JP7688062B2 - engine - Google Patents
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Description
本願発明は、シリンダヘッドにガスケットを介して排気マニホールドが固定されているエンジンに関するものである。 This invention relates to an engine in which an exhaust manifold is fixed to a cylinder head via a gasket.
シリンダヘッドの排気側面に排気マニホールドを固定するにおいて、排気側面と排気マニホールドとの間に排気ガスを冷却水で冷却するためのアダプタを介在させることがあるが、この場合、アダプタの冷却水導入口から冷却水が漏れ出ることがある。そこで、特許文献1には、アダプタから漏れ出た冷却水が排気マニホールドに伝い落ちて美感を害することを防止するため、排気マニホールドを二股状に形成して、冷却水を二股部に流下させることが開示されている。
When fixing the exhaust manifold to the exhaust side of the cylinder head, an adapter is sometimes placed between the exhaust side and the exhaust manifold to cool the exhaust gas with cooling water. In this case, however, the cooling water may leak from the cooling water inlet of the adapter. Therefore,
さて、外付け式の排気マニホールドが使用される多気筒エンジンでは、シリンダヘッドの排気側面に排気マニホールド取り付け面が形成されているが、排気マニホールド取り付け面は排気ポートの群を囲うようにクランク軸線方向に長い形態になっており、この排気マニホールド取り付け面にガスケットを介して排気マニホールドが固定されている。 In a multi-cylinder engine that uses an external exhaust manifold, an exhaust manifold mounting surface is formed on the exhaust side of the cylinder head. The exhaust manifold mounting surface is elongated in the crankshaft direction so as to surround the group of exhaust ports, and the exhaust manifold is fixed to this exhaust manifold mounting surface via a gasket.
そして、シリンダヘッドの排気マニホールド取り付け面は平坦面に形成されているが、排気側面のうち排気マニホールド取り付け面を除いた部位は、排気通路の構造やウォータジャケットの構造などに起因して凹凸が存在しており、隣り合った排気ポートの間の部位に、排気マニホールド取り付け面の上端を下方に抉った形状の谷状の凹部が存在していることがあり、すると、シリンダヘッドの凹部とガスケットとの間に上向きのポケット部が形成される。 The exhaust manifold mounting surface of the cylinder head is formed as a flat surface, but the exhaust side surface, excluding the exhaust manifold mounting surface, has unevenness due to the structure of the exhaust passage and the structure of the water jacket, and there may be a valley-shaped recess between adjacent exhaust ports, where the upper end of the exhaust manifold mounting surface is carved downward, and this forms an upward-facing pocket between the recess of the cylinder head and the gasket.
そして、自動車用のエンジンでは、走行に際して雨水がポケット部に入り込んだり、冠水路の走行時に車輪で跳ね上げられた水がポケット部に入り込んだり、洗浄水がポケット部に入り込んだりすることがあり、このため、水がポケット部に溜まって、シリンダヘッドやガスケット、排気マニホールドを腐食させるおそれがあった。 In automobile engines, rainwater can get into the pockets while the vehicle is driving, water splashed up by the wheels while driving on flooded roads can get into the pockets, and cleaning water can get into the pockets. This can cause water to accumulate in the pockets, corroding the cylinder head, gaskets, and exhaust manifold.
本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。 The objective of the present invention is to improve this current situation.
本願発明は、
「排気側面に排気マニホールド取り付け面が形成されたシリンダヘッドと、フランジ板が前記排気マニホールド取り付け面にガスケットを介して固定される排気マニホールドとを有して、
前記排気マニホールド取り付け面に上向きに開口した谷状の凹部が形成されており、前記凹部が前記ガスケットで塞がれることによって上向き開口のポケット部が形成されている」
というエンジンに関し、このエンジンは、請求項1のとおり、
「前記ガスケットに、前記ポケット部の少なくとも下端に連通した開口が形成されていて、前記排気マニホールドのフランジ板と前記ガスケットとの間に、前記開口と連通して少なくとも下方に開口した隙間が形成されており、
前記隙間は、前記排気マニホールドのフランジ板の一部を前記ガスケットから離れる方向に偏位させることによって形成されている」
という構成になっている。
The present invention relates to
"A cylinder head having an exhaust manifold mounting surface formed on the exhaust side, and an exhaust manifold having a flange plate fixed to the exhaust manifold mounting surface via a gasket,
An upwardly opening valley-shaped recess is formed in the exhaust manifold mounting surface, and an upwardly opening pocket is formed by sealing the recess with the gasket.
The engine has the following features as claimed in claim 1:
"An opening is formed in the gasket that is in communication with at least the lower end of the pocket portion, and a gap is formed between the flange plate of the exhaust manifold and the gasket that is in communication with the opening and that is open at least downward,
The gap is formed by displacing a portion of the exhaust manifold flange plate in a direction away from the gasket."
The structure is as follows.
本願発明は請求項2の構成も含んでおり、この発明は、
「前記ポケット部は、隣り合った排気ポートの間に位置して、前記ポケット部の下端と前記開口とは、前記排気マニホールド取り付け面の上端よりも下方に位置している」
という構成になっている。
The present invention also includes the configuration of
"The pocket portion is located between adjacent exhaust ports, and the lower end of the pocket portion and the opening are located below the upper end of the exhaust manifold mounting surface."
The structure is as follows.
本願発明において、ガスケットの開口は閉じた内周を有する穴であってもよいし、上向きに開口した切り開き溝であってもよい。いずれにしても、開口はポケット部の下端と連通しておればよく、大きさや形状は任意に設定できる。 In the present invention, the opening of the gasket may be a hole with a closed inner circumference, or a cut groove that opens upward. In either case, the opening only needs to be connected to the lower end of the pocket, and the size and shape can be set as desired.
本願発明では、シリンダヘッドの排気マニホールド取り付け面に凹部が形成されていることに起因してシリンダヘッドとガスケットとの間にポケット部が形成されて、このポケット部に水が入り込んでも、水はポケット部の下端に位置した開口から隙間を通って下方に流下し、ポケット部に水が溜まることはない。このため、シリンダヘッドやガスケット、排気マニホールドの腐食を防止できる。 In the present invention, a pocket is formed between the cylinder head and the gasket due to the formation of a recess on the exhaust manifold mounting surface of the cylinder head. Even if water gets into this pocket, it flows downward through the gap from the opening located at the bottom end of the pocket, and water does not accumulate in the pocket. This prevents corrosion of the cylinder head, gasket, and exhaust manifold.
シリンダヘッドのうち排気側面の箇所では、排気ポートの周囲の肉部を等厚に形成する必要があること等のために、排気マニホールド取り付け面の上部のうち隣り合った排気ポートの間に凹部が存在することが多い。請求項2はこの形態に適用したものであり、シリンダヘッドを合理的な構造にしつつ、水がポケット部に溜まることによる腐食を防止できる。従って、現実対応性が高い。
In the exhaust side of the cylinder head, recesses often exist between adjacent exhaust ports in the upper part of the exhaust manifold mounting surface due to the need to form the material around the exhaust port with an equal thickness.
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用の3気筒エンジンに適用している。エンジンに関しては、クランク軸線方向を前後方向と呼ぶことが多いが、本実施形態でもこの一般的な呼び方を踏襲している。シリンダヘッドの排気側面と対向した方向は側面視方向である。本実施形態のエンジンは、クランク軸を車体の幅方向に長い姿勢としつつ排気側面を車体の前方に向けており、従って、横置き前排気の状態で車体前部のエンジンルームに配置されている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to a three-cylinder engine for an automobile. With regard to engines, the crankshaft direction is often referred to as the front-rear direction, and this common terminology is followed in this embodiment. The direction facing the exhaust side of the cylinder head is the side view direction. In this embodiment, the engine has the crankshaft oriented long in the width direction of the vehicle body, with the exhaust side facing the front of the vehicle body, and is therefore placed in the engine room at the front of the vehicle body in a horizontally mounted, front-exhaust state.
(1).基本構造
図1,4(A)に示すように、エンジンは、シリンダブロック1とその上面に固定されたシリンダヘッド2と、シリンダヘッド2の上面に固定されたヘッドカバー3とを備えている。図2に示すように、シリンダヘッド2の排気側面には、3つの排気ポート4がクランク軸線方向に並んで形成されており、排気側面に、3つの排気ポート4を囲う平坦な排気マニホールド取り付け面5が前後方向に長い状態で形成されている。図3(B)において、排気マニホールド取り付け面5には範囲を明確化にするため平行斜線を表示している。図2の平行斜線も平坦面を表示している。
(1) Basic structure As shown in Figures 1 and 4(A), the engine comprises a
そして、排気マニホールド取り付け面5に、金属製又は無機材製のガスケット6を介して排気マニホールド7が固定されている。なお、図4(A)に示すように、排気マニホールド7は遮熱板(インシュレータ)8で側方から囲われている。
The
図1から理解できるように、排気マニホールド7は、ガスケット6に重なるフランジ板9と、これに接合された3本の枝管10とを有しており、3本の枝管10は1つに集合して、集合部11に触媒ケース12の上コーン部を接合している。図4(A)から理解できるように、枝管10及び集合部11からなる中空部は表裏2枚の板材を重ね合わせて作られており、2枚の板材に形成したフランジ状の縁片13が溶接によって固定されている。
As can be seen from Fig. 1, the
なお、触媒ケース12の上コーン部には、O2センサーを取り付けるためのボス部14を設けている。また、排気マニホールド7の集合部11に設けた台座15は、図4(A)から理解できるように、遮熱板8を取り付けるためのものである。
The upper cone of the
図1,2から理解できるように、排気マニホールド7のフランジ板9は、上部3箇所と下部2箇所の合計5カ所においてボルト16でシリンダヘッド2の排気マニホールド取り付け面5に固定されている。そこで、シリンダヘッド2の排気側面には、排気マニホールド取り付け面5と同一面を成した5カ所のボス部17が上下外側にはみ出た状態に形成されており、各ボス部17にタップ穴18を形成している。
As can be seen from Figures 1 and 2, the
図1では、ボルト16を簡略化して六角ボルトとして表示しているが、実際には、図4(A)に示すように、ボルト16はスタッドボルトが使用されており、排気マニホールド7は、スタッドボルトにねじ込んだナット16aで固定されている。図1のとおり、排気マニホールド7におけるフランジ板9のうちその上端でかつ左右端部には、傾斜姿勢のブラケット片19を溶接によって固定している。ブラケット片19は遮熱板8を取り付けるためのものである。従って、遮熱板8は上2カ所、下1カ所の合計3カ所において排気マニホールド7に固定されている。なお、遮熱板8は、図1に示すスタッドボルト20とナット21で固定されている。
In Fig. 1, the
(2).排水構造
図2及び図4(A)から理解できるように、シリンダヘッド2のうち隣り合った排気ポート4の間の部位の内部には上下のウォータジャケット22,23が形成されており、上部ウォータジャケット22の箇所では、シリンダヘッド2の排気側面には内側に抉られたような谷状の凹部24が形成されており、凹部24の下端24aは、排気ポート4の上下中間高さよりも少し高い位置まで延びている。このため、凹部24は、排気マニホールド取り付け面5の上面から下方に入り込んだ状態に形成されている。
2 and 4(A), upper and
他方、図3(A)に示すように、ガスケット6は排気マニホールド取り付け面5の全体を覆うように形成されており、また、排気マニホールド7のフランジ板9もガスケット6とほぼ同じ形態になっている。このため、凹部24がガスケット6で塞がれて、上向きに開口したポケット部25が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3(A), the
このため、雨天走行時に雨水がポケット部25に入り込んだり、冠水路の走行に際して車輪で跳ね上げられた水がポケット部25に入り込んだり、高圧洗浄に際しての洗浄水がポケット部25に入り込んだりするおそれがあり、すると、長期にわたって使用しているうちに、シリンダヘッド2やガスケット6やフランジ板9が腐食するおそれがある。
For this reason, there is a risk that rainwater may get into the
この点について本実施形態では、まず、ガスケット6のうちシリンダヘッド2の凹部24の下端24aと対向した部位に開口(貫通穴)26を空ける一方、排気マニホールド7のフランジ板9については、ガスケット6と重なる重合面27を各排気ポート4の周囲ごとに独立させて、隣り合った重合面27の間の部位をガスケット6から離れる方向に偏位した逃がし面28と成して、ガスケット6と逃がし面28との間に、開口26と連通して上下に解放された隙間29を形成している。
In this embodiment, first, an opening (through hole) 26 is opened in the
図3及び図4(B)から理解できるように、フランジ板9の外周には外向きの補強リブ30を形成している。また、フランジ板9は、1枚の素材板を曲げ及び突き出し加工して形成されているが、重合面27は素材板を補強リブ30と反対側に突き出す(膨出させる)ことによって形成されている。
As can be seen from Figures 3 and 4(B), the
従って、フランジ板9の逃がし面28は素材板のままになっている。各重合面27は、シリンダヘッド2のボス部17に重なる外向き張り出し部31を有しており、外向き張り出し部31にボルト挿通穴32が空いている。当然ながら、ガスケット6にもボルト挿通穴32が空いている。また、これも当然であるが、ガスケット6及び排気マニホールド7のフランジ板9には、排気ポート4と連通した貫通穴4aが空いている。
Therefore, the
上記のとおり、ポケット部25の下端とガスケット6の開口26と隙間29とが連通しているため、ポケット部25に水が入り込んでも、水はポケット部25に溜まらずに排気マニホールド7の下方に流下する。従って、シリンダヘッド2やガスケット6、排気マニホールド7の腐食を防止できる。
As described above, the lower end of the
実施形態では、逃がし面28はフランジ板9の外周方向に広がっているが、これは、各重合面27をできるだけ等幅に形成して、締結後に各重合面27の面圧を均一化していることに起因している。従って、隙間29は上下両方向に開口しているが、上方にも開口させると、空気抜きの効果が生じるため、隙間29の左右幅をできるだけ小さくしつつ水の抜け性を高くできる。また、各重合面27が各排気ポート4ごとに独立していると、フランジ板9の加工誤差を吸収して排気マニホールド取り付け面5への密着性(シール性)を向上できる利点もある。
In the embodiment, the
重合面27は逃がし面28から突き出されているが、この態様では、リブ効果によって各重合面27の箇所の剛性が格段に高くなるため、ガスケット6と排気ポート4との間のシール性を更に向上できる。
The overlapping surfaces 27 protrude from the relief surfaces 28, and in this embodiment, the rigidity of each overlapping
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、対象になるエンジンは3気筒には限らず、2気筒又は4気筒以上の多気筒エンジンに広く適用できる。また、開口は円形の小穴である必要はないのであり、凹部24と相似形で上向きに開口した切り開き溝の形態と成したり、小穴でない適宜大きさの穴に形成したりすることも可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in various other ways. For example, the engines to which the invention is applied are not limited to three cylinders, and the invention can be widely applied to multi-cylinder engines with two or four or more cylinders. Furthermore, the opening does not have to be a small circular hole, and it is also possible to form it in the form of a cut groove that opens upward in a shape similar to the
本願発明は、エンジンに具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an engine, and therefore has industrial applicability.
2 シリンダヘッド
4 排気ポート
5 排気マニホールド取り付け面
6 ガスケット
7 排気マニホールド
9 フランジ板
10 枝管
11 集合部
12 触媒ケース
16 ボルト
17 ボス部
18 タップ穴
22,23 ウォータジャケット
24 凹部
24a 下端
25 ポケット部
26 開口
27 重合面
28 逃がし面
29 隙間(流下通路)
32 ボルト挿通穴
2
32 Bolt insertion hole
Claims (2)
前記排気マニホールド取り付け面に上向きに開口した谷状の凹部が形成されており、前記凹部が前記ガスケットで塞がれることによって上向き開口のポケット部が形成されているエンジンであって、
前記ガスケットに、前記ポケット部の少なくとも下端に連通した開口が形成されていて、前記排気マニホールドのフランジ板と前記ガスケットとの間に、前記開口と連通して少なくとも下方に開口した隙間が形成されており、
前記隙間は、前記排気マニホールドのフランジ板の一部を前記ガスケットから離れる方向に偏位させることによって形成されている、
エンジン。 a cylinder head having an exhaust manifold mounting surface formed on an exhaust side thereof, and an exhaust manifold having a flange plate fixed to the exhaust manifold mounting surface via a gasket,
an engine in which a valley-shaped recess that opens upward is formed in the exhaust manifold mounting surface, and an upwardly opening pocket portion is formed by closing the recess with the gasket,
an opening is formed in the gasket, the opening communicating with at least a lower end of the pocket portion, and a gap communicating with the opening and opening at least downward is formed between a flange plate of the exhaust manifold and the gasket,
The gap is formed by displacing a portion of a flange plate of the exhaust manifold in a direction away from the gasket.
engine.
請求項1に記載したエンジン。 The pocket portion is located between adjacent exhaust ports, and a lower end of the pocket portion and the opening are located below an upper end of the exhaust manifold mounting surface.
2. An engine as claimed in claim 1.
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