JP2005504221A - エンジン用の排気ユニット - Google Patents

Abstract

エンジンの１つのラインの排気ポートに接合させるようにした複数のパイプ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）にはそれぞれ１つのパイプを収容するパイプと同じ数のパイプ支持端部（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）を備えたマニホルド（１６）が接合されている。前記パイプ支持端部は排気装置の端子部分に接合可能である導管（２２）を延伸しているボックス（２０）に連通され、そしてパイプ支持端部の各々はその接合端を末広がり状（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）にされ、この末広がり接合端部に対してそれぞれのパイプを取り囲んでいる環状ガスケット（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）を弾性手段（２８，３０，３２，３４，３６）によって当接するように押圧させてある。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高性能自動車のエンジン用の排気ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日使用されているような内燃機関における排気ユニットはエンジンの排気ポートに接合させることができる１組のパイプを備え、該１組のパイプをそれぞれ触媒またはスポーツカーにおいては直接消音器に連通する単一の導管に集中するように接続させている。
【０００３】
スポーツカーおよびレーシングカーに使用されるような、とくに高性能エンジンにおいて、ガス流の動力および抵抗がエンジンの性能にかなり影響を及ぼすので、これらの要因に対して排気システムを適切に構成することが重要である。
【０００４】
これに関連して異なるシリンダからの排気ガスが実質上等しい長さの通路を辿り、そしてガス流に対する局部的な抵抗を回避するために、パイプが滑らかな角度で端末排気管に嵌合することが適切であると認められた。一般に、その目的は異なるシリンダから到来するガスが互いに交差しかつ妨害するのを回避しながらガスの合流を端末導管中で促進させることにある。
【０００５】
上記の規準によるエンジンの性能を最適化するように構成された排気システムは一般的に非常に嵩張り、そして特に標準の排気のために通常構成されているそれらのモノリシック構造（一体化構造）に鑑みて、自動車内に一体化することは困難である。その結果として、それらの装置はエンジンを分解することを伴い、エンジンの分解は困難かつ時間が掛かる作業である。
【０００６】
更に、同じモデルに属するとしても異なるフレーム間で回避できない小さな寸法的な変化と製造および組み立てにおける許容誤差のため、その排気システムは組み立てにおける或る程度の適合性を有することを必要とする。
【０００７】
この要求は一方において合成材料を使用させることができない、それらの高い運転温度のため、パイプ内に可撓性の構成部材を挿入するのを困難にし、かつ、他方で、ユニットの中間区域におけるガス漏洩を回避するために、継ぎ手内に完全な密封を維持する要求のため、今まで十分に達成されなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる目的は非常に容易かつ良好に装着させることができ、かつとくにエンジンを取外す必要を省いた高性能自動車に通常要求される特徴を有する熱エンジン用の排気ユニットを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は取り付けられるフレームの製造および組み立て許容誤差に対する高い適合性を有する排気ユニットを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は従来技術の排気ユニットに匹敵する製造コストを有すると共にその製造が容易で、しかも従来技術において知られかつすでに使用中の手順によって製造され得る排気ユニットを提供することにある。
【００１１】
以下に良好に示したように、上記および他の目的および利点は請求項１に列挙した特徴を有する排気ユニットによる本発明によって達成され、従属の請求項は他の好都合な特徴を特定している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるエンジン用の排気ユニットはエンジンの１つのラインの排気ポートに接合させるようにした複数のパイプからなる熱エンジン用の排気ユニットであって、該パイプをそれぞれ１つのパイプを収容するパイプと同じ数のパイプ支持端部を有するマニホルドにともに接合させ、該パイプ支持端部を排気システムの端子部分に接合可能である導管を延伸させているボックスに連通させ、前記パイプ支持端部には末広がり状接合端を備え、該末広がり用接合端に対してそれぞれのパイプを取り囲んでいる環状ガスケットを弾性手段によって当接するように押圧させることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明を添付図面に示した実施例について以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図には４つのシリンダを有するエンジンに接合可能な排気ユニット１０を示し、該排気ユニット１０はエンジンの排気ポートに接合するためのフランジ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを備えた４つのパイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有し、４つのパイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは以下で詳細に説明するマニホルド１６にともに接合されている。
【００１５】
パイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはそれらの長さがほぼ同じ長さでありかつそれらがパイプ１２ｄで最も良く見ることができる屈曲部分を含むように形成されており、パイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはマニホルド１６の近くでエンジンに接続しかつその結果としてガス通路をより長くするために幾つかの屈曲部を必要とする。
【００１６】
マニホルド１６はそれぞれのパイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが挿入されている４つのパイプ支持端部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを備えている。支持端部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは１つの導管２２を延伸しているボックス２０に通じている。導管２２は排気システムの端子部分に接合され得る。好都合には、パイプ支持端部および導管２２の両方はほぼ平行な方向に延伸している。
【００１７】
本発明によれば、パイプ支持端部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはそれらの接合端２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにおいて末広がり状になっている。パイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄをそれぞれ取り囲んでおりかつほぼ截頭球状外面を有している金属ガスケット２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは弾性手段によって末広がり状接合端２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに対して密封状に当接して保持されている。
【００１８】
ガスケット２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６は、変形性を増大させるために、合成繊維および／またはグラファイト繊維を織り合わせた金属メッシュから形成することもできる。
【００１９】
弾性手段はパイプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを受容する４つの孔を有するプレート２８を備え、該プレート２８は４つの螺旋状伸縮ばね３０によってガスケットに対して押し付けられるように付勢されている。これらの伸縮ばね３０はそれらが一端でプレート２８の外周の近くに形成されたスロット３２に引っ掛けられ、他端で隣接するパイプ支持端部に溶接されかつフック収容溝を有する４つのブリッジ３４に引っ掛けられるようにそれらの端部にフック３６を備えている。
【００２０】
ガスケット２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの截頭球面形状はパイプ１２ａ，１２ｂ，２ｃ，１２ｄとパイプ支持端部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが多少誤配列されたとしても接合部における密封を維持する作用をなす。
【００２１】
８−シリンダエンジンに適する４つのパイプの実施例を説明したけれども、本発明は異なる数のシリンダ、一般的に、６，１０または１２シリンダを有するエンジンにも明らかに適用させることができ、すなわち本発明の概念に基づいて、当該技術に熟練した者に自明である変形を行なうことが可能である。
【００２２】
同様に、ガスケットはパイプとパイプ支持端部が僅かに誤配列されるとしても接合部における密封を維持するのを助けるような、好ましくは截頭球状外面を有するけれども、ガスケットは截頭円錐形のごとき、適切な形状にすることができる他の形状を有することもできる。
【００２３】
ガスケットに対して当接するようにプレートを押し付けるために使用する螺旋ばねはその数を増減させて適宜な位置に配置させることもできる。
【００２４】
更に、ガスケットは一対の対向リングの手段によって、即ち一方のリングをガスケットの底部に作用させ、他方のリングを末広がり接合端を超えてパイプ支持端部に配置させ、それらのリングを弾性ひも材等のごとき弾性手段によってともに引っ張ることにより、パイプ支持端部の末広がり接合端に対して押圧させることもできる。
【００２５】
本発明による排気ユニットはエンジンの性能を最適化する流体機構作用を有する。１つの導管のみを延伸させているボックスにともに接合させた４つのパイプ支持端部を有するマニホルドは排気流体の鋭い方向変化を回避し、それによって流動抵抗を減少する。
【００２６】
更に、同一のマニホルドを使用することにより、パイプの長さおよび形状はエンジン性能に影響を及ぼすと共に自動車の車両の内部妨害に影響を及ぼす幾つかの要因に基づいて最適化させることができる。
【００２７】
しかしながら、これらの利点は本発明による截頭球状ガスケットを備えた密封機構を使用することによって、パイプをエンジンに接合させかつその後マニホルドを介して排気システムの端子部分に接合させるのみであるため、取り付けの容易さに影響を及ぼさず、それによって組み立て工程をかなり簡単化しかつ排気ユニットを取り付けるためのエンジンの取り外しを回避する。
【００２８】
本発明の排気ユニットはパイプをパイプ支持端部に挿入する深さを変化することによって、パイプとマニホルドとの接続が長手方向に調整可能であることを考慮する場合、車両フレームの製造および組み立て許容誤差に順応させることができる高度の適合性を有しており、かつまた、僅かな誤配列はガスケットの截頭球面形状によって吸収される。
【００２９】
上述した排気ユニットのさらに他の利点はその製造が容易でかつ産業上すでに使用してない設備および方法を要求しないので、公知の排気ユニットと比較してそのコストが低廉である。
【００３０】
実際には、使用される材料およびそれらの大きさは状況に依存して随意に選択させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による排気ユニットの斜視図である。
【図２】排気ユニットの一部を拡大して示した側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う排気ユニットの断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う排気ユニットの断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う排気ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 排気ユニット
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ パイプ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ フランジ
１６ マニホルド
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ パイプ支持端部
２０ ボックス
２２ 導管
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 末広がり接合端
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ ガスケット
２８ プレート
３０ 螺旋状伸縮ばね
３４ ブリッジ
３６ フック

Claims (8)

1. エンジンの１つのラインの排気ポートに接合させるようにした複数のパイプ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）からなる熱エンジン用の排気ユニットであって、該パイプをそれぞれ１つのパイプを収容するパイプと同じ数のパイプ支持端部（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）を有するマニホルド（１６）にともに接合させ、該パイプ支持端部を排気システムの端子部分に接合可能である導管（２２）を延伸させているボックス（２０）に連通させ、前記パイプ支持端部には末広がり状接合端（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）を備え、該末広がり用接合端に対してそれぞれのパイプを取り囲んでいる環状ガスケット（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）を弾性手段（２８，３０，３２，３４，３６）によって当接するように押圧させることを特徴とする熱エンジン用の排気ユニット。
2. 複数のパイプ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）がそれぞれほぼ同じ長さを有することを特徴とする請求項１に記載の排気ユニット。
3. 弾性手段（２８，３０，３２，３４，３６）にはパイプを収容するための孔を有するプレート（２８）を備え、該プレート（２８）を少なくとも１つの螺旋状伸縮ばね（３０）によって環状ガスケットに対して付勢させ、該螺旋状伸縮ばねをその一端でプレートに係止させかつ反対端でマニホルド（１６）に係止させたことを特徴とする請求項１または２に記載の排気ユニット。
4. マニホルド（１６）には少なくとも１つの螺旋状伸縮ばね（３０）を引っ掛けるために２つの隣接するパイプ支持端部（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）にわたって溶接された少なくとも１つのブリッジ（３４）を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排気ユニット。
5. 環状ガスケット（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）にはほぼ截頭球状外面を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の排気ユニット。
6. パイプ支持端部（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）と導管（２２）とをほぼ平行な方向に延伸させたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の排気ユニット。
7. パイプ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の少なくとも１つにはパイプの長さを増大するための屈曲部分を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の排気ユニット。
8. プレート（２８）を透孔により軽量にさせたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の排気ユニット。

Images