JPH0451253Y2 - - 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金属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る。

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取付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を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
いる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
を用いて一体構造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
ヘ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繋ぐ
連結板に構成したものである。

また、実開昭52−167812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
気マニホルドと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、少なくとも二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、
排気吐出口と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、製造工程
が複雑になる。また、メタルガスケツトは、金属
材料から制作されているため、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、
上記の亀裂時の問題が発生する。

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制作した場
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
問題点をクリアして、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、金属積層形
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
ド用金属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枚以上に金属製薄板を互いに止着せ
ずに非接合状態に積層し、両側の前記金属製薄板
をシール用ビード付き薄板から構成し、前記金属
製薄板の中板の少なくとも一面に平滑性を有する
セラミツク材等の断熱材を被覆した薄板から構成
したことを特徴とするマニホルド用金属積層形ガ
スケツトに関する。

また、このマニホルド用金属積層形ガスケツト
は、前記中板の少なくとも一面に平滑性を有する
セラミツク材と金属材との混合物から成る断熱材
を被覆した薄板から構成したものである。

更に、このマニホルド用金属積層形ガスケツト
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配設するか、或
いは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、このマニホルド用金属
積層形ガスケツトは、少なくとも３枚以上の金属
製薄板を互いに非接合状態に積層し、両外側の前
記金属製薄板をシール用ビード付き薄板から構成
したので、シリンダヘツドとマニホルドとの間の
継ぎ目に対して極めて良好なシール機能を果たす
ことができ、しかも、前記ビード付き薄板をガス
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できる。
また、前記金属製薄板の中板の少なくとも一面に
平滑性を有するセラミツク材等の断熱材を化学蒸
着、コーテイング等で被覆したので、前記各金属
製薄板の板間が良好な摺動面となり、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
間部の前記中板が断熱性及び耐熱性に富み且つ前
記各板間は非接合状態であるので、前記各板間で
熱伝達が適度に遮断されて温度勾配が加わり、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、
材料選定することができ、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。

更に、前記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することによつ
て、熱伝導性或いは断熱性の調整幅を拡大でき、
設計の自由度を向上できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案によるマニホ
ルド用金属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金属積
層形ガスケツトは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る。第
２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
金属積層形ガスケツト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。このマニホルド用金属積層形ガスケツト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を有した金属積層
板部１１を有しており、隣接した各金属積層板部
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
段によつて各金属単板或いは金属積層板を互いに
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
における断面図であり、第４図は第３図の中板を
示す断面図である。このマニホルド用金属積層形
ガスケツト３は、少なくとも３枚以上の金属製薄
板（図では３枚）を止着せずに積層したものであ
り、中心部に位置する金属製薄板即ち中板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（SUS 301又はSUS 304）から制作され、
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。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設されている。
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すことができ、排
気ガス等の気体の漏洩を防止することができる。
また、中板１４については、第４図に示すよう
に、ステンレススチール又はスチール製の薄板か
ら成る中板本体１５の少なくとも一面（図では両
面）に、平滑性を有するセラミツク材等の断熱材
１６を化学蒸着、溶射、圧着、塗布、コーテイン
グ等で被覆した金属製薄板から構成されている。
中板本体１５の両面又は一面に被覆する断熱材１
６については、上記のように、平滑性を有するセ
ラミツク材で構成することに限定されるものでは
ない。場合によつては、断熱材は、平滑性を有す
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。即ち、該混合物を中板本体１５の
両面又は一面に化学蒸着、溶射、圧着、塗布、コ
ーテイング等で被覆することによつて、中板１４
を構成することができる。このマニホルド用金属
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１６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、各金属製薄板１３，１４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１６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、各金属製薄板１３，１４の板間で
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熱伝達量を調
整できる。

次に、第５図及び第６図を参照して、この考案
によるマニホルド用金属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金
属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
るものである。この副板１８は、中板１４と同様
に、第６図に示すように、ステンレススチール又
はスチール製の薄板から成る副板本体１９の少な
くとも一面（図では両面）に、平滑性を有するセ
ラミツク材等の断熱材２０を化学蒸着、溶射、圧
着、塗布、コーテイング等で被覆した金属製薄板
から構成されている。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１
８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。

また、第７図を参照して、この考案によるマニ
ホルド用金属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金属積層
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の配設状態以外は、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１
３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
金属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
上の金属製薄板を互いに止着せずに非接合状態に
積層し、両外側の前記金属製薄板をシール用ビー
ド付き薄板から構成し、前記金属製薄板の中板の
少なくとも一面に平滑性を有するセラミツク材等
の断熱材を被覆した薄板から構成したので、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ことがで
き、各金属製薄板と前記断熱材との間は表面を平
滑面に形成することによつて密封状態の良好な摺
動面を提供でき、前記各金属製薄板間の熱膨張差
による長さ変形を許容することができ、また、中
間部の前記中板は断熱性及び耐熱性に富むと共
に、前記各金属製薄板の板間は非接合状態で互い
に分離しているので、前記各板間で熱伝達が適度
に遮断され、分断による温度勾配が加わるため、
ガスケツト自体の断熱効果を増大させることがで
きる。また、前記中板に対する断熱材の適宜の肉
厚、材料等の選定によつて、エンジンの種類に応
じて金属積層形ガスケツト自体の熱伝導性を最適
状態に設定することができる。

或いは、前記中板を少なくとも一面に平滑性を
有するセラミツク材等の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、熱伝導率を大幅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、設計の
自由度を向上できると共に、前記中板の強度を確
保することができる。

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、良好なシール機能を提供
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金属積層
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金属積層形ガスケツト
を示す概略平面図、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図は第３
図の中板を示す断面図、第５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別の実施例
を示す第２図の線Ａ−Ａにおける断面図、第６図
は第５図の副板を示す断面図、及び第７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
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……金属積層形ガスケツト、７……取付フ
ランジ、１３……ビード板、１４……中板、１５
……中板本体、１６，２０……断熱材、１７……
ビード部、１８……副板、１９……副板本体。

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端面と排気吐
   出口を開口したシリンダヘツド側面との間に挟
   持し、少なくとも３枚以上に金属製薄板を互い
   に止着せずに非接合状態に積層し、両側の前記
   金属製薄板をシール用ビード付き薄板から構成
   し、前記金属製薄板の中板の少なくとも一面に
   平滑性を有するセラミツク材等の断熱材を被覆
   した薄板から構成したことを特徴とするマニホ
   ルド用金属積層形ガスケツト。 (2) 前記中板の少なくとも一面に平滑性を有する
   セラミツク材と金属材との混合物から成る断熱
   材を被覆した薄板から構成したことを特徴とす
   る請求項１に記載のマニホルド用金属積層形ガ
   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金属積層形
   ガスケツト。 (4) 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金属積層形
   ガスケツト。