(57)【要約】【課題】本発明は、排気マニホールドの熱変形による影響が少ないシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造を提供する。【解決手段】シリンダヘッド３の排気マニホールド取付部構造は、排気ポート５の出口６の周囲に配置されて排気マニホールドをシリンダヘッド３の側面３ａに固定するスタッドボルト（ボルト）が螺合されるねじ穴８は、隣り合う排気ポート５の出口間部９毎に、隣り合う排気ポート５の出口６の中心を側面３ａに沿って結ぶ線分Ｂを境とする両側に交互に配置する。シリンダヘッド３を貫通するオイル落し孔１６が設けられている出口間部９に配置されるねじ穴８は、隣り合う排気ポート５の出口６の中心を側面３ａに沿って結ぶ線分Ｂに対してシリンダ４が設けられたシリンダブロック２から遠い側に配置する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダが並ぶ方向に配置される側面に前記シリンダと個々に連通する複数の排気ポートの出口が開口して前記排気ポートと連通する排気マニホールドが取付けられるシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造において、
前記出口の周囲に配置されて前記排気マニホールドを前記側面に固定するボルトが螺合されるねじ穴は、
隣り合う前記排気ポートの出口間部毎に、隣り合う前記排気ポートの出口の中心を前記側面に沿って結ぶ線分を境とする両側に交互に配置され、
前記シリンダの中心線に沿う方向に前記シリンダヘッドを貫通するオイル落し孔が設けられている前記出口間部に配置される前記ねじ穴は、前記線分に対して前記シリンダが設けられたシリンダブロックから遠い側に配置されることを特徴とするシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造。
【請求項２】
前記排気ポートの出口の中心間距離は、前記シリンダの中心間距離よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の排気マニホールド取付部構造。
【請求項３】
前記オイル落し孔は、前記シリンダの中心線に対して傾斜させて設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造。
【請求項４】
前記オイル落し孔は、前記シリンダの中心線に沿う方向に２つの孔を前記シリンダヘッドの側面に沿って互いにオフセットさせた状態で連通させて形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気ポートの出口が開口するシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダヘッドの側面に、複数の排気ポートの出口が開口しており、この出口の個々に対応したフランジを有したエキゾーストマニホールドがボルトで固定されているエンジンがある。このエキゾーストマニホールドは、フランジ部にボルト孔が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
エキゾーストマニホールドは、排気ガスの温度で膨張するが、形状や材質、或いは冷却及び放熱の状態が異なるので、シリンダヘッドの膨張量との間に差が生じる。そこで、ボルト孔は、エキゾーストマニホールドの膨張中心とこのボルト孔が設けられるボルトボス部の中心とを通る線分に沿って長径が配置された長孔に形成されるか、温度変化によってエキゾーストマニホールドが変形することによって各ボルトボス部が変位する方向に沿って長径が配置された長孔に形成されている。エキゾーストマニホールドのフランジ部がシリンダヘッドに対して膨張或いは収縮した場合、ボルトボス部は、ボルトに対してボルト孔の長径に沿う方向に偏倚するように熱変形する。その結果、各ボルトにかかる応力は、緩和される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９５０３１号公報（段落０００９、００３０、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述ように熱変形する場合、長孔の分だけ排気ポートの出口とエキゾーストマニホールドのフランジ部とが互いにずれることを前提としている。すなわち、エキゾーストマニホールドは、排気ポートの出口が設けられた取付部とエキゾーストマニホールドのフランジ部とがずれることのできる程度の拘束力で、シリンダヘッドにボルトで締付けられていることになる。
【０００６】
エキゾーストマニホールドは、フランジ部の合せ面に沿ってのみ熱変形するわけではなく、フランジ部が反る方向に熱変形することもある。このような場合、取付部に対してフランジ部がずれる程度の拘束力では、互いの合せ面の間に隙間ができない程度に十分に押さえ込むことができない。
【０００７】
また、加工工数を減らして製造コストを少なく抑えるために、加工箇所及び加工工程の少ない製品が求められている。隣り合う吸気及び排気ポート同士でボルト孔を共有し、吸気及び排気マニホールドを取付けるために要するボルト孔の数を減らすことで、加工箇所を減らす場合がある。この方法は、排ガス温度が比較的低い温度に設定されたエンジンに対しては有効であった。しかし、燃費及び排ガス浄化性能を高めるために比較的高い温度に排ガス温度が設定されたエンジンの場合、排気ポートの出口が設けられるシリンダヘッドとエキゾーストマニホールド（排気マニホールド）のフランジ部との熱変形量が当然大きくなるので、ただ単にボルト孔の数を減らすと排気マニホールドのフランジ部を拘束する力が不足し、フランジ部の合せ面に隙間が生じることになる。
【０００８】
そこで、本発明は、排気マニホールドの熱変形による影響の少ないシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のシリンダが並ぶ方向に配置される側面にシリンダと個々に連通する複数の排気ポートの出口が開口してこの排気ポートと連通する排気マニホールドが取付けられるシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造を前提とする。出口の周囲に配置されて排気マニホールドを側面に固定するボルトが螺合されるねじ穴は、隣り合う排気ポートの出口間部毎に、隣り合う排気ポートの出口の中心を側面に沿って結ぶ線分を境とする両側に交互に配置する。シリンダの中心線に沿う方向にシリンダヘッドを貫通するオイル落し孔が設けられている出口間部に配置されるねじ穴は、隣り合う排気ポートの出口の中心を側面に沿って結ぶ線分に対してシリンダが設けられたシリンダブロックから遠い側に配置する。
【００１０】
また、シリンダヘッドに排気マニホールドを固定するねじ穴のピッチを狭めるために、排気ポートの出口の中心間距離は、シリンダの中心間距離よりも狭くする。オイル落し孔と、排気マニホールドを固定するためのねじ穴とが互いに干渉して連通することを防止するために、オイル落し孔は、シリンダの中心線に対して傾斜させて設けるか、或いは、シリンダの中心線に沿う方向に２つの孔をシリンダヘッドの側面に沿って互いにオフセットさせた状態で連通させて形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施形態のシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造について、図１から図３を参照して説明する。図１に示すエンジン１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを備える。シリンダブロック２には、複数のシリンダ４、本実施形態では、３つのシリンダ４が並んで形成されている。シリンダヘッド３は、シリンダブロック２に重ねて取付けられている。
【００１２】
シリンダ４が並ぶ方向に配置されるシリンダヘッド３の側面３ａには、各シリンダ４と個々に連通する排気ポート５の出口６が開口している。図２に示すように、排気ポート５の出口６の中心間距離Ｄは、シリンダ４の中心間距離Ｓよりも狭くなっている。本実施形態では、シリンダ４の数が３つであるので、中央の排気ポート５の出口６に対して両側の排気ポート５の出口６の中心が、図３に示すように、両側のシリンダ４の中心よりもそれぞれ近寄った状態になっている。
【００１３】
図２に示すように、出口６の周囲には、シート面７が形成され、このシート面７より外側の位置にねじ穴８が設けられている。各出口６の周りにそれぞれ設けられたシート面７は、互いに面一に揃っている。ねじ穴８は、隣り合う排気ポート５の出口間部９ごとに設けられている。これらのねじ穴８は、隣り合う排気ポート５の出口６の中心をシリンダヘッド３の側面３ａに沿って結ぶ線分Ｂを境とする両側に交互に配置される。ねじ穴８には、排気マニホールド１０を固定するためのボルト、例えば図１に示すようにスタッドボルト１１がねじ込まれる。
【００１４】
排気マニホールド１０は、個々の排気ポート５に連通する枝配管１２を供えている。各枝配管１２の端部１２ａは、面一に揃っており、一続きのフランジ部１３が形成されている。フランジ部１３は、ねじ穴８に取付けられたスタッドボルト１１に対応する位置にボルト孔１４が形成されている。排気マニホールド１０は、ガスケットなどのシール部材を挟んで、フランジ部１３がシート面７に合わされる。フランジ部１３から突出するスタッドボルト１１にナット１５を取付けて締め上げることで、シリンダヘッド３の側面３ａに排気マニホールド１０がしっかりと固定される。
【００１５】
また、シリンダヘッド３には、図２に示すように、シリンダ４の中心線に沿う方向に貫通するオイル落し孔１６が設けられている。オイル落し孔１６は、出口間部９に一つ置で設けられている。オイル落し孔１６が設けられた出口間部９に配置されるねじ穴８は、隣り合う排気ポート５の出口６の中心を側面３ａに沿って結ぶ線分Ｂに対してシリンダブロック２から遠い側に配置される。オイル落し孔１６とねじ穴８とが互いに干渉して連通することを防止するために、オイル落し孔１６は、シリンダ４の中心線の方向に対してシリンダヘッド３の側面３ａに沿って傾斜させて設けるか、或いは、シリンダ４の中心線に沿う方向に２つの孔１６ａ，１６ｂをシリンダヘッド３の側面３ａに沿って互いにオフセットさせた状態で連通させて設ける。また、オイル落し孔１６に連通するように、シリンダブロック２にもオイルパン１７まで貫通するオイル落し孔が設けられている。
【００１６】
以上のように構成されたシリンダヘッド３の排気マニホールド取付部１８の構造は、排気ポート５の出口６の中心間距離Ｄがシリンダ４の中心間距離Ｓよりも狭く設けられているので、シリンダヘッド３に排気マニホールド１０を固定するねじ穴８のピッチが狭められる。排気ポート５の出口６が互いに近づくので、出口間部９に設けられるねじ穴８を隣り合う出口６同士で共有することで、排気マニホールド１０を取付けるために必要となるねじ穴８の数を減らすことができる。
【００１７】
また、排気マニホールド１０のフランジ部１３の大きさが、排気ポート５の出口６が並ぶ方向に沿って短くなる。つまり、フランジ部１３の外形が小さくなる。したがって、排気ポート５の出口６の中心間距離Ｄがシリンダ４の中心間距離Ｓと同じに設けられたシリンダヘッドに取付けられる排気マニホールドに比べて、熱に対するフランジ部１３全体の変形量が小さくなる。言い換えると、シリンダヘッド３の排気マニホールド取付部１８と排気マニホールド１０のフランジ部１３との熱変形量の差が小さくなる。
【００１８】
その結果、隣り合う出口６同士でねじ穴８を共有することで、ねじ穴８の数を減らしたシリンダヘッド３の排気マニホールド取付部１８であっても、フランジ部１３とシート面７との間に隙間を生じさせることなく、排気マニホールド１０をシリンダヘッド３に拘束することができる。
【００１９】
オイル落し孔１６は、シリンダ４の中心線の方向に対してシリンダヘッド３の側面３ａに沿って傾斜させて設けるか、或いは、シリンダ４の中心線に沿う方向に２つの孔１６ａ，１６ｂをシリンダヘッド３の側面３ａに沿って互いにオフセットさせた状態で連通させて設けられている。したがって、隣り合う排気ポート５の出口６に対してほぼ同じ距離にねじ穴８を配置することができるとともに、オイル落し孔１６とねじ穴８とが互いに干渉して連通することを防止することができる。
【００２０】
オイル落し孔１６が設けられている出口間部９に設けられるねじ穴８は、シリンダブロック２から遠い位置に配置されているので、排気マニホールド１０が熱変形することによってシリンダブロック２の排気マニホールド取付部１８が歪んでも、シリンダヘッド３とシリンダブロック２との合せ面で、シリンダヘッド３側のオイル落し孔１６がシリンダブロック２側のオイル落し孔に対してずれることがない。
【００２１】
なお、本実施形態では、３気筒のエンジン１を一例に説明したが、４気筒以上シリンダが直列するエンジンに適用することも可能である。この場合は、各排気ポートの出口は、シリンダが並ぶ方向に沿って全体的に中央に寄せて配置する。または、両端の排気ポートの出口を中央に寄せて配置するのみであっても本願発明と同様の効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造によれば、排気ポートの出口の周囲に配置されて排気マニホールドを固定するボルト用のねじ穴は、出口間部毎に、隣り合う排気ポートの出淵の中心をシリンダヘッドの側面に沿って結ぶ線分を境とする両側へ交互に配置される。この場合、オイル落し孔が設けられる出口間部に配置されるねじ穴は、シリンダブロックよりも遠い側に配置される。したがって、排気マニホールドの熱変形によってねじ穴近傍に歪が生じても、シリンダヘッド側のオイル落し孔がシリンダブロック側のオイル落し孔に対してずれる心配がない。つまり、シリンダヘッドの排気マニホールド取付部は、排気マニホールドが熱変形してもその影響を受けることが少ない。
【００２３】
また、排気ポートの出口の中心間距離をシリンダの中心間距離よりも狭くする発明によれば、ねじ穴の位置が互いに近づくので、ねじ穴を隣り合う排気ポートの出口同士で共有し、ねじ穴の数を減らしても、排気マニホールドの取り付け強度を十分に確保することができる。
【００２４】
さらに、オイル落し孔が、シリンダヘッドの側面に沿ってシリンダの中心線に対して斜めに、或いは、シリンダの中心線に沿う方向に２つの孔をシリンダヘッドの側面に沿って互いにオフセットさせた状態で連通させて形成される発明によれば、ねじ穴とオイル落し孔とが干渉することを防止し、各排気ポートの出口の中心部から等しい位置になるようにそれぞれのねじ穴を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの排気マニホールド取付部構造を示す分解斜視図。
【図２】図１のシリンダヘッドを排気マニホールド取付部側から見た平面図。
【図３】図２中のＦ３−Ｆ３に沿って示すシリンダヘッドの断面図。
【符号の説明】
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、４…シリンダ、…排気ポート、６…出口、８…ねじ穴、９…出口間部、１０…排気マニホールド、１１…スタッドボルト（ボルト）、１６…オイル落し孔、１６ａ，１６ｂ…孔、１８…排気マニホールド取付部、Ｄ…排気ポートの出口の中心間距離、Ｓ…シリンダの中心間距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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