JP6726386B2 - ガスケット - Google Patents

Description

本発明はガスケットに関し、より詳しくは、エキゾーストマニホールド及びＥＧＲ（排気ガス再循環）装置をシリンダヘッドに連結する箇所に介在されて、該連結箇所のシールを維持するエキゾーストマニホールド用のガスケットに関する。

従来、排気ガスの一部をエキゾーストマニホールドからエンジンへ還流させるようにしたＥＧＲ装置は公知である（例えば特許文献１、特許文献２）。
そして、エキゾーストマニホールドのフランジ部とシリンダヘッドとの間に介在されてそれらの間のシールを維持するエキゾーストマニホールド用のガスケットは知られており（例えば特許文献３）、また、ＥＧＲ装置のフランジ部とシリンダヘッドとの間に介在されて、それらの間のシールを維持するＥＧＲ装置用のガスケットも知られている（例えば特許文献４）。

特開２０１５−６３９１０号公報 特開２０１５−１２４７２９号公報 特開２０１３−７６３５２号公報 特開平１１−１５９６２１号公報

ところで、従来では、エキゾーストマニホールド用のガスケットと、ＥＧＲ装置用のガスケットは、分離されて別個に形成されているため、組み付け時の部品点数が増えるとともに、それらのガスケットのシリンダヘッドへの取り付け作業が煩雑になるという問題があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、シリンダヘッドの側壁に形成された第１突出平坦部に形成された複数の排気穴の位置に合わせて穿設された複数の排気用穴を有する第１シール部と、シリンダヘッドの上記側壁に形成された第２突出平坦部に形成されたＥＧＲ用の吸入穴の位置に合わせて穿設された吸入用穴を有する第２シール部と、上記各排気用穴を囲繞して上記第１シール部に形成された第１ビード部と、上記吸入用穴を囲繞して第２シール部に形成された第２ビード部とを備え、上記第１シール部と第２シール部とを接続して一体に形成されたガスケットであって、
上記シリンダヘッドの側壁における第１突出平坦部と第２突出平坦部とは離隔して、それらの間に空間部が形成されており、
上記第１シール部と第２シール部との接続部に上記空間部の位置に合わせて境界部分を形成し、当該境界部分に、隣り合う位置となる排気用穴と吸入用穴とを結ぶ直線と交差する方向の細長いスリットが形成されており、該スリットの長手方向の両端の隣接箇所は亀裂許容部として構成されていることを特徴とするものである。

このような構成によれば、従来では２つに分離されていたガスケットを一体に構成しているので、従来と比較して部品点数を減少させることができる。
また、ガスケットをシリンダヘッドに取り付けた後において、ガスケットが長手方向において熱膨張と収縮が繰り返されると、上記空間部の位置となる境界部分に内部応力が集中する。その際、境界部分には上記スリット及び亀裂許容部が形成されているので、上記スリットにより内部応力を吸収できるとともに、当該スリットがあることにより、亀裂が生じる方向を亀裂許容部へ誘導して該亀裂許容部に亀裂が生じることになる。つまり、亀裂が生じる方向は第１ビード部及び第２ビード部へ向かわないので、それら両ビード部にひびや損傷が生じることを抑制することができる。しかも、亀裂許容部に亀裂が生じて、境界部分において第１シール部と第２シール部が完全に分離した状態となっても、第１シール部の第１ビード部及び第２シール部の第２ビード部にひびや損傷が生じない。
そのため、エキゾーストマニホールド用とＥＧＲ（排気ガス再循環）装置用とが一体となったガスケットでありながら、シール性が良好なガスケットを提供できる。

本発明の一実施例を示す概略の斜視図。 図１の要部の正面図。 図１のガスケットの正面図。 図３のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う要部の断面図。 図３のＩＶ―ＩＶ線に沿う要部の断面図。 図３の要部の拡大図。 図３の要部の作用を示すための拡大図。 本発明の第２実施例を示す正面図。 本発明の第３実施例を示す正面図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１は自動車用エンジンの要部を示したものであり、シリンダヘッド１の側壁１Ａ（端面）にガスケット２を介在させてエキゾーストマニホールド３のフランジ部３Ａ及びＥＧＲ装置４のフランジ部４Ａを複数の締結ボルト５で連結するようになっている。側壁１Ａと両フランジ部３Ａ、４Ａとの間にガスケット２を挟持することで、側壁１Ａと両フランジ部３Ａ、３Ｂとの間のシールを維持するようになっている。
シリンダヘッド１の側壁１Ａには台形状の第１突出平坦部１ａが形成されるとともに、その隣接位置に略円形をした第２突出平坦部１ｂが形成されている。両突出平坦部１ａ、１ｂは本来の側壁１Ａの表面よりも同一寸法だけ盛り上って形成されている。両突出平坦部１ａ、１ｂの表面（シール面）は平坦面となっており、かつ同一平面上に位置している。両突出平坦部１ａ、１ｂは離隔させて形成されているので、第１突出平坦部１ａの長手方向の一端（図面上の左端）と第２突出平坦部１ｂとの間には、溝状の空間部１Ｃが形成されている。
第１突出平坦部１ａには、横方向（水平方向）に等ピッチで４か所の排気穴６を開口させてあり、第２突出平坦部１ｂには、ＥＧＲ装置４によって還流する排気ガスを導入するための吸入穴７を開口させている。
第１突出平坦部１ａには、排気穴６の隣接位置に合計５本の締結ボルト５が千鳥状に配置されている。また、第２突出平坦部１ｂには、吸入穴７を挟む両側に１対の締結ボルト５が配置されている。両突出平坦部１ａ、１ｂの表面（シール面）にガスケット２を装着し、その状態のガスケット２に両フランジ部３Ａ、４Ａを当接させてから締結ボルト５で締結するようになっている。

図１ないし図２に示すように、エキゾーストマニホールド３は、略台形状のフランジ部３Ａと、このフランジ部３Ａに等ピッチで接続された４本の分岐管３Ｂと、それらの分岐管３Ｂを１つに合流させる排気管３Ｃとを備えている。
フランジ部３Ａは上記第１突出平坦部１ａの輪郭に合わせて台形状に形成されており、このフランジ部３Ａに、上記各排気穴６の位置に合わせて４本の分岐管３Ｂの先端が開口している。フランジ部３Ａの表面（シール面）は平坦面となっており、フランジ部３Ａには、上記第１突出平坦部１ａの締結ボルト５の位置に合わせて５か所のボルト穴３Ｄが穿設されている。
エキゾーストマニホールド３がガスケット２を介して締結ボルト５により第１突出平坦部１ａに連結されると、各排気穴６から排出される排気ガスを分岐管３Ｂと排気管３Ｃを介して外部へ排出できるようになっている。
次に、ＥＧＲ装置４は、上記第２突出平坦部１ｂの形状に合わせたフランジ部４Ａと、一端を上記排気管３Ｃに接続されるとともに他端を上記フランジ部４Ａに開口させた回収管４Ｂとを備えている。フランジ部４Ａの表面（シール面）は平坦面となっており、フランジ部４Ａには、上記第２突出平坦部１ｂの締結ボルト５の位置に合わせて、１対のボルト穴４Ｃが穿設されている。
エキゾーストマニホールド３のフランジ部３Ａと、ＥＧＲ装置４のフランジ部４Ａとは分離しているが、それらの表面（シール面）は同一平面上に位置するように構成されている。そして、そのように同一平面上に位置する両フランジ３Ａ、４Ａは、上記シリンダヘッド１の両突出平坦部１ａ、１ｂの表面（シール面）と対向するようになっている。

次に、図３ないし図５に示すように、本実施例のガスケット２は、上記シリンダヘッド１側の両突出平坦部１ａ、１ｂにわたって装着できるように、全体として横長の略短冊状に形成されている。ガスケット２の輪郭は、上記シリンダヘッド１側の両突出平坦部１ａ、１ｂにわたる輪郭に倣った形状となっている。
本実施例のガスケット２は、同一形状の２枚の金属基板２Ａ、２Ｂを重合させて構成されており、それらの所要箇所をカシメて上下の金属基板２Ａ、２Ｂが一体に連結されている。

ガスケット２には、上記４か所の排気穴６の位置と大きさに合わせて４つの排気用穴２Ｃが穿設されており、また、長手方向の一端側（図３の左端）となる位置には、上記吸入穴７の位置と大きさに合わせて、吸入用穴２Ｄが穿設されている。
各排気用穴２Ｃを囲繞する上下の金属基板２Ａ、２Ｂの重合位置には、ビード部２ａ、２ｂが形成されている（図４）。これらのビード部２ａ、２ｂは、半径方向断面で見たときに、内周縁が相互に離隔するように傾斜して形成されている。また、それらと同様に、吸入用穴２Ｄを囲繞する上下の金属基板２Ａ、２Ｂの重合位置にビード部２ａ、２ｂが形成されている（図５）。
このように、各排気用穴２Ｃと吸入用穴２Ｄを囲繞してビード部２ａ、２ｂが形成されているので、ガスケット２が両突出平坦部１ａ、１ｂと両フランジ部３Ａ、４Ａとの間に装着されて挟持された際には、上記ビード部２ａ、２ｂが相手材と密着することで、両突出平坦部１ａ、１ｂと両フランジ部３Ａ、４Ａとののシールが維持されるようになっている。

ガスケット２における第１突出平坦部１ａと接触する領域がエキゾーストマニホールド３用の第１シール部Ｓ１となっており、ガスケット２における第２突出平坦部１ｂと接触する領域がＥＧＲ装置４用の第２シール部Ｓ２となっている。つまり、本実施例のガスケット２は、エキゾーストマニホールド３用の第１シール部Ｓ１と、ＥＧＲ装置４用の第２シール部Ｓ２とが連続して一体に構成されている。
第１シール部Ｓ１には、上記第１突出平坦部１ａの締結ボルト５の位置に合わせて合計５か所にボルト穴２Ｅが穿設されている。これらのボルト穴２Ｅは、排気用穴２Ｃを挟んで千鳥状の位置に形成されている。また、第２シール部Ｓ２には、上記第２突出平坦部１ａの一対の締結ボルト５の位置に合わせて一対のボルト穴２Ｆが穿設されている。つまり、吸入用穴２Ｄを挟んで一対のボルト穴２Ｆが形成されている。

本実施例は、上述したガスケット２の構成を前提として、上記第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２との接続部となる境界部分Ｓ３に、ガスケット２全体の長手方向と交差する方向に、細長い穴からなるスリット２Ｇが形成されている。このスリット２Ｇは、２枚の金属基板２Ａ、２Ｂの重合位置に同一形状で形成されている。
このスリット２Ｇの長手方向は、ガスケット２全体の長手方向と交差する方向となっている。より詳細には、スリット２Ｇの長手方向は、境界部分Ｓ３を挟んで隣り合う排気用穴２Ｃと吸入用穴２Ｄの中心を結ぶ直線と交差する方向となっている。
このスリット２Ｇの長手方向の両端の隣接箇所が第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２を接続する残留接続部として残されており、それら２か所の残留接続部が亀裂許容部２Ｈとなっている。
スリット２Ｇは、細長い三角形状に形成されており、スリット２Ｇにおける中央側となる最大幅は、ボルト穴２Ｅ、２Ｆの内径よりも少し小さな寸法となっている。また、ガスケット２の長手方向と交差する方向における亀裂許容部２Ｈの長さは、上記ボルト穴２Ｅ、２Ｆの内径の約半分の寸法となっている。
ガスケット２をシリンダヘッド１の両突出平坦面１ａ、１ｂに装着して取り付ける際には、両突出平坦面１ａ、１ｂの間の空間部１Ｃに、ガスケット２の境界部分Ｓ３とそこのスリット２Ｇ、亀裂許容部２Ｈが位置するようになっている（図７参照）。
それにより、ガスケット２をシリンダヘッド１に取り付けた後に、両シール部Ｓ１、Ｓ２の境界部分Ｓ３に内部応力が集中すると、スリット２Ｇによって内部応力を吸収できるとともに、図７に想像線の四角で示す位置、つまり亀裂許容部２Ｈに亀裂が生じるようになっている。それによって、境界部分Ｓ３に内部応力が集中した際に、境界部分Ｓ３を挟んで隣り合う位置の排気用穴２Ｃ及び吸入用穴２Ｄのビード部２ａ、２ｂにひびや損傷が生じるのを防止できるようになっている。
以上のように、本実施例のガスケット２は、エキゾーストマニホールド３用の第１シール部Ｓ１とＥＧＲ装置４用の第２シール部Ｓ２とが一体になっており、しかも、それらの境界部分Ｓ３にスリット２Ｇ、亀裂許容部２Ｈが形成されていることが特徴となっている。

以上の構成を有する第１実施例のガスケット２は、図１に示すように、ボルト穴２Ｅ、２Ｆに締結ボルト５を挿通させてからシリンダヘッド１の両突出平坦部１ａ、１ｂに重合され、その状態において、エキゾーストマニホールド３のフランジ部３Ａ及びＥＧＲ装置４のフランジ部４Ａを外方からガスケット２に重合させ、その後に締結ボルト５によって両フランジ部３Ａ、４Ａを両突出平坦部１ａ、１ｂに連結する。それによって、ガスケット２は両突出平坦部１ａ、１ｂと両フランジ部３Ａ、４Ａとの間に挟持されて、それらの間のシールを維持するようになっている。この取り付け終了後の状態において、ガスケット２の境界部分Ｓ３とそこに設けたスリット２Ｇ及び亀裂許容部２Ｈは、シリンダヘッド１の両突出平坦部１ａ、１ｂの間の空間部１Ｃに位置するようになっている。

以上のように、本実施例のガスケット２は、エキゾーストマニホールド３用の第１シール部Ｓ１とＥＧＲ装置４用の第２シール部Ｓ２とが連続して一体に構成されている。そのため、第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２とが分離していた従来品と比較すると、部品点数を１つ減少させることができ、シリンダヘッド１へのガスケット２の装着作業の手間を減少させることができる。
また、シリンダヘッド１へのガスケット２、両フランジ部３Ａ、４Ａの取り付け後において、エンジンの作動と停止が繰り返されることにより、ガスケット２は、主に第１突出平坦部１ａに装着された第１シール部Ｓ１がその長手方向に熱膨張と収縮とが繰り返されることになる。その際に、図３、図６、図７に示すように、ＥＧＲ装置４用の締結ボルト５が境界部分Ｓ３の隣に位置しているため、第１シール部Ｓ１の長手方向への弾性変形が拘束されることになる。そのため、空間部１Ｃに面した境界部分Ｓ３に内部応力が集中するが、境界部分Ｓ３にはスリット２Ｇがあることで内部応力が吸収されるとともに、亀裂許容部２Ｈに亀裂が生じる。そのため、境界部分Ｓ３に作用する内部応力によって該境界部分Ｓ３に隣接する排気用穴２Ｃ、吸入用穴２Ｄのビード部２ａ、２ｂに亀裂が生じたり、損傷することを防止できる。それによって、ガスケット２にシール漏れが生じるのを効果的に抑制することができる。

次に、図８はガスケット２に関する第２実施例を示したものであり、この第２実施例においては、スリット２Ｇが幅広の直線状の穴から構成されている。その他の構成は上記第１実施例と同じであり、それと対応する部材に同じ部材番号を付している。
また、図９はガスケットに関する第３実施例を示したものであり、この第３実施例においては、スリット２Ｇは、く字形の穴から構成されている。その他の構成は上記第１実施例と同じであり、それと対応する部材に同じ部材番号を付している。このような構成の第２実施例、第３実施例であっても上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、上記各実施例においては、２枚の金属基板２Ａ、２Ｂを重合させて上記ガスケット２が構成されているが、３枚以上の金属基板を重合させてガスケットを構成しても良い。

１‥シリンダヘッド １Ａ‥側壁
２‥ガスケット ２Ｃ‥排気用穴
２Ｄ‥吸入用穴 ２Ｇ‥スリット
２Ｈ‥亀裂許容部 ３‥エキゾーストマニホールド
４‥ＥＧＲ（装置） ６‥排気穴
７‥吸入穴 Ｓ１‥第１シール部
Ｓ２‥第２シール部 Ｓ３‥境界部分

Claims (2)

1. シリンダヘッドの側壁に形成された第１突出平坦部に形成された複数の排気穴の位置に合わせて穿設された複数の排気用穴を有する第１シール部と、シリンダヘッドの上記側壁に形成された第２突出平坦部に形成されたＥＧＲ用の吸入穴の位置に合わせて穿設された吸入用穴を有する第２シール部と、上記各排気用穴を囲繞して上記第１シール部に形成された第１ビード部と、上記吸入用穴を囲繞して第２シール部に形成された第２ビード部とを備え、上記第１シール部と第２シール部とを接続して一体に形成されたガスケットであって、
   上記シリンダヘッドの側壁における第１突出平坦部と第２突出平坦部とは離隔して、それらの間に空間部が形成されており、
   上記第１シール部と第２シール部との接続部に上記空間部の位置に合わせて境界部分を形成し、当該境界部分に、隣り合う位置となる排気用穴と吸入用穴とを結ぶ直線と交差する方向の細長いスリットが形成されており、該スリットの長手方向の両端の隣接箇所は亀裂許容部として構成されていることを特徴とするガスケット。
2. ガスケットは、複数の金属基板を重合させて構成されており、該複数の金属基板の同一位置に上記スリットが形成されており、該スリットの形状は、略三角形、幅広の直線状、又はく字形のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のガスケット。

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