気体流路結合部の遮熱構造
【課題】クラックの発生を防止して耐久性の向上を図ることができる気体流路結合部の遮熱構造を提供することにある。
【解決手段】エンジンのシリンダに流通する気体の流路を備え、エンジンのシリンダヘッド６１にフランジ部２２を介して締結される排気マニホールドと、エンジンと排気マニホールドの間に配置され、フランジ部２２と共にエンジンに締結される接合部１１と、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する傾斜部１６及び立脚部１７とから形成される遮熱板１０と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、フランジ部２２が、傾斜部１６及び立脚部１７側に位置する外縁部２３が傾斜部１６及び立脚部１７側に突出する上側突出部２４ｄ，２４ｅを備えた形状であり、接合部１１が、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部に対向する位置にスリット１４を備えるようにした。
【解決手段】エンジンのシリンダに流通する気体の流路を備え、エンジンのシリンダヘッド６１にフランジ部２２を介して締結される排気マニホールドと、エンジンと排気マニホールドの間に配置され、フランジ部２２と共にエンジンに締結される接合部１１と、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する傾斜部１６及び立脚部１７とから形成される遮熱板１０と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、フランジ部２２が、傾斜部１６及び立脚部１７側に位置する外縁部２３が傾斜部１６及び立脚部１７側に突出する上側突出部２４ｄ，２４ｅを備えた形状であり、接合部１１が、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部に対向する位置にスリット１４を備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体流路結合部の遮熱構造に関し、詳細には、車両に搭載されるエンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドもしくは吸気マニホールドとの結合部に用いて好適な気体流路結合部の遮熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気マニホールドは、その入側がエンジンのシリンダヘッドに接続される一方、その出側が触媒装置などを備えた排気通路に接続されており、エンジンにおける各燃焼室から排気された排気ガスを排気通路に流下させている。また、排気ガスは高温で且つ多くのエネルギを含むだけでなく、シリンダ内で膨張されて圧力も高くなっていることから、排気マニホールドは高温に晒される。
【０００３】
そのため、排気マニホールドは高温になることがあり、排気マニホールド周辺に設けられる各種部品に対し熱的影響が及ぶおそれがある。特に、シリンダヘッド上方に設けられるヘッドカバーは、鋼などと比べて耐熱性に劣る樹脂部材で形成されており、熱劣化しやすい傾向にある。したがって、高温に晒される排気マニホールドからの熱気による影響を低減するために、排気マニホールドとエンジンとの結合部には気体流路結合部の遮熱構造が従来から設けられている。
【０００４】
上述の気体流路結合部の遮熱構造は、例えば、図６に示すように、シリンダヘッド（図示せず）と排気マニホールド（図示せず）との間に設けられたエキゾーストマニホールドガスケット１００を備える。このエキゾーストマニホールドガスケット１００は、遮熱板１１０と、遮熱板１１０の両側のそれぞれに設けられたガスケット１２０とを具備し、これらがボルトにより排気マニホールドと共にそのフランジ部１３０を介してシリンダヘッド１０１に締結されている。この遮熱板１００は、シリンダヘッド１０１と排気マニホールドとの接合部よりも上方に延設すると共に、排気マニホールド上方へ延設した形状となっている。これにより、排気マニホールド側からシリンダヘッド１０１側への熱遮断を行っている。フランジ部１３０には、外側に向けて突出する突出部１３２ａ〜１３２ｅが形成されると共に、突出部１３２ａ〜１３２ｅ近傍にボルト穴１３１ａ〜１３１ｅが形成されている。
【０００５】
上述したような、従来の気体流路結合部の遮熱構造は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００６】
他方、吸気マニホールドは種々開発されており、吸気マニホールドとして、例えば、エンジンの軽量化の観点から、鋳鉄や鋼やアルミニウム合金などの金属の代わりに樹脂を用いて形成されたものがある。樹脂製吸気マニホールドの出側は、ガスケットを介してエンジンのシリンダヘッドに接続されている。樹脂製吸気マニホールドとエンジンのシリンダヘッドとは、フランジ部において上述のガスケットを挟んでボルトにより締結されている。ところで、樹脂製吸気マニホールドは、従来の金属製吸気マニホールドよりも耐熱性が劣るため、例えば、樹脂製吸気マニホールドとエンジンのシリンダヘッドとの結合部には遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９１８３３号公報（例えば、明細書の段落［００２９］〜［００３８］、［図２］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の車両においては、燃費などの向上を図るために、各種部材の薄板化や部品点数の削減などによる軽量化が進められている。しかしながら、例えば、車両の軽量化を図ろうとして、部材の薄板化を排気マニホールド側における従来の気体流路結合部の遮熱構造に適用しようとした場合、遮熱板にて強度不足を招くおそれがある。例えば、上述の遮熱板は、シリンダヘッドに片持ち支持される構成であり、エンジンの振動に伴って振動すると、遮熱板における所定の箇所、特に、排気マニホールドが、外縁部の一部が外側に向かって突出しているフランジ部を備える場合、その部分に対向する箇所に応力が集中することによりクラックが生じてしまう可能性があった。すなわち、従来の排気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造では耐久性の向上を図ることは困難である。
【０００９】
上述した吸気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造においても、軽量化の観点から遮熱板の薄板化を適用しようとした場合、排気マニホールド側と同様、吸気マニホールドのフランジ部の外縁部に対向する所定の箇所に応力が集中することにより、クラックが生じてしまう可能性があった。すなわち、従来の吸気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造においても耐久性の向上を図ることは困難である。
【００１０】
以上のことから、本発明は上述したような問題を解決するために為されたものであって、クラックの発生を防止して耐久性の向上を図ることができる気体流路結合部の遮熱構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備え、前記内燃機関のシリンダヘッドにフランジ部を介して締結される管状部材と、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部と共に前記内燃機関に締結される接合部と、前記接合部と一体に形成され前記フランジ部の外縁部より外側に突出する遮熱部とから形成される遮熱板と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記フランジ部が、前記遮熱部側に位置する前記外縁部が前記遮熱部側に突出する突出部を備えた形状であり、
前記接合部が、前記突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備える
ことを特徴とする。
【００１２】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
上述した発明に係る気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記脆弱部が、前記突出部の前記外縁部に沿って形成される
ことを特徴とする。
【００１３】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
上述した発明に係る気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部及び前記遮熱板と共に前記内燃機関に締結されるガスケットを具備し、
前記管状部材の流路は複数あり、
前記ガスケットが、前記複数の流路に対向して形成された複数の開口部と、それぞれの前記開口部の縁部に沿って環状に形成されたビードとを備え、
前記脆弱部の端部が、隣り合う前記ビードで挟まれた領域に配置される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、接合部が突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備えることにより、内燃機関の振動に伴ってフランジ部の前記外縁部、特に前記外縁部の一部が前記遮熱部側に突出する場合にはその部分を起点に前記遮熱部側が振動しても、前記脆弱部があることで、前記遮熱部側が変形し易く、前記部分への応力集中が緩和される。よって、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止することができる。その結果、遮熱板の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の説明図であって、図４（ａ）にそれが具備する遮熱板の平面を示し、図４（ｂ）にそれが具備するガスケットの平面を示し、図４（ｃ）にそれが具備する排気マニホールドのフランジ部の平面を示す。
【図５】本発明の第２の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の平面図である。
【図６】従来の排気マニホールドの遮熱構造の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造を実施するための形態について、実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造について、図１〜図４に基づいて具体的に説明する。本実施例は、気体流路結合部をエンジン（内燃機関）のシリンダヘッドと排気マニホールドとの結合部に適用している。
【００１８】
車両のエンジンルームにはエンジンが設けられている。エンジンには、クランク軸やピストンやシリンダなどを内装するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に設けられると共に吸排気弁などを内装するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上部を覆うシリンダヘッドカバーと、タイミングチェーンなどを内装するケースとが設けられている。図１〜図４に示すように、シリンダヘッド６１の背面には、エキゾーストマニホールドガスケット１を介して、排気マニホールド２０が取付ボルト（図示せず）により取り付けられている。
【００１９】
排気マニホールド２０は、内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備える管状部材をなしている。排気マニホールド２０は、シリンダヘッド６１の排気ポート６２に対向して形成された排気ポート孔２１ａ〜２１ｄと、フランジ部２２とを備える。排気ポート孔２１ａ〜２１ｄは、角部が円弧をなし左右方向で長辺をなす略長方形状に形成されている。
【００２０】
フランジ部２２の外縁部２３は左右方向にて略対称となっている。フランジ部２２の外縁部２３における上部側は、上側凹部２４ａと上側直線部２４ｂ，２４ｃと上側突出部２４ｄ，２４ｅと上側直線部２４ｆ，２４ｇとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。上側凹部２４ａは内側へ向けて円弧状に凹む形状をなしている。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇは、それぞれ直線形状をなしている。上側突出部２４ｄ，２４ｅは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出しており、組付け時にあっては、後述する遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側へ突出する形状をなしている。上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍に上側ボルト穴２６ａ，２６ｂがそれぞれ形成される。フランジ部２２の外縁部２３における下部側は、下側突出部２５ａと下側凹部２５ｂ，２５ｃと下側突出部２５ｄ，２５ｅとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側凹部２５ｂ，２５ｃは、それぞれ内側へ向けて円弧状に凹む形状をなしている。下側突出部２５ａ，２５ｄ，２５ｅは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。下側突出部２５ａ，２５ｄ，２５ｅ近傍にて下側ボルト穴２７ａ，２７ｂ，２７ｃがそれぞれ形成される。これにより、ボルト締結強度が確保される。
【００２１】
エキゾーストマニホールドガスケット１は、遮熱板１０と、遮熱板１０の両側のそれぞれに配置されるガスケット３０，３０とを備える。つまり、ガスケット３０は、遮熱板１０とシリンダヘッド６１との間に配置されると共に、遮熱板１０と排気マニホールド２０との間に配置される。
【００２２】
ガスケット３０には、排気ポート６２および排気ポート孔２１ａ〜２１ｄに対向する排気ポート孔（開口部）３４ａ〜３４ｄが形成されると共に、排気ポート孔３４ａ〜３４ｄの周りにビード３５がそれぞれ形成される。つまり、ビード３５は、左右方向で長辺をなす略長方形状をなし、上辺部３５ａおよび下辺部３５ｂと、これら端部を接続する側辺部３５ｃ，３５ｄとで構成される。これにより、気体流路結合部からの気体の漏れが防止され、気体流路結合部の気密性が保持される。ガスケット３０の外縁部（外周部）３１は左右方向および上下方向にて略対称となっている。ガスケット３０の外縁部３１における上部側は、上側突出部３２ａと上側直線部３２ｂ，３２ｃと上側突出部３２ｄ，３２ｅと上側直線部３２ｆ，３２ｇと上側突出部３２ｈ，３２ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。上側突出部３２ｈ，３２ｄ，３２ａ，３２ｅ，３２ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出しており、組付け時にあっては、後述する遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側へ突出する形状をなしている。上側突出部３２ａは上側突出部３２ｄ，３２ｅよりも外側に突出している。上側突出部３２ｄ，３２ｅは、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にそれぞれ形成される。上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇはそれぞれ直線形状をなしている。上側突出部３２ｄ，３２ｅ近傍には、フランジ部２２の上側ボルト穴２６ａ，２６ｂに対向して上側ボルト穴３６ａ，３６ｂがそれぞれ設けられる。ガスケット３０の外縁部３１における下部側は、下側突出部３３ａと下側直線部３３ｂ，３３ｃと下側突出部３３ｄ，３３ｅと下側直線部３３ｆ，３３ｇと下側突出部３３ｈ，３３ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側直線部３３ｆ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｇは、それぞれ直線形状をなしている。下側突出部３３ｈ，３３ｄ，３３ａ，３３ｅ，３３ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。下側突出部３３ａ，３３ｈ，３３ｉ近傍には、フランジ部２２の下側ボルト穴２７ａ〜２７ｃに対向して下側ボルト穴３７ａ，３７ｂ，３７ｃがそれぞれ形成される。これにより、ボルト締結強度が確保される。つまり、ガスケット３０の外縁部３１は、排気マニホールド２０のフランジ部２２と同様、凹凸形状をなしている。
【００２３】
遮熱板１０は、防錆機能を有した薄板鋼板である。遮熱板１０は、ガスケット３０が接合する接合部１１、接合部１１の上端部に接続し、排気マニホールド２０側へ屈曲し当該排気マニホールド２０上方へ傾斜して延在する傾斜部１６、傾斜部１６の上端部に接続し、略上方へ屈曲して延在する立脚部１７を備える。つまり、傾斜部１６および立脚部１７は、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する遮熱部をなしている。傾斜部１６および立脚部１７は、ビード加工が施されており、微小な凹凸形状をなしている。
【００２４】
遮熱板１０の接合部１１には、排気ポート６２および排気マニホールド２０の排気ポート孔２１ａ〜２１ｄならびにガスケット３０の排気ポート孔３４ａ〜３４ｄに対向する排気ポート孔１１ａ〜１１ｄが形成される。遮熱板１０の接合部１１の外縁部における下部側は、ガスケット３０と同様、左右方向にて略対称となっている。遮熱板１０の接合部１１の外縁部における下部側は、下側突出部１８ａと下側直線部１８ｂ，１８ｃと下側突出部１８ｄ，１８ｅと下側直線部１８ｆ，１８ｇと下側突出部１８ｈ，１８ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側直線部１８ｆ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｇは、それぞれ直線形状をなしている。下側突出部１８ｈ，１８ｄ，１８ａ，１８ｅ，１８ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。遮熱板１０の接合部１１には、フランジ部２２のボルト穴２５ａ，２５ｂ，２６ａ〜２６ｃおよびガスケット３０のボルト穴３６ａ，３６ｂ，３７ａ〜３７ｃに対向してボルト穴１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃがそれぞれ形成される。これにより、ガスケット３０、遮熱板１０、ガスケット３０を介して排気マニホールド２０をシリンダヘッド６１にボルト（図示せず）で締結することができる。
【００２５】
さらに、遮熱板１０の接合部１１には、組付け時に排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）１４，１４がそれぞれ形成される。これにより、エンジンの振動に伴って排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット１４，１４があるため、遮熱板１０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。なお、組付け時には、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅも遮熱板１０のスリット１４，１４に対向する位置に配置される。
【００２６】
スリット１４は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状であって、上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍から当該上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍の排気ポート孔１１ａ〜１１ｄへ直線状で延在する２つの直線部１４ａ，１４ｂと、これら直線部１４ａ，１４ｂを逆Ｖ字形状で接続する接続部１４ｃとを備える。つまり、スリット１４は、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｖ字形状をなし、排気マニホールド２０のフランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３に対向する位置に形成される。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板１０が振動しても、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状をなすスリット１４があるため、上側突出部２４ｄ，２４ｅと遮熱板１０との接触をより確実に防ぐことができる。その結果、応力集中によるクラックの発生をより確実に防止することができる。
【００２７】
遮熱板１０の接合部１１には、組付け時にガスケット３０の上側突出部３２ａに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）１５がさらに形成される。これにより、エンジンの振動に伴ってガスケット３０の外縁部３１、特に上側突出部３２ａにおける外縁部３１を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部３２ａに対向する位置にスリット１５があるため、遮熱板１０はガスケット３０の上側突出部３２ａとは接触しなくなる。また、上述した通り、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅに対向する位置にもスリット１４，１４があり、遮熱板１０はガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅとも接触しなくなる。このとき、遮熱板１０は、ガスケット３０の上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇにおける外縁部３１にて接触し、これら上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇの外縁部３１を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動することになる。よって、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１を起点とする場合と比べて、接触箇所が大きいため応力が分散されることになる。その結果、エンジンの振動に伴う遮熱板１０の振動に起因するクラックの発生を防止することができ、遮熱板１０の耐久性の向上をより確実に図ることができる。スリット１５は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状であって、左右方向中央にて傾斜部１７近傍から排気ポート孔１１ｂ，１１ｃ近傍へ直線状で延在する２つの直線部１５ａ，１５ｂと、これら直線部１５ａ，１５ｂを逆Ｖ字形状で接続する接続部１５ｃとを備える。
【００２８】
したがって、本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、遮熱板１０における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット１４，１４がそれぞれ設けられることにより、エンジンの振動に伴ってフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、スリット１４，１４があるため、遮熱板１０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇの外縁部２３との接触箇所は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３との接触箇所より大きく、応力を分散することができる。また、スリット１４があることで、遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側が変形し易く、上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍への応力の集中が緩和される。その結果、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止して、遮熱板１０の耐久性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００２９】
本発明の第２の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造について、図５に基づいて具体的に説明する。本実施例は、気体流路結合部をエンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの結合部に適用している。
本実施例は、スリット形状を変更した遮熱板を具備するものであって、それ以外は上述の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造と同一部材を具備する。本実施例では、上述した第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造と同一部材および同一形状には同一符号を付記している。
【００３０】
本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造は、図５に示すように、シリンダヘッド６１の背面にて、排気マニホールドのフランジ部２２との間に設けられたエキゾーストマニホールドガスケット２を備える。エキゾーストマニホールドガスケット２は、遮熱板４０と、遮熱板４０の両側のそれぞれに配置されるガスケット３０，３０とを備える。
【００３１】
遮熱板４０は、上述した第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造が具備する遮熱板１０と同様、防錆機能を有した薄板鋼板であって、接合部１１、傾斜部１６、立脚部１７を備える。傾斜部１６および立脚部１７は、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する遮熱部をなしている。傾斜部１６および立脚部１７はビード加工が施されており、微小な凹凸形状をなしている。
【００３２】
遮熱板４０の接合部１１には、組付け時に排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）４１，４１がそれぞれ形成される。これにより、エンジンの振動に伴って排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット４１，４１があるため、遮熱板４０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。その結果、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点として遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動していたときと比べて起点となる接触箇所が大きく応力が分散されることになるため、遮熱板４０の耐久性の向上を図ることができる。
【００３３】
スリット４１は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状であって、上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍に設けられ、略上下方向に直線状で延在する２つの直線部４１ａ，４１ｂと、これら直線部４１ａ，４１ｂを逆Ｕ字形状で接続する接続部４１ｃとを備える。つまり、スリット４１は、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｕ字形状をなし、排気マニホールド２０のフランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３に対向する位置に形成される。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板４０が振動しても、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状をなすスリット４１があるため、上側突出部２４ｄ，２４ｅと遮熱板４０との接触をより確実に防ぐことができる。その結果、応力集中によるクラックの発生をより確実に防止することができる。
【００３４】
遮熱板４０の接合部１１には、組付け時にガスケット３０の上側突出部３２ａに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）４２がさらに形成される。これにより、エンジンの振動に伴ってガスケット３０の外縁部３１、特に上側突出部３２ａにおける外縁部３１を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部３２ａに対向する位置にスリット４２があるため、遮熱板４０はガスケット３０の上側突出部３２ａとは接触しなくなる。また、上述した通り、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅに対向する位置にもスリット４１，４１があり、遮熱板４０はガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅとも接触しなくなる。このとき、遮熱板４０は、ガスケット３０の上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇにおける外縁部３１にて接触し、これら上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇの外縁部３１を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動することになる。よって、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１を起点とする場合と比べて、接触箇所が大きいため応力が分散されることになる。その結果、エンジンの振動に伴う遮熱板４０の振動に起因するクラックの発生を防止することができ、遮熱板４０の耐久性の向上をより確実に図ることができる。スリット４２は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状であって、左右方向中央における傾斜部１７近傍に設けられ、略上下方向に直線状で延在する２つの直線部４２ａ，４２ｂと、これら直線部４２ａ，４２ｂを逆Ｕ字形状で接続する接続部４２ｃとを備える。つまり、スリット４２は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｕ字形状をなしている。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板４０が振動をしても、上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状をなすスリット４２があるため、遮熱板４０とガスケット３０の上側突出部３２ａとの接触をより確実に防ぐことができる。
【００３５】
上述したスリット４１の直線部４１ａ，４１ｂ、およびスリット４２の直線部４２ａ，４２ｂは、ガスケット３０のビード３５の上辺部３５ａよりも下方の位置まで延在している。つまり、スリット４１の両端部４１ｄ，４１ｅ、およびスリット４２の両端部４２ｄ，４２ｅは、隣り合うビード３５，３５に挟まれた領域に配置されることになる。これにより、傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）に最も近いビード３５の上辺部３５ａ（外周部）に沿ってクラックが発生する虞があるが、スリット４１，４２の端部４１ｄ，４１ｅ，４２ｄ，４２ｅがビード３５の上辺部３５ａの延在方向上にないため、スリット４１，４２が応力集中によるクラックの発生起点となりにくくなる。その結果、ビード３５の外周部に沿ったクラックの発生を防止することができ、気体流路結合部の気密性を向上させつつ、遮熱板の耐久性を保持することができる。
【００３６】
したがって、本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、第１の実施例と同様、遮熱板４０における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット４１，４１がそれぞれ設けられることにより、エンジンの振動に伴ってフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、スリット４１，４１があるため、遮熱板４０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇの外縁部２３との接触箇所は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３との接触箇所より大きく、応力を分散することができる。また、スリット４１があることで、遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側が変形し易く、上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍への応力の集中が緩和される。その結果、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止して、遮熱板４０の耐久性の向上を図ることができる。
【００３７】
なお、上記では、気体流路結合部の遮熱構造を排気マニホールド側に適用したものについて説明したが、吸気マニホールド側に適用することも可能である。この吸気マニホールド側に適用した気体流路結合部の遮熱構造であっても、上記の排気マニホールド側に適用した気体流路結合部の遮熱構造と同じ作用効果を奏する。
【００３８】
上記では、４つの排気ポートを備えたエンジンに接続される排気マニホールドに適用した気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、４つに限らず複数個の排気ポートを備えたエンジンに接続される排気マニホールドに適用した気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【００３９】
上記では、遮熱板の両側のそれぞれにガスケットを配置した気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、遮熱板とガスケットとを一体にした気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。遮熱板の一方にのみガスケットを配置した気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【００４０】
上記では、逆Ｖ字形状や逆Ｕ字形状のスリットが形成された遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、スリットの形成箇所にスリットの代わりに例えば薄肉など他の箇所と比べて強度が弱められた脆弱部が形成された遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、クラックの発生を防止して耐久性の向上を図ることができるので、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１，２ エキゾーストマニホールドガスケット
１０ 遮熱板
１１ａ 排気ポート孔（開口部）
１２ａ，１２ｂ 上側ボルト穴
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 下側ボルト穴
１４ スリット
１４ａ，１４ｂ 直線部
１４ｃ 接続部
１５ スリット
１５ａ，１５ｂ 直線部
１５ｃ 接続部
２０ 排気マニホールド（管状部材）
２１ａ〜２１ｄ 排気ポート孔
２２ フランジ部
２３ 外縁部
２４ａ 上側凹部
２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇ 上側直線部
２４ｄ，２４ｅ 上側突出部
２６ａ，２６ｂ 上側ボルト穴
２７ａ〜２７ｃ 下側ボルト穴
３０ ガスケット
３１ 外縁部
３２ａ 上側突出部
３２ｂ，３２ｃ，３２ｆ，３２ｇ 上側直線部
３２ｄ，３２ｅ，３２ｈ，３２ｉ 上側突出部
３４ａ〜３４ｄ 排気ポート孔
３５ ビード
３５ａ 上辺部
３６ａ，３６ｂ 上側ボルト穴
３７ａ〜３７ｃ 下側ボルト穴
４０ 遮熱板
４１ スリット
４１ａ，４１ｂ 直線部
４１ｃ 接続部
４２ スリット
４２ａ，４２ｂ 直線部
４２ｃ 接続部
６１ シリンダヘッド
６２ 排気ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体流路結合部の遮熱構造に関し、詳細には、車両に搭載されるエンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドもしくは吸気マニホールドとの結合部に用いて好適な気体流路結合部の遮熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気マニホールドは、その入側がエンジンのシリンダヘッドに接続される一方、その出側が触媒装置などを備えた排気通路に接続されており、エンジンにおける各燃焼室から排気された排気ガスを排気通路に流下させている。また、排気ガスは高温で且つ多くのエネルギを含むだけでなく、シリンダ内で膨張されて圧力も高くなっていることから、排気マニホールドは高温に晒される。
【０００３】
そのため、排気マニホールドは高温になることがあり、排気マニホールド周辺に設けられる各種部品に対し熱的影響が及ぶおそれがある。特に、シリンダヘッド上方に設けられるヘッドカバーは、鋼などと比べて耐熱性に劣る樹脂部材で形成されており、熱劣化しやすい傾向にある。したがって、高温に晒される排気マニホールドからの熱気による影響を低減するために、排気マニホールドとエンジンとの結合部には気体流路結合部の遮熱構造が従来から設けられている。
【０００４】
上述の気体流路結合部の遮熱構造は、例えば、図６に示すように、シリンダヘッド（図示せず）と排気マニホールド（図示せず）との間に設けられたエキゾーストマニホールドガスケット１００を備える。このエキゾーストマニホールドガスケット１００は、遮熱板１１０と、遮熱板１１０の両側のそれぞれに設けられたガスケット１２０とを具備し、これらがボルトにより排気マニホールドと共にそのフランジ部１３０を介してシリンダヘッド１０１に締結されている。この遮熱板１００は、シリンダヘッド１０１と排気マニホールドとの接合部よりも上方に延設すると共に、排気マニホールド上方へ延設した形状となっている。これにより、排気マニホールド側からシリンダヘッド１０１側への熱遮断を行っている。フランジ部１３０には、外側に向けて突出する突出部１３２ａ〜１３２ｅが形成されると共に、突出部１３２ａ〜１３２ｅ近傍にボルト穴１３１ａ〜１３１ｅが形成されている。
【０００５】
上述したような、従来の気体流路結合部の遮熱構造は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００６】
他方、吸気マニホールドは種々開発されており、吸気マニホールドとして、例えば、エンジンの軽量化の観点から、鋳鉄や鋼やアルミニウム合金などの金属の代わりに樹脂を用いて形成されたものがある。樹脂製吸気マニホールドの出側は、ガスケットを介してエンジンのシリンダヘッドに接続されている。樹脂製吸気マニホールドとエンジンのシリンダヘッドとは、フランジ部において上述のガスケットを挟んでボルトにより締結されている。ところで、樹脂製吸気マニホールドは、従来の金属製吸気マニホールドよりも耐熱性が劣るため、例えば、樹脂製吸気マニホールドとエンジンのシリンダヘッドとの結合部には遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９１８３３号公報（例えば、明細書の段落［００２９］〜［００３８］、［図２］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の車両においては、燃費などの向上を図るために、各種部材の薄板化や部品点数の削減などによる軽量化が進められている。しかしながら、例えば、車両の軽量化を図ろうとして、部材の薄板化を排気マニホールド側における従来の気体流路結合部の遮熱構造に適用しようとした場合、遮熱板にて強度不足を招くおそれがある。例えば、上述の遮熱板は、シリンダヘッドに片持ち支持される構成であり、エンジンの振動に伴って振動すると、遮熱板における所定の箇所、特に、排気マニホールドが、外縁部の一部が外側に向かって突出しているフランジ部を備える場合、その部分に対向する箇所に応力が集中することによりクラックが生じてしまう可能性があった。すなわち、従来の排気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造では耐久性の向上を図ることは困難である。
【０００９】
上述した吸気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造においても、軽量化の観点から遮熱板の薄板化を適用しようとした場合、排気マニホールド側と同様、吸気マニホールドのフランジ部の外縁部に対向する所定の箇所に応力が集中することにより、クラックが生じてしまう可能性があった。すなわち、従来の吸気マニホールド側における気体流路結合部の遮熱構造においても耐久性の向上を図ることは困難である。
【００１０】
以上のことから、本発明は上述したような問題を解決するために為されたものであって、クラックの発生を防止して耐久性の向上を図ることができる気体流路結合部の遮熱構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備え、前記内燃機関のシリンダヘッドにフランジ部を介して締結される管状部材と、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部と共に前記内燃機関に締結される接合部と、前記接合部と一体に形成され前記フランジ部の外縁部より外側に突出する遮熱部とから形成される遮熱板と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記フランジ部が、前記遮熱部側に位置する前記外縁部が前記遮熱部側に突出する突出部を備えた形状であり、
前記接合部が、前記突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備える
ことを特徴とする。
【００１２】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
上述した発明に係る気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記脆弱部が、前記突出部の前記外縁部に沿って形成される
ことを特徴とする。
【００１３】
前述した課題を解決する本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、
上述した発明に係る気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部及び前記遮熱板と共に前記内燃機関に締結されるガスケットを具備し、
前記管状部材の流路は複数あり、
前記ガスケットが、前記複数の流路に対向して形成された複数の開口部と、それぞれの前記開口部の縁部に沿って環状に形成されたビードとを備え、
前記脆弱部の端部が、隣り合う前記ビードで挟まれた領域に配置される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、接合部が突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備えることにより、内燃機関の振動に伴ってフランジ部の前記外縁部、特に前記外縁部の一部が前記遮熱部側に突出する場合にはその部分を起点に前記遮熱部側が振動しても、前記脆弱部があることで、前記遮熱部側が変形し易く、前記部分への応力集中が緩和される。よって、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止することができる。その結果、遮熱板の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の説明図であって、図４（ａ）にそれが具備する遮熱板の平面を示し、図４（ｂ）にそれが具備するガスケットの平面を示し、図４（ｃ）にそれが具備する排気マニホールドのフランジ部の平面を示す。
【図５】本発明の第２の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造の平面図である。
【図６】従来の排気マニホールドの遮熱構造の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造を実施するための形態について、実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造について、図１〜図４に基づいて具体的に説明する。本実施例は、気体流路結合部をエンジン（内燃機関）のシリンダヘッドと排気マニホールドとの結合部に適用している。
【００１８】
車両のエンジンルームにはエンジンが設けられている。エンジンには、クランク軸やピストンやシリンダなどを内装するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に設けられると共に吸排気弁などを内装するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上部を覆うシリンダヘッドカバーと、タイミングチェーンなどを内装するケースとが設けられている。図１〜図４に示すように、シリンダヘッド６１の背面には、エキゾーストマニホールドガスケット１を介して、排気マニホールド２０が取付ボルト（図示せず）により取り付けられている。
【００１９】
排気マニホールド２０は、内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備える管状部材をなしている。排気マニホールド２０は、シリンダヘッド６１の排気ポート６２に対向して形成された排気ポート孔２１ａ〜２１ｄと、フランジ部２２とを備える。排気ポート孔２１ａ〜２１ｄは、角部が円弧をなし左右方向で長辺をなす略長方形状に形成されている。
【００２０】
フランジ部２２の外縁部２３は左右方向にて略対称となっている。フランジ部２２の外縁部２３における上部側は、上側凹部２４ａと上側直線部２４ｂ，２４ｃと上側突出部２４ｄ，２４ｅと上側直線部２４ｆ，２４ｇとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。上側凹部２４ａは内側へ向けて円弧状に凹む形状をなしている。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇは、それぞれ直線形状をなしている。上側突出部２４ｄ，２４ｅは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出しており、組付け時にあっては、後述する遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側へ突出する形状をなしている。上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍に上側ボルト穴２６ａ，２６ｂがそれぞれ形成される。フランジ部２２の外縁部２３における下部側は、下側突出部２５ａと下側凹部２５ｂ，２５ｃと下側突出部２５ｄ，２５ｅとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側凹部２５ｂ，２５ｃは、それぞれ内側へ向けて円弧状に凹む形状をなしている。下側突出部２５ａ，２５ｄ，２５ｅは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。下側突出部２５ａ，２５ｄ，２５ｅ近傍にて下側ボルト穴２７ａ，２７ｂ，２７ｃがそれぞれ形成される。これにより、ボルト締結強度が確保される。
【００２１】
エキゾーストマニホールドガスケット１は、遮熱板１０と、遮熱板１０の両側のそれぞれに配置されるガスケット３０，３０とを備える。つまり、ガスケット３０は、遮熱板１０とシリンダヘッド６１との間に配置されると共に、遮熱板１０と排気マニホールド２０との間に配置される。
【００２２】
ガスケット３０には、排気ポート６２および排気ポート孔２１ａ〜２１ｄに対向する排気ポート孔（開口部）３４ａ〜３４ｄが形成されると共に、排気ポート孔３４ａ〜３４ｄの周りにビード３５がそれぞれ形成される。つまり、ビード３５は、左右方向で長辺をなす略長方形状をなし、上辺部３５ａおよび下辺部３５ｂと、これら端部を接続する側辺部３５ｃ，３５ｄとで構成される。これにより、気体流路結合部からの気体の漏れが防止され、気体流路結合部の気密性が保持される。ガスケット３０の外縁部（外周部）３１は左右方向および上下方向にて略対称となっている。ガスケット３０の外縁部３１における上部側は、上側突出部３２ａと上側直線部３２ｂ，３２ｃと上側突出部３２ｄ，３２ｅと上側直線部３２ｆ，３２ｇと上側突出部３２ｈ，３２ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。上側突出部３２ｈ，３２ｄ，３２ａ，３２ｅ，３２ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出しており、組付け時にあっては、後述する遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側へ突出する形状をなしている。上側突出部３２ａは上側突出部３２ｄ，３２ｅよりも外側に突出している。上側突出部３２ｄ，３２ｅは、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にそれぞれ形成される。上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇはそれぞれ直線形状をなしている。上側突出部３２ｄ，３２ｅ近傍には、フランジ部２２の上側ボルト穴２６ａ，２６ｂに対向して上側ボルト穴３６ａ，３６ｂがそれぞれ設けられる。ガスケット３０の外縁部３１における下部側は、下側突出部３３ａと下側直線部３３ｂ，３３ｃと下側突出部３３ｄ，３３ｅと下側直線部３３ｆ，３３ｇと下側突出部３３ｈ，３３ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側直線部３３ｆ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｇは、それぞれ直線形状をなしている。下側突出部３３ｈ，３３ｄ，３３ａ，３３ｅ，３３ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。下側突出部３３ａ，３３ｈ，３３ｉ近傍には、フランジ部２２の下側ボルト穴２７ａ〜２７ｃに対向して下側ボルト穴３７ａ，３７ｂ，３７ｃがそれぞれ形成される。これにより、ボルト締結強度が確保される。つまり、ガスケット３０の外縁部３１は、排気マニホールド２０のフランジ部２２と同様、凹凸形状をなしている。
【００２３】
遮熱板１０は、防錆機能を有した薄板鋼板である。遮熱板１０は、ガスケット３０が接合する接合部１１、接合部１１の上端部に接続し、排気マニホールド２０側へ屈曲し当該排気マニホールド２０上方へ傾斜して延在する傾斜部１６、傾斜部１６の上端部に接続し、略上方へ屈曲して延在する立脚部１７を備える。つまり、傾斜部１６および立脚部１７は、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する遮熱部をなしている。傾斜部１６および立脚部１７は、ビード加工が施されており、微小な凹凸形状をなしている。
【００２４】
遮熱板１０の接合部１１には、排気ポート６２および排気マニホールド２０の排気ポート孔２１ａ〜２１ｄならびにガスケット３０の排気ポート孔３４ａ〜３４ｄに対向する排気ポート孔１１ａ〜１１ｄが形成される。遮熱板１０の接合部１１の外縁部における下部側は、ガスケット３０と同様、左右方向にて略対称となっている。遮熱板１０の接合部１１の外縁部における下部側は、下側突出部１８ａと下側直線部１８ｂ，１８ｃと下側突出部１８ｄ，１８ｅと下側直線部１８ｆ，１８ｇと下側突出部１８ｈ，１８ｉとを備え、これらが左右方向中央からその両側部に向けて順番に配置して構成されている。下側直線部１８ｆ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｇは、それぞれ直線形状をなしている。下側突出部１８ｈ，１８ｄ，１８ａ，１８ｅ，１８ｉは、それぞれ外側へ向けて円弧状に突出する形状をなしている。遮熱板１０の接合部１１には、フランジ部２２のボルト穴２５ａ，２５ｂ，２６ａ〜２６ｃおよびガスケット３０のボルト穴３６ａ，３６ｂ，３７ａ〜３７ｃに対向してボルト穴１２ａ，１２ｂ，１３ａ〜１３ｃがそれぞれ形成される。これにより、ガスケット３０、遮熱板１０、ガスケット３０を介して排気マニホールド２０をシリンダヘッド６１にボルト（図示せず）で締結することができる。
【００２５】
さらに、遮熱板１０の接合部１１には、組付け時に排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）１４，１４がそれぞれ形成される。これにより、エンジンの振動に伴って排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット１４，１４があるため、遮熱板１０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。なお、組付け時には、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅも遮熱板１０のスリット１４，１４に対向する位置に配置される。
【００２６】
スリット１４は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状であって、上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍から当該上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍の排気ポート孔１１ａ〜１１ｄへ直線状で延在する２つの直線部１４ａ，１４ｂと、これら直線部１４ａ，１４ｂを逆Ｖ字形状で接続する接続部１４ｃとを備える。つまり、スリット１４は、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｖ字形状をなし、排気マニホールド２０のフランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３に対向する位置に形成される。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板１０が振動しても、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状をなすスリット１４があるため、上側突出部２４ｄ，２４ｅと遮熱板１０との接触をより確実に防ぐことができる。その結果、応力集中によるクラックの発生をより確実に防止することができる。
【００２７】
遮熱板１０の接合部１１には、組付け時にガスケット３０の上側突出部３２ａに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）１５がさらに形成される。これにより、エンジンの振動に伴ってガスケット３０の外縁部３１、特に上側突出部３２ａにおける外縁部３１を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部３２ａに対向する位置にスリット１５があるため、遮熱板１０はガスケット３０の上側突出部３２ａとは接触しなくなる。また、上述した通り、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅに対向する位置にもスリット１４，１４があり、遮熱板１０はガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅとも接触しなくなる。このとき、遮熱板１０は、ガスケット３０の上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇにおける外縁部３１にて接触し、これら上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇの外縁部３１を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動することになる。よって、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１を起点とする場合と比べて、接触箇所が大きいため応力が分散されることになる。その結果、エンジンの振動に伴う遮熱板１０の振動に起因するクラックの発生を防止することができ、遮熱板１０の耐久性の向上をより確実に図ることができる。スリット１５は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状であって、左右方向中央にて傾斜部１７近傍から排気ポート孔１１ｂ，１１ｃ近傍へ直線状で延在する２つの直線部１５ａ，１５ｂと、これら直線部１５ａ，１５ｂを逆Ｖ字形状で接続する接続部１５ｃとを備える。
【００２８】
したがって、本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、遮熱板１０における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット１４，１４がそれぞれ設けられることにより、エンジンの振動に伴ってフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点に遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、スリット１４，１４があるため、遮熱板１０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇの外縁部２３との接触箇所は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３との接触箇所より大きく、応力を分散することができる。また、スリット１４があることで、遮熱板１０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側が変形し易く、上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍への応力の集中が緩和される。その結果、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止して、遮熱板１０の耐久性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００２９】
本発明の第２の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造について、図５に基づいて具体的に説明する。本実施例は、気体流路結合部をエンジンのシリンダヘッドと排気マニホールドとの結合部に適用している。
本実施例は、スリット形状を変更した遮熱板を具備するものであって、それ以外は上述の第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造と同一部材を具備する。本実施例では、上述した第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造と同一部材および同一形状には同一符号を付記している。
【００３０】
本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造は、図５に示すように、シリンダヘッド６１の背面にて、排気マニホールドのフランジ部２２との間に設けられたエキゾーストマニホールドガスケット２を備える。エキゾーストマニホールドガスケット２は、遮熱板４０と、遮熱板４０の両側のそれぞれに配置されるガスケット３０，３０とを備える。
【００３１】
遮熱板４０は、上述した第１の実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造が具備する遮熱板１０と同様、防錆機能を有した薄板鋼板であって、接合部１１、傾斜部１６、立脚部１７を備える。傾斜部１６および立脚部１７は、接合部１１と一体に形成されフランジ部２２の外縁部２３より外側に突出する遮熱部をなしている。傾斜部１６および立脚部１７はビード加工が施されており、微小な凹凸形状をなしている。
【００３２】
遮熱板４０の接合部１１には、組付け時に排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）４１，４１がそれぞれ形成される。これにより、エンジンの振動に伴って排気マニホールド２０のフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット４１，４１があるため、遮熱板４０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。その結果、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点として遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動していたときと比べて起点となる接触箇所が大きく応力が分散されることになるため、遮熱板４０の耐久性の向上を図ることができる。
【００３３】
スリット４１は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状であって、上側ボルト穴１２ａ，１２ｂ近傍に設けられ、略上下方向に直線状で延在する２つの直線部４１ａ，４１ｂと、これら直線部４１ａ，４１ｂを逆Ｕ字形状で接続する接続部４１ｃとを備える。つまり、スリット４１は、フランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｕ字形状をなし、排気マニホールド２０のフランジ部２２の上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３に対向する位置に形成される。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板４０が振動しても、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３に沿う形状をなすスリット４１があるため、上側突出部２４ｄ，２４ｅと遮熱板４０との接触をより確実に防ぐことができる。その結果、応力集中によるクラックの発生をより確実に防止することができる。
【００３４】
遮熱板４０の接合部１１には、組付け時にガスケット３０の上側突出部３２ａに対向する所定の箇所にスリット（脆弱部）４２がさらに形成される。これにより、エンジンの振動に伴ってガスケット３０の外縁部３１、特に上側突出部３２ａにおける外縁部３１を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、上側突出部３２ａに対向する位置にスリット４２があるため、遮熱板４０はガスケット３０の上側突出部３２ａとは接触しなくなる。また、上述した通り、ガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅに対向する位置にもスリット４１，４１があり、遮熱板４０はガスケット３０の上側突出部３２ｄ，３２ｅとも接触しなくなる。このとき、遮熱板４０は、ガスケット３０の上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇにおける外縁部３１にて接触し、これら上側直線部３２ｆ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｇの外縁部３１を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動することになる。よって、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１を起点とする場合と比べて、接触箇所が大きいため応力が分散されることになる。その結果、エンジンの振動に伴う遮熱板４０の振動に起因するクラックの発生を防止することができ、遮熱板４０の耐久性の向上をより確実に図ることができる。スリット４２は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状であって、左右方向中央における傾斜部１７近傍に設けられ、略上下方向に直線状で延在する２つの直線部４２ａ，４２ｂと、これら直線部４２ａ，４２ｂを逆Ｕ字形状で接続する接続部４２ｃとを備える。つまり、スリット４２は、ガスケット３０の上側突出部３２ａの頂点を中心として両端部が前記中心よりも下方に延在する逆Ｕ字形状をなしている。これにより、エンジンの振動に伴って遮熱板４０が振動をしても、上側突出部３２ａの外縁部３１に沿う形状をなすスリット４２があるため、遮熱板４０とガスケット３０の上側突出部３２ａとの接触をより確実に防ぐことができる。
【００３５】
上述したスリット４１の直線部４１ａ，４１ｂ、およびスリット４２の直線部４２ａ，４２ｂは、ガスケット３０のビード３５の上辺部３５ａよりも下方の位置まで延在している。つまり、スリット４１の両端部４１ｄ，４１ｅ、およびスリット４２の両端部４２ｄ，４２ｅは、隣り合うビード３５，３５に挟まれた領域に配置されることになる。これにより、傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）に最も近いビード３５の上辺部３５ａ（外周部）に沿ってクラックが発生する虞があるが、スリット４１，４２の端部４１ｄ，４１ｅ，４２ｄ，４２ｅがビード３５の上辺部３５ａの延在方向上にないため、スリット４１，４２が応力集中によるクラックの発生起点となりにくくなる。その結果、ビード３５の外周部に沿ったクラックの発生を防止することができ、気体流路結合部の気密性を向上させつつ、遮熱板の耐久性を保持することができる。
【００３６】
したがって、本実施例に係る気体流路結合部の遮熱構造によれば、第１の実施例と同様、遮熱板４０における上側突出部２４ｄ，２４ｅに対向する位置にスリット４１，４１がそれぞれ設けられることにより、エンジンの振動に伴ってフランジ部２２の外縁部２３、特に上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３を起点に遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７側が振動しようとするが、スリット４１，４１があるため、遮熱板４０が上側突出部２４ｄ，２４ｅにおける外縁部２３とは接触せずにフランジ部２２の上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇにおける外縁部２３にて接触することになる。上側直線部２４ｆ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｇの外縁部２３との接触箇所は、上側突出部２４ｄ，２４ｅの外縁部２３との接触箇所より大きく、応力を分散することができる。また、スリット４１があることで、遮熱板４０の傾斜部１６および立脚部１７（遮熱部）側が変形し易く、上側突出部２４ｄ，２４ｅ近傍への応力の集中が緩和される。その結果、前記応力集中に起因するクラックの発生を防止して、遮熱板４０の耐久性の向上を図ることができる。
【００３７】
なお、上記では、気体流路結合部の遮熱構造を排気マニホールド側に適用したものについて説明したが、吸気マニホールド側に適用することも可能である。この吸気マニホールド側に適用した気体流路結合部の遮熱構造であっても、上記の排気マニホールド側に適用した気体流路結合部の遮熱構造と同じ作用効果を奏する。
【００３８】
上記では、４つの排気ポートを備えたエンジンに接続される排気マニホールドに適用した気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、４つに限らず複数個の排気ポートを備えたエンジンに接続される排気マニホールドに適用した気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【００３９】
上記では、遮熱板の両側のそれぞれにガスケットを配置した気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、遮熱板とガスケットとを一体にした気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。遮熱板の一方にのみガスケットを配置した気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【００４０】
上記では、逆Ｖ字形状や逆Ｕ字形状のスリットが形成された遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造について説明したが、スリットの形成箇所にスリットの代わりに例えば薄肉など他の箇所と比べて強度が弱められた脆弱部が形成された遮熱板を備えた気体流路結合部の遮熱構造とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る気体流路結合部の遮熱構造は、クラックの発生を防止して耐久性の向上を図ることができるので、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１，２ エキゾーストマニホールドガスケット
１０ 遮熱板
１１ａ 排気ポート孔（開口部）
１２ａ，１２ｂ 上側ボルト穴
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 下側ボルト穴
１４ スリット
１４ａ，１４ｂ 直線部
１４ｃ 接続部
１５ スリット
１５ａ，１５ｂ 直線部
１５ｃ 接続部
２０ 排気マニホールド（管状部材）
２１ａ〜２１ｄ 排気ポート孔
２２ フランジ部
２３ 外縁部
２４ａ 上側凹部
２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇ 上側直線部
２４ｄ，２４ｅ 上側突出部
２６ａ，２６ｂ 上側ボルト穴
２７ａ〜２７ｃ 下側ボルト穴
３０ ガスケット
３１ 外縁部
３２ａ 上側突出部
３２ｂ，３２ｃ，３２ｆ，３２ｇ 上側直線部
３２ｄ，３２ｅ，３２ｈ，３２ｉ 上側突出部
３４ａ〜３４ｄ 排気ポート孔
３５ ビード
３５ａ 上辺部
３６ａ，３６ｂ 上側ボルト穴
３７ａ〜３７ｃ 下側ボルト穴
４０ 遮熱板
４１ スリット
４１ａ，４１ｂ 直線部
４１ｃ 接続部
４２ スリット
４２ａ，４２ｂ 直線部
４２ｃ 接続部
６１ シリンダヘッド
６２ 排気ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備え、前記内燃機関のシリンダヘッドにフランジ部を介して締結される管状部材と、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部と共に前記内燃機関に締結される接合部と、前記接合部と一体に形成され前記フランジ部の外縁部より外側に突出する遮熱部とから形成される遮熱板と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記フランジ部は、前記遮熱部側に位置する前記外縁部が前記遮熱部側に突出する突出部を備えた形状であり、
前記接合部は、前記突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備える
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載された気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記脆弱部は、前記突出部の前記外縁部に沿って形成される
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部及び前記遮熱板と共に前記内燃機関に締結されるガスケットを具備し、
前記管状部材の流路は複数あり、
前記ガスケットは、前記複数の流路に対向して形成された複数の開口部と、それぞれの前記開口部の縁部に沿って環状に形成されたビードとを備え、
前記脆弱部の端部は、隣り合う前記ビードで挟まれた領域に配置される
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【請求項１】
内燃機関のシリンダに流通する気体の流路を備え、前記内燃機関のシリンダヘッドにフランジ部を介して締結される管状部材と、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部と共に前記内燃機関に締結される接合部と、前記接合部と一体に形成され前記フランジ部の外縁部より外側に突出する遮熱部とから形成される遮熱板と、を備えた気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記フランジ部は、前記遮熱部側に位置する前記外縁部が前記遮熱部側に突出する突出部を備えた形状であり、
前記接合部は、前記突出部の外縁部に対向する位置に脆弱部を備える
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載された気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記脆弱部は、前記突出部の前記外縁部に沿って形成される
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された気体流路結合部の遮熱構造であって、
前記内燃機関と前記管状部材の間に配置され、前記フランジ部及び前記遮熱板と共に前記内燃機関に締結されるガスケットを具備し、
前記管状部材の流路は複数あり、
前記ガスケットは、前記複数の流路に対向して形成された複数の開口部と、それぞれの前記開口部の縁部に沿って環状に形成されたビードとを備え、
前記脆弱部の端部は、隣り合う前記ビードで挟まれた領域に配置される
ことを特徴とする気体流路結合部の遮熱構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７６３５２（Ｐ２０１３−７６３５２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６０３６（Ｐ２０１１−２１６０３６）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]