JPS6198911A - 多気筒内燃機関の排気マニホルド - 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】 産業上の利用分野 この発明に多気１笥円慾機関における排気マニホルドに
関する。

従来の技術 従来１例えば６気筒の内燃機関における排気マニホルド
は、第３図に示すようにシリンダヘッド１に形成された
ｑ！ｒ排気マニホルド取付用フランジ１１・・・に、排
気マニホルド２の各ブランチ３・・・に形成さｎ文各シ
リンダヘッド取付用フランジ１２・・・ｔガスケット４
を介して密着させ、シリンダヘッド１に植設さｎるスタ
ッドボルト５に平ワツシヤ６及びばね座金７を介して・
４合したナツト８を締め付けてシリンダヘッド１に取付
けらｎている。

ま九、上記シリンダヘッド取付用フランジ１２・・・に
は、スタッドボルト５挿通用のボルト孔９・・・が夫々
形成さｎており、このボルト孔９・・・の内径は第５図
に示す：うに隣接した中央２つの取付用フランジ１２．
１２υ内仙ｊ各１つのみが排気マニホルド２の取付時に
おける位置決めの几めスタッドボルト５の外径と略同径
に形成さｎているが、他の内径ｒｉ！６図に示すようス
タッドボルト５の両側に一定の間ＰＪＡ　３　＠　＊　
Ｅｌ　４　ｋもって比較的大径に形成さｎている。この
間ＦＪｊ　Ｓ　１　ａ　８４　ニ、排気マニホルド２が
機関の運転−停止によって熱１ト収縮し、こ几に伴って
取付用フランジ１２・・・が変形移動するのを吸収する
友めのものである。したがつて、この間隙Ｓ、、Ｓ４は
、大きすぎると取付用フランジ１２・・・の移動ｔ４１
′大きくなりシリンダヘッド１の排気マニホルド取付フ
ランジ１１・・・とのズレによりガスケット７セのシー
ル巾が少なくなるため一般に１〜６ＷＩｋ位までに抑え
られている（例えば特開昭５７−１８１９１５号公報参
照）。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記排気マニホルド２は、上記のような熱サ
イクルを繰り返すことにより、運転停止時に生じる熱収
縮量が増大するが、この収縮量は。

第７図の太い実線及び第４図で示すように１幾関中央側
の４３・第４気箇位置２３．２４付近ではあまり大きく
ないが、第２・第５気筒位１１２２．２５付近から第１
・第６気箇位置２１．２６付近【かけて次第に大きくな
っている。つまり１機関前後端側の各ブランチ３．３及
び各取付用フランジ１２゜１２が最も大きくなっている
。

しかしながら、上記従来の排気マニホルド２にあっては
、第５１Ａにボし友二うに機関中央付近２個所以外はボ
ルト孔９・・・とスタッドボルト５・・・の間Ｖｆｐ　
Ｓ　ｓ　＋　８４が全て同じ大きさに形成さｎているた
め、この間隙Ｓ　ｓ　、Ｆ３４　ｋ上記取付用フランジ
１２・・・の移動量とガフケラト７のシール巾との１関
係から例えば、ｉｇ２・第５気筒位置２２．２５の取付
用フランジ１２．１２の収縮量に合わせて設定し窺場合
は、収縮過程において＄Ｊ１・第６気筒位１ｉ２１゜２
６側のゲルト孔９．９がスタッドゲルト５，５に突き当
り、このスタッドゲルト５．５にのみ過大なせん断応力
が加えらｎるため、排気マニホルド２やスタッドボルト
５が折損・偵壊しｔジ必るいはスタッドボルト５．５付
近のシリンダヘッド１に亀裂を生じさせる惧れがめつ九
。

まｔ、排気ガスによって高温加熱さｎｆＣ排気マニホル
ド２に、ｖＩ！合部２ａが熱膨張により伸びるが、取付
用フランジ１２・・・にスタッドボルト５とナツト８に
エフ伸びが規制さルる友め、第４図・υ指示個所Ａｌ７
）部分（ブランチ３付根部）にも過大な応力が発生する
。この応力は、第８図に示す様に餠気マニホルド２の材
質耐久力σ１の蝋界以上に達し、排気マニホルド２が冷
却さｎて′ｇ温になつたとき永久歪となって残留する之
め、経時的にＡ部が１危くなって排気ヤニホルト２が破
損するといつｔ問題がある。このブランチ３付根部の熱
収縮量も第９図に示すよう′に磯ＩＡの前後端側の第１
・第６気筒位置２ｊ、２６が最も大きいう間呟点を解決
する定めの手段 この発明は上記問題点に鑑み案出さｎｔもので。

゛　　排気マニホルドの取付用フランジに形成さｎｆＣ
ボルト孔の内面と該ボルト孔に挿通する取付ボルトの外
面間に上記取付用フランジの熱変形移動量を吸収する間
隙全形成し、該間隙？機関の中央側から前後端側の上記
各取付用フランジにわｔって順次大きく形成したことを
特徴としている。

作用 上記構ｇｔ有するこの発明は、排気マニホルドの取付フ
ランジに形成されたボルト孔の円面と取付ボルトの外面
間に形成さｆ′Ｌｆｃ間隆を１機関の中央側から前後端
側の各取付用フランジにわたって・　所仄人きく形成す
ることにより、各気筒位置ごとに熱変形移！ｌＩ７］量
が異なる上記各取付用フランジのボルト孔内面を各取付
ボルトに略同時かつ均一に当接させることができる。こ
のため、時定の取付ボルトに対する扇つ九荷重が防止さ
ｎ、取付ボルトの折損やシリンダヘッド及び排気マニホ
ルドの損壊等が確実に防止さｎるものであるう実施例 以下この発明に係る多気面内ｆ！、ａ関の排気マニホル
ドの実施例金図曲に基づいて詳述する。

この実施例の排気マニホルドは、前記第３図及び第４図
に示し７′ｃものと同様に６気面の１？３燃憬関に適用
したものであって、この排気マニホルド２に、巣合部２
ａに一体に形成さｎｆｃ６つのブランチ３・・・と、こ
の各ブランチ３の端部夫々に形成さｎ上シリンダヘッド
取付用フランジ１２・・・とからなり、−万シリンダヘ
ッド１に、上記シリンダヘッド取付用フランジ１２に対
応し友排気マニホルド取付用フランジ１１全備え１両フ
ランジ１１゜１２・・・ｒガスケット４全弁して玉タツ
ドボルト５工 に螺着し九ナツト８締付けて排気マニホルド２がシリン
ダヘッド１に取付けらｎでいる。

そして、第１図は機関第１気筒に位置する排気マニホル
ドの上記シリンダヘッド取付用フランジ１２を示し、こ
の取付用フランジ１２は、スタッドボルト５を挿通ずる
２個の楕円状ボルト孔９゜９が形成されておジ、このボ
ルト孔９．９の内面’９ａ、９Ｂとスタッドボルト５．
５の外＠　５　ａ　１５４間に取付用フランジ１２の熱
変形収縮移動量を吸収する第１間隙Ｓ１　と伸長移動型
を吸収する第２閣ＦＩ　Ｓ　ｔが夫々形成さｎている。

この第１間隙Ｓ１は、比較的収縮移動量の少ない機関中
央側から収縮移ｍ童の多い前後端側の各取付用フランジ
１２・・・にわ之って＃Ｔ次大きく形成さｎている。

即ち、第７図の太い実線上の斜線部分で示すように機関
中央側の５ｇ３・第４・第２・第５気箇位置２３．２４
．２２．２５では第１間４８．（斜線＠Ｉｆりを、単純
比例ｆＩ　Ｘ点・Ｙ点よりも小さい値に設定し、機関前
後端側の第１・第６気筒位１１ｔ２１　。

２６では単純比例値２点よりも大きい値に設定している
。

したがって、上記構成によｎは機関の運転−停止の繰り
返しにより取付用フランジ１２の熱収縮量が、増加して
も、各取付用フランジ１２・・・の各ボルト孔９・・・
が各スタッドボルト５・・・に対し略同時かつ均一に当
接する几め、スタッドボルト５及び取付用フランジ１２
に掛る荷重が全体に分散され。

特定のスタッドボルト５や取付用フランジ１２に過大な
荷重が掛ること全防止できる。この結果。

スタッドボルト５や取付用フランジ１２の折損・破損を
確実に防止できる。

ま九、この実施例では機関前後端側の第１間隙８ｍの値
を単純比例匝より人きく設定しているが。

こｎは！Ｂ造上のばらつ＠咎にエリ化ずる愼１州前恢端
側の取付用フランジ１２とスタッドボルト５との当接時
期が中央Ｎニジ早くなるのｔ防止するためである。、筐
た。第１間原Ｓｔｋ単純比例１直より人きく設定すると
いっても、ガスケットのシール性に支［’にきたさない
範囲であることは勿論である。

史に、上記実施例では４１間間隙、’（ｅ中心に説明し
であるが、伸長側の第１間隙Ｓ１も上記同様に構成すれ
ば、熱膨張による排気マニホルドのブランチ付根部（Ａ
部）に対する収縮歪量が諷少するｔめ、排気マニホルド
の破損等が確実に防止できる。

第２図はこの発明の第２実施例全示し、この実施例では
第１・第２閾隙Ｓ８．Ｓ！を含め友ボルト孔９・・・の
形状が真円に形成され之ものであって。

真円形成により加工作業が極めて容易となる。

尚、上記実施例は６気Ｗｉ機関に適用しているが、その
他４気面ろるいは８気筒等の多気筒機関に適用すること
も実施に応じ可能である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る多気箇内
燃南関の排気マニホルドは、排気マニホルドの熱変形に
よる収縮方間あるいは膨張ガロ移動の際各ヌタツドボル
トに対し各ボルト孔の１７３面全略同時かつ均一に当接
させることができるので。

スタッドボルト及び取付フランジに掛るクエ重が全体に
分散さｎ、スタッドボルトや排気マニホルドの破損が確
実に防止さルる。妃に、スタッドボルトとボルト孔の均
一当接によりガスケットとの十分な密着が得らｎシール
性の同上が図ｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る排気マニホルドの再１気筒側シ
リンダヘッド取付用フランジ全第４図のＶ線−Ｖ線断面
１同み丸背面図、第２図は同取付用フランジの異なる例
を示す背面図、第３図にシリンダヘッドと排気マニホル
ドを分解して示す斜　　　゛視図、第４図は本発明の第
１実施例の排気マニホルドを示す平面図、第５図は第４
図のＶ−ｖ線断面方向ρ）らみた従来のシリンダヘッド
取付用フランジを示す背面図、第６図は向従来の４１気
面側取付用フランジ會示す背面図、第７図は排気マニホ
ルドの熱収縮披全示す特注図、４８図μ併排気ニホルド
が熱収縮する時の応力と歪との関係金示す特性図、第９
図に排気マニホルドの冷熱サイクル数とブランチの熱収
縮量の関係？示す特性図である。 ２・・・排気マニホルド、５・・・スタッドボルト（取
付ボルト）、５ａ・・・外面、９・・・ボルト孔、９ａ
・・・内面、１２・・・シリンダヘッド取付用フランジ
、２１・・・第１気箇位置、２２・・・第２気筒位置、
２３・・・第３気箇位置、２４・・・第４気箇位置、２
５・・・第５気筒位賃、２６・・・第６気筒位置、Ｂ１
−Ｂ５・・・収縮側間頃、Ｓ、・８４・・・伸長側間４
゜ 外２名 第１図 第７図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッド取付用フランジを備えた多気筒内
   燃機関の排気マニホルドにおいて、上記取付用フランジ
   に形成されたボルト孔の内面と該ボルト孔に挿通する取
   付ボルトの外面間に上記取付用フランジの熱変形移動量
   を吸収する間隙を形成し、該間隙を機関の中央側から前
   後端側の上記各取付用フランジにわたつて漸次大きく形
   成したことを特徴とする多気筒内燃機関の排気マニホル
   ド。