JP4884847B2 - 排気管の接続構造 - Google Patents

Description

この発明は、４本の一次排気管を一つの二次排気管に接続するための排気管の接続構造に関する。

一般に、４気筒エンジンには、４つの排気口があり、各排気口には４本の一次排気管の上流側端部がそれぞれ接続されている。この４本の排気管の下流側端部は、触媒コンバータや消音器が設けられた１本の二次排気管に接続されている。

従来、４本の一次排気管を一つの二次排気管に接続する場合には、下記特許文献１に記載されているように、二つの上流側接続管と一つの下流側接続管が用いられている。各接続管は、三叉状をなしており、二つの上流側接続管の上流側の二つの分岐管部には、２本の一次排気管がそれぞれ接続される。これによって、４本の排気管が二つの接続管にまとめられる。次に、二つの上流側接続管の下流側の各分岐管部が二次排気管の上流側端部にまとめて接続される。これによって、４本の一次排気管が三つの接続管を介して１本の二次排気管に接続される。

特開２０００−３１４３２２号公報

上記の従来の排気管の接続構造においては、三つの接続管を必要とするため、接続に要する費用及び手間が嵩むという問題があった。また、排気ガスの流れ方向に上流側接続管と下流側接続管とが直列に並ぶため、一次排気管と二次排気管との間の距離が長くなり、排気管のレイアウトの点で不利になるという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するために、上流側端部が４気筒エンジンの排気口にそれぞれ接続された４本の一次排気管の下流側端部を１本の二次排気管の上流側端部に接続するための排気管の接続構造において、上流側端部が断面長円状に形成され、下流側端部に平坦な当接部が形成された二つの接続管が用いられ、上記４本の一次排気管の下流側端部が断面「Ｄ」字状に形成され、２本の一次排気管の下流側端部が断面長円状になるように互いに突き合わされるとともに、上記二つの接続管のうちの一方の接続管の上流側端部の内周に挿入固定され、他の２本の一次排気管の下流側端部が断面長円状になるように互いに突き合わされるとともに、他方の接続管の上流側端部に挿入固定され、上記二つの接続管の上記当接部どうしが互いに突き合わされた状態で、上記二つの接続管の下流側端部が上記二次排気管の上流側端部の内周に挿入固定されていることを特徴としている。
この場合、上記接続管の当接部がその上流側端部の短軸方向と直交するように形成され、上記二つの接続管の上記当接部どうしが互いに突き合わされたとき、上記二つの接続管の上流側端部がその短軸方向へ互いに離間するように、上記接続管の当接部が上記接続管の上流側端部に対してその短軸方向へ離間して配置されていることが望ましい。
上記接続管を当接部に沿って上記下流側端部から見たとき、上記下流側端部内に上記上流側端部が入り込むよう、上記接続管の下流側端部が上流側端部より大きく形成されていることが望ましい。
上記接続管の上流側端部と上記下流側端部とが、下流側へ向かうにしたがって漸次大きくなる拡大部によって連結されており、上記上流側端部、上記拡大部及び上記下流側端部が一体に形成されていることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、４本の一次排気管を二つの接続管を介して１本の二次排気管に接続しており、接続管の数を減らすことができる。したがって、接続に要する費用及び手間を低減することができる。また、二つの接続管は、並列に並ぶだけであり、直列に並ぶことがない。したがって、一次排気管と二次排気管との間の距離を短くすることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明が適用された４気筒エンジン（図示せず）の排気システムを示す。この排気システムにおいては、エンジンの気筒数に対応して４本の一次排気管１，２，３，４が用いられている。一次排気管１〜４の上流側端部１ａ，２ａ，３ａ，４ａは、４気筒エンジンの４つの排気口にそれぞれ接続されている。一次排気管１〜４の下流側端部１ｂ〜４ｂは、互いに同一形状、同一寸法を有している。一次排気管１，２の下流側端部１ｂ，２ｂは、接続管５Ａを介して二次排気管６の上流側端部６ａに接続され、一次排気管３，４の下流側端部３ｂ，４ｂは、接続管５Ｂを介して二次排気管６の上流側端部６ａに接続されている。

図６に示すように、接続管５Ａは、断面円形の管体を所定の形状にプレス成形してなるものであり、互いに一体に形成された上流側端部５１、下流側端部５２及びこれらの間の拡大部５３を有している。上流側端部５１は、互いに平行な平板部５１ａ，５１ｂ、及び平板部５１ａ，５１ｂの一端部間と他端部間とにそれぞれ形成された半円状の円弧部５１ｃ，５１ｄにより、断面長円状に形成されている。

下流側端部５２は、互いに平行な幅広平板部（当接部）５２ａ及び幅狭平板部５２ｂと、それらの一端部間と他端部間にそれぞれ形成された傾斜板部５２ｃ，５２ｄとにより、断面略台形状に形成されている。下流側端部５２は、上流側端部５１と平行に延びている。したがって、幅広平板部５２ａ及び幅狭平板部５２ｂは、上流側端部５１の平板部５１ａ，５１ｂと平行になっており、下流側端部５１の短軸と直交している。また、下流側端部５２は、上流側端部５１より大きい外部形状を有している。しかも、下流側端部５２は、接続管５Ａを幅広平板部５２ａに沿って上流側から見たとき、上流側端部５１が下流側端部５２内に入り込むように配置されている。この結果、幅広平板部５２ａが上流側端部５１に対しその短軸方向に離間させられている。

拡大部５３は、上流側端部５１と下流側端部５２とを連結するものであり、下流側端部５２が上流側端部５１より大きく形成されているので、下流側に向かって漸次大きくなっている。

接続管５Ｂは、使用に際して接続管５Ａと図３の上下逆向きに配置される点を除き、接続管５Ａと同一に構成されている。そこで、接続管５Ｂについて接続管５Ａと同一部分に同一符号を付してその説明は省略する。

上記構成の接続管５Ａ，５Ｂを用いて一次排気管１〜４を二次排気管６に接続する場合には、図２及び図３に示すように、一次排気管１〜４の下流側端部１ｂ〜４ｂの外部形状が、接続管５Ａ，５Ｂを短軸上において２分したときの接続管５Ａ，５Ｂの内部形状とほぼ同一になるように、断面「Ｄ」字状に予め成形される。したがって、下流側端部１ｂ，２ｂ；３ｂ，４ｂの平板状をなす突き合わせ板部１ｃ，２ｃ；３ｃ，４ｃが互いに突き合わされると、下流側端部１ｂ，２ｂ；３ｂ，４ｂの外部形状が断面長円状なり、接続管５Ａ，５Ｂの上流側端部５１の内部形状とほぼ同一形状になる。

また、図３に示すように、二次接続管６の上流側端部６ａは、その内部の断面形状が接続管５Ａ，５Ｂの幅広平板部５２ａ，５２ａどうしを互いに突き合わせた状態での下流側端部５２，５２全体の外部の断面形状とほぼ同一形状になるように予め形成される。

一次排気管１，２の下流側端部１ｂ，２ｂは、その平板状をなす突き合せ板部１ｃ，２ｃが互いに突き合わされる。そして、突き合せ板部１ｃ，２ｃの両端部（図２において上下の両端部）が溶接される。これによって、下流側端部１ｂ，２ｂが一体的に固定される。しかも、突き合わせ板部１ｃ，２ｃの上下両端部間には、略三角形状の隙間Ｓ１が形成されるが、この隙間Ｓ１は溶接時のビード（図示せず）によって埋められる。この結果、溶接後の下流側端部１ｂ，２ｂの外部の断面形状は、接続管５Ａの上流側端部５１内部の断面形状とほぼ同一になる。一次排気管３，４の下流側端部３ｂ、４ｂも同様にして溶接固定される。

溶接固定された一次排気管１，２の下流側端部１ｂ，２ｂは、接続管５Ａの上流側端部５１に嵌合される。その後、上流側端部５１の端面と下流側端部１ｂ，２ｂ及びビードとが上流側端部５１の全周にわたって溶接される。これにより、一次排気管１，２の下流側端部１ｂ，２ｂが接続管５Ａの上流側端部５１に気密に固定される。同様にして一次排気管３，４の下流側端部３ｂ，４ｂが接続管５Ｂの上流側端部５１に気密に固定される。

接続管５Ａ，５Ｂは、幅広平板部５２ａ，５２ａが互いに突き合わされる。その後、幅広平板部５２ａ，５２ａの両端部（図３において左右の両端部）が溶接される。これによって、接続管５Ａ，５Ｂの下流側端部５２，５２が互いに固定される。幅広平板部５２ａ，５２ａを突き合わせたとき、上流側端部５１，５１がその短軸方向に互いに離間しているので、幅広平板部５２ａ，５２ａは、上流側端部５１，５１が邪魔になることなく、互いに突き合わせることができるとともに、容易に溶接することができる。幅広平板部５２ａ，５２ａを突き合わせたときには、その上下両端部間に略三角形状の隙間Ｓ２が形成されるが、この隙間Ｓ２は溶接時のビード（図示せず）によって埋められる。その結果、互いに固定された上流側端部５２，５２全体が、二次排気管６の上流側端部６ａの内部の断面形状とほぼ同一形状になる。

接続管５Ａ，５Ｂは、一次排気管１，２；３，４を固定する前に予め固定しておいてもよい。そのようにする場合においても、各接続管５Ａ，５Ｂの上流側端部５１，５１に一次排気管１，２；３，４の下流側端部１ｂ，２ｂ；３ｂ，４ｂをそれぞれ溶接固定するときには、接続管５Ａ，５Ｂの上流側端部５１，５１が互いに離間しているので、下流側端部１ｂ，２ｂ；３ｂ，４ｂを上流側端部５１，５１に容易に嵌合することができるとともに、容易に溶接固定することができる。

溶接固定された接続管５Ａ，５Ｂの下流側端部５２，５２は、二次排気管６の上流側端部６ａに嵌合される。その後、二次排気管６の上流側端部６ａの端面と接続管５Ａ，５Ｂの下流側端部５２，５２の外周面及びビードとが上流側端部６ａの全周にわたって溶接される。これにより、接続管５Ａ，５Ｂの下流側端部５２，５２が二次排気管６の上流側端部６ａに気密に固定される。

上記のようにして一次排気管１〜４と二次排気管６とを接続した場合には、接続管として二つの接続管５Ａ，５Ｂが用いられているだけであり、三つの接続管を必要としない。したがって、接続に要する費用及び手間を低減することができる。また、二つの接続管５Ａ，５Ｂは、並列に並ぶだけであり、直列に並ぶことがない。したがって、一次排気管１〜４と二次排気管６との間の距離を短くすることができる。

なお、４本の一次排気管と二次排気管との間の距離を短くするために、４本の一次排気管の下流側端部を一つの接続管の上流側端部に同時に嵌合固定し、接続管の下流側端部を二次排気管の上流側端部に嵌合固定するという接続構造が例えば特開２００３−８３０６２号公報に記載されている。しかし、このような接続構造では、４本の一次排気管の下流側端部を一つに束ねなければならないため、一次排気管と接続管との接続部が強度不足に陥るおそれがあった。この点、この発明の接続構造では、４本の一次排気管１，２，３，４を２本ずつ接続管５Ａ，５Ｂにそれぞれ接続しているので、一次排気管１，２；３，４と接続管５Ａ，５Ｂとを十分な強度で接続することができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、接続管５Ａ，５Ｂの下流側端部５２，５２を断面台形状にしているが、断面「Ｄ」字状、又は半円状にしてもよい。

この発明が採用された排気システムを示す斜視図である。 図２のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。 図１のＹ−Ｙ線に沿う拡大断面図である。 図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図３のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 この発明を実施する際に用いられる接続管の一例を示す図であって、図６（Ａ）はその斜視図、図６（Ｂ）は、その正面図、図６（Ｃ）はその側面図、図６（Ｄ）はその平面図である。

符号の説明

１，２，３，４ 一次排気管
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ 上流側端部
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ 下流側端部
５Ａ，５Ｂ 接続管
６ 二次排気管
６ａ 上流側端部
５１ 上流側端部
５２ 下流側端部
５２ａ 幅広平板部（当接部）
５３ 拡大部

Claims (4)

1. 上流側端部が４気筒エンジンの排気口にそれぞれ接続された４本の一次排気管の下流側端部を１本の二次排気管の上流側端部に接続するための排気管の接続構造において、
   上流側端部が断面長円状に形成され、下流側端部に平坦な当接部が形成された二つの接続管が用いられ、上記４本の一次排気管の下流側端部が断面「Ｄ」字状に形成され、２本の一次排気管の下流側端部が断面長円状になるように互いに突き合わされるとともに、上記二つの接続管のうちの一方の接続管の上流側端部の内周に挿入固定され、他の２本の一次排気管の下流側端部が断面長円状になるように互いに突き合わされるとともに、他方の接続管の上流側端部に挿入固定され、上記二つの接続管の上記当接部どうしが互いに突き合わされた状態で、上記二つの接続管の下流側端部が上記二次排気管の上流側端部の内周に挿入固定されていることを特徴とする排気管の接続構造。
2. 上記接続管の当接部がその上流側端部の短軸方向と直交するように形成され、上記二つの接続管の上記当接部どうしが互いに突き合わされたとき、上記二つの接続管の上流側端部がその短軸方向へ互いに離間するように、上記接続管の当接部が上記接続管の上流側端部に対してその短軸方向へ離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気管の接続構造。
3. 上記接続管を当接部に沿って上記下流側端部から見たとき、上記下流側端部内に上記上流側端部が入り込むよう、上記接続管の下流側端部が上流側端部より大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の排気管の接続構造。
4. 上記接続管の上流側端部と上記下流側端部とが、下流側へ向かうにしたがって漸次大きくなる拡大部によって連結されており、上記上流側端部、上記拡大部及び上記下流側端部が一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の排気管の接続構造。

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