JP3657939B2 - エンジンの排気管構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンの複数の排気口にそれぞれ連結された複数の排気パイプを単一のマフラに接続可能に集合させるエンジンの排気管構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常、エンジンは、気筒数と同数の排気パイプを有し、これら排気パイプは集合されて単一の大径の集合パイプに接続される。例えば、4気筒エンジンを搭載した自動二輪車では、4本の排気パイプの各々の後端を単一のマニホールドの入口開口部に挿入して接続した排気管構造が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
実開平1−91027号公報(第7〜9頁、図5〜図7)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記排気管構造は、4本のチューブを寄せ集めたもので、各チューブの出口開口部の一側を切欠して、円を4等分した扇形に形成し、これら4つの扇形の出口開口部を円形状の配置に集合させて、隣接する各2つのチューブ合わせ部分をそれぞれ溶接して4本のチューブを一体化している。したがって、この排気管構造では、4本のチューブを要するので部品点数が多くなるとともに、溶接箇所も、4本の排気パイプの後端とマニホールドの4本のチューブの入口とを溶接する4カ所と、前記寄せ集めた出口部の3カ所と、マニホールドの後端部を単一の集合パイプに溶接する1カ所の、合計8カ所と多くなり、コスト高となる。
【0005】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、部品点数および接合箇所が少ないエンジンの排気管構造を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの排気管構造は、1対の排気パイプの後端部に接合された第1のマニホールドと、他の1対の排気パイプの後端部に接合された第2のマニホールドと、前記第1および第2のマニホールドの後端部に接合された第3のマニホールドとを備え、前記第1および第2のマニホールドは、前記排気パイプの後端部が挿入される1対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、前記第3のマニホールドは前記第1および第2のマニホールドが挿入される1対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、前記第1ないし第3のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であり、さらに、第1ないし第3のマニホールドの少なくとも一つに、前記マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る1対の区画通路を形成する仕切り板を備え、前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で1対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにS字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されている。
【0007】
このエンジンの排気管構造によれば、1対の排気パイプの後端部にそれぞれ連結される第1および第2のマニホールドが、単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品であるから、部品点数および接合箇所が共に低減し、その分だけコストダウンを図ることができる。また、第1および第2のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であることから、内部通路の断面積が入口開口から出口開口にかけて緩やかに変化させることで、そのパイプ長を短くしても排気ガスを円滑に流動させることができる。これにより、第1および第2のマニホールドのパイプ長を短くして全体の小形化を図れるので、車体に搭載する際の制約が軽減されて設置箇所の自由度が大きくなる。
さらに、第1ないし第3のマニホールドの少なくとも一つに、マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る1対の区画通路を形成する仕切り板を備えているから、エンジンの各気筒の排気タイミングが異なることに起因する排気ガスの逆流を仕切り板で防止して、排気ガスを円滑に流動させることができるから、マニホールドのパイプ長を短くしながらも、エンジンの出力向上を図ることができる。
また、前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で1対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにS字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されているから、1枚の仕切り板によって、マニホールドの内部に、同一の通路面積を持つ1対の区画通路を容易に形成できる。また、仕切り板はマニホールドを補強する機能をも兼備する。
【0008】
本発明の好ましい実施形態では、前記第1および第2のマニホールドが左右に並んで配置され、それぞれの1対の前記入口開口が上下方向に並んでいる。この構成によれば、第1および第2のマニホールド間の隙間が側方から見えないので、特に排気管構造が露呈形態で搭載される自動二輪車のような車両の外観が向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1(a),(b)は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の排気管構造を示す平面図および側面図である。この排気管構造は、図1(a)に示す左側の1対の排気パイプ1A,1Bの後端部(図の右端部)に連結された第1のマニホールド2と、右側の他の1対の排気パイプ1C,1Dの後端部に連結された第2のマニホールド3と、第1および第2のマニホールド2,3の後端部に連結された第3のマニホールド4とを備えている。各排気パイプ1A〜1Dの前端部は、図示しない車体フレームに支持された図1(b)のエンジンEの各排気口に連結されて、エンジンEからの排気ガスGを導出させる。また、第3のマニホールド4の後端は、集合連結パイプ7を介して、図示しないマフラーに連結されている。
【0012】
図2に示すように、第1および第2のマニホールド2,3はそれぞれ、排気パイプ1A〜1Dの後端部が嵌入される径を有する1対の入口開口2a,3aを持つ前端部2c,3cと、単一の円形の出口開口2b,3bを持つ後端部2d,3dとを有する同一形状に形成されている。これら第1および第2のマニホールド1,3は、円形の単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品である。
【0013】
1対の入口開口2a,3aは、ひょうたん形、つまり排気ガスGの流れの上流側から見て、排気パイプ1A〜1Dが嵌入する内径を有する円の一部が欠落し、この欠落部20,30で互いに連通した形状になっている。欠落部20,30である2つの円弧が重なった部分の外側は、凹部2e,3eとなっている。出口開口2b,3bは、上述のように、円形である。したがって、各マニホールド2,3は、前端(上流端)から後端(下流端)に向かって通路面積が徐々に小さくなるようにすぼまっている。
【0014】
前記第3のマニホールド4は、第1および第2のマニホールド2,3と同様な形状を有し、これら両マニホールド2,3が内側に嵌入される1対の入口開口4aを持つ前端部4cと、単一の出口開口4bを持つ後端部4dとを有している。1対の入口開口4a,4aは、やはりひょうたん形で、第1および第2のマニホールド2,3の後端部2d,3dが嵌入する内径を有する円の一部が欠落し、この欠落部で互いに連通した形状になっており、外側に凹部4eが形成されている。出口開口4bは、集合パイプ7が内側に嵌入する径を有する円形である。また、第3のマニホールド4は、やはり、前端(上流端)から後端(下流端)に向かって通路面積が徐々に小さくなるようにすぼまっている。
【0015】
各排気パイプ1A〜1Dの後端部は、第1および第2のマニホールド2,3の各1対の入口開口2a,3aから前端部2c,3c内に嵌め込まれて、入口開口2a,3aの開口縁と排気パイプ1A〜1Dの外周面との間が、平面断面図である図4に示すように、ビード溶接され、その溶接部8(図4)で第1および第2のマニホールド2,3に連結されている。第1および第2のマニホールド2,3の後端部2d,3dは、第3のマニホールド4の1対の入口開口4aから前端部4c内に嵌め込まれて、入口開口4の開口縁と各マニホールド2,3の後端部2d,3dの各外周面との間がビード溶接され、その溶接部9で第3のマニホールド4に連結されている。第3のマニホールド4の後端部4cは、同様にビード溶接部10で集合パイプ7に連結されている。
【0016】
図5に明示するように、この排気管構造では、第1および第2のマホールド2,3が左右に並んで配置され、それぞれの1対の入口開口2a,3aが上下方向に並んでいるので、第1および第2マニホールド2,3間の隙間22が側方から見えない。そのため、特に、排気管構造が外部露呈される自動二輪車に搭載する場合には、車両の外観が向上する。
【0017】
また、第1および第2のマニホールド2,3の内部には、仕切り板11が設けられている。この仕切り板11は両マニホールド2,3内をそれぞれ1対の区画通路12A,12B、13A,13Bに区画する直線状の区画部11aと、この区画部11aの両端からそれぞれ反対方向に向かって両マニホールド2,3の内面に沿うように湾曲して延びる両端11b,11cとを有するS字形状を有している。また、この仕切り板11は、図4に示すように、入口開口2a,3aの下端側近傍から出口開口2b,3bの上流側近傍まで延びている。
【0018】
前記1対の仕切り板11は、図5に示す中央の区画部11aが、第1および第2のマニホールド2,3の各1対の入口開口2a,3aの間の欠落部20,30における、前端部分を除いた大部分を埋めるように配置されて、両端11b,11cが各々の、マニホールド2,3における一方の区画通路12A,13Aと他方の区画通路12B,13Bを形成する内面に接合されている。仕切り板11の前縁を入口開口2a,3aの前縁に合致させて、この仕切り板11により欠落部20,30の全体を埋めるようにしてもよい。
【0019】
各仕切り板11は図3に示す前端縁の溶接部24で、マニホールド2,3に溶接されている。これにより、各仕切り板11は、第1および第2のマニホールド2,3の内部通路を1対の入口開口2a,3aに対向して区画部11aで2つに仕切って、これら入口開口2a,3aから単一の出口開口2b,3bに至る各1対の区画通路12A,12B、13A,13Bを形成する。第1のマニホールド2の2つの区画通路12A,12Bは互いに同一の通路面積を有し、排気パイプ1A,1Bの出口開口に対向しており、第2のマニホールド3の2つの区画通路13A,13Bも互いに同一の通路面積を有し、排気パイプ1C,1Dの出口開口に対向している。
【0020】
また、図4に示すように、仕切り板11には、その区画部11aの後端部に半円形状の切欠き11dが形成されている。これにより、仕切り板11は、2つの区画通路12,13を流動してきた排気ガスの合流箇所である後端部分に排気ガスの大きな振動圧力および熱負荷が作用するのを抑制できる。
【0021】
上記構成の排気管構造では、一体成形品の第1および第2のマニホールド2,3にそれぞれ1対の排気パイプ1A〜1Dを連結し、これらマニホールド2,3を一体成形品の第3のマニホールド4に連結するので、従来の4本のパイプを結合したマニホールドと比較して、部品点数が4点から3点に減り、溶接箇所も、従来の8カ所から、2つの溶接部8,8、1つの溶接部9および1つの溶接部10の、合計4カ所に減る。したがって、この排気管構造では、部品点数および工数の低減に伴ってコストダウンを図ることができる。
【0022】
また、第1ないし第3のマニホールド2〜4は、単一のパイプ素材のプレス加工品であることから、図3(側面図)および図4から明らかなように、内部通路の断面積の変化を比較的少なくすることで、そのパイプ長を短くしても排気ガスGを円滑に流動させることができるので、全体形状が小形化されて、車体に搭載する際の制約が軽減され、設置箇所の自由度が大きくなる。
【0023】
さらに、仕切り板11は、エンジンE(図1(b))の各気筒の排気タイミングが異なることに起因する排気ガスの逆流を防止し、また、仕切り板11によって形成された1対の区画通路12A,12B、13A,13Bは、排気ガスの流動方向上流側の排気パイプ1A〜1Dの出口開口に相対向して接続する配置で設けられるので、排気ガスを円滑に流動させることができる。また、仕切り板11は、第1および第2のマニホールド2,3を補強する機能も持つ。
【0024】
なお、第3のマニホールド4にも、仕切り板を設けて、第1および第2のマニホールド2,3と同様な構造としてもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、本発明のエンジンの排気管構造によれば、第1ないし第3のマニホールドのそれぞれが、単一のパイプ素材をプレス加工した一体成形品であるから、部品点数および溶接箇所を共に低減させることができ、これによるコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明の一実施形態に係る排気管構造を示す平面図および側面図である。
【図2】同上の排気管構造を示す斜視図である。
【図3】上半部を切断して示す要部の側面図である。
【図4】図3のIV −IV 線に沿った水平断面図である。
【図5】図3のP方向から見た正面図である。
【符号の説明】
1A〜1D…排気パイプ
2…第1のマニホールド
2a,2b…入口開口、出口開口
2c,2d…前端部、後端部
3…第2のマニホールド
3a,3b…入口開口、出口開口
3c,3d…前端部、後端部
4…第3のマニホールド
4a…入口開口、出口開口
4c,4d…前端部、後端部
11…仕切り板
12A,12B、13A,13B…区画通路
Claims (2)
- 1対の排気パイプの後端部に接合された第1のマニホールドと、他の1対の排気パイプの後端部に接合された第2のマニホールドと、前記第1および第2のマニホールドの後端部に接合された第3のマニホールドとを備え、
前記第1および第2のマニホールドは、前記排気パイプの後端部が挿入される1対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、
前記第3のマニホールドは前記第1および第2のマニホールドが挿入される1対の入口開口を持つ前端部と単一の出口開口を持つ後端部とを有し、
前記第1ないし第3のマニホールドは、単一のパイプ素材のプレス加工品であり、
さらに、第1ないし第3のマニホールドの少なくとも一つに、前記マニホールド内の通路を仕切って、前記各入口開口から単一の前記出口開口に至る1対の区画通路を形成する仕切り板を備え、
前記仕切り板が設けられた前記マニホールドの各入口開口は、排気ガスの流れの上流側から見て円弧の一部分が欠落し、この欠落部で1対の入口開口が連通した形状を有し、この欠落部の少なくとも一部を埋めるようにS字形の仕切り板が配置され、その両端部が、前記マニホールドにおける一方と他方の区画通路を形成する内面にそれぞれ接合されているエンジンの排気管構造。 - 請求項1において、前記第1および第2のマニホールドは左右に並んで配置され、それぞれの1対の前記入口開口は上下方向に並んでいるエンジンの排気管構造。
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