特許 6139463 内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139463

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/02 20060101AFI20170522BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/02 C

   F02B39/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-104089(P2014-104089)

(22)【出願日】2014年5月20日

(65)【公開番号】特開2015-218683(P2015-218683A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000100805

【氏名又は名称】アイシン高丘株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】前田 治

(72)【発明者】

【氏名】飯田 達雄

(72)【発明者】

【氏名】米澤 幸一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 智也

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００４７６０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−３１７１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９９４２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ １３／００−１５／１２、２３／００−２５／３６

Ｆ０１Ｎ １／００− １／２４、 ５／００− ５／０４、

１３／００−９９／００

Ｆ０２Ｂ ３３／００−４１／１０

Ｆ０２Ｃ １／００− ９／５８

Ｆ２３Ｒ ３／００− ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒が形成されたシリンダーブロックと、前記複数の気筒によって形成された各燃焼室に接続して排気を合流させるヘッド内マニホールド及びヘッド内冷却水通路が形成されたシリンダーヘッドと、前記シリンダーヘッドの排気出口に接続されたインレットポートを有する過給機と、を備え、
前記複数の気筒の中心軸と直交する平面における前記複数の気筒の中心を通る直線の延伸方向を気筒配列方向としたとき、前記排気出口が、前記気筒配列方向において最も外側に位置する２つの気筒のうちの一方の気筒に近くなるように、前記気筒配列方向の一方に偏った位置に設けられている内燃機関であり、
前記インレットポートにおける同インレットポートの中心軸線よりも前記気筒配列方向の前記一方の気筒側に位置する第１の壁面に、前記中心軸線を挟んで同第１の壁面とは反対側に位置する第２の壁面よりも厚い厚肉部が設けられており、同第１の壁面における前記厚肉部よりも排気上流側の部位に同厚肉部よりも薄い薄肉部が設けられている内燃機関。

【請求項2】

前記インレットポートは、フランジ部を備え、同フランジ部を介して前記シリンダーヘッドに接続され、
前記薄肉部は、前記フランジ部よりも排気下流側に、前記フランジ部と隣接して設けられている
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記インレットポートにおける前記薄肉部と前記厚肉部との間の壁面は、前記厚肉部における前記インレットポートの管厚と等しくなるまで前記薄肉部側から前記厚肉部側に向かって徐々に厚くされている
請求項１又は２に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記中心軸線と垂直な断面内で比較すると、
前記インレットポートの管厚は、前記厚肉部で最も厚くなっている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。

【請求項5】

前記中心軸線と垂直な断面内で比較すると、
前記インレットポートの管厚は、前記薄肉部で最も薄くなっている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関において、排気流路を形成する壁面は高温の排気に曝される。高温の排気に曝されて温度が高くなると、壁面の強度が低下する。そこで、こうした強度低下による亀裂等の発生を抑制するために、排気流路を形成する壁面を補強する構成が従来から知られている。

【0003】

たとえば特許文献１には、排気マニホールドと一体成型されたタービンハウジングを備える過給機が開示されているが、こうした過給機では、排気マニホールドの集合部からタービンスクロール流路を形成する部分までの連続部分、すなわち過給機のインレットポートが特に高温になりやすい。そこで、この特許文献１の過給機では、高温になりやすいインレットポートの熱膨張による歪みを抑制するため、タービンハウジングから排気マニホールドまで連続したリブを外壁に延設し、インレットポートの剛性を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３‐１８９９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されているリブは、タービンハウジングから排気マニホールドまで連続して外壁に設けられている。そのため、特許文献１の過給機では、インレットポートの剛性が一様に向上している。ところで、過給機は、当該過給機よりも排気下流側に接続される触媒コンバータ等の周辺部材とシリンダーヘッドとの間に配設されている。そのため、過給機のインレットポートの剛性を一様に高めると、インレットポートが熱膨張した際のインレットポート自体の歪みは抑制されるが、熱膨張による伸びの影響が周辺部材に作用しやすくなり、周辺部材の歪みがより大きくなってしまう。

【0006】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気によって高温にされる過給機のインレットポートの強度確保と、過給機に接続された周辺部材の保護とを両立することのできる内燃機関を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関は、複数の気筒が形成されたシリンダーブロックと、前記複数の気筒によって形成された各燃焼室に接続して排気を合流させるヘッド内マニホールド及びヘッド内冷却水通路が形成されたシリンダーヘッドと、前記シリンダーヘッドの排気出口に接続されたインレットポートを有する過給機と、を備え、前記複数の気筒の中心軸と直交する平面における前記複数の気筒の中心を通る直線の延伸方向を気筒配列方向としたとき、前記排気出口が、前記気筒配列方向において最も外側に位置する２つの気筒のうちの一方の気筒に近くなるように、前記気筒配列方向の一方に偏った位置に設けられている内燃機関であり、前記インレットポートにおける同インレットポートの中心軸線よりも前記気筒配列方向の前記一方の気筒側に位置する第１の壁面に、前記中心軸線を挟んで同第１の壁面とは反対側に位置する第２の壁面よりも厚い厚肉部が設けられており、同第１の壁面における前記厚肉部よりも排気上流側の部位に同厚肉部よりも薄い薄肉部が設けられていることをその要旨とする。

【0008】

上記構成では、シリンダーヘッドの排気出口が、気筒配列方向の一方に偏った位置に設けられている。そのため、ヘッド内マニホールドにおける集合部に繋がる各枝管の傾斜がそれぞれ異なり、各枝管を通じてインレットポートに入射する排気の入射角度が、枝管毎に異なっている。

【0009】

そして、各枝管を通じてインレットポートに入射する排気のうち、気筒配列方向における最も外側に位置する２つの気筒のうち排気出口から遠い方の気筒から延びる枝管を通じて入射する排気は、他の枝管から入射する排気に比べて垂直に近い角度でインレットポートの壁面に衝突することになる。その結果、この枝管を通じて入射する排気が衝突する部分では壁面の温度が特に高くなりやすい。

【0010】

これに対して、上記構成によれば、気筒配列方向においてインレットポートの中心軸線を挟んで上記排気出口から遠い方の気筒とは反対側に位置するインレットポートの第１の壁面に、厚肉部が設けられていることになる。そのため、特に温度が高くなりやすい部分を補強することができる。また、第１の壁面における厚肉部よりも排気上流側には厚肉部よりも薄い薄肉部が設けられているため、インレットポートが熱膨張することに伴う応力が剛性の低い薄肉部に集中するようになる。すなわち、第１の壁面全体を補強する場合と異なり、応力に起因する歪みを薄肉部に集中させてインレットポートが熱膨張することに伴う歪みをインレットポート内で吸収することができるため、過給機に接続された周辺部材にインレットポートの熱膨張に伴う歪みが生じることが抑制される。

【0011】

なお、上記構成では、シリンダーヘッドはヘッド内冷却水通路を循環する冷却水によって冷却されているため、インレットポートにおけるシリンダーヘッド側の部分、すなわち排気上流側の部分は温度が上昇しにくくなっている。薄肉部は厚肉部よりも排気上流側に設けられているため、厚肉部よりも温度が上昇しにくくなっており、管厚が薄くされていても強度が低下しにくくなっている。

【0012】

すなわち、上記構成によれば、高温になりやすく強度が低下しやすい部分を厚肉部にして補強する一方で、高温になりにくく強度が低下しにくい部分を薄肉部にしてインレットポートの熱膨張による歪みをこの薄肉部に集中させて吸収させることができる。そのため、排気によって高温にされる過給機のインレットポートの強度確保と、過給機に接続された周辺部材の保護とを両立することができる。

【0013】

上記内燃機関の一例では、前記インレットポートは、フランジ部を備え、同フランジ部を介して前記シリンダーヘッドに接続され、前記薄肉部は、前記フランジ部よりも排気下流側に、前記フランジ部と隣接して設けられている。

【0014】

上記構成によれば、薄肉部は冷却水の循環によって冷却されているシリンダーヘッドの近くに設けられることになる。したがって、薄肉部の温度が低くなり、薄肉部の強度低下がより抑制されるようになる。

【0015】

上記内燃機関の一例では、前記インレットポートにおける前記薄肉部と前記厚肉部との間の壁面は、前記厚肉部における前記インレットポートの管厚と等しくなるまで前記薄肉部側から前記厚肉部側に向かって徐々に厚くされている。

【0016】

薄肉部と厚肉部との間においてインレットポートの管厚が急変していると、当該管厚が急変する箇所に応力が集中する虞がある。上記構成によれば、薄肉部と厚肉部との間においてインレットポートの管厚が徐変されるため、薄肉部と厚肉部との間に応力が集中しにくくなる。

【0017】

上記内燃機関の一例では、前記中心軸線と垂直な断面内で比較すると、前記インレットポートの管厚は、前記厚肉部で最も厚くなっている。
上記構成によれば、インレットポートの厚肉部において選択的に管厚が厚くされていることになるため、インレットポートの剛性が過剰に高くなってしまうことを抑制することができる。したがって、インレットポートの熱膨張に伴う応力が過給機に接続された周辺部材に作用してしまうことを効果的に抑制できる。

【0018】

上記内燃機関の一例では、前記中心軸線と垂直な断面内で比較すると、前記インレットポートの管厚は、前記薄肉部で最も薄くなっている。
上記構成によれば、熱膨張に伴う応力が薄肉部に集中しやすくなる。その結果、インレットポートにおける歪みが薄肉部に集中し、インレットポートの薄肉部以外の部分に歪みが生じにくくなる。したがって、高温になりやすく、強度が低下しやすい部分が変形してしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】内燃機関の一実施形態についてシリンダーヘッドに組み付けられる過給機周辺の構造を示す概略図。

【図2】同実施形態にかかるシリンダーヘッド及びインレットポートの一部断面図。

【図3】インレットポートの図２における３−３線に沿った断面構造を示す断面図。

【図4】インレットポートの図２における４−４線に沿った断面構造を示す断面図。

【図5】同実施形態にかかるヘッド内マニホールド及びインレットポートにおける排気の流れを例示する模式図。

【図6】内燃機関の変形例におけるインレットポートの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態にかかる内燃機関は、過給機を備えている。図１に示すように、この内燃機関のシリンダーブロック１０にはシリンダーヘッド２０が組み付けられており、シリンダーヘッド２０には、過給機のタービンハウジング３０におけるインレットポート３１が接続されている。これにより、シリンダーブロック１０に形成されている複数の気筒から排出された排気はこのインレットポート３１を通じてタービンハウジング３０へ導入される。タービンハウジング３０の排気下流側には触媒コンバータ４０が接続されている。また、この内燃機関では、タービンハウジング３０とシリンダーヘッド２０との間にステー５０を設け、このステー５０によってタービンハウジング３０の支持を補助している。

【0021】

図２に示すように、本実施形態にかかる内燃機関は直列４気筒の内燃機関であり、シリンダーブロック１０には気筒＃１，＃２，＃３，＃４が形成されている。
そして、シリンダーヘッド２０には、気筒＃１〜＃４が形成する各燃焼室に接続して排気を合流させるヘッド内マニホールド２２が形成されている。ヘッド内マニホールド２２は、気筒＃１〜＃４に対応する枝管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、枝管２２ａ〜２２ｄを通過した排気を合流させる集合部２２ｅと、を備えている。そして、合流させた排気を排出する排気出口２２ｆは、シリンダーヘッド２０の側面に開口している。

【0022】

そして、シリンダーヘッド２０の側面における排気出口２２ｆが開口している部分に、タービンハウジング３０のインレットポート３１が接続されている。これにより、ヘッド内マニホールド２２を通じてシリンダーヘッド２０から排出された排気がインレットポート３１を通じて過給機に導入されるようになっている。

【0023】

なお、シリンダーヘッド２０におけるヘッド内マニホールド２２の周囲には、シリンダーヘッド２０に冷却水を循環させるためのヘッド内冷却水通路２１が形成されている。
続いて、ヘッド内マニホールド２２について詳述する。

【0024】

ここで、図２に示すように、各気筒＃１〜＃４の中心軸Ｃ１〜Ｃ４と直交する平面において中心軸Ｃ１〜Ｃ４を通る直線Ｌ１の延伸方向を気筒配列方向とする。そして、中心軸Ｃ１と中心軸Ｃ４との中点を通過し、直線Ｌ１と直交する直線を直線Ｌ２とする。

【0025】

ヘッド内マニホールド２２の排気出口２２ｆは、気筒配列方向における最も外側に位置する気筒＃１，＃４のうち気筒＃１に近くなるように、気筒配列方向において直線Ｌ２よりも気筒＃１側に偏った位置に設けられている。このように、排気出口２２ｆが直線Ｌ２よりも気筒＃１側に偏った位置に設けられているため、各気筒＃１〜＃４から集合部２２ｅまでの各枝管２２ａ〜２２ｄの傾斜は、それぞれ異なっている。具体的には、排気出口２２ｆから最も遠い気筒である気筒＃４から延びる枝管２２ｄが、インレットポート３１への排気の入射角が最も大きくなるように傾斜している。

【0026】

次に、インレットポート３１について詳述する。
インレットポート３１は、その先端に設けられたフランジ部３２を介して、上述したように、排気出口２２ｆと連通するようにシリンダーヘッド２０に接続されている。そのため、インレットポート３１も、気筒配列方向において気筒＃１側に偏って配設されており、インレットポート３１の中心軸線Ｌ３は、図２に示すように、直線Ｌ２よりも気筒配列方向における気筒＃１側に位置している。

【0027】

そして、インレットポート３１の中心軸線Ｌ３よりも気筒配列方向の気筒＃１側の壁面である第１の壁面３３には、厚肉部３３ａが設けられている。
図３に示すように、厚肉部３３ａの肉厚Ｏは、中心軸線Ｌ３を挟んで第１の壁面３３の反対側に位置する第２の壁面３４の肉厚Ｐよりも厚くなっている。

【0028】

また、図２に示すように、第１の壁面３３における厚肉部３３ａよりも排気上流側の部位には、厚肉部３３ａよりも薄い薄肉部３３ｂが設けられている。なお、薄肉部３３ｂは、フランジ部３２と隣接して設けられている。

【0029】

なお、図４に示す断面においてインレットポート３１の肉厚は全周に亘ってほぼ等しくなっており、図４に示すように、薄肉部３３ｂの肉厚Ｑは、第２の壁面３４の肉厚Ｐとほぼ等しくなっている。

【0030】

すなわち、インレットポート３１の管厚は、厚肉部３３ａにて最も厚くなっている。
また、図２に示すように、第１の壁面３３における薄肉部３３ｂと厚肉部３３ａとの間の壁面は、薄肉部３３ｂ側から厚肉部３３ａ側に向かって厚肉部３３ａの肉厚と等しくなるまで徐々に厚くされている。

【0031】

次に本実施形態にかかる内燃機関の作用について、図５を参照して説明する。
各気筒＃１〜＃４によって形成された燃焼室から排出される排気は、それぞれの気筒に対応した枝管２２ａ〜２２ｄを通過して集合部２２ｅにて合流する。そして、合流した排気は、排気出口２２ｆを通過してインレットポート３１に流入し、タービンハウジング３０に導入される。

【0032】

ここで、各枝管２２ａ〜２２ｄからインレットポート３１へ流入する排気の入射角は、枝管に対応する気筒が排気出口２２ｆから遠い位置にあるほど大きくなる傾向にある。本実施形態では、気筒＃４が排気出口２２ｆから最も遠い位置に配設される気筒であるため、気筒＃４に対応する枝管２２ｄの中心軸線Ｌ４とインレットポート３１の中心軸線Ｌ３とがなす角度θ１が、枝管２２ａの中心軸線Ｌ５とインレットポート３１の中心軸線Ｌ３とがなす角度θ２よりも大きい。

【0033】

すなわち、気筒＃４に対応する枝管２２ｄから集合部２２ｅに流入する排気の入射角は、他の枝管２２ａ〜２２ｃの入射角と比較して、大きくなっている。そのため、枝管２２ｄから流入してインレットポート３１に導入される排気は、他の枝管２２ａ〜２２ｃから流入する排気に比べて相対的に垂直に近い角度でインレットポート３１の壁面に衝突することになる。垂直に近い角度で排気が衝突するほど、排気が当たった壁面の温度が特に高温となりやすい。

【0034】

この点、本実施形態にかかる内燃機関では、枝管２２ｄからインレットポート３１に流入する排気が当たる第１の壁面３３に厚肉部３３ａを設けてインレットポート３１の第１の壁面３３を補強している。また、この補強に伴ってインレットポート３１の剛性が厚肉部３３ａにおいて向上している。

【0035】

なお、中心軸線Ｌ３の延伸方向における厚肉部３３ａの位置は、予め行うシミュレーションの結果に基づいて最も温度が高くなりやすい位置に設定されている。
ところで、インレットポート３１の壁面を厚くして補強すれば、インレットポート３１が熱膨張した際のインレットポート３１自体の歪みを抑制することができる。しかし、その結果、熱膨張による伸びの影響がタービンハウジング３０と接続している周辺部材である触媒コンバータ４０等に作用しやすくなり、周辺部材の歪みが大きくなってしまう。

【0036】

さらに、本実施形態にかかる内燃機関では、シリンダーヘッド２０へのタービンハウジング３０の支持をステー５０によって補助している。つまり、タービンハウジング３０はシリンダーヘッド２０に対して拘束されている。これは、インレットポート３１の熱膨張に伴う応力によってタービンハウジング３０及びタービンハウジング３０の排気下流側に設けられる触媒コンバータ４０等の位相が変位してしまうことを抑制するためである。しかし、こうしたステー５０による拘束に伴う力と熱膨張に伴う応力との相互作用によって、タービンハウジング３０の周辺部材に及ぶ歪みはより大きなものとなってしまう。

【0037】

そこで、本実施形態にかかる内燃機関では、インレットポート３１における厚肉部３３ａよりも排気上流側に薄肉部３３ｂを設けている。薄肉部３３ｂの剛性は厚肉部３３ａと比べて低くなっているため、インレットポート３１の熱膨張に伴う応力が薄肉部３３ｂに集中するようになる。したがって、応力に起因する歪みを薄肉部３３ｂに集中させてインレットポート３１が熱膨張することに伴う歪みをインレットポート３１内で吸収することができる。すなわち、タービンハウジング３０の排気下流側に接続されている触媒コンバータ４０等にインレットポート３１の熱膨張に伴う歪みが生じることが抑制される。

【0038】

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）気筒配列方向においてインレットポート３１の中心軸線Ｌ３を挟んで排気出口２２ｆから遠い方の気筒＃４とは反対側に位置するインレットポートの第１の壁面３３に、厚肉部３３ａが設けられているため、特に温度が高くなりやすい部分を補強することができる。

【0039】

（２）第１の壁面３３における厚肉部３３ａよりも排気上流側には厚肉部３３ａよりも薄い薄肉部３３ｂが設けられている。そのため、インレットポート３１が熱膨張することに伴う応力が剛性の低い薄肉部３３ｂに集中するようになる。すなわち、応力に起因する歪みを薄肉部３３ｂに集中させて、インレットポート３１が熱膨張することに伴う歪みをインレットポート３１内で吸収することができる。したがって、タービンハウジング３０に接続された周辺部材にインレットポート３１の熱膨張に伴う歪みが生じることが抑制される。

【0040】

（３）シリンダーヘッド２０はヘッド内冷却水通路２１を循環する冷却水によって冷却されている。したがって、厚肉部３３ａよりも排気上流側、つまりシリンダーヘッド２０の近くに設けられている薄肉部３３ｂは、厚肉部３３ａよりも温度が上昇しにくく、管厚が薄くされていても強度が低下しにくい。

【0041】

すなわち、上記（１），（２）の効果と相乗して、高温になりやすく強度が低下しやすい部分を厚肉部３３ａによって補強する一方で、高温になりにくく強度が低下しにくい部分を薄肉部３３ｂによってインレットポート３１の熱膨張による歪みをこの薄肉部３３ｂに集中させて吸収させることができる。そのため、排気によって高温にされるタービンハウジング３０のインレットポート３１の強度確保と、タービンハウジング３０に接続された周辺部材の保護とを両立することができる。

【0042】

（４）本実施形態では、薄肉部３３ｂはフランジ部３２と隣接して設けられるため、冷却水の循環によって冷却されているシリンダーヘッド２０の近くに配設される。したがって、薄肉部３３ｂの温度上昇がより抑制され、薄肉部３３ｂの強度低下が抑制されるようになる。

【0043】

（５）薄肉部３３ｂと厚肉部３３ａとの間においてインレットポート３１の管厚が急変していると、当該管厚が急変する箇所に応力が集中する虞がある。本実施形態によれば、薄肉部３３ｂと厚肉部３３ａとの間においてインレットポート３１の管厚が徐変されるため、薄肉部３３ｂと厚肉部３３ａとの間に応力が集中しにくくなる。

【0044】

（６）インレットポート３１では、厚肉部３３ａにおいて選択的に管厚が厚くされているため、インレットポート３１の剛性が過剰に高くなってしまうことを抑制することができる。したがって、インレットポート３１の熱膨張に伴う応力がタービンハウジング３０に接続された周辺部材に作用してしまうことを効果的に抑制できる。

【0045】

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、タービンハウジング３０をシリンダーヘッド２０に支持するステー５０を設けた。しかし、ステー５０の無い構成であっても、タービンハウジング３０はシリンダーヘッド２０と触媒コンバータ４０とによって拘束されている。したがって、ステー５０の有無に拘わらず、インレットポート３１の熱膨張による歪みがタービンハウジング３０と接続している周辺部材に影響する虞はある。すなわち、ステー５０の無い内燃機関であっても同様の課題は生じ得る。そして、上記実施形態の構成を適用することによって同様の効果を奏することができる。

【0046】

・上記実施形態では、第２の壁面３４は一定の肉厚に形成した。しかし、第２の壁面３４の肉厚は一定でなくてもよい。ただし、第１の壁面３３における薄肉部３３ｂよりも薄く形成することは避けることが望ましい。

【0047】

・上記実施形態では薄肉部３３ｂの肉厚Ｑは、第２の壁面３４の肉厚Ｐと略同一の肉厚に形成した。薄肉部３３ｂの肉厚は、第２の壁面３４と略同一の肉厚でなくてもよい。
たとえば図６に示すように、第２の壁面３４の肉厚Ｐよりも肉厚が薄くなるように薄肉部３３ｂの肉厚Ｒを設定し、第２の壁面３４よりも肉厚の薄い薄肉部３３ｂを設けてもよい。こうした構成を上記実施形態に採用した場合、インレットポート３１の管厚は、薄肉部３３ｂにて最も薄く形成される。すなわち、熱膨張に伴う応力が薄肉部３３ｂに集中しやすくなる。その結果、インレットポート３１における歪みが薄肉部３３ｂに集中し、インレットポート３１の薄肉部３３ｂ以外の部分に歪みが生じにくくなる。したがって、高温になりやすく、強度が低下しやすい部分が変形してしまうことを抑制することができる。

【0048】

・上記実施形態では、直列４気筒の内燃機関について例示したが、上記実施形態の構成を適用できる内燃機関は直列４気筒に限らない。気筒配列方向において最も外側に位置する２つの気筒のうちの一方の気筒に近くなるように、ヘッド内マニホールド２２の排気出口２２ｆを偏った位置に設ければ、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0049】

・上記実施形態では、気筒配列方向において直線Ｌ２よりも気筒＃１側に偏るように排気出口２２ｆを形成したが、気筒＃４側に偏るように排気出口２２ｆを形成してもよい。この場合、気筒＃１に対応する枝管２２ａからインレットポート３１に流入する排気の入射角が最も大きくなる。すなわち、こうした構成を上記実施形態に採用する場合、インレットポート３１において、薄肉部３３ｂ及び厚肉部３３ａを中心軸線Ｌ３に対して気筒＃４側の第２の壁面３４に設ければ、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0050】

・ツインスクロール方式を採用する過給機を搭載した内燃機関に上記実施形態の構成を適用してもよい。この場合、インレットポートは２系統の排気通路を備えることになるが、上記実施形態と同様に、インレットポートにおいて中心軸線よりもヘッド内マニホールド２２の排気出口２２ｆを偏らせた側の壁面に厚肉部及び薄肉部を形成すれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0051】

１０…シリンダーブロック、２０…シリンダーヘッド、２１…ヘッド内冷却水通路、２２…ヘッド内マニホールド、２２ａ…枝管、２２ｂ…枝管、２２ｃ…枝管、２２ｄ…枝管、２２ｅ…集合部、２２ｆ…排気出口、３０…タービンハウジング、３１…インレットポート、３２…フランジ部、３３…第１の壁面、３３ａ…厚肉部、３３ｂ…薄肉部、３４…第２の壁面、４０…触媒コンバータ、５０…ステー、＃１〜＃４…気筒。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】