JP5245968B2 - マニホールド取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、マニホールドをシリンダヘッドに取り付ける構造に関する。

特許文献１には、排気マニホールドのフランジの下部をシリンダヘッドに設けられた受け部にはめ込み、フランジの上部に斜め上方から挿通されるボルトによって、排気マニホールドをシリンダヘッドに取り付ける構造が開示されている。

独国特許出願公開第２０３１９４８６号明細書

特許文献１に記載の排気マニホールドの取付構造においては、ボルトが螺合する雌ねじ部を取付面に対して傾斜させてシリンダヘッドに形成する必要がある。しかしながら、シリンダヘッドにねじ穴加工をする加工装置は取付面に対して垂直に雌ねじ部を形成するものが一般的であり、このような既存の加工装置では雌ねじ部を傾斜させてシリンダヘッドに形成するために装置の改良を行わなければならないという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、シリンダヘッド加工性の悪化を抑制しつつ、シリンダヘッドとマニホールドとの密着性を確保できるマニホールド取付構造を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、ボルト（５１）をシリンダヘッド（１０）の雌ねじ部（１３）に螺合させることでマニホールド（２０）をシリンダヘッド（１０）に取り付けるマニホールド取付構造において、マニホールド（２０）の上流端に形成されるフランジ（２１）と、フランジ（２１）の一端に設けられ、一端側に近づくほどフランジ厚さが薄くなるように傾斜する第１テーパ部（２２）と、フランジ（２１）の他端に設けられ、他端側に近づくほどフランジ厚さが薄くなるように傾斜する第２テーパ部（２３）と、第１テーパ部（２２）に当接する第１当接部（４１）が形成され、フランジ（２１）とボルト（５１）のボルトヘッドとの間に配置されるアダプタ（４０）と、第２テーパ部（２３）に当接する第２当接部（３１）が形成され、シリンダヘッド（１０）に設置される受け部（３０）と、第１テーパ部（２２）が設けられる位置のフランジ（２１）に形成され、ボルト（５１）を挿通する第１ボルト挿通孔（２４）と、第１当接部（４１）が設けられる位置のアダプタ（４０）に形成され、ボルト（５１）を挿通する第２ボルト挿通孔（４２）と、を備え、マニホールド（２０）が取り付けられるシリンダヘッド（１０）の取付面（１２Ａ）に対して直交する方向からボルト（５１）をシリンダヘッド（１０）の雌ねじ部（１３）に螺合させ、アダプタ（４０）及び受け部（３０）を介してフランジ（２１）をシリンダヘッド（１０）に密着させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、第１当接部を備えるアダプタを介してボルトによってマニホールドをシリンダヘッドに取り付けるので、取付面に対して直交する方向からボルトをシリンダヘッドの雌ねじ部に螺合させることができる。したがって、既存の加工装置によってシリンダヘッドのねじ穴加工ができ、シリンダヘッド加工性の悪化を抑制することができる。

また、フランジの第２テーパ部を受け部の第２当接部に当接させ、フランジの第１テーパ部とアダプタの第１当接部とを当接させた状態で、ボルトをシリンダヘッドの雌ねじ部に螺合させるので、ボルトの締付力によってフランジをシリンダヘッドに押し付けることができ、シリンダヘッドとマニホールドとの密着性を確保することができる。

車両用のエンジンの排気系の概略構成図である。 エンジンの排気系の斜視図である。 排気マニホールドとシリンダヘッドとの密着性について説明する図面である。

以下、図１から図３を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両用のエンジン１００の排気系の概略構成図である。図２は、エンジン１００の排気系の斜視図である。

図１に示すように、エンジン１００は、シリンダヘッド１０と排気マニホールド２０とを備える。

シリンダヘッド１０には、エンジン１００の気筒毎に排気ポート１１が形成される。シリンダヘッド１０の排気ポート１１側の側部１２に設けられる取付面１２Ａに、排気マニホールド２０の上流端が接続する。排気マニホールド２０は、受け部３０とアダプタ４０とボルト５１とによってシリンダヘッド１０に取り付けられる。シリンダヘッド１０の側部１２には、排気マニホールド２０を固定するボルト５１及び受け部３０を固定するボルト５２が螺合する雌ねじ部１３、１４が形成される。これら雌ねじ部１３、１４は、取付面１２Ａに対して直交する方向（以下「直交方向」という）に形成される。

排気マニホールド２０は、各排気ポート１１からの排気を集合して下流側に流す排気管である。

排気マニホールド２０の上流端には、板状のフランジ２１が形成される。フランジ２１は、第１テーパ部２２と、第２テーパ部２３と、挿通孔２４とを備える。

第１テーパ部２２は、フランジ２１の上端外側に傾斜面として形成される。第１テーパ部２２は、フランジ２１の上端に近づくほどフランジ厚さが薄くなり、上端位置におけるフランジ厚さが最薄となるように形成される。

第１テーパ部２２が形成される位置のフランジ２１には、ボルト５１を挿通する挿通孔２４が形成される。挿通孔２４は、気筒配列方向と同方向であるフランジ幅方向に複数設けられる。

第２テーパ部２３は、フランジ２１の下端外側に傾斜面として形成される。第２テーパ部２３は、フランジ２１の下端に近づくほどフランジ厚さが薄くなり、下端位置におけるフランジ厚さが最薄となるように形成される。

受け部３０は、排気マニホールド２０の下側において、ボルト５２によってシリンダヘッド１０の側部１２に固定される。受け部３０は、排気マニホールド２０のフランジ２１の下端側を支持する部材であって、排気マニホールド２０の第２テーパ部２３と当接する当接部３１と、シリンダヘッド１０の雌ねじ部１４に螺合するボルト５２を挿通する挿通孔３２とを備える。

当接部３１は、受け部３０がシリンダヘッド１０に固定された状態において、第２テーパ部２３と面接触する傾斜面として形成される。

図２に示すように、受け部３０はフランジ幅方向に複数、より具体的には３つ配置される。なお、受け部３０の設置個数はこれに限定されるもではなく、受け部３０を気筒配列方向に延設して１つの受け部として構成するようにしてもよい。

アダプタ４０は、図２に示すようにフランジ幅方向に延設される棒状の部材であって、図１に示すように排気マニホールド２０のフランジ２１とボルト５１のボルトヘッドとの間に配置される。アダプタ４０は、排気マニホールド２０の第１テーパ部２２と当接する当接部４１と、シリンダヘッド１０の雌ねじ部１３に螺合するボルト５１を挿通する挿通孔４２とを備える。

当接部４１は、第１テーパ部２２と面接触する傾斜面として形成される。

挿通孔４２は、当接部４１が形成される位置において、ボルト５１を挿通するように形成される。挿通孔４２は、フランジ幅方向に複数設けられる。

図１に示すように、排気マニホールド２０は、フランジ２１をシリンダヘッド１０の取付面１２Ａに合わせた状態で、フランジ２１の第２テーパ部２３が受け部３０の当接部３１に当接するように受け部３０上に載置される。そして、フランジ２１の第１テーパ部２２とアダプタ４０の当接部４１とを当接させ、ボルト５１を直交方向から挿通孔４２、２４に挿入してシリンダヘッド１０の雌ねじ部１３に螺合させる。このようにボルト５１によってアダプタ４０を介してフランジ２１の上端側をシリンダヘッド１０に固定することで、排気マニホールド２０をシリンダヘッド１０に取り付ける。

次に図３を参照して、排気マニホールド２０とシリンダヘッド１０との密着性について説明する。

直交方向からボルト５１をシリンダヘッド１０の雌ねじ部１３に螺合させると、ボルト５１の絞付力が発生する。アダプタ４０は当接部４１を備え、フランジ２１は当接部４１に面接触する第１テーパ部２２を備えるので、フランジ２１の第１テーパ部２２におけるボルト５１の締付力は、ベクトルＦ１に示すように斜め下方向に発生する。この締付力は、フランジ２１の上端側をシリンダヘッド１０に押し付けるように作用するとともに、フランジ２１全体を押し下げるように作用する。

フランジ２１の下端側は、シリンダヘッド１０に固定された受け部３０によって排気マニホールド２０下側から支持されているので、フランジ２１が押し下げられると、フランジ２１の第２テーパ部２３には反力が発生する。受け部３０は当接部３１を備え、フランジ２１は当接部３１に面接触する第２テーパ部２３を備えるので、第２テーパ部２３における反力は、ベクトルＦ２に示すように斜め上方向に発生する。この反力は、フランジ２１の下端側をシリンダヘッド１０に押し付けるように作用するとともに、フランジ２１全体を押し上げるように作用する。

このようにボルト５１の締付力によってフランジ２１の上端側及び下端側をシリンダヘッド１０に押し付けるので、シリンダヘッド１０と排気マニホールド２０の密着性を確保することができる。

以上により、本実施形態のマニホールド取付構造では、下記の効果を得ることができる。

排気マニホールド２０は、フランジ２１の第１テーパ部２２に当接する当接部４１を備えるアダプタ４０を介して、ボルト５１によってシリンダヘッドに取り付けられる。そのため、直交方向からボルト５１をシリンダヘッド１０の雌ねじ部１３に螺合させることが可能となる。これにより、既存の加工装置によってシリンダヘッド１０のねじ穴加工ができ、シリンダヘッド加工性の悪化を抑制することができる。

また、フランジ２１の第２テーパ部２３を受け部３０の当接部に３２に当接させ、フランジ２１の第１テーパ部２２とアダプタ４０の当接部４１とを当接させた状態で、ボルト５１をシリンダヘッド１０の雌ねじ部１３に螺合させるので、ボルト５１の締付力によってフランジ２１の上端側及び下端側をシリンダヘッド１０に押し付けることができ、シリンダヘッド１０と排気マニホールド２０との密着性を確保することができる。

アダプタ４０はフランジ幅方向に延設された棒状部材として構成され、排気マニホールド２０の上端側をフランジ幅方向に亘って押さえるので、アダプタ４０を受け部３０のようにフランジ幅方向に複数個設ける場合と比較して、第１テーパ部２２と接触する面積を広げることができる。これによりシリンダヘッド１０と排気マニホールド２０との密着性を高めることができ、熱劣化に起因するフランジ２１の上端部における口開きを抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本実施形態は排気マニホールド２０をシリンダヘッド１０に取り付ける場合について説明したが、本発明の思想は吸気マニホールドをシリンダヘッド１０に取り付ける場合にも適用することが可能である。

１００ エンジン
１０ シリンダヘッド
１１ 排気ポート
１２Ａ 取付面
１３ 雌ねじ部
２０ 排気マニホールド
２１ フランジ
２２ 第１テーパ部
２３ 第２テーパ部
２４ 挿通孔（第１ボルト挿通孔）
３０ 受け部
３１ 当接部（第２当接部）
３２ 挿通孔
４０ アダプタ
４１ 当接部（第１当節部）
４２ 挿通孔（第２ボルト挿通孔）
５１ ボルト

Claims (3)

1. ボルトをシリンダヘッドの雌ねじ部に螺合させることでマニホールドをシリンダヘッドに取り付けるマニホールド取付構造において、
   前記マニホールドの上流端に形成されるフランジと、
   前記フランジの一端に設けられ、一端側に近づくほどフランジ厚さが薄くなるように傾斜する第１テーパ部と、
   前記フランジの他端に設けられ、他端側に近づくほどフランジ厚さが薄くなるように傾斜する第２テーパ部と、
   前記第１テーパ部に当接する第１当接部が形成され、前記フランジと前記ボルトのボルトヘッドとの間に配置されるアダプタと、
   前記第２テーパ部に当接する第２当接部が形成され、前記シリンダヘッドに設置される受け部と、
   前記第１テーパ部が設けられる位置の前記フランジに形成され、前記ボルトを挿通する第１ボルト挿通孔と、
   前記第１当接部が設けられる位置の前記アダプタに形成され、前記ボルトを挿通する第２ボルト挿通孔と、を備え、
   前記マニホールドが取り付けられる前記シリンダヘッドの取付面に対して直交する方向から前記ボルトを前記シリンダヘッドの雌ねじ部に螺合させ、前記アダプタ及び前記受け部を介して前記フランジを前記シリンダヘッドに密着させる、
   ことを特徴とするマニホールド取付構造。
2. 前記アダプタは、前記フランジの幅方向に亘って延設される棒状部材である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマニホールド取付構造。
3. 前記マニホールドは、排気マニホールドである、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマニホールド取付構造。

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