JPH0614434U - 排気マニホルド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッドへの締結ボルトの本数を削減
し、かつ取付フランジの変形や排気マニホルド各部への
亀裂がなく、信頼性に優れた排気マニホルドを得る。 【構成】 シリンダヘッドに取り付ける取付フランジ
と、この取付フランジのボルト孔とを有する排気マニホ
ルドに、取付フランジのボルト孔部を通過する少なくと
も１つ以上のスリットを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用排気系部品としての排気マニホルドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車のエンジンからの排気ガスを捕集し、消音管（マフラー）へ送る 耐熱部材として、排気マニホルドがある。この排気マニホルドは、図３に示すよ うに、シリンダヘッド（図示せず）に取り付ける取付フランジ２と、この取付フ ランジ２へのボルト孔３と、シリンダヘッドの各排気ポートに接続する枝管５と 、この枝管５を集合する集合管６からなる。

【０００３】 一般に、排気マニホルドは、シリンダヘッドへの締結用ボルト数を節減するた め、図３に変え図４に示す形状を用いることが多い。すなわち、図３のものは、 マニホルド１の取付フランジ２を各枝管５ごとに分け、この取付フランジ２ごと にボルト孔３を設けている。一方、図４は、取付フランジ２をつなげ、枝管５間 のボルト孔３を共通に使用して、図３に対しボルト数を少なくしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記、取付フランジがつながった排気マニホルドの熱による影響を図６により 説明する。図６で、（１）は取付フランジ２がつながった排気マニホルド１をシ リンダヘッドにボルト孔を介しボルトで取り付けている基本形状である。エンジ ンが運転を始めると、シリンダヘッドからの排気ガスにより排気マニホルド１の 集合管６部が加熱されて（２）のように熱膨張する。しかし、取付フランジ２が つながっているため、取付フランジ２部の変形は抑制され、集合管６には（３） のように圧縮応力が作用し、材料の耐力を超えると塑性変形する。エンジンが停 止して冷却過程に至ると、新たに集合管６部の熱収縮が始まる。しかし、取付フ ランジ２がつながっているため、集合管６部の収縮に追随して動くことができず 、（４）のように取付フランジ２の両端が反り上がるように変形し、また排気マ ニホルドに亀裂が入り、排気ガスが洩れるといった問題を生じる。

【０００５】 排気マニホルドの変形や亀裂を防止改善するものとして、実開昭６０−６６８ ２２号公報がある。この実開昭６０−６６８２２号公報には、排気マニホルドの 集合管をつなぐ補強リブにスリットと、このスリットの内端部を補強リブに設け た円形孔に接続し、熱変形による補強リブの亀裂を防止する開示がある。 しかし、実開昭６０−６６８２２号公報は、取付フランジを枝管ごとに設けた ものであり、ボルトの節減を図ることはできない。

【０００６】 本考案は上記課題を解決し、取付フランジがつながった排気マニホルドにおい て、シリンダヘッドへの締結ボルトの本数を削減し、かつ取付フランジの変形や 排気マニホルド各部への亀裂がなく、信頼性に優れた排気マニホルドを提供する ことを目的にする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案の排気マニホルドは、シリンダヘッドに取り 付ける取付フランジ（２）と、該取付フランジ（２）のボルト孔（３）とを有す る排気マニホルド（１）において、前記取付フランジ（２）のボルト孔（３）部 を通過する少なくとも１つ以上のスリット（４）を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

図１および図５に基づき作用を説明する。図１で、排気マニホルド１の取付フ ランジ２のボルト孔３を通過するスリット４を入れると、集合管６部の熱膨張に 対して取付フランジ２が追随して動くことができる。このため、取付フランジ２ と集合管６部の熱膨張による寸法差が少なくなり、変形の発生が抑制される。ま た冷却過程の集合管６部の熱収縮に対しても、取付フランジ２が追随し変形の発 生を低減する。

【０００９】 図５は、ボルト孔を通過するスリットがある排気マニホルドについて、熱影響 の概念図を２気筒のモデルで示すものである。図５において、（１）は取付フラ ンジ２のボルト孔３を通過するスリット４を持つ排気マニホルド１をシリンダヘ ッドに取り付けている基本形状である。エンジンが運転すると、シリンダヘッド からの排気ガスにより排気マニホルド１の集合管６が（２）のように熱膨張する が、スリットがあるため取付フランジは追随することができる。また、冷却過程 で集合管６が（３）のように収縮する際も、取付フランジ２はその移動に追随す る。従って、排気マニホルドの取付フランジ２の変形が抑制される。

【００１０】

【実施例】

以下本考案を実施例により詳細に説明する。 （実施例１） 図１は、本考案の一実施例を示す。排気マニホルド１は、シリンダヘッドに取 り付ける取付フランジ２と、この取付フランジ２にボルト孔３を設けている。そ して、取付フランジ２のボルト孔３には、このボルト孔３を通過するスリット４ を設けている。ボルト孔３を通過するスリット４を入れることだ、取付フランジ ２と集合管６の間の高温の排気ガスによる膨張・収縮の差を少なくし、かつ緩和 する。また、ボルト孔の数も必要最小限にしている。

【００１１】 図２は、本考案の別の実施例を示すもので、ボルト孔３を通過するスリット４ をボルト孔３の片側のみ設けている。これによっても、取付フランジ２と集合管 ６の間の高温の排気ガスによる膨張・収縮の差を少なくし、かつ緩和することが できる。また、ボルト孔の数も必要最小限にすることができる。

【００１２】 図７は、４気筒排気マニホルドについて、ボルト孔を通過するスリットの有無 による排気マニホルド耐久評価試験後の取付フランジの変形両を比較したもので ある。横軸は＃１から＃４は４つの気筒、縦軸は取付フランジの変形量を示す。 スリットの有るものの取付フランジの変形量は、スリットの無いものに比較し、 ＃２、＃３で約１／８に低減している。

【００１３】 （実施例２） 高Ｓｉ鋳鉄製で、ボルト孔部を通りスリットを有する本考案の排気マニホルド を組み付けた、直列４気筒で排気量２０００ｃｃの高性能ガソリンエンジン相当 の排気ガスを発する排気シミュレータにより、耐久試験を実施した。試験条件と して、機関回転数６０００ｒｐｍでの全負荷運転相当の加熱（１０分）−冷却（ １０分）を１サイクルとする冷熱（ＧＯ−ＳＴＯＰ）サイクルを５００サイクル まで実施した。全負荷時の排気ガス温度は、約９３０℃であった。この条件下で の排気マニホルドの集合管部の温度は約８１０℃であった。評価試験の結果、熱 変形によるガスの漏洩や熱亀裂は生ぜず、優れた耐久性および信頼性を有するこ とが確認された。

【００１４】 一方、同じく高Ｓｉ鋳鉄製で、スリットを持たない従来の排気マニホルドを組 み付け、同様に試験を行った。その結果、従来の排気マニホルドは、２１２サイ クルで取付フランジの変形により排気ガスが漏洩し、使用不能となった。その後 、排気マニホルドを前記本考案のものに取り替え、試験をしたところ、５００サ イクルまで問題なく続行することができた。以上の結果、本考案の排気マニホル ドは、優れた耐久性を有していることが明らかとなった。

【００１５】

【考案の効果】

上述のとおり、本考案の排気マニホルドは、取付フランジのボルト孔部を通過 する少なくとも１つ以上のスリットを有するので、必要最小限の少ないボルトで シリンダヘッドに取付でき、しかも排気ガスによる集合管部の膨張および収縮に 取付フランジが追随して移動するので、取付フランジの変形が少なく、耐久性が 向上して、産業上特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のボルト孔を通過するスリッ
トを設けた排気マニホルドを示す平面図である。

【図２】本考案の別の実施例のボルト孔を通過するスリ
ットを設けた排気マニホルドを示す平面図である。

【図３】従来の集合管ごとに取付フランジを有する排気
マニホルドを示す平面図である。

【図４】従来の取付フランジをつなげボルト孔の数を必
要最小限にした排気マニホルドを示す平面図である。

【図５】ボルト孔を通過するスリットがある排気マニホ
ルドについて、熱影響の概念図を２気筒のモデルで示す
図である。

【図６】取付フランジがつながった排気マニホルドの熱
による影響を示す概念図である。

【図７】４気筒排気マニホルドについて、ボルト孔を通
過するスリットの有無による排気マニホルド耐久評価試
験後の取付フランジの変形量を比較した図である。

【符号の説明】

１：排気マニホルド、 ２：取付フランジ、 ３：
ボルト孔、４：スリット、 ５：枝管、
６：集合管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに取り付ける取付フラン
   ジ（２）と、該取付フランジ（２）のボルト孔（３）と
   を有する排気マニホルド（１）において、前記取付フラ
   ンジ（２）のボルト孔（３）部を通過する少なくとも１
   つ以上のスリット（４）を有することを特徴とする排気
   マニホルド。