JP2560955Y2 - 内燃機関の排気マニホールド取付構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は、エンジンの各気筒から排出される排気ガス
を１本にまとめてエキゾーストパイプに放出する内燃機
関の排気マニホールド取付構造に関する。

〔従来の技術〕

第１図に示すように、排気マニホールド１には複数個
のブランチ２の開口端に夫々フランジ部３が設けられて
おり、この各フランジ部３にスタッドボルト４のボルト
挿入孔５を形成した構成からなっている。

そして、従来のこの排気マニホールド１の取付構造と
しては、第３図に示すように、一個のブランチ２のフラ
ンジ部３に形成した２つのボルト挿入孔5,5間のピッチP
1及び隣り合う各ブランチ2,2のフランジ部３に形成した
ボルト挿入孔5,5間のピッチP2は、排気マニホールド１
を装着するエンジンの各シリンダ側に形成されたスタッ
ドボルト４の取付穴（図示せず）のピッチと夫々同一に
設定されており、各ボルト挿入孔５に挿通したスタッド
ボルト４によりシリンダヘッド６に固着していた。

また、第４図及び第５図に示すように、シリンダヘッ
ド６の排気ポート開口部の周囲に凹部７を形成し、該凹
部７にその内周と所定の間隙d1を有して排気マニホール
ド１の各ブランチ２のフランジ部３をスタッドボルト４
で固着し、且つスタッドボルト４とフランジ部３のボル
ト挿通孔５との間に、前記所定の間隙d1と同方向にこれ
よりも大きい間隙d2を設けた構造のものである（実開昭
57-164209号公報参照）。

さらに、第６図に示すものは、シリンダヘッド６の同
一側面に開口している吸気ポートに吸気マニホールド８
のブランチ９を対応させ、また排気ポートに排気マニホ
ールド１のブランチ２を対応させて、夫々前記ブランチ
2,9の開口端面に形成したフランジ部3,10の円弧状部3A,
10Aによって形成されたボルト挿入孔11にスタッドボル
ト４を挿入して固定し、該スタッドボルト４とフランジ
部3,10の円弧状部3A,10Aによって形成されたボルト挿入
孔11との間には、排気マニホールド１の熱変形よる取付
面の移動を許容する間隙d3を形成するとゝもに、相隣合
う吸気マニホールド８のフランジ部10と排気マニホール
ド１のフランジ部３との最小間隙d4を前記間隙d3より小
さく設定した構造のものである（特開昭57-126553号公
報参照）。

〔考案が解決しようとする課題〕

而して、排気マニホールドは、エンジン運転中のヒー
トサイクルにより長手方向において全長の約１％程度収
縮するが、第３図に示す従来例のものでは、ブランチ２
のフランジ部３に形成したボルト挿入孔5,5間のピッチP
1及び各フランジ部３の隣り合うフランジ部３に形成し
たボルト挿入孔5,5間のピッチP2が、シリンダヘッド６
側に形成されたスタッドボルト４の取付孔のピッチと同
一に設定されているので、スタッドボルト４とフランジ
部３のボルト挿入孔５とが干渉し、スタッドボルト４と
フランジ部３に拘束力が加わって、フランジ部３に亀裂
が生じたり或いはスタッドボルト４が切断するといった
問題点が発生する。

これに対し、第４図及び第５図に示す従来例では、排
気ポート開口部に形成した凹部７とブランチ２のフラン
ジ部３との間隙d1及びスタッドボルト４とフランジ部３
のボルト挿通孔５との間隙d2により、また第６図の従来
例では、スタッドボルト４と排気マニホールド１のフラ
ンジ部３の円弧状部3Aとの間隙d3及び隣り合う吸気マニ
ホールド８のフランジ部10との間隙d4により夫々熱変形
応力を吸収して、前記第３図に示す従来例の問題点を補
っている。

しかし、上記の第４図乃至第６図の従来例ではいずれ
も、排気マニホールド１にはこれをシリンダヘッド６に
固定する際の固定基準がなく、間隙d1乃至d4は上記の固
定基準から設定されたものではない。従って、各フラン
ジ部３は方向性がなく各別に熱変形するので、間隙d1乃
至d4で吸収できるところとできないところが生じ、全て
のブランチについてスタッドボルトとの干渉を回避する
ことができないといった問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記のような従来の諸問題点を解決するた
めに成されたもので、装着時に基準孔に挿入したスタッ
ドボルトで締結することにより、シリンダヘッドの各排
気ブランチと排気マニホールドの各排気ポートとが夫々
対応して位置決めがなされるとゝもに、排気マニホール
ドの熱収縮応力を確実に吸収することができる取付構造
を提供するのが目的であり、その要旨は、内燃機関のシ
リンダヘッドに、排気マニホールドをその中央に位置す
るブランチのフランジ部に形成したスタッドボルトの外
径とほゞ等しい一個の位置決め用の基準孔と、該基準孔
の左右端部方向に配設した各ブランチのフランジ部に形
成したスタッドボルトの外径より大径のボルト挿入孔に
夫々嵌めたスタッドボルトで締結してなり、前記基準孔
より左側及び右側に位置する各ボルト挿入孔では、前記
基準孔の中心から各ボルト挿入孔の中心までの距離に比
例する大きさの間隙が各スタッドボルトの左側及び右側
に夫々設けられて締結する構成としたことを特徴とする
内燃機関の排気マニホールド取付構造にある。

〔考案の実施の形態〕

以下、本考案を第１図および第２図に示す実施例によ
り詳細に説明するに、図において、１は排気マニホール
ドで、エンジンの各シリンダの吸気ポートに対応した複
数本のブランチ２が設けられており、この各ブランチ２
のフランジ部３にはスタッドボルト４のボルト挿入孔５
が形成されている。5Aは前記排気マニホールド１をエン
ジンのシリンダヘッドに装着する際の位置決め用の基準
孔で、排気マニホールド１の中央に位置するブランチ２
のフランジ部３に一個形成されており、前記スタッドボ
ルト４とほゞ同大径に形成した前記位置決め用の基準孔
5Aに挿入したスタッドボルト４によりシリンダヘッドに
固着される。

そして、前記基準孔5Aを除く他の各フランジ部３のボ
ルト挿入孔５は夫々スタッドボルト４の外径より大径に
形成されており、各スタッドボルト４の外周面とボルト
挿入孔５の内周面との間にはほゞ全周的な間隙が形成さ
れている。そして、ボルト挿入孔５が前記基準孔5Aより
左側に位置するものにあっては左端部側に、基準孔5Aよ
り右側に位置するものにあっては右端側に夫々間隙ａが
形成されており、この間隙ａは、基準孔5Aから排気マニ
ホールド１の左右端部方向（長手方向）において、前記
基準孔5Aの中心からフランジ部３のボルト挿入孔５の中
心までの距離Ｌに比例するように形成されており、実施
例では、a/L≒0.01となるように夫々設定されている。

そこで、前記排気マニホールド１は、その中央に位置
する基準孔5Aに挿入したスタッドボルト４によりエンジ
ンのシリンダヘッドに締結することにより、排気マニホ
ールド１の各ブランチ２とシリンダヘッドに形成した各
排気ポートとが夫々対応して位置決めがなされる。而し
て、エンジンの運転により排気マニホールド１に熱負荷
がかかってその長手方向に熱膨張し、前記基準孔5Aより
左右端部方向に位置する各ブランチ２のフランジ部３、
たとえば右端側にあっては、第２図（イ）に示す初期位
置から各スタッドボルト４の外周面とボルト挿入孔５の
内周面との間の極限られた間隙だけ右方向へ移動し、そ
れ以上の移動はスタッドボルト４とフランジ部３のボル
ト挿入孔５とが干渉して阻止される。この場合、排気マ
ニホールド１は高熱化により材料硬度が低くなっている
ので、スタッドボルト４による締め付け力で熱膨張の大
半を押さえ付けることができるとゝもに、スタッドボル
ト４の外周面とボルト挿入孔５の内周面との干渉力も弱
くなるので、熱膨張が拘束されることによってフランジ
部３に亀裂が生じたり、スタッドボルト４が切断すると
いった現象は発生しない。

そして、エンジン運転中のヒートサイクルにより、排
気マニホールド１には熱膨張が拘束されることによる熱
クリープ現象が発生し、排気マニホールド１は収縮す
る。特に、この熱クリープのため、逆に低温時（エンジ
ン停止時等）には第２図（イ）に示す初期位置よりさら
に左方向に収縮する現象がみられる。また、排気マニホ
ールド１は低温化により材料硬度が高くなっているの
で、スタッドボルト４による締め付け力で排気マニホー
ルド１の収縮を押さえ付けることができない。然るに、
本考案では、第２図（イ）に示すように、排気マニホー
ルド１の基準孔5Aより右側にあっては、前記のようにス
タッドボルト４の外周面とボルト挿入孔５の内周面との
間の右側（収縮方向側）に間隙ａが形成されているの
で、排気マニホールドに発生する前記熱クリープ現象に
よっても前記間隙ａの範囲で左方向に移動して第２図
（ロ）に示す状態となるので、スタッドボルト４とボル
ト挿入孔５とは干渉することがなく、熱変形応力を確実
に吸収することができる。特に、左右両端部におけるブ
ランチ２のフランジ部３は最も大きく収縮することにな
るが、そのボルト挿入孔５とスタッドボルト４との基準
孔5Aと反対側の間隙ａは、基準孔5Aの中心から各ボルト
挿入孔５の中心までの距離Ｌに比例して大きく形成され
ているため、スタッドボルト４の外周面とボルト挿入孔
５の内周面とは殆ど干渉することがなく、排気マニホー
ルド１の収縮時の熱変形応力を確実に吸収することがで
きる。

〔考案の効果〕

本考案に係る内燃機関の排気マニホールド取付構造
は、上記のように、内燃機関のシリンダヘッドに、排気
マニホールドをその中央に位置するブランチのフランジ
部に形成したスタッドボルトの外径とほゞ等しい一個の
位置決め用の基準孔と、該基準孔の左右端部方向に配設
した各ブランチのフランジ部に形成したスタッドボルト
の外径より大径のボルト挿入孔に夫々嵌めたスタッドボ
ルトで締結してなり、前記位置決め用の基準孔で締結す
ることにより、該基準孔より左側及び右側に位置する各
ボルト挿入孔では、前記基準孔の中心から各ボルト挿入
孔の中心までの距離に比例する大きさの間隙が各スタッ
ドボルトの左側及び右側に夫々設けられて締結される構
成であるから、排気マニホールドの装着時に、前記基準
孔に挿通したスタッドボルトで締結することにより、該
基準孔より左側及び右側に位置する各ボルト挿入孔で
は、その内周面と各スタッドボルトの外周面との左側及
び右側に夫々前記設定通りの間隙をおいた状態に位置決
めがなされることになる。したがって、基準孔に挿通し
たスタッドボルトで締結すれば排気マニホールドの取付
位置が自動的にセットされることになり、取付け作業が
容易である。また、排気マニホールドの熱収縮は、前記
基準孔と反対側に設けた前記間隙の部分で吸収されるた
め、各スタッドボルトとボルト挿入孔とは干渉すること
がない。したがって、排気マニホールドの耐久性及び取
付構造の強度が向上するとゝもに、ボルト挿入孔の大き
さを必要以上に大きく形成することがないので、各ブラ
ンチに設けたフランジ部の構造強度が劣化することがな
い、といった諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る取付構造を適用した排気マニホー
ルドを示す正面図、第２図（イ）（ロ）は同マニホール
ドの要部を示す作用説明図、第３図は従来の排気マニホ
ールド取付構造の要部を示す正面図、第４図は他の従来
の排気マニホールド取付構造の要部を示す正面図、第５
図は第４図のII-II線拡大断面図、第６図は更に他の従
来の排気マニホールド取付構造の要部を示す正面図であ
る。 １……排気マニホールド、２……ブランチ、３……フラ
ンジ部、４……スタッドボルト、4A……スタッドボル
ト、５……ボルト挿入孔、5A……基準孔、ａ……間隙。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のシリンダヘッドに、排気マニホ
   ールドをその中央に位置するブランチのフランジ部に形
   成したスタッドボルトの外径とほゞ等しい一個の位置決
   め用の基準孔と、該基準孔の左右端部方向に配設した各
   ブランチのフランジ部に形成したスタッドボルトの外径
   より大径のボルト挿入孔に夫々嵌めたスタッドボルトで
   締結してなり、前記位置決め用の基準孔で締結すること
   により、該基準孔より左側及び右側に位置する各ボルト
   挿入孔では、前記基準孔の中心から各ボルト挿入孔の中
   心までの距離に比例する大きさの間隙が各スタッドボル
   トの左側及び右側に夫々設けられて締結される構成とし
   たことを特徴とする内燃機関の排気マニホールド取付構
   造。