JP4918392B2 - 多気筒エンジンの排気集合部 - Google Patents

Description

本発明は、多気筒エンジンの排気集合部の構造に関する。

多気筒エンジンでは、各気筒の排気ポートから排気管が延ばされるが、これらの排気管は適宜まとめられる。このまとめに供する部材が、排気集合部である。この排気集合部からは、主排気管（普通は１本〜２本）が車体の床下を通って車体後部まで延長される。

排気集合部は、必然的に構造が複雑になる。そこで、多様の構造の排気集合部が提案され、実用に供されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２４０４５０公報（図４）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来の排気集合部の基本構成を説明する図であり、排気管集合部１００は、穴あきキャップ１０１と、この穴あきキャップ１０１に接続されている絞り管１０２と、この絞り管１０２の出口に設けられているフランジ１０３とからなる。
上記構成要素のうち、絞り管１０２は入口が大径で、出口が小径であって、内断面積が徐々に減少する筒体である。
穴あきキャップ１０１は、形状が複雑であるため、次図で詳しく説明する。

図１０は穴あきキャップの斜視図であり、穴あきキャップ１０１は、一般面１０４と、この一般面１０４の縁から下方に折り曲げ形成されたスカート部１０５と、一般面１０４に複数個（この例では４個）の穴１０６を開け、これらの穴１０６の縁を上方へバーリング成形により膨出成形されたソケット部１０７とからなる。図９に示されるように、ソケット部１０７には、排気管１０８の先端（図では下端）が挿入され、溶接部１０９で固定される。

上述した排気管集合部１００には、次に述べる問題がある。
図１１は図９の１１部拡大図であり、ソケット部１０７よりもスカート部１０５が外方（図左）へ変位しているため、排気管１０８の先端（下端）と絞り管１０２の上端とスカート部１０５とで囲まれた部分に、コ字断面のポケット部１１１ができる。

排気管１０８の内周面に沿って流れる、第１の流れ１１２は、ポケット部１１１で渦流れになる。この渦流れは、圧力損失を増加させ、排気ガスの流れに悪影響を及ぼす。
また、第１の流れ１１２よりも少し中心寄りの第２の流れ１１３は、絞り管１０２の内面に衝突し、蛇行する。この蛇行は流れの乱れを引き起こし、排気ガスの円滑な流れに悪影響を及ぼす。

排気集合部では、円滑な流れが求められるので、渦流れや流れの乱れが発生しない構造が求められる。

本発明は、渦流れや流れの乱れは発生しない排気集合部を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、多気筒エンジンの複数本の排気管を、１本に集合させる排気集合部において、この排気集合部は、穴あきキャップと、この穴あきキャップに接続されている絞り管とからなり、前記穴あきキャップは、一般面と、この一般面の縁から前記絞り管側に塑性加工で折り曲げ形成されたスカート部と、前記排気管を挿入するために前記一般面からバーリング法で張り出し成形された複数のソケット部とからなり、隣り合う前記ソケット部は、前記一般面を介して離れて配置され、且つ前記多気筒エンジン側へ広がるＶ字を呈するように非平行に設けられ、前記ソケット部の一部と前記スカート部の一部とが、一直線になるように前記スカート部が塑性加工により曲げられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ソケット部は、ソケット部のほぼ半周が、スカート部と一直線になっていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ソケット部のほぼ半周に、絞り管の内面を平行にしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ソケット部の一部とスカート部の一部とが、一直線になるようにした。ソケット部からスカート部が一直線に延びているため、この部位を流れる排気は円滑に流れる。すなわち、ソケット部とスカート部との間にポケット部が存在しないため、渦流れは発生しない。

請求項２に係る発明では、ソケット部は、ソケット部のほぼ半周が、スカート部と一直線になっていることを特徴とする。ソケット部のほぼ半周がスカート部と一直線になっているため、より多量の排気を円滑に流すことができる。

請求項３に係る発明は、ソケット部のほぼ半周に、絞り管の内面を平行にしたことを特徴とする。ソケット部と絞り管の内面とを平行にしたため、この部位を流れる排気は円滑に流れる。すなわち、ソケット部を流れた排気が絞り管の内面に衝突する心配はなく、渦流は発生しない。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る排気集合部を含む多気筒エンジンの排気系の斜視図であり、想像線で示す多気筒エンジン１０から、例えば４本の排気管１１が延ばされ、これらの排気管１１の先端が、排気集合部１２でまとめられている。

排気集合部１２は、穴あきキャップ１３と、この穴あきキャップ１３に接続されている絞り管１４と、この絞り管１４の小径側端部に取り付けられている接続用フランジ１５とからなる。

図２は本発明に係る排気集合部の斜視図であり、穴あきキャップ１３は、一般面１６と、この一般面１６の縁から絞り管１４側に折り曲げたスカート部１７と、排気管１１（図１参照）を挿入するために一般面１６から突出させたソケット部１８とからなる。なお、一般面１６は加工基準面、標準面と同意である。

図３は本発明に係る排気集合部の断面図であり、穴あきキャップ１３は、一般面１６と、この一般面１６の縁から絞り管１４側に折り曲げたスカート部１７と、排気管１１、１１を挿入するために一般面１６から突出させたソケット部１８、１８と、絞り管１４の小径側端部に取り付けられている接続用フランジ１５とからなる。

そして、ソケット部１８の一部とスカート部１７の一部とが、一直線になっていることを特徴とする。
ソケット部１８からスカート部１７が一直線に延びているため、この部位を流れる排気は円滑に流れる。すなわち、ソケット部１８とスカート部１７との間に有害なポケット部が存在しないため、渦流れは発生しない。

好ましくは、絞り管１４の上端を、スカート部１７の板厚分だけ拡径し、この拡径部１９にスカート部１７を挿入すれば、スカート部１７の内面を絞り管１４の内面に揃えることができる。そうすれば、この部位での排気の流れは円滑になる。

図４は図３の４−４線断面図であり、ソケット部１８のほぼ半周Ｌを、スカート部１７と一直線に構成されている。
図３に戻って、好ましくは、ソケット部１８と絞り管１４の内面２１とを平行にする。
ソケット部１８とスカート部１７の内面とを平行にしたため、この部位を流れる排気は円滑に流れる。すなわち、ソケット部１８を流れた排気がスカート部１７の内面２１に衝突する心配はなく、渦流は発生しない。

以上に説明した穴あきキャップ１３の製造方法を以下に説明する。
図５はブランク材の準備からソケット部の塑性加工までを説明する図であり、（ａ）でレーザービームなどの切断手段で多角形状に切断したブランク材２３を準備し、（ｂ）でブランク材２３を絞り成形する。この絞り成形で、一般面１６から上方へ膨張する突起部２４、２４を形成する。

（ｃ）で突起部２４、２４からレーザービームなどの切断手段で、円板２５、２５を抜き、下穴２６、２６を設ける。（ｄ）で想像線で示す突起部２４、２４を上向き矢印のように張出し成形によりソケット部１８、１８を成形する。この成形法をバーリング法と呼ぶ。

図６はスカート部の塑性加工を説明する図であり、（ａ）で成形物の下部を切断する。（ｂ）でスカート部１７を矢印のように曲げる。（ｃ）でソケット部１８とスカート部１７とが一直線になった。そこで、ソケット部１８の上部及びソケット部１８の下部を切断して、（ｄ）に示す穴あきキャップ１３を得る。

次に、本発明の別実施例を説明する。
図７は図３の別実施例を説明する図であり、穴あきキャップ１３の下端にフランジ部２７を設け、絞り管１４の上端にフランジ部２８を設け、２つのフランジ部２７、２８を合わせて、溶接する。
すなわち、穴あきキャップ１３と絞り管１４とはフランジ部２７、２８で接続することや、図３に示すように差し込みにより接続しても良い。

図８は図４の別実施例を説明する図であり、（ａ）では、穴あきキャップ１３に２個のソケット部１８、１８を設け、（ｂ）では、穴あきキャップ１３に３個のソケット部１８、１８、１８を設け、（ｃ）では、穴あきキャップ１３に５個のソケット部１８、１８、１８、１８、１８を設け、（ｄ）では、穴あきキャップ１３に６個のソケット部１８、１８、１８、１８、１８、１８を設けた。
すなわち、多気筒エンジンの排気集合部は、２本以上の排気管を備える、多気筒エンジンに好適であり、気筒数は任意である。

本発明は、多気筒エンジンの排気系に好適である。

本発明に係る排気集合部を含む多気筒エンジンの排気系の斜視図である。 本発明に係る排気集合部の斜視図である。 本発明に係る排気集合部の断面図である。 図３の４−４線断面図である。 ブランク材の準備からソケット部の塑性加工までを説明する図である。 スカート部の塑性加工を説明する図である。 図３の別実施例を説明する図である。 図４の別実施例を説明する図である。 従来の排気集合部の基本構成を説明する図である。 穴あきキャップの斜視図である。 図９の１１部拡大図である。

符号の説明

１０…多気筒エンジン、１１…排気管、１２…排気集合部、１３…穴あきキャップ、１４…絞り管、１６…一般面、１７…スカート部、１８…ソケット部、２１…絞り管の内面。

Claims (3)

1. 多気筒エンジンの複数本の排気管を、１本に集合させる排気集合部において、
   この排気集合部は、穴あきキャップと、この穴あきキャップに接続されている絞り管とからなり、
   前記穴あきキャップは、一般面と、この一般面の縁から前記絞り管側に塑性加工で折り曲げ形成されたスカート部と、前記排気管を挿入するために前記一般面からバーリング法で張り出し成形された複数のソケット部とからなり、
   隣り合う前記ソケット部は、前記一般面を介して離れて配置され、且つ前記多気筒エンジン側へ広がるＶ字を呈するように非平行に設けられ、
   前記ソケット部の一部と前記スカート部の一部とが、一直線になるように、前記スカート部が塑性加工により曲げられていることを特徴とする多気筒エンジンの排気集合部。
2. 前記ソケット部は、ソケット部のほぼ半周が、前記スカート部と一直線になっていることを特徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの排気集合部。
3. 前記ソケット部のほぼ半周に、前記絞り管の内面を平行にしたことを特徴とする請求項２記載の多気筒エンジンの排気集合部。

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