JP3388030B2 - 内燃機関の排気装置におけるシール構造 - Google Patents
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Description
に開口した排気ポートを囲繞するシール部を有するガス
ケットが、シリンダヘッドに締結されるフランジと、前
記シリンダヘッドとの間に挟み込まれ、彎曲してフラン
ジに結合される排気管が前記排気ポートに連通される内
燃機関の排気装置におけるシール構造に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、かかる排気装置のシール構造は、
たとえば実開昭63−10249号公報等により既に知
られており、シリンダヘッドとフランジとの間に挟み込
まれるガスケットには、排気ポートの周縁との間の間隔
を周方向均等にして該排気ポートを囲繞するビード部が
シール部として設けられている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところが、排気管が彎
曲していることにより、該排気管のフランジへの投影位
置に対応する部分は排気管がフランジに近接しており、
その部分では排気管からの熱がフランジに伝わり易い。
しかも彎曲した排気管と、シリンダヘッドあるいはシリ
ンダブロックとの間の空間は、熱が蓄積し易い。このた
め、上記従来のようにシール部が排気ポートの周縁との
間隔を周方向均等にして排気ポートを囲むガスケットを
用いていたのでは、彎曲した排気管のフランジへの投影
位置に対応する部分でのシール部の温度がより高温とな
り、他の部位のシール部に比べて劣化し易くなる。この
ようにシール部の劣化を防止するためには、シール部と
排気ポートの周縁との間隔を比較的大きく設定すればよ
いが、そのようにすると、ガスケット自体が大きくなる
だけでなく、フランジを大きくする必要が生じたり、複
数の排気ポートを有するシリンダヘッドにあっては各排
気ポート相互間の間隔を大きくせざるを得ないことにな
って機関本体の大型化にもつながることになる。 【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、排気装置に関連する部分の大型化を極力回避
しながら、ガスケットのシール部の熱による劣化を防止
し得るようにした内燃機関の排気装置におけるシール構
造を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダヘッドの側面に開口した排気ポ
ートを囲繞するシール部を有するガスケットが、シリン
ダヘッドに締結されるフランジと、前記シリンダヘッド
との間に挟み込まれ、彎曲してフランジに結合される排
気管が前記排気ポートに連通される内燃機関の排気装置
において、ガスケットのシール部は、排気管のフランジ
への投影位置にほぼ対応する部分での該シール部と排気
ポートの周縁との間の間隔を他の部位よりも大として、
排気ポートを無端状に囲繞する形状に形成されることを
特徴とする。 【0006】 【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。 【0007】図1ないし図9は本発明の第1実施例を示
すものであり、図1は内燃機関の側面図、図2は排気マ
ニホールドの側面図、図3は図2の3矢視図、図4は図
2の4矢視図、図5はガスケットの正面図、図6は図5
の6−6線拡大断面図、図7は図5の7−7線拡大断面
図、図8は図5の8−8線拡大断面図、図9はガスケッ
トの変形過程を順次示す図である。 【0008】先ず図1において、この内燃機関のシリン
ダブロック21に摺動自在に嵌合される複数たとえば3
つのピストン22…と、シリンダブロック21上に結合
されるシリンダヘッド23との間には燃焼室24…が形
成され、シリンダヘッド23の一方の側面には、各燃焼
室24…との連通、遮断を吸気弁25…によって切換え
られる吸気ポート26…が開口され、シリンダヘッド2
3の他方の側面には、各燃料室24…との連通・遮断を
排気弁27…によって切換えられる排気ポート28…が
開口される。而してシリンダヘッド23の一方の側面に
は各吸気ポート26…に通じる吸気マニホールド29が
フランジ結合され、シリンダヘッド23の他方の側面に
は、各排気ポート28…に通じる排気マニホールド30
1 の一端がフランジ結合され、排気マニホールド301
の他端には、集合排気管31がフランジ結合される。 【0009】図2、図3および図4を併せて参照して、
排気マニホールド301 は、シリンダヘッド23に締結
されるフランジ321 と、各排気ポート28…に対応し
てフランジ321 に一端がそれぞれ結合される3つの排
気管341 ,351 ,361と、それらの排気管341
〜361 の他端が共通に結合される集合管371 と、集
合排気管31とのフランジ結合のために集合管371 に
結合されるフランジ38とを一体に有して、たとえば鋳
造成形される。 【0010】フランジ321 には、シリンダヘッド23
の各排気ポート28…に個別に通じる3つの連通孔39
…が並列して設けられるとともに、シリンダヘッド23
への締結にあたって複数のボルト49…(後述の図9参
照)を挿通せしめる挿通孔41…が設けられる。また排
気管341 ,361 と、集合管37およびフランジ38
の連結部とには支持ボス42…が設けられ、それらの支
持ボス42…には、排気マニホールド301 を覆う遮熱
板(図示せず)が固定的に支持される。 【0011】ところで、並列した3つの連通孔39…に
それぞれ通じる排気管341 〜36 1 のうち並列方向中
央の連通孔39に通じる排気管351 は、フランジ32
1 から下方に彎曲せしめられており、該排気管351 の
両側の排気管341 ,361は、下方に向かうにつれて
排気管351 に近接するようにして彎曲せしめられる。 【0012】排気マニホールド301 のフランジ321
およびシリンダヘッド23間にはガスケット441 が挟
み込まれるものであり、このガスケット441 の構成に
ついて次に説明する。 【0013】図5ないし図9を併せて参照して、ガスケ
ット441 は、2枚の金属板45,45がリベット4
6,46によって結合されて成るものであり、両金属板
45,45には、シリンダヘッド23の各排気ポート2
8…に対応した孔47…と、ボルト49…を挿通させる
挿通孔48…とがそれぞれ設けられる。而して各リベッ
ト46…で結合される部分、ならびに各挿通孔48…を
囲繞する部分で、両金属板45,45は相互に密着され
ており、各孔47…の周囲でガスケット441 の表裏両
面には、無端状のシール支点部501 ′,511 ′,5
21 ′と、それらのシール支点部501 ′,511 ′,
521 ′の両側の傾斜平面の端部に位置する無端状のシ
ール部501 ,501 ;511 ,511 ;521 ,52
1 とが設けられる。 【0014】ところで、両金属板45,45は、その量
産性を高めるために同一形状に形成されるものである
が、その外周形状は左、右非対称に形成されている。す
なわち各孔47…の配列方向一側で金属板45には耳部
45aが設けられており、シール部501 〜521 を相
互に対応させて両金属板45,45を重ねたときに、両
金属板45,45の耳部45a,45aが重ならないこ
とにより、正常な組立を確認し得るようになっている。 【0015】ガスケット441 に締結力が作用しないと
き、すなわち両金属板45,45を相互に近接させる方
向の力が作用していない状態では、図6ないし図8およ
び図9(a)で示すように、相互に対応するシール支点
部501 ′,511 ′,52 1 ′は、相互に当接する側
に金属板45,45から突出するものである。而して、
図9(b)で示すように、シリンダヘッド23に螺合さ
れたボルト49…をガスケット441 の各挿通孔48…
に挿通させるとともに、該ガスケット441 をシリンダ
ヘッド23との間に挟むフランジ321 の各挿通孔41
…に挿通させた状態で各ボルト49…に螺合したナット
53…を締付けると、図9(c)で示すように、各シー
ル支点部501 ′,511 ′,521 ′の相互当接力が
高まり、それに応じて各シール支点部501 ′,5
11 ′,521 ′の両側の各シール部501 ,501 ;
511 ,511 ;521 ,521 のフランジ321 およ
びシリンダヘッド23への当接力が高まる。 【0016】したがってガスケット441 を相互間に挟
んだ状態でフランジ321 がシリンダヘッド23に締結
されると、ガスケット441 の一面側の各シール部50
1 〜521 は、各排気ポート28…を囲繞するようにし
てシリンダヘッド23に密接され、ガスケット441 の
他面側の各シール部501 〜521 は、各孔47…を囲
繞するようにしてフランジ321 に密接されることにな
る。 【0017】本発明に従えば、図5で示すように、各排
気マニホールド301 の排気管34 1 に対応するシール
部501 ,501 は、彎曲した排気管341 のフランジ
32 1 への投影位置にほぼ対応する下方部分での排気ポ
ート28の周縁との間の間隔を、他の部位よりも大きく
して無端状に形成されるものであり、また排気マニホー
ルド301 の排気管351 に対応するシール部511 ,
511 は、彎曲した排気管351 のフランジ321 への
投影位置にほぼ対応する下方部分での排気ポート28の
周縁との間の間隔を他の部位よりも大きくして無端状に
形成されるものであり、さらに排気マニホールド301
の排気管361 に対応するシール部52 1 ,521 は、
彎曲した排気管361 のフランジ321 への投影位置に
ほぼ対応する下方部分での排気ポート28の周縁との間
の間隔を他の部位よりも大きくして無端状に形成される
ものである。 【0018】次にこの第1実施例の作用について説明す
ると、排気マニホールド301 の各排気管341 〜36
1 が彎曲していることにより、それらの排気管341 〜
36 1 のフランジ321 への投影位置でフランジ321
に各排気管341 〜361 は近接し、各投影位置に対応
する部分では排気管341 〜361 からの熱がフランジ
321 に伝わり易い。また排気管341 〜361 の彎曲
により、各排気管34 1 〜361 とシリンダヘッド23
あるいはシリンダブロック21との間では熱が蓄積し易
い。 【0019】しかるに、ガスケット441 のシール部5
01 ,501 ;511 ,511 ;521 ,521 は、彎
曲している排気管341 〜361 のフランジ321 への
投影位置にほぼ対応する部分での排気ポート28…の周
縁との間の間隔を他の部位よりも大きくして、排気ポー
ト28…を囲繞する無端状に形成されるものである。こ
のためフランジ321 への各排気管341 〜361 の近
接部分では、排気ポート28…から各排気管341 〜3
61 への高温の排ガス流から比較的離隔した位置にシー
ル部501 ,501 ;511 ,511 ;521 ,521
が配置されることになり、高温の排ガス流から伝わる熱
を減少することができる。したがって排気管341 〜3
61 からの熱がフランジ321 に伝わり易く、しかも熱
が蓄積し易い位置にあっても、排ガス流からの熱の伝わ
りを抑制することにより、排気管341 〜361 のフラ
ンジ321 への投影位置に対応する部分でのシール支点
部501 ′,511 ′,521 ′の温度が局部的に高温
となることを防止し、したがってシール部501 ,50
1 ;511 ,511 ;521 ,521 の劣化を極力防止
することができる。 【0020】しかもシール部501 ,501 ;511 ,
511 ;521 ,521 の劣化防止にあたって、シール
支点部501 ′,511 ′,521 ′およびその両側の
シール部501 ,501 ;511 ,511 ;521 ,5
21 を部分的に大きくするだけであるので、ガスケット
441 自体の大型化を極力抑制することが可能であり、
また各排気ポート28…相互間の間隔を大きくすること
も不要であり、シリンダヘッド23およびシリンダブロ
ック21を含む機関本体の大型化も回避することができ
る。 【0021】図10は本発明の第2実施例を示すもので
あり、各孔47…の周囲においてガスケット442 の表
裏両面には、無端状のシール支点部502 ′,5
12 ′,522 ′の両側の傾斜平面の端部に位置するよ
うにして無端状のシール部502 ,502 ;512 ,5
12 ;522 ,522 が設けられ、これらのシール部5
02,502 ;512 ,512 ;522 ,522 は、彎
曲した排気管341 〜361のフランジ321 への投影
位置にほぼ忠実に対応する部分での排気ポート28の周
縁との間の間隔を、他の部位よりも大きくして無端状に
形成されている。 【0022】この第2実施例によっても上記第1実施例
と同様の効果を奏することができる。 【0023】図11ないし図13は本発明の第3実施例
を示すものであり、図11は吸気マニホールドの図4に
対応する正面図、図12は図11の12矢視図、図13
はガスケットの正面図である。 【0024】排気マニホールド302 は、シリンダヘッ
ド23(図1参照)に締結されるフランジ322 と、シ
リンダヘッド23の各排気ポート28…(図1参照)に
対応してフランジ322 に一端がそれぞれ結合される3
つの排気管342 ,352 ,362 と、それらの排気管
342 〜362 の他端が共通に結合される集合管37 2
と、集合排気管31(図1参照)とのフランジ結合のた
めに集合管372 に結合されるフランジ38とを一体に
有して鋳造成形される。 【0025】各排気管342 〜362 は、フランジ32
2 の連通孔39…配列方向に沿う平面内で同一方向に彎
曲した形状に形成される。 【0026】而して排気マニホールド302 のフランジ
322 およびシリンダヘッド23間に挟み込まれるガス
ケット443 の表裏両面には、フランジ322 の各連通
孔39…に対応した孔47…を囲繞するようにして、無
端状のシール支点部503 ′,513 ′,523 ′と、
その両側の傾斜平面の端部に位置するようにして無端状
のシール部503 ,503 ;513 ,513 ;523 ,
523 とが設けられる。しかも各シール部503 ,50
3 ;513 ,513 ;523 ,523 は、彎曲している
排気管342 〜362 のフランジ322 への投影位置に
ほぼ対応する部分での孔47…すなわち排気ポート28
…の周縁との間の間隔を他の部位よりも大きくして、各
孔47…すなわち排気ポート28…を囲む無端状に形成
される。 【0027】この第3実施例によっても、上記第1実施
例と同様の効果を奏することができる。 【0028】図14は本発明の第4実施例を示すもので
あり、上記第3実施例における排気マニホールド302
のフランジ322 およびシリンダヘッド23間に挟み込
まれるガスケット444 の表裏両面に、フランジ322
の各連通孔39…に対応した孔47…を囲繞するように
して、無端状のシール支点部504 ′,514 ′,52
4 ′と、その両側の傾斜平面の端部に位置するようにし
て無端状のシール部504 ,504 ;514 ,514 ;
524 ,524 とが設けられる。しかもシール部5
04 ,504 は、彎曲している排気管342 のフランジ
321 への投影位置に対応する部分での孔47すなわち
排気ポート28の周縁との間の間隔を他の部位よりも大
として孔47を囲む無端状に形成され、シール部5
14 ,514 は、彎曲している排気管352 のフランジ
322 への投影位置に対応する部分、ならびに排気管3
52 のフランジ322 への投影位置とは反対側で該排気
管352 に隣接する排気管352 側での孔47すなわち
排気ポート28の周縁との間の間隔を他の部位よりも大
きくするようにして孔47を囲む無端状に形成され、シ
ール部524 ,52 4 は、彎曲している排気管362 の
フランジ322 への投影位置に対応する部分、ならびに
排気管362 のフランジ322 への投影位置とは反対側
での孔47すなわち排気ポート28の周縁との間の間隔
を他の部位よりも大として孔47を囲む無端状に形成さ
れる。 【0029】この第4実施例によると、上記第1ないし
第3実施例と同様の効果を得ることができる上に、シー
ル支点部514 ′,524 ′およびその両側のシール部
51 4 ,514 ;524 ,524 は、隣接した排気管3
42 ,352 側でも排気ポート28から比較的離隔した
位置に在るので、隣接した排気管342 ,352 からの
熱の影響があっても、シール支点部514 ′,524 ′
の温度が局部的に高温となることを防止し、したがって
シール部514 ,514 ;524 ,524 の劣化を極力
防止することができる。 【0030】図15および図16は本発明の第5実施例
を示すものであり、図15は排気マニホールドの図3に
対応した正面図、図16は図15の16−16線に沿う
断面図である。 【0031】排気マニホールド303 は、シリンダヘッ
ド23に締結されるフランジ323と、シリンダヘッド
23の各排気ポート28…(図1参照)に対応してフラ
ンジ323 に一端がそれぞれ結合される3つの排気管3
41 ,351 ,361 と、それらの排気管341 〜36
1 の他端が共通に結合される集合管371 と、集合排気
管31(図1参照)とのフランジ結合のために集合管3
71 に結合されるフランジ38とを一体に有して鋳造成
形される。 【0032】而して排気マニホールド303 のフランジ
323 において、シリンダヘッド23側の面には、各連
通孔39…に対応した孔47…を囲繞するようにして無
端状のシール溝55,56,57が設けられ、フランジ
323 およびシリンダヘッド23間に挟み込まれるリン
グガスケット58,59,60がそれらのシール溝55
〜57にそれぞれ装着される。 【0033】リングガスケット58〜60は、そのフラ
ンジ323 およびシリンダヘッド23への接触部がシー
ル部となるものであり、シール部すなわちリングガスケ
ット58〜60の全体形状は、彎曲している排気管34
1 〜361 のフランジ323への投影位置に対応する部
分での孔47…すなわち排気ポート28…の周縁との間
の間隔を最大として、前記間隔を周方向に不均等とした
形状で無端状に形成され、シール溝55〜57も各リン
グガスケット58〜60に対応した形状に形成れる。 【0034】この第5実施例によっても、排気管341
〜361 の彎曲に起因して各リングガスケット58〜6
0が局部的に高温となることを防止し、リングガスケッ
ト58〜60の劣化を極力防止することができる。 【0035】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。 【0036】たとえば液状ガスケットを用いる排気装
置、鋼管がフランジに取付けられて成る排気装置、さら
には単一の排気管がフランジに結合されて成る排気装置
についても本発明を適用可能である。 【0037】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガスケッ
トのシール部は、排気管のフランジへの投影位置にほぼ
対応する部分での該シール部と排気ポートの周縁との間
の間隔を他の部位よりも大として、排気ポートを無端状
に囲繞する形状に形成されるので、フランジへの排気管
の近接部分では、排気ポートから排気管への高温の排ガ
ス流から比較的離隔した位置にシール部が配置されるこ
とになり、高温の排ガス流からの熱の伝わりを抑制する
ことにより、排気管のフランジへの投影位置に対応する
部分でのシール部の温度が局部的に高温となることを防
止し、シール部の劣化を極力防止することができるとと
もに、シール部を部分的に大きくするだけであるので、
ガスケット自体の大型化を極力回避するとともに機関本
体の大型化も回避することができる。
面図である。 【図11】第3実施例の吸気マニホールドの図4に対応
する正面図である。 【図12】図11の12矢視図である。 【図13】ガスケットの正面図である。 【図14】第4実施例のガスケットの正面図である。 【図15】第5実施例の排気マニホールドの図3に対応
した正面図である。 【図16】図15の16−16線に沿う断面図である。 【符号の説明】 23・・・シリンダヘッド 28・・・排気ポート 321 〜323 ・・・フランジ 341 〜361 ,342 〜362 ・・・排気管 441 〜444 ,58〜60・・・ガスケット 501 〜521 ,502 〜522 ,503 〜523 ,5
04 〜524 ・・・シール部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 シリンダヘッド(23)の側面に開口し
た排気ポート(28)を囲繞するシール部(501 〜5
21 ,502 〜522 ,503 〜523 ,504 〜52
4 )を有するガスケット(441 〜444 ,58〜6
0)が、シリンダヘッド(23)に締結されるフランジ
(321 〜323 )と、前記シリンダヘッド(23)と
の間に挟み込まれ、彎曲してフランジに結合される排気
管(341 〜361 ,342 〜362 )が前記排気ポー
ト(23)に連通される内燃機関の排気装置において、
ガスケット(441 〜444 ,58〜60)のシール部
(501 〜521 ,502 〜522 ,503 〜523 ,
504 〜524 )は、排気管(341 〜361 ,342
〜362 )のフランジ(321 〜323 )への投影位置
にほぼ対応する部分での該シール部(50 1 〜52 1 ,
50 2 〜52 2 ,50 3 〜52 3 ,50 4 〜52 4 )と
排気ポート(28)の周縁との間の間隔を他の部位より
も大として、排気ポート(28)を無端状に囲繞する形
状に形成されることを特徴とする内燃機関の排気装置に
おけるシール構造。
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