JP2007278221A - Seal structure for internal combustion engine and gasket used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関の排気系などに適用されるシール構造及びそのシール構造に使用されるガスケットに係る。特に、本発明は、シリンダヘッドの腐食を防止するための対策に関する。 The present invention relates to a seal structure applied to, for example, an exhaust system of an internal combustion engine and a gasket used for the seal structure. In particular, the present invention relates to measures for preventing corrosion of the cylinder head.
従来より、例えば自動車用エンジンの排気系の構成として、シリンダヘッドに排気マニホールドが接続され、燃焼室内の排気ガスが排気管に向けて排出されるようになっている。この接続構造として具体的には、例えば下記の特許文献1や特許文献2に開示されているように、排気マニホールドの上流側端にフランジが設けられており、このフランジとシリンダヘッドの排気ポート端面(排気ポートが開口する端面)との間にガスケットが介在された状態で、シリンダヘッドに排気マニホールドが取り付けられている。このガスケットにより、排気マニホールドとシリンダヘッドとの間からの排気ガスの漏れを防止している。
Conventionally, for example, as an exhaust system configuration of an automobile engine, an exhaust manifold is connected to a cylinder head, and exhaust gas in a combustion chamber is discharged toward an exhaust pipe. Specifically, as disclosed in, for example, Patent Document 1 and
図9は、この排気マニホールドaとシリンダヘッドbとの接続部分及びその周辺の構成を示す断面図である。詳しくは、排気マニホールドaを構成する複数のブランチ管cのうちの1つとシリンダヘッドbとの接続部分における縦断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing the connection portion between the exhaust manifold a and the cylinder head b and the configuration around it. Specifically, it is a longitudinal sectional view of a connecting portion between one of a plurality of branch pipes c constituting the exhaust manifold a and the cylinder head b.
この図に示すように、排気マニホールドaのブランチ管cの上流端の外周部にはフランジdが溶接されており、このフランジdがシリンダヘッドbの端面にガスケットeを介してボルト止め等の手段によって取り付けられている。 As shown in this figure, a flange d is welded to the outer peripheral portion of the upstream end of the branch pipe c of the exhaust manifold a, and this flange d is connected to the end surface of the cylinder head b by means of bolting or the like via a gasket e. Is attached by.
また、この排気マニホールドaとシリンダヘッドbとの接続部にあっては、排気ガス(この排気ガスの流れ方向を図中に実線の矢印で示す)がシリンダヘッドbの排気ポートfからブランチ管cに流れ込む際の圧力損失を低減するべく、ブランチ管cの内径寸法は排気ポートfの内径寸法よりも大きく設定されている。 Further, at the connection portion between the exhaust manifold a and the cylinder head b, exhaust gas (the flow direction of the exhaust gas is indicated by a solid arrow in the drawing) is supplied from the exhaust port f of the cylinder head b to the branch pipe c. In order to reduce the pressure loss when flowing into the pipe, the inner diameter of the branch pipe c is set larger than the inner diameter of the exhaust port f.
このため、図9に示すようにシリンダヘッドbに対してブランチ管cが斜め上方から接続される構成のものにあっては、排気ポートfとブランチ管cとの境界部分に僅かな段差が生じており、排気ガスに含まれている水分がブランチ管cの内部で凝縮した場合、この凝縮水がこの段差部分に溜まってしまう可能性がある(図中に仮想線で示すgを参照)。この部分では、ガスケットeの開口部の内径寸法がブランチ管cの内径寸法と略同等であって排気ポートfの内径寸法よりも大きく設定されているため、上記段差部分に溜まった凝縮水gがシリンダヘッドbに直接接触する状態となり、この凝縮水gが長期間に亘って滞留する場合にはシリンダヘッドbの腐食が懸念される状況になる。シリンダヘッドbがアルミニウム合金製や鋳鉄製である場合には特に腐食の懸念が大きいものとなる。 For this reason, as shown in FIG. 9, in the structure in which the branch pipe c is connected to the cylinder head b from obliquely above, a slight step is generated at the boundary between the exhaust port f and the branch pipe c. When the moisture contained in the exhaust gas is condensed inside the branch pipe c, the condensed water may accumulate in the step portion (see g indicated by a virtual line in the figure). In this portion, the inner diameter dimension of the opening of the gasket e is set to be substantially the same as the inner diameter dimension of the branch pipe c and larger than the inner diameter dimension of the exhaust port f. When the condensed water g stays in contact with the cylinder head b for a long period of time, the cylinder head b may be corroded. When the cylinder head b is made of an aluminum alloy or cast iron, there is a great concern about corrosion.
そして、シリンダヘッドbに腐食が発生してしまうと、このシリンダヘッドbと排気マニホールドaとの接続部分のシール性が悪化し、排気ガスの漏れやそれに伴う排気ガス中のオイルの漏れを引き起こしてしまう可能性がある。 If the cylinder head b is corroded, the sealing performance of the connecting portion between the cylinder head b and the exhaust manifold a is deteriorated, causing leakage of exhaust gas and accompanying oil leakage in the exhaust gas. There is a possibility.
尚、このような凝縮水の滞留に伴うシリンダヘッドの腐食の懸念は、シリンダヘッドbに対する排気マニホールドa(ブランチ管c)の接続箇所ばかりでなく、シリンダヘッドに対するEGR(Exhaust Gas Recirculation)配管の接続箇所や、排気系へのエアインジェクションを行うエンジンにあってはシリンダヘッドに対するエアインジェクション配管の接続箇所においても同様に生じる可能性がある。
上述のような凝縮水の滞留に伴うシリンダヘッドの腐食の懸念を解消する手段の一つとして上記段部(排気ポートfとブランチ管cとの境界部分に生じている段差)が形成されないようにブランチ管cの内径寸法を設定する(例えばブランチ管cの内径寸法を小径にする)ことが考えられるが、これでは排気ガスの圧力損失が大きくなってしまう可能性がありエンジン出力の低下を招いてしまうことになる。 As one of the means for solving the concern of the corrosion of the cylinder head due to the condensate stay as described above, the stepped portion (the step formed at the boundary portion between the exhaust port f and the branch pipe c) is not formed. Although it is conceivable to set the inner diameter dimension of the branch pipe c (for example, to reduce the inner diameter dimension of the branch pipe c), this may increase the pressure loss of the exhaust gas, leading to a decrease in engine output. It will end up.
また、上記段部が存在していても、この段部に水が滞留することなく排気マニホールドから排気管に向けて流下するように、シリンダヘッドbに対してブランチ管cを斜め下方から接続する構成が考えられるが、これでは、シリンダヘッドbの設計や排気マニホールドaの配管形状の設計に大きな制約を与えてしまうことになるため好ましくない。 Further, even if the stepped portion exists, the branch pipe c is connected to the cylinder head b from obliquely below so that water does not stay in the stepped portion and flows down from the exhaust manifold toward the exhaust pipe. Although a configuration is conceivable, this is not preferable because it greatly restricts the design of the cylinder head b and the piping shape of the exhaust manifold a.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの排気系などにおいて水によるシリンダヘッドの腐食を抑制することが可能な手段を簡素な構成で実現可能とする内燃機関のシール構造及びそのシール構造に使用されるガスケットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to realize means capable of suppressing corrosion of the cylinder head by water in an engine exhaust system or the like with a simple configuration. An internal combustion engine seal structure and a gasket used for the seal structure are provided.
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、シリンダヘッドに取り付けられるガスケットの一部を排気ポート等の排気系流路に向けて延長させてシリンダヘッドを部分的に覆うことにより、この延長部によってシリンダヘッドと水との接触を防止できるようにしている。
-Principle of solving the problem-
The solution principle of the present invention taken to achieve the above object is to partially cover the cylinder head by extending a part of the gasket attached to the cylinder head toward an exhaust system flow path such as an exhaust port. Thus, the extension portion can prevent contact between the cylinder head and water.
−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに形成されている排気系流路の開放側端面に対する配管部材の接続箇所におけるシール構造を前提とする。このシール構造に対し、上記シリンダヘッドにおける上記排気系流路の開放側端面と配管部材との間にガスケットを介在させ、このガスケットに、排気系流路の内部に向けて延びるヘッド保護部を設け、このヘッド保護部によって排気系流路の開放側端面の周辺部を覆う構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention is premised on a seal structure at a location where a piping member is connected to an open end face of an exhaust system flow path formed in a cylinder head of an internal combustion engine. For this seal structure, a gasket is interposed between the open end face of the exhaust system flow path in the cylinder head and the piping member, and a head protection portion extending toward the inside of the exhaust system flow path is provided on the gasket. The head protection portion covers the peripheral portion of the open end surface of the exhaust system flow path.
この特定事項により、ガスケットを介してシリンダヘッドに配管部材(例えば排気マニホールドやEGR配管等)を接続した状態では、ガスケットのヘッド保護部が排気系流路の開放側端面の周辺部を覆うことになる。このため、配管部材の内部で凝縮水が発生してシリンダヘッドと配管部材との接続部分付近に滞留したとしてもこの凝縮水がシリンダヘッドに接触することは上記ヘッド保護部によって阻止される。つまり、ガスケットには、シリンダヘッドが水に接触することを防止する機能が兼ね備えられていることになる。従って、配管部材の内径寸法やシリンダヘッドに対する配管部材の接続方向を変更(設計変更)することなしにシリンダヘッドの腐食を防止する構成を得ることができる。 With this specific matter, when a piping member (for example, an exhaust manifold or EGR piping) is connected to the cylinder head via a gasket, the head protection portion of the gasket covers the periphery of the open end surface of the exhaust system flow path. Become. For this reason, even if condensed water is generated inside the piping member and stays in the vicinity of the connecting portion between the cylinder head and the piping member, the head protecting portion prevents the condensed water from contacting the cylinder head. That is, the gasket has a function of preventing the cylinder head from coming into contact with water. Therefore, it is possible to obtain a configuration that prevents corrosion of the cylinder head without changing (design change) the inner diameter dimension of the piping member and the connecting direction of the piping member to the cylinder head.
また、シリンダヘッドにガスケットを取り付ける際には、ガスケットのヘッド保護部をシリンダヘッドの排気系流路に挿入することにより行える。つまり、配管部材の取り付け前に、シリンダヘッドに対してガスケットを仮組み付けしておくことができる。このため、配管部材の取り付け時にガスケットを保持ながらボルト止めなどの取り付け作業を行ったり、シリンダヘッドにスタッドボルトを設けておく必要がなくなり、作業性が良好になる。更には、ヘッド保護部がシリンダヘッドの排気系流路に挿入されている状態ではシリンダヘッドに対するガスケットの位置決め機能が発揮されることになるため、ガスケットの取り付け位置にズレが生じることがない。このため、ガスケットのズレを考慮してシール幅(ガスケットにより得られるシール部の面積)を予め大きめに設計しておくといったことも必要なくなり、ガスケットの設計が容易になり且つシール幅の縮小によるガスケットの小型化及びコストの削減も図ることができる。 Further, when the gasket is attached to the cylinder head, the gasket head protection part can be inserted into the exhaust system flow path of the cylinder head. That is, the gasket can be temporarily assembled to the cylinder head before the piping member is attached. For this reason, it is not necessary to carry out attachment work such as bolting while holding the gasket at the time of attachment of the piping member, or to provide a stud bolt on the cylinder head, and workability is improved. Furthermore, since the gasket positioning function with respect to the cylinder head is exhibited in a state where the head protection portion is inserted into the exhaust system flow path of the cylinder head, there is no deviation in the gasket mounting position. For this reason, it is not necessary to preliminarily design the seal width (the area of the seal portion obtained by the gasket) in consideration of the gasket displacement, the gasket design becomes easier and the gasket is reduced by reducing the seal width. Can be reduced in size and cost.
本発明を内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホールドとの接続箇所に適用した場合の構成としては以下のものが挙げられる。つまり、内燃機関のシリンダヘッドに形成されている排気ポートの開放側端面に対する排気マニホールドの接続箇所におけるシール構造を前提とする。このシール構造に対し、上記排気ポートの開放側端面と排気マニホールドとの間にガスケットを介在させ、このガスケットに、排気ポートの内部に向けて延びるヘッド保護部を設け、このヘッド保護部によって排気ポートの開放側端面の周辺部を覆う構成としている。 Examples of the configuration when the present invention is applied to a connecting portion between a cylinder head and an exhaust manifold of an internal combustion engine include the following. That is, it is assumed that the seal structure is at the connection position of the exhaust manifold to the open end face of the exhaust port formed in the cylinder head of the internal combustion engine. For this seal structure, a gasket is interposed between the open end face of the exhaust port and the exhaust manifold, and a head protection portion extending toward the inside of the exhaust port is provided in the gasket, and the exhaust port is provided by the head protection portion. It is set as the structure which covers the peripheral part of the open side end surface.
この特定事項によっても、上述した解決手段の場合と同様の作用を得ることができる。つまり、排気マニホールドの内部で凝縮水が発生して滞留したとしてもこの凝縮水がシリンダヘッドに接触することはガスケットから延びるヘッド保護部によって阻止される。このため、シリンダヘッドの腐食を防止することが可能になる。また、シリンダヘッドにガスケットを取り付ける際には、ガスケットのヘッド保護部をシリンダヘッドの排気ポートに挿入することにより行えるため、取り付け作業が容易であり、且つガスケットのシール幅を予め大きめに設計しておく必要がないため設計が容易で且つコストの削減が図れる。 Also by this specific matter, the same action as in the case of the above-described solution can be obtained. That is, even if condensed water is generated and stays inside the exhaust manifold, the condensed water is prevented from contacting the cylinder head by the head protection portion extending from the gasket. For this reason, it becomes possible to prevent corrosion of the cylinder head. In addition, when attaching the gasket to the cylinder head, it can be done by inserting the gasket head protection part into the exhaust port of the cylinder head, so the attachment work is easy and the seal width of the gasket is designed to be large beforehand. Therefore, the design is easy and the cost can be reduced.
ガスケットの形状として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、ガスケットのヘッド保護部に、排気系流路(排気ポート)の内周面に向けて突出するリップ部をヘッド保護部の周方向に亘って形成し、このリップ部が排気系流路(排気ポート)の内面を押圧した状態でガスケットをシリンダヘッドに組み付けている。 Specific examples of the shape of the gasket include the following. That is, a lip portion that protrudes toward the inner peripheral surface of the exhaust system flow path (exhaust port) is formed in the head protection portion of the gasket over the circumferential direction of the head protection portion, and the lip portion is formed in the exhaust system flow path The gasket is assembled to the cylinder head with the inner surface of the exhaust port) pressed.
この特定事項によれば、ガスケットのヘッド保護部と排気系流路の内周面との間は上記リップ部によってシールされることになり、この両者の隙間に水やオイルが流れ込んでしまうといったことが防止できる。また、上記リップ部が排気系流路の内面を押圧した状態でガスケットがシリンダヘッドに組み付けられているため、シリンダヘッドに対するガスケットの組み付け位置の精度を高く得ることができる。 According to this particular matter, the gap between the head protection part of the gasket and the inner peripheral surface of the exhaust system flow path is sealed by the lip part, and water and oil flow into the gap between the two. Can be prevented. Further, since the gasket is assembled to the cylinder head in a state where the lip portion presses the inner surface of the exhaust system flow path, it is possible to obtain a high accuracy of the gasket assembling position with respect to the cylinder head.
上記ヘッド保護部の具体的な形状としては以下の2タイプが挙げられる。先ず、ヘッド保護部を、排気系流路(排気ポート)内面に沿って全周囲に亘って形成するものである。また、ヘッド保護部を、排気系流路(排気ポート)内面に沿う周囲のうち略下側半分の領域にのみ形成するものである。 Specific examples of the shape of the head protection unit include the following two types. First, the head protection part is formed over the entire circumference along the inner surface of the exhaust system flow path (exhaust port). In addition, the head protection portion is formed only in the lower half region of the periphery along the exhaust system flow path (exhaust port) inner surface.
特に、ヘッド保護部を排気系流路内面に沿う周囲のうち略下側半分の領域にのみ形成したものでは、必要最小限の領域(上記凝縮水はシリンダヘッドと配管部材(排気マニホールド)との接続箇所の下側に溜まるため、シリンダヘッドの腐食を防止するために必要な保護箇所は略下側半分の領域のみである)にヘッド保護部を形成することになるため、ガスケットのコスト削減に繋がる。 In particular, in the case where the head protection part is formed only in the lower half of the periphery along the exhaust system flow path inner surface, the necessary minimum area (the above condensed water is between the cylinder head and the piping member (exhaust manifold)). Since it accumulates below the connection location, the protection location required to prevent corrosion of the cylinder head is only in the lower half area), which reduces the cost of the gasket. Connected.
また、上述した各解決手段のうち何れか一つの内燃機関のシール構造に使用されるガスケットも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、排気系流路(排気ポート)の開口に略一致する開口を有し且つシリンダヘッドと配管部材(排気マニホールド)との間で挟持されるガスケット本体部と、このガスケット本体部の開口の縁部から排気系流路(排気ポート)の内部に向かって延びるヘッド保護部とを備えた構成のものである。 Moreover, the gasket used for the sealing structure of any one of the above-described solutions is also within the scope of the technical idea of the present invention. That is, a gasket main body having an opening substantially matching the opening of the exhaust system flow path (exhaust port) and sandwiched between the cylinder head and the piping member (exhaust manifold), and an edge of the opening of the gasket main body And a head protection part extending toward the inside of the exhaust system flow path (exhaust port).
本発明では、シリンダヘッドに取り付けられるガスケットの一部を排気ポート等の排気系流路に向けて延長させることにより、この排気系流路に連通する配管部材の内部において凝縮水が発生したとしても上記延長部(ヘッド保護部)によってシリンダヘッドと凝縮水との接触を防止できるようにしている。このため、配管部材の内径寸法を変更したり、シリンダヘッドに対する配管部材の接続方向を変更したりすることなしに、シリンダヘッドの水による腐食を防止することが可能になり、内燃機関の長寿命化を図ることができる。 In the present invention, even if condensed water is generated inside the piping member communicating with the exhaust system flow path by extending a part of the gasket attached to the cylinder head toward the exhaust system flow path such as the exhaust port. The extension portion (head protection portion) prevents contact between the cylinder head and the condensed water. Therefore, it is possible to prevent the cylinder head from being corroded by water without changing the inner diameter of the piping member or changing the connecting direction of the piping member with respect to the cylinder head. Can be achieved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの排気系におけるシリンダヘッドと排気マニホールドとの接続箇所に本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where this invention is applied to the connection location of the cylinder head and exhaust manifold in the exhaust system of a motor vehicle engine.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態におけるシリンダヘッド1、ガスケット2、排気マニホールド(本発明でいう配管部材)3の分解斜視図である。この図1に示すように、本実施形態に係るエンジンは4気筒のものであって、シリンダヘッド1の側面には4箇所に排気ポートの開口部11,11,…が形成されている。また、このシリンダヘッド1はアルミニウム合金製であって、下部にはシリンダブロックが上部にはヘッドカバーがそれぞれ取り付けられるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a cylinder head 1, a
排気マニホールド3はステンレス鋼板製であり、各気筒に対応する4本のブランチ管31,31,…と、これらブランチ管31,31,…の下流端同士を合流させる合流管32とを備えている。また、各ブランチ管31,31,…の上流側端にはフランジ33が溶接等の手段によって一体的に取り付けられている。このフランジ33は、シリンダヘッド1の側面(排気ポートの開口部11,11,…が形成されている側面:以下、排気マニホールド取り付け面13と呼ぶ)にボルト止め等によって取り付けられるものであって、シリンダヘッド1に形成されているボルト孔12,12,…に対応してボルト挿通孔34,34,…が形成されている。
The
ガスケット2は、シリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13と排気マニホールド3のフランジ33との間で挟持されることにより、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間からの排気ガスの漏れを防止するシール部材として機能する。このガスケット2は、金属製(例えばステンレス製)の複数枚(例えば2枚)の板材が積層されて構成されており、排気ポート開口部11,11,…の周縁部に対応する箇所にビードと呼ばれる屈曲部が形成され、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間で挟持された際に、このビードが圧縮変形されることにより密着度が増し、これによって高いシール性が得られるようになっている。
The
また、このガスケット2には、上記排気ポート開口部11,11,…に対応する位置である4箇所に排気用開口21,21,…が形成されていると共に、上記ボルト孔12,12,…に対応するボルト挿通孔22,22,…が形成されている。本実施形態の特徴は、このガスケット2における排気用開口21,21,…の形成部分の構成にある。
Further, the
図2は、上記ガスケット2における上記排気マニホールド取り付け面13に接する側の面を示す斜視図である。また、図3は、排気マニホールド3とシリンダヘッド1との接続部分及びその周辺の構成を示す断面図である。詳しくは、1つのブランチ管31におけるシリンダヘッド1に対する接続部分の縦断面図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a surface of the
この図に示すように、排気マニホールド3のブランチ管31の上流端の外周部に溶接されているフランジ33がシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13にガスケット2を介してボルト止め等の手段によって取り付けられている。
As shown in this figure, the
また、この排気マニホールド3とシリンダヘッド1との接続部にあっては、排気ガスがシリンダヘッド1の排気ポート(排気系流路)14からブランチ管31に流れ込む際の圧力損失を低減するべく、ブランチ管31の内径寸法は排気ポート14の内径寸法よりも僅かに大きく設定されている。
Further, in the connection portion between the
そして、ガスケット2の特徴として、上記排気用開口21の開口形状はシリンダヘッド1の排気ポート14の開口形状、つまり上記排気ポート開口部11の開口形状に略一致していると共に、その開口縁から排気ポート14の内部に向けて延びる略円筒形状のスリーブ部24が一体形成されている。つまり、このガスケット2は、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間で挟持される略平板状のガスケット本体部23と、このガスケット本体部23における各排気用開口21,21,…の周縁部から排気ポート14の内部に向けて延びる4個の略円筒形状のスリーブ部(ヘッド保護部)24,24,…とを備えた構成となっている。このスリーブ部24のガスケット本体部23からの突出寸法は例えば20mm程度に設定されている。この寸法はこれに限るものではなく適宜設定可能である。また、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間で挟持されるガスケット本体部23は上述した如く金属製の板材が積層された構成となっており、スリーブ部24も同様に金属製の板材が積層された構成となっている(各図では積層構造を省略している)。尚、このスリーブ部24は、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間で挟持される部分ではないので、必ずしも積層構造である必要はない。
As a feature of the
また、上記スリーブ部24の形状として詳しくは、その先端部分において外周側方向に拡径されたリップ部25が周方向の全体に亘って形成されており、このリップ部25の外縁が排気ポート14の内面に当接されている。このリップ部25の外径寸法は排気ポート14の内径寸法と同等か若しくは僅かに大径に形成されており、ガスケット2がシリンダヘッド1に組み付けられる際にスリーブ部24が排気ポート14に挿入されると、このリップ部25の外周面が排気ポート14の内周面を押圧することになり、これによってスリーブ部24と排気ポート14の内周面との間のシール性が確保されるようになっている。
More specifically, as the shape of the
次に、シリンダヘッド1に対する排気マニホールド3の取り付け作業について説明する。先ず、シリンダヘッド1に対してガスケット2の組み付け作業を行う。この作業は、ガスケット2に形成されている各スリーブ部24,24,…をそれぞれが対応する排気ポート14,14,…の内部に嵌め込むことにより行われる。これにより、ガスケット2がシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13に仮組み付けされる。この状態では、各スリーブ部24,24,…が排気ポート14,14,…の内部に嵌め込まれていることで、シリンダヘッド1に対するガスケット2の位置決めがなされることになり、ガスケット2は位置ズレすることなくシリンダヘッド1に組み付けられる。
Next, an operation for attaching the
その後、排気マニホールド3の組み付け作業に移る。この作業では、排気マニホールド3のフランジ33を排気マニホールド取り付け面13に重ね合わせ(実際にはガスケット2が介在された状態で重ね合わされる)、この排気マニホールド3のボルト挿通孔34、ガスケット2のボルト挿通孔22に亘ってボルトを挿通し、シリンダヘッド1のボルト孔12にボルトをねじ込むことによってシリンダヘッド1に対して排気マニホールド3を組み付ける。これにより、ガスケット2が介在された状態で、シリンダヘッド1に排気マニホールド3が取り付けられ、このガスケット2により、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間からの排気ガスの漏れが防止される。
Thereafter, the operation of assembling the
このようにしてガスケット2を挟持した状態でシリンダヘッド1に対して排気マニホールド3が組み付けられた状態では、ガスケット2のスリーブ部24がシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13から排気ポート14に亘る領域を覆うことになる。従って、ブランチ管31の内部で凝縮水が発生してシリンダヘッド1とブランチ管31との接続部分付近に滞留したとしても(図3に仮想線で示すWを参照)この凝縮水Wがシリンダヘッド1に接触することはない。つまり、ガスケット2に、シリンダヘッド1が水Wに接触してしまうことを防止する機能を兼ね備えさせることができる。従って、ブランチ管31の内径寸法やシリンダヘッド1に対する排気マニホールド3の接続方向を変更(設計変更)することなしにシリンダヘッド1の腐食を防止することができ、エンジンの長寿命化を図ることができる。
When the
また、上述した如く、本実施形態におけるガスケット2によれば、排気マニホールド3の取り付け前に、シリンダヘッド1に対してガスケット2を仮組み付けしておくことができる。従来では、排気マニホールドの取り付け時にガスケットが位置ズレしないように保持しながらボルト止めなどの取り付け作業を行ったり、シリンダヘッドに予めスタッドボルトを設けておき、このスタッドボルトに対してガスケット及び排気マニホールドを組み付けていく必要があったが、本実施形態によればこれら作業が不要になり、作業性が良好である。更には、スリーブ部24がシリンダヘッド1の排気ポート14に挿入されることで、シリンダヘッド1に対するガスケット2の位置決めがなされるため、ガスケット2の取り付け位置にズレが生じることがない。このため、ガスケット2のズレを考慮してシール幅(ガスケット2により得られるシール部の面積:上記ガスケット本体部23の面積)を予め大きめに設計しておくといったことも必要なくなり、ガスケット2の設計が容易になり且つシール幅の縮小によるガスケット2の小型化及びコストの削減も図ることができる。
Further, as described above, according to the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、ガスケットの構成が上述した第1実施形態のものと異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様であるので、ここではガスケットの構成についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the gasket is different from that of the first embodiment described above. Since the other structure is the same as that of 1st Embodiment, only the structure of a gasket is demonstrated here.
図4は本実施形態における図1に相当する図である。また、図5は本実施形態における1つのガスケット2Aを示す斜視図である。
FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1 in the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing one
これら図に示すように、本実施形態に係るガスケット2Aは、各気筒毎に個別に作製されたものである。つまり、本実施形態に係るエンジンは4気筒であるので、4個のガスケット2A,2A,…が備えられている。個々のガスケット2A,2A,…の形状は互いに同一であるので、ここでは一つのガスケット2Aについて説明する。
As shown in these drawings, the
図5に示すように、本実施形態におけるガスケット2Aは、シリンダヘッド1と排気マニホールド3との間で挟持されるガスケット本体部23Aと、このガスケット本体部23Aにおける排気用開口21Aの周縁部から排気ポート14の内部に向けて延びるスリーブ部24Aとを備えた構成となっている。また、このスリーブ部24Aの先端部分には、外周側方向に拡径されたリップ部25Aが周方向の全体に亘って形成されている。更に、上記ガスケット本体部23Aには、このガスケット2Aをシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13に取り付けるためのボルト挿通孔22A,22Aが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
また、本実施形態に係るシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13に形成されるボルト孔12及び排気マニホールド3のフランジ33に形成されるボルト挿通孔34は、上記各ガスケット2A,2A,…のボルト挿通孔22A,22Aに対応する位置にも形成されている。
Further, the bolt holes 12 formed in the exhaust
本実施形態におけるシリンダヘッド1に対する排気マニホールド3の取り付け作業としては、先ず、シリンダヘッド1に対して4個のガスケット2A,2A,…の組み付け作業を行う。この作業は、ガスケット2Aに形成されているスリーブ部24Aを排気ポート14の内部にそれぞれ嵌め込むことにより行われる。これにより、各ガスケット2A,2A,…がシリンダヘッド1の排気マニホールド取り付け面13にそれぞれ仮組み付けされる。また、ガスケット2Aの排気マニホールド取り付け面13に対する組み付け姿勢としては、ガスケット本体部23Aに形成されているボルト挿通孔22Aが排気マニホールド取り付け面13のボルト孔12に重なり合うようにする。
As an operation of attaching the
その後、排気マニホールド3のフランジ33を排気マニホールド取り付け面13に重ね合わせ(実際にはガスケット2A,2A,…が介在された状態で重ね合わされる)、この排気マニホールド3のボルト挿通孔34にボルトを挿通し、シリンダヘッド1のボルト孔12にボルトをねじ込むことによってシリンダヘッド1に対して排気マニホールド3を組み付ける。これにより、ガスケット2が介在された状態で、シリンダヘッド1に排気マニホールド3が取り付けられる。
Thereafter, the
本実施形態においても、上記第1実施形態の場合と同様に、ブランチ管31の内部で凝縮水が発生して滞留したとしてもこの凝縮水がシリンダヘッド1に接触することがスリーブ部24Aによって阻止されるため、シリンダヘッド1の腐食を防止することが可能になる。また、シリンダヘッド1にガスケット2A,2A,…を取り付ける際には、ガスケット2Aのスリーブ部24Aをシリンダヘッド1の排気ポート14に挿入することにより行えるため、取り付け作業が容易であり、且つガスケットのシール幅を予め大きめに設計しておく必要がないため設計が容易で且つコストの削減が図れる。
Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, even if condensed water is generated and stays in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態も、ガスケットの構成が上述した第1実施形態のものと異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様であるので、ここではガスケットの構成についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is also different from the first embodiment described above in the configuration of the gasket. Since the other structure is the same as that of 1st Embodiment, only the structure of a gasket is demonstrated here.
図6は本実施形態における図2に相当する図である。また、図7は本実施形態における図3に相当する図である。 FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 in the present embodiment. FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 3 in the present embodiment.
これら図に示すように、本実施形態におけるガスケット2では、スリーブ部24を、排気ポート14の内面に沿う周囲のうち略下側半分の領域にのみ形成している。これは、上記凝縮水Wはシリンダヘッド1と排気マニホールド3との接続箇所の下側に溜まることになるため、この下側部分のみにおいてシリンダヘッド1と水Wとの接触が回避できれば十分であり、必要最小限の領域にスリーブ部24を形成したものである。その他の構成は上述した第1実施形態のものと同様である。
As shown in these drawings, in the
本実施形態によれば、必要最小限の領域にスリーブ部24を形成したことによるガスケット2のコスト削減を図りながらも、シリンダヘッド1の腐食を防止することができ、エンジンの長寿命化を図ることができる。
According to the present embodiment, the cylinder head 1 can be prevented from being corroded while the cost of the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、ガスケットの構成が上述した第2実施形態のものと異なっている。その他の構成は第2実施形態と同様であるので、ここではガスケットの構成についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the gasket is different from that of the second embodiment described above. Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, only the configuration of the gasket will be described here.
図8は本実施形態における図5に相当する図である。この図に示すように、本実施形態におけるガスケット2Aにおいても、スリーブ部24Aを、排気ポート14の内面に沿う周囲のうち略下側半分の領域にのみ形成している。その理由は上述した第3実施形態の場合と同様であり、必要最小限の領域にスリーブ部24Aを形成したものである。その他の構成は上述した第2実施形態のものと同様である。
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 5 in the present embodiment. As shown in this figure, also in the
本実施形態によっても、必要最小限の領域にスリーブ部24Aを形成したことによるガスケット2Aのコスト削減を図りながらも、シリンダヘッド1の腐食を防止することができ、エンジンの長寿命化を図ることができる。
According to the present embodiment, the cylinder head 1 can be prevented from being corroded while the cost of the
−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、自動車用エンジンの排気系におけるシリンダヘッド1と排気マニホールド3との接続箇所に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、シリンダヘッド1とEGR配管との接続箇所や、排気系へのエアインジェクションを行うエンジンにおいてシリンダヘッド1とエアインジェクション配管との接続箇所にも適用することが可能である。つまり、EGRガス中の水分がシリンダヘッド1とEGR配管との接続箇所で凝縮する場合や、エアインジェクション配管を排気ガスが逆流するような状況が生じた場合に排気ガス中の水分がシリンダヘッド1とエアインジェクション配管との接続箇所で凝縮する場合にも対応が可能である。
-Other embodiments-
Each embodiment described above demonstrated the case where this invention was applied to the connection location of the cylinder head 1 and the
また、上述した各実施形態に係るエンジンは4気筒のものであったが、これに限るものではなく、気筒数が3気筒以下のエンジンや5気筒以上のエンジンに対しても適用可能である。この場合、上記第1実施形態や第3実施形態では、ガスケット2に、気筒数に応じた数の排気用開口21,21,…が形成されることになるため、個々の排気用開口21,21,…に対応してスリーブ部24,24,…が設けられることになる。また、上記第2実施形態や第4実施形態では、気筒数に応じた数のガスケット2A,2A,…が取り付けられることになる。
Moreover, although the engine which concerns on each embodiment mentioned above was a 4-cylinder thing, it is not restricted to this, It can apply also to an engine with the number of cylinders of 3 cylinders or less, and an engine of 5 cylinders or more. In this case, in the first embodiment and the third embodiment, the number of
また、上記各実施形態におけるガスケット2のスリーブ部24にはリップ部25を備えさせていたが、本発明はこれに限らず、リップ部25を備えさせることなく、スリーブ部24の外周面の略全体が排気ポート14の内周面に当接する構成としてもよい。
Further, the
更に、上記各実施形態では、シリンダヘッド1をアルミニウム合金製としたが、本発明はこれに限らず、鋳鉄製のシリンダヘッドに対して適用してもよい。 Further, in each of the above embodiments, the cylinder head 1 is made of an aluminum alloy, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a cast iron cylinder head.
1 シリンダヘッド
11 排気ポート開口部
13 排気マニホールド取り付け面(開放側端面)
14 排気ポート(排気系流路)
2,2A ガスケット
21,21A 排気用開口
23,23A ガスケット本体部
24,24A スリーブ部(ヘッド保護部)
25,25A リップ部
3 排気マニホールド(配管部材)
1
14 Exhaust port (exhaust system flow path)
2,
25,
Claims (6)
上記シリンダヘッドにおける上記排気系流路の開放側端面と配管部材との間にはガスケットが介在されており、このガスケットには、排気系流路の内部に向けて延びるヘッド保護部が設けられていて、このヘッド保護部によって排気系流路の開放側端面の周辺部が覆われていることを特徴とする内燃機関のシール構造。 A seal structure at a connection point of a piping member to an open side end surface of an exhaust system passage formed in a cylinder head of an internal combustion engine,
A gasket is interposed between the open end face of the exhaust system flow path in the cylinder head and the piping member, and a head protection portion extending toward the inside of the exhaust system flow path is provided on the gasket. A seal structure for an internal combustion engine, characterized in that the periphery of the open side end face of the exhaust system flow path is covered by the head protection part.
上記排気ポートの開放側端面と排気マニホールドとの間にはガスケットが介在されており、このガスケットには、排気ポートの内部に向けて延びるヘッド保護部が設けられていて、このヘッド保護部によって排気ポートの開放側端面の周辺部が覆われていることを特徴とする内燃機関のシール構造。 A seal structure at a connection location of an exhaust manifold to an open end surface of an exhaust port formed in a cylinder head of an internal combustion engine,
A gasket is interposed between the open end face of the exhaust port and the exhaust manifold. The gasket is provided with a head protection portion extending toward the inside of the exhaust port. A seal structure for an internal combustion engine, wherein a peripheral portion of an open end face of a port is covered.
ガスケットのヘッド保護部には、排気系流路の内周面に向けて突出するリップ部がヘッド保護部の周方向に亘って形成されており、このリップ部が排気系流路の内面を押圧した状態でガスケットがシリンダヘッドに組み付けられていることを特徴とする内燃機関のシール構造。 In the internal combustion engine seal structure according to claim 1,
A lip portion that protrudes toward the inner peripheral surface of the exhaust system flow path is formed on the gasket head protection portion over the circumferential direction of the head protection portion, and this lip portion presses the inner surface of the exhaust system flow channel. A seal structure for an internal combustion engine, characterized in that the gasket is assembled to the cylinder head in a state of being made.
ヘッド保護部は排気系流路内面に沿って全周囲に亘って形成されていることを特徴とする内燃機関のシール構造。 In the internal combustion engine seal structure according to claim 1 or 3,
A seal structure for an internal combustion engine, wherein the head protection part is formed over the entire circumference along the inner surface of the exhaust system flow path.
ヘッド保護部は排気系流路内面に沿う周囲のうち略下側半分の領域にのみ形成されていることを特徴とする内燃機関のシール構造。 In the internal combustion engine seal structure according to claim 1 or 3,
2. A seal structure for an internal combustion engine, wherein the head protection portion is formed only in a substantially lower half region of the periphery along the exhaust system flow path inner surface.
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