JP2018197502A - フランジ接合構造 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るフランジ接合構造を適用して接合された内燃機関2とタービンハウジング4の断面図である。内燃機関2は、後に図2等を参照して説明するように、多気筒、より具体的には4つの気筒を直列に配置して構成される直列4気筒型である。図1は、内燃機関2及びタービンハウジング4のうち、2番目の気筒CY2を含む断面図である。
図5は、図1の線A−Aに沿った断面図である。より具体的には、図5は、隔壁部30を合流通路18側から視た図である。
(1)本実施形態のフランジ接合構造では、板状のガスケット23には、シリンダヘッド2H側へ凸状でありかつ平面視では、シリンダヘッド2Hのフランジ21の端面21aに形成された第1上流開口11a及び第2上流開口12aを囲む略真円状のビードを形成する。ここで、シリンダヘッド2Hのフランジ21の内部に形成された上流集合排気管路11,12に高温の排気を流し続けると、フランジ21の端面21aは口開き変形する。またこのような口開き変形による変位量は、隣接する2つの開口11a,12aの間を中心として、この中心が最も大きく、この中心から同心円状に小さくなる特性がある。本実施形態のフランジ接合構造では、このようなフランジ21の端面21aの口開き変形の特性に合わせて、板状のガスケット23のうち、シリンダヘッド2H側へ凸状でありかつ隣接する2つ開口11a,12aを囲む略真円状のビード39を形成する。このようなガスケット23を介して両フランジ21,22を接合すると、ガスケット23に形成されたビード39は、両フランジ21,22のうち口開き変形による変位量がほぼ等しい部分と接触する。このため、排気の熱によって口開き変形が生じても、ガスケット23には概ね均一に面圧がかかるので、これにより両フランジ21,22間のシール性を保持することができる。
11a…第1上流開口
12…第2上流集合排気管路
12a…第2上流開口
13…第1通路
13a…第1下流開口
14…第2通路
14a…第2下流開口
18…合流通路
2…内燃機関
2H…シリンダヘッド
21,22…フランジ
23…ガスケット
24…隔壁部
27,28,29…冷却水通路
30…隔壁部
31…脆弱部
36…開口
39…ビード
4…タービンハウジング(排気部材)
5…排気マニホルド
7,8,9,10…分岐管路
CY1,CY2,CY3,CY4…気筒
Claims (7)
- 内燃機関のシリンダヘッドに形成されたフランジと排気部材に形成されたフランジとを、ガスケットを介して接合するフランジ接合構造であって、
前記シリンダヘッドのフランジの端面には、前記内燃機関の燃焼室に連通する複数の排気通路の開口が複数形成され、
前記排気部材のフランジの端面には、前記シリンダヘッドのフランジの端面に形成された前記複数の開口と対応する開口が複数形成され、
前記ガスケットには、前記シリンダヘッド及び前記排気部材のいずれか一方の部品側へ凸状でありかつ平面視では前記一方の部品のフランジに形成された複数の開口のうち、隣接する二つ以上の開口を囲む真円状又は曲率半径よりも直線部分が短い角丸長方形状のビードが形成されていることを特徴とするフランジ接合構造。 - 前記シリンダヘッド及び前記排気部材のうち何れか一方の部品のフランジは、前記隣接する2つの開口及びこれら2つの開口に連通する2つの通路を区画する隔壁部を備え、
前記隔壁部のうち最も厚みが薄い部分には脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のフランジ接合構造。 - 前記シリンダヘッドのフランジには、冷却水が流れる冷却水通路が形成され、
前記排気部材のフランジには、冷却水が流れる通路が形成されておらず、
前記脆弱部は、前記排気部材の前記隔壁部に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のフランジ接合構造。 - 前記隔壁部は、前記2つの通路を流れる排気の流れ方向に沿って延びる板状であり、
前記脆弱部は、前記排気の流れ方向に沿って延びる溝でありかつ前記隔壁部の両面に形成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載のフランジ接合構造。 - 前記脆弱部は、前記排気の流れ方向に対し略垂直な断面視で略V字状の溝であることを特徴とする請求項4に記載のフランジ接合構造。
- 前記排気部材は、前記内燃機関の排気のエネルギを用いて吸気を圧縮する過給機のタービンハウジングであることを特徴とする請求項1から5何れかに記載のフランジ接合構造。
- 前記内燃機関は複数の気筒を備え、
前記シリンダヘッドには、前記複数の気筒の各々の燃焼室から延びる複数の分岐管路と、前記複数の分岐管路を流れる排気を集合させて前記複数の開口に導く複数の集合管路と、が形成されていることを特徴とする請求項6に記載のフランジ接合構造。
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