JP2011099373A - 排気冷却用接続管 - Google Patents
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Abstract
【課題】締結作業を容易に行うことができ、且つ少ないボルトでシール性を確保することのできる排気冷却用接続管を提供する。
【解決手段】排気冷却用接続管100の機関側接続面120及びマニホルド側接続面130には、ポート孔110a〜110dからなるポート群の両端部に位置する領域にそれぞれ1つずつと、各ポート孔110a〜110dの間に位置する領域にそれぞれ1つずつボルト孔が形成されている。各接続面120,130に形成された各ボルト孔140a〜140e,145a〜145eは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線を挟んで交互に並ぶように配設されており、更にマニホルド側接続面130に形成されたボルト孔145a〜145eは、同ボルト孔145a〜145e及びフランジ135a〜135eが機関側接続面120に形成された各ボルト孔140a〜140eの延長線と交わらないようにその配設位置が設定されている。
【選択図】図1
【解決手段】排気冷却用接続管100の機関側接続面120及びマニホルド側接続面130には、ポート孔110a〜110dからなるポート群の両端部に位置する領域にそれぞれ1つずつと、各ポート孔110a〜110dの間に位置する領域にそれぞれ1つずつボルト孔が形成されている。各接続面120,130に形成された各ボルト孔140a〜140e,145a〜145eは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線を挟んで交互に並ぶように配設されており、更にマニホルド側接続面130に形成されたボルト孔145a〜145eは、同ボルト孔145a〜145e及びフランジ135a〜135eが機関側接続面120に形成された各ボルト孔140a〜140eの延長線と交わらないようにその配設位置が設定されている。
【選択図】図1
Description
この発明は、内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されて排気通路の一部を構成し、排気マニホルドに導入される排気を冷却する排気冷却用接続管に関する。
特許文献1には、図7に示されるように内部に冷却水通路2aが形成された排気冷却用接続管2を、内燃機関のシリンダヘッド1aと排気マニホルド3との間に介装した排気冷却装置が記載されている。この排気冷却装置にあっては、内燃機関から排出される排気をこの排気冷却用接続管2を通過させることにより冷却してから排気マニホルド3に導入し、高温の排気によって排気浄化触媒が過剰に熱せられることを抑制するようにしている。
ところで、こうした排気冷却用接続管2を、シリンダヘッド1aと排気マニホルド3とを接続するように、これらの間に固定する際には、図7に示されるように排気マニホルド3側からシリンダヘッド1a側まで排気冷却用接続管2を貫通するボルト4によってこれらを一体に締結することが考えられる。
一般に内燃機関のシリンダヘッド1aやシリンダブロック1bの内部には、図7に示されるようにウォータジャケット1cが設けられており、シリンダヘッド1aやシリンダブロック1bは、このウォータジャケット1cの内部を循環する冷却水によって冷却されている。一方で、排気マニホルド3には、こうしたウォータジャケットが設けられていない。そのため、排気マニホルド3は、排気が導入されることによってその温度が上昇しやすく、排気冷却用接続管2と排気マニホルド3との接続面にあっては、排気マニホルド3の熱膨張による変形に伴ってそのシール性が低下してしまう。
また、上記のように排気冷却用接続管2を貫通するボルト4によって排気冷却用接続管2を締結するようにした場合には、排気マニホルド3から伝達される熱によるボルト4の熱膨張により、排気マニホルド3側の接続面のみならず、シリンダヘッド1a側の接続面におけるシール性まで低下してしまうこととなる。また、シリンダヘッド1a側、排気マニホルド3側の両方のシール性をボルト4による締結で確保する必要があるため、シール性の確保が難しくなる。
そこで、排気マニホルド3から伝達される熱によるシリンダヘッド1a側の接続面のシール性の低下を抑制する上では、図8に示されるようにシリンダヘッド1a側の接続面と、排気マニホルド3側の接続面とを別々のボルト5a,5bで締結する構成を採用するとよい。具体的には、図8に示されるようにシリンダヘッド1a側の接続面にボルト孔を有するフランジ2bを設けるとともに、排気マニホルド3側の接続面にボルト孔を有するフランジ2cを設け、ボルト5aによってフランジ2bをシリンダヘッド1aに締結する一方、ボルト5bによってフランジ2cを排気マニホルド3に締結する。
ところで、上記のように別々のボルト5a,5bによって排気冷却用接続管2をシリンダヘッド1a及び排気マニホルド3に締結するようにした場合には、図7に示したように排気冷却用接続管2を貫通するボルト4によって締結する場合と比較して、たくさんのボルトが必要になり、締結作業の繁雑化や、コストの増大を招くこととなる。
そこでシール性を確保しつつ、極力少ないボルトで排気冷却用接続管2を締結するためには、特許文献2に記載されているように隣り合うポート孔にボルト孔を共有させるようにし、図9に二点鎖線で示されるようにボルト孔7の中心を結ぶ直線がポート孔6の開口の中心付近を横切るように各ボルト孔7をジグザグに配設するとよい。尚、図9は、シリンダヘッド1a側から見た排気冷却用接続管2の正面図である。
ところで、上記のようにシリンダヘッド1a側の接続面と、排気マニホルド3側の接続面とを別々のボルト5a,5bでそれぞれ締結する場合には、図10に示されるようにフランジ2bとフランジ2cとの配設位置が重なっていると、締結作業時にフランジ2cが邪魔になりボルト5aの締結が困難になってしまう。
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は締結作業を容易に行うことができ、且つ少ないボルトでシール性を確保することのできる排気冷却用接続管を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されて前記内燃機関から排出される排気を冷却して前記排気マニホルドに導入する排気冷却用接続管において、前記シリンダヘッドに接続される機関側接続面及び前記排気マニホルドに接続されるマニホルド側接続面には、同接続面上に並んで開口する複数のポート孔の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶように、これら複数のポート孔からなるポート群の両端部に位置する領域にそれぞれ1つずつと、各ポート孔の間に位置する領域にそれぞれ1つずつボルト孔が形成されており、前記マニホルド側接続面に形成された前記ボルト孔は、同ボルト孔及び同ボルト孔が形成されているボルト受け部が前記機関側接続面に形成された前記ボルト孔の延長線と交わらないようにその配設位置が設定されていることをその要旨とする。
請求項1に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されて前記内燃機関から排出される排気を冷却して前記排気マニホルドに導入する排気冷却用接続管において、前記シリンダヘッドに接続される機関側接続面及び前記排気マニホルドに接続されるマニホルド側接続面には、同接続面上に並んで開口する複数のポート孔の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶように、これら複数のポート孔からなるポート群の両端部に位置する領域にそれぞれ1つずつと、各ポート孔の間に位置する領域にそれぞれ1つずつボルト孔が形成されており、前記マニホルド側接続面に形成された前記ボルト孔は、同ボルト孔及び同ボルト孔が形成されているボルト受け部が前記機関側接続面に形成された前記ボルト孔の延長線と交わらないようにその配設位置が設定されていることをその要旨とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の排気冷却用接続管において、前記機関側接続面に形成されたボルト孔と、前記マニホルド側接続面に形成されたボルト孔は、同じ2つのポート孔に挟まれた領域における同ポート孔の開口の中心を結んだ直線に対する配設位置の関係が反対になるように、各接続面における配設位置が設定されていることをその要旨とする。
上記請求項1に記載の構成によれば、マニホルド側接続面に形成されるボルト孔は、ボルト孔及びこれを取り囲むボルト受け部が機関側接続面に形成されたボルト孔の延長線と交わらなくなるように、機関側接続面に形成されたボルト孔の延長線上からずれた位置に配設されるようになる。そのため、締結作業の際に、機関側接続面のボルト孔に挿通されるボルトやこのボルトを締結するための工具等と、マニホルド側接続面のボルト受け部とが干渉しにくくなり、締結作業を容易に行うことができるようになる。
また、各接続面に形成されたボルト孔は、各接続面に並んで開口するポート孔からなるポート群の両端部に位置する領域と、各ポート孔の間に位置する領域とに、各ポート孔の開口の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶようにそれぞれ1つずつ形成されている。そのため、隣り合うポート孔に対してボルト孔を共有させつつ、ボルト孔同士を結ぶ直線がポート孔の開口を横切るように各ボルト孔を配設することができる。こうした構成によれば、ボルトの締結による面圧を各ポート孔の周縁部に的確に作用させ、少ないボルトで接続面をシールすることができるようになる。
すなわち上記請求項1に記載の構成によれば、締結作業を容易に行うことができ、且つ少ないボルトでシール性を確保することができるようになる。
尚、各接続面においてポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔の中心に近い位置を通るようにボルト孔が配設されているほど、締結による面圧がポート孔の周縁部に均一に作用する。そのため、シール性を好適に確保する上では、各接続面においてポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔の中心付近を通るようにボルト孔の配設位置を設定することが望ましい。
尚、各接続面においてポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔の中心に近い位置を通るようにボルト孔が配設されているほど、締結による面圧がポート孔の周縁部に均一に作用する。そのため、シール性を好適に確保する上では、各接続面においてポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔の中心付近を通るようにボルト孔の配設位置を設定することが望ましい。
上記請求項1に記載の構成を具現化するためには、例えば、請求項2に記載されているように、同じ2つのポート孔に挟まれた領域におけるボルト孔の配設位置の関係が反対になるように、各接続面におけるボルト孔の配設位置を設定すればよい。
すなわち、機関側接続面における隣り合う一対のポート孔の間に位置する領域に形成されたボルト孔がこれらポート孔の開口の中心を結んだ直線よりも上側にある場合に、マニホルド側接続面における同じ一対のポート孔の間に位置する領域に形成されたボルト孔がポート孔の開口の中心を結んだ直線よりも下側に位置するように、各接続面におけるボルト孔の配設位置を互い違いに設定すればよい。
こうした構成を採用すれば、マニホルド側接続面に形成されたボルト孔を取り囲むボルト受け部が、機関側接続面に形成されたボルト孔に対してポート孔を挟んで反対側に位置するようになるため、締結作業時のボルト受け部の干渉をより確実に回避することができるようになる。
(第1の実施形態)
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列4気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第1の実施形態について、図1〜4を参照して説明する。尚、図1は本実施形態にかかる排気冷却用接続管100の斜視図である。
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列4気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第1の実施形態について、図1〜4を参照して説明する。尚、図1は本実施形態にかかる排気冷却用接続管100の斜視図である。
図1に示されるように本実施形態にかかる排気冷却用接続管100には、内燃機関の各気筒に対応するように4つのポート孔110a,110b,110c,110dが一列に並ぶように形成されている。これらのポート孔110a〜110dは、内燃機関のシリンダヘッドに接続される機関側接続面120から排気マニホルドに接続されるマニホルド側接続面130まで貫通するようにそれぞれ形成されている。そして、これらのポート孔110a〜110dは、この排気冷却用接続管100がシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されるように取り付けられた際に、排気通路の一部を構成するようになっている。
尚、各ポート孔110a〜110dはシリンダヘッド側から排気マニホルド側に向かって内径が次第に小さくなるようにその内壁面が僅かに傾斜したテーパ状に形成されている。
排気冷却用接続管100の内部には、図2に示されるように各ポート孔110a〜110dの周囲を取り囲む冷却水通路170が形成されている。尚、図2は排気冷却用接続管100の内部に形成された冷却水通路170の構造を示す透視図である。
そして、排気冷却用接続管100の下部には図1に示されるように冷却水導入口150が設けられている一方、排気冷却用接続管100の上部には冷却水排出口160が設けられている。これにより、排気冷却用接続管100にあっては、機関運転中に冷却水導入口150から導入された冷却水が冷却水通路170内を循環し、冷却水排出口160から排出されるようになっている。
このように内部に冷却水通路170が設けられた本実施形態の排気冷却用接続管100は、内燃機関から排出される排気を、冷却水通路170を流れる冷却水との熱交換によって冷却してから排気マニホルドに導入し、排気通路に設けられた排気浄化触媒が高温の排気によって過剰に熱せられることを抑制する。
以下、図3を参照して本実施形態にかかる排気冷却用接続管100の各接続面120,130に形成されたボルト孔の配設態様について詳しく説明する。尚、図3(a)は排気冷却用接続管100を機関側接続面120側から見た状態を示す正面図であり、図3(b)は排気冷却用接続管100をマニホルド側接続面130側から見た状態を示す背面図である。
図3(a)に示されるように機関側接続面120には、4つのポート孔110a〜110dからなるポート群の両端部に位置する領域に、ボルト受け部としてのフランジ125a及びフランジ125eがそれぞれ形成されている。そして、フランジ125aには同フランジ125aを貫通するようにボルト孔140aが形成されているとともに、フランジ125eには同フランジ125eを貫通するようにボルト孔140eが形成されている。また、機関側接続面120における各ポート孔110a〜110dの間に位置する領域には、ボルト受け部としてのフランジ125b,125c,125dが形成されており、これらフランジ125b〜125dにもこれを貫通するようにボルト孔140b〜140dがそれぞれ形成されている。
図3(a)に示されるようにボルト孔140a〜140eは、同ボルト孔140a〜140e及びこれらボルト孔140a〜140eを取り囲むフランジ125a〜125eが、機関側接続面120における各ポート孔110a〜110dの開口の中心を結ぶ直線(一点鎖線で示される直線)を挟んで交互に並ぶように「M」字型に配設されている。また、各フランジ125a〜125e及びボルト孔140a〜140eは、図3(a)に二点鎖線で示されるように各ポート孔110a〜110dを挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、各ポート孔110a〜110dの中心を通るようにその配設位置が設定されている。
具体的には、図3(a)に示されるように機関側接続面120におけるポート群の左側端部に位置する領域、すなわちポート孔110aの左側に位置する領域に設けられたフランジ125a及びそこに形成されたボルト孔140aは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。これに対して、ポート孔110aとポート孔110bとの間に位置する領域に設けられたフランジ125b及びそこに形成されたボルト孔140bは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔140a,140bの配設位置は、ポート孔110aを挟むように位置するこれらのボルト孔140a,140bを結ぶ直線が、図3(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔110aの中心を通るように設定されている。
また、図3(a)の中央下部に示されるように、機関側接続面120におけるポート孔110bとポート孔110cとの間に位置する領域に設けられたフランジ125c及びそこに形成されているボルト孔140cは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔140cの配設位置は、フランジ125bに形成されたボルト孔140bと、このボルト孔140cとを結ぶ直線が、図3(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔110bの中心を通るように設定されている。
ポート孔110cとポート孔110dとの間に位置する領域に設けられたフランジ125d及びそこに形成されているボルト孔140dは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔140dの配設位置は、フランジ125cに形成されたボルト孔140cと、このボルト孔140dとを結ぶ直線が、図3(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔110cの中心を通るように設定されている。
図3(a)に示されるように機関側接続面120におけるポート群の右側端部に位置する領域、すなわちポート孔110dの右側に位置する領域に設けられたフランジ125e及びそこに形成されているボルト孔140eは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔140eの配設位置は、フランジ125dに形成されたボルト孔140dと、このボルト孔140eとを結ぶ直線が、図3(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔110dの中心を通るように設定されている。
一方、図3(b)に示されるようにマニホルド側接続面130にあっては、4つのポート孔110a〜110dからなるポート群の両端部に位置する領域に、ボルト受け部としてのフランジ135a及びフランジ135eがそれぞれ形成されている。そして、フランジ135aにはボルト孔145aが形成されているとともに、フランジ135eにはボルト孔145eが形成されている。また、マニホルド側接続面130における各ポート孔110a〜110dの間に位置する領域には、ボルト受け部としてのフランジ135b,135c,135dが形成されており、これらフランジ135b〜135dにもボルト孔145b〜145dがそれぞれ形成されている。
図3(b)に示されるようにボルト孔145a〜145eは、同ボルト孔145a〜145e及び同ボルト孔145a〜145eを取り囲むフランジ135a〜135eが、マニホルド側接続面130における各ポート孔110a〜110dの開口の中心を結ぶ直線(一点鎖線で示される直線)を挟んで交互に並ぶように「W」字型に配設されている。また、各フランジ135a〜135e及びボルト孔145a〜145eは、図3(b)に二点鎖線で示されるように各ポート孔110a〜110dを挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、各ポート孔110a〜110dの中心を通るようにその配設位置が設定されている。
具体的には、図3(b)に示されるようにマニホルド側接続面130におけるポート群の左側端部に位置する領域、すなわちポート孔110dの左側に位置する領域に設けられたフランジ135eに形成されたボルト孔145eは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。これに対して、ポート孔110dとポート孔110cとの間に位置する領域に設けられたフランジ135d及びそこに形成されたボルト孔145dは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔145d,145eの配設位置は、ポート孔110dを挟むように位置するこれらのボルト孔145d,145eを結ぶ直線が、図3(b)に二点鎖線で示されるようにポート孔110dの中心を通るように設定されている。
また、図3(b)の中央上部に示されるように、マニホルド側接続面130におけるポート孔110cとポート孔110bとの間に位置する領域に設けられたフランジ135c及びそこに形成されているボルト孔145cは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔145cの配設位置は、フランジ135dに形成されたボルト孔145dと、このボルト孔145cとを結ぶ直線が、図3(b)に二点鎖線で示されるようにポート孔110cの中心を通るように設定されている。
ポート孔110bとポート孔110aとの間に位置する領域に設けられたフランジ135b及びそこに形成されているボルト孔145bは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔145bの配設位置は、フランジ135cに形成されたボルト孔145cと、このボルト孔145bとを結ぶ直線が、図3(b)に二点鎖線で示されるようにポート孔110bの中心を通るように設定されている。
図3(b)に示されるようにマニホルド側接続面130におけるポート群の右側端部に位置する領域、すなわちポート孔110aの右側に位置する領域に設けられたフランジ135aに形成されたボルト孔145aは、各ポート孔110a〜110dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔145aの配設位置は、フランジ135bに形成されたボルト孔145bと、このボルト孔145aとを結ぶ直線が、図3(b)に二点鎖線で示されるようにポート孔110aの中心を通るように設定されている。
排気冷却用接続管100にあっては、このようにボルト孔140a〜140eが「M」字型に配設されている一方で、ボルト孔145a〜145eが「W」字型に配設されていることにより、図3(a)及び図3(b)に示されるようにボルト孔140a〜140eと、ボルト孔145a〜145eとが互い違いに位置するようになっている。
例えば、機関側接続面120においてポート孔110aとポート孔110bとの間に位置する領域に形成されたボルト孔140bは、各ポート孔110a〜110dの中心を結ぶ直線よりも上方に位置している。一方で、マニホルド側接続面130においてポート孔110aとポート孔110bとの間に位置する領域に設けられたボルト孔145bは、各ポート孔110a〜110dの中心を結ぶ直線よりも下方に位置している。すなわち、機関側接続面120に形成されたボルト孔140a〜140eと、マニホルド側接続面130に形成されたボルト孔145a〜145eとは、同じ2つのポート孔に挟まれた領域における配設位置の関係が反対になっている。
このように構成された排気冷却用接続管100は、図4に示されるようにフランジ125a〜125eに形成されたボルト孔140a〜140eに挿通されたボルト51によって内燃機関のシリンダヘッド10に締結される。そして、フランジ135a〜135eに形成されたボルト孔145a〜145eに螺合されたボルト52によって排気マニホルド30に締結され、シリンダヘッド10と排気マニホルド30との間に介装されて排気通路の一部を構成する。
以上説明した第1の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)ボルト孔145a〜145e及びこれらボルト孔145a〜145eを取り囲むフランジ135a〜135eが、ボルト孔140a〜140eの延長線上からずれた位置に形成されている。そのため、締結作業の際に、ボルト孔140a〜140eに挿通されるボルト51や、このボルト51を締結するための工具等と、フランジ135a〜135eとが干渉しにくくなり、締結作業を容易に行うことができるようになる。
(1)ボルト孔145a〜145e及びこれらボルト孔145a〜145eを取り囲むフランジ135a〜135eが、ボルト孔140a〜140eの延長線上からずれた位置に形成されている。そのため、締結作業の際に、ボルト孔140a〜140eに挿通されるボルト51や、このボルト51を締結するための工具等と、フランジ135a〜135eとが干渉しにくくなり、締結作業を容易に行うことができるようになる。
また、各接続面120,130に形成されたボルト孔は、各接続面120,130に並んで開口するポート孔110a〜110dからなるポート群の両端部に位置する領域と、各ポート孔110a〜110dの間に位置する領域とに、各ポート孔110a〜110dの開口の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶようにそれぞれ1つずつ形成されている。そのため、隣り合うポート孔に対してボルト孔を共有させつつ、ボルト孔同士を結ぶ直線がポート孔の開口を横切るように各ボルト孔140a〜140e,145a〜145eを配設することができる。こうした構成によれば、ボルト51,52の締結による面圧を各ポート孔110a〜110dの周縁部に的確に作用させ、少ないボルトで接続面120,130をシールすることができるようになる。
すなわち、締結作業を容易に行うことができ、且つ少ないボルトでシール性を確保することができるようになる。
(2)ボルト孔140a〜140eを「M」字型に配設する一方、ボルト孔145a〜145eを「W」字型に配設することにより、各接続面120,130におけるボルト孔140a〜140e,145a〜145eの配設位置を互い違いに設定している。そのため、マニホルド側接続面130に形成されたボルト孔145a〜145eを取り囲むフランジ135a〜135eが、機関側接続面120に形成されたボルト孔140a〜140eに対してポート孔110a〜110dを挟んで反対側に位置するようになる。したがって、締結作業時のフランジ135a〜135eの干渉をより確実に回避することができる。
(2)ボルト孔140a〜140eを「M」字型に配設する一方、ボルト孔145a〜145eを「W」字型に配設することにより、各接続面120,130におけるボルト孔140a〜140e,145a〜145eの配設位置を互い違いに設定している。そのため、マニホルド側接続面130に形成されたボルト孔145a〜145eを取り囲むフランジ135a〜135eが、機関側接続面120に形成されたボルト孔140a〜140eに対してポート孔110a〜110dを挟んで反対側に位置するようになる。したがって、締結作業時のフランジ135a〜135eの干渉をより確実に回避することができる。
尚、上記第1の実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第1の実施形態では、ボルト孔140a〜140eを「M」字型に配設し、ボルト孔145a〜145eを「W」字型に配設する構成を示したが、ボルト孔140a〜140eを「W」字型に配設し、ボルト孔145a〜145eを「M」字型に配設する構成を採用した場合でも、上記(1),(2)の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記第1の実施形態では、ボルト孔140a〜140eを「M」字型に配設し、ボルト孔145a〜145eを「W」字型に配設する構成を示したが、ボルト孔140a〜140eを「W」字型に配設し、ボルト孔145a〜145eを「M」字型に配設する構成を採用した場合でも、上記(1),(2)の効果と同様の効果を得ることができる。
・各接続面120,130に形成されたボルト孔140a〜140e,145a〜145eは、各ポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が必ずしもポート孔の中心を通るように形成されていなくてもよい。しかしながら、ポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔の中心に近い位置を通るようにボルト孔が配設されているほど、ポート孔の周縁部には締結による面圧が均一に作用する。そのため、シール性を好適に確保する上では、各接続面120,130においてポート孔を挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、できるかぎりポート孔の中心に近い位置を通るようにボルト孔の配設位置を設定することが望ましい。
・上記第1の実施形態では、ボルト孔140a〜140eの配設位置と、ボルト孔145a〜145eの配設位置とが互い違いになるように、ボルト孔140a〜140eを「M」字型に配設する一方、ボルト孔145a〜145eを「W」字型に配設する構成を例示した。これに対して、ボルト孔145a〜145eの配設位置が、同ボルト孔145a〜145e及びフランジ135a〜135eが、ボルト孔140a〜140eの延長線上からずれるように設定されていれば、ボルト51を締結する際にフランジ135a〜135eが邪魔になることが抑制されるようになる。
そのため、ボルト孔140a〜140e,145a〜145eの配設態様は、上記第1の実施形態で示した配設態様に限定されるものではなく、ボルト孔145a〜145e及びフランジ135a〜135eが、ボルト孔140a〜140eの延長線上からずれるようになっていればよい。
例えば、図5に示されるようにマニホルド側接続面130のボルト孔145a〜145eを、機関側接続面120のボルト孔140a〜140eと同様に「M」字型に配設し、ボルト孔145a〜145e及びフランジ135a〜135eがボルト孔140a〜140eの延長線と重ならないようにその配設位置をずらした構成を採用することもできる。尚、この場合にも、シール性を好適に確保する上では、マニホルド側接続面130において各ポート孔110a〜110dを挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線が、ポート孔110a〜110dの中心付近を通るようにボルト孔145a〜145eの配設位置を設定することが望ましい。
(第2の実施形態)
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列4気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第2の実施形態について、図6(a),図6(b),図6(c)を参照して説明する。尚、図6(a)は本実施形態にかかる排気冷却用接続管200を、シリンダヘッドに接続される機関側接続面220側から見た状態を示す正面図であり、(b)はこの排気冷却用接続管200の側面図、(c)はこの排気冷却用接続管200を排気マニホルドが接続されるマニホルド側接続面230側から見た状態を示す背面図である。
(第2の実施形態)
以下、この発明にかかる排気冷却用接続管を、直列4気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した第2の実施形態について、図6(a),図6(b),図6(c)を参照して説明する。尚、図6(a)は本実施形態にかかる排気冷却用接続管200を、シリンダヘッドに接続される機関側接続面220側から見た状態を示す正面図であり、(b)はこの排気冷却用接続管200の側面図、(c)はこの排気冷却用接続管200を排気マニホルドが接続されるマニホルド側接続面230側から見た状態を示す背面図である。
上記第1の実施形態の排気冷却用接続管100にあっては、図4に示されるように機関側接続面120とマニホルド側接続面130とがほぼ平行になっていた。これに対して、本実施形態にかかる排気冷却用接続管200は、図6(b)に示されるように機関側接続面220とマニホルド側接続面230とが平行になっておらず、垂直に延びる機関側接続面220に対してマニホルド側接続面230が下方に向かって傾いた状態になっている。
図6(a)に示されるように排気冷却用接続管200には、内燃機関の各気筒に対応するように4つのポート孔210a,210b,210c,210dが一列に並ぶように形成されている。これらのポート孔210a〜210dは、図6(b)に破線で示されるように機関側接続面220からマニホルド側接続面230まで貫通するように、湾曲した状態でそれぞれ形成されている。そして、これらのポート孔210a〜210dは、この排気冷却用接続管200がシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されるように取り付けられた際に、排気通路の一部を構成するようになっている。
尚、排気冷却用接続管200の内部には、第1の実施形態にかかる排気冷却用接続管100と同様に各ポート孔210a〜210dの周囲を取り囲む冷却水通路が形成されている。そして、排気冷却用接続管200の下部には図6(a)及び図6(c)に示されるように冷却水導入口250が設けられている一方、排気冷却用接続管200の上部には図6(a)〜図6(c)に示されるように冷却水排出口260が設けられている。これにより、排気冷却用接続管200にあっては、機関運転中に冷却水導入口250から導入された冷却水が冷却水通路内を循環し、冷却水排出口260から排出されるようになっている。
このように冷却水を循環させることにより、排気冷却用接続管200は、上記第1の実施形態の排気冷却用接続管100と同様に、内燃機関から排出される排気を、冷却水との熱交換によって冷却してから排気マニホルドに導入し、排気通路に設けられた排気浄化触媒が高温の排気によって過剰に熱せられることを抑制する。
図6(a)に示されるように機関側接続面220には、4つのポート孔210a〜210dからなるポート群の両端部に位置する領域にボルト孔240aとボルト孔240eとがそれぞれ形成されている。このボルト孔240a,240eは図6(c)にも示されるように排気冷却用接続管200を貫通するように形成されており、マニホルド側接続面230側の端部にはボルト孔240a,240eを取り囲むようにボルト受け部225a,225eがそれぞれ設けられている。
また、機関側接続面220における各ポート孔210a〜210dの間に位置する領域には、排気冷却用接続管200を貫通するボルト孔240b,240c,240dがそれぞれ形成されている。図6(c)に示されるようにこれらのボルト孔240b〜240dのマニホルド側接続面230側の端部にも、これらボルト孔240b〜240dを取り囲むようにボルト受け部225b,225c,225dがそれぞれ形成されている。
図6(a)に示されるようにボルト孔240a〜240eは、各ポート孔210a〜210dの機関側接続面220における開口の中心を結ぶ直線(一点鎖線で示される直線)を挟んで交互に並ぶように「M」字型に配設されている。また、各ボルト孔240a〜240eは、図6(a)に二点鎖線で示されるように各ポート孔210a〜210dを挟むように位置する一対のボルト孔を結ぶ直線がポート孔210a〜210dの中心近傍を通るようにその配設位置が設定されている。
具体的には、図6(a)に示されるように機関側接続面220におけるポート群の左側端部に位置する領域、すなわちポート孔210aの左側に位置する領域に形成されたボルト孔240aは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。これに対して、ポート孔210aとポート孔210bとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240bは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔240a,240bの配設位置は、ポート孔210aを挟むように位置するこれらのボルト孔240a,240bを結ぶ直線が、図6(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔210aの中心近傍を通るように設定されている。
また、図6(a)の中央に示されるように、機関側接続面220におけるポート孔210bとポート孔210cとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240cは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔240cの配設位置は、ポート孔210aとポート孔210bとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240bと、このボルト孔240cとを結ぶ直線が、図6(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔210bの中心近傍を通るように設定されている。
ポート孔210cとポート孔210dとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240dは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔240dの配設位置は、ポート孔210bとポート孔210cとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240cと、このボルト孔240dとを結ぶ直線が、図6(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔210cの中心近傍を通るように設定されている。
図6(a)に示されるように機関側接続面220におけるポート群の右側端部に位置する領域、すなわちポート孔210dの右側に位置する領域に形成されたボルト孔240eは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、ボルト孔240eの配設位置は、ポート孔210cとポート孔210dとの間に位置する領域に形成されたボルト孔240dと、このボルト孔240eとを結ぶ直線が、図6(a)に二点鎖線で示されるようにポート孔210dの中心近傍を通るように設定されている。
一方、図6(c)に示されるようにマニホルド側接続面230には、6つのボルト孔245a〜245fが形成されている。そして、排気冷却用接続管200にあっては、これらボルト孔245a〜245fが二点鎖線で示されるようにポート孔210aとポート孔210bとからなるポート群と、ポート孔210cとポート孔210dとからなるポート群とに対してそれぞれ「V」字型になるように配設されている。
具体的には、図6(c)に示されるようにマニホルド側接続面230における左側に位置するポート群の左側端部に位置する領域、すなわちポート孔210dの左側に位置する領域設けられたボルト受け部235fに形成されたボルト孔245fは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。これに対して、ポート孔210dとポート孔210cとの間に位置する領域に設けられたボルト受け部235eに形成されたボルト孔245eは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、これらのボルト孔245e,245fの配設位置は、ポート孔210dを挟むように位置するこれらのボルト孔245e,245fを結ぶ直線が、図6(c)に二点鎖線で示されるようにポート孔210dの中心近傍を通るように設定されている。
また、図6(c)の中央に示されるように、左側に位置するポート群の右側端部に位置する領域、すなわちポート孔210cの右側に位置する領域に設けられたボルト受け部235dに形成されているボルト孔245dは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔245dの配設位置は、ボルト受け部235eに形成されたボルト孔245eと、このボルト孔245dとを結ぶ直線が、図6(c)に二点鎖線で示されるようにポート孔210cの中心近傍を通るように設定されている。尚、ボルト受け部235dは図6(c)の中央に示されるように機関側接続面220から貫通するボルト孔240cを取り囲むボルト受け部225cの左側に形成されており、ボルト受け部235dとボルト受け部225cとが重ならないようにその配設位置が設定されている。
図6(c)に示されるように、マニホルド側接続面230における右側に位置するポート群の右側端部に位置する領域、すなわちポート孔210aの右側に位置する領域に設けられたボルト受け部235aに形成されたボルト孔245aは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。これに対して、ポート孔210aとポート孔210bとの間に位置する領域に設けられたボルト受け部235bに形成されたボルト孔245bは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも下方に配設されている。そして、これらのボルト孔245a,245bの配設位置は、ポート孔210aを挟むように位置するこれらのボルト孔245a,245bを結ぶ直線が、図6(c)に二点鎖線で示されるようにポート孔210aの中心近傍を通るように設定されている。
また、図6(c)の中央に示されるように、右側に位置するポート群の左側端部に位置する領域、すなわちポート孔210bの左側に位置する領域に設けられたボルト受け部235cに形成されたボルト孔245cは、各ポート孔210a〜210dの中心を通る直線よりも上方に配設されている。そして、ボルト孔245cの配設位置は、ボルト受け部235bに形成されたボルト孔245bと、このボルト孔245cとを結ぶ直線が、図6(c)に二点鎖線で示されるようにポート孔210bの中心近傍を通るように設定されている。尚、ボルト受け部235cは図6(c)の中央に示されるように機関側接続面220から貫通するボルト孔240cを取り囲むボルト受け部225cの右側に形成されており、ボルト受け部235cとボルト受け部225cとが重ならないようにその配設位置が設定されている。
このように排気冷却用接続管200にあっては、機関側接続面220における5つのボルト孔240a〜240eが「M」字型に配設されている一方で、マニホルド側接続面230における6つのボルト孔245a〜245fがボルト受け部225cを挟んで並ぶ「V」字型に配設されている。これにより、図6(a)及び図6(c)に示されているように、機関側接続面220に形成されたボルト孔240a〜240eと、マニホルド側接続面230に形成されたボルト孔245a〜245fとが上下方向に互い違いに位置するようになっている。
このように構成された排気冷却用接続管200は、図6(b)に示されるようにマニホルド側接続面230側からボルト孔240a〜240eに挿通されるボルト54によって内燃機関のシリンダヘッドに締結される。そして、ボルト受け部235a〜235fに形成されたボルト孔245a〜245fに挿通されるボルト55によって排気マニホルドと締結され、シリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されて排気通路の一部を構成する。
以上説明した第2の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)ボルト孔245a〜245f及びこれらボルト孔245a〜245fを取り囲むボルト受け部235a〜235fが、ボルト孔240a〜240eの延長線上からずれた位置に形成されている。そのため、締結作業の際に、ボルト孔240a〜240eに挿通されるボルト54や、このボルト54を締結するための工具等と、ボルト受け部235a〜235fとが干渉しにくくなり、締結作業を容易に行うことができるようになる。
(1)ボルト孔245a〜245f及びこれらボルト孔245a〜245fを取り囲むボルト受け部235a〜235fが、ボルト孔240a〜240eの延長線上からずれた位置に形成されている。そのため、締結作業の際に、ボルト孔240a〜240eに挿通されるボルト54や、このボルト54を締結するための工具等と、ボルト受け部235a〜235fとが干渉しにくくなり、締結作業を容易に行うことができるようになる。
また、各接続面220,230に形成されたボルト孔は、各接続面220,230に並んで開口するポート孔210a〜210dからなるポート群の両端部に位置する領域と、各ポート孔210a〜210dの間に位置する領域に、各ポート孔210a〜210dの開口の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶようにそれぞれ1つずつ形成されている。そのため、隣り合うポート孔に対してボルト孔を共有させつつ、ボルト孔同士を結ぶ直線がポート孔の開口を横切るように各ボルト孔240a〜240e,245a〜245fを配設することができる。こうした構成によれば、ボルト54,55の締結による面圧を各ポート孔210a〜210dの周縁部に的確に作用させ、少ないボルトで接続面220,230をシールすることができるようになる。
すなわち、締結作業を容易に行うことができ、且つ少ないボルトでシール性を確保することができるようになる。
その他、上記各実施形態に共通して変更可能は要素としては次のようなものがある。
その他、上記各実施形態に共通して変更可能は要素としては次のようなものがある。
・上記各実施形態にあっては、本願発明を、直列4気筒型の内燃機関に接続される排気冷却用接続管として具体化した例を示したが、本願発明は直列4気筒型の内燃機関に限定的に適用されるものではない。例えばV型6気筒、V型8気筒の内燃機関の各バンクに接続される排気冷却用接続管に本願発明を適用することもできる。
・上記各実施形態にあっては、冷却水導入口150,250を下側に設け、冷却水排出口160,260を上側に設ける構成をそれぞれ示したが、冷却水導入口及び冷却水排出口の配設位置は適宜変更することができる。
51…ボルト、52…ボルト、54…ボルト、55…ボルト、100…排気冷却用接続管、110a,110b,110c,110d…ポート孔、120…機関側接続面、125a,125b,125c,125d,125e…フランジ、130…マニホルド側接続面、135a,135b,135c,135d,135e…フランジ、140a,140b,140c,140d,140e…ボルト孔、145a,145b,145c,145d,145e…ボルト孔、150…冷却水導入口、160…冷却水排出口、170…冷却水通路、200…排気冷却用接続管、210a,210b,210c,210d…ポート孔、220…機関側接続面、225a,225b,225c,225d,225e…ボルト受け部、230…マニホルド側接続面、235a,235b,235c,235d,235e,235f…ボルト受け部、240a,240b,240c,240d,240e…ボルト孔、245a,245b,245c,245d,245e,245f…ボルト孔、250…冷却水導入口、260…冷却水排出口。
Claims (2)
- 内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホルドとの間に介装されて前記内燃機関から排出される排気を冷却して前記排気マニホルドに導入する排気冷却用接続管において、
前記シリンダヘッドに接続される機関側接続面及び前記排気マニホルドに接続されるマニホルド側接続面には、同接続面上に並んで開口する複数のポート孔の中心を通る直線を挟んで交互に並ぶように、これら複数のポート孔からなるポート群の両端部に位置する領域にそれぞれ1つずつと、各ポート孔の間に位置する領域にそれぞれ1つずつボルト孔が形成されており、
前記マニホルド側接続面に形成された前記ボルト孔は、同ボルト孔及び同ボルト孔が形成されているボルト受け部が前記機関側接続面に形成された前記ボルト孔の延長線と交わらないようにその配設位置が設定されている
ことを特徴とする排気冷却用接続管。 - 請求項1に記載の排気冷却用接続管において、
前記機関側接続面に形成されたボルト孔と、前記マニホルド側接続面に形成されたボルト孔は、同じ2つのポート孔に挟まれた領域における同ポート孔の開口の中心を結んだ直線に対する配設位置の関係が反対になるように、各接続面における配設位置が設定されている
ことを特徴とする排気冷却用接続管。
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