JPH04295126A - 排気マニホルドのクランプ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンから排出さ
れる排気ガスをマフラ等へ導く排気マニホルドに係り、
詳しくはその排気マニホルドにおける管路連結のための
クランプ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば実開
昭６０−１０８７１４号公報に開示された取付け構造が
知られている。この従来公報の技術では、排気マニホル
ドのフランジ部に、クランプを用いてマニホルドコンバ
ータのフランジ部を取り付ける構造が開示されている。 図８に示すように、そのクランプ２１は２分割されたリ
ング状をなし、その断面は排気マニホルド２２とマニホ
ルドコンバータ２３の各フランジ部２２ａ，２３ａのク
ランプ取付け面に対応した略コ字状の内面形状となって
いる。そして、その２分割されたクランプ２１の両端締
付け部２１ａをボルト２４とナット２５で締め付けるこ
とにより、各フランジ部２２ａ，２３ａを連結するよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来公
報の技術では、排気マニホルド２２及びマニホルドコン
バータ２３に高温の排気ガスが流れることから、各フラ
ンジ部２２ａ，２３ａやクランプ２１に熱膨張が生じ、
クランプ２１にはその外周方向の応力が生じる。そして
、その応力によりクランプ２１の両締付け部２１ａが変
形することにより、その変形力がボルト２４にも作用し
て、ボルト２４が折れ曲がるおそれがあった。その場合
には、クランプ２１による締付け機能が低下し、各フラ
ンジ部２２ａ，２３ａとの合わせ面のシール性が悪化す
るおそれもあった。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、熱膨張による応力変形を抑
えて耐久性、信頼性を向上させることが可能な排気マニ
ホルドのクランプ構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、排気マニホルドのフランジ
部と別の管路とをクランプにより連結する構造であって
、そのクランプは２分割されたクランプ片によりほぼリ
ング状に形成され、各クランプ片の断面はフランジ部の
取付け面に対応した凹状をなし、各クランプ片の両端締
付け部にはボルト穴がそれぞれ形成され、そのボルト穴
にボルトを装着してナットで締め付けるようにした排気
マニホルドのクランプ構造において、両クランプ片の両
合わせ面の一方に凹部を設けると共にその他方に凹部に
嵌合可能な突起を設け、それら凹部及び突起の嵌合状態
で各クランプ片に熱膨張が生じたとき、ボルトとボルト
穴とが圧接するよりも先に凹部と突起とが圧接するよう
に寸法を設定している。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、排気マニホルドのフラン
ジ部と別の管路とがクランプにより連結された状態で、
排気マニホルドに高温の排気ガスが流れると、それらの
部材の熱膨張により各クランプ片にその外周方向の応力
が生じる。しかし、各クランプ片の合わせ面でボルトと
ボルト穴とが圧接するよりも先に凹部と突起とが圧接す
るようになっているので、各クランプ片に生じる応力は
凹部と突起との間で作用し合って、締付け部やボルトに
は伝わり難くなる。よって、締付け部やボルトの変形が
抑えられる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の排気マニホルドのクランプ
構造を具体化した一実施例を図１〜図６に基づいて詳細
に説明する。図５は自動車に搭載された直列６気筒の過
給機付ガソリンエンジンシステムに適用された排気マニ
ホルド１を示す平面図である。この排気マニホルド１は
、エンジン２の各気筒＃１〜＃６から排出される排気ガ
スを過給機へ導くものであり、互いに排気干渉を伴わな
い気筒群＃１〜＃３と、同じく排気干渉を伴わない気筒
群＃４〜＃６との二つに集合されている。即ち、排気マ
ニホルド１は主排気集合部３と副排気集合部４とを備え
、それら両排気集合部３，４が連通路５によって互いに
連通されている。

【０００８】この実施例において、過給機は図示しない
主及び副の二つのターボチャージャにより、いわゆる「
２ステージツインターボシステム」として構成されてい
る。主ターボチャージャはエンジン２の低吸入空気量域
から高吸入空気量域まで作動され、副ターボチャージャ
はエンジン２の低吸入空気量域で停止され、高吸入空気
量域のみで作動されるようになっている。主ターボチャ
ージャのタービンは主排気集合部３に連通され、副ター
ボチャージャのタービンは副排気集合部４に連通されて
いる。そして、主ターボチャージャのみが作動されると
きには、一方の気筒群＃１〜＃３からの排気ガスが主排
気集合部３を通じて主ターボチャージャへ流れ、他方の
気筒群＃４〜＃６からの排気ガスは副排気集合部４から
連通路５を通じて主排気集合部３に至り、主ターボチャ
ージャへと流れる。又、主・副両ターボチャージャが作
動されるときには、一方の気筒群＃１〜＃３からの排気
ガスは主排気集合部３を通って主ターボチャージャへ流
れ、他方の気筒群＃４〜＃６からの排気ガスは副排気集
合部４を通って副ターボチャージャへと流れるようにな
っている。

【０００９】連通路５の途中は、主排気集合部３と副排
気集合部４とに分離されており、その分離部分が可撓性
を有する連結手段６により連結されている。図５，６に
示すように、この連結手段６はインナパイプ７、フレキ
シブルパイプ８及び左右一対のクランプ９から構成され
ている。そして、各排気集合部３，４のフランジ部３ａ
，４ａとフレキシブルパイプ８の端部８ａとが各クラン
プ９により連結されている。ここで、フレキシブルパイ
プ８は、排気ガスの高熱によって生じる各排気集合部３
，４の熱膨張を吸収するために設けられている。フレキ
シブルパイプ８は耐食性及び耐熱性に優れたステンレス
鋼製の薄板材を蛇腹状に成形することにより得られたも
のであり、弾性変形可能になっている。

【００１０】次に、上記の連結手段６におけるクランプ
構造について説明する。図１に示すように、クランプ９
は２分割されたクランプ片１０，１１によりほぼリング
状に形成されている。図２（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ
），（Ｂ）に示すように、各クランプ片１０，１１の両
端には、その半径方向へ延びる締付け部１０ａ，１１ａ
が形成されている。又、各締付け部１０ａ，１１ａには
締付け用のボルト１２を装着するためのボルト穴１３，
１４がそれぞれ形成されている。そして、このクランプ
９は、各ボルト穴１３，１４にボルト１２を装着してナ
ット１５で締め付けられるようになっいる。更に、各ク
ランプ片１０，１１の内周面には、図６に断面で示すよ
うに、前記フランジ部３ａ，４ａの取付け面に対応した
凹状をなす内周溝１０ｂ，１１ｂが形成されている。

【００１１】両クランプ片１０，１１の両合わせ面１０
ｃ，１１ｃのうち、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、
一方のクランプ片１０の各合わせ面１０ｃには、ボルト
穴１３よりも内側寄り位置にて、そのクランプ片１０の
肉厚方向へ延びる凹部としての一対の凹溝１６が形成さ
れている。又、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、他方
のクランプ片１１の各合わせ面１１ｃには、同じくボル
ト穴１４よりも内側寄り位置にて、そのクランプ片１１
の肉厚方向へ延びると共に、前記各凹溝１６に嵌合可能
な突起としての一対の突条１７が形成されている。

【００１２】そして、図１に示すように、両クランプ片
１０，１１がボルト１２及びナット１５により締め付け
られた状態において、図４に示すように、凹溝１６と突
条１７の先端との間のクリアランスＣ１は、各クランプ
片１０，１１の合わせ面１０ｃ，１１ｃの間のクリアラ
ンスＣ２よりも大きく設定されている。このクリアラン
スＣ１，Ｃ２の関係は、両クランプ片１０，１１の締め
付け完了以前に突条１７の先端が凹溝１６に当たらない
ようにするためである。

【００１３】又、この場合、凹溝１６と突条１７との嵌
合状態で各クランプ片１０，１１に熱膨張が生じた場合
には、各クランプ片１０，１１にその外周方向の応力が
生じて各締付け部１０ａ，１１ａに変形のおそれがある
。そこで、この実施例のクランプ９では、各クランプ片
１０，１１に熱膨張が生じた場合に、各ボルト１２と各
ボルト穴１３，１４とが圧接するよりも先に凹溝１６と
突条１７とが圧接するように、それらの寸法が設定され
ている。具体的には、凹溝１６と突条１７とを摺接状態
で嵌合可能に設定すると共に、その嵌合状態において、
ボルト穴１３，１４の内周面とボルト１２の外周面との
間にある程度のクリアランスが設定されている。

【００１４】従って、エンジン２の運転中に、排気マニ
ホルド１の連通路５を高温の排気ガスが流れて、各排気
集合部３，４のフランジ部３ａ，４ａやクランプ９に熱
膨張が生じると、その熱膨張により各クランプ片１０，
１１にその外周方向の応力が生じる。しかし、この実施
例のクランプ９では、各ボルト１２と各ボルト穴１３，
１４とが圧接するよりも先に凹溝１６と突条１７とが圧
接するようになっているので、その熱膨張による応力は
凹溝１６と突条１７との間で作用し合って、ボルト１２
や各締付け部１０ａ，１１ａには伝わり難くなる。

【００１５】これにより、各締付け部１０ａ，１１ａの
変形を防止することができ、延いてはボルト１２の折れ
曲がりを防止することができ、クランプ９としての耐久
性及び信頼性を向上させることができる。即ち、排気ガ
スの高熱にさらされた排気マニホルド１において、耐久
性と信頼性に優れたクランプ構造を提供することができ
る。又、上記のようにボルト１２や各締付け部１０ａ，
１１ａの変形を防止できることから、クランプ９による
締付け機能を確保することができ、各フランジ部３ａ，
４ａとフレキシブルパイプ８との合わせ面のシール性を
維持、確保することができる。

【００１６】しかも、この実施例のクランプ９では、凹
溝１６及び突条１７がボルト穴１３，１４よりも内側寄
りに形成されているので、凹溝１６と突条１７との間で
作用し変形力を相対的に小さくすることができる。よっ
て、凹溝１６の幅や突条１７の肉厚を相対的に小さく設
定することができ、クランプ９の大型化を防止すること
もできる。

【００１７】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、各クランプ片１０，１１の締付
け部１０ａ，１１ａに形成された凹溝１６及び突条１７
を、ボルト穴１３，１４よりも内側寄り位置に配置した
が、図７に示すように、各締付け部１０ａ，１１ａをよ
り長めに形成して、凹溝１６及び突条１７を、その締付
け部１０ａ，１１ａにおいてボルト穴１３，１４よりも
外側寄り位置に配置してもよい。

【００１８】（２）前記実施例では、一方のクランプ片
１０の両合わせ面１０ｃに同じ凹溝１６を形成し、他方
のクランプ片１１の両合わせ面１１ｃに同じ突条１７を
形成したが、一方のクランプ片の各合わせ面に凹溝、突
条を別々に形成し、他方のクランプ片の各合わせ面に突
条、凹溝を別々に形成してもよい。 （３）前記実施例では、各クランプ片１０，１１に突起
としての突条１７と凹部としての凹溝１６とを形成した
が、突条を丸ピン状や平ピン状の突起に変え、それに対
応した凹部を形成してもよい。要するに、突起と凹部と
が凹凸の関係で嵌合するものであればよい。

【００１９】（４）前記実施例では、排気マニホルド１
の連通路５におけるクランプ構造に具体化したが、単に
排気マニホルドの出口側とマニホルドコンバータ等の別
の管路とのクランプ構造に具体化することもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、２分割された両クランプ片の両合わせ面の一方に凹部
を設けると共にその他方に凹部に嵌合可能な突起を設け
、それら凹部及び突起の嵌合状態で各クランプ片に熱膨
張が生じたとき、ボルトとボルト穴とが圧接するよりも
先に凹部と突起とが圧接するように寸法を設定している
ので、凹部と突起との間で熱膨張による応力変形を抑え
ることができ、耐久性と信頼性を向上させることができ
るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例におけるクラン
プ構造を示す正面図である。

【図２】（Ａ）は一実施例においてクランプを構成する
一方のクランプ片を示す部分破断正面図、（Ｂ）は同じ
く一方のクランプ片を示す側面図である。

【図３】（Ａ）は一実施例においてクランプを構成する
他方のクランプ片を示す部分破断正面図、（Ｂ）は同じ
く他方のクランプ片を示す側面図である。

【図４】一実施例において凹溝と突条との嵌合状態を示
す部分拡大断面図である。

【図５】一実施例において直列６気筒の過給機付ガソリ
ンエンジンシステムに適用された排気マニホルドを示す
平面図である。

【図６】一実施例においてクランプの締付け状態を示す
部分拡大断面図である。

【図７】この発明を具体化した別の実施例のクランプ構
造を示す正面図である。

【図８】従来例におけるクランプ構造を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１…排気マニホルド ３ａ，４ａ…フランジ部 ８…別の管路としてのフレキシブルパイプ９…クランプ １０，１１…クランプ片 １０ａ，１１ａ…締付け部 １０ｃ，１１ｃ…合わせ面 １２…ボルト １３，１４…ボルト穴 １５…ナット １６…凹部としての凹溝 １７…突起としての突条

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　排気マニホルドのフランジ部と別の管
   路とをクランプにより連結する構造であって、前記クラ
   ンプは２分割されたクランプ片によりほぼリング状に形
   成され、前記各クランプ片の断面は前記フランジ部の取
   付け面に対応した凹状をなし、各クランプ片の両端締付
   け部にはボルト穴がそれぞれ形成され、そのボルト穴に
   ボルトを装着してナットで締め付けるようにした排気マ
   ニホルドのクランプ構造において、前記両クランプ片の
   両合わせ面の一方に凹部を設けると共にその他方に前記
   凹部に嵌合可能な突起を設け、それら凹部及び突起の嵌
   合状態で各クランプ片に熱膨張が生じたとき、前記ボル
   トと前記ボルト穴とが圧接するよりも先に前記凹部と前
   記突起とが圧接するように寸法を設定したことを特徴と
   する排気マニホルドのクランプ構造。