JP2003027936A - エキゾーストマニホールドカバーの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エキゾーストマニホールドから放射される熱
および排気の騒音をカバーで効果的に遮蔽しながら、シ
リンダヘッドに対するエキゾーストマニホールドの着脱
を容易に行えるようにする。 【解決手段】 エキゾーストマニホールド１７は、シリ
ンダヘッド１３にボルト２６，２８で締結される取付フ
ランジ２１と、取付フランジ２１から延びる４本の排気
単管２３ａ〜２３ｄとを備える。エキゾーストマニホー
ルド１７を覆うカバー１８は、排気単管２３ａ〜２３ｄ
を取付フランジ２１に溶接する部分に一体に溶接される
第１カバー半体２４と、この第１カバー半体２４に着脱
自在に固定される第２カバー半体２５とから構成され
る。従って、カバー１８をエキゾーストマニホールド１
７から外すことなく、ボルト２６，２８がカバー１８と
干渉するのを防止してエキゾーストマニホールド１７の
着脱作業を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダヘッドにボルトで締結される取付フランジと、この取
付フランジに溶接されて下流側で集合する複数の排気単
管とを備えたエキゾーストマニホールドに、その複数の
排気単管の周囲を覆うようにカバーを取り付けるエキゾ
ーストマニホールドカバーの取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダヘッドに結合されたエキゾース
トマニホールドの内部を流れる高温の排気ガスが周辺の
部品に対して及ぼす熱害、あるいは排気の放射音を防止
すべく、エキゾーストマニホールドの周囲をカバーで覆
うことが行われている。燃焼室に近いエキゾーストマニ
ホールドの上流部分、つまりシリンダヘッドに締結され
る部分が最も高温で、かつ排気の放射音が大きいため、
従来のカバーはエキゾーストマニホールドをシリンダヘ
ッドに締結する取付フランジを完全に覆う形状を有して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エキゾ
ーストマニホールドをシリンダヘッドに締結する取付フ
ランジをカバーで覆うと、取付フランジをシリンダヘッ
ドに着脱するボルトやナットがカバーで覆われてしまう
ため、カバーを外さないとエキゾーストマニホールドを
着脱することができなくなり、作業性が大幅に低下する
問題がある。これを回避するために、カバーの縁部をエ
キゾーストマニホールドの取付フランジから離れた位置
に配置すると、エキゾーストマニホールドの上流側から
放射される熱および放射音をカバーで充分に遮蔽するこ
とができず、熱害および騒音が発生する虞がある。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、エキゾーストマニホールドから放射される熱および
騒音をカバーで効果的に遮蔽しながら、シリンダヘッド
に対するエキゾーストマニホールドの着脱を容易に行え
るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、エンジンのシ
リンダヘッドにボルトで締結される取付フランジと、こ
の取付フランジに溶接されて下流側で集合する複数の排
気単管とを備えたエキゾーストマニホールドに、その複
数の排気単管の周囲を覆うようにカバーを取り付けるエ
キゾーストマニホールドカバーの取付構造において、取
付フランジと複数の排気単管との溶接部にカバーを一体
に溶接したことを特徴とするエキゾーストマニホールド
カバーの取付構造が提案される。

【０００６】上記構成によれば、エキゾーストマニホー
ルドの取付フランジに排気単管を溶接する溶接部にカバ
ーを一体に溶接したので、取付フランジをシリンダヘッ
ドに締結するボルトをカバーの外側に位置させることが
可能となり、カバーをエキゾーストマニホールドから外
すことなく、ボルトがカバーと干渉するのを防止してエ
キゾーストマニホールドの着脱作業を容易に行うことが
できる。しかもカバーがエキゾーストマニホールドの取
付フランジから延びる排気単管の口元を覆うので、排気
ガスの熱が周辺の部品に与える熱害および排気の騒音を
効果的に抑制することができる。

【０００７】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、前記カバーは車体内側の第１
カバー半体と車体外側の第２カバー半体とに分割されて
おり、第１カバー半体は前記溶接部において溶接され、
第２カバー半体は第１カバー半体に着脱可能に固定され
ることを特徴とするエキゾーストマニホールドカバーの
取付構造が提案される。

【０００８】上記構成によれば、カバーを車体内側の第
１カバー半体と車体外側の第２カバー半体とに分割し、
エキゾーストマニホールドに溶接した第１カバー半体に
第２カバー半体を着脱可能に固定したので、車体外側に
位置するために水や泥が付着し易い第２カバー半体が腐
食したような場合に、エキゾーストマニホールドおよび
カバーの全体を交換することなく、第２カバー半体だけ
を交換することが可能になって経済性が向上する。

【０００９】また請求項３に記載された発明によれば、
請求項１または請求項２の構成に加えて、取付フランジ
の外周にシリンダヘッドから離反する方向に突出する補
強リブを設けたことを特徴とするエキゾーストマニホー
ルドカバーの取付構造が提案される。

【００１０】上記構成によれば、エキゾーストマニホー
ルドの取付フランジの外周にシリンダヘッドから離反す
る方向に突出する補強リブを設けたので、取付フランジ
から延びる排気単管から放射される熱を補強リブで遮蔽
し、周辺の部品に与える熱害を一層効果的に抑制するこ
とができる。

【００１１】尚、実施例のスタッドボルト２６は本発明
のボルトに対応する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１３】図１〜図１０は本発明の一実施例を示すも
ので、図１はＶ型８気筒エンジンの正面図、図２は図１
の２方向矢視図、図３は図２に対応する分解図、図４は
図１の４−４線断面図、図５は図４の５−５線断面図、
図６は２の６−６線断面図、図７は第１カバー半体の単
品図、図８は第２カバー半体の単品図、図９は図１の９
−９線断面図、図１０は４個の排気ポートから排出され
る排気ガスが酸素濃度の検出値に与える影響を示すグラ
フである。

【００１４】図１に示すように、Ｖ型８気筒エンジンＥ
はクランクシャフト１１を車体前後方向に配置して自動
車のエンジンルームに縦置きに搭載される。エンジンＥ
はＶ型のシリンダブロック１２と、このシリンダブロッ
ク１２の上面に結合された左右一対のシリンダヘッド１
３，１３と、両シリンダヘッド１３，１３の上面に結合
された左右一対のヘッドカバー１４，１４と、シリンダ
ブロック１２の下面に結合されたクランクケース１５
と、クランクケース１５の下面に結合されたオイルパン
１６とを備える。左右のシリンダヘッド１３，１３の取
付面１３ａ，１３ａに各々エキゾーストマニホールド１
７，１７が結合されており、それらの周囲がカバー１
８，１８で覆われる。左右のエキゾーストマニホールド
１７，１７の下流には、短い排気管１９，１９を介して
直下型の排気ガス浄化触媒装置２０，２０が結合され
る。左右のエキゾーストマニホールド１７，１７および
カバー１８，１８の外側に近接して、左右のフロントサ
イドフレームＦ，Ｆが前後方向に配置される。左右の排
気系の構造は車体中心線に対して左右対称であるため、
その代表として車体右側の排気系の構造を説明する。

【００１５】図２〜図９に示すように、エキゾーストマ
ニホールド１７は、シリンダヘッド１３の取付面１３ａ
に結合される板状の取付フランジ２１と、取付面１３ａ
に開口する４個の排気ポート２２ａ〜２２ｄに連通する
４本の排気単管２３ａ〜２３ｄとを備える。カバー１８
は、エキゾーストマニホールド１７に一体化された第１
カバー半体２４と、この第１カバー半体２４に着脱自在
に固定される第２カバー半体２５とを備える。

【００１６】シリンダヘッド１３の取付面１３ａには、
少なくとも２本（実施例では２本）のスタッドボルト２
６，２６と、複数個（実施例では５個）のねじ孔１３ｂ
…とが形成される。一方、エキゾーストマニホールド１
７の取付フランジ２１の外周縁には外向き（シリンダヘ
ッド１３から離反する方向）に突出する補強リブ２１ａ
が形成されるとともに、前記２本のスタットボルト２
６，２６に対応する２個の切欠２１ｂ，２１ｂと、前記
５個のねじ孔１３ｂ…に対応する５個の貫通孔２１ｃ…
とが形成される。取付フランジ２１の下部の前後両端に
設けられた２個の切欠２１ｂ，２１ｂは下向きに開口し
ており、その部分で補強リブ２１ａが途切れている。

【００１７】しかして、前記２本のスタットボルト２
６，２６に螺合する２個のナット２７，２７と、取付フ
ランジ２１の貫通孔２１ｃ…を貫通して取付面１３ａの
ねじ孔１３ｂ…に螺合する５個のボルト２８…とによ
り、取付フランジ２１がシリンダヘッド１３に締結され
る。このとき、取付フランジ２１とシリンダヘッド１３
との間にガスケット２９（図５参照）が配置される。

【００１８】エキゾーストマニホールド１７の取付フラ
ンジ２１には、シリンダヘッド１３の排気ポート２２ａ
〜２２ｄに対応する位置に、環状を成す４個の補強リブ
２１ｄ…が外向きに突出するように形成される。４個の
補強リブ２１ｄ…の内周に第１カバー半体２４の内端側
の４個の環状部２４ａ…がそれぞれ嵌合し、更にその内
周に４本の排気単管２３ａ〜２３ｄの上流端がそれぞれ
嵌合し、溶接３０…（図５参照）により一体に結合され
る。また４本の排気単管２３ａ〜２３ｄの下流端が合流
する集合部３１が排気管１９の上流端に溶接３２（図３
および図９参照）されており、第１カバー半体２４の外
端側に形成された半割円筒部２４ｃが前記溶接部の近傍
に溶接３３される（図３参照）。第１カバー半体２４
は、エキゾーストマニホールド１７の内面側、つまりエ
ンジンＥ側の側面を覆うように配置される。

【００１９】第２カバー半体２５はエキゾーストマニホ
ールド１７のフロントサイドフレームＦ側の側面を覆う
もので、第１カバー半体２４に３本のボルト３４，３
５，３６で着脱自在に固定される。３本のボルト３４，
３５，３６は第２カバー半体２５の３個の貫通孔２５
ａ，２５ｂ，２５ｃを貫通し、第１カバー半体２４の貫
通孔２４ｂ…を貫通して内面のウエルドナット３７，３
８，３９に螺合される（図６参照）。第２カバー半体２
５を第１カバー半体２４に結合した状態で、その外端部
に形成された半割円筒部２５ｄは第１カバー半体２４の
半割円筒部２４ｃと協働して排気管１９の上流端を取り
囲む。第１カバー半体２４および第２カバー半体２５に
は開口２４ｄ，２５ｅが形成されており、取付フランジ
２１をシリンダヘッド１３に締結する５本のボルト２８
…のうちの１本が前記開口２４ｄ，２５ｅを通して着脱
される。

【００２０】図９から明らかなように、排気管１９は約
６０°湾曲しており、その湾曲方向内側に排気ガス中の
酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４０が設けられる。
酸素濃度センサ４０の先端の検出部４０ａを通り、その
検出部４０ａに最も近い排気管１９の中心線Ｃに平行な
直線Ｌを引いたとき、直線Ｌはエキゾーストマニホール
ド１７の下流端の出口開口部１７ａの範囲から外れてい
る。つまり、排気管１９は強く湾曲しており、かつ排気
濃度センサ４０は排気管１９の下流寄りの位置に配置さ
れている。図１から明らかなように、排気濃度センサ４
０は排気管１９のフロント側の面、つまり車両が走行す
る際に走行風が最も効率良く当たる位置に設けられる。

【００２１】車体に搭載したエンジンＥにエキゾースト
マニホールド１７を取り付けるとき、フロントサイドフ
レームＦがシリンダヘッド１３の側方に近接して配置さ
れているため、エキゾーストマニホールド１７をシリン
ダヘッド１３の取付面１３ａに直交する方向に移動させ
て取り付けることができない。そこで本実施例では、先
ずエキゾーストマニホールド１７を後方から前方に移動
させてシリンダヘッド１３およびフロントサイドフレー
ムＦ間に挿入した後、エキゾーストマニホールド１７の
取付フランジ２１がシリンダヘッド１３の取付面１３ａ
に沿って移動するようにエキゾーストマニホールド１７
を上方から下方に移動させる（図１および図４の矢印Ａ
参照）。すると、取付フランジ２１に形成した下向きに
開口する２個の切欠２１ｂ，２１ｂがシリンダヘッド１
３の２本のスタッドボルト２６，２６に係止され、エキ
ゾーストマニホールド１７がシリンダヘッド１３に仮固
定される。この状態で２本のスタッドボルト２６，２６
にナット２７，２７を螺合するとともに、５本のボルト
２８…を取付フランジ２１の貫通孔２１ｃ…を貫通させ
てシリンダヘッド１３のねじ孔１３ｂ…に螺合すること
で、エキゾーストマニホールド１７がシリンダヘッド１
３の締結される。

【００２２】このように、エキゾーストマニホールド１
７をシリンダヘッド１３の取付面１３ａに直交する方向
に移動させることなく、前記取付面１３ａに沿う方向に
移動させることでシリンダヘッド１３に締結することが
できるので、フロントサイドフレームＦと干渉すること
なくシリンダヘッド１３にエキゾーストマニホールド１
７を取り付けることができる。しかも取付フランジ２１
の切欠２１ｂ，２１ｂをシリンダヘッド１３のスタッド
ボルト２６，２６に係止してエキゾーストマニホールド
１７をシリンダヘッド１３に仮固定することができるの
で、それに続くナット２７，２７およびボルト２８…の
螺合作業を容易に行うことができる。

【００２３】更に、切欠２１ｂ，２１ｂが下向きに開放
しているので、スタッドボルト２６，２６によるエキゾ
ーストマニホールド１７の支持が安定するだけでなく、
切欠２１ｂ，２１ｂが取付フランジ２１の両端部に形成
されているのでエキゾーストマニホールド１７の支持が
一層安定する。またエキゾーストマニホールド１７の取
付フランジ２１に一体に溶接された第１カバー半体２４
の環状部２４ａ…の外側を囲むようにスタッドボルト２
６，２６およびねじ孔１３ｂ…が配置されるので、第１
カバー半体２４に邪魔されることなくナット２７，２７
およびボルト２８…の螺合作業を行うことができる。し
かも４本の排気単管２３ａ〜２３ｄが口元から完全にカ
バー１８に覆われるので、排気ガスの熱の放射および排
気騒音の放射を効果的に抑制することができる。

【００２４】尚、エキゾーストマニホールド１７の取り
外し作業は、上述した取り付け作業と逆の手順で行うこ
とができ、この場合にもエキゾーストマニホールド１７
がフロントサイドフレームＦと干渉するのを防止するこ
とができる。

【００２５】またエキゾーストマニホールド１７の取付
フランジ２１の外周部に設けた補強リブ２１ａがシリン
ダヘッド１３から離反する方向に突出しているので、高
温の排気ガスが流れる排気単管２３ａ〜２３ｄから上下
方向に放射される熱を前記補強リブ２１ａで遮断し、シ
リンダブロック１２およびシリンダヘッド１３間に配置
されたガスケットや、シリンダヘッド１３およびヘッド
カバー１４間に配置されたガスケットの耐久性を高める
ことができる。更に、前記補強リブ２１ａは取付フラン
ジ２１の切欠２１ｂ，２１ｂに連なる位置まで延びてい
るため、切欠２１ｂ，２１ｂを形成したことによる取付
フランジ２１の剛性低下を最小限に抑えることができ
る。

【００２６】またカバー１８がエキゾーストマニホール
ド１７の車体外側および下側を覆う部分（つまり第２カ
バー半体２５）は水や泥が付着するために腐食が発生し
易いが、第２カバー半体２５がエキゾーストマニホール
ド１７と一体の第１カバー半体２４に対して着脱可能で
あるため、腐食した第２カバー半体２５だけを交換して
維持費を節減することができる。

【００２７】ところで、酸素濃度センサ４０が取り付け
られた排気管１９には４本の排気単管２３ａ〜２３ｄか
ら排気ガスが流入するが、本来は４個の排気ポート２２
ａ〜２２ｄから排出される排気ガスの酸素濃度に対する
寄与率が各々２５％になるべきところ、図１０（ａ）に
示すように、従来のものは酸素濃度センサ４０の検出値
に与える影響が各々の排気単管２３ａ〜２３ｄ毎に異な
ってしまい、酸素濃度の精密な検出が困難であった。そ
の理由は、Ｖ型８気筒エンジンＥを縦置きすると４本の
排気単管２３ａ〜２３ｄの長さに差が生じることが避け
られないため、酸素濃度センサ４０の取り付け位置や、
それが取り付けられる排気管１９の形状が不適切である
と、４本の排気単管２３ａ〜２３ｄから排気管１９に供
給される排気ガスが均等に酸素濃度センサ４０に作用し
ないからである。

【００２８】このような不具合を解消するには、排気管
１９の曲率を増加させ、かつ排気管１９の下流側に酸素
濃度センサ４０を設けることで、４本の排気単管２３ａ
〜２３ｄから流入する排気ガスを排気管１９の内壁に衝
突させて充分に攪拌した状態で酸素濃度センサ４０に作
用させることが必要である。これに必要な排気管１９の
曲がりの程度と酸素濃度センサ４０の取り付け位置とが
満たす条件は、前述したように、酸素濃度センサ４０の
先端の検出部４０ａを通り、その検出部４０ａに最も近
い排気管１９の中心線Ｃに平行な直線Ｌを引いたとき、
直線Ｌがエキゾーストマニホールド１７の下流端の出口
開口部１７ａの範囲から外れていることである（図９参
照）。この条件を満たすことにより、図１０（ｂ）に示
すように、４個の排気ポート２２ａ〜２２ｄから排出さ
れる排気ガスの酸素濃度に対する寄与率を各々２５％に
近づけることができる。

【００２９】また排気管１９の湾曲方向内側に酸素濃度
センサ４０を設けたので、排気管１９の湾曲方向内側の
デッドスペースを有効利用して酸素濃度センサ４０を配
置することができ、しかも酸素濃度センサ４０を着脱す
るための工具を操作するスペースを確保してメンテナン
ス性を高めることができる。また排気管１９のフロント
側の走行風が最も効率良く当たる位置に酸素濃度センサ
４０を設けたことで、酸素濃度センサ４０を効果的に冷
却して耐久性を高めることができる。

【００３０】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００３１】例えば、実施例ではＶ型８気筒エンジンＥ
のエキゾーストマニホールド１７を例示したが、本発明
は気筒数が異なるＶ型エンジンや直列多気筒エンジンの
エキゾーストマニホールドに対しても適用することがで
きる。

【００３２】また実施例ではカバー１８を第１カバー半
体２４および第２カバー半体２５に２分割しているが、
カバー１８を１部材で構成しても、３分割以上に分割し
ても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、エキゾーストマニホールドの取付フランジに
排気単管を溶接する溶接部にカバーを一体に溶接したの
で、取付フランジをシリンダヘッドに締結するボルトを
カバーの外側に位置させることが可能となり、カバーを
エキゾーストマニホールドから外すことなく、ボルトが
カバーと干渉するのを防止してエキゾーストマニホール
ドの着脱作業を容易に行うことができる。しかもカバー
がエキゾーストマニホールドの取付フランジから延びる
排気単管の口元を覆うので、排気ガスの熱が周辺の部品
に与える熱害および排気の騒音を効果的に抑制すること
ができる。

【００３４】また請求項２に記載された発明によれば、
カバーを車体内側の第１カバー半体と車体外側の第２カ
バー半体とに分割し、エキゾーストマニホールドに溶接
した第１カバー半体に第２カバー半体を着脱可能に固定
したので、車体外側に位置するために水や泥が付着し易
い第２カバー半体が腐食したような場合に、エキゾース
トマニホールドおよびカバーの全体を交換することな
く、第２カバー半体だけを交換することが可能になって
経済性が向上する。

【００３５】また請求項３に記載された発明によれば、
エキゾーストマニホールドの取付フランジの外周にシリ
ンダヘッドから離反する方向に突出する補強リブを設け
たので、取付フランジから延びる排気単管から放射され
る熱を補強リブで遮蔽し、周辺の部品に与える熱害を一
層効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖ型多気筒エンジンの正面図

【図２】図１の２方向矢視図

【図３】図２に対応する分解図

【図４】図１の４−４線断面図

【図５】図４の５−５線断面図

【図６】２の６−６線断面図

【図７】第１カバー半体の単品図

【図８】第２カバー半体の単品図

【図９】図１の９−９線断面図

【図１０】４個の排気ポートから排出される排気ガスが
酸素濃度の検出値に与える影響を示すグラフ

【符号の説明】

１３ シリンダヘッド １７ エキゾーストマニホールド １８ カバー ２１ 取付フランジ ２１ａ 補強リブ ２３ａ〜２３ｄ 排気単管 ２４ 第１カバー半体 ２５ 第２カバー半体 ２６ スタッドボルト（ボルト） ２８ ボルト ３０ 溶接 Ｅ エンジン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（１
   ３）にボルト（２６，２８）で締結される取付フランジ
   （２１）と、この取付フランジ（２１）に溶接（３０）
   されて下流側で集合する複数の排気単管（２３ａ〜２３
   ｄ）とを備えたエキゾーストマニホールド（１７）に、
   その複数の排気単管（２３ａ〜２３ｄ）の周囲を覆うよ
   うにカバー（１８）を取り付けるエキゾーストマニホー
   ルドカバーの取付構造において、 取付フランジ（２１）と複数の排気単管（２３ａ〜２３
   ｄ）との溶接部にカバー（１８）を一体に溶接（３０）
   したことを特徴とするエキゾーストマニホールドカバー
   の取付構造。
2. 【請求項２】 前記カバー（１８）は車体内側の第１カ
   バー半体（２４）と車体外側の第２カバー半体（２５）
   とに分割されており、第１カバー半体（２４）は前記溶
   接部において溶接（３０）され、第２カバー半体（２
   ５）は第１カバー半体（２４）に着脱可能に固定される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のエキゾーストマニ
   ホールドカバーの取付構造。
3. 【請求項３】 取付フランジ（２１）の外周にシリンダ
   ヘッド（１３）から離反する方向に突出する補強リブ
   （２１ａ）を設けたことを特徴とする、請求項１または
   請求項２に記載のエキゾーストマニホールドカバーの取
   付構造。