JP2007056823A - 排気系部材に対する排気管接続固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部材を必要とすることなしに、接続部を完全に密着させた状態で確実に接続固定することができる排気系部材に対する排気管接続固定方法の提供。
【解決手段】 接続フランジ２における接続穴２１の内周面に環状溝２１ａが形成され、該環状溝２１ａの内周面に排気管１の開口縁部を拡径させて密着させるために接続穴２１内に固定状態で配置される拡径用治具３が用いられ、該拡径用治具３の外周面に排気管１の開口縁部を装着させた状態で該排気管１を接続穴２１の一方の開口縁部側から該接続穴２１内へ向けて軸方向に圧入させて行き、該排気管１の開口縁部を接続穴２１のもう一方の開口縁部側において拡径用治具３の外周面で受け止めることにより、拡径された排気管１の開口縁部を環状溝２１ａ内へ向けて膨らませて環状溝２１ａの内周面に沿って密着させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、接続フランジ等の排気系部材に対する排気管接続固定方法に関する。

従来、排気系部材に対する排気管接続固定方法として、例えば、接続フランジ（排気系部材）に排気管の開口端部を接続固定する方法として、図１０に示すように、接続フランジ１０１の接続穴に排気管１０２の開口端部を挿入させた状態で、接続フランジ１０１と排気管１０２との間を接続穴の開口縁部に沿って溶接１０３することにより接続固定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。・・従来例１。

この方法によれば、確実かつ強固に接続固定することができるという利点はあるが、排気管１０２の肉厚が例えば０．８ｍｍ以下と薄い場合には、高熱で排気管１０２に穴が開く虞があるため、溶接１０３による接続は行えないという問題がある。

そこで、溶接によらずに接続固定する方法として、図１１に示すように、接続フランジ２０１の接続穴２０２の外周に環状の段差部２０３が形成され、その外周部分に環状の溝部２０４が形成され、排気管２０５の開口端部が接続穴２０２に挿通された状態で、突出部分が段差部に沿って外周側に折り曲げられ、さらにその先端部分が溝部２０４に係入され、かしめ固定され、該かしめ部分を覆うようにして軟鉄製のキャップ２０６が嵌め込まれることにより、接続フランジ２０１に排気管２０５の開口端部を接続固定するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。・・従来例２。

しかしながら、この従来例２にあっては、接続管２０５の開口端部を外側へ広げる方向に折り曲げる工程と、さらにその先端部を接続管と平行に下方へ折り返す工程の２工程が必要になるため、作業効率が悪いと共に、別部材として軟鉄製のキャップ２０６が必要になるため、コストが高くつくという問題がある。

また、溶接によらずに接続固定する他の方法として、図１２に示すように、接続フランジ３０１の接続穴３０２の内周面に断面略Ｖ字状の環状溝３０３が形成されていて、外周に該環状溝３０３に沿った断面略山形の環状突起３０４が形成された拡径用割型３０５を接続穴３０２内に差し込み、テーパーアーバー３０６を拡径用割型３０５の中心部に形成されたテーパー穴内に圧入することにより、拡径用割型３０５を径方向に押し広げ、環状突起３０４で排気管３０７の開口端部を環状溝３０３内に向けて径方向に押し込んで拡径させて、環状溝３０３の内周面に圧接させることにより、接続フランジ３０１に排気管３０７の開口端部を接続固定するようにした技術が提案されている。・・従来例３。
特開平１０−０１８８３８号公報 特開２００１−１２４２６８号公報

しかしながら、従来例３の排気系部材に対する排気管接続固定方法にあっては、排気管３０７の開口端部を環状溝３０３内に向けて径方向に押し込んで拡径させることにより、環状溝３０３の内周面に圧接させるものであったため、拡径用割型３０５を脱却させると、残留応力によるスプリングバックが拡径部分を縮径させる方向に作用し、このため、環状溝３０３と排気管３０７の拡径部との間に緩みが生じ、完全に密着させることはできないという問題がある。
なお、液圧成形による場合も、径方向に拡径されるため、同様の問題がある。

本発明の解決しようとする課題は、別部材を必要とすることなしに、接続部を完全に密着させた状態で確実に接続固定することができる排気系部材に対する排気管接続固定方法を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の排気系部材に対する排気管接続固定方法は、排気系部材における接続穴の内周面に環状溝が形成され、該環状溝の内周面に排気管の開口縁部を拡径させて密着させるために前記接続穴内に固定状態で配置される拡径用治具が用いられ、該拡径用治具の外周面に排気管の開口縁部を装着させた状態で該排気管を前記接続穴の一方の開口縁部側から該接続穴内へ向けて軸方向に圧入させて行き、該排気管の開口縁部を前記接続穴のもう一方の開口縁部側において前記拡径用治具の外周面で受け止めることにより、拡径された前記排気管の開口縁部を前記環状溝内へ向けて膨らませて前記環状溝の内周面に沿って密着させるようにしたことを特徴とする手段とした。

請求項１記載の排気系部材に対する排気管接続固定方法では、排気系部材における接続穴の内周面に環状溝が形成され、該環状溝の内周面に排気管の開口縁部を拡径させて密着させるために接続穴内に固定状態で配置される拡径用治具が用いられ、該拡径用治具の外周面に排気管の開口縁部を装着させた状態で該排気管を接続穴の一方の開口縁部側から該接続穴内へ向けて軸方向に圧入させて行き、該排気管の開口縁部を接続穴のもう一方の開口縁部側において拡径用治具の外周面で受け止めることにより、拡径された排気管の開口縁部を環状溝内へ向けて膨らませて環状溝の内周面に沿って密着させるようにすることで、拡径され環状溝の内周面に沿って密着された排気管の開口縁部には径方向の残留応力ではなく、軸方向の残留応力が発生するため、その後、拡径用治具を脱却させると、残留応力によるスプリングバックが軸方向に働くようになる結果、拡径された排気管の開口縁部が環状溝の両開口縁部方向へ軸方向に広がって環状溝内周面に強く密着する方向に力が働く。

従って、軟鉄製のキャップ等の別部材を必要とすることなしに、接続部を完全に密着させた状態で確実に接続固定することができるようになるという効果が得られる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法は、請求項１〜４に記載の発明に対応する。

まず、この実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を図面に基づいて説明する。

図１〜図６はこの実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図、図７は接続フランジを示す平面図、図８は図７のＡ−Ａ線における縦断面図である。

この実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法では、排気管１と、排気系部材を構成する接続フランジ２と、拡径用治具３と、クランプ４と、が構成部材として備えられている。

さらに詳述すると、上記接続フランジ２は、図７、８に示すように、略菱形に形成され、その中央部に上記排気管１を挿通可能な接続穴２１が形成されると共に、長手方向両端部にボルト穴２２、２２が形成されている。
そして、接続穴２１の内周面には、両開口縁部に環状テーパー面を有する断面略Ｖ字状の環状溝２１ａが形成されている。

なお、この実施例１では、上記接続フランジ２を、図示を省略した触媒コンバータ側の接続フランジとボルト・ナットで締結することにより、触媒コンバータの後方に排気管１を接続させるようになっている。

上記拡径用治具３は、排気管１の内周面に沿った排気管差し込み案内外周面３１と、接続穴２１の内径周面に沿った受け外周面３３と、環状溝２１ａ内の一方（図１で下側）の開口縁部付近において排気管差し込み案内外周面３１と受け外周面３３との間を斜面で接続する拡径用環状テーパー面３２とが備えられた治具本体３ａと、受け外周面３３の基部（図１で上端部）が連結されていて、接続穴２１よりは大径の基台部３ｂとで構成されている。

そして、拡径用治具３における拡径用環状テーパー面３２と受け外周面３３との間が断面外向き円弧状に接続されている。
また、排気管差し込み案内外周面３１の先端部には案内テーパー部３１ａが形成されている。

上記クランプ４は、排気管１を挟持し、図示を省略した押圧手段により排気管１を接続穴２１内に向けて軸方向に押し込む役目をなすものである。

次に、この実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を、図１〜６に基づいて説明する。

この実施例１の構成部材が上述のように構成されるため、まず、図１に示すように、接続フランジ２の接続穴２１に対し上方から拡径用治具３の治具本体３ａを差し込んだ状態で装着固定させ、図２に示すように、拡径用治具３における排気管差し込み案内外周面３１に対し下方から排気管１の開口縁部を装着させる。

次に、図３に示すように、該排気管１をクランプ４と押圧手段で接続穴２１内へ向けて軸方向に圧入させることにより、該排気管１の開口縁部を拡径用環状テーパー面３２部分で環状溝２１ａ内へ向けて順次拡径させていく。

そして、図４に示すように、該拡径された排気管１の開口縁部が環状溝２１ａ内の上方の開口縁部側において受け外周面３３で受け止められることにより、図５に示すように拡径された排気管１の開口縁部が環状溝２１ａ内へ向けて膨らんで、環状溝２１ａの内周面に沿って密着された状態となる。

そこで、図６に示すように、拡径用治具３を上方へ脱却させることにより、接続フランジ２に対する排気管１の接続固定を完了する。

以上詳細に説明してきたように、この実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法では、上述のように、拡径用治具３として、排気管１の内周面に沿った排気管差し込み案内外周面３１と、接続穴２１の内径周面に沿った受け外周面３３と、環状溝２１ａ内の一方の開口縁部付近において排気管差し込み案内外周面３１と受け外周面３３との間を斜面で接続する拡径用環状テーパー面３２とが備えられ、拡径用治具３における排気管差し込み案内外周面３１に排気管１の開口縁部を装着させた状態で該排気管１を接続穴２１の一方の開口縁部側から該接続穴２１内へ向けて軸方向に圧入させていくことにより、該排気管１の開口縁部を拡径用環状テーパー面部分３２で環状溝２１ａ内へ向けて順次拡径させ、該拡径された排気管１の開口縁部を環状溝２１ａ内のもう一方の開口縁部側において受け外周面３３で受け止めることにより、拡径された排気管１の開口縁部を環状溝２１ａ内へ向けて膨らませて環状溝２１ａの内周面に沿って密着させるようにしたことで、拡径され環状溝２１ａの内周面に沿って密着された排気管１の開口縁部には径方向の残留応力ではなく、軸方向の残留応力が発生するため、その後、拡径用治具３を脱却させると、残留応力によるスプリングバックが軸方向に働くようになる結果、拡径された排気管１の開口縁部が環状溝２１ａの両開口縁部方向へ軸方向に広がって環状溝２１ａ内周面に強く密着する方向に力が働くようになる。

従って、軟鉄製のキャップ等の別部材を必要とすることなしに、接続部を完全に密着させた状態で確実に接続固定することができるようになるという効果が得られる。

また、拡径用治具３における拡径用環状テーパー面３２と受け外周面３３との間が断面外向き円弧状に接続されることにより、拡径用環状テーパー面３２で拡径された後、排気管１の内周面を傷付けることなくこの円弧状部分を通過することで、排気管１の開口縁部を外側へ膨らませる際の座屈点が形成されるため、排気管１の開口縁部をスムーズかつ確実に外側へ向けて膨らませることができるようになる。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、上記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２は、実施例１における排気系部材に対する排気管接続固定方法の変形例を示すものであり、図９の断面図に示すように、断面略Ｖ字状の環状溝２１ａの底部に、環状シール部材５を装着した状態で実施例１と同様の方法で排気管１を接続固定させるようにした点が実施例１とは相違したものである。

従って、この実施例２では、実施例１と同様の効果が得られる他、接続部のシール性をさらに高めることができるようになるという追加の効果が得られる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、環状溝２１ａを断面略Ｖ字状に形成された例を示したが、半円弧状や、Ｕ字状等、任意の断面形状にすることができる。

また、実施例では、排気系部材として接続フランジ２を例にとって説明したが、排気管の開口縁部を接続すべき排気系部材全てに適用することができる。

実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 実施例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す工程説明図である。 接続フランジを示す平面図である。 図７のＡ−Ａ線における縦断面図である。 実施例２の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す断面図である。 従来例１の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す断面図である。 従来例２の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す断面図である。 従来例３の排気系部材に対する排気管接続固定方法を示す断面図である。

符号の説明

１ 排気管
２ 接続フランジ（排気系部材）
２１ 接続穴
２１ａ 環状溝
２２ ボルト穴
３ 拡径用治具
３ａ 治具本体
３ｂ 基台部
３１ 排気管差し込み案内外周面
３１ａ 案内テーパー部
３２ 拡径用環状テーパー面
３３ 受け外周面
４ クランプ
５ 環状シール部材

Claims (4)

1. 排気系部材における接続穴の内周面に環状溝が形成され、
   該環状溝の内周面に排気管の開口縁部を拡径させて密着させるために前記接続穴内に固定状態で配置される拡径用治具が用いられ、
   該拡径用治具の外周面に前記排気管の開口縁部を装着させた状態で該排気管を前記接続穴の一方の開口縁部側から該接続穴内へ向けて軸方向に圧入させて行き、該排気管の開口縁部を前記接続穴のもう一方の開口縁部側において前記拡径用治具の外周面で受け止めることにより、拡径された前記排気管の開口縁部を前記環状溝内へ向けて膨らませて前記環状溝の内周面に沿って密着させるようにしたことを特徴とする排気系部材に対する排気管接続固定方法。
2. 請求項１に記載の排気系部材に対する排気管接続固定方法において、前記拡径用治具は、前記排気管の内周面に沿った排気管差し込み案内外周面と、前記接続穴の内径周面に沿った受け外周面と、前記環状溝内の一方の開口縁部付近において前記排気管差し込み案内外周面と前記受け外周面との間を斜面で接続する拡径用環状テーパー面とが備えられ、
   前記拡径用治具における排気管差し込み案内外周面に排気管の開口縁部を装着させた状態で該排気管を前記接続穴の一方の開口縁部側から該接続穴内へ向けて軸方向に圧入させていくことにより、該排気管の開口縁部を前記拡径用環状テーパー面部分で前記環状溝内へ向けて順次拡径させ、該拡径された前記排気管の開口縁部を前記環状溝内のもう一方の開口縁部側において前記受け外周面で受け止めることにより、拡径された前記排気管の開口縁部を前記環状溝内へ向けて膨らませて前記環状溝の内周面に沿って密着させるようにしたことを特徴とする排気系部材に対する排気管接続固定方法。
3. 請求項２に記載の排気系部材に対する排気管接続固定方法において、前記拡径用治具における前記拡径用環状テーパー面と前記受け外周面との間が断面外向き円弧状に接続されていることを特徴とする排気系部材に対する排気管接続固定方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気系部材に対する排気管接続固定方法において、前記排気系部材における接続穴の内周面に形成される環状溝が両開口縁部に環状テーパー面を有する断面略Ｖ字状に形成されていることを特徴とする排気系部材に対する排気管接続固定方法。

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