JP2008291833A - ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケットにおいて、振動を抑え騒音が発生しにくいガスケットを提供することを目的とする。
【解決手段】エンジン５０のシリンダヘッド５２と排気マニホールド７０との間に介在されるガスケット本体１２と、ガスケット本体１２を固定する基部１８から一体に排気マニホールド７０側に延びる遮熱部２２を有する基板１４と、遮熱部２２に固定された補強板２４と、を備え、基部１８におけるガスケット本体１２を固定した領域に補強板２４が存在せず、基部１８及び遮熱部２２における補強板２４を固定した領域に補強リブ２６が形成されていることを特徴し、また、シリンダヘッド５２の側壁５２ａから二次空気を排気ポート５８に導入する導入通路５１内に突出する凸部１５を基部１８に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと排気マニホールドとの間に介在される排気マニホールドガスケットに関する。

従来、エンジンの排気系構造においては、排気マニホールドから放出される熱がその周囲に配置された部品に及ぶのを防止するために、排気マニホールドをインシュレータで被覆するものが知られている。

しかしながら、排気マニホールドをインシュレータで覆うと内部に熱がこもることからインシュレータ内部の熱を外部に放出させる必要があるが、この熱をエンジンに対する排気マニホールドの取付部近傍からインシュレータ外部へ放出すると、エンジンを構成するシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に介設されたシリンダヘッドガスケットやその周辺に存在する部材が熱劣化する問題がある。

そこで、図４に示すように、排気マニホールド１０２の取付部近傍におけるエンジン１０４とインシュレータ１０６との間に放熱用の間隙Ｓを設け、該間隙Ｓからの熱をエンジン１０４から離反する方向に案内してエンジン１０４に至る熱を遮蔽する遮熱部１１２を設けたものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

この遮熱部１１２は、部品点数及び組み付け工数の削減を図るため、排気マニホールド１０２とエンジン１０４との間に介在される排気マニホールドガスケット１１０に一体的に設けられている場合がある。

このような排気マニホールドガスケット１１０は、ステンレス等の弾性を有する金属板からなりエンジン１０４と排気マニホールド１０２との接合面をシールするガスケット本体１１４と、鋼板などの金属板からなりガスケット本体１１４を固定する基板１１６と、を備え、基板１１６から一体に遮熱部１１２が排気マニホールド１０４側に延設されているため、エンジン１０２から発生する振動によりフランジ状に延設された遮熱部１１２が振動して、騒音が発生するおそれがあり問題である。

ところで、排気ガスの酸化を促進するため、エンジンの排気系に二次空気を供給する二次空気供給装置を設ける場合がある。

この装置１２０では、図５に示すように、エアクリーナ等で浄化された二次空気を電動式エアポンプなどにより二次空気供給流路１２４を介して二次空気導入通路１２３に供給し、二次空気導入通路１２３より二次空気をエンジン１２５の排気ポート１２２に導入するように構成されている。

二次空気導入通路１２３は、排気ガスの再燃焼性の向上を図るべくシリンダヘッド１２１の側壁１２１ａから該排気ポート１２２までを貫通する貫通孔としてエンジン１２５の各気筒ごとに１つずつ形成され、二次空気を直接排気ポート１２２に導入する構造となっている。

一方、二次空気供給通路１２４は、これら二次空気導入通路１２３に二次空気を分配供給するための通路であり、シリンダヘッド１２１の側壁１２１ａに沿って設けられている。

エンジンでは上記のような二次空気供給装置１２０を設けたものと設けないものとが存在するが、これらのエンジンの製造において製造コストを抑えるためなどの理由により、共通のシリンダヘッド、すなわち、側壁１２１ａに排気ポート１２２と連通する二次空気導入通路１２３を設けたシリンダヘッド１２１を用いる場合がある。

このような場合、二次空気供給装置１２０を設けないエンジン１２５では、図６に示すように、シリンダヘッド１２１に設けられた二次空気導入通路１２３が外側に開口することとなるが、この開口部を排気マニホールド１２８との間に介在される排気マニホールドガスケット１２７により封止している。

しかしながら、排気ポート１２２で発生した排気ガスが二次空気導入通路１２３を介して排気マニホールドガスケット１２７に衝突するため、排気マニホールドガスケット１２７が振動して騒音が発生しやすいという問題がある。
特開２００２−２７６３５８号

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケットにおいて、振動を抑え騒音が発生しにくいガスケットを提供することを目的とする。

本発明の１つは、エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケット本体と、前記ガスケット本体を固定する基部から一体に前記排気マニホールド側に延びる遮熱部を有する基板と、前記遮熱部に固定する補強板と、を備えたガスケットにおいて、前記基部における前記ガスケット本体を固定した領域に前記補強板が存在せず、前記基部及び前記遮熱部における前記補強板を固定した領域に補強リブが形成されていることを特徴とする。

このように、排気マニホールド側にフランジ状に延びる遮熱部に補強板が固定されているため、遮熱部の剛性を高めて振動を抑制することができるとともに、該補強板が基部上のガスケット本体を固定した領域に存在しないため、エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に平板状の部材が複数連続して介在することがなくなり、シール性能が低下することがない。しかも、補強リブが基部及び遮熱部における補強板を固定した領域に形成されているため、より効果的に遮熱部の振動を抑えて騒音の発生を抑えることができる。

本発明の他の一つは、エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケット本体と、前記ガスケット本体を固定する基部を有する基板と、を備えたガスケットにおいて、前記基部に設けられた凸部が、前記シリンダヘッドの側壁から二次空気を排気ポートに導入する導入通路内に突出することを特徴とする。

このように前記基部には導入通路内に突出する凸部が設けられているため、排気ポートで発生した排気ガスが導入通路を介してガスケットを構成する基板に衝突しても基板が振動しにくく騒音の発生を抑えることができる。しかも、凸部は導入路内に突出しているため、導入通路より吹き出され凸部に衝突した排気ガスが発散しやすく、衝突時の衝撃を緩和して騒音の発生を抑えることができる。

この発明において、前記基板は、前記基部から一体に前記排気マニホールド側に延び補強板を固定する遮熱部と、を備え、前記基部における前記ガスケット本体を固定した領域に前記補強板が存在しないように構成してもよい。これにより、遮熱部の剛性を高めて振動を抑制することができるとともに、エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に平板状の部材が複数連続して介在することがなくなり、シール性能が低下することがない。

また、前記基部及び前記遮熱部の間に補強リブが形成されていることが好ましく、前記基部及び前記遮熱部における前記補強板を固定した領域に前記補強リブが形成されていることがより好ましい。これにより、遮熱部の振動を抑えて騒音の発生を抑えることができる。

さらに、上記発明において、前記ガスケット本体の少なくとも前記排気マニホールド側の表面に二硫化モリブデン又は黒鉛を含む摺動層が形成されていることが好ましい。これにより、摺動層が排気マニホールドに対するガスケット本体の微量の摺動を許容することで、ガスケットが熱変形してもシール性能が低下しにくい。

本発明によれば、騒音の発生を抑えつつ排気マニホールドからの熱を円滑に放熱してシリンダヘッドガスケットやその周辺に存在する部材の熱劣化を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るガスケット１０の平面図、図２は同ガスケット１０の組み付け状態を示す断面図であって図１のＡ−Ａ断面に相当する図、図３は同ガスケット１０の組み付け状態における導入通路５１と凸部１５を示す拡大断面図であって図１のＢ−Ｂ断面に相当する図である。

本実施形態に係るガスケット１０は、図２に示すように、エンジン５０のシリンダヘッド５２と排気マニホールド７０との接合面に介在され、該接合面をシールする排気マニホールドガスケットである。

エンジン５０は、シリンダヘッド５２とシリンダブロック５４がシリンダヘッドガスケット５６を介在して相互に接合されて構成されている。

シリンダヘッド５２には排気通路を接続する排気ポート５８が形成され、燃焼室５９で生じた燃焼ガス（排気ガス）が排気通路を通じてエンジン５０の外部へ排出される。この排気通路の一部は、シリンダヘッド５２の外壁面にボルトにより締結される排気マニホールド７０によって構成されており、図２に示すように、排気マニホールド７０の周囲をインシュレータ８０によって覆って周囲への熱害を防止するようになっている。インシュレータ８０は、シリンダヘッド５２との間に放熱用の間隙Ｓを設けた状態でシリンダヘッド５２に固定されている。

シリンダヘッド５２には、図３に示すように、その側壁５２ａから排気ポート５８までを貫通する導入通路５１がエンジン５０の各気筒ごとに１つずつ形成されている。

シリンダヘッド５２と排気マニホールド７０との接合面にはガスケット１０が介在されており、燃焼ガスが排気ポート５８から排気マニホールド７０へ流れる過程でシリンダヘッド５２に対する排気マニホールド７０の締結箇所から漏れ出るのを抑制するとともに、シリンダヘッド５２の側壁５２ａに開口する導入通路５１の開口部５１ａを封止する。

このガスケット１０は、図１に示すように、例えばステンレス鋼等の耐熱性を有する金属材料によって形成された複数枚の板状材を重ね合せることによって形成され、排気ポート５８に対応する排気孔３０や、シリンダヘッド５２と排気マニホールド７０を締結するためのボルトが挿通されるボルト孔３２を有するものであって、具体的には、一対のガスケット本体１２，１２とその間に配された基板１４とを備える。

ガスケット本体１２は、ステンレス鋼等の金属材料からなる板材を１枚又は２枚積層させたものであって、好ましくは、図３に示すように、少なくとも排気マニホールド７０と接触するガスケット本体１２表面に被覆するように二硫化モリブデン又は黒鉛を含む摺動層１３が形成されている。

摺動層１３は、二硫化モリブデン又は黒鉛にエポキシ樹脂やフェノール樹脂やポリアミドイミド樹脂等の熱硬化性樹脂及び硬化剤を混練したものをスプレー塗装、タンブリング、浸漬などの方法によりガスケット本体１２の表面に塗装し、これを乾燥及び焼成することで形成される。

この摺動層１３は、ガスケット本体１２を構成する金属材料より摩擦係数が小さいため、ガスケット１０が熱変形してもガスケット本体１２を排気マニホールド７０に対して摺動させやすくなりシール性能が低下しにくい。

なお、ガスケット本体１２における排気マニホールド７０との接触面だけでなく、ガスケット本体１２を構成する板材の両面に摺動層１３を形成してもよい。

ガスケット本体１２には、排気孔３０の周囲を取り囲むビード１６が形成され、また、基板１４に形成された凸部１５を取り囲むビード１７が形成されており、ガスケット１０がシリンダヘッド５２及び排気マニホールド５８によって挟持されたときのシール面圧を高めてシール性能を向上させる。

基板１４は、ガスケット本体１２がリベット等の係止手段２０により固定される基部１８と、基部１８の一端縁から一体にフランジ状に形成された遮熱部２２とを備え、ガスケット１０がシリンダヘッド５２及び排気マニホールド７０に組み付けられた状態において、シリンダヘッド５２とインシュレータ８０との間に形成された間隙Ｓを介して遮熱部２２がエンジン５０から離反する方向に延在しており、間隙Ｓより放出される熱をエンジン５０から遠ざかる方向に案内するようになっている。

基部１８には、図３に示すように、シリンダヘッド５２の側壁５２ａに開口する開口部５１ａに対応する所定位置にシリンダヘッド５２側へ突出する凸部１５が設けられており、ガスケット１０がエンジン５０に組み付けられた状態で、凸部１５が開口部５１より導入通路５１内に突出している。

遮熱部２２には、剛性を高めてエンジン５０等からの振動による騒音の発生を抑制するため、補強板２４が固定されるとともに、補強リブ２６が複数形成されている。この補強板２４は、その一端部が基部１８に沿うように折り曲げられており、遮熱部２２のほぼ全域と、基部１８におけるガスケット本体を固定した領域を除く領域の少なくとも一部に、かしめや溶接など接合方法により積層固定されている。また、補強リブ２６は、基部１８及び遮熱部２２において補強板２４を固定した領域に、基部１８から遮熱部２２にわたって配設されており、例えば、遮熱部２２の延びる方向（エンジン５０から離反する方向）に突出する形状をなしている。

以上のように、本実施形態に係る金属ガスケット１０では、フランジ状に延在する遮熱部２２に補強板２４が固定されているため、遮熱部２２の剛性を高めて振動を抑制することができる。しかも、補強板２４が基部１８上のガスケット本体１２を固定した領域に存在しないため、シリンダヘッド５２と排気マニホールド７０との間に平板状の部材が複数枚連続して介在することがなくなり、シール性能が低下することがない。

しかも、基板１４だけでなく補強板２４にも補強リブ２６が形成されているため、遮熱部２４の振動を抑えて騒音の発生を抑えることができる。

また、基部１８には、導入通路５１内に突出する凸部１５が設けられているため、排気ポート５８で発生した排気ガスが導入通路５１を介してガスケット１０を構成する基板１４に衝突しても基板１７が振動しにくく騒音の発生を抑えることができる。しかも、凸部１５は導入路内５１に突出しているため、導入通路５１より吹き出され凸部１５に衝突した排気ガスが発散しやすく、衝突時の衝撃を緩和して騒音の発生を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るガスケットの平面図である。 本発明の一実施形態に係るガスケットの組み付け状態を示す断面図であって、図１のＡ−Ａ断面に相当する図である。 本発明の一実施形態に係るガスケットの組み付け状態を示す断面図であって、図１のＢ−Ｂ断面に相当する図である。 従来のガスケットの組み付け状態を示す断面図である。 従来のガスケットの組み付け状態を示す断面図である。 従来のガスケットの組み付け状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…ガスケット
１２…ガスケット本体
１４…基板
１５…凸部
１６…ビード
１８…基部
２２…遮熱部
２４…補強板
２６…補強リブ
３０…排気孔
５０…エンジン
５２…シリンダヘッド
５８…排気ポート
７０…排気マニホールド
８０…インシュレータ

Claims (6)

1. エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケット本体と、前記ガスケット本体を固定する基部から一体に前記排気マニホールド側に延びる遮熱部を有する基板と、前記遮熱部に固定する補強板と、を備えたガスケットにおいて、
   前記基部における前記ガスケット本体を固定した領域に前記補強板が存在せず、前記基部及び前記遮熱部における前記補強板を固定した領域に補強リブが形成されていることを特徴とするガスケット。
2. エンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの間に介在されるガスケット本体と、前記ガスケット本体を固定する基部を有する基板と、を備えたガスケットにおいて、
   前記基部に設けられた凸部が、前記シリンダヘッドの側壁から二次空気を排気ポートに導入する導入通路内に突出することを特徴とするガスケット。
3. 前記基板は、前記基部から一体に前記排気マニホールド側に延び補強板を固定する遮熱部を備え、
   前記基部における前記ガスケット本体を固定した領域に前記補強板が存在しないことを特徴とする請求項２に記載のガスケット。
4. 前記基部及び前記遮熱部の間に補強リブが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のガスケット。
5. 前記補強リブが前記基部及び前記遮熱部における前記補強板を固定した領域に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のガスケット。
6. 前記ガスケット本体の少なくとも前記排気マニホールド側の表面に二硫化モリブデン又は黒鉛を含む摺動層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５に記載のガスケット。

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