JPH0449410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、シリンダヘツドとマニホルドの間
に挟持して締付ボルト等で締付けて配設される内
燃機関のマニホールド用積層形ガスケツトに関す
る。

〔従来の技術〕 従来、シリンダヘツドとマニホルドの間に挟持
して締付ボルト等で締付けて配設される内燃機関
のマニホールド用金属積層形ガスケツトは、シリ
ンダヘツドとマニホルドとの継ぎ目即ち当接面か
ら排気ガス等が漏洩しないように配設されるもの
であり、種々のタイプのガスケツトが使用されて
おり、その代表的なものとしてアスベスト等の材
料から成るガスケツトが使用されていた。

しかし、最近、エンジンの軽量化、小型化、或
いは高出力指向をめざす自動車用高性能エンジン
では、軽量化のためにアルミニウム合金から成る
シリンダヘツドの採用による温度変化に伴う熱膨
張或いは熱収縮の増大、マニホルドの肉薄化によ
るガスケツト取付面即ちマニホルドフランジ部の
熱変形の増加及びエンジン使用時における冷熱サ
イクル条件によつてガスケツトに加わるストレス
のために、ガスケツトの破壊、シール面圧の急激
な低下によるガス漏れ現象等の不具合が多く生じ
ることがある。そこで、従来のアスベスト等のガ
スケツトの代替となる有効なシール手段として、
メタルガスケツトを用いる方法が一般的に知られ
ており、該メタルガスケツトについて種々のガス
ケツトが開示されている。

例えば、実開昭62−116149号公報には、内燃機
関用の金属積層形マニホルドガスケツトが開示さ
れている。該金属積層形マニホルドガスケツト
は、気体流通穴部において折り返し等の手段を用
いて金属積層板を互いに止着しない構造を持ち、
金属積層板の内、互いに隣接する２枚の中板の気
体流通穴周囲にシールビードを設けて該ビードを
互いに対向又は反対方向にして当位せしめ、一方
の外板のマニホルドに接する面にステンレス鋼板
を配し、他方の外板のシリンダヘツドに接する面
に防錆処理（メツキ、化学処理、耐熱塗膜）を施
して、各金属積層板をスポツト溶接等の接合手段
を用いて一体に構成したものである。また、該金
属積層形マニホルドガスケツトは、シリンダツド
側の外板の板厚を他の積層板の板厚よりも厚く構
成したものであり、或いはシリンダヘツド側の外
板を各々の気体流通穴のガスケツトをつなぐ連結
板に構成したものである。

また、実開昭62−167812号公報には、排気マニ
ホルド用ガスケツトが開示されている。該排気マ
ニホルド用ガスケツトは、装着すべき多気筒エン
ジンの排気吐出口の数と同数の分岐管を有する排
気マニホルドの取付フランジの端面と上記排気吐
出口を開口した多気筒エンジンのシリンダヘツド
の側面との間に挟持して上記両面間の気密保持を
図るため、少なくとも２種類の金属薄板を積層し
て成る排気マニホルド用ガスケツトにおいて、１
枚のみの第一の金属薄板は排気吐出口に整合する
第一の通孔を有する吐出口と同数のシール板部を
接続板部によつて互いに連結して、上記第一の通
孔を上記排気吐出口と同一に配置した形状とし、
排気吐出口で同数枚でそれぞれ排気吐出口に整合
する第二の通孔を有する第二の金属薄板と上記第
一の金属薄板のシール板部とを、第一、第二の両
通孔を整合させた状態で互いに積層し、第一の金
属薄板に設けた接続板部の途中には、この接続板
部の幅よりも少しだけ幅の狭い第三の通孔を穿孔
したものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上記のような薄い金属板を何枚か重
ね合わせた構造を有している金属積層形ガスケツ
トは、柔軟性に富み、耐熱性に優れ、ビード構造
を組み入れることによつて適度の圧縮性を有する
と共に、経時的にシール性能が劣化することが少
ないため、高温で熱膨張の大きいマニホールド用
ガスケツトとしてシール上、極めて有利である。

しかしながら、従来のメタルガスケツトは上記
の利点があるが、その反面次のような問題点を有
している。まず、従来のメタルガスケツトについ
ては、マニホルド用メタルガスケツトは、金属製
薄板から成るため、シールの面圧を確保する開口
部の周囲にビード加工する必要があり、加工工程
が複雑である。また、メタルガスケツトは、金属
材料から製作されているため、熱伝導性が極めて
良好である。

従つて、エンジン部から排気マニホルドへの放
熱が良くなり、エンジン部の温度勾配が高くな
り、エンジン全体、排気マニホルド、シリンダヘ
ツド、シリンダヘツドガスケツト等における急激
な冷却による熱収縮負荷が高くなり、例えば、マ
ニホルドに関しては集合部の亀裂、シリンダヘツ
ドに関しては水穴部の亀裂、及びシリンダヘツド
ガスケツトに関してはグロメツト部の亀裂が発生
し、そのためシール性能の低下、耐久性の低下等
の種々の問題が発生する要因となつている。ま
た、エンジン性能は、マニホルドの温度勾配の高
い放熱性能の良好なものが好ましいものである
が、温度勾配が高くなるように構成すれば、上記
の亀裂等の問題が発生する。

ここで、排気マニホルド部の温度勾配をT_s、
ガスケツト挿着部の付近部分の温度をT_g、及び
排気ガス集合部の温度をT_cとすると、 T_s＝T_c−T_g である。上記排気マニホルド部の温度勾配T_sに
ついては、例えば、従来のアスベストガスケツト
の場合には、T_s＝250℃であり、三層式メタルガ
スケツトの場合には、T_s＝325℃であり、またグ
ラフアイトガスケツトの場合には、T_s＝375℃で
ある。

更に、排気マニホルドとエンジン取付部の最高
温度は、約600℃〜700℃に達している。そのた
め、メタル以外の材料でガスケツトを製作した場
合には、耐熱性及び断熱性を保持して、圧縮復元
性、シール性、耐変形性、耐へたり性、強度等の
ガスケツトの諸特性を維持することは、極めて困
難なことである。

そこで、メタルガスケツトにおいて、上記の諸
問題点をクリアし、如何にマニホルド用メタルガ
スケツトを構成すれば良いかの課題がある。

この考案の目的は、上記の課題を解決すること
であり、金属積層形ガスケツトの長所を生かし、
圧縮復元性、シール性、強度等のメタルガスケツ
トの諸特性を確保し、排気マニホルドの温度勾配
が最適状態になるように構成し、エンジンの性能
及び耐久性を向上させることであり、積層形ガス
ケツトに断熱材をエンジンにマツチした状態に適
宜に調整して且つ簡単に組み込み、上記諸特性を
エンジンにマツチして発揮させることができるマ
ニホルド用積層形ガスケツトを提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の目的を達成するため、次の
ように構成されている。即ち、この考案は、排気
マニホルドの取付フランジの端面と排気吐出口を
開口したシリンダヘツドの側面との間に挟持し、
少なくとも３枚以上の薄板を互いに止着せずに非
接合状態に積層し、両側の前記薄板をシール用ビ
ード付き金属製薄板から構成し、前記シール用ビ
ード付き金属製薄板間に配置した前記薄板の中板
をセラミツク材から成る平滑面の断熱材で構成し
たことを特徴とするマニホルド用積層形ガスケツ
トに関する。

また、このマニホルド用積層形ガスケツトにつ
いては、前記両側に位置する前記ビード付き薄板
がビード部を互いに対向側に、或いは反対側に配
設したものである。

〔作用〕

この考案は、上記のように構成されており、次
のように作用する。即ち、このマニホルド用積層
形ガスケツトは、少なくとも３枚以上の薄板を互
いに止着せずに非接合状態に積層し、両側の前記
薄板をシール用ビード付き金属製薄板から構成
し、前記中板の少なくとも一面を平滑面に形成
し、前記ビード付き薄板はガスケツト取付面即ち
フランジの大きな変形を吸収させるためのばね機
能を備えた構造に構成したので、シリンダヘツド
とマニホルドとの間の継ぎ目の極めて良好なシー
ル機能を果たし、しかも良好な摺動面を提供で
き、熱膨張差による長さ変形を許容できる。

また、中間部の中板はセラミツク材から成る断
熱材で構成したので、断熱性及び耐熱性に富むと
共に、前記各薄板間で熱伝達が適度に遮断されて
温度勾配が加わるため、断熱効果が増大する。

また、前記中板に対する断熱材は適宜の肉厚、
材料選定することによつて、エンジンの種類に応
じて金属積層形ガスケツトの熱伝導性を最適状態
に設定することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案によるマニホ
ルド用積層形ガスケツトの実施例を説明する。第
１図はこの考案によるマニホルド用積層形ガスケ
ツトが組み込まれるシリンダヘツドとマニホルド
との一例を示す概略分解図であり、第２図はこの
考案によるマニホルド用積層形ガスケツトを示す
概略平面図である。

第１図において、この考案によるマニホルド用
積層形ガスケツト３、排気マニホルド２及びシリ
ンダヘツド１についての分解図が示されている。
このマニホルド用積層形ガスケツト３は、装着す
べき多気筒エンジンの排気吐出口９の数（図では
４個）と同数の分岐管４を有する排気マニホルド
２の取付フランジ７の端面８と、排気吐出口９を
開口した多気筒エンジンのシリンダヘツド１の側
面１０との間に挟持されて配設され、シリンダヘ
ツド１の側面１０と排気マニホルド２の端面８と
の間の気密性を保持して排気ガスの漏洩を防止す
るものである。

排気マニホルド２において、４本の分岐管４は
集合部５で集合して排気管に接続されている。ガ
スケツト３は、多気筒エンジンのシリンダヘツド
１に形成された排気吐出口９の数と同数の気体流
通孔６を有した積層板部１１を有しており、隣接
した各種層板部１１は連結部１２によつて互いに
連結されている。各気体流通孔６の部分では、折
り返し等の手段によつて各単板或いは積層板を互
いに止着しない構造即ち非接合状態に構成されて
いる。

第３図はこの考案によるマニホルド用積層形ガ
スケツトの一実施例を示す第２図の線Ａ−Ａにお
ける断面図である。このマニホルド用積層形ガス
ケツト３は、少なくとも３枚以上の薄板（図では
３枚）を互いに止着せずに非接合状態に積層した
ものであり、中心部に位置する中板１４と、該中
板１４の両側の金属製薄板をシール用ビード付き
薄板即ちビード板１３から構成したものである。
両側のビード板１３は、ステンレススチール
（SUS301又はSUS304）から製作され、排気マニ
ホルド２の取付フランジ７における大きな熱変形
等の変形を吸収するため、ばね機能を有する状態
即ち弾性変形可能に形成されている。また、中板
１４については、少なくとも一面が平滑性を有す
るセラミツク材から成る断熱材から構成されてい
る。

このビード板１３のビード部１７は、中板１４
を中心に互いに反対側に向くように配置されてい
る。ビード板１３を上記のように配置することに
よつて、シリンダヘツド１の端面である側面１０
と排気マニホルド２の端面８との間の継ぎ目の気
密性を保持し、極めて良好なシール機能を果た
し、排気ガスの漏洩を防止することができる。

或いは、場合によつては、断熱材は、平滑面を
有するセラミツク材と金属材との混合物から構成
することもできる。中板をセラミツク材から成る
断熱材と金属材から成る良導体を併用した混合物
から構成することによつて、熱伝導率を容易に変
化させることができ、熱伝導性或いは断熱性の調
整幅を拡大でき、積層形ガスケツト自体の設計の
自由度を拡大できる。

このマニホルド用積層形ガスケツト３は、上記
のように、各金属製薄板即ちビード板１３に面す
る断熱材である中板１４の表面が平滑面に形成さ
れているので、良好な摺動面を提供でき、各薄板
即ちビード板１３と中板１４間の熱膨張差による
長さ変形を許容することができ、しかも中間部の
中板１４は断熱材から構成され、ビード板１３と
中板１４と間は非接合状態で互いに分離している
ので、各薄板間で熱伝達が適度に遮断されて温度
勾配が加わるため、断熱効果が増大して最適状態
に熱伝達状態を調整できる。

次に、第４図を参照して、この考案によるマニ
ホルド用積層形ガスケツトの別の実施例を説明す
る。この実施例のマニホルド用積層形ガスケツト
は、上記実施例のものに比較して、副板１８を備
えている以外は、全く同一の構成を有するもので
あるので、同一の部品には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。

副板１８は、一方のビード板１３に隣接して配
設されたものである。この副板１８は、中板１４
と同様に、少なくとも一面（図では両面）が平滑
性を有するセラミツク材等の断熱材から製作され
ている。副板１８を上記のように構成することに
よつて、中板１４と同様に、副板１８とビード板
１３との間で、各板間で熱伝達が適度に遮断さ
れ、温度勾配が加わるため、断熱効果が増大して
最適状態に調整できる。この副板１８について
は、上記のように構成するだけでなく、例えば、
ステンレススチール、スチール等の金属材から成
る副板本体の両面又は一面のセラミツク材或いは
セラミツク材と金属材の混合物から成る断熱材で
構成することも可能である。

また、第５図を参照して、この考案によるマニ
ホルド用積層形ガスケツトの更に別の実施例を説
明する。この実施例のマニホルド用積層形ガスケ
ツトは、第３図に示す実施例のものに比較して、
ビード板１３の配置以外は、全く同一の構成及び
同一の作用を有するものであるので、同一の部品
には同一の符号を付し、重複する説明を省略す
る。この実施例におけるビード板１３は、ビード
部１７を互いに対向側に配設したものである。

〔考案の効果〕

この考案は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、このマニホルド用
積層形ガスケツトは、排気マニホルドの取付フラ
ンジの端面と排気吐出口を開口したシリンダヘツ
ドの側面との間に挟持し、少なくとも３枚以上の
薄板を互いに止着せずに非接合状態に積層し、両
側の前記薄板をシール用ビード付き金属性薄板で
構成し、前記薄板の中板をセラミツク材から成る
断熱材で構成し且つ前記中板の少なくとも一面を
平滑面に形成したので、前記ビード付き薄板はガ
スケツト取付面即ちフランジの大きな変形を吸収
させるためのばね機能を備えており、シリンダヘ
ツドとマニホルドとの間の継ぎ目の極めて良好な
シール機能を果たす。

また、各金属製薄板と前記断熱材との間は表面
が平滑面に形成されているので、良好な摺動面を
提供でき、前記各薄板間の熱膨張差による長さ変
形を許容することができる。

また、中間部の前記中板は断熱材であると共
に、各薄板間は非接合状態で互いに分離している
ので、各薄板間で熱伝達が適度に遮断されて温度
勾配が加わるため、積層形ガスケツト自体の断熱
効果が増大し、熱伝達状態を最適条件に調整でき
る。

また、前記中板に対する断熱材はセラミツク材
で構成したので、同一材料で成形し且つ焼結する
ことによつて極めて容易に製作でき、しかも、エ
ンジンの種類に応じて該断熱材の肉厚、材料選定
等を極めて容易に調整することができ、積層形ガ
スケツト自体の熱伝導性を最適状態に設定するこ
とができる。

また、前記両側に位置する前記ビード付き薄板
はビード部を互いに対向側、或いは反対側に配設
したので、前記中板との間の摺動状態を良好にで
き、金属積層形ガスケツト自体の強度及び弾性変
形を確保できると共に、良好にシール機能を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるマニホルド用積層形ガ
スケツトが組み込まれるシリンダヘツドとマニホ
ルドとの一例を示す概略分解図、第２図はこの考
案によるマニホルド用積層形ガスケツトを示す概
略図、第３図はこの考案によるマニホルド用金属
積層形ガスケツトの一実施例を示す第２図の線Ａ
−Ａにおける断面図、第４図はこの考案によるマ
ニホルド用積層形ガスケツトの別の実施例を示す
第２図の線Ａ−Ａにおける断面図、及び第５図は
この考案によるマニホルド用積層形ガスケツトの
更に別の実施例を示す第２図の線Ａ−Ａにおける
断面図である。 １……シリンダヘツド、２……排気マニホル
ド、３……マニホルド用積層形ガスケツト、７…
…取付フランジ、１３……ビード板、１４……中
板、１７……ビード部、１８……副板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 排気マニホルドの取付フランジの端面と排気
   吐出口を開口したシリンダヘツドの側面との間
   に挟持し、少なくとも３枚以上の薄板を互いに
   止着せずに非接合状態に積層し、両側の前記薄
   板をシール用ビード付き金属製薄板から構成
   し、前記シール用ビード付き金属製薄板間に配
   置した前記薄板の中板をセラミツク材から成る
   平滑面の断熱材で構成したことを特徴とするマ
   ニホルド用積層形ガスケツト。 (2) 前記両側に位置する前記ビード付き薄板はビ
   ード部を互いに対向側に配設したことを特徴と
   する請求項１に記載のマニホルド用積層形ガス
   ケツト。 (3) 前記両側に位置する前記ビード付き薄板はビ
   ード部を互いに反対側に配設したことを特徴と
   する請求項１に記載のマニホルド用積層形ガス
   ケツト。