(57)【要約】【課題】簡単且つ安価な構成により、各分岐管の熱変形を的確に吸収することができる排気マニホルドの取付構造を提供する。【解決手段】各分岐管３０の上流端部に設けたフランジ部３１から突出する嵌合筒部３３を設けるとともに、この嵌合筒部３３の外周部に弾性変形可能な環状の突起部３４を周設し、各排気ポート７の下流側にそれぞれ形成した嵌合穴部７ａに対して嵌合筒部３３を嵌入して当該嵌合穴部７ａの内周面に突起部３４を弾性変形させた状態で密着させることにより、フランジ部３１とシリンダヘッド３との間にガスケットを介装することなく、排気ポート７と排気マニホルド２０との間をシールする。これにより、フランジ部３１の板厚を薄く形成して当該部位の剛性を低く設定することができ、その結果、簡単且つ安価な構成により、各分岐管３０の熱変形による応力を的確に吸収することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに開口する各気筒の排気ポートに対して、対応する各分岐管の上流端部をそれぞれ連結する排気マニホルドの取付構造であって、
前記各分岐管は、前記シリンダヘッドとの締結部が設定されたフランジ部から突出する嵌合筒部と、
前記嵌合筒部の外周部に周設された弾性変形可能な環状の突起部と、を上流端部にそれぞれ備え、
前記各排気ポートの下流側にそれぞれ形成した嵌合穴部に対して前記嵌合筒部を嵌入し、前記嵌合穴部の内周面に前記突起部を弾性変形させて密着させたことを特徴とする排気マニホルドの取付構造。
【請求項２】
前記突起部は、前記嵌合筒部の先端部を折り返すことによって形成されることを特徴とする請求項１記載の排気マニホルドの取付構造。
【請求項３】
前記突起部は、前記嵌合筒部の中途部をバルジ加工することによって形成されることを特徴とする請求項１記載の排気マニホルドの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンの各気筒から排出される排気ガスを集合させて排気管に導く排気マニホルドの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多気筒エンジンでは、シリンダヘッドと排気管との間に、排気マニホルドが介装されている。排気マニホルドは、各気筒の排気ポートに対応して分岐する分岐管（ブランチパイプ）を有し、各分岐管の上流端部にはフランジ部が設けられている。そして、各フランジ部がボルトを介してシリンダヘッドに締結されることにより、排気マニホルドは、シリンダヘッドに連結され、その内部が各気筒の排気ポートに連通される。
【０００３】
ここで、一般に、各フランジ部とシリンダヘッドとの間には、各連結部をシールするためのガスケットが介装されている。このガスケットは、フランジ部及びシリンダヘッドに圧着されることによってシール性を発揮する。従って、ガスケットによる高いシール性を確保するためには、フランジ部の板厚を厚く形成する等してフランジ部の剛性を高く設定し、ボルトによる締結力をガスケットに効率良く伝達する必要がある。
【０００４】
その一方で、フランジ部の剛性を高く設定すると、各分岐管に発生する熱応力が下流側の集合部に集中する。このような熱応力を吸収するため、例えば、特許文献１には、メインパイプの外周面に、軸長方向に間隔を置いて複数の孔部を形成するとともに、これ等の孔部に、一端に折り返し部の形成されるブランチパイプの折り返し部を挿入固定し、さらに、ブランチパイプの他端に、ヘッド側フランジを固定した排気マニホルドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９６２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、排気マニホルドを複数の部品で分割形成し、各部品の接合部に熱応力吸収のための機構を形成することは、構造の複雑化や製造コストの高騰等を招く虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単且つ安価な構成により、各分岐管の熱応力を的確に吸収することができる排気マニホルドの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による排気マニホルドの取付構造は、シリンダヘッドに開口する各気筒の排気ポートに対して、対応する各分岐管の上流端部をそれぞれ連結する排気マニホルドの取付構造であって、前記各分岐管は、前記シリンダヘッドとの締結部が設定されたフランジ部から突出する嵌合筒部と、前記嵌合筒部の外周部に周設された弾性変形可能な環状の突起部と、を上流端部にそれぞれ備え、前記各排気ポートの下流側にそれぞれ形成した嵌合穴部に対して前記嵌合筒部を嵌入し、前記嵌合穴部の内周面に前記突起部を弾性変形させて密着させたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排気マニホルドの取付構造によれば、簡単且つ安価な構成により、各分岐管の熱変形を的確に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの概略構成を示す模式図
【図２】シリンダヘッドに取り付けられた排気マニホルドの背面図
【図３】排気マニホルドの斜視図
【図４】シリンダヘッドと排気マニホルドとの連結部を図１のIV−IV線に沿って示す要部断面図
【図５】排気ポートと分岐管とのシール構造を拡大して示す要部断面図
【図６】排気ポートと分岐管とのシール構造の変形例を示す要部断面図
【図７】排気ポートと分岐管とのシール構造の変形例を示す要部断面図
【図８】排気ポートと分岐管とのシール構造の変形例を示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はエンジンの概略構成を示す模式図、図２はシリンダヘッドに取り付けられた排気マニホルドの背面図、図３は排気マニホルドの斜視図、図４はシリンダヘッドと排気マニホルドとの連結部を図１のIV−IV線に沿って示す要部断面図、図５は排気ポートと分岐管とのシール構造を拡大して示す要部断面図、図６乃至図８は図５の排気ポートと分岐管とのシール構造の変形例を示す要部断面図である。
【００１２】
図１に示すエンジン１は、例えば、シリンダブロック２がクランク軸２ａを中心として左右２つのバンクの気筒群に分割された水平対向型４気筒エンジンを示している。
【００１３】
このエンジン１のシリンダブロック２の左右両バンクには、シリンダヘッド３がそれぞれ設けられている。各シリンダヘッド３とシリンダブロック２との間には各気筒の燃焼室５がそれぞれ形成され、これら燃焼室５には、シリンダヘッド３に開口する吸気ポート６と排気ポート７とがそれぞれ連通されている。
【００１４】
また、シリンダヘッド３の各吸気ポート６には、吸気マニホルド１０が連通され、この吸気マニホルド１０の各気筒の吸気ポート６直上流に、インジェクタ１１が配設されている。
【００１５】
吸気マニホルド１０は、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ１２を介してスロットルチャンバ１３に連通されている。スロットルチャンバ１３には、スロットルアクチュエータ１４によって駆動されるスロットルバルブ１４ａが介装されている。さらに、スロットルチャンバ１３の上流には、吸気管１５を介してエアクリーナ１６が取り付けられ、このエアクリーナ１６に接続されるエアインテーク通路にチャンバ１７が連通されている。
【００１６】
一方、シリンダヘッド３の各排気ポート７には、排気マニホルド２０が連通されている。この排気マニホルド２０には、触媒コンバータ２１を介して排気管２２が連通され、さらに、排気管２２の下流にはマフラ２３が連通されている。
【００１７】
図２，３に示すように、排気マニホルド２０は、例えば、左右各バンクの各気筒にそれぞれ対応する４本の分岐管３０が一体的にモジュール化された分岐管モジュール２５と、この分岐管モジュール２５の下流側集合部に連結されて各分岐管３０を合流させる合流管２６と、を有して構成されている。
【００１８】
分岐管モジュール２５において、各分岐管３０の上流端部は、各バンクの排気ポート７に対応するグループ毎に、それぞれフランジ部３１を介して一体的に連結されている。各フランジ部３１は、シリンダヘッド３との締結部をそれぞれ構成するものであり、これらフランジ部３１の要所には、シリンダヘッド３との締結用のボルト３２を挿通するためのボルト挿通孔３１ａが複数（例えば、３箇所）穿設されている。
【００１９】
また、例えば、図４，５に示すように、各フランジ部３１のシリンダヘッド３との当接面側からは各分岐管３０の一部が突出され、これらの突出部が、排気ポート７と嵌合するための嵌合筒部３３として設定されている。すなわち、シリンダヘッド３に開口する各排気ポート７の下流側には、その開口径を一部拡大することによって嵌合穴部７ａが形成されており、各嵌合筒部３３は、フランジ部３１がシリンダヘッド３との締結位置に当接された際に、対応する排気ポート７の嵌合穴部７ａ内にそれぞれ嵌入される。
【００２０】
さらに、嵌合筒部３３の先端部には、外径が嵌合穴部７ａの内径よりもやや大径に設定された環状の突起部３４が設けられている。ここで、例えば、各突起部３４は、各嵌合筒部３３の先端部を折り返すことによって形成されている。これにより、突起部３４は、所定の外力に対して弾性変形可能となっており、嵌合筒部３３が嵌合穴部７ａに嵌入された際に、嵌合穴部７ａの内周面に対し、弾性変形した状態で密着（圧着）する。
【００２１】
一方、図２，３に示すように、各分岐管３０の下流端部は、例えば、等間隔毎に一列に配列された状態で集合され、この集合部に形成されたフランジ部３５を介して一体的に連結されている。
【００２２】
合流管２６は、例えば、各分岐管３０の下流側を合流する合流管部４１を有して構成されている。この合流管２６の合流管部４１の上流端はフランジ部４２を介して一体的に連結され、このフランジ部４２が、分岐管モジュール２５のフランジ部３５とガスケット（図示せず）を介してフランジ結合されている。これにより、合流管２６は分岐管モジュール２５に接続され、一連の排気マニホルド２０を構成する。また、合流管部４１の下流側には触媒コンバータ２１が連設され、この触媒コンバータ２１を介して、合流管２６は排気管２２に連通されている。
【００２３】
このような実施形態によれば、各分岐管３０の上流端部に設けたフランジ部３１から突出する嵌合筒部３３を設けるとともに、この嵌合筒部３３の外周部に弾性変形可能な環状の突起部３４を周設し、各排気ポート７の下流側にそれぞれ形成した嵌合穴部７ａに対して嵌合筒部３３を嵌入して当該嵌合穴部７ａの内周面に突起部３４を弾性変形させた状態で密着させることにより、フランジ部３１とシリンダヘッド３との間にガスケットを介装することなく、排気ポート７と排気マニホルド２０との間をシールすることができる。これにより、フランジ部３１の板厚を薄く形成して当該部位の剛性を低く設定することができ、その結果、簡単且つ安価な構成により、各分岐管３０の熱変形による応力を的確に吸収することができる。
【００２４】
すなわち、フランジ部３１の板厚を薄く設定することにより、例えば、図２中に矢印で示すように、分岐管３０の上流側にも熱応力に対する変形の自由度を持たせることができ、各分岐管３０の下流側（本実施形態においては、フランジ部３５によって相互に連結された各分岐管３０の下流端部）に過度の熱応力が集中することを的確に防止することができる。従って、熱応力に対応すべく、各分岐管３０の下流側の剛性を過度に高めたり、応力吸収のための特別の機構を各分岐管３０等に設ける等の必要がなく、簡単且つ安価な構成により、各分岐管３０の熱変形による応力を的確に吸収することができる。
【００２５】
ここで、嵌合筒部３３に形成する突起部の形状としては、上述のものに限定されるものではなく、例えば、図６，７に示すように、嵌合筒部３３の中途部をバルジ加工することによって１または２以上の環状の突起部３８を形成することも可能である。さらに、例えば、図８に示すように、折り返しによって形成した突起部３４とバルジ加工によって形成した突起部３８とを併用することも可能である。
【００２６】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の実施形態においては、本発明を水平対向エンジンに適用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の種類の多気筒エンジンに対しても適用が可能であることは勿論である。
【００２７】
また、上述の実施形態においては、排気マニホルドを分岐管モジュールと合流管とで分割形成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらを一体的に形成してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００２８】
１  …  エンジン
２  …  シリンダブロック
２ａ  …  クランク軸
３  …  シリンダヘッド
５  …  燃焼室
６  …  吸気ポート
７  …  排気ポート
７ａ  …  嵌合穴部
１０  …  吸気マニホルド
２０  …  排気マニホルド
２１  …  触媒コンバータ
２２  …  排気管
２３  …  マフラ
２５  …  分岐管モジュール
２６  …  合流管
３０  …  分岐管
３１  …  フランジ部
３１ａ  …  ボルト挿通孔（締結部）
３２  …  ボルト（締結部）
３３  …  嵌合筒部
３４  …  突起部
３５  …  フランジ部
３８  …  突起部
４１  …  合流管部
４２  …  フランジ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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