JP2019027396A - エンジンのシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】締結トルクを高めることなく、安価な構造でシール性能を長期的に維持する。【解決手段】エンジンのシール構造は、排気ポート１２を有するシリンダヘッド１０と、排気ポート１２と共に排気通路を形成する独立排気管２２を有し、シリンダヘッド１０に締結される排気マニホールド４と、排気通路に対応する開口部３２を有し、シリンダヘッド１０と排気マニホールド４との間に介在してこれらの間をシールするガスケット８とを有する。ガスケット８は、ベース部３０と、前記開口部３２を含みベース部３０からその厚み方向に突出するビード部３４とを含む。排気マニホールド４のフランジ２０にはスペーサ部２８が設けられている。このスペーサ部２８の突出高さｈ１は、ガスケット８が非圧縮状態のときのビード部３４の突出高さｈ２よりも小さい。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンのシール構造に関する。

従来から、シリンダヘッドと排気マニホールドとの間にガスケットを介在させて、これらの間をシールする構造が知られている。ガスケットには、ビード部と称される弾性変形可能な凸部分が形成されており、シリンダヘッドへの排気マニホールドの締結によりビード部を変形させ、その反発力でガスケットとシリンダヘッド等とを密接させてシール性能を確保している。なお、エンジンの排気系は排気ガスの熱により高温になるため、ガスケットには、高窒素ステンレス鋼などの耐熱性の高い材料が用いられる（例えば特許文献１）。

特開２００９−２４６５８号公報

排気マニホールドのうち、シリンダヘッドに締結されているのはフランジの部分である。このフランジは、排気ガスの熱によって高温の熱サイクルを受けることで膨張と収縮を繰り返す。このようなフランジの膨張収縮によりビード部が過圧縮されると、ビード部の反発力が低下する、いわゆる「ヘタリ」と呼ばれる劣化現象が生じ、これがシール性能の低下をもたらす原因となることが知られている。特許文献１のような耐熱性の高い材料でガスケットを形成した場合でも、この現象を完全に回避することは難しい。

そこで、レアメタル等のヘタリが生じ難い材料でガスケットを形成することや、排気マニホールドの締結トルクを高めてシール性能を確保することが考えられている。しかし、前者の場合には、シール構造のコスト高を招く一方、後者の場合には、フランジの強度確保のためにその肉厚を大きく設ける必要があり、何れも得策とは言い難い。特に、締結トルクを高める場合には、その分、ビード部の圧縮代が小さくなり、そこにフランジの膨張収縮が生じることで、却ってビード部のヘタリが進行し易くなるおそれもある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、締結トルクを高めることなく、安価な構造でガスケットによるシール性能を長期的に良好に維持することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のエンジンのシール構造は、第１通路を有する第１部材と、流体が流れる流体通路を前記第１通路と共に形成する第２通路を有し、前記第１部材に締結される第２部材と、前記第１、第２通路に対応する開口部を備え、前記第１部材と前記第２部材との間に介在してこれらの間をシールするガスケットと、前記第１部材と前記第２部材との間であって、前記ガスケットと一体又は別体に設けられるスペーサ部とを備え、前記ガスケットは、プレート状のベース部と、該ベース部における前記開口部の外周部に設けられかつ該ガスケットの厚み方向において前記ベース部から突出するビード部とを備え、前記スペーサ部は、前記ガスケットのうち、前記ビード部以外の位置で当該ビード部が突出する側に設けられ、かつ、非圧縮状態における前記ガスケットの前記ベース部からの前記ビード部の突出寸法よりも小さい厚みを有するものである。ここで、上記「非圧縮状態」とは、ガスケットがその厚み方向に圧縮力（外力）を受けていない、いわばガスケット単体の状態を意味する。

このエンジンのシール構造によると、ガスケットのビード部が突出する側にスペーサ部が隣接するため、スペーサ部の厚み分だけ第１部材及び／又は第２部材とガスケットとの間に隙間が形成される。つまり、スペーサ部の厚み分だけ確実にビード部の圧縮代が確保され、ビード部の圧縮が抑制される。そのため、例えば高温の流体が流通することによる膨張と収縮を第１部材（又は第２部材）が繰り返すような場合でも、ビード部が過度に圧縮されることが抑制され、当該過圧縮に起因するガスケットの劣化、すなわちビード部の「ヘタリ」が進行することが抑制される。よって、締結トルクを高めたり、また、レアメタル等の高価な材料で形成されたガスケットを用いることなく、ガスケットによるシール性能を長期的に良好に維持することが可能となる。

前記シール構造において、前記ガスケットは複数のシールプレートが積層されることにより形成されたものであってもよい。この場合には、前記スペーサ部は、前記ガスケットに一体に設けられる、すなわち隣接するシールプレートの間に配設されているものであってもよいし、前記ガスケットとは別体、すなわち複数のシールプレートの外側に設けられるものであってもよい。

また、前記スペーサ部は、例えば第１、第２部材とは別体のものであってもよいが、この場合には、第１部材（及び／又は第２部材）にスペーサ部による圧痕が形成されて、上記膨張収縮の際にクラックを生じさせる原因となることが考えられる。

そのため、上記スペーサ部は、前記ガスケットを構成する複数のシールプレートの間に介挿されているか、前記第１部材又は前記第２部材に一体成型されているのが好適である。ここで、「一体成型されている」とは、スペーサ部が第１部材（又は第２部材）と同一材料により当該第１部材（又は第２部材）と一体的に成型されていることを意味する。

これらの構成によれば、上記のような圧痕の形成、ひいては第１部材（及び／又は第２部材）にクラックが生じることが未然に防止される。

また、上記シール構造において、前記第１部材、前記第２部材及び前記ガスケットがボルトナットにより一体に締結されるものでは、前記スペーサ部は、前記ボルト又はこのボルトが挿通されるボルト孔に対応する位置に設けられているのが好適である。

この構成によれば、第１部材又は第２部材の膨張収縮によりビード部が過圧縮されることに加え、ボルトナットによる締結の際にガスケットのビード部が過圧縮されることも抑制することが可能となる。

なお、上記のシール構造において、より具体的には、前記第１部材は、複数の気筒が例をなして配列された多気筒エンジンのシリンダヘッドであって、前記第１通路として、前記複数の気筒にそれぞれ繋がる複数の排気ポートを備え、前記第２部材は、前記シリンダヘッドに締結されるフランジと、前記複数の排気ポートに対応して形成され、前記各排気ポートと共に前記流体通路である複数の排気通路を形成する、前記第２通路としての複数の独立通路とを備えた排気マニホールドである。

このようなシリンダヘットと排気マニホールドとの間のシール構造では、排気マニホールドのフランジが排気ガスの熱により膨張と収縮を繰り返すことで、ガスケットのビード部が過圧縮されてヘタリが生じ易い。そのため、上述したシール構造は、このようなシリンダヘットと排気マニホールドとの間のシール構造に特に有用となる。

この場合、前記スペーサ部は、前記複数の排気通路の配列方向における両端の排気通路の外側に位置する外側スペーサ部と、隣接する排気通路の間に位置する内側スペーサ部とを含み、前記外側スペーサ部は、前記内側スペーサ部よりも厚みが大きいのが好適である。

排気マニホールドの前記フランジには、その長手方向（気筒の配列方向）の両端がシリンダヘッド側に反り返るような弓なりの変形が生じる。そのため、内側スペーサ部と外側スペーサ部の厚さが等しい場合には、外側スペーサ部がフランジの変形により押し潰されて、ガスケットの長手方向（気筒の配列方向）外側に位置するビード部が過度に圧縮されることが考えられる。これに対して、外側スペーサ部の厚みが内側スペーサの厚みよりも大きい場合には、フランジの変形により外側スペーサ部が適度に押し潰されることで、ガスケットの長手方向外側及び内側に位置するビード部が均等な圧縮状態となる。そのため、ガスケットの長手方向外側のビード部に偏ってヘタリが進行することが抑制される。

同様の目的で、前記スペーサ部は、前記複数の排気通路の配列方向における両端の排気通路の外側に位置する外側スペーサ部と、隣接する排気通路の間に位置する内側スペーサ部とを含み、前記外側スペーサ部は、前記内側スペーサ部よりも断面積が大きいものであってもよい。

このシール構造によれば、外側スペーサ部の断面積が内側スペーサ部の面積よりも大きいことで、排気マニホールドのフランジの長手方向両端が反り返り難くなる。つまり、フランジの変形自体が抑制される。そのため、フランジの変形により、ガスケットの長手方向外側のビード部に偏ってヘタリが進行することが抑制される。

以上説明したように、本発明のエンジンのシール構造によれば、締結トルクを高めることなく、安価な構造でガスケットによるシール性能を長期的に良好に維持することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るシール構造が適用されたエンジンの平面概略図である。 前記シール構造を示す断面図（ボルトナットによる締結前の状態を示す）である。 排気マニホールドのフランジを上流側（シリンダヘッド側）から視た平面図である。 ガスケット（第１シールプレート）を上流側（シリンダヘッド側）から視た平面図である。 ガスケット（ビード部）の面圧の経時変化を示すグラフであり、（ａ）はスペーサ部が設けられていない場合、（ｂ）はスペーサ部が設けられている場合の前記面圧の経時変化をそれぞれ示す。 本発明の第２実施形態に係るシール構造を示す断面図（ボルトナットによる締結前の状態を示す）である。 前記フランジの熱変形を説明する前記排気マニホールドの平面略図である。 本発明の第３実施形態に係るシール構造を示す断面図（ボルトナットによる締結前の状態を示す）である。 前記シール構造の変形例を示す断面図（ボルトナットによる締結前の状態を示す）である。 変形例に係る排気マニホールドのフランジを上流側（シリンダヘッド側）から視た平面図である。 前記シール構造の変形例を示す断面図（ボルトナットによる締結前の状態を示す）である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
（第１の実施形態）
［シール構造の説明細］
図１は、本発明の実施形態に係るシール構造が適用されたエンジンの平面概略図である。同図に示されるエンジン１は、直列４気筒の４サイクルガソリンエンジンである。なお、以下の説明においては、特に言及する場合を除き、「上流」、「下流」とは、当該エンジン１における排気ガスの流れ方向を基準とする。

エンジン１は、直列に配列された４つの気筒♯１〜♯４（１番気筒♯１〜４番気筒♯４）を有するエンジン本体２と、このエンジン本体２に空気を導入するための図外の吸気マニホールドと、エンジン本体２で生成された排気ガスを案内しながら一つに合流させる排気マニホールド４と、この排気マニホールド４の下流側に配設されて、当該排気マニホールド４を通じて集まる排気ガスを浄化する触媒装置６とを備えている。

前記エンジン本体２の上部には、シリンダヘッド１０が設けられている。シリンダヘッド１０には、前記４つの気筒♯１〜♯４にそれぞれ通じる４つの排気ポート１２（第１排気ポート１２ａ〜第４排気ポート１２ｄ）が形成されている。各排気ポート１２の上流端は、二股に分岐して各気筒♯１〜♯４に連通しており、下流端は、各気筒♯１〜♯４の配列方向（以下、気筒列方向と称す）に並んだ状態でシリンダヘッド１０の側面１１に開口している。

前記排気マニホールド４は、ガスケット８を介してシリンダヘッド１０の側面１１に締結されるプレート状のフランジ２０と、上流端部が各々当該フランジ２０に接続された４つの独立排気管２２（第１独立排気管２２ａ〜第４独立排気管２２ｄ）とを備えている。

前記フランジ２０は、シリンダヘッド１０の側面１１に沿って気筒列方向に延在している。図３に示すように、フランジ２０には、シリンダヘッド１０の側面１１に開口する第１〜第４の排気ポート１２ａ〜１２ｄに各々対応する４つのポート２４と、複数のボルト孔２６とが設けられており、各ポート２４に繋がるように、第１〜第４の独立排気管２２ａ〜２２ｄの上流端部が当該フランジ２０に接合されている。なお、第１〜第４の独立排気管２２ａ〜２２ｄの下流端部は一つに集合して前記触媒装置６に繋がっている。当例では、前記ポート２４及び各独立排気管２２ａ〜２２ｄにより形成される排気ガスの通路が本発明の独立通路（第２通路）に相当する。

フランジ２０には、貫通孔からなる５つのボルト孔２６が設けられている。具体的には、気筒列方向における両端、すなわち両端のポート２４の外側の位置と、隣接するポート２４の間の位置とにそれぞれボルト孔２６が設けられている。

隣接するボルト孔２６は、互いに上下方向にオフセットされている。詳しくは、各ポート２４の中心を結んだ線分を基準として、両端のボルト孔２６と中央のボルト孔２６は前記線分よりも下側に設けられ、それ以外のボルト孔２６は前記線分よりも上側に設けられている。従って、各ボルト孔２６は、各ポート２４の中心に対しても上下方向にオフセットされている。

フランジ２０の各ボルト孔２６には、シリンダヘッド１０の側面１１に突設されたスタッドボルト１１ａがそれ挿通され、このスタットボルト１１ａにナット１１ｂが螺合されることで、排気マニホールド４がガスケット８を介してシリンダヘッド１０の側面１１に締結されている。これにより、シリンダヘッド１０の各排気ポート１２ａ〜１２ｄと排気マニホールド４の各独立排気管２２ａ〜２２ｄとがガスケット８の後記開口部３２を介して連通し、第１〜第４の排気ポート１２ａ〜１２ｄと第１〜第４の独立排気管２２ａ〜２２ｄとが協働して排気ガスを案内するための排気通路（流体通路）を形成している。

図２及び図３に示すように、フランジ２０の締結面２０ａ、すなわちシリンダヘッド１０に対向する面には、当該締結面２０ａからシリンダヘッド１０側に突出する複数のスペーサ部２８が形成されている。各スペーサ部２８はボルト孔２６に対応する位置、具体的には各ボルト孔２６を包囲する位置に設けられている。これらのスペーサ部２８は、例えばプレス加工や切削加工によりフランジ２０に一体成型されている。各スペーサ部２８は、表面が平坦な平面視円形の輪郭を有するリング状であり、その直径Ｄ及び締結面２０ａからの突出高さｈ１は何れも同じである。なお、各スペーサ部２８を、ガスケット８を構成する後記シールプレート間に配設する場合には（図１１参照）、ボルト孔２６の形状に対応した孔部を有する板状のスペーサ部材がシールプレート間に介挿される。板状のスペーサ部材とすることで、グロメットプレートを介挿する場合よりも、スペーサの配設位置の自由度を高めることができる。

前記ガスケット８は、図１及び図２に示すように、各々薄厚の金属板で形成された２枚のシールプレート９ａ、９ｂからなり、これら第１、第２のシールプレート９ａ、９ｂが積層された構造を有する。このガスケット８により、シリンダヘッド１０の側面１１と排気マニホールド４のフランジ２０との間がシールされている。なお、図２では、説明の便宜上、ボルトナットによる締結前、すなわちガスケット８が圧縮される前の状態でシリンダヘッド１０と排気マニホールド４との間のシール構造を示している。

図４に示すように、各シールプレート９ａ、９ｂは、排気マニホールド４のフランジ２０と略同等の輪郭を有している。各シールプレート９ａ、９ｂには、シリンダヘッド１０の各排気ポート１２ａ〜１２ｄ及び排気マニホールド４の各独立排気管２２ａ〜２２ｄ（ポート２４）に対応する、すなわち前記排気通路に対応する開口部３２を各々有しかつ厚み方向（シールプレート９ａ、９ｂの厚み方向）に突出する、同一形状の４つのビード部３４と、スタッドボルト１１ａに対応する、貫通孔からなる５つのボルト孔３６とが設けられている。

上流側、すなわちシリンダヘッド１０側に位置する第１シールプレート９ａの各ビード部３４は、図２に示すように、開口部３２及びその周囲の部分がそれ以外の部分（以下、ベース部３０と称す）よりもシリンダヘッド１０側に突出したハーフビードであり、各排気ポート１２ａ〜１２ｄを包囲する位置でシリンダヘッド１０に当接している。一方、下流側、すなわち排気マニホールド４側に位置する第２シールプレート９ｂのビード部３４は、開口部３２及びその周囲の部分がベース部３０から排気マニホールド４側に突出したハーフビードであり、各ポート２４（各独立排気管２２ａ〜２２ｄ）を包囲する位置で排気マニホールド４のフランジ２０に当接している。

ガスケット８（シールプレート９ａ、９ｂ）は、各ボルト孔３６にスタッドボルト１１ａが挿通された状態で排気マニホールド４のフランジ２０とシリンダヘッド１０との間に介在され、前記スタッドボルト１１ａ及びナット１１ｂにより、排気マニホールド４（フランジ２０）と共にシリンダヘッド１０に締結されている。

なお、排気マニホールド４のフランジ２０には、上記の通りスペーサ部２８が形成されているが、フランジ２０の締結面２０ａからの当該スペーサ部２８の突出高さｈ１（すなわち、スペーサ部２８の厚み）は、図２に示すように、非圧縮状態の第２シールプレート９ｂ（シリンダヘッド１０）におけるベース部３０からのビード部３４の突出寸法ｈ２よりも小さい値に設定されている。

［作用効果等］
上記エンジン１では、排気マニホールド４のフランジ２０とシリンダヘッド１０との間においてガスケット８が両側から圧縮され、この圧縮により第１シールプレート９ａのビード部３４が変形した状態でシリンダヘッド１０の側面１１に当接するとともに、第２シールプレート９ｂのビード部３４が変形した状態で排気マニホールド４のフランジ２０にそれぞれ当接する。これにより、当該シリンダヘッド１０と排気マニホールド４との間がガスケット８によりシールされる。

この場合、上記シール構造によれば、排気マニホールド４のフランジ２０に複数のスペーサ部２８が突設されているため、ガスケット８とフランジ２０との間、詳しくは第２シールプレート９ｂのベース部３０とフランジ２０の締結面２０ａとの間にスペーサ部２８の高さ分（厚み分）だけ隙間が形成される。つまり、スペーサ部２８の高さ分だけビード部３４の圧縮が抑制される。そのため、各独立排気管２２ａ〜２２ｄを高温の排気ガスが流通することによる膨張と収縮をフランジ２０が繰り返すような場合でも、ビード部３４が過度に圧縮されることが抑制され、当該過圧縮に起因するガスケット８の劣化、すなわちビード部３４のヘタリが進行することが効果的に抑制される。

図５は、排気マニホールド４（フランジ２０）に対するガスケット８（ビード部３４）の面圧の経時変化を示すグラフであり、（ａ）はスペーサ部２８が設けられていない場合、（ｂ）はスペーサ部２８が設けられている場合の最高面圧（max）と最低面圧（min）の経時変化をそれぞれ示している。なお、グラフ中の「加熱」、「冷却」は、排気ガスの熱によって前記フランジ２０が受ける熱サイクルを示している。この結果に示されるように、スペーサ部２８が設けられている場合には、ガスケット８（ビード部３４）による面圧は概ね一定であり、上記の熱サイクルによる影響を殆ど受けていない、すなわち、ビード部３４が過度に圧縮されることが抑制されていることが考察できる。

従って、上記のシール構造によれば、ボルトナットによる排気マニホールド４の締結トルクを高めたり、レアメタル等の高価な材料で形成されたガスケット８を用いることなく、ガスケット８によるシール性能を長期的に良好に維持することが可能となる。

特に、各スペーサ部２８は、フランジ２０の締結面２０ａのうち、各ボルト孔２６を包囲する位置に設けられているので、上記のようなフランジ２０の膨張収縮に伴いビード部３４が過度に圧縮される場合のみならず、スタッドボルト１１ａ及びナット１１ｂにより排気マニホールド４がシリンダヘッド１０に締結される際にビード部３４が過度に圧縮されることも抑制される。そのため、この点でも、ガスケット８の劣化、すなわちビード部３４のヘタリが進行することが効果的に抑制される。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るシール構造を示す断面図であり、詳しくは、図３中のラインＬに相当する位置の断面図である。

同図に示すように、第２実施形態に係るシール構造は、フランジ２０に設けられる５つのスペーサ部２８のうち、両端に位置するスペーサ部２８、すなわち気筒列方向における両端に位置するスペーサ部２８（本発明の外側スペーサ部に相当する）の突出高さｈ１ｂが、それ以外のスペーサ部２８、すなわち隣接するポート２４（排気通路）の間に位置するスペーサ部２８（本発明の内側スペーサ部に相当する）の突出高さ１ｈａよりも大きくされており、この点が第１実施形態のシール構造と異なる。これ以外の第２実施形態のシール構造は、第１実施形態のシール構造と共通である。

このような第２実施形態のシール構造によると、ガスケット８によるシール性能を長期的に良好に維持する上でより有利となる。その理由は以下の通りである。

シリンダヘッド１０には一般にウォータージャケットが形成されて冷却水が循環しているため、フランジ２０のうちシリンダヘッド１０に近い側は、遠い側に比べて熱膨張が生じ難い。そのため、フランジ２０は、図７に示すように弓なりに熱変形する傾向がある。すなわち、フランジ２０の長手方向（気筒列方向）の両端がシリンダヘッド１０側に反り返るような弓なりの熱変形が生じる傾向がある。そのため、全てのスペーサ部２８の突出高さｈ１が等しい第１実施形態の場合には、フランジ２０の変形により、気筒列方向の両端に位置するスペーサ部２８が押し潰されて、気筒列方向におけるガスケット８の両端に位置するビード部３４が過度に圧縮されることが考えられる。これに対して、気筒列方向の両端に位置するスペーサ部２８の突出高さｈ１ｂが、それらよりも内側に位置するスペーサ部２８の突出高さｈ１ａよりも大きい第２実施形態のシール構造によれば、気筒列方向の両端に位置するスペーサ部２８が押し潰された状態で、気筒列方向の両端に位置するビード部３４とそれ以外のビード部３４との圧縮状態がほぼ均等となる。そのため、気筒列方向の両端に位置するビード部３４が過度に圧縮されることが抑制され、当該両端のビード部３４に偏ってヘタリが進行することが抑制される。

従って、第２実施形態のシール構造は、ガスケット８によるシール性能を長期的に良好に維持する上でより有利となる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係るシール構造を示す断面図であり、この図８の断面図も図６と同様に、図３中のラインＬに相当する位置の断面図である。

同図に示すように、第３実施形態に係るシール構造は、フランジ２０に設けられる５つのスペーサ部２８のうち、両端に位置するスペーサ部２８、すなわち気筒列方向の両端に位置するスペーサ部２８（本発明の外側スペーサ部に相当する）の直径Ｄ２が、それ以外のスペーサ部２８、すなわち隣接するポート２４（排気通路）の間に位置するスペーサ部２８（本発明の内側スペーサ部に相当する）の直径Ｄ１よりも大きくされている。換言すれば、両端のスペーサ部２８の断面積は、内側のスペーサ部２８の断面積よりも大きい。第３実施形態のシール構造は、この点が第１実施形態のシール構造と異なり、これ以外の第３実施形態のシール構造は、第１実施形態のシール構造と共通である。

このような第３実施形態のシール構造によれば、気筒列方向の両端に位置するスペーサ部２８の直径Ｄ２が、それ以外のスペーサ部２８の直径Ｄ１よりも大きいため、図７に示すようなフランジ２０の熱変形に対して、当該両端に位置するスペーサ部２８が押し潰され難くなる。そのため、第２実施形態のシール構造と同様に、気筒列方向の両端に位置するビード部３４が過度に圧縮されることが抑制され、当該両端のビード部３４に偏ってヘタリが進行することが抑制される。従って、第３実施形態のシール構造も、ガスケット８によるシール性能を長期的に良好に維持する上で有利となる。

［変形例等］
以上説明したシール構造は、本発明に係るエンジンのシール構造の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、以下のような構造を採用することもできる。

（１）第１実施形態のシール構造では、フランジ２０の締結面２０ａのうち、ボルト孔２６を包囲する位置にスペーサ部２８が設けられているが、当該スペーサ部２８の代わりに、図９に示すように、シリンダヘッド１０の側面１１のうち、スタッドボルト１１ａを包囲する位置にスペーサ部２８を設け、第１シールプレート９ａのベース部３０とシリンダヘッド１０の側面１１との間に隙間を確保するようにしてもよい。また、排気マニホールド４のフランジ２０のスペーサ部２８（図２の構造）と共に、シリンダヘッド１０の側面１１のスペーサ部２８（図９の構造）を設けるようにしてもよい。

（２）図２や図９の例では、スペーサ部２８は、排気マニホールド４のフランジ２０を締結する位置、すなわちフランジ２０のボルト孔２６を包囲する位置や、シリンダヘッド１０のスタッドボルト１１ａを包囲する位置に設けられているが、スペーサ部２８の位置は、ビード部３４に対応する位置以外の位置であって、第２シールプレート９ｂのベース部３０とフランジ２０の締結面２０ａとの間、又は／及び第１シールプレート９ａのベース部３０とシリンダヘッド１０の側面１１との間に隙間を確保できる位置、すなわちビード部３４の圧縮代を適切に確保できる位置であれば図２や図９の例に限られない。

この場合、例えば図１０に示すように、排気マニホールド４のフランジ２０の周縁に沿った周縁部分２９ａと、隣接するポート２４の間の位置で前記周縁部分２９ａからボルト孔２６に向かって延びる延設部分２９ｂとを有するスペーサ部２９をさらに設けるようにしてもよい。すなわち、ビード部３４を包囲し得るような形状のスペーサ部２９を更に設けるようにしてもよい。このような構成によれば、第２シールプレート９ｂのベース部３０とフランジ２０の締結面２０ａとの間により確実に隙間を確保でき、ビード部３４の圧縮代をより確実に確保することが可能となる。

図示を省略するが、シリンダヘッド１０の側面１１についても、図１０と同様のスペーサ部２９を設けるようにしてもよい。この場合、排気マニホールド４のフランジ２０の前記スペーサ部２９の代わりに、又は当該フランジ２０のスペーサ部２９と共に、シリンダヘッド１０の側面１１にスペーサ部２９を設けることができる。

（３）図２の例では、排気マニホールド４のフランジ２０にスペーサ部２８が一体に成型され、図９の例では、シリンダヘッド１０にスペーサ部２８が一体に成型されているが、スペーサ部２８は、排気マニホールド４（フランジ２０）やシリンダヘッド１０とは別体に設けられていてもよい。例えばスペーサ部２８は、金属や樹脂から形成されたワッシャー等の板状のものであってもよい。但し、この場合には、排気マニホールド４の締結により、フランジ２０の締結面２０ａやシリンダヘッド１０の側面１１にスペーサ部２８の圧痕が形成され易くなり、排気マニホールド４のフランジ２０の膨張収縮の際に伴いクラックを生じさせる原因となることが考えられる。よって、当該クラックの発生を回避する観点からは、図２や図９の例のように、排気マニホールド４のフランジ２０やシリンダヘッド１０に一体にスペーサ部２８が形成されているのが望ましい。

（４）上記実施形態では、ガスケット８は、第１、第２の２つのシールプレート９ａ、９ｂが積層された構造であるが、勿論、１つのシールプレートからなる構成や３つ以上のシールプレートが積層された構成であってもよい。例えば、図１１に示すように、ガスケット８は、４つのシールプレート９ａ〜９ｄが積層された構造であってもよい。図１１に示すガスケット８は、ビード部３４の突出方向が交互に異なる第１〜第４の４つのシールプレート９ａ〜９ｄが積層された構造である。そして、このガスケット８にスペーサ部２８が一体に設けられている。すなわち、ガスケット８のうち、隣接するシールプレートの間、具体的にはビード部３４同士が当接した状態で隣接している第２、第３のシールプレート９ｂ、９ｃの間に金属や樹脂から形成されたワッシャー等の板状のスペーサ部２８が介設されている。このような構成によれば、フランジ２０の締結面２０ａやシリンダヘッド１０の側面１１にスペーサ部２８の圧痕が形成され難くなるため、ワッシャー等からなる板状のスペーサ部２８を設けながらも、上記のようなクラックを生じさせることが抑制される。なお、スペーサ部２８の厚みｈ１は、非圧縮状態のガスケット８の第３シールプレート９ｃ（第２シールプレート９ｂ）におけるベース部３０からのビード部３４の突出寸法ｈ２よりも小さい値に設定されている。この場合、ガスケット８とは別体に設けられるスペーサ部、例えば排気マニホールド４のフランジ２０やシリンダヘッド１０に一体に設けられるスペーサ部２８（図２、図９）と共に、第２、第３のシールプレート９ｂ、９ｃの間にスペーサ部２８を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ガスケット８の前記ビード部３４は、開口部３２及びその周囲の部分がベース部３０からその厚み方向に突出したハーフビードである。しかし、ビード部３４は、断面コ字形をなしかつ開口部３２を包囲するようにベース部３０からリング状に突出する形状のフルビードであってもよい。

（５）なお、上述したシール構造は、シリンダヘッド１０と排気マニホールド４との間のシール構造以外にも適用可能である。例えばエンジン１に搭載される燃料ポンプの本体とポンプカバーとの間のシール構造など、エンジン１の補機のシール構造として適用することも可能である。

１ エンジン
２ エンジン本体
４ 排気マニホールド（第２部材）
８ ガスケット
９ａ 第１シールプレート
９ｂ 第２シールプレート
１０ シリンダヘッド（第１部材）
１１ 側面
１１ａ スタッドボルト
１１ｂ ボルト
１２ａ〜１２ｄ 第１排気ポート〜第４排気ポート（第１通路）
２０ フランジ
２０ａ 締結面
２２ａ〜２２ｄ 第１独立排気管〜第４独立排気通路（第２通路／独立通路）
２４ ポート（第２通路／独立通路）
３０ ベース部
３２ 開口部
３４ ビード部
ｈ１、ｈ２、ｈ１ａ、ｈ１ｂ 突出高さ（厚み）

Claims (7)

1. 第１通路を有する第１部材と、
   流体が流れる流体通路を前記第１通路と共に形成する第２通路を有し、前記第１部材に締結される第２部材と、
   前記第１、第２通路に対応する開口部を備え、前記第１部材と前記第２部材との間に介在してこれらの間をシールするガスケットと、
   前記第１部材と前記第２部材との間であって、前記ガスケットと一体又は別体に設けられるスペーサ部とを備え、
   前記ガスケットは、プレート状のベース部と、該ベース部における前記開口部の外周部に設けられかつ該ガスケットの厚み方向において前記ベース部から突出するビード部とを備え、
   前記スペーサ部は、前記ガスケットのうち、前記ビード部以外の位置で当該ビード部が突出する側に設けられ、かつ、非圧縮状態における前記ガスケットの前記ベース部からの前記ビード部の突出寸法よりも小さい厚みを有する、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
2. 請求項１に記載のエンジンのシール構造において、
   前記ガスケットは、複数のシールプレートが積層されることにより形成されたものであり、
   前記スペーサ部は、隣接するシールプレートの間に配設されている、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
3. 請求項１に記載のエンジンのシール構造において、
   前記スペーサ部は、前記第１部材又は前記第２部材に一体成型されている、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のエンジンのシール構造において、
   前記第１部材、前記第２部材及び前記ガスケットはボルトナットにより一体に締結されるものであり、
   前記スペーサ部は、前記ボルト又はこのボルトが挿通されるボルト孔に対応する位置に設けられている、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のエンジンのシール構造において、
   前記第１部材は、複数の気筒が例をなして配列された多気筒エンジンのシリンダヘッドであって、前記第１通路として、前記複数の気筒にそれぞれ繋がる複数の排気ポートを備え、
   前記第２部材は、前記シリンダヘッドに締結されるフランジと、前記複数の排気ポートに対応して形成され、前記各排気ポートと共に前記流体通路である複数の排気通路を形成する、前記第２通路としての複数の独立通路とを備えた排気マニホールドである、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
6. 請求項５に記載のエンジンのシール構造において、
   前記スペーサ部は、前記複数の排気通路の配列方向における両端の排気通路の外側に位置する外側スペーサ部と、隣接する排気通路の間に位置する内側スペーサ部とを含み、前記外側スペーサ部は、前記内側スペーサ部よりも厚みが大きい、ことを特徴とするエンジンのシール構造。
7. 請求項５記載のエンジンのシール構造において、
   前記スペーサ部は、前記複数の排気通路の配列方向における両端の排気通路の外側に位置する外側スペーサ部と、隣接する排気通路の間に位置する内側スペーサ部とを含み、前記外側スペーサ部は、前記内側スペーサ部よりも断面積が大きい、ことを特徴とするエンジンのシール構造。

Images