には切欠き部１０３を形成し、この切欠き部１０３，１０３同士を係合させて、仕切板１０２、１０２を図１５に示すように、切欠き部１０３，１０３で交叉させて十字状に組み合わせて仕切壁１０１を構成している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の仕切板１０２の切欠き部１０３は、図１６に示すように、その幅ｗ０が、その延在方向に亘って略同一に形成されたコ字状、又は、図１７に示すような延在方向に亘って略同一に形成されるとともに根本部１０４において奥部程幅ｗ０が減少するＵ字状に形成されている。
【０００６】
排気ガスが集まる集合部は、枝管の一般部に比べて高温となり、仕切板１０２には、各枝管の熱膨張差（伸縮量差）に起因する引っ張り・圧縮・捩じり荷重が付与され、特に、切欠き部１０３の根本部１０４に応力が集中し、この根本部１０４に亀裂が生じる恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術と比較して、切欠き部の根本部への応力を低減した排気マニホールドを提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本発明は、複数の枝管を有し、該枝管の下流側端部同士の間に、複数の仕切板で構成された仕切壁を設け、前記仕切壁の下流側端部と前記枝管の下流側端部とを固着させた排気マニホールドにおいて、
前記仕切板には、夫々切欠き部が形成され、この切欠き部同士を係合させて前記仕切壁を形成し、
少なくとも１つの仕切板における切欠き部は、その延在方向における中央部の開口幅を、その切欠き部の根本部の開口幅より小さくするとともに、その切欠き部に係合する仕切板の厚み以上としたことを特徴とするものである。
【０００９】
また前記少なくとも１つの仕切板を、上流側に開口する切欠き部が形成された仕切板としてもよい。
【００１０】
また、前記根本部を、円弧状に形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の排気マニホールドの集合部構造は、少なくとも一つの仕切板における切欠き部を、その中央部の開口幅が、根本部の開口幅より小さくするとともに、その切欠き部に係合する仕切板の厚み以上としたことにより、上記従来技術の仕切板１０２における切欠き部１０３の根本部１０４と比較して、根本部に付与される応力を分散させ、根本部に亀裂が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る排気マニホールドを示す斜視図。
【図２】図１の状態から集合管を取外した状態の斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】本発明の実施例１に用いる仕切壁の斜視図。
【図５】図４の分解斜視図。
【図６】本発明の実施例１に用いる第１仕切板を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図７】本発明の実施例２に用いる仕切壁の斜視図。
【図８】図７の分解斜視図。
【図９】本発明の実施例３に用いる第１仕切板の一例を示す正面図。
【図１０】本発明の実施例４に用いる仕切壁の斜視図。
【図１１】図１０の分解斜視図。
【図１２】本発明の実施例４に用いる第１仕切板の斜視図。
【図１３】本発明の実施例５に用いる仕切壁の斜視図。
【図１４】図１３の分解斜視図。
【図１５】従来技術の仕切壁の斜視図。
【図１６】従来技術の仕切壁に用いる仕切板の正面図。
【図１７】従来技術の仕切壁に用いる仕切板の他例の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る４気筒内燃機関用の排気マニホールド１の斜視図を示す。
【００１５】
この排気マニホールド１は、図示しない多気筒内燃機関の各気筒から排出される排気ガスが流通する４本の枝管２を有し、夫々の枝管２の下流側端部２ａは、図３に示すように、その横断面形状が、内角が略９０°となる扇状に形成されているとともに、この４本の枝管２の下流側端部２ａを、これらで構成される横断面が略円形となるように束ねられて、集合部３が形成されている。この集合部３の外周には、集合管５が嵌合されている。内燃機関から排出された排気ガスは、各枝管２を通り、集合部３において集合された後に、後続の図示しない浄化装置や消音装置等に導かれるようになっている。
【００１６】
隣り合う枝管２の下流側端部２ａ，２ａ同士の間には、図３に示すように、仕切壁４が設けられている。仕切壁４の下流側端部４ａと枝管２の下流側端部２ａは溶接により相互に固着されている。
【００１７】
仕切壁４は、図３〜図５に示すように、第１仕切板６と第２仕切板７の２枚の仕切板で構成されている。
【００１８】
第１仕切板６は、図５に示すように、金属製で矩形に形成されている。第１仕切板６の長手方向の中央部には、表裏及び上流側が開口する切欠き部１０が形成されている。この切欠き部１０は、第１仕切板６の上流側端面６ａから短手方向の略中央部に亘って、上流側端面６ａに対して略直交するように形成されている。
【００１９】
切欠き部１０は、図６に示すように、その延在方向の奥側端部に形成された有底状の根本部１０ａと、根本部１０ａの上流側に設けられるとともに直接連続する切欠本体部１０ｂと、上流端面６ａに開口する挿入部１０ｃで構成されている。
【００２０】
切欠本体部１０ｂと挿入部１０ｃにおける第１仕切板６の長手方向の開口幅ｗ１は、切欠き部１０の延在方向に亘って略同一となるように形成されている。この開口幅ｗ１は、第２仕切板７の厚みｔ以上に設定されている。本実施例では、第１仕切板６の厚みｔと第２仕切板７の厚みｔは同じに設定され、第１仕切板６の厚みｔと第２仕切板７の厚みｔを２ｍｍ、開口幅ｗ１を２．２ｍｍとした。
【００２１】
根本部１０ａは、正面視で円状に形成され、その第１仕切板６における長手方向の開口幅ｗ２を、切欠本体部１０ｂの開口幅ｗ１よりも大きくした。本実施例では根本部１０ａの開口幅ｗ２を４ｍｍに設定した。
【００２２】
すなわち、第１仕切板６の切欠き部１０の延在方向における中央部の開口幅ｗ１は、根本部１０ａの開口幅ｗ２より小さく形成されているとともに、この切欠き部１０に係合する第２仕切板７の厚みｔ以上に形成されている。
【００２３】
第２仕切板７は、図５に示すように、金属製で矩形に形成されている。第２仕切板７の長手方向の中央部には、表裏及び下流側が開口する切欠き部１２が形成されている。この切欠き部１２は、第２仕切板７の下流側端面７ａから短手方向の略中央部に亘って、下流側端面７ａに対して略直交するように形成されている。
【００２４】
切欠き部１２は、その延在方向の奥側端部に形成された有底状の根本部１２ａと、根本部１２ａの下流側に設けられるとともに直接連続する切欠本体部１２ｂと、下流側端面７ａに開口する挿入部１２ｃで構成されている。
【００２５】
切欠本体部１２ｂと挿入部１２ｃにおける第２仕切板７の長手方向の開口幅ｗ３は、切欠き部１２の延在方向に亘って略同一となるように形成されるとともに、図５に示すように根本部１２ａは本体部１２ｂの開口幅ｗ３より奥部程狭くなるＵ字状又は図示しないコ字状に形成されている。本実施例では、第２仕切板７の厚みｔを２ｍｍ、開口幅ｗ３を２．２ｍｍとした。
【００２６】
第１仕切板６の切欠き部１０と、第２仕切板７の切欠き部１２を図４に示すように係合することにより、２枚の仕切板６、７で十字状の仕切壁４が形成される。
【００２７】
本実施例では、第１仕切板６における切欠本体部１０ｂと挿入部１０ｃの開口幅ｗ１を、第２仕切板７の厚みｔより大きくし、第２仕切板７における切欠部１２の開口幅ｗ３を、第１仕切板６の厚みｔより大きくしたことにより、２枚の仕切板６、７をスムーズに係合することができる。
【００２８】
また、切欠き部１０の根本部１０ａの開口幅ｗ２を、切欠本体部１０ｂの開口幅ｗ１よりも大きくしたことにより、図１６及び図１７に示す従来技術の仕切板１０２における切欠き部１０３の根本部１０４と比較して、根本部１０ａに付与される応力を分散させ、根本部１０ａに亀裂が生じることを抑制することができる。
【００２９】
下流側に設けた第１仕切板６は、その下流側端部が、枝管２の下流側端に溶接で固定されているが、切欠き部１０が開口する上流側端部は固定されていないことから、熱歪みが大きく根本部１０ａに亀裂が生じる可能性があるため、上記のように、大径の根本部１０ａを有する切欠き部１０を形成して、応力を分散している。
【００３０】
一方、第２仕切板７における切欠き部１２が開口する下流側端は、枝管２の下流側端に溶接で固定され、溶接されない上流側端部は、切欠き部１２が存在しないために剛性が高い。そのため、根本部１２ａと切欠本体部１２ｂと挿入部１２ｃにおける切欠き部１２の延在方向の開口幅ｗ３を略同一となるように形成しても根本部１２ａに亀裂が生じる可能性は低い。
【００３１】
なお、上記実施例では、第１仕切板６における切欠本体部１０ｂと挿入部１０ｃの開口幅ｗ１を同じに設定したが、挿入部１０ｃの開口幅を、上流側端面６ａに向かうほど広くなるようにその両壁面をテーパ状又は曲面状に形成して、両仕切壁６、７の切欠き部１０、１２同士の係合をよりスムーズに行えるようにしてもよい。
【００３２】
また、切欠本体部１０ｂの開口幅ｗ１が、根本部１０ａの開口幅ｗ２よりも小さく設定されていれば、切欠き部１０の挿入部１０ｃの最大開口幅を、根本部１０ａの開口幅ｗ２より大きくしてもよい。
【００３３】
［実施例２］
上記実施例１においては、第２仕切板７における切欠き部１２を、第１仕切板６の切欠き部１０とは異なる形状としたが、図７，図８に示すように、第２仕切板１４の切欠き部１４ａを、上記実施例１における第１仕切板６の切欠き部１０と、同じ形状に形成してもよい。すなわち、第１仕切板６と、第２仕切板７を同じ部品で構成し、部品を共通化してもよい。
【００３４】
それ以外の構造は、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３５】
本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。
【００３６】
更に、本実施例２においては、第１仕切板６と第２仕切板１４の部品を共通化したことで、仕切壁４の枝管２の下流側端部２ａへの取付けの際に、その仕切壁４の上流側と下流側との位置関係を気にせずに取付けることができ、組付け作業を簡略化することができる。
【００３７】
また、第１仕切板６と第２仕切板７の部品を共通化したことで、仕切板６、７自体の製造コストも低減できる。
【００３８】
［実施例３］
上記実施例１においては、第１仕切板６における切欠き部１０の根本部１０ａを、正面視で円状に形成したが、根本部１０ａの開口幅ｗ２が、切欠本体部１０ｂの開口幅ｗ１より大きく設定されていれば、任意の形状に形成することができる。例えば、楕円状、三角形、長方形、台形等の形状に形成することができ、より好ましくは、楕円状等の円弧状に形成する。このように、角を形成しない円弧状に形成することで、三角形等の多角形状に形成した根本部よりも、根本部への応力をより低減することができる。
【００３９】
例えば、図９に示すように、切欠き部１５の根本部１５ａを楕円形状に形成するとともに、その長手方向が、第１仕切板６の長手方向となるように形成してもよい。この根本部１５ａの開口幅ｗ２は、切欠本体部１０ｂの開口幅ｗ１より大きく設定されている。
【００４０】
それ以外の構造は、前記実施例１、２と同様であるのでその説明を省略する。
【００４１】
本実施例３においても前記実施例１、２と同様の効果を奏する。
【００４２】
［実施例４］
上記実施例１〜３においては、本発明を４本の枝管を有する４気筒内燃機関用の排気マニホールド１に適用した例を示したが、本発明は、任意の気筒数の内燃機関に適用することができ、枝管や仕切板の枚数は、本発明を適用する排気マニホールドに応じて任意に設定することができる。
【００４３】
本実施例４では、６本の枝管を有する６気筒内燃機関用の排気マニホールドに適用した一例である。
【００４４】
本実施例４の仕切壁３０は、図１０に示すように、上面視Ｖ字状に形成された２枚の第１仕切板３１，３１と、１枚の平板状の第３仕切板３２の計３枚の仕切板で構成されている。
【００４５】
第１仕切板３１は、図１２に示すように、その曲折部に、上記実施例１〜３の第１仕切板６における切欠き部１０と同様の表裏及び上流側が開口する切欠き部３４が形成され、切欠き部３４における切欠本体部３４ｂの開口幅は、根本部３４ａの開口幅より小さくするとともに、第２仕切板３２の厚み以上に形成されている。
【００４６】
第３仕切板３２は、図１１に示すように、その長手方向の中央部に、表裏及び下流側が開口する切欠き部３５が形成されている。切欠き部３５における根本部３５ａと切欠本体部３５ｂと挿入部３５ｃの開口幅が、切欠き部３５の延在方向に亘って略同一に形成されているとともに、２枚の第１仕切板３１、３１の切欠き部３４，３４に係合できる厚みに設定されている。
【００４７】
それ以外の構造は、前記実施例１〜３と同様であるのでその説明を省略する。
【００４８】
本実施例４においても前記実施例１〜３と同様の効果を奏する。
【００４９】
［実施例５］
本実施例５は、６本の枝管を有する６気筒内燃機関用の排気マニホールドに本発明を適用した他例である。
【００５０】
本実施例５の仕切壁４０は、図１３，図１４に示すように、上記実施例１〜３と同様の第１仕切板６と、第２仕切板７と、平板状の第３仕切板４２の３枚で構成されている。
【００５１】
第３仕切板４２には、図１３、図１４に示すように、長手方向の中央部に表裏及び下流側が開口する切欠き部４５が形成されている。切欠き部４５における根本部４５ａと切欠本体部４５ｂと挿入部４５ｃの開口幅は、切欠き部４５の延在方向に亘って略同一となるとともに、２枚の仕切板６、７に係合できる厚みに設定されている。
【００５２】
それ以外の構造は、前記実施例１〜４と同様であるのでその説明を省略する。
【００５３】
本実施例５においても前記実施例１〜４と同様の効果を奏する。
【００５４】
［その他の実施例］
枝管の下流側端部の形状は、上記実施例に記載の扇状に限定されず、多角形、異形など任意に設定することができる。
【００５５】
仕切板における切欠き部の位置は、長手方向の中央部に限定されず、枝管の下流側端部の形状に応じて、長手方向において任意の位置に設けることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  排気マニホールド
２  枝管
２ａ  下流側端部
４，３０，４０  仕切壁
６，７，１４，３１，３２，４２  仕切板
１０，１２，１４ａ，１５，３４，３５，４５  切欠き部
１０ａ，１５ａ，３４ａ，４５ａ  根本部
【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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【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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