(57)【要約】【課題】シリンダヘッドの排気側面に滲み出たオイルが排気ターボ過給機等の外付け排気系部材のフランジに付着して白煙が発生することを、簡単な構造によって防止する。【解決手段】ガスケット３０は３層の積層構造であり、フランジ３４の露出部３４ａに対応した露出部３０ａを有する。ガスケット３０の露出部３０ａを構成する３層４１〜４３のうち、シリンダヘッド１に近い内層４１に、他の２層４２，４３と分離してシリンダヘッド１の側に入り込んだオフセット部４４を形成している。オフセット部４４は放熱性に優れていて過剰に昇温しないため、オイル４５がオフセット部４４の付け根に到達しても、白煙が発生することはない。オフセット部４４は内層４１を押し曲げただけであるため、加工は容易である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略鉛直状の排気側面に排気穴を設けているシリンダヘッドと、前記排気穴から排出された排気ガスが流入する外付け排気系部材とを有しており、前記外付け排気系部材に設けたフランジが、ガスケットを介して前記シリンダヘッドの排気出口部に固定されている構成であって、
前記ガスケットの上部に、前記シリンダヘッドの排気出口部と外付け排気系部材のフランジとの重合部から上側に露出し、かつ、前記フランジからシリンダヘッドの側に入り込んだオフセット部を設けている、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は内燃機関に関するものであり、詳しくは、排気ターボ過給機や触媒ケース等の外付け排気系部材の固定部に特徴を有している。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関のシリンダヘッドには、シリンダブロックの各気筒に対応した複数の燃焼凹所が形成されており、排気ガスは、各燃焼凹所に開口した排気ポートから排気側面に設けた排気穴に排出されている。一般に、排気ポートは１つの燃焼凹所に２つ形成されており、２つの排気枝通路が１つに集合している。
【０００３】
そして、排気ガスの排出手段として、シリンダヘッドの排気側面に各燃焼凹所に対応した排気穴を形成して、各排気穴の排気ガスを排気マニホールドによって１つに集合させているタイプと、シリンダヘッドの内部に排気集合通路を形成して、排気集合通路に集めた排気ガスを１つの排気穴から排出するタイプとがある。
【０００４】
外付けの排気マニホールドを有する場合は、排気ターボ過給機や触媒ケースは排気マニホールドの集合部に接続されている。他方、排気集合通路内蔵式の場合は、排気ターボ過給機や触媒ケースはシリンダヘッドの排気出口部にボルト（及びナット）で固定されている。いずれにしても、シリンダヘッドと排気マニホールド等の間には、シールのためにガスケットを介挿させている。
【０００５】
排気マニホールドにしても排気ターボ過給機や触媒ケースにしても、その始端には接合のためのフランジが形成されており、フランジがシリンダヘッド等に固定されている。そして、フランジは排気ガスの熱によって高温になるため、例えばオイル交換に際して油滴がフランジに付着すると、機関が運転によって昇温すると、付着した油滴が燃えて白煙を発生させて、人に不安を抱かせることがある。
【０００６】
この白煙対策として、特許文献１では、ガスケットの上部を上向きに延長して、この上向き延長部を傾斜させてフランジを覆うことにより、オイルがフランジに付着することを防止している。他方、特許文献２では、ガスケットの下部を下向きに延長して、下向き延長部のガイド作用によってオイルを伝い落すことにより、オイルの燃焼を防止せんとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平５−１６２３号公報
【特許文献２】特開平８−１３５５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、シリンダヘッドにはヘッドカバーが固定されているが、経年使用により、シリンダヘッドとヘッドカバーとの合わせ面から外側にオイルが滲み出ることがあり、この滲み出たオイルが下方に伝い落ちて、排気マニホールドや排気ターボ過給機等のフランジに付着すると、この場合も白煙が発生するおそれがある。しかし、特許文献１，２ではこのような現象には対処できない。
【０００９】
また、排気マニホールドや排気ターボ過給機等のフランジは必ずしも全面がシリンダヘッドに重なっているとは限らず、上部が露出している場合があるが、この場合、ガスケットはフランジと同じ形状に形成していることから、ガスケットの上部にも露出部が存在しており、シリンダヘッドの外面を伝い流れたオイルがこのガスケットの露出部に付着すると、機関の運転によるガスケットの昇温により、やはり白煙を発生しやすくなるが、特許文献１，２とも課題が相違するため、この問題の改善は期待できない。
【００１０】
本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、
「略鉛直状の排気側面に排気穴を設けているシリンダヘッドと、前記排気穴から排出された排気ガスが流入する外付け排気系部材とを有しており、前記外付け排気系部材に設けたフランジが、ガスケットを介して前記シリンダヘッドの排気出口部に固定されている構成であって、
前記ガスケットの上部に、前記シリンダヘッドの排気出口部と外付け排気系部材のフランジとの重合部から上側に露出し、かつ、前記フランジからシリンダヘッドの側に入り込んだオフセット部を設けている」
という構成である。
【００１２】
なお、本願発明は単層式のガスケットも適用可能であるが、２枚重ねや３枚重ねような積層タイプのガスケットが好ましい。積層タイプのガスケットを使用する場合、積層部の全体にオフセット部を形成することも可能であるが、シリンダヘッドの側に位置した一部の層のみにオフセット部を形成するのが好ましい。
【００１３】
また、ガスケットの上部をフランジの上面から上方に露出させて、ガスケットのみにオフセット部（露出部）を形成することも可能であるが、フランジの上部に露出部がある場合、ガスケットにもフランジの露出部と同じ露出部を形成して、この露出部にオフセット部を設けることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明では、ガスケットのオフセット部は外付け排気系部材のフランジには重なっておらず、フランジから逃げているため、オフセット部の放熱性は非常に高くなっていて、外付け排気系部材のフランジよりは遥かに温度が低くなっている。
【００１５】
従って、例えば、シリンダヘッドとヘッドカバーとの合わせ面からオイルが滲み出て、これがシリンダヘッドの排気側面を伝ってガスケットの付け根に到達しても、オイルが燃えて白煙を生じる現象を防止できる。従って、白煙によって人に不安を抱かせることも防止できる。オイル交換に際して、オイルがシリンダヘッドの排気側面に付着した場合も同様である。なお、ガスケットのオフセット部に至ったオイルは、オフセット部の付け根に沿って下方に流れ落ちたり、熱で蒸発して消失したりするため、悪影響は生じない。
【００１６】
ガスケットが複層構造である場合、一部の層をオフセット部として、他の層はフランジに重ねた状態にしておくと、洗浄水や雨水がガスケットの個所に落ちても、水がフランジの内面に触れることがないため、フランジの腐食を防止できる利点がある。
【００１７】
フランジの上部が、クランク軸線方向から見て前後２か所に設けたボスにボルトで固定されていて、前後のボスの間に上向きの空所が存在する場合、ガスケットのオフセット部は前後のボスの間に位置することになるが、オフセット部はシリンダヘッドの方向にはみ出しているため、オフセット部を、ガスケットの位置決めや仮止めのストッパーとして機能させることができる。従って、この場合は、ガスケットの位置決めの手間を抑制して、組み付け作業の能率アップに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態を示す図で、（Ａ）は部分的なシリンダヘッドの平面図、（Ｂ）はシリンダヘッドの側面図である。
【図２】シリンダヘッドの底面図である。
【図３】（Ａ）はシリンダヘッドの背面図、（Ｂ）は図１，図２のIIIB-IIIB 視断面図である。
【図４】図１，図２の IV-IV視断面図である。
【図５】シリンダヘッドとガスケットと排気ターボ過給機との分離側面図である。
【図６】シリンダヘッドとガスケットと排気ターボ過給機との分離平面図である。
【図７】シリンダヘッドとガスケットとの分離斜視図である。
【図８】（Ａ）は組み付けた状態での図４と同じ個所の断面図、（Ｂ）はオイルの流れを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、方向を特定するため「前後」「左右」の文言をするが、クランク軸線方向を前後方向として定義している。側面視は、クランク軸線とシリンダボア軸線との両方に直交した方向から見た状態である。念のため、図１，７に方向を明示している。前と後ろも表示しているが、タイミングチェーンを配置している側が前である。本実施形態では、上下方向は、シリンダボアの軸線方向でかつ鉛直方向である。
【００２０】
(1).シリンダヘッドの概要
まず、主として図１〜４（及び図７）に基づいて、シリンダヘッド１の概要を説明する。図１（Ａ）や図２から理解できるように、本実施形態の内燃機関は３気筒ガソリン機関であり、シリンダヘッド１の底面には、３つの燃焼用凹所２がクランク軸線３の方向に並んでいる。燃焼用凹所２は台錘状の形態であり、当然ながら、シリンダブロック４に形成したシリンダボア５と同心になっている（図３（Ａ），図５参照）。
【００２１】
シリンダヘッド１のうち各燃焼用凹所２の中心の個所には、点火プラグ挿入穴６が空いている。また、シリンダヘッド１の上面には凹所７が形成されており、従って、周囲は上向きの壁８で構成されている。壁８の上面に、ヘッドカバー９（図８参照）が重ね固定される。そこで、壁８には、ヘッドカバー９を固定するボルトをねじ込むための外向き突出部１０が、周方向に沿って飛び飛びで形成されている。
【００２２】
図２に示すように、各燃焼用凹所２には、２つずつの吸気ポート１１と排気ポート１２とが、クランク軸線３を挟んだ両側に振り分けた状態で開口している。図１（Ａ）において、符号１３は排気弁軸装着穴を示し、符号１４はカム軸の軸受け部を示し、符号１５はヘッドボルト挿通穴を示している。
【００２３】
図２，３（Ａ）に示すように、クランク軸線３の方向から見て一方の長手側面は吸気側面１ａになっている。他方、クランク軸線３の方向から見て他方の長手側面は排気側面１ｂになっており、この排気側面１ｂに排気出口部１７を形成している。図７から明瞭に把握できるように、排気出口部１７は前後長手の小判形でランド状に突出しており、中央部には前後長手の排気穴１８が空いている。従って、排気出口部１７は、前後長手の上下壁部１７ａ，１７ｂと、上下長手の前後壁部１７ｃ，１７ｄとを有している。
【００２４】
シリンダヘッド１の内部には、排気ポート１２に連通した排気枝通路の群と、これら各排気枝通路が連通した排気集合通路１９（図３（Ｂ）、図４参照）とが形成されており、排気集合通路１９は排気穴１８に連通している。従って、本実施形態のシリンダヘッド１は、排気集合通路内蔵タイプである。
【００２５】
排気出口部１７は、大まかに小判形の筒状の形態であり、その先端面はフライス加工によって切削加工されていて、これに、排気系部材が固定される。そこで、排気出口部１７の外周の外側に、ボルト（スタッドボルト）がねじ込まれる第１，第２の上ボス２０，２１と、第１，第２の下ボス２２，２３を突設している。
【００２６】
各ボス２０〜２３の先端面は、排気出口部１７の先端面と同一高さにフライス加工されているが、手前に位置した第１上ボス２０は、排気出口部１７と近接しつつも先端面は連続してはおらず、第１上ボス２０の先端面と排気出口部１７の先端面との間には、若干の深さの第１段落ち部２４が形成されている。また、後ろ側に位置した第２上ボス２１は、排気出口部１７からは後ろにかなり離れており、第２上ボス２１の先端面と排気出口部１７の先端面とは、若干の深さの第２段落ち部２５を介して分離している。
【００２７】
他方、手前に位置した第１下ボス２２は排気出口部１７と一体化している。後ろに位置した第２下ボス２３は、第２上ボス２１よりも排気出口部１７の後ろに離れているが、下第２ボス２３と排気出口部１７とは、ブリッジ部２６を介して一体に繋がっており、排気出口部１７の先端面とブリッジ部２６の先端面と第２下ボス２３の先端面とは、同一面を成して一体に連続している。
【００２８】
図１（Ｂ）や図７に示すように、排気出口部１７の前後両側には、当該排気出口部１７と一体に連続した前後のリブ２７，２８が形成されている（なお、図７では、例えば図１（Ａ）に表示されている外向き突出部１０ａは省略している。）。前リブ２７は、排気出口部１７の前壁部１７ｃの略上下全体に繋がった基部２７ａと、基部２７ａの上端部から手前に向けて延びる前向き張り出し部２７ｂとを有している。他方、後ろリブ２８は、排気出口部１７における後ろ壁部１７ｄの略上下全体に繋がった基部２８ａと、基部２８ａの上端部から後ろ向きに延びる後ろ向き張り出し部２８ｂとを有している。第２段落ち部２５は、後ろリブ２８の基部２８ａに形成されている。
【００２９】
(2).排気ターボ過給機の固定
図５，６に示すように、本実施形態では、外付け排気系部材として排気ターボ過給機２９が使用されており、排気ターボ過給機２９が、ガスケット３０を介して排気出口部１７に４本のボルトで固定されている。上ボス２０，２１と排気出口部１７との間には段落ち部２４，２５が存在しているので、ガスケット３０と段落ち部２４，２５との間には、若干の空間が空いている。
【００３０】
排気ターボ過給機２９は従来から知られているものであり、タービンハウジング３１とコンプレッサハウジング３２とが中間ハウジング３３を介して繋がっている。タービンハウジング３１には、排気出口部１７に重なるフランジ３４と、排気出口３５とが形成されている。コンプレッサハウジング３２には、軸心方向に開口した吸気入り口３６と、接線方向に開口した吸気出口３７とが形成されている。
【００３１】
タービンハウジング３１にはバイパス通路３１ａが形成されており、内部には、バイパス通路の回動を調整するウエストゲートバルブが内蔵されており、ウエストゲートバルブは、コンプレッサハウジング３２に設けたダイヤフラム式の調整装置３８によって駆動されるロッド３９により、制御される。
【００３２】
排気ターボ過給機２９のフランジ３４（正確には、入り口側のフランジ）は、上辺と下辺とが水平状の直線になっている台形状であり、上辺部の左右両端部と下辺部の左右両端部とに、それぞれボルト挿通穴４０が空いている。シリンダヘッド１の上ボス２０，２１は排気出口部１７の上面よりも上方に位置しているため、排気ターボ過給機２９のフランジ３４の上部のうち前後の上ボス２０，２１で挟まれた部位は、上露出部３４ａになっている。
【００３３】
他方、ガスケット３０は、金属板を同一形状に内抜いたもので３層構造に構成されている。個別の層については、便宜的に、シリンダヘッド１に近いものから順に、内層４１，中層４２，外層４３と呼ぶこととする。ガスケット３０は、その性質上、排気出口部１７やボス２０〜２３と完全に重なると共に、排気ターボ過給機２９のフランジ３４とも完全に重なっている。従って、小判形の穴を有すると共に、シリンダヘッド１の排気出口部１７やボス２０〜２３と排気ターボ過給機２９のフランジ３４とを複合したような外形になっている。
【００３４】
更に正確に述べると、ガスケット３０の上辺と下辺とは水平姿勢の直線になっている。このため、ガスケット３０にも、前後の上ボス２０，２１で挟まれると共に排気出口部１７の上に位置した露出部３０ａが存在している。なお、各層４１〜４３はスポット溶接によって一体に接合されている。
【００３５】
上記のとおり、ガスケット３０は露出部３０ａを有するが、露出部３０ａのうち内層４１の部位を、シリンダヘッド１の側に入り込んだオフセット部４４に形成している。従って、オフセット部４４は側面視逆台形状であり、内層４１をシリンダヘッド１の側に押し曲げて形成されている。
【００３６】
図５に示すように、オフセット部４４は、前後の上ボス２０，２１の間の空間にきっちり嵌まるように設定している。このため、オフセット部４４がガスケット３０の位置決め機能を発揮している。すなわち、配置姿勢の間違えてもすぐに気づくことができると共に、手で持っていなくても落下しない状態に仮保持できる。従って、排気ターボ過給機２９の組み付けの迅速化に貢献できる。
【００３７】
(3).まとめ
さて、図８に示すように、内燃機関を長期に亙って使用していると、シリンダヘッド１とヘッドカバー９との熱膨張率の違い等により、シリンダヘッド１の上面に付着したオイルが、シリンダヘッド１とヘッドカバー９との合わせ面から外側に滲み出ることがある。。この滲み出たオイル４５は表面張力によって粒状（油滴状）に成長する傾向を呈しており、粒状になったオイル４５が、シリンダヘッド１の外面（排気側面１ｂ）を伝って下方に流れて、排気出口部１７の上面に到達することがある。
【００３８】
そして、ガスケット３０の露出部３０ａを構成する各層４１〜４３が重なり合っていると、内層４１もフランジ３４の熱をダイレクトに受けて高温になることは必至であり、このため、機関の運転中等にオイル４５が内層４１に付着すると、オイル４５が燃えて白煙が発生するおそれがある。
【００３９】
これに対して本実施形態では、ガスケット３０の露出部３０ａのうち内層４１はオフセット部４４になっていて、オフセット部４４と中層４２とはの間には空間４６が空いているため、いわば、オフセット部４４が冷却フィンのような働きをしていて、オフセット部４４の昇温は大幅に抑制されている。このため、オイル４５がオフセット部４４の付け根に触れても白煙は発生しない。オフセット部４４の付け根に至ったオイル４５は、加温されて流動性が高くなっているため、内層４１と排気出口部１７との境界部を伝って下方に流下する。
【００４０】
この場合、上ボス２０，２１と排気出口部１７との間が段落ち部２４，２５になっているため、図８（Ｂ）に矢印で示すように、オイル４５は、段落ち部２４，２５から下方に逃げることができる。なお、図８（Ａ）では、オフセット部４４を除いた部位でも隣り合った層４１〜４３を離して表示しているが、これは各層を表示するための便宜的なものであり、実際には、隣り合った層４１〜４３はオフセット部４４の除いた個所では密着している。従って、ガスケット３０の全体の厚さは、実際には図示の状態よりも薄くなる。
【００４１】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えばガスケット３０は３層には限らず、１層又は２層若しくは４層以上であってもよい。３層以上の場合、シリンダヘッド１の側に位置した複数層にオフセット部を形成することも可能である。更に、複数の層にオフセット部を形成する場合、オフセットされた層は互いに密着していてもよいし、互いに離れていてもよい。
【００４２】
また、実施形態では、フランジ３４とガスケット３０との両方に露出部３０ａ，３０ａを形成したが、フランジ３４の上面は排気出口部１７の上面に揃えて、ガスケット３０のみに露出部を形成してこれにオフセット部を設けることも可能である。また、排気ターボ過給機に代えて、触媒ケースや排気管を排気出口部に固定することも可能である。また、本願発明は、外付けの排気マニホールドが有する内燃機関にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  シリンダヘッド
１ｂ  排気側面
３  クランク軸線
８  壁
９  ヘッドカバー
１７  排気出口部
１８  排気穴
２０〜２３  ボス部
２９  外付け排気系部材の一例としての排気ターボ過給機
３０  ガスケット
３０ａ  露出部
３４  フランジ
３４ａ  露出部
４１〜４２  ガスケットを構成する層
４４  オフセット部
４５  外部に漏洩したオイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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