JP2016166661A - Channel member uniting structure - Google Patents

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亮史 赤間
Ryoji Akama
亮史 赤間
澄人 堀
Sumuto Hori
澄人 堀
佳彦 加藤
Yoshihiko Kato
佳彦 加藤
佳宏 西澤
Yoshihiro Nishizawa
佳宏 西澤
田中 学
Manabu Tanaka
学 田中
和人 前原
Kazuto Maehara
和人 前原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the durability of a gasket by suppressing the thermal influence of a fluid.SOLUTION: When high temperature exhaust gas passes through an exhaust path 2008 of a turbo charger 20 from an exhaust path 1808 of an exhaust manifold 18 through an opening 36, the heat of exhaust gas is transmitted from an inner peripheral part of the exhaust path 1808 of the exhaust manifold 18 toward an outer periphery, and transmitted from an inner peripheral part of the exhaust path 2008 of the turbo charger 20 toward an outer periphery. A first recessed portion 2602 and a second recessed portion 2802 are positioned at places of a multi-layer gasket 30 on the inside of a first bead portion 38. A first air layer 26 formed on the first recessed portion 2602, and a second air layer 28 formed on the second recessed portion 2802 have extremely low heat conductivity as compared with metallic material configuring the exhaust manifold 18 and the turbo charger 20.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、流路を有する部材の結合に好適な流路部材結合構造に関し、さらに詳細には、内燃機関に好適な流路部材結合構造に関する。   The present invention relates to a flow path member coupling structure suitable for coupling members having flow paths, and more particularly to a flow path member coupling structure suitable for an internal combustion engine.

内燃機関の排気ガスは、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャ、触媒装置などの部材の流路を経て大気に排出される。
シリンダヘッドとエキゾーストマニホールドとの結合部分、エキゾーストマニホールドとターボチャージャとの結合部分、ターボチャージャと触媒装置との結合部分などの結合部分には、流路を流れる排気ガスの漏れを防ぐためのガスケットが介設されている。
ガスケットは、排気ガスが通過する開口と、開口の周囲に環状に形成されたビード部とを備えている。
そして、ガスケットが2つの部材の合わせ面の間に挟まれた状態で2つの部材が締結されることにより、ガスケットのビード部が圧縮され2つの部材の結合部分のシール性が確保される。
The exhaust gas of the internal combustion engine is discharged to the atmosphere through the flow paths of members such as an exhaust manifold, a turbocharger, and a catalyst device.
Gaskets to prevent leakage of exhaust gas flowing through the flow path are provided at the joints between the cylinder head and the exhaust manifold, the exhaust manifold and the turbocharger, the turbocharger and the catalytic device. It is installed.
The gasket includes an opening through which exhaust gas passes and a bead portion formed in an annular shape around the opening.
Then, when the two members are fastened with the gasket sandwiched between the mating surfaces of the two members, the bead portion of the gasket is compressed, and the sealing performance of the joint portion between the two members is ensured.

特開平10−110618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-110618

しかしながら、上記従来の構造では、ガスケットのビード部が圧縮された状態で排気ガスの高温にさらされることから、長期間の使用によりビード部にへたりが生じ(ビード部の弾性が失われ)、ガスケットのシール機能が劣化することが懸念される。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、流体の熱の影響を抑制することにより、ガスケットの耐久性を高める上で有利な流路部材結合構造を提供することにある。
However, in the above conventional structure, since the bead portion of the gasket is exposed to the high temperature of the exhaust gas in a compressed state, the bead portion is sag by long-term use (the elasticity of the bead portion is lost), There is a concern that the sealing function of the gasket deteriorates.
This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the flow-path member coupling | bonding structure advantageous in improving the durability of a gasket by suppressing the influence of the heat | fever of a fluid. is there.

上述の目的を達成するため、請求項1記載の発明は、第1の流路の第1の開口が第1の合わせ面に形成された第1の部材と、第2の流路の第2の開口が第2の合わせ面に形成された第2の部材と、前記第1の開口と前記第2の開口とが同軸上で合された状態で前記第1の合わせ面と前記第2の合わせ面との間に挟持されるガスケットとを備え、前記ガスケットは、前記第1の開口および前記第2の開口に対応する第3の開口と、前記第3の開口の周囲に設けられた環状の第1のビード部とを有し、前記第1の部材と前記第2の部材の少なくとも一方の合わせ面に、前記第1のビード部の内側において凹部が設けられていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記凹部は、前記第1の開口および前記第2の開口の周囲に環状に延在しており、互いに対向して前記第1の部材と前記第2の部材の双方に設けられていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記ガスケットは、前記凹部の内側の箇所に第2のビード部を備えていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記ガスケットは、2枚以上のシールプレートで構成される複層ガスケットであり、前記第1のビード部は各シールプレート毎に逆向きに設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the first aspect of the present invention includes a first member in which the first opening of the first flow path is formed in the first mating surface, and the second of the second flow path. And the second mating surface and the second mating surface in a state where the first opening and the second aperture are coaxially joined. A gasket sandwiched between the mating surfaces, and the gasket includes a third opening corresponding to the first opening and the second opening, and an annular shape provided around the third opening. The first bead portion is provided, and a concave portion is provided on the inner surface of the first bead portion on the mating surface of at least one of the first member and the second member. .
According to a second aspect of the present invention, the concave portion extends annularly around the first opening and the second opening, and the first member and the second member are opposed to each other. It is provided in both sides.
The invention according to claim 3 is characterized in that the gasket includes a second bead portion at a position inside the recess.
The invention according to claim 4 is characterized in that the gasket is a multilayer gasket composed of two or more seal plates, and the first bead portion is provided in the opposite direction for each seal plate. And

請求項1記載の発明によれば、第1の部材あるいは第2の部材から第1のビード部への熱の伝達を凹部により抑制することができるので、第1のビード部が圧縮された状態で流体の熱にさらされることを抑制でき、ガスケットの耐久性を高める上で有利となる。
請求項2記載の発明によれば、第1の部材および第2の部材の双方に設けた凹部により第1のビード部に伝わる熱をより確実に抑制できるため、ガスケットの耐久性を高める上でより有利となる。
請求項3記載の発明によれば、第2のビードにより流体が凹部に入りにくくなり、流体の熱が第1のビード部に伝わることを抑制する上でより有利となる。
請求項4記載の発明によれば、ガスケットの耐熱性、耐久性を確保する上でより有利となる。
According to the first aspect of the present invention, since the heat transfer from the first member or the second member to the first bead portion can be suppressed by the recess, the first bead portion is compressed. Therefore, exposure to fluid heat can be suppressed, which is advantageous in increasing the durability of the gasket.
According to invention of Claim 2, since the heat | fever transmitted to a 1st bead part can be more reliably suppressed by the recessed part provided in both the 1st member and the 2nd member, on improving durability of a gasket. More advantageous.
According to the third aspect of the present invention, the fluid is less likely to enter the recess by the second bead, which is more advantageous in suppressing the heat of the fluid from being transmitted to the first bead portion.
According to the invention of claim 4, it is more advantageous in securing the heat resistance and durability of the gasket.

本実施の形態の流路部材結合構造が適用された内燃機関の構成図である。1 is a configuration diagram of an internal combustion engine to which a flow path member coupling structure of the present embodiment is applied. 図1のA矢視図である。It is A arrow directional view of FIG. 本実施の形態の流路部材結合構造を構成するガスケットの平面図である。It is a top view of the gasket which comprises the flow-path member coupling | bonding structure of this Embodiment. 本実施の形態の流路部材結合構造の構成を示す断面図であり、エキゾーストマニホールドの合わせ面とターボチャージャーの合わせ面との間にガスケットが組み付けられる前の状態を示す。It is sectional drawing which shows the structure of the flow-path member coupling | bonding structure of this Embodiment, and shows the state before a gasket is assembled | attached between the mating surface of an exhaust manifold, and the mating surface of a turbocharger. 本実施の形態の流路部材結合構造の構成を示す断面図であり、エキゾーストマニホールドの合わせ面とターボチャージャーの合わせ面との間にガスケットが組み付けられた後の状態を示す。It is sectional drawing which shows the structure of the flow-path member coupling | bonding structure of this Embodiment, and shows the state after the gasket was assembled | attached between the mating surface of an exhaust manifold, and the mating surface of a turbocharger.

次に、本実施の形態の流路部材結合構造が適用される内燃機関の排気系について図1、図2を参照して説明する。
内燃機関10はエンジン本体12を備え、エンジン本体12は、シリンダヘッド14と、シリンダブロック16とを含んで構成されている。
シリンダヘッド14に燃焼室が形成され、シリンダブロック16にピストンを収容する複数の気筒(シリンダ室)が形成され、本実施の形態では、4つの気筒が形成されている。
Next, an exhaust system of an internal combustion engine to which the flow path member coupling structure of the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS.
The internal combustion engine 10 includes an engine body 12, and the engine body 12 includes a cylinder head 14 and a cylinder block 16.
A combustion chamber is formed in the cylinder head 14, and a plurality of cylinders (cylinder chambers) that accommodate pistons are formed in the cylinder block 16. In the present embodiment, four cylinders are formed.

排気ガスが排出される内燃機関10の排気系は、エキゾーストマニホールド18と、ターボチャージャー20(過給機)と、第1の触媒装置22と、第2の触媒装置24とを含んで構成されている。
シリンダヘッド14は、燃焼室の排気ガスを排出する排気ポートを有し、エキゾーストマニホールド18、ターボチャージャー20、第1の触媒装置22、第2の触媒装置24はそれぞれ排気が通過する排気路を有し、本発明の流路結合構造は、シリンダヘッド14とエキゾーストマニホールド18との結合部、エキゾーストマニホールド18とターボチャージャー20との結合部、ターボチャージャー20と第1の触媒装置22との結合部、第1の触媒装置22と第2の触媒装置24との結合部に適用可能である。
The exhaust system of the internal combustion engine 10 from which exhaust gas is discharged includes an exhaust manifold 18, a turbocharger 20 (supercharger), a first catalyst device 22, and a second catalyst device 24. Yes.
The cylinder head 14 has an exhaust port for exhausting the exhaust gas from the combustion chamber, and the exhaust manifold 18, the turbocharger 20, the first catalyst device 22, and the second catalyst device 24 each have an exhaust passage through which the exhaust passes. The flow path coupling structure of the present invention includes a coupling portion between the cylinder head 14 and the exhaust manifold 18, a coupling portion between the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20, a coupling portion between the turbocharger 20 and the first catalyst device 22, The present invention can be applied to a joint portion between the first catalyst device 22 and the second catalyst device 24.

以下、エキゾーストマニホールド18とターボチャージャー20との結合部を例にとって説明する。
図1、図5に示すように、エキゾーストマニホールド18は、入口側フランジ1802と、出口側フランジ1804と、それらフランジ1802、1804とを連結する管体1806とを備え、それらの内部に排気路1808が形成されている。
入口側フランジ1802はシリンダヘッド14に結合され、出口側フランジ1804は、ターボチャージャー20の合わせ面2010に結合される合わせ面1810を有し、合わせ面1810には排気路1808の開口1812が形成されている。
In the following, description will be made by taking as an example a connecting portion between the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20.
As shown in FIGS. 1 and 5, the exhaust manifold 18 includes an inlet side flange 1802, an outlet side flange 1804, and a pipe body 1806 that connects the flanges 1802 and 1804, and an exhaust passage 1808 is provided therein. Is formed.
The inlet side flange 1802 is coupled to the cylinder head 14, and the outlet side flange 1804 has a mating surface 1810 coupled to the mating surface 2010 of the turbocharger 20, and an opening 1812 of the exhaust passage 1808 is formed in the mating surface 1810. ing.

ターボチャージャー20は、排気ガスのエネルギーによりタービンが回転されることでコンプレッサを回転させ吸気管の吸気を圧縮して高圧の吸気としてエンジン本体12に供給するものである。
ターボチャージャー20は、エキゾーストマニホールド18の出口側フランジ1804に結合される入口側フランジ2002と、第1の触媒装置22に結合される出口側フランジ2004と、タービンおよびコンプレッサを収容するケース2006とを備え、それらの内部に排気路2008が形成されている。
入口側フランジ2002はエキゾーストマニホールド18の合わせ面1810に結合される合わせ面2010を有し、合わせ面2010には排気路2008の開口2012が形成されている。
The turbocharger 20 rotates the compressor by the energy of the exhaust gas, rotates the compressor, compresses the intake air in the intake pipe, and supplies it to the engine body 12 as high-pressure intake air.
The turbocharger 20 includes an inlet-side flange 2002 coupled to the outlet-side flange 1804 of the exhaust manifold 18, an outlet-side flange 2004 coupled to the first catalyst device 22, and a case 2006 that houses a turbine and a compressor. An exhaust passage 2008 is formed in the interior of these.
The inlet side flange 2002 has a mating surface 2010 coupled to the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18, and an opening 2012 of an exhaust passage 2008 is formed in the mating surface 2010.

図4に示すように、エキゾーストマニホールド18の合わせ面1810で開口1812の半径方向外側の箇所に、エキゾーストマニホールド18の合わせ面1810に開放状で環状に延在する第1の凹部2602が設けられている。
ターボチャージャー20の合わせ面2010で開口2012の半径方向外側の箇所に、ターボチャージャー20の合わせ面2010に開放状で環状に延在する第2の凹部2802が設けられている。
本実施の形態では、第1の凹部2602は、エキゾーストマニホールド18の排気路1808の開口1812の周囲に環状に延在し、第2の凹部2802は、ターボチャージャー20の排気路2008の開口2012の周囲に環状に延在している。なお、第1、第2の凹部2602、2802は平面視したときに円周状であっても多角形状であってもよい。
また、本実施の形態では、第1、第2の凹部2602、2802は、開口1812、2012の軸心方向から見て同一の輪郭で形成されている。第1、第2の凹部2602、2802は同一の幅、同一の深さで形成されてもよい。このように凹部2602、2802を同一の形状で形成することによって、ガスケット30に伝わる熱を均等に抑制することが可能となり、ガスケット30の耐久性を高める上でより有利となる。
As shown in FIG. 4, a first concave portion 2602 that extends in an annular shape is provided on the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 at a location radially outside the opening 1812 on the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18. Yes.
A second concave portion 2802 that extends in an annular shape on the mating surface 2010 of the turbocharger 20 is provided at a location radially outside the opening 2012 on the mating surface 2010 of the turbocharger 20.
In the present embodiment, the first recess 2602 extends annularly around the opening 1812 of the exhaust passage 1808 of the exhaust manifold 18, and the second recess 2802 is formed in the opening 2012 of the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20. The ring extends around the periphery. The first and second recesses 2602 and 2802 may be circumferential or polygonal when viewed in plan.
In the present embodiment, the first and second recesses 2602 and 2802 are formed with the same contour when viewed from the axial direction of the openings 1812 and 2012. The first and second recesses 2602 and 2802 may be formed with the same width and the same depth. By forming the recesses 2602 and 2802 in the same shape as described above, it is possible to uniformly suppress the heat transmitted to the gasket 30, which is more advantageous in increasing the durability of the gasket 30.

図5に示すように、ガスケット30は、エキゾーストマニホールド18の合わせ面1810とターボチャージャー20の入口側フランジ2002の合わせ面2010との間に介在され、ボルト挿通孔32に挿通されたボルトとナットを介して双方のフランジ1802、2002が締結されている。
このように双方のフランジ1802、2002が締結されることで、第1の凹部2602はガスケット30により閉塞されて第1の空気層26となり、第2の凹部2802はガスケット30により閉塞されて第2の空気層28となる。
ガスケット30は金属材料で構成され、このような金属材料としてステンレスなど従来公知のさまざまな金属材料が使用可能である。
As shown in FIG. 5, the gasket 30 is interposed between the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 and the mating surface 2010 of the inlet-side flange 2002 of the turbocharger 20, and bolts and nuts inserted through the bolt insertion holes 32. Both flanges 1802 and 2002 are fastened.
By fastening both flanges 1802 and 2002 in this way, the first recess 2602 is closed by the gasket 30 to become the first air layer 26, and the second recess 2802 is closed by the gasket 30 and the second Air layer 28.
The gasket 30 is made of a metal material, and various conventionally known metal materials such as stainless steel can be used as the metal material.

図3に平面図で、図4に断面図で示すように、ガスケット30は複層ガスケット30であり、少なくとも2枚のシールプレート34で構成されている。
各シールプレート34は、ガスケット開口36と、第1のビード部38と、第2のビード部40と、第1の平坦部42と、第2の平坦部44とを備えている。
2枚のシールプレート34は、同形同大であり、2枚のシールプレート34の外縁は、エキゾーストマニホールド18の合わせ面1810およびターボチャージャー20の合わせ面2010と同形状の輪郭で形成されている。
As shown in the plan view of FIG. 3 and the cross-sectional view of FIG.
Each seal plate 34 includes a gasket opening 36, a first bead portion 38, a second bead portion 40, a first flat portion 42, and a second flat portion 44.
The two seal plates 34 have the same shape and the same size, and the outer edges of the two seal plates 34 are formed with the same shape as the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 and the mating surface 2010 of the turbocharger 20. .

ガスケット開口36は、エキゾーストマニホールド18の排気路1808の開口1812およびターボチャージャー20の排気路2008の開口2012に対応しており、それら開口1812、2012と同一の輪郭で形成されている。
ガスケット開口36は、エキゾーストマニホールド18の出口側フランジ1804とターボチャージャー20の入口側フランジ2002との締結時に、排気路1808、2008の開口1812、2012と同軸上に配置される。
The gasket opening 36 corresponds to the opening 1812 of the exhaust passage 1808 of the exhaust manifold 18 and the opening 2012 of the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20, and is formed with the same contour as those openings 1812 and 2012.
The gasket opening 36 is arranged coaxially with the openings 1812 and 2012 of the exhaust passages 1808 and 2008 when the outlet-side flange 1804 of the exhaust manifold 18 and the inlet-side flange 2002 of the turbocharger 20 are fastened.

第1のビード部38は、第1の凹部2602、第2の凹部2802の外側の箇所においてガスケット開口36の周囲に環状に延在している。
本実施の形態では、図4に示すように、第1のビード部38は、各シールプレート34毎にシールプレート34の厚さ方向で逆向きに屈曲形成されている。
第1のビード部38は、フルビードであり断面形状が山形を呈している。
図5に示すように、第1のビード部38は、第1のガスケット30がエキゾーストマニホールド18の合わせ面1810とターボチャージャー20の合わせ面2010とで挟持された状態で弾性変形し、エキゾーストマニホールド18の排気路1808の開口1812とターボチャージャー20の排気路2008の開口2012とをガスケット開口36を介して気密に連通するものである。
The first bead portion 38 is annularly extended around the gasket opening 36 at a location outside the first recess 2602 and the second recess 2802.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first bead portion 38 is bent in the opposite direction in the thickness direction of the seal plate 34 for each seal plate 34.
The 1st bead part 38 is a full bead, and the cross-sectional shape is exhibiting the mountain shape.
As shown in FIG. 5, the first bead portion 38 is elastically deformed in a state where the first gasket 30 is sandwiched between the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 and the mating surface 2010 of the turbocharger 20, and the exhaust manifold 18. The opening 1812 of the exhaust passage 1808 and the opening 2012 of the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20 communicate with each other through the gasket opening 36 in an airtight manner.

第2のビード部40は、ガスケット開口36の縁部に沿って環状に延在している。
本実施の形態では、第2のビード部40は、各シールプレート34毎にシールプレート34の厚さ方向で逆向きに屈曲形成されている。
図4に示すように、第2のビード部40は、ハーフビードであり断面形状がガスケット開口36に近づくにつれて高さが次第に大きくなる傾斜面を呈している。
図5に示すように、第2のビード部40は、第1のガスケット30がエキゾーストマニホールド18の合わせ面1810とターボチャージャー20の合わせ面2010とで挟持された状態で弾性変形し、エキゾーストマニホールド18の排気路1808の開口1812に対して第1の空気層26を閉塞し、ターボチャージャー20の排気路2008の開口2012に対して第2の空気層28を閉塞するものである。
The second bead portion 40 extends annularly along the edge of the gasket opening 36.
In the present embodiment, the second bead portion 40 is bent in the opposite direction in the thickness direction of the seal plate 34 for each seal plate 34.
As shown in FIG. 4, the second bead portion 40 is a half bead and has an inclined surface whose height gradually increases as the cross-sectional shape approaches the gasket opening 36.
As shown in FIG. 5, the second bead portion 40 is elastically deformed in a state where the first gasket 30 is sandwiched between the mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 and the mating surface 2010 of the turbocharger 20, and the exhaust manifold 18. The first air layer 26 is closed with respect to the opening 1812 of the exhaust passage 1808, and the second air layer 28 is closed with respect to the opening 2012 of the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20.

なお、本実施の形態では、エキゾーストマニホールド18が第1の部材に相当し、ターボチャージャー20が第2の部材に相当している。
また、エキゾーストマニホールド18の排気路1808が第1の流路に相当し、ターボチャージャー20の排気路2008が第2の流路に相当している。
また、エキゾーストマニホールド18の開口1812が第1の開口に相当し、ターボチャージャー20の開口2012が第2の開口に相当している。
また、ガスケット開口36が第3の開口に相当している。
また、エキゾーストマニホールド18の合わせ面1810が第1の合わせ面に相当し、ターボチャージャー20の合わせ面2010が第2の合わせ面に相当している。
In the present embodiment, the exhaust manifold 18 corresponds to the first member, and the turbocharger 20 corresponds to the second member.
Further, the exhaust path 1808 of the exhaust manifold 18 corresponds to a first flow path, and the exhaust path 2008 of the turbocharger 20 corresponds to a second flow path.
Further, the opening 1812 of the exhaust manifold 18 corresponds to a first opening, and the opening 2012 of the turbocharger 20 corresponds to a second opening.
Further, the gasket opening 36 corresponds to a third opening.
The mating surface 1810 of the exhaust manifold 18 corresponds to the first mating surface, and the mating surface 2010 of the turbocharger 20 corresponds to the second mating surface.

次に作用効果について説明する。
エキゾーストマニホールド18の排気路1808からガスケット開口36を介してターボチャージャー20の排気路2008に高温の排気ガスが通過すると、排気ガスの熱は、エキゾーストマニホールド18の排気路1808の内周部分から外周に向かって、また、ターボチャージャー20の排気路2008の内周部分から外周に向かって、また、ガスケット30のガスケット開口36の内周部分から外周に向かって伝導する。
このとき、第1のビード部38の内側の複層ガスケット30の箇所に、該ガスケット30の箇所から起立する第1の空気層26と第2の空気層28とが位置している。
そして、第1の空気層26は、エキゾーストマニホールド18を構成する金属材料に比べて熱伝導率が極めて低く、また、第2の空気層28は、ターボチャージャー20を構成する金属材料に比べて熱伝導率が極めて低い。
そのため、エキゾーストマニホールド18およびターボチャージャー20から第1のビード部38への熱の伝達をそれら第1の空気層26と第2の空気層28とにより抑制することができる。
これにより、第1のビード部38が圧縮された状態で排気ガスの高温にさらされることを抑制でき、ガスケット30の耐久性を高める上で有利となる。
Next, the function and effect will be described.
When hot exhaust gas passes from the exhaust passage 1808 of the exhaust manifold 18 through the gasket opening 36 to the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20, the heat of the exhaust gas is changed from the inner peripheral portion of the exhaust passage 1808 of the exhaust manifold 18 to the outer periphery. Conduction toward the outer periphery from the inner peripheral portion of the exhaust passage 2008 of the turbocharger 20 toward the outer periphery and from the inner peripheral portion of the gasket opening 36 of the gasket 30 toward the outer periphery.
At this time, the first air layer 26 and the second air layer 28 erected from the location of the gasket 30 are located at the location of the multilayer gasket 30 inside the first bead portion 38.
The first air layer 26 has an extremely low thermal conductivity as compared with the metal material that constitutes the exhaust manifold 18, and the second air layer 28 has a heat conductivity that is greater than that of the metal material that constitutes the turbocharger 20. Very low conductivity.
Therefore, the heat transfer from the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20 to the first bead portion 38 can be suppressed by the first air layer 26 and the second air layer 28.
As a result, exposure of the first bead portion 38 to a high temperature of the exhaust gas in a compressed state can be suppressed, which is advantageous in enhancing the durability of the gasket 30.

なお、図1に示すように、第1、第2の触媒装置22、24は、エキゾーストマニホールド18とターボチャージャー20の結合部よりも排気ガスの流れの下流側に配置されている。これら第1、第2の触媒装置22、24は、内燃機関10から排出される排気ガスを浄化するものであり、三元触媒等の触媒を備えている。この触媒による酸化又は還元作用により、排気ガス中の有害物質が無害化されて大気に放出される。
ここで、一般に触媒は所定の活性化温度未満では排気ガスを十分浄化することができないという特性を有しており、内燃機関10の冷態始動時には速やかに触媒を活性化温度まで昇温させる必要がある。
本実施の形態では、排気ガスの熱が第1、第2の空気層26、28により断熱されるため、排気ガスの熱がエキゾーストマニホールド18およびターボチャージャー20に伝わりにくくなり、したがって、排気ガスの温度低下を抑制する上で有利となる。
したがって、内燃機関10の冷態始動時に排気ガスの温度上昇を促すことができるため、第1、第2の触媒装置22、24の触媒を活性化温度まで速やかに昇温させることができ、第1、第2の触媒装置22、24の排気ガス浄化機能を確保する上で有利となる。
As shown in FIG. 1, the first and second catalytic devices 22 and 24 are arranged downstream of the exhaust gas flow with respect to the coupling portion between the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20. The first and second catalyst devices 22 and 24 purify exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 and include a catalyst such as a three-way catalyst. By this oxidation or reduction action by the catalyst, harmful substances in the exhaust gas are rendered harmless and released to the atmosphere.
Here, the catalyst generally has a characteristic that the exhaust gas cannot be sufficiently purified below a predetermined activation temperature, and it is necessary to quickly raise the catalyst to the activation temperature when the internal combustion engine 10 is cold-started. There is.
In the present embodiment, since the heat of the exhaust gas is insulated by the first and second air layers 26, 28, the heat of the exhaust gas is difficult to be transmitted to the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20, and accordingly, the exhaust gas heat This is advantageous in suppressing the temperature drop.
Accordingly, since the temperature of the exhaust gas can be promoted during the cold start of the internal combustion engine 10, the catalysts of the first and second catalyst devices 22 and 24 can be quickly raised to the activation temperature. This is advantageous in securing the exhaust gas purification function of the first and second catalyst devices 22 and 24.

なお、本実施の形態では、エキゾーストマニホールド18に第1の凹部2602を設けると共に、ターボチャージャー20に第2の凹部2802を設け、それら第1の凹部2602、第2の凹部2802に第1の空気層26、第2の空気層28が形成される場合について説明したが、第1の凹部2602および第2の凹部2802の少なくとも一方を設けても同様の効果が奏される。
しかしながら、本実施の形態のように第1の凹部2602および第2の凹部2802の双方を設けると、第1のビード部38に伝わる熱をより確実に抑制できるため、ガスケット30の耐久性を高める上で、また、排気ガスの温度低下を抑制する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、第1の凹部2602、第2の凹部2802に第1の空気層26、第2の空気層28がそれぞれ形成される場合について説明したが、第1の空気層26、第2の空気層28に代えて、第1の凹部2602、第2の凹部2802に断熱材を充填しても同様の効果が奏される。
In the present embodiment, the exhaust manifold 18 is provided with a first recess 2602 and the turbocharger 20 is provided with a second recess 2802. The first recess 2602 and the second recess 2802 are provided with a first air. Although the case where the layer 26 and the second air layer 28 are formed has been described, even if at least one of the first concave portion 2602 and the second concave portion 2802 is provided, the same effect can be obtained.
However, if both the first concave portion 2602 and the second concave portion 2802 are provided as in the present embodiment, the heat transmitted to the first bead portion 38 can be more reliably suppressed, so that the durability of the gasket 30 is improved. Further, it is more advantageous in suppressing the temperature drop of the exhaust gas.
In the present embodiment, the case where the first air layer 26 and the second air layer 28 are formed in the first concave portion 2602 and the second concave portion 2802 has been described. Even if the first recess 2602 and the second recess 2802 are filled with a heat insulating material instead of the second air layer 28, the same effect can be obtained.

また、本実施の形態では、ガスケット30は、第1の凹部2602、第2の凹部2802の内側の箇所に第2のビード部40を備えているので、排気ガスが第1の凹部2602、第2の凹部2802(第1、第2の空気層26、28)に入りにくくなり、排気ガスの熱が第1のビード部38に伝わることを抑制する上でより有利となる。
なお、第2のビード部40をフルビードとしてもよいが、本実施の形態のように、第2のビード部40をハーフビードとすると、第2のビード部40をフルビードとした場合に比較して第2のビード部40が占有するスペースが小さくて済み、ガスケット30のコンパクト化を図ることができる。
そのため、エキゾーストマニホールド18の出口側フランジ1804の合わせ面1810およびターボチャージャー20の入口側フランジ2002の合わせ面2010のコンパクト化を図れ、ひいては、エキゾーストマニホールド18、ターボチャージャーの20のコンパクト化、軽量化を図る上でも有利となる。
Further, in the present embodiment, the gasket 30 includes the second bead portion 40 at a position inside the first concave portion 2602 and the second concave portion 2802, so that the exhaust gas is in the first concave portion 2602 and the second concave portion 2802. The second recess 2802 (first and second air layers 26, 28) is less likely to enter, which is more advantageous in suppressing the heat of the exhaust gas from being transmitted to the first bead portion 38.
The second bead portion 40 may be a full bead. However, as in the present embodiment, when the second bead portion 40 is a half bead, the second bead portion 40 is a full bead compared to the case where the second bead portion 40 is a full bead. The space occupied by the two bead portions 40 is small, and the gasket 30 can be made compact.
Therefore, the mating surface 1810 of the outlet side flange 1804 of the exhaust manifold 18 and the mating surface 2010 of the inlet side flange 2002 of the turbocharger 20 can be made compact. As a result, the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20 can be made compact and lightweight. It is also advantageous in planning.

また、ガスケット30を、1枚のシールプレート34で構成されるものとしてもよいが、本実施の形態のように、ガスケット30を、2枚のシールプレート34で構成される複層ガスケットとし、第1のビード部38が各シールプレート34毎に逆向きに設けられているものとすると、ガスケット30の耐熱性、耐久性を確保する上でより有利となる。   Further, the gasket 30 may be configured by a single seal plate 34. However, as in the present embodiment, the gasket 30 is a multilayer gasket configured by two seal plates 34. If one bead portion 38 is provided in the opposite direction for each seal plate 34, it is more advantageous in securing the heat resistance and durability of the gasket 30.

なお、本実施の形態では、エキゾーストマニホールド18とターボチャージャー20との結合部に本発明を適用した場合について説明したが、シリンダヘッド14とエキゾーストマニホールド18との結合部、ターボチャージャー20と第1の触媒装置22との結合部、第1の触媒装置22と第2の触媒装置24との結合部にも本発明は同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、本発明を内燃機関10の排気系に適用した場合について説明したが、本発明の適用対象は内燃機関10に限定されるものではなく、従来公知の様々な流体が流通する流路部材結合構造に広く適用可能である。
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the coupling portion between the exhaust manifold 18 and the turbocharger 20 has been described. However, the coupling portion between the cylinder head 14 and the exhaust manifold 18, the turbocharger 20 and the first charger. The present invention can be similarly applied to a joint portion between the catalyst device 22 and a joint portion between the first catalyst device 22 and the second catalyst device 24.
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the exhaust system of the internal combustion engine 10 has been described. However, the application target of the present invention is not limited to the internal combustion engine 10, and various conventionally known fluids can be used. The present invention can be widely applied to flow channel member coupling structures that circulate.

18 エキゾーストマニホールド(第1の部材)
1808 排気路(第1の流路)
1810 合わせ面(第1の合わせ面)
1812 開口(第1の開口)
20 ターボチャージャー(第2の部材)
2008 排気路(第2の流路)
2010 合わせ面(第2の合わせ面)
2012 開口(第2の開口)
26 第1の空気層
28 第2の空気層
30 ガスケット
34 シールプレート
36 ガスケット開口(第3の開口)
38 第1のビード部
40 第2のビード部
18 Exhaust manifold (first member)
1808 Exhaust channel (first channel)
1810 mating surface (first mating surface)
1812 opening (first opening)
20 Turbocharger (second member)
2008 Exhaust channel (second channel)
2010 mating surface (second mating surface)
2012 opening (second opening)
26 First air layer 28 Second air layer 30 Gasket 34 Seal plate 36 Gasket opening (third opening)
38 1st bead part 40 2nd bead part

Claims (4)

第1の流路の第1の開口が第1の合わせ面に形成された第1の部材と、
第2の流路の第2の開口が第2の合わせ面に形成された第2の部材と、
前記第1の開口と前記第2の開口とが同軸上で合された状態で前記第1の合わせ面と前記第2の合わせ面との間に挟持されるガスケットとを備え、
前記ガスケットは、前記第1の開口および前記第2の開口に対応する第3の開口と、前記第3の開口の周囲に設けられた環状の第1のビード部とを有し、
前記第1の部材と前記第2の部材の少なくとも一方の合わせ面に、前記第1のビード部の内側において凹部が設けられている、
ことを特徴とする流路部材結合構造。
A first member in which a first opening of the first flow path is formed in the first mating surface;
A second member in which a second opening of the second channel is formed in the second mating surface;
A gasket sandwiched between the first mating surface and the second mating surface in a state where the first opening and the second opening are coaxially coupled,
The gasket has a third opening corresponding to the first opening and the second opening, and an annular first bead portion provided around the third opening,
A recess is provided on the inner surface of the first bead portion on at least one mating surface of the first member and the second member.
A flow path member coupling structure characterized by the above.
前記凹部は、前記第1の開口および前記第2の開口の周囲に環状に延在しており、互いに対向して前記第1の部材と前記第2の部材の双方に設けられている、
ことを特徴とする請求項1記載の流路部材結合構造。
The recess extends annularly around the first opening and the second opening, and is provided on both the first member and the second member so as to face each other.
The flow path member coupling structure according to claim 1.
前記ガスケットは、前記凹部の内側の箇所に第2のビード部を備えている、
ことを特徴とする請求項1または2記載の流路部材結合構造。
The gasket includes a second bead portion at a location inside the recess.
The flow path member coupling structure according to claim 1 or 2, wherein
前記ガスケットは、2枚以上のシールプレートで構成される複層ガスケットであり、
前記第1のビード部は各シールプレート毎に逆向きに設けられている、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の流路部材結合構造。
The gasket is a multilayer gasket composed of two or more seal plates,
The first bead portion is provided in the opposite direction for each seal plate,
The flow path member coupling structure according to any one of claims 1 to 3, wherein
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