CN105980759A - 法兰结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种法兰结构，其能够控制流阻的增加，并能够实现简单并且稳定的制造。第一部件(1)通过法兰(2)与第二部件(3)彼此连接，第二部件(3)流路的中心轴线以第一角度相对于第一部件(1)流路的中心轴线倾斜，允许第一部件(1)流路与第二部件(3)流路通过形成在法兰(2)内的法兰内流路彼此连通，由法兰内流路的中心轴线与第一部件(1)的流路的中心轴线之间的锐角所构成的第二角度小于第一角度。

Description

法兰结构

技术领域

本发明涉及一种法兰结构，用于将各自具有不同角度流路的两个部件连接在一起。

背景技术

对于常规法兰结构，专利文件1公开了一种已知的结构。根据此常规的法兰结构，在分别形成于板体的排气歧管(其具有多个排气管连接孔)以及安装孔(将其安装在发动机的缸盖上)中，板体形成为具有朝排气流出侧突出的膨出部，并在其外周包括竖向法兰以及倾斜端面，并且，排气管连接孔形成在倾斜端面，由此，能够将排气管以倾斜角度安装在此法兰的竖向凸缘上。

[相关文件]

[专利文件]

专利文件1：JP-UM-Y-H02-29217

发明内容

[本发明解决的问题]

但是，在上述常规法兰结构中，当发动机侧排气管端部与法兰以不同角度连接在一起时，会产生以下问题。

即，在常规法兰中，排气管的弯折前端部通过焊接被插入并固定至倾斜端面的竖向凸缘，该倾斜端面的竖向凸缘形成为相对于法兰的安装面(法兰密封面)倾斜。

因此，在将排气管的前端部与法兰的竖向凸缘焊接在一起时，其适配部会摇晃而不稳定，因此，使其难以获得良好的焊接。

当排气管的前端侧形成为直状以避免这样的问题时，排气管的中部必须以较小的曲率弯折。在这种情况下，排气管内的通风阻力增加，导致排气较差的流动。

本发明的目的在于解决以上问题，因此，目标在于提供一种法兰结构，用于将各自具有不同角度流路的两个部件连接在一起，当流体在流路中流动时能够控制流阻的增加，并使其制造容易并且稳定。

[解决问题的方法]

为达到此目标，根据本发明的实施方式，提供一种法兰结构，其包括：第一部件；以及，第二部件，通过使法兰在第二部件的流路的中心轴线以第一角度相对于第一部件的流路的中心轴线倾斜，将该第二部件连接至第一部件，其中：通过形成在法兰内的法兰内流路，允许第一部件的流路与第二部件的流路彼此连通；以及，由法兰内流路的中心轴线与第一部件的流路的中心轴线之间的锐角所构成的第二角度小于该第一角度。

[本发明的优点]

本发明的法兰结构提供了一种使第一部件的流路与第二部件的流路之间连通的法兰结构，其中，第二部件流路的中心轴线以第一角度相对于第一部件流路的中心轴线倾斜，其中，法兰内流路的中心轴线与第一部件的流路的中心轴线之间的第二角度小于第一角度。因此，能够减小流体流动角度的改变，由此，减小法兰流动路径内的流阻。

附图说明

图1是根据本发明实施方式1的法兰结构的轴测图；

图2是用于实施方式1的法兰结构的法兰的平面图；

图3是实施方式1的法兰的左侧面剖视图；以及

图4是实施方式1的法兰的右侧面剖视图。

具体实施方式

参见图中所示的实施方式，以下给出实施本发明实施例的具体描述。

[实施方式]

首先，参见图1，给出实施方式1的整个法兰结构的描述。实施方式1的法兰结构是用作使例如排气(从车辆的发动机排出)排到车外的排气系统的一部分。

排气管1是第一部件的示例，其具有直线延伸的柱状，并且如图1所示，其一端部插进形成于法兰2的突出部22的插入孔24(示出于下文描述的图2至图4)中，并通过焊接固定于此。

法兰2通过螺栓(未示出)等连接并固定至第二部件3。因此，排气管1的排气通路通过法兰2连接至第二部件3的排气通路3a，自该排气通路3a形成为具有不同的角度。

此处，形成在排气管1中的排气通路(未示出)以及第二部件3的排气通路3a分别对应于本发明的流路。

此处，将排气管1安装在第二部件3上，同时其自右上方向以及自图1纸面中的该侧方向倾斜。因此，图1示出第二部件3上的法兰2的安装部21的密封面21a相对于排气管1(第一部件)的中心轴线倾斜。因此，在以下状态中：第二部件3的排气通路3a(流路)的中心轴线以角度θ1(第一角度)倾斜于排气管1(第一部件)的排气通路(流路)的中心轴线，排气管1与第二部件3通过法兰2彼此连接(参见下文讨论的图4)。此连接允许排气管1的排气通路与第二部件的排气通路3a通过法兰2内的流路彼此连通。

之后，参见图2至图4，更具体地给出法兰2结构的描述。

图2是从排气管1安装于其上的一侧所见的平面图，图3是从图1纸面的深侧(图2，箭头A侧)所视的剖面图，而图4是从图1纸面此侧(图2，箭头B侧)所视的剖面图。

此处，由于法兰2以上述方式倾斜，图3和图4的剖面图彼此并不相同。即，在图3中，安装部21的密封面21a所视为直线，而形成在排气管1突出部22的安装侧上的开口23b所视为成圆的，但是在图4中，与图3相反，开口23b所视为直线，而安装部21的密封面21a为成圆的，并且其整体可见。

法兰2构造为：由菱形平板构成的安装部21与自安装部倾斜突出的突出部22成为一体。

安装部21通过密封件(未示出)与第二部件3相接触，而其在突出部22相反方向上的表面作为密封面21a。并且，安装部21具有两个分别形成在菱形平板两端的螺栓孔21b，由突出部22隔开，由此，通过将螺栓(未示出)插入螺栓孔21b中，可以将法兰固定至第二部件3。

如上所描述，突出部22与安装部21一体地自安装部21突出并倾斜。即，突出部22相对于安装部21在两维方向上自图2纸面的右侧朝深侧倾斜。在其内包括直线内面部23a，该直线内面部23a具有筒状内面，用于将图3和图4所示的上端侧开口23b以及下端侧开口23c连接在一起。此处，上端侧开口23b以及下端侧开口23c相对于密封面21a倾斜。

此处，如图3和图4所示，在下端侧开口23c中，其最下端位置23d靠近突出部22侧上的安装部21这种表面。下端侧开口23c以突出部22相对于安装部21倾斜的量自最下端位置23d上升，而最下端位置23d的相对侧上的位置设置有其最上位置23e。

此处，由直线内面部23a形成的排气通路设置有插入孔24，其中插入排气管1的一端部。由直线内面部23a形成的排气通路的内面的形状与内径被设定成排气管1的上述一端部的外部形状以及外径，使得可以将该一端部插入由直线内面部23a形成的排气通路中，并且能够防止不必要的震动。

与法兰2的直线内面部23a的下端侧开口23c相连续地形成有锥形的内面部23f，其流通截面面积朝密封面21a扩大。

该锥形内面部23f相对于直线内面部23a以及密封面21a的中心轴线S1倾斜。锥形内面部23f形成如下。即，其上端侧具有与直线内面部23a相同的形状以及内径；其内面倾斜，使得其流通截面面积向下扩大；以及，在形成于密封面21a的开口23g中，其具有与第二部件3的排气通路3a大致相同的形状以及内径。

图2至图4所示的中心O1，O2以及O3为以下部分的中心。中心O1是直线内面部23a的上端侧开口23b的中心。中心O2是直线内面部23a的下端侧开口23c的中心，也是锥形内面部23f的上端侧开口的中心。中心O3是形成在密封面21a的锥形内面部23f的下端侧开口的中心。

图2是从安装部21上安装排气管1的那一侧(从竖向的上方)所视法兰的视图，并且，在图2中，中心O1与O2相对于中心O3偏置向图2的左侧(图3的左侧，图4的右侧)并稍微偏置向图2的上侧。

此处，在图2至图4中，示出将中心O1与O2彼此连接的直线内面部23a的中心轴线S1，以及，连接中心O2与O3的锥形内面部23f的中心轴线S2。

因此，在直线内面部23a与锥形内面部23f中，其中心O1，O2和O3偏置(偏心)，并且其中心轴线S1，S2倾斜(具有偏离角)。当排气管1的一端部插进直线内面部23a时，排气管1的排气通路的中心轴线变得与中心轴线S1相一致或相平行。因此，如图4所示，由第二部件3的排气通路3a的中心轴线相对于排气管1的排气通路的中心轴线的第一角度θ1被设置为中心轴线S1与第二部件3的排气通路3a的中心轴线之间的角度。并且，由法兰2内流路的中心轴线S2与以上中心轴线S1之间的锐角构成的第二角度θ2小于第一角度θ1。

实施方式1的以上法兰结构能够提供以下效果。

在实施方式1的法兰结构中，由法兰2内流路的中心轴线S2与排气管1的排气通路的中心轴线之间的锐角构成的第二角度θ2小于由第二部件3的排气通路3a的中心轴线相对于排气管1的排气通路的中心轴线的第一角度θ1。这能够减小排气流动角度的变化，由此能够减小法兰2内排气的流阻。

此外，直线内面部23a以及锥形内面部23f的中心O1，O2以及O3是偏置的(偏心)，并且其中心轴线S1，S2是倾斜的(具有偏离角)。在这种法兰结构中，当第一排气管1通过法兰2以规定的非0°的角度与第二部件3组装在一起时，法兰2的直线内面部23a与锥形内面部23f吸收了该角度。这能够在排气流动时控制流阻的增加，也能够防止排气流动轻易劣化。

此外，直线内面部23a设置有法兰2的插入孔24的内面(第一内面)，排气管插入其中，该直线内面部23a造型为排气管1的一端部的形状或外径。因此，在将排气管1焊接至法兰2时，能够由法兰2的插入口24的内面(第一内面)支撑排气管1，由此，能够无晃动地容易焊接。

此外，由于法兰2包括锥形内面部23f，能够减小通风阻力，由此，改善排气的流动。

进一步，即使当排气管1的排气通路与第二部件3的排气通路3a在形状与尺寸上不同时，法兰2的入口侧(开口23b)能够与排气管1的排气通路相匹配，并且通过改变锥形内面部23f的倾斜角以及长度，其出口侧(开口23g)能够与第二部件3的排气通路3a的形状与尺寸相匹配，由此，使排气管1与第二部件3之间的连接通顺。

此外，当焊接排气管1与第二部件3时，焊枪可以自用于焊接的具有大开口直径的锥形内面部23f一侧插入，由此简化焊接。

此外，由于法兰2的直线内面部23a相对于安装部21具有角度，能够将具有不同角度的两个部件(即排气管1与第二部件3)在即便不用弯折的情况下连接至法兰2。

尽管参见以上实施方式已经在前描述了本发明，但是本发明并不局限于该实施方式，而是，在不脱离本发明主题内容的情况下对本发明设计所做出的改变，该设计改变落在本发明的范围之内。

例如，直线内面部23a与锥形内面部23f并不局限于该实施方式，能够适当地设定其形状与尺寸以及其路径长度。

此外，对于第二部件，还可以使用相似的法兰，并因此，还可以将法兰连接在一起，而法兰彼此相反。

此外，本发明的法兰结构还可以应用在非车辆排气系统的其他系统中，并且能够用于其他流体，而非排气。即，还可以使法兰结构中流动液体。

此外，在本发明的法兰结构中，流体流动方向可以是自第二部件流向第一部件以及自第一部件流向第二部件的任意方向之一。

此外，以下法兰结构也落入本发明。

一种法兰结构，其中，在第一部件与第二部件各自具有不同角度流路的状态下，第一部件的端部通过被插入且固定的法兰连接至第二部件，由此，允许第一部件与第二部件的流路彼此连通，其特征在于该法兰包括吸收装置，其能够吸收第一部件与第二部件的不同角度(例如，上面提到的直线内面部23a与锥形内面部23f对应于该吸收装置)。

该吸收装置结构如下。用于插入第一部件的法兰的插入孔相对于密封面(其上用于安装法兰)倾斜；用于插入第一部件的法兰的插入孔的中心轴线相对于开口(形成于用于安装法兰的密封面)的中心位置偏置；并且，用于插入第一部件的法兰插入孔的插入侧具有直线内面部，其设置为直线，并且，法兰的密封面侧具有锥形内面部，其相对于直线内面部和密封面的中心轴线倾斜。

根据以上结构，当第一部件和第二部件以不同角度连接在一起时，用于插入第一部件的法兰的插入孔能够吸收该不同的角度。在此情况下，通过将法兰的插入口(用于插入第一部件)相对于密封面(用于在其上安装法兰)倾斜，不用弯折第一部件与第二部件，便能够通过法兰将其连接在一起。通过将法兰的插入口(用于插入第一部件)的中心轴线相对于形成在密封面(用于在其上安装法兰)上的开口的中心位置相偏置，能够提高第一部件与法兰的焊接质量。此外，通过将法兰的插入口(用于插入第一部件)形成为具有提供直线的直线内面部，在将第一部件焊接至法兰时，能够由法兰的插入口的直线内面部支撑第一部件，由此，能够不震动地容易焊接。此外，设置锥形内面部能够改善流体的流动，并因此能够减小流阻。并且，即使当法兰的入口侧与出口侧直径不同时，根据第一部件与第二部件流路之间的关系，能够将其连接。此外，由于焊枪能够容易地插入锥形内面部侧，能够简化第一部件与法兰之间的焊接。

在此，本申请是基于2013年11月19日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-238572)，并因此，本文通过引用方式使用其完整内容。本文引用的所有文献以全文引用的方式并入本文。

附图标记的描述

O1 直线内面部的上端侧的开口中心

O2 直线内面部的下端侧(锥形内面部的上端侧)的开口中心

O3 锥形内面部的下端侧的开口中心

S1 直线内面部的中心轴线

S2 锥形内面部的中心轴线

θ1 第一角度

θ2 第二角度

1 排气管

2 法兰

21 安装部

21a 密封面

21b 螺栓孔

22： 突出部

23a 直线内面部

23b 上端侧的开口

23c 下端侧的开口

23d 最下端位置

23e 最上端位置

23f 锥形内面部

23g 密封面上的开口

3 第二部件

3a 排气通路

Claims (5)

1.一种法兰结构，其包括：第一部件；以及，第二部件，使所述第二部件的流路的中心轴线以第一角度相对于所述第一部件的流路的中心轴线倾斜，通过法兰将所述第二部件连接至所述第一部件，其中：

通过形成在所述法兰内的法兰内流路，允许所述第一部件的流路与所述第二部件的流路彼此连通；以及

由所述法兰内流路的中心轴线与所述第一部件的流路的中心轴线之间的锐角所构成的第二角度小于所述第一角度。

2.根据权利要求1所述的法兰结构，其中：

所述法兰包括：密封面，用以安装在所述第二部件上，同时所述密封面相对于所述第二部件的流路的中心轴线倾斜；以及，插入孔，用于所述第一部件的端部的插入；以及

法兰内流路形成在所述密封面的开口与所述插入孔之间，所述法兰内流路允许所述第一部件的流路与所述第二部件的流路彼此连通。

3.根据权利要求2所述的法兰结构，其中：

所述法兰内流路包括内面，其流通截面面积自所述插入孔的密封面侧端部向所述密封面扩大。

4.根据权利要求2至3中任一项权利要求所述的法兰结构，其中：

所述插入孔的密封面侧端部上的中心轴线相对于所述密封面的所述开口的中心位置偏置。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的法兰结构，其中：

所述第一角度为直角或锐角。