JP2008309056A

JP2008309056A - エキゾーストマニホールド

Info

Publication number: JP2008309056A
Application number: JP2007157179A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Uchida; 一也内田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】排気抵抗を低減できると同時に、騒音の発生を抑え、しかもセンサの感度を保つことができるエキゾーストマニホールドの提供。
【解決手段】複数のブランチ管２〜５の上流側端部がヘッドフランジ１を介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部６の上流側端部６ｃに接続され、集合部６の下流側端部６ｆは触媒コンバータ７に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するための酸素センサ１０が設けられたエキゾーストマニホールドＡ１において、集合部６の上流側端部６ｃから少なくとも酸素センサ１０の設置位置付近までを同一断面とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エキゾーストマニホールドに関し、特に、エキゾーストマニホールドの集合部に排気ガスの状態を検出するためのセンサが設けられたエキゾーストマニホールドに関する。

従来、複数のブランチ管の上流側端部がヘッドフランジを介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部の上流側端部に接続され、集合部の下流側端部は排気浄化装置に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するためのセンサが設けられたエキゾーストマニホールドの技術が公知となっている（特許文献１、２参照）。

また、前述したセンサの感度を良好にするために、通常、集合部のセンサの設置位置付近は縮径されている。
特開２００３−８３０６１号公報特開平１０−２６０３７号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、比較的大径の円形の集合部の上流側端部からセンサの設置位置付近までの縮径された断面変化によって排気抵抗が高くなる上に、ブランチ管から吐出される排気ガスが縮径によって集合部内側へ突出した集合部内壁に衝突するため、騒音を招きやすいという問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、排気抵抗を低減できると同時に、騒音の発生を抑え、しかもセンサの感度を保つことができるエキゾーストマニホールドを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、複数のブランチ管の上流側端部がヘッドフランジを介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部の上流側端部に接続され、前記集合部の下流側端部は排気浄化装置に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するためのセンサが設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、前記集合部の上流側端部から少なくともセンサの設置位置付近までを同一断面としたことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、複数のブランチ管の上流側端部がヘッドフランジを介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部の上流側端部に接続され、前記集合部の下流側端部は排気浄化装置に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するためのセンサが設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、前記集合部の上流側端部から少なくともセンサの設置位置付近までを同一断面としたため、断面変化による排気抵抗を低減できると同時に、集合部内に突出壁面を無くすことにより排気ガスの突出壁面への衝突を無くして騒音の発生を防止できる。
加えて、センサの感度を保つことができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１のエキゾーストマニホールドを示す正面図、図２は同右側面図、図３は本実施例１の集合部の正面図、図４は同背面図、図５は同右側面図、図６は同左側面図、図７は図３のＳ７−Ｓ７線における断面図である。

先ず、全体構成について説明する。
図１、２に示すように、本実施例１のエキゾーストマニホールドＡ１では、ヘッドフランジ１と、４本のブランチ管２〜５と、集合部６と、触媒コンバータ（請求項の排気浄化装置に相当）７と、酸素センサ１０が備えられている。

ブランチ管２〜５は、図外のエンジンのシリンダヘッドに締結される板状のヘッドフランジ１から下方へ略Ｌ字状に曲がる形状に形成されている。
ブランチ管２〜５の各上流側端部は、ヘッドフランジ１のそれぞれ対応する挿入孔（図示せず）に連通接続される一方、各下流側端部は集合部６の上流側端部の面積の１／４断面に加工されて全体の外形が略レーストラック形状となるように重ねられた状態で集合部６の上流側端部６ｃに連通接続されている。

また、集合部６の下流側端部６ｆは拡径されて、触媒担体８を収容した触媒コンバータ７の上流側端部に連通接続されている。

さらに、触媒コンバータ７の下流側端部には、図外の後方側排気管に連通接続するためのフランジ部９が設けられている。

そして、図３〜６に示すように、集合部６は、図外のプレス成形機にて形成された分割体6a,6bを最中状に重ね合わせてその両縁部同士を溶接X1,X2にて接合することにより筒状に形成されている。

詳細には、図７に示すように、本実施例１の集合部６は、上流側端部６ｃから酸素センサ１０の設置位置付近（開口部６ｄ付近）までが略レーストラック形状断面の同一断面に形成され、それよりも下方は円形断面を有して徐々に拡径している。

また、集合部６の略レーストラック形状断面の長軸Ｙ１と並行する両側壁のうちの一方の側壁の中途部には、酸素センサ１０を設けるための開口部６ｄを有して少し窪んだ座部６ｅが形成されている。

また、集合部６の上流側端部６ｃはブランチ管２〜５の下流側端部を挿入可能な大きさの径に開口される一方、下流側端部６ｆは、触媒コンバータ７の上流側端部を挿入可能な大きさの径まで拡径された状態で開口されている。

図１、２に示すように、酸素センサ１０は、集合部６内を通過する排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジンの空燃比をフィードバック制御するのに用いられるものであって、その一端側には、図外の制御装置に電気的に接続される配線１０ａが設けられる他、その中途部には集合部６の開口部６ｄに臨んで設けられた円筒状のボス部１１に当接するホルダ部１０ｂが設けられ、その他端側には集合部６の開口部６ｄに挿入された状態で排気ガスの流れの中心位置に配置されたセンシング部１０ｃが設けられている。

その他、少なくともヘッドフランジ１、ブランチ管２〜５、集合部６、触媒コンバータ７はステンレス等を素材とする金属製で形成されている。

次に、作用を説明する。
このように構成されたエキゾーストマニホールドＡ１は、車両に搭載された際にヘッドフランジ１が図外のエンジンのシリンダヘッドに取り付けられ、排気口に接続される。
そして、触媒コンバータ７のフランジ部９が車体側に固定された後方側排気管に接続される。

ここで、従来の発明にあっては、集合部の上流側端部からセンサの設置位置付近まで縮径される断面変化によって排気抵抗が高くなってしまう。
また、集合部内の縮径部の突出壁に排気ガスが衝突するため、騒音を招きやすいという問題点があった。

これに対し、本実施例１のエキゾーストマニホールドＡ１にあっては、前述したように、上流側端部６ｃから酸素センサ１０の設置位置付近までが略レーストラック形状断面の同一断面に形成されるため、排気抵抗を軽減できる。

なお、酸素センサ１０の座部６ｅは必ずしも窪ませる必要はなく、この窪みによる断面変化は僅かであり、無視できる。

また、排気ガスの流速変化が小さく、排気ガスによる縮径部の壁面への衝突もないため、内部の圧力波の発生が抑えられ、騒音を低減できる。

また、酸素センサ１０は従来と同等の感度を保つことができる。

さらに、酸素センサ１０は、略レーストラック形状断面の長軸Ｙ１と並行する側壁側に設けられているため、短軸Ｙ２と並行する側壁側に設けた場合に比べてセンシング部１０ｃの長さを短くでき、材料費を安価にできる。

加えて、エキゾーストマニホールドＡ１の各ブランチ管２〜５は、ヘッドフランジ１から略Ｌ字状に曲がる形状に形成されている上、その上流側端部がヘッドフランジ１を介してエンジン側に固定され、その下流側端部が集合部６、触媒コンバータ等を介して車体側に固定されているため、エンジンの振動や各ブランチ管２〜５の熱膨張・収縮に起因する応力がエキゾーストマニホールド全体を略Ｌ字状に屈折させるように作用し、この結果、集合部６を座屈させるように作用するが、本実施例１では集合部６の略レーストラック形状断面の長軸Ｙ１方向をブランチ管２〜５の曲がり方向と一致させているため、集合部６の肉厚を増やすことなく必要剛性を確保でき、好適となる。

次に、効果を説明する。
以上説明したように、本実施例１のエキゾーストマニホールドＡ１にあっては、複数のブランチ管２〜５の上流側端部がヘッドフランジ１を介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部６の上流側端部６ｃに接続され、集合部６の下流側端部６ｆは触媒コンバータ７に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するための酸素センサ１０が設けられたエキゾーストマニホールドＡ１において、集合部６の上流側端部６ｃから少なくとも酸素センサ１０の設置位置付近までを同一断面としたため、排気抵抗を低減できると同時に、排気ガスが衝突する縮径部の突出壁が無くなることで衝突による騒音の発生を抑えることができ、しかも酸素センサ１０の感度を保つことができる。

また、同一断面を略レーストラック形状断面とし、略レーストラック形状断面の長軸Ｙ１と並行する側壁側に酸素センサ１０を設けたため、酸素センサ１０のセンシング部１０ｃを短くでき、材料費を削減できる。

また、ブランチ管２〜５をヘッドフランジ１から略Ｌ字状に曲がる形状に形成し、集合部６の略レーストラック形状断面の長軸Ｙ１方向をブランチ管２〜５の曲がり方向と一致させたため、集合部６の肉厚を増やすことなく必要剛性を確保でき、好適となる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、ブランチ管の数は適宜設定できる。
また、センサは酸素センサに限らず、排気ガスの状態を検出するのに用いられるセンサであれば良く、例えば温度センサを適用しても良い。

また、本実施例１では集合部６の同一断面を略レーストラック形状断面としたが、その他の形状断面にすることもできる。ただし、酸素センサ等を考慮すると、その他の形状としては楕円形断面が好ましい。

また、集合部６は分割体6a,6bを最中状に重ね合わせて製造する構造について説明したが、この限りではなく、一本のパイプをプレス加工やスピニング加工等して製造することも可能である。

本発明の実施例１のエキゾーストマニホールドを示す正面図である。本発明の実施例１のエキゾーストマニホールドを示す右側面図である。本実施例１の集合部の正面図である。本実施例１の集合部の背面である。本実施例１の集合部の右側面図である。本実施例１の集合部の左側面図である。図３のＳ７−Ｓ７線における断面図である。

符号の説明

Ａ１エキゾーストマニホールド
１ヘッドフランジ
１ａ挿入孔
２、３、４、５ブランチ管
６集合部
６ａ、６ｂ分割体
６ｃ上流側端部
６ｄ開口部
６ｅ座部
６ｆ下流側端部
７触媒コンバータ
８触媒担体
９フランジ部
１０酸素センサ
１０ａ配線
１０ｂホルダ部
１０ｃセンシング部
１１ボス部

Claims

複数のブランチ管の上流側端部がヘッドフランジを介してエンジンの排気口に接続される一方、下流側端部が集合部の上流側端部に接続され、
前記集合部の下流側端部は排気浄化装置に接続されると共に、中途部に排気ガスの状態を検出するためのセンサが設けられたエキゾーストマニホールドにおいて、
前記集合部の上流側端部から少なくともセンサの設置位置付近までを同一断面としたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
請求項１記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
前記同一断面を略レーストラック形状断面とし、
前記略レーストラック形状断面の長軸と並行する側壁側にセンサを設けたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
請求項２記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
前記各ブランチ管をヘッドフランジから略Ｌ字状に曲がる形状に形成し、
前記略レーストラック形状断面の長軸方向をブランチ管の曲がり方向と一致させたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。