JP2011106283A - 内燃機関における排気ガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドの排気側面に設けた排気ガス還流通路用蓋板からの騒音低減を図る。
【解決手段】シリンダヘッド１の排気側面５に，クランク軸線の方向に延びる凹み溝１５を凹み形成し，この凹み溝の一端を排気ポート８に，他端を吸気系への排気ガス還流通路に各々連通し，この凹み溝を，前記排気側面に接合した蓋板１６にて塞ぐ構成にし、前記凹み溝１５内の部分に，当該凹み溝内を流れる排気ガスが前記蓋板１６に接触するのを防止するようにした接触防止手段１９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は，内燃機関において，その排気ガスのクリーン化等を図るために，排気ガスの一部を吸気系に還流する装置に関するものである。

先行技術としての特許文献１及び２には，
「シリンダヘッドのうち排気ガスポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成して，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通する一方，前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐ蓋板を，その間にシール用ガスケットを挟んで接合して成る排気ガス還流装置。」が記載されている。

特開２００１−３４２９０７号公報 特開２００２−１０６４２０号公報

これらの先行技術によると，排気系から吸気系に至る排気ガス還流経路の一部を，シリンダヘッドにおける排気側面に凹み形成した凹み溝にて構成することができるから，部品点数の低減，スペースの縮小化及び軽量化等を図ることができる。

しかし，その反面，前記蓋板のうち前記凹み溝内の部分には，排気ガスがこれに沿って流れることにより，前記蓋板と排気ガスとの間に激しい擦り音が発生し，この擦り音が蓋板を透して外側に漏れ出すことになるから，前記擦り音に起因しての騒音が増大するという問題があった。

これに加えて，前記凹み溝を塞ぐ蓋板は，排気ガスに存在する脈動及び排気ガスが衝突すること等に起因して膜振動するので，前記蓋板から発生する騒音は増大することになる。

特に，この問題，つまり，蓋板から発生する騒音の増大は，前記排気マニホールドの接合用フランジ板及びこれに一体の前記蓋板を，比較的薄い金属板製（板金製）にした場合において，一層，顕著になるのであった。

本発明は，この問題を解消することを技術的課題としている。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「シリンダヘッドのうち排気ポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成して，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通する一方，前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐ蓋板を，その間にシール用ガスケットを挟んで接合して成る排気ガス還流装置において，
前記凹み溝内の部分には，当該凹み溝内を流れる排気ガスが前記蓋板に接触するのを防止するようにした接触防止手段が設けられている。」
ことを特徴としている。

請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記接触防止手段は，吸音部材に構成されている。」
ことを特徴としている。

次に，請求項３は，
「前記請求項１の記載において，前記接触防止手段は，前記蓋板と前記排気側面との間におけるガスケットのうち前記凹み溝内の部分に，前記凹み溝内への凹み変形部を設けて成る構成であり，この凹み変形部と前記蓋板との間に空間部が形成されている。」
ことを特徴としている。

請求項４は，
「前記請求項３の記載において，前記蓋板と前記排気側面との間におけるガスケットは，複数重ねの構成であり，前記凹み変形部は，前記複数重ねのガスケットのうち少なくとも前記排気側面に密接する一つのガスケットに設けられ，前記空間部は，前記一つのガスケットと当該一つのガスケットに隣接する他のガスケットとの間に設けられている。」
ことを特徴としている。

請求項５は，
「前記請求項３又は４の記載において，前記凹み変形部には，前記凹み溝と前記空間部とを連通する複数個の連通孔が設けられている。」
ことを特徴としている。

請求項１によると，蓋板にて塞がれている凹み溝内を流れる排気ガスは接触防止手段にて前記蓋板に対して接触することを防止されていることにより，この排気ガスと前記蓋板との間に発生する擦り音を低減することができるから，前記擦り音に起因しての騒音を確実に低減できる。

また，請求項２によると，前記凹み溝内を流れる排気ガスが蓋板に接触することを吸音部材にて防止できることに加えて，前記凹み溝内で発生する音は吸音部材にて吸音されるので，前記騒音の低減を一層に助長できる。

次に，請求項３及び４によると，前記凹み溝内を流れる排気ガスと蓋板との間に擦り音が発生することを，前記接触防止手段を構成する凹み変形部にて確実に低減できる一方，排気ガスに存在する脈動及び排気ガスの衝突が，前記蓋板に伝播することを，前記凹み変形部にて形成される空間部にて阻止できる。

これにより，前記蓋板から発生する騒音を大幅に低減することができる。

この場合，請求項５の記載にすることにより，前記凹み溝内を流れる排気ガスは，前記凹み溝内と前記空間部との間を出入りして，前記蓋板への排気ガスの脈動及び衝突を更に緩衝するから，前記した効果を更に助長できる。

第１の実施の形態における要部を示す一部切欠平面図である。 図１のII−II視側面図である。 図１のIII −III 視拡大断面図である。 図１における分解図である。 第２の実施の形態における要部を示す平断面図である。 図５のVI−VI視拡大断面図である。 図５における分解図である。 第３の実施の形態における要部を示す平断面図である。 図８のIX−IX視拡大断面図である。 図８における分解図である。

以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図４は，第１の実施の形態を示す。

これらの図において，符号１は，クランク軸線２に沿って並べた複数の気筒３を有する内燃機関におけるシリンダヘッドを示す。

このシリンダヘッド１には，前記各気筒３からの排気ポート４が，当該シリンダヘッド１における左右両側面５，６のうち一方の側面５，つまり，排気側面５に開口するように設けられている。

更に，前記シリンダヘッド１には，前記各気筒３への吸気ポート７が，左右両側面５，６のうち他方の側面６，つまり，吸気側面６に開口するように設けられている。

前記シリンダヘッド１における排気側面５には，前記各気筒３の排気ポート４に対する排気マニホールド８が，その間に薄金属板等の耐熱材料によるシール用ガスケット９を挟んだ状態で着脱可能に接合されている。

この排気マニホールド８は，前記排気側面５に対して複数本のボルト１１にて締結される接合用フランジ板１０と，この接合用フランジ板１０に接合した排気管１２とによって構成されている。

なお，前記シリンダヘッド１における吸気側面６には，前記各気筒３への吸気マニホールド（図示せず）が接合されている。

また，前記シリンダヘッド１における内部には，冷却水ジャケット１３が形成されている。

更にまた，前記シリンダヘッド１のうちクランク軸線２の方向の一端の部分には，前記排気側面５から前記吸気側面６に向かって延びるように構成した排気ガス還流通路１４が形成されている。

この排気ガス還流通路１４のうち前記吸気側面６側の部分は，前記吸気側面６における吸気マニホールドに連通していて，この排気ガス還流通路１４内を前記吸気側面６の方向に流れる排気ガスは，前記吸気マニホールドを介して各気筒３に分配するように還流される。

前記シリンダヘッド１における排気側面５のうち，前記排気ポート４と，前記排気ガス還流通路１４との間の部分には，凹み溝１５が，前記クランク軸線２の方向に延びるように凹み形成されている。

この凹み溝１５は，前記シリンダヘッド１の鋳造の際に，鋳物型によって同時に形成されるか，或いは，前記シリンダヘッド１を鋳造したあとにおける機械加工によって形成されるもので，その一端１５ａは，前記排気ポート４に連通している一方，他端１５ｂは，前記排気ガス還流通路１４に連通している。

一方，前記排気マニホールド８における接合用フランジ板１０には，前記凹み溝１５を塞ぐようにした蓋板１６が，前記排気側面５に沿って延びるように延長して一体に設けられており，この蓋板１６は，前記排気側面５に対して，その間に薄金属板等の耐熱材料によるシール用ガスケット１７を挟んだ状態で，複数本のボルト１８による締結にて着脱可能に接合されている。

これにより，前記凹み溝１５を密閉した流れ通路に構成しており，この流れ通路により，前記排気ポート４を前記排気ガス還流通路１４に連通するという構成になっている。

なお，前記図示の実施の形態においては，前記凹み溝１５を塞ぐ蓋板１６を，前記排気マニホールド８における接合用フランジ板１０と一体に構成し，更に，前記蓋板１６に対するシール用ガスケット１７を，前記接合用フランジ板１０に対するシール用ガスケット９と一体に構成しているが，前記蓋板１６を，前記排気マニホールド８における接合用フランジ板１０と別体に構成し，且つ，前記蓋板１６に対するシール用ガスケット１７を，前記接合用フランジ板１０に対するシール用ガスケット９と別体に構成することができる。

そして，前記凹み溝１５内の部分には，当該凹み溝１５内を流れる排気ガスが前記蓋板１６に接触するのを防止するようにした接触防止手段１９が設けられている。

この接触防止手段１９は，前記ガスケット１７のうち前記凹み溝１５内の部分に抜き孔を設けることなくガスケット１７の一部を残したままにすることによって構成するか，或いは，図示のように，前記ガスケット１７のうち前記凹み溝１５内に残した部分に，耐熱板２０を重ね合わせることによって，前記ガスケット１７に固着した構成にしている。

この構成によると，排気ポート４からの排気ガスが，蓋板１６にて塞がれている凹み溝１５内を流れるときにおいて，前記蓋板１６に接触することが防止されるから，この排気ガスと前記蓋板１６との間に発生する擦り音を確実に低減できる。

なお，前記した第１の実施の形態においては，前記接触防止手段１９を前記ガスケット１７に設けていることにより，この接触防止手段１９の組み付けが，前記ガスケット１７と一緒にできて，その組み立て性を向上できる。

また，前記した第１の実施の形態においては，前記接触防止手段１９として，スチールウール等のような吸音部材を使用することができ，これによると，前記凹み溝１５内の排気ガスが前記蓋板１６に接触することを吸音部材にて防止できることに加えて，前記凹み溝１５内で発生する音を前記吸音部材にて吸音することができる。

この吸音部材を使用する場合には，図１，図３及び図４に図示したように，前記ガスケット１７のうち前記凹み溝１５内に残した部分に重ね合わせた耐熱板２０を，吸音部材に置換するという構成にすることができる。

次に，図５〜図７は，第２の実施の形態を示している。

この第２の実施の形態は，前記蓋板１６と排気側面５との間におけるガスケット１７のうち前記凹み溝１５内に残した部分に，前記凹み溝１５内への凹み変形部２１を設けて，この凹み変形部２１を接触防止手段１９′に構成する一方，前記凹み変形部２１と，前記蓋板１６との間に空間部２２を形成したものである。

この構成によると，前記凹み溝１５内を流れる排気ガスと蓋板１６との間に擦り音が発生することを，前記接触防止手段１９′を構成する凹み変形部２１にて確実に低減できる一方，排気ガスに存在する脈動及び排気ガスの衝突が，前記蓋板１６に伝播することを，前記凹み変形部２１にて形成される空間部２２にて阻止できる。

また，この第２の実施の形態においては，図示したように，前記凹み変形部２１に，前記凹み溝１５と前記空間部２２とを連通する複数個の連通孔２３を設けることにより，前記凹み溝１５内を流れる排気ガスは，前記凹み溝１５内と前記空間部２２との間を出入りして，前記蓋板１６への排ガスの脈動及び衝突を緩衝するから，前記した効果を助長できる。

そして，図８〜図１０は，第３の実施の形態を示している。

この第３の実施の形態は，前記蓋板１６と排気側面５との間におけるガスケット１７を，シリンダヘッド１側の第１ガスケット１７ａと，前記蓋板１６側の第２ガスケット１７ｂとの二枚重ねに構成して，前記第１ガスケット１７ａのうち前記凹み溝１５内に残した部分に，前記凹み溝１５内への凹み変形部２１ａを設けて，この凹み変形部２１ａを接触防止手段１９″に構成する一方，前記凹み変形部２１ａと，前記第１ガスケット１７ａに隣接する前記第２ガスケット１７ｂとの間に空間部２２ａを形成したものである。

この構成によると，前記第２の実施の形態と同様に，前記凹み溝１５内を流れる排気ガスと蓋板１６との間に擦り音が発生することを，前記接触防止手段１９″を構成する凹み変形部２１ａにて確実に低減できる一方，排気ガスに存在する脈動及び排気ガスの衝突が，前記蓋板１６に伝播することを，前記凹み変形部２１ａにて形成される空間部２２ａにて阻止できる。

また，この第３の実施の形態においては，図示したように，前記第１ガスケット１７ａにおける凹み変形部２１ａに，前記凹み溝１５と前記空間部２２ａとを連通する複数個の連通孔２３ａを設けることにより，前記凹み溝１５内を流れる排気ガスは，前記凹み溝１５内と前記空間部２２ａとの間を出入りして，前記蓋板１６への排ガスの脈動及び衝突を緩衝するから，前記した効果を助長できる。

なお，この第３の実施の形態においては，前記第２ガスケット１７ｂのうち凹み変形部２１ａに該当する部分に，複数個の連通孔２３ｂを，前記凹み変形部２１ａにおける連通孔２３ａとずらせて設けるという構成にすることができるほか，前記第２ガスケット１７ｂのうち凹み変形部２１ａに該当する部分に，図１０に二点鎖線で示すように，前記凹み変形部２１ａとは逆向きの凹み変形部２１ｂを設ける構成にすることができる。

１ シリンダヘッド
２ クランク軸線
３ 気筒
４ 排気ポート
５ シリンダヘッドの排気側面
８ 排気マニホールド
１０ 排気マニホールドの接合用フランジ板
１４ 排気ガス還流通路
１５ 凹み溝
１６ 蓋板
１７，１７ａ，１７ｂ シール用ガスケット
１９，１９′，１９″ 接触防止手段
２１，２１ａ，２１ｂ 凹み変形部
２２，２２ａ 空間部
２３，２３ａ 連通孔

Claims (5)

1. シリンダヘッドのうち排気ポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成して，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通する一方，前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐ蓋板を，その間にシール用ガスケットを挟んで接合して成る排気ガス還流装置において，
   前記凹み溝内の部分には，当該凹み溝内を流れる排気ガスが前記蓋板に接触するのを防止するようにした接触防止手段が設けられていることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記接触防止手段は，吸音部材に構成されていることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
3. 前記請求項１の記載において，前記接触防止手段は，前記蓋板と前記排気側面との間におけるガスケットのうち前記凹み溝内の部分に，前記凹み溝内への凹み変形部を設けて成る構成であり，この凹み変形部と前記蓋板との間に空間部が形成されていることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
4. 前記請求項３の記載において，前記蓋板と前記排気側面との間におけるガスケットは，複数重ねの構成であり，前記凹み変形部は，前記複数重ねのガスケットのうち少なくとも前記排気側面に密接する一つのガスケットに設けられ，前記空間部は，前記一つのガスケットと当該一つのガスケットに隣接する他のガスケットとの間に設けられていることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
5. 前記請求項３又は４の記載において，前記凹み変形部には，前記凹み溝と前記空間部とを連通する複数個の連通孔が設けられていることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。

Images