JPS59229036A

JPS59229036A - 排気マニホ−ルド用ガスケツト

Info

Publication number: JPS59229036A
Application number: JP10161883A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Akita; 宏明秋田; Masaaki Ono; 正明小野; Yoshimichi Okazaki; 岡崎　義路
Original assignee: YUUSAN GASKET KK
Current assignee: YUUSAN GASKET KK
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-12-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、内燃機関のシリンダヘッドと排気マニホール
ドとの接合部に介装される排気マニホールド用ガスケッ
トに関する。

（従来技術）第１図は、排気マニホールド用ガスケットの装着状況の
一例を示したものであり、シリンダ・ヘッド１の排気ポ
ート２の周囲の端面壁と、排気マニホールド３の７ラン
ジ部４との接合部に、高温の排気ガスの漏れを防ぐため
、排気マニホールド用ガスケット５が介装される。

さて、近年、エンジンは高馬り化、烏口転化の傾向にあ
り、この傾向は、燃焼圧力の増大とともに熱負荷の増大
をもたらしている。また同時に、近年、エンジンは軽量
化の傾向にあり、この傾向はシリンダ・ヘッド１の剛性
の低下をもたらしている。

そして、上述のようにシリンダ・ヘッド１にかかる熱負
荷が増大していることにより、シリンダ・ヘッド１に接
合される排気マニホールド３も同時に多大なる熱負荷を
受けるようになっていること、シリンダ・ヘッド１に排
気マニホールド３を結合するマニホールド締付ボルト６
は、一般に２−３本と比較的少数とされること、さらに
は、前記エンジンの軽量化に伴い、排気マニホールド３
の剛性も低くなっていること、等の理由により、排気マ
ニホールド３の熱変形も極めて大きくなっている。

その上、上述の排気マニホールド３の熱変形には、静的
な成分のみならず、サイクリックな動きをする動的な成
分も多く含まれている（第１図の破線３′は排気マニホ
ールド３の熱変形、ｈはその変形量をそれぞれ示す）。

このため、近年、シリンダ・ヘッド１と排気マニホール
ド３とに接合部は、ガス漏れが非常に生じやすい環境と
なっている。

しかも、締付ボルト６の締付荷重を大きくし過ぎた場合
には、それによって排気マニホールド３の熱膨張を制限
することとなり、剛性の低い排気マニホールド３に亀裂
が発生し、なお一層のガス漏れへと発展する危険性さえ
生じている。

このような苛酷の環境下においては、次のような物理特
性が排気マニホールド用ガスケットに必要とされる。

（イ）ボルトの締付力を小さくしても、ガス・シールを
維持するに充分な有効締付圧を得ることができること。

（ロ）排気マニホールドのフランジ部の熱変形および構
造的変形（熱変形以外の変形）を吸収する能力が大きい
こと。

（ハ、）排気マニホールドのフランジ部の熱変形および
構造的変形のサイクリックな動きを吸収する能力も大き
いこと。

（ニ）へタリ（ｌ性変形）等の特性劣化が少ないこと。

しかしながら、次に説明するように、従来の一般的なマ
ニホールド用ガスケットでは、上述の必要物理特性を満
足することはできず、もはや良好なガス・シールを維持
することは困難となっていた。

第２図および第３図は、従来量も多く使用され　　１て
いるタイプの排気マニホールド用ガスケットを示し、両
面に爪７を立ち上げられた鋼板８の両面に、シート状の
圧縮性繊維材９を圧着したものを、排気マニホールドの
フランジ部の形状に打ち抜くことにより、本体１０を構
成し、かつガス通過孔１１の周囲において、本体１０に
金属グロメット１２を装着したものである。

このガスケットは、金属グロメット１２部で圧縮応力を
受け、本体１０の圧縮弾性を利用してガス・シールを行
なうものであるが、グロメット１２とシリンダ・ヘッド
および排気マニホールドのフランジ部との接触が面接触
となるので、その接触面積が大きくなるため、小さなボ
ルトの締付力で、充分な有効締付圧を得ることは困難で
あった。

また、排気マニホールド接合部の温麿は６００〜７００
’Ｃ稈度°となるが、圧縮性繊維材９が、一般に石綿と
ゴム等の混合物から構成されていたため、熱的特性劣化
が大きく、本体１０がヘタリ現象を呈し、これに伴い、
ボルトのトルク・ダウンが生じ、結果的にガス漏れに結
びつくことが多かった（第１０図の曲線Ａは、このガス
ケットの締付時間とへタリ量との関係を示している）。

また、第９図の曲ｌ１ＩＡは、このガスケットの圧縮応
力−歪曲線を示す（なお、第９図において、実線部は圧
縮曲線、すなわち圧縮応力を増大させて行ったとぎの圧
縮応力と圧縮率との関係を示す一方、破線部は復元曲線
、すなわち圧縮応力を減少させて行ったときの圧縮応力
と圧縮率との関係を示す）が、この曲線へから明らか゛
なように、圧縮応力を受けたときの圧縮量が比較的に少
なく、排気マニホールドの熱変形および構造的変形を吸
収する能力に乏しかった。

第４図は、従来の排気マニホールド用ガスケットの他の
例を示し、複数枚の鋼板を重ね合せたものを本体１３と
し、ガス通過孔１４部にワイヤリング１６を配し、この
ワイヤリング１６と本体１３とに金属グロメット１５を
装着したものである。

このガスケットでは、ワイヤリング１６の存在により、
グロメット１５とシリンダ・ヘッドおよび排気マニホー
ルドのフランジ部との接触を線接触とすることができる
ので、ボルト締付力を小さくしても、充分な有効締付圧
を得ることができる。

また、本体１３は耐熱性に優れた金属プレート・ラミネ
ート構造であるので、前記第３図の従来のガスケットの
場合のように、本体１３が熱的特性劣化により、ヘタリ
現象を呈することもない（第１０図の曲線Ｂは、このガ
スウ°ットの締付時間とヘタリ量七の関係を示している
）。

しかしながら、このガスケットの応力−歪曲線は第９図
の曲線Ｂで示され、これから明らかなように、圧縮応力
を受けたときの圧縮量が少なく、排気マニホールドの熱
変形および構造的変形を吸収することは不可能であると
いう欠点があった。

第５図は従来のガスケットのさらに他の例を示し、金属
板１７．．１８の両側に金属板１９．２０を重ねるとと
もに、ガス通過孔２１の周囲において、金属板１９．２
０にそれぞれビード部２２゜２３を設け、さらに前記ビ
ード部２２．２３に金属グロメット２４を装着したもの
である。

このガスケットでは、ビード部２２．２３の存在により
、グロメット２４とシリンダ・ヘッドおよび排気マニホ
ールドのフランジ部との接触を線接触とすることができ
るので、ボルトの締付力を小さくしても、充分な有効締
付圧を得ることができる。

また、ビード部２２．２３の存在により、圧縮応力を受
けた場合の圧縮量が大きく（このガスケットの圧縮応力
−歪曲線は第９図の曲線Ｃのようになる）、排気マニホ
ールドの大きな熱変形および構造的変形を吸収する能力
が初期的にはある。

しかしながら、前記曲線Ｃのうちの復元曲線部（破線部
）に見られるように、反発弾性が弱いため１．排気マニ
ホールドのフランジ部の熱変形および構造的変形のサイ
クリックな動きを吸収する機能に乏しく、かつビード部
２２．２３と金属板１８との間に空＠２５．２６が存在
するため、運転経過に伴って３、ビード部２２．２３の
へタリが激しくなり、結果としてガス漏れを生じやすい
（第１０図の曲線Ｃは、このガスケットの締付時間とへ
タリ量との関係を示している）。

（発明の目的）本発明は、前記従来の欠点を解消するためになされたも
ので、前記必要物理特性をすべ°Ｃ充分に満足する排気
マニホールド用ガスケットを提供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

本発明による排気マニホールド用ガスケットは、第一の
金属板および第二の金属板と、前記第一の金属板と前記
第二の金属板との間に挟まれた耐熱性を有する圧縮性繊
維材と、前記第一の金属板および前記第二の金属板に、
それぞれガス通過孔の周囲に沿うて設けられたビード部
とを有してなり、かつ前記第一の金属板に設けられたビ
ード部と前記第二の金属板に設けられたビード部との間
に形成される空間は、前記圧縮性繊維材によって充填さ
れているものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

・第６図から第８図までは、本発明の一実施例を示し、
本体２７は、両面に爪２８を立ち上げられた鋼板等の金
属板からなる芯板２９と、この芯板２９の両面に圧着さ
れた、有機バインダをほとんど含まないか、またはまっ
たく含まないカーボン繊維からなる耐熱性を有する圧縮
性繊維材３０と、この圧縮性繊維材３００両面に圧着さ
れた、アルミメッキ鋼板あるいはステンレス鋼板等から
なる第一の金属板３１および第二の金属板３２とから構
成されている。

前記本体２７には、ガス通過孔３３およびボルト孔３４
が貫通されている。前記第一の金属板３１には、ガス通
過孔３３の周囲に沿って２本のビード部３５．３６が設
けられている。なお、前記ビード部３５．３６は共に、
外部に向って凸とされている。また、同様にして、第二
の金属板３２には、ガス通過孔３３の周囲に沿って２本
のビード部３７．３８が設けられており、これらのビー
ド部３７．３８も外部に向って凸とされている。

さらに、前記各金属板３１．３２のうちの、ボルト孔３
４付近には、それぞれビード部３９．４０が設けられて
おり、これらのビード部３９．４０も外部に向って凸と
されている。

なお、このガスケットでは、ビード部３５と３７との間
、ビード部３６と３８との間、およびビード部３９と４
０との間にそれぞれ形成される空間も、圧縮性繊維材３
０によって充填されている。

このような状態は、例えば、芯板２９の両面にシート状
の圧縮性繊維材３０を圧着し、さらにこれらの圧縮性繊
維材３０の両面に金属板３１．３２を圧着することによ
り、実現することができる。

また、前記本体２７のうちの、ボルト孔３４の周縁部分
には、ステンレス鋼等からなる金属グロメット４１が装
着されている。

このガスケットでは、ご−ド部３６〜３８の存在により
、シリンダ・ヘッドおよび排気マニホールドのフランジ
部に対する接触が線接触となるので、ボルトの締付力を
小さくしても、充分な有効締付圧を得ることができる。

また、金属板３１．３２間に圧縮性繊維材３０が設けら
れている上、金属板３１．３２にビード部３５〜３８が
設けられているので、圧縮応力を受けたときの圧縮量が
大きく（第９図の曲線りは、このガスケットの圧縮応力
−歪曲線を示す）、排気マニホールドのフランジ部の熱
変形および構造的変形を吸収する能力が大きい。

また、ビード部３５と３７の間、およびビード部３６と
３８との間に圧縮性繊維材３０が充填されているため、
上述のように圧縮量が大きくても、反発弾性も大きくな
るので、排気マニホールドのフランジ部の熱変形および
構造的変形のサイクリックな動きを吸収する能力も大き
く、シール・ギャップを生じることが非常に少なくなる
。

また、圧縮性ｌＩ＃４ｊ材３０は耐熱性を有するため、
この圧縮性繊維材３０が熱的特性劣化によりヘタリ現絵
を生じることもないし、ビード部３５と３７との間、お
よびビード部３６と３８との間に圧縮性繊維材３０が充
填されているため、運転経過に伴うビード部３５〜３８
のへタリも少ない。したがって、長期間安定してガス・
シールを維持できる（第１０図の曲線りはこのガスケッ
トの締付時間とへタリ聞との関係を示ｔ＞。

なお、本発明においては、圧縮性繊維材３０として、カ
ーボン繊維以外の、耐熱性に優れた圧縮性繊維材を用い
てもよい。ただし、前記実施例におけるように、圧縮性
繊維材３０として、有機バインダをほとんど含まない、
またはまったく含まないカーボン繊緒を用いれば、（１）その反発弾性が大きいので、ガスケット全体の反
発弾性をより一層向上することができる。

（ｉｉ　）熱伝導性が良いので、熱の放散を良好にする
ことができる。

等の利点が得られる。

また、本発明においては、ガス通過孔の周囲に沿って第
一および第二の金属板に設けるビードの本数は任意であ
り、それぞれ１本でもよい。ただし、前記実施例のよう
に、金属板３１．３２にそれぞれ２本のビード部３５．
３６および３７．３８を段ければ、荷重部が２つに６る
ので、ボルトの締付力が小さく、排気マニホールドのフ
ランジ部の剛性が低く、かつ多大な熱負荷が作用する苛
酷な環境下でも、排気マニホールドおよびガスケットの
熱変形および構造的変形を最大限防止することができる
。

さらに、本発明においては、第一の金属板と第二の金属
板との間に圧縮性繊維材のみを介装してもよい。ただし
、前記実施例のように圧縮性繊維材３０に芯板２９を組
み合わせれば、ガスケットの強度を臨めることができる
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による排気マニホールド用ガスケッ
トは、（イ）ボルトの締付力を小さくしても、充分な有効締付
圧を得ることができる。

（ロ）圧縮応力を受けたときの圧縮量が大きく、排気マ
ニホールドのフランジ部の熱変形および構造的変形を吸
収する能力が大である。

（ハ）反発弾性が大きく、排気マニホールドのフランジ
部の熱変形および構造的変形のサイクリックな動きを吸
収する能力も大である。

（ニ）へタリ等の特性劣化が少なく、長期間安定してガ
ス・シールを維持できる。

等の優れた効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気マニホールド用ガスケットの装着状況の一
例を示す断面図、第２図は従来の排気マニホールド用ガ
スケットの一例を示す平面図、第３図は第２図のｌｌｌ
−ｎ１線における断面図、第４図は他の従来の排気マニ
ホールド用ガスケットを示す断面図（断面位置は第２図
の■−■線に相当する）、第５図はさらに他の従来の排
気マニホールド用ガスケットを示す断面図（断面位置は
第２図の■−■線に相当する）、第６図は本発明による
排気マニホールド用ガスケットの一実施例を示す平面図
、第７図は第６図のＶｌ−Ｖｌ線における断面図、第８
図は第６図の■−■線における断面図、第９図は前記従
来のガスケットおよび前記実施例における圧縮応力−歪
線図、第１０図は前記従来のガスケットおよび前記実施
例における締付時間とへタリ量との関係を示す特性図で
ある。３０・・・圧縮性繊維材、３１・・・第一の金属板、３
２・・・第二の金属板、３３・・・ガス通過孔、３５〜
３８・・・ビード部。第１図第２図第３図第４図ｔｏｔ５　　　　ｔｒ−＊第６図４１第７図第８図第９図圧縮率（％）

Claims

【特許請求の範囲】

内燃機関のシリンダ・ヘッドと排気マニホールドとの接
合部に介装される排気マニホールド用ガスケットにおい
て、第一の金属板および第二の金属板と、前記第一の金
属板と前記第二の金属板との間に挟まれた耐熱性を有す
る圧縮性ＩＩｉ維材と、前記第一の金属板および前記第
二の金属板に、それぞれガス通過孔の周囲に沿って設け
られたビード部とを有してなり、かつ前記第一の金属板
に設けられたビード部と前記第二の金属板に設けられた
ビード部との間に形成される空間は、前記圧縮性繊維材
によって充填されていることを特徴とする排気マニホー
ルド用ガスケット。