JP4424017B2 - 内燃機関の排気マニホルド - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の排気マニホルド、特に、直列に配置された少なくとも３つの気筒の排気系を、１本の流路に集合させる排気マニホルドの改良に関する。

特許文献１には、Ｖ型８気筒内燃機関の一方のバンクの排気系に適用される排気マニホルドとして、気筒列方向に直線状に延びた共通の合流管と、各気筒の排気ポートにそれぞれ接続される４本の分岐管と、を備えた排気マニホルドが開示されている。４本の分岐管は、ほぼ平行に配置されており、上記合流管の円形断面の接線方向に沿うように、それぞれ合流管に接続され、かつ合流管の流れ方向に対し、各分岐管が、６７．５°以下の合流角で合流するように構成されている。

上記合流管および分岐管は、それぞれステンレススチール製の管からなり、上記の合流角でもって互いに溶接されている。
特開平１０−３１７９５３号公報

上記の排気マニホルドにおいては、各分岐管が比較的大きな合流角でもって合流管に接続されているので、この合流部における流れの方向変化が大きなものとなり、通気抵抗の増加ひいては内燃機関の出力低下の要因となる。

そして、分岐管と合流管との合流部において、略Ｔ字形をなすような形で両者が溶接されるので、溶接時の作業性が悪い。

また、上記構成では、各気筒の分岐管と合流管との合流部に十分な容積部を具備しないので、合流部における流れが複雑となり、排気音の音質悪化を生じやすい。

本発明は、排気マニホルドにおける通気抵抗を低減させるとともに、合流部に容積部を備えた排気マニホルドを容易に製造できるようにすることを目的としている。

この発明に係る内燃機関の排気マニホルドは、直列に配置された少なくとも３つの気筒の排気系を、下流側端部において１本の流路に集合させるものであって、基本的に、いずれか一つの気筒から一方へ延び、上記下流側端部に至る第１の排気通路と、残りの気筒からそれぞれ延び、かつそれぞれの端部が、上記第１の排気通路の軸方向の異なる点において、順次、上記第１の排気通路に合流する複数の第２の排気通路と、を備えている。上記第２の排気通路は、個々のブランチ管から構成されている。これに対し、上記第１の排気通路は、上流側のブランチ管と、該ブランチ管の下流側に順次継ぎ合わされる少なくとも一つの中間管と、上記下流側端部を含む出口管と、に分割して構成されている。上記中間管の数は、気筒数に関連し、例えば３気筒であれば１個、４気筒であれば２個の中間管を備え、複数の中間管を備える場合には、順次継ぎ合わされる形となる。

そして、上記第２の排気通路をそれぞれ構成するブランチ管の端部が、上記の中間管もしくは出口管の入口部に、上記第１の排気通路のブランチ管の端部もしくは上記中間管の端部とともに、挿入固定されている。つまり、最上流の中間管の入口部には、第１の排気通路の一部をなすブランチ管の端部と第２の排気通路のブランチ管の端部とが、一緒に挿入され、かつ溶接等にて固定されている。最下流となる出口管の入口部には、上流側の中間管の端部と第２の排気通路のブランチ管の端部とが、一緒に挿入され、かつ溶接等にて固定されている。最上流の中間管と出口管との間に、さらに２番目以降の中間管が存在する場合には、この中間管の入口部には、やはり、上流側の中間管の端部と第２の排気通路のブランチ管の端部とが、一緒に挿入され、かつ溶接等にて固定される。従って、溶接等の作業の際には、各ブランチ管や中間管の端部が中間管や出口管の入口部に挿入することで仮組付された状態となり、その状態で溶接等を行うことができる。

このように、上記構成では、同じ中間管の入口部に、２本のブランチ管の端部が挿入固定されるので、２本のブランチ管の合流角（それぞれの端部の中心軸がなす角）は基本的に非常に小さなものとなる。同じ出口管もしくは２番目以降の中間管の入口部に挿入固定された中間管とブランチ管についても、両者の合流角は、基本的に非常に小さなものとなる。従って、合流部における流れの方向の変化がなく、それだけ通気抵抗が小さくなる。

望ましくは、同じ入口部に挿入された一対のブランチ管の端部、あるいは中間管の端部とブランチ管の端部とは、互いに平行に並んで配置されている。これにより、合流角は実質的に０°となる。

また、上記中間管および出口管の内部の空間によって、合流部に適宜な容積の容積部を構成することが可能である。

図２０は、合流部における容積部の作用を説明したものであり、図（Ａ）に示すように、例えば３つの気筒の排気管１０１，１０２，１０３が１本の排気管１０４に合流する場合、仮に各気筒の排気管１０１，１０２，１０３が等長であっても、排気音に基本次数以外の成分が生じやすい。つまり、図の左側の波形図に示すように、各気筒の圧力脈動が等間隔で入力されるため、出口側では、右側の波形図に示すように、基本次数ごとにピークが発生するが、合流部に容積部を具備しない場合には、合流部での流れが複雑であり、各気筒毎の経路差が存在するので、各ピークの強さに差が生じ、基本次数以外の成分の増加ならびに基本次数成分の減衰が大きなものとなる。従って、排気音の音質が悪いものとなる。

これに対し、図（Ｂ）に示すように、合流部に容積部１０５が存在すると、気筒間の経路差が緩和され、ピークの強さが揃った基本次数波形となり、音質悪化の要因となる基本次数以外の成分が少なくなる。ここで、容積部の原理を示す図（Ｂ）では３本の排気管１０１，１０２，１０３が１箇所の容積部で合流しているが、本発明では、各気筒の排気通路が１気筒分ずつ順次合流し、複数の合流部のそれぞれに容積部が設けられる。従って、個々の容積部は、その容積が比較的小さなもので十分な効果を得ることができ、排気マニホルド全体として、大型化を避けることができる。

また、本発明では、上記第１の排気通路が、最前端に位置する気筒から内燃機関の気筒列方向に沿って後方へ延び、残りの気筒から延びる上記第２の排気通路は、機関の前方から見たときに、各気筒から、上記第１の排気通路の外周に巻き付くように延び、周方向においてシリンダヘッド側とは異なる方向から該第１の排気通路に合流する。従って、第２の排気通路のそれぞれの管長が長く得られ、排気マニホルドを過度に大型化することなく、各気筒の排気管長を容易に等長化することができる。

この発明に係る内燃機関の排気マニホルドによれば、第１の排気通路に順次合流していく第２の排気通路の合流部における合流角を非常に小さなものとすることができ、通気抵抗を低減できる。

そして、このように合流角の小さな構成の排気マニホルドを、容易に製造組立することができる。

また排気マニホルドの大型化を回避しつつ、合流部での複雑な流れによる基本次数以外の成分の増加を抑制でき、排気音の音質を改善することができる。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図６は、この発明を、Ｖ型６気筒内燃機関の一方のバンクの排気系を集合させる排気マニホルド１として構成した一実施例を示すもので、例えば、一方のバンクのシリンダヘッド２における♯１気筒、♯３気筒、♯５気筒の３つの気筒の排気系を、図外の触媒コンバータに至る１本の流路に集合させている。なお、図１は、排気マニホルド１を内燃機関の上方から見た平面図、図２は、内燃機関の下方から見た下面図、図３は、内燃機関の後方から見た側面図、図４は、内燃機関の前方から見た側面図、図５は、内燃機関の側方から見た正面図、図６は、斜め後方かつ上方の点から見た斜視図である。

この排気マニホルド１は、最前端気筒となる♯１気筒の排気ポートから内燃機関の気筒列方向（クランクシャフト軸方向）に沿って後方へ延びる第１の排気通路と、♯３気筒の排気ポートから延びて第１の排気通路に相対的に上流側の点で合流する♯３気筒用の第２の排気通路と、♯５気筒の排気ポートから延びて第１の排気通路に相対的に下流側の点で合流する♯５気筒用の第２の排気通路と、を備えているが、より具体的には、第１の排気通路は、♯１気筒の排気ポートに接続される♯１ブランチ管１１と、後述する第１容積部を構成する中間管１２と、後述する第２容積部を構成するとともに、下流側端部にフロントチューブ接続用フランジ１４を備えた出口管１３と、に分割して構成されている。そして、♯３気筒用の第２の排気通路は、♯３気筒の排気ポートに接続される♯３ブランチ管１５から構成され、♯５気筒用の第２の排気通路は、♯５気筒の排気ポートに接続される♯５ブランチ管１６から構成されている。なお、上記フロントチューブ接続用フランジ１４には、触媒コンバータを備えた図示せぬフロントチューブが接続される。

各ブランチ管１１，１５，１６の上流端は、排気マニホルド１をシリンダヘッド２側面に取り付けるための各気筒に共通の取付フランジ１７に溶接されている。図１５は、上記取付フランジ１７を部品単体で示した斜視図であり、図示するように、この取付フランジ１７は、平坦な板状をなし、かつ、各気筒の排気ポート開口部に対応する機関前後方向に長い長円形の開口部１８を３箇所に備えているとともに、シリンダヘッド２にボルト締結するための小孔１９が複数箇所に貫通形成されている。上述した各ブランチ管１１，１５，１６の上流端は、上記開口部１８に挿入された上で、溶接固定されている。なお、隣接する開口部１８の間には、軽量化のための開口部２０が開口形成されている。

上記の♯１ブランチ管１１と中間管１２と出口管１３とからなる第１の排気通路は、上記取付用フランジ１７に接続される♯１ブランチ管１１の上流側部分１１ａが略Ｌ字形をなすように湾曲しているほかは、不必要に湾曲することなく♯１気筒から実質的に最短距離でもってフロントチューブ接続用フランジ１４に至るように、ほぼ真っ直ぐに構成されている。特に、フロントチューブが車両床下へと延びることから、第１の排気通路は、全体として、♯１気筒から斜め下方へ延びている（図５参照）。なお、図示例では、車載時の他部品との位置関係の制約から、図１、図６等に示すように、出口管１３が僅かに緩く湾曲しているが、これも必要最小限のものとなっている。

上記♯１ブランチ管１１は、♯３ブランチ管１５および♯５ブランチ管１６と同じく、金属管を液圧加工等により所定の湾曲形状かつ断面形状に加工したものである。この♯１ブランチ管１１の上流側の端部は、取付フランジ１７から機関後方へ向かって斜めに突出している。図１６は、上記♯１ブランチ管１１を部品単体で示した斜視図であり、取付フランジ１７に取り付けられる上流端１１ｄは、上記開口部１８に対応した長円形の断面形状をなしている。また、下流側の先端部１１ｂは、後述するように、Ｄ字形断面形状を有している。

中間管１２は、偏平な入口部１２ａおよびＤ字形断面の出口部１２ｂを有するやや先細りの短い筒状に形成されている。上記♯１ブランチ管１１の下流側先端部１１ｂは、上記中間管１２の入口部１２ａ、特に該入口部１２ａの一方（上方から見てシリンダヘッド２寄りとなる側）に偏った位置に、直線状に接続されかつ溶接されている。出口管１３は、偏平な入口部１３ａを有する筒状をなし、入口部１３ａから下流側へ向かって徐々に断面真円形に近付き、下流側の端部に上記フロントチューブ接続用フランジ１４が溶接されている。上記中間管１２の出口部１２ｂは、上記出口管１３の入口部１３ａ、特に該入口部１３ａの一方（上方から見てシリンダヘッド２寄りとなる側）に偏った位置に、直線状に接続されかつ溶接されている。上記出口管１３の入口部１３ａに接続される中間管１２の出口部１２ｂ側の端部は、後述するようにＤ字形断面形状を有している（図１１参照）。

これに対し、♯３ブランチ管１５は、全体として、略Ｃ字状ないしは略Ｕ字状をなすように湾曲した形状をなすものであって、取付フランジ１７に接続された上流側部分１５ａが、上記取付フランジ１７から機関前方へ向かうように斜めに突出し、かつ中間部分１５ｂが、♯１ブランチ管１１の上方を横切っていくとともに、♯１ブランチ管１１の外周に巻き付くように下向きに湾曲する。そして、♯１ブランチ管１１の上方を横切った直後の付近から下向きに湾曲しつつ♯１ブランチ管１１の下流側へ向かうように湾曲し、下流側先端部１５ｃが、♯１ブランチ管１１の下流側先端部１１ｂと平行に並んで位置する。この下流側先端部１５ｃは、上記中間管１２の入口部１２ａ、特に該入口部１２ａの中の♯１ブランチ管１１と反対側の位置（上方から見てシリンダヘッド２と反対側となる側）に、直線状に接続されかつ溶接されている。つまり、第２の排気通路となる♯３ブランチ管１５は、♯３気筒から、♯１ブランチ管１１を中心に巻き込むように延び、周方向で見てシリンダヘッド２と反対側となる方向から該♯１ブランチ管１１の流路（第１の排気通路）に合流する。ここで、♯３ブランチ管１５の管長は、♯１ブランチ管１１の管長と等しく設定されている。図１７は、上記♯３ブランチ管１５を部品単体で示す斜視図であり、取付フランジ１７に取り付けられる上流端１５ｄは、上記開口部１８に対応した長円形の断面形状をなしている。また、下流側先端部１５ｃは、後述するように、Ｄ字形断面形状を有している。

図９は、中間管１２を取り除いて♯１ブランチ管１１および♯３ブランチ管１５を示した分解図であり、また、図１０および図１１は、中間管１２のみを入口側および出口側から示した斜視図である。図示するように、中間管１２の偏平な長円状をなす入口部１２ａの中央部に、予め仕切板２１が溶接固定されており、これによって、入口部１２ａが”θ”状に区画されている。そして、仕切板２１により区画された一方のＤ字形の開口部に、これに対応したＤ字形の断面形状に加工された♯１ブランチ管１１の下流側先端部１１ｂが挿入され、かつ溶接固定されている。そして、他方のＤ字形の開口部には、これに対応したＤ字形の断面形状に加工された♯３ブランチ管１５の下流側先端部１５ｃが、挿入され、かつ溶接固定されている。ここで、上記中間管１２の入口部１２ａ周縁は、♯１，♯３ブランチ管１１，１５の外側に嵌合する嵌合部２５を構成するように、その口径がステップ的に僅かに拡大している。従って、挿入された♯１，♯３ブランチ管１１，１５の先端部１１ｂ，１５ｃは、この嵌合部２５の内周側に嵌合し、軸方向に位置決めされる。

♯５気筒用の♯５ブランチ管１６は、上述した♯３ブランチ管１５と同様に、全体として、略Ｃ字状ないしは略Ｕ字状をなすように湾曲した形状をなすものであって、取付フランジ１７に接続された上流側部分１６ａが、上記取付フランジ１７から機関前方へ向かうように斜めに突出し、かつ中間部分１６ｂが、中間管１２の上方を横切っていくとともに、該中間管１２の外周に巻き付くように下向きに湾曲する。そして、中間管１２の上方を横切った直後の付近から下向きに湾曲しつつ中間管１２の下流側へ向かうように湾曲し、下流側先端部１６ｃが、中間管１２の出口部１２ｂと平行に並んで位置する。この下流側先端部１６ｃは、上記出口管１３の入口部１３ａ、特に該入口部１３ａの中の中間管１２と反対側の位置（上方から見てシリンダヘッド２と反対側となる側）に、直線状に接続されかつ溶接されている。つまり、第２の排気通路となる♯５ブランチ管１６は、♯５気筒から、第１の排気通路となる中間管１２を中心に巻き込むように延び、周方向で見てシリンダヘッド２と反対側となる方向から該中間管１２の流路（第１の排気通路）に合流する。ここで、♯５ブランチ管１６は、♯３ブランチ管１５に比べて、排気ポート位置から機関前方および上方へより大きく迂回するように湾曲形成され、その管長が、♯３ブランチ管１５の管長よりも長いものとなっている。より望ましくは、中間管１２の管長分だけ♯３ブランチ管１５よりも長くなるように、♯５ブランチ管１６の湾曲形状が設定されている。これにより、各排気ポートからフロントチューブ接続用フランジ１４に至るまでの各気筒の実質的な管長が等長となっている。図１８は、上記♯５ブランチ管１６を部品単体で示す斜視図であり、取付フランジ１７に取り付けられる上流端１６ｄは、上記開口部１８に対応した長円形の断面形状をなしている。また、下流側先端部１６ｃは、後述するように、Ｄ字形断面形状を有している。

図７は、出口管１３を取り除いて中間管１２と♯５ブランチ管１６とを示した分解図、図８はさらに♯５ブランチ管１６を取り除いて中間管１２を示した分解図であり、また、図１２は、出口管１３のみを入口側から示した斜視図、図１３は、これに中間管１２を組み合わせた状態の斜視図である。図示するように、出口管１３の偏平な長円状をなす入口部１３ａの中間部（詳しくは中央から一方に偏った位置）に、予め仕切板２２が溶接固定されており、これによって、入口部１３ａが”θ”状に区画されている。そして、仕切板２２により区画された一方（相対的に大きな方）のＤ字形の開口部に、これに対応したＤ字形の断面形状に形成された中間管１２の出口部１２ｂ側の端部が挿入され、かつ溶接固定されている。他方（相対的に小さい方）のＤ字形の開口部には、これに対応したＤ字形の断面形状に加工された♯５ブランチ管１６の下流側先端部１６ｃが、挿入され、かつ溶接固定されている。ここで、出口管１３の入口部１３ａの周縁は、上述した中間管１２の入口部１２ａ周縁と同じく、中間管１２および♯５ブランチ管１６の外側に嵌合する嵌合部２６を構成するように、その口径がステップ的に僅かに拡大している。従って、挿入された中間管１２の出口部１２ｂ側の端部および♯５ブランチ管１６の先端部１６ｃは、この嵌合部２６の内周側に嵌合し、軸方向に位置決めされる。なお、それぞれ長円状をなす中間管１２の入口部１２ａの開口形状と出口管１３の入口部１３ａの開口形状とを比較すると、図１３からも明らかなように、短径方向の寸法は互いにほぼ等しく、長径方向の寸法は、出口管１３の方がより大きなものとなっている。

図１４は、合流部となる中間管１２および出口管１３の付近の断面図である。図示するように、♯１ブランチ管１１と中間管１２と出口管１３とからなる第１の排気通路に対し、♯３ブランチ管１５からなる♯３気筒用の第２の排気通路は、中間管１２の入口部１２ａ側において合流する。そして、合流部となる中間管１２内は、排気音として基本次数成分以外の周波数成分を減衰させるに十分な容積を有する第１容積部３１となっている。換言すれば、♯１ブランチ管１１の流路と♯３ブランチ管１５の流路とが、中間管１２によって構成される第１容積部３１において互いに合流している。ここで、♯１ブランチ管１１の端部の中心軸Ｌ１と、♯３ブランチ管１５の端部の中心軸Ｌ３とは、互いに平行であり、つまり両者がなす合流角は、実質的に０°である。なお、♯１ブランチ管１１の下流側先端部１１ｂと♯３ブランチ管１５の下流側先端部１５ｃとが互いに平行となっている区間の長さは、両者から第１容積部３１に流れ込んだ排気流により螺旋流が生じないように、適宜な長さに設定されている。第１容積部３１となる中間管１２の通路断面は、上流側の♯１，♯３ブランチ管１１，１５の各通路断面に比べて、十分に大きなものとなっている。

同様に、第１の排気通路となる中間管１２に対し、♯５ブランチ管１６からなる♯５気筒用の第２の排気通路は、出口管１３の入口部１３ａ側において合流する。そして、合流部となる出口管１３の上流側部分が、やはり排気音として基本次数成分以外の周波数成分を減衰させるに十分な容積を有する第２容積部３２となっている。換言すれば、中間管１２の流路と♯５ブランチ管１６の流路とが、出口管１３によって構成される第２容積部３２において互いに合流している。ここで、中間管１２の端部の中心軸Ｌ４と、♯５ブランチ管１６の端部の中心軸Ｌ５とは、互いに平行であり、つまり両者がなす合流角は、実質的に０°である。♯５ブランチ管１６の下流側先端部１６ｃと中間管１２とが互いに平行となっている区間の長さは、両者から第２容積部３２に流れ込んだ排気流により螺旋流が生じないように、適宜な長さに設定されている。第２容積部３２となる出口管１３の上流側部分の通路断面は、上流側の中間管１２もしくは♯５ブランチ管１６の各通路断面に比べて、十分に大きなものとなっている。なお、出口管１３の通路断面は、入口部１３ａから下流側へ向かって徐々に小さくなり、図１４の線ＬＳより下流では一定の通路断面となる。従って、この線ＬＳよりも上流側部分が第２容積部３２に相当するものとなる。この相対的に下流側に位置する第２容積部３２は、相対的に上流側に位置する第１容積部３１よりも、大きな容積を有している。

図１９は、上記排気マニホルド１の管路構成を模式的に示したものであり、前述したように♯１ブランチ管１１と中間管１２と出口管１３とからなる第１の排気通路は、全体として、♯１気筒から後方へほぼ真っ直ぐに延び、ここに、♯３ブランチ管１５および♯５ブランチ管１６が巻き付きつつ合流するが、それぞれの合流部における合流角αは、いずれも実質的に０°である。

上記のように構成された排気マニホルド１においては、♯３ブランチ管１５および♯５ブランチ管１６を第１の排気通路の外周に巻き付くように構成することで、全体の大型化を回避しつつ各排気ポートからフロントチューブ接続用フランジ１４に至るまでの各気筒の実質的な管長を等長とすることができ、排気音の音質向上を実現できる。特に、第１の排気通路に対する♯３ブランチ管１５の合流部および♯５ブランチ管１６の合流部にそれぞれ容積部３１，３２を設けたため、合流部での複雑な流れによる基本次数以外の成分の増加を抑制でき、排気音の音質を改善することができる。しかも、容積が、上流側の第１の容積部３１と下流側の第２容積部３２とに分かれるため、それぞれでの容積は比較的小さくて済み、排気マニホルド１全体の大型化を可及的に抑制することができる。

また、上記のように中間管１２や出口管１３の入口部１２ａ，１３ａに、２つの管の端部を一緒に挿入配置した構成により、それぞれの合流部での合流角αをいずれも０°とすることができ、合流部における通気抵抗を最小にできる。これにより、高速域での体積効率が向上する。

さらに、合流部ないしは容積部３１，３２を構成する中間管１２および出口管１３をそれぞれ別部品とし、かつ各ブランチ管１１，１５，１６を個々に製造した上で、溶接して一体化するように構成したので、各部品の製造ならびに組立が容易となる。特に、各ブランチ管１１，１５，１６の端部および中間管１２の端部が、それぞれ、中間管１２や出口管１３の開口部に挿入された形で溶接されるので、溶接作業の作業性が優れたものとなる。

上記排気マニホルド１の組立手順の一例を説明すると、先ず、各部品を所定形状に加工するとともに、予め、仕切板２１，２２を中間管１２および出口管１３に溶接しておく。そして、取付フランジ１７の開口部１８に、♯１ブランチ管１１と♯３ブランチ管１５の上流端１１ｄ，１５ｄを挿入し、かつ溶接する。このとき、両者の下流側先端部１１ｂ，１５ｃは、互いに平行に並び、かつ先端位置が揃った状態となる（図９参照）。次に、これらのブランチ管１１，１５の下流側先端部１１ｂ、１５ｃを、ともに中間管１２の入口部１２ａに挿入し、かつ溶接する（図８参照）。次に、♯５ブランチ管１６の上流端１６ｄを取付フランジ１７に溶接固定する。このとき、中間管１２の出口部１２ｂと♯５ブランチ管１６の下流側先端部１６ｃとは、互いに平行に並び、かつ先端位置が揃った状態となる（図７参照）。次に、これらの中間管１２および♯５ブランチ管１６の端部を、ともに出口管１３の入口部１３ａに挿入し、かつ溶接する。出口管１３にフロントチューブ接続用フランジ１４を溶接して、排気マニホルド１が完成する。

なお、上記実施例では、中間管１２の入口部１２ａおよび出口管１３の入口部１３ａにそれぞれ仕切板２１，２２が設けられているが、この仕切板２１，２２は必ずしも必須ではなく、省略することも可能である。例えば、図７あるいは図９の段階で、２つの管の端部の隣接した開口縁を互いに溶接して一体化することで、仕切板２１，２２の省略が可能である。

以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は、Ｖ型６気筒内燃機関の一方のバンク用の排気マニホルドに限定されるものではなく、Ｖ型８気筒内燃機関の一方のバンクの排気マニホルド、あるいは直列４気筒内燃機関の排気マニホルド、などとして構成することが可能である。

一実施例の排気マニホルドを内燃機関の上方から見た平面図。 同じく排気マニホルドを内燃機関の下方から見た下面図。 同じく排気マニホルドを内燃機関の後方から見た側面図。 同じく排気マニホルドを内燃機関の前方から見た側面図。 同じく排気マニホルドを内燃機関の側方から見た正面図。 同じく排気マニホルドを斜め後方かつ上方の点から見た斜視図。 出口管を取り除いて中間管と♯５ブランチ管を示した分解図。 さらに♯５ブランチ管を取り除いて中間管を示した分解図。 中間管を取り除いて♯１ブランチ管と♯３ブランチ管を示した分解図。 中間管のみを入口側から示した斜視図。 中間管のみを出口側から示した斜視図。 出口管のみを入口側から示した斜視図。 出口管に中間管を組み合わせた状態の斜視図。 合流部となる中間管および出口管の付近の断面図。 取付フランジの部品単体を示す斜視図。 ♯１ブランチ管の部品単体を示す斜視図。 ♯３ブランチ管の部品単体を示す斜視図。 ♯５ブランチ管の部品単体を示す斜視図。 排気マニホルドの管路構成を模式的に示した説明図。 合流部における容積部の作用を説明する説明図。

符号の説明

１…排気マニホルド
１１…♯１ブランチ管
１２…中間管
１３…出口管
１５…♯３ブランチ管
１６…♯５ブランチ管
１７…取付フランジ
３１…第１容積部
３２…第２容積部

Claims (11)

1. 直列に配置された少なくとも３つの気筒の排気系を、下流側端部において１本の流路に集合させる内燃機関の排気マニホルドにおいて、
   最前端に位置する気筒から内燃機関の気筒列方向に沿って後方へ延び、上記下流側端部に至る第１の排気通路と、
   残りの気筒からそれぞれ延び、かつそれぞれの端部が、上記第１の排気通路の軸方向の異なる点において、順次、上記第１の排気通路に合流する複数の第２の排気通路と、
   を備え、
   上記第２の排気通路は、機関の前方から見たときに、各気筒から、上記第１の排気通路の外周に巻き付くように延び、周方向においてシリンダヘッド側とは反対側の方向から該第１の排気通路に合流し、
   上記第１の排気通路が、上流側のブランチ管と、該ブランチ管の下流側に順次継ぎ合わされる少なくとも一つの中間管と、上記下流側端部を含む出口管と、に分割して構成されており、
   上記第２の排気通路をそれぞれ構成するブランチ管の端部が、上記の中間管もしくは出口管の入口部に、上記第１の排気通路のブランチ管の端部もしくは上記中間管の端部とともに、挿入固定されていることを特徴とする内燃機関の排気マニホルド。
2. 上記中間管の入口部に挿入された一対のブランチ管の端部が、互いに平行に並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気マニホルド。
3. 同じ入口部に挿入された中間管の端部とブランチ管の端部とが、互いに平行に並んで配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気マニホルド。
4. 上記中間管の入口部に挿入された一対のブランチ管の端部は、それぞれＤ字形断面形状を有し、上記入口部は、両者を合わせた長円状の断面形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気マニホルド。
5. 同じ入口部に挿入された中間管の端部およびブランチ管の端部は、それぞれＤ字形断面形状を有し、上記入口部は、両者を合わせた長円状の断面形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気マニホルド。
6. 長円状をなす上記入口部の中間部に、該入口部を”θ”状に区画する仕切板が固定されており、２つに区画されたＤ字形の開口部に、ブランチ管もしくは中間管の端部が挿入固定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関の排気マニホルド。
7. 上記入口部の周縁に、ブランチ管もしくは中間管の端部に嵌合するように、口径を拡大した嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気マニホルド。
8. 上記第２の排気通路となるブランチ管は、各気筒から機関前方へ向かうように延び、かつ後方へＵターンして第１の排気通路に合流することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の排気マニホルド。
9. 上記第２の排気通路となるブランチ管は、取付フランジから機関前方へ向かって斜めに突出していることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気マニホルド。
10. 上記第１の排気通路のブランチ管は、取付フランジから機関後方へ向かって斜めに突出していることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気マニホルド。
11. 上記中間管および出口管の内部の空間によって、合流部に容積部が構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の排気マニホルド。

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