(57)【要約】【課題】熱伸縮差を吸収できると共に、組立作業が容易な排気マニホールドを得る。【解決手段】排気ポートが第１から第３までの３つで、内側にある第２排気ポート２に接続される第２枝管部１２をフランジ部材１６に溶着し、残りの第１，第３枝管部１１，１３には第１，第３枝管部１１，１３のシリンダヘッド側端に鍔部２０ｂ，２６ｂを形成する。フランジ部材１６には排気ポート１，３に連通する貫通孔２２，２８と、貫通孔２２，２８に連接して鍔部２０ｂ，２６ｂを収納する凹部２４，３０とを形成する。凹部２４，３０に鍔部２０ｂ，２６ｂを収納してシリンダヘッドＳに固定された状態で、残りの第１，第３枝管部１１，１３には熱伸縮に応じて移動可能な隙間を形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドの排気ポートにそれぞれ接続される複数の枝管部と、該枝管部が集合される集合部とを備え、前記枝管部がフランジ部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドにおいて、
内側の前記枝管部の１つを前記フランジ部材に溶着し、残りの前記枝管部には前記枝管部のシリンダヘッド側端に鍔部を形成し、前記フランジ部材には前記排気ポートに連通する貫通孔と、該貫通孔に連接して前記鍔部を収納する凹部とを形成し、
前記凹部に前記鍔部を収納して前記シリンダヘッドに固定された状態で、残りの前記枝管部が熱伸縮に応じて移動可能な隙間を形成したことを特徴とする排気マニホールド。
【請求項２】
前記排気ポートが第１から第３までの３つで、第２排気ポートに接続される前記枝管部を前記フランジ部材に溶着したことを特徴とする請求項１記載の排気マニホールド。
【請求項３】
前記排気ポートが第１から第４までの４つで、第２排気ポートあるいは第３排気ポートに接続される前記枝管部を前記フランジ部材に溶着したことを特徴とする請求項１記載の排気マニホールド。
【請求項４】
前記排気ポートが第１から第４までの４つで、前記フランジ部材が第１と第２の前記排気ポートに対応した第１フランジ部材と、第３と第４の前記排気ポートに対応した第２フランジ部材との２つに分割され、第２排気ポートに接続される前記枝管部を前記第１フランジ部材に溶着し、第３排気ポートに接続される前記枝管部を前記第２フランジ部材に溶着したことを特徴とする請求項１記載の排気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の枝管部と、枝管部が集合される集合部とを備えた排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、排気マニホールドでは、枝管部とフランジ部材とを一体に溶着すると、枝管部や集合部とフランジ部材との温度差により熱伸縮差が生じ、枝管部とフランジ部材との間に亀裂が生じたり、フランジ部材が湾曲したりする問題があった。そこで、特許文献１にあるように、枝管部の端にフランジ状の座部を形成すると共に、フランジ部材にはこの座部を収納する凹部を形成し、フランジ部材がシリンダヘッドに固定された状態で、座部の外周面とフランジ部材の凹部の内壁面、及び枝管部の外側面とフランジ部材の開口の内壁面との間には隙間が形成されるようにしたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
実公平４−４４８１２号公報（第２頁  第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、排気マニホールドをシリンダヘッドに取り付ける際、枝管部とフランジ部材との間にガタがあり、フランジ部材をシリンダヘッドに取り付けるボルトを締付けながら、複数の枝管部とシリンダヘッドの複数の排気ポートとの位置を合わせなければならず、組立作業が煩わしいという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、熱伸縮差を吸収できると共に、組立作業が容易な排気マニホールドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
エンジンのシリンダヘッドの排気ポートにそれぞれ接続される複数の枝管部と、該枝管部が集合される集合部とを備え、前記枝管部がフランジ部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられる排気マニホールドにおいて、
内側の前記枝管部の１つを前記フランジ部材に溶着し、残りの前記枝管部には前記枝管部のシリンダヘッド側端に鍔部を形成し、前記フランジ部材には前記排気ポートに連通する貫通孔と、該貫通孔に連接して前記鍔部を収納する凹部とを形成し、
前記凹部に前記鍔部を収納して前記シリンダヘッドに固定された状態で、残りの前記枝管部が熱伸縮に応じて移動可能な隙間を形成したことを特徴とする排気マニホールドがそれである。
【０００７】
前記排気ポートが第１から第３までの３つで、第２排気ポートに接続される前記枝管部を前記フランジ部材に溶着してもよい。あるいは、前記排気ポートが第１から第４までの４つで、第２排気ポートあるいは第３排気ポートに接続される前記枝管部を前記フランジ部材に溶着してもよい。また、前記排気ポートが第１から第４までの４つで、前記フランジ部材が第１と第２の前記排気ポートに対応した第１フランジ部材と、第３と第４の前記排気ポートに対応した第２フランジ部材との２つに分割され、第２排気ポートに接続される前記枝管部を前記第１フランジ部材に溶着し、第３排気ポートに接続される前記枝管部を前記第２フランジ部材に溶着してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２に示すように、Ｓはエンジンのシリンダヘッドで、本実施形態ではＶ型６気筒エンジンの片側３気筒を示す。シリンダヘッドＳには３気筒分の第１〜第３排気ポート１〜３が一列に配置されている。
【０００９】
このシリンダヘッドＳには排気マニホールド１０が取り付けられている。排気マニホールド１０は、第１〜第３枝管部１１〜１３、集合部１４、フランジ部材１６を備えている。第１〜第３枝管部１１〜１３は第１〜第３排気ポート１〜３に対応して一列に配設されており、第１〜第３枝管部１１〜１３が中空状の集合部１４にそれぞれ接続されて集合されている。
【００１０】
フランジ部材１６には、特定の、即ち、３つの第１〜第３枝管部１１〜１３のうちの、内側にある第２枝管部１２が挿入される貫通孔１８が形成されている。挿入される第２枝管部１２の外周と貫通孔１８の内周との間に隙間はなく、貫通孔１８の内周は、第２枝管部１２を挿入可能な大きさに形成されている。尚、貫通孔１８はフランジ部材１６をシリンダヘッドＳに取り付けた際に、第２排気ポート２に連通する位置に設けられている。
【００１１】
一方、第１枝管部１１には、シリンダヘッド側端にスライドカラー２０が設けられている。スライドカラー２０は、第１枝管部１１が内部に挿入される筒部２０ａと、筒部２０ａの先端が外側にフランジ状に広げられた鍔部２０ｂとを備えている。第１枝管部１１と筒部２０ａとは溶接により固定されている。
【００１２】
フランジ部材１６には、スライドカラー２０の筒部２０ａが挿入される貫通孔２２が形成されている。この貫通孔２２はフランジ部材１６をシリンダヘッドＳに取り付けた際に、第１排気ポート１に連通する位置に設けられている。スライドカラー２０の筒部２０ａの外周と、貫通孔２２の内周との間には、図３に示すように、隙間ａが形成されるように構成されている。隙間ａの大きさは、第１〜第３枝管部１１〜１３及び集合部１４とフランジ部材１６との熱伸縮差に応じて、実験等により定めるとよい。
【００１３】
フランジ部材１６のシリンダヘッド側には、貫通孔２２に連接して凹部２４が形成されている。凹部２４はスライドカラー２０の鍔部２０ｂを収納可能な大きさに形成されており、鍔部２０ｂの外周と、凹部２４の内周との間には、隙間ｂが形成されるように構成されている。この隙間ｂの大きさは、第１〜第３枝管部１１〜１３及び集合部１４とフランジ部材１６との熱伸縮差に応じて、実験等により定めるとよい。
【００１４】
第３枝管部１３も、第１枝管部１１と同様に、シリンダヘッド側端にスライドカラー２６が取り付けられており、スライドカラー２６は、筒部２６ａと鍔部２６ｂとを備えている。フランジ部材１６には、第３排気ポート３に連通する貫通孔２８が形成されており、スライドカラー２６の外周と貫通孔２８の内周との間には、隙間が形成されている。
【００１５】
貫通孔２８に連接して凹部３０が形成されており、凹部３０には鍔部２６ｂが収納されると共に、鍔部２６ｂの外周と凹部３０の内周との間に隙間が形成されている。第３枝管部１３とスライドカラー２６とは溶接により固定されている。尚、フランジ部材１６には、複数個の取付孔３２が形成されている。
【００１６】
そして、本実施形態では、第１〜第３枝管部１１〜１３のうち、内側にある第２枝管部１２が、貫通孔１８に挿入された後、第２枝管部１２の外周に沿って、全周溶接されて、第２枝管部１２をフランジ部材１６に溶着している。溶接の際、第１枝管部１１では、隙間ａ，ｂが、スライドカラー２０の外周の全周にわたってほぼ均等になるように、位置が決められてから溶接される。第３枝管部１３でも同様である。
【００１７】
次に、前述した本実施形態の排気マニホールドの作動について説明する。
まず、シリンダヘッドＳに排気マニホールド１０を組み付ける際には、各取付孔３２に図示しないボルトを挿入して、フランジ部材１６をシリンダヘッドＳに固定する。その際、フランジ部材１６と第１〜第３枝管部１１〜１３とが動くことがなく、組付けが容易である。
【００１８】
エンジンの運転に伴って、排気ガスが第１〜第３排気ポート１〜３から排出されると、排気マニホールド１０の温度が上昇する。その際、フランジ部材１６はシリンダヘッドＳに密着されているので、その温度上昇は小さく、集合部１４の温度上昇は大きい。
【００１９】
排気マニホールド１０ではフランジ部材１６と集合部１４との間で温度差が生じ、これにより、熱伸縮差がでる。集合部１４が高温になった場合、内側の第２枝管部１２を中心に、その外側にある残りの第１枝管部１１及び第３枝管部１３がそれぞれ外側に伸びようとする。
【００２０】
その伸びは、スライドカラー２０，２６が隙間ａ，ｂの範囲内で貫通孔２２，２６と凹部２４，３０内を移動し、熱伸縮差を吸収する。この結果、第１〜第３枝管部１１〜１３には亀裂や湾曲が発生せず、また、フランジ部材１６が湾曲することはない。また、第２枝管部１２には、スライドカラーが不要であるので、部品点数を低減でき、鍔部が不要であるので製造も容易になる。
【００２１】
内側の第２枝管部１２をフランジ部材１６に溶接することにより、第１枝管部１１及び第３枝管部１３がそれぞれ外側に移動する。外側の第１枝管部１１又は第３枝管部１３を溶着すると、第１枝管部１１と第３枝管部１３との距離が長く、熱伸縮量が大きくなり好ましくない。
【００２２】
次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態の排気マニホールドについて、図４によって説明する。
第２実施形態のエンジンは、４気筒で、シリンダヘッドＳには第１〜第４排気ポート５１〜５４が一列に配置されている。排気マニホールド６０は第１〜第４枝管部６１〜６４と、集合部６６とを備えている。フランジ部材６８には第３枝管部６３が挿入される貫通孔６９が形成されており、この貫通孔６９は第３排気ポート５３に連通するように形成されている。
【００２３】
第１，第２，第４枝管部６１，６２，６４は、前述した実施形態と同様、シリンダヘッド側端にスライドカラー７１，７２，７４が取り付けられている。スライドカラー７１，７２，７４はそれぞれ筒部７１ａ，７２ａ，７４ａと鍔部７１ｂ，７２ｂ，７４ｂとを備えている。
【００２４】
筒部７１ａ，７２ａ，７４ａは、それぞれフランジ部材６８に形成された貫通孔７６，７８，８０に、隙間を設けて挿入されており、鍔部７１ｂ，７２ｂ，７４ｂは凹部８２，８４，８６に収納されている。鍔部７１ｂ，７２ｂ，７４ｂの外周と凹部８２，８４，８６の内周との間には、隙間が形成されている。
【００２５】
第３枝管部６３が貫通孔６９に挿入された後、第３枝管部６３の外周に沿って全周溶接あるいは部分溶接されて、第３枝管部６３がフランジ部材６８に溶着されている。これにより、フランジ部材６８と第１〜第４枝管部６１〜６４とが固定され、組立時に、フランジ部材６８が動くことがなく、組立が容易になる。
【００２６】
本第２実施形態では、第３枝管部６３を溶着したが、これに代えて、第２枝管部６２を溶着しても同様に実施可能であり、４つの第１〜第４枝管部６１〜６４のうち、内側にある１つの枝管部を溶着すればよい。外側の１つの枝管部、例えば第１枝管部６１を溶着すると、第４枝管部６４までの距離が遠くなり、熱伸縮量が大きくなりすぎる。
【００２７】
次に、前述した第２実施形態と異なる第３実施形態の排気マニホールドについて、図５によって説明する。尚、前述した第２実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。
本第３実施形態では、第１，第２排気ポート５１，５２に対応した第１フランジ部材６８ａと第３，第４排気ポート５３，５４に対応した第２フランジ部材６８ｂとの２つに分割されている。内側にある第２枝管部６２が第１フランジ部材６８ａの貫通孔９１に挿入されて、第２枝管部６２の外周が全周溶接あるいは部分溶接されて溶着されている。また、内側にある第３枝管部６３は第２実施形態と同様、第２フランジ部材６８ｂの貫通孔６９に挿入されて溶着されている。
【００２８】
この第３実施形態の場合でも、組立時に、第１フランジ部材６８ａ及び第２フランジ部材６８ｂが動くことがなく、組立が容易になる。この場合、外側にある第１枝管部６１を第１フランジ部材６８ａに、同じく外側にある第４枝管部６４を第２フランジ部材６８ｂに溶着すると、熱伸縮を吸収できなくなる。
【００２９】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の排気マニホールドは、フランジ部材と枝管部及び集合部とが相対的に動くことがなく、組付けが容易であるという効果を奏する。また、熱伸縮差が生じても、残りの枝管部が移動できるので、熱伸縮差を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての排気マニホールドの一部を断面で示す正面図である。
【図２】本実施形態の排気マニホールドの側面図である。
【図３】本実施形態の排気マニホールドの凹部を中心とする拡大断面図である。
【図４】第２実施形態としての排気マニホールドの一部を断面で示す正面図である。
【図５】第３実施形態としての排気マニホールドの一部を断面で示す正面図である。
【符号の説明】
１，５１…第１排気ポート  ２，５２…第２排気ポート
３，５３…第３排気ポート  １０，６０…排気マニホールド
１１，６１…第１枝管部    １２，６２…第２枝管部
１３，６３…第３枝管部    １４，６６…集合部
１６，６８…フランジ部材
１８，２２，２８，６９，７６，９１…貫通孔
２０，２６，７１…スライドカラー
２０ａ，２６ａ，７１ａ…筒部
２０ｂ，２６ｂ，７１ｂ…鍔部
２４，３０，８２…凹部    ５４…第４排気ポート
６４…第４枝管部          ６８ａ…第１フランジ部材
６８ｂ…第２フランジ部材  Ｓ…シリンダヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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