| 【発明の名称】 |
エンジンの排気構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】井上 郁也
【氏名】西 進
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| 【要約】 |
【課題】大型部品の排気マニホールドを加工して、排気ガスの温度、圧力を計測用する計器を挿入可能とすることは困難であり、コストアップを招いていた。
【解決手段】シリンダヘッド１に排気マニホールド間座３を介して排気マニホールド２を連結し、それぞれの排気通路１１・１３・１２を連通接続し、排気マニホールド間座３に排気ガス計測用の計器取付部１９を形成する。また、シリンダヘッド１と排気マニホールド２とにそれぞれ冷却水路３１・３２を形成し、排気マニホールド間座３には冷却水路を形成しない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールド間座に計測用の計器取付部を形成したことを特徴とするエンジンの排気構造。
【請求項２】 シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材の締付部を、反シリンダヘッド側の排気マニホールドの端面近傍に配置したことを特徴とするエンジンの排気構造。
【請求項３】 シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドに形成した排気通路および冷却水路の外側位置に、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材のボス部を形成したことを特徴とするエンジンの排気構造。
【請求項４】 シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッドと排気マニホールドとにそれぞれ冷却水路を形成し、排気マニホールド間座は前記冷却水路と分離したことを特徴とするエンジンの排気構造。
【請求項５】 シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッド側の排気マニホールド間座の端面に凹欠部を設けたことを特徴とするエンジンの排気構造。
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【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より排気ガスを排出する排気部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリンダヘッドと排気マニホールドとは、ガスケットを介して取り付けられている。そして、シリンダヘッドの端面形状に合わせて、排気マニホールドが取り付けられるため、取付用ボルトの取付位置がシリンダヘッドの形状によって限定されてしまう。このため、同じ出力または同程度の出力で仕様の異なるエンジンの排気マニホールドをシリンダヘッドに取り付けることが困難となったり、シリンダヘッドに合わせた形状の排気マニホールドを製造するためコストアップとなっている。また従来では、排気ガスの温度、圧力等の計測のため、排気マニホールドに計器取付部を設けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】排気マニホールドは大型部品であるため、計測用ボルトを排気マニホールドへ挿入可能に加工するのは困難であり、その結果としてコストアップを招いていた。また、エンジン本体より離れてしまうために誤差が大きくなり精度が低下していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。即ち、請求項１においては、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールド間座に計測用の計器取付部を形成したものである。
【０００５】請求項２においては、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材の締付部を、反シリンダヘッド側の排気マニホールドの端面近傍に配置したものである。
【０００６】請求項３においては、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドに形成した排気通路および冷却水路の外側位置に、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材のボス部を形成したものである。
【０００７】請求項４においては、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッドと排気マニホールドとにそれぞれ冷却水路を形成し、排気マニホールド間座は前記冷却水路と分離したものである。
【０００８】請求項５においては、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッド側の排気マニホールド間座の端面に凹欠部を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を説明する。図１は本発明におけるエンジンの排気構造を示す断面図であり、図２は排気マニホールド間座の図１におけるＡ矢視図であり、図３は排気マニホールド間座を下流側より見た図であり、図４は排気マニホールド間座の図３のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は排気マニホールド間座を上流側より見た図であり、図６は排気マニホールド間座に設けた計器取付部の図５におけるＣ矢視図である。
【００１０】図１に示すように、エンジン１０のシリンダヘッド１と排気マニホールド２とは、排気マニホールド間座３を介して連結されている。また、シリンダヘッド１の内部には排気通路１１が形成され、排気マニホールド２の内部には排気通路１２が形成され、排気マニホールド間座３の内部には排気通路１３が形成されている。そして、これらの排気通路１１・１３・１２は連通接続されている。エンジン１０からは、排気通路１１を介して排気ガスが排出される。該排気ガスの排出方向の下流側で、排気マニホールド２は排気管１４と連通接続されている。そして、排気通路１１・１３・１２を経由した排気ガスが、排気管１４の内部に形成されている排気通路へと排出されるようにしている。
【００１１】また、エンジン１０を多気筒のエンジンとした場合、複数のシリンダヘッド１・１・・・を備えている。排気マニホールド２は多気筒のエンジンに対応するように一つの主管から分岐するように形成されており、それぞれの分岐管の先端側がシリンダヘッド１側に対向するようにしている。そして、それぞれの分岐管先端の開口が排気マニホールド間座３・３・・・を介して連結され、シリンダヘッド１・１・・・と排気マニホールド２とが連通するようにしている。図１は、排気管１４と排気マニホールド２との連通部を含む面で、排気マニホールド２を切断した断面を示している。図１に示される以外のシリンダヘッド１・１・・・より排出された排気ガスは、排気マニホールド２の開口部１５より排気通路１２へと排出される。そして該排気ガスは、排気通路１２の下流側で合流した後、排気管１４へと排出される。もちろん本発明の構成は、排気マニホールド２に開口部１５を設けず、単気筒のエンジンの場合でも可能である。
【００１２】シリンダヘッド１と排気マニホールド間座３とは金属製のガスケット１６を介して連結されており、連結部より排気ガスが漏れるのを防いでいる。同様に、排気マニホールド間座３と排気マニホールド２間はガスケット１７を介して連結され、排気マニホールド２と排気管１４とはガスケット１８を介して連結されて、排気ガスの漏れを防止している。
【００１３】排気マニホールド間座３について、図２から図６を用いて説明する。排気マニホールド間座３の外周より排気通路１３へ向けて計器取付部１９が形成されている。該計器取付部１９は、取付穴１９ａと計測孔１９ｂとから構成されており、該取付穴１９ａは計器６に設けたネジ部を螺合可能に形成されている。また、計測孔１９ｂと取付穴１９ａは排気通路１３に連通するように、排気通路１３に対して略直角方向に排気マニホールド間座３を貫通しており、計器６の先端が排気ガスと直接接触できるようにしている。そして、該計器６は本実施例では排気ガスの温度を計測するために温度計を装着可能としているが、排気ガスの圧力や、酸素や一酸化炭素や二酸化炭素やＮＯｘ等の成分や、騒音や振動等を計測する計器として、前記取付穴１９ａに螺合してもよい。
【００１４】図４、図５に示すように、排気マニホールド間座３のエンジン１０側（シリンダヘッド１側）端面、つまりエンジン１０側と接当する範囲に、凹欠部２４・２５・２６が形成されている。即ち、排気マニホールド間座３のエンジン１０側端面は、シリンダヘッド１の取付部の大きさに合わせて狭い面積となるようにし、このシリンダヘッド１側の取付部より広い部分の排気マニホールド間座３の部分を凹欠部２４・２５・２６としている。このため、排気マニホールド間座３のシリンダヘッド１側での突出量が軽減され、エンジン１０のシリンダブロック１０ａやシリンダヘッド１に形成される放熱フィンや補強用リブ等の突出部が、排気マニホールド間座３と干渉しないようにしている。また、排気マニホールド間座３の突出量が軽減されることで、排気マニホールド間座３の重量を軽減できる。また、排気マニホールド間座３に凹欠部を形成することで、エンジン１０側との干渉を避ける為にカラー等を設ける必要がなくなり、排気マニホールド２の突出寸法も小さくできる。
【００１５】取付ボルト５・５・・・による、排気マニホールド間座３とシリンダヘッド１との締結構造について説明する。図１、図３、図４に示すように、排気マニホールド間座３には、ボルト取付孔２８・２８・・・が形成されており、排気マニホールド２側より、取付ボルト５・５・・・をそれぞれ挿通締結できるようにしている。同じくシリンダヘッド１には、排気マニホールド間座３側より、取付ボルト５のネジ部５ａを螺合可能とするボルト穴が形成されており、該ボルト穴と取付孔２８と連穿するようにしている。そして、取付ボルト５を取付孔２８に挿通し、ネジ部５ａを前記ボルト孔にて締結することで、排気マニホールド間座３とシリンダヘッド１とが締結固定可能となるようにしている。
【００１６】次に、排気マニホールド２と排気マニホールド間座３との締結構造について説明する。排気マニホールド２の外周にはボス部２２・２２・・・が形成され、該ボス部２２・２２・・・にボルト孔を排気通路１２と平行に穿設し、該ボルト孔の延長上の排気マニホールド間座３にネジ穴２３・２３・・・が形成されている。そして、締結部材４をボルトとしてその軸部４ｂをボルト孔に挿通し、該締結部材４のネジ部４ａをボルト穴２３に螺合させて、排気マニホールド２と排気マニホールド間座３とが着脱可能となるようにしている。ボス部２２は、締結部材４の締付部となるボルト頭４ｃが、シリンダヘッド１（エンジン１０）側よりも可及的遠方に位置して着脱可能としている。つまり、ボス部２２の軸方向の長さを長くし、締結部が排気マニホールド２の反シリンダヘッド１側の端面近傍位置となるように配置している。このため、排気マニホールド２を排気マニホールド間座３に締結固定する際に、本実施例の場合よりもボス部が短く形成されている場合と比べて、締結部材４の締付部を締付操作する工具をセットし易くなり、締付操作時に工具等が排気マニホールド２の外壁とが接触して邪魔とならないようにしている。そして、締結部材４の着脱が容易となるようにし、排気マニホールド２から排気マニホールド間座３等の分解が容易にできるようにしている。
【００１７】図１に示すように、前記ボス部２２・２２・・・は排気通路１２・１３および後述する冷却水路３１の（半径方向外側）外側に形成されている。このため、ボス部２２・２２・・・は、排気ガスによる熱影響が小さく、変形しにくくなっている。また、ボス部２２・２２・・・を排気通路１２・１３や冷却水路３１の内側に形成する場合には、ボス部２２が排気通路１２・１３や冷却水路３１と接触しないように迂回経路を設ける必要がある。このとき、排気マニホールド２の構造が複雑化すると共に、締結部材４の締結時には、該締結部材４が排気マニホールド２の外壁に環囲される構成となる。したがって、締結部材４の着脱の際には、締結部材４を保持する工具が排気マニホールド２の外壁と接触し易くなるため、着脱が困難なものとなる。本実施例では、ボス部２２・２２・・・を排気通路１２・１３および冷却水路３１の外側に形成することで、この点が回避されている。
【００１８】シリンダヘッド１には、排気通路１１の周囲に排気ガス冷却用の冷却水路３１が形成されており、同様に、排気マニホールド２にも排気通路１２の周囲に冷却水路３２が形成されている。しかし、排気マニホールド間座３には冷却水路を形成しない構成としている。つまり、シリンダヘッド１および排気マニホールド２の外壁には、図示せぬ冷却水の取入口および取出し口が設けられている。そして、シリンダヘッド１に設けた冷却水取出し口と排気マニホールド２に設けた冷却水取入口とを図示せぬ連結パイプを接続して、冷却水路３１・３２が連通するようにしている。この構成により、排気マニホールド間座３はシリンダヘッド１および排気マニホールド２の冷却水路から分離されながら、排気マニホールド間座３に冷却水路を設けることなく排気ガスの冷却を可能とすると共に、排気マニホールド間座３の構造を簡素化している。
【００１９】
【発明の効果】請求項１記載の如く、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールド間座に計測用の計器取付部を形成したので、大型部品である排気マニホールドに計器取付部を形成する場合と比べて、排気マニホールドの構造を単純化し、加工、製造を容易化できる。また、計器取付部がシリンダヘッドの近傍に設けられているので、計測場所がエンジンに近い位置となり、より正確な排気ガスの温度、圧力等の計測を行うことができる。
【００２０】請求項２記載の如く、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材の締付部を、反シリンダヘッド側の排気マニホールドの端面近傍に配置したので、締結部材の締付部を締め付ける工具を奥まで挿入する必要がなく、、排気マニホールドの外壁が締め付け操作の邪魔になることがなくなり、締結部材の着脱作業が容易となる。
【００２１】請求項３記載の如く、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、排気マニホールドに形成した排気通路および冷却水路の外側位置に、排気マニホールドと排気マニホールド間座とを締結する締結部材のボス部を形成したので、排気通路や冷却水路にボス部との干渉を防ぐための迂回経路を設ける必要がない。また、排気通路や冷却水路の内側にボス部を設けた場合と比べて、締結部材の着脱の際には、締結部材を保持する工具が排気マニホールドの外壁と接触しにくくなり、着脱が容易なものとなる。加えて、ボス部への排気ガスによる熱影響が小さく、該ボス部が変形しにくくなっている。
【００２２】請求項４記載の如く、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッドと排気マニホールドとにそれぞれ冷却水路を形成し、排気マニホールド間座は前記冷却水路と分離したので、排気マニホールド間座には冷却水路を設けることなく、排気ガスの冷却を可能としている。このため、冷却水のシール構造を排気マニホールド間座に設ける必要がなく、構造が簡素化されて、製造コストの低減に繋がっている。また、排気マニホールド間座に冷却水路が存在しないため、水漏れが発生する可能性がまったくない。
【００２３】請求項５記載の如く、シリンダヘッドに排気マニホールド間座を介して排気マニホールドを連結し、それぞれの排気通路を連通接続したエンジンの排気構造において、シリンダヘッド側の排気マニホールド間座の端面に凹欠部を設けたので、シリンダヘッドの突出部と排気マニホールド間座が干渉することがなく、排気マニホールドと排気マニホールド間座をシリンダヘッドに接近して取り付けることができる。また、排気マニホールド間座の重量を軽減することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７８１
【氏名又は名称】ヤンマーディーゼル株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月１日（２０００．１２．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１６８１２０（Ｐ２００２−１６８１２０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年６月１４日（２００２．６．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３６７０４５（Ｐ２０００−３６７０４５） |
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