JP2009197714A - Pipe connecting structure and pipe connecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気系に設けられる排気管等の管と管とを接続する管接続構造及び管接続方法に関する。 The present invention relates to a pipe connection structure and a pipe connection method for connecting pipes such as exhaust pipes provided in an exhaust system of an internal combustion engine.
従来より、管と管とを接続する際、例えば、内燃機関の排気系では、排気の流れる方向に沿って、エギゾーストマニホールド、コンバータ、消音器が配置されると共に、排気管とコンバータの接続管、あるいは、排気管と消音器の接続管とは、それぞれ溶接により接続していた。 Conventionally, when connecting pipes and pipes, for example, in an exhaust system of an internal combustion engine, an exhaust manifold, a converter, and a silencer are disposed along the direction of exhaust flow, and an exhaust pipe and a connecting pipe of the converter, Alternatively, the exhaust pipe and the connection pipe of the silencer are connected by welding.
しかし、溶接による接続では、溶接箇所に応力が集中しやすく、十分な強度を持たせるために、排気管等の板厚等に十分な厚さが必要となり、重量低減上の問題となっていた。また、管の内部を流れる流体の漏れ、例えば、排気の漏れを防止するために、管の全周を溶接しなければならず、加工に時間がかかるという問題もあった。更に、溶接箇所及びその近傍に優先的に腐食が進行しやすく、溶接作業時には、ガスが発生するので、作業環境上も好ましくないという問題があった。 However, in connection by welding, stress tends to concentrate on the welded part, and in order to give sufficient strength, a sufficient thickness is required for the thickness of the exhaust pipe etc., which has been a problem in weight reduction. . Further, in order to prevent leakage of fluid flowing inside the pipe, for example, leakage of exhaust gas, the entire circumference of the pipe has to be welded, resulting in a problem that it takes time for processing. Furthermore, corrosion is likely to proceed preferentially at and near the welding location, and gas is generated during the welding operation, which is undesirable in the working environment.
そこで、特許文献1にあるように、溶接によらずに、圧入により接続する方法も提案されている。例えば、消音器の端板に一体的に設けた接続管に、排気管を圧入する。その際、消音器の本体筒部の外周をクランプすると共に、排気管の外周をクランプして圧入し管同士を接続している。
しかしながら、こうした従来の圧入による管同士を接続する場合では、管の軸方向に外力が作用しても圧入により接続した管同士が引き抜かれるのを強固に阻止するが、管の断面形状は円形状であるので、管同士をねじるような周方向の回転力が作用すると、圧入箇所が周方向に滑ってかしめが弛んでしまい、排気が洩れたり、圧入箇所が引き抜かれやすくなる場合があるという問題があった。 However, in the case of connecting pipes by such conventional press fitting, even if an external force is applied in the axial direction of the pipe, the pipes connected by press fitting are firmly prevented from being pulled out, but the cross section of the pipe is circular. Therefore, when a rotational force acting in the circumferential direction that twists the pipes acts, the press-fitting location slips in the circumferential direction and the caulking is loosened, and exhaust may leak or the press-fitting location may be easily pulled out. was there.
また、内燃機関の排気系では、コンバータや消音器のような大きなものの外周をクランプして圧入する必要があるので、装置が大型化すると共に、圧入の際の押込み力に大きな作用力を必要とし、この点からも装置が大型化するという問題があった。 In addition, in the exhaust system of an internal combustion engine, it is necessary to clamp and press fit the outer periphery of a large object such as a converter or a silencer, which increases the size of the device and requires a large working force for the pressing force during press fitting. Also from this point, there is a problem that the apparatus is enlarged.
本発明の課題は、回転方向のねじれによるかしめの弛みを阻止し、また、小型の装置で接続できる管接続構造及び管接続方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pipe connection structure and a pipe connection method that prevent loosening due to twisting in the rotational direction and can be connected by a small device.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
管と管とを接続する管接続構造において、
前記両管は断面形状が円形状で、一方の前記管に他方の前記管を挿入すると共に、
前記管と前記管との重複箇所を径方向内側に、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状は周方向で異なることを特徴とする管接続構造がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In the pipe connection structure that connects the pipes,
Both the tubes have a circular cross-sectional shape, and the other tube is inserted into one of the tubes,
The overlapping portion of the pipe and the pipe is radially inward, the cross-sectional shape is changed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are different in the circumferential direction. This is a pipe connection structure characterized by this.
その際、前記管は内燃機関の排気系に設けられる排気管であってもよい。また、前記断面形状を円形状から同じ多角形状の非円形状に2ヶ所で変形させてかしめると共に、周方向に位相をずらしてかしめ、2ヶ所の前記断面形状を周方向で異ならせた構成でもよい。あるいは、前記断面形状を円形状から径方向に突き出た突起を有する非円形状に2ヶ所で変形させてかしめると共に、周方向に位相をずらしてかしめ、2ヶ所の前記断面形状を周方向で異ならせた構成でもよい。 In that case, the said pipe | tube may be an exhaust pipe provided in the exhaust system of an internal combustion engine. In addition, the cross-sectional shape is deformed from a circular shape to the same polygonal non-circular shape at two locations, and the phases are shifted in the circumferential direction, and the cross-sectional shapes at the two locations are varied in the circumferential direction. But you can. Alternatively, the cross-sectional shape is deformed at two locations into a non-circular shape having a protrusion protruding radially from the circular shape, and the phases are shifted in the circumferential direction to cause the cross-sectional shapes at the two locations in the circumferential direction. Different configurations may be used.
また、管と管とを接続する管接続方法において、
前記両管は断面形状が円形状で、一方の前記管に他方の前記管を挿入し、
成形部材により、前記管と前記管との重複箇所を径方向内側に、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状は周方向で異ならせてかしめることを特徴とする管接続方法がそれである。
In the pipe connection method for connecting pipes to each other,
The two tubes have a circular cross-sectional shape, and the other tube is inserted into one of the tubes,
With the molded member, the overlapping portion between the tube and the tube is radially inward, the cross-sectional shape is deformed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are It is a pipe connection method characterized in that it is caulked with different circumferential directions.
本発明の管接続構造は、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状が周方向で異なるので、回転方向のねじれによるかしめの弛みを阻止し、また、小型の装置で接続できるという効果を奏する。また、本発明の管接続方法によると、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状が周方向で異なるので、回転方向のねじれによるかしめの弛みを阻止し、また、小型の装置で接続できるという効果を奏する。 In the pipe connection structure of the present invention, the cross-sectional shape is deformed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are different in the circumferential direction. This prevents the caulking from being loosened and can be connected with a small device. In addition, according to the pipe connection method of the present invention, the cross-sectional shape is deformed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are different in the circumferential direction. This prevents the loosening of the caulking due to the twisting of the cable and can be connected with a small device.
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、内燃機関の排気系に用いられており、図1、図2に示すように、1,2は排気管で、両排気管1,2の断面形状は共に円形状であり、一方の排気管1に他方の排気管2が挿入されて接続されている。また、一方の排気管1の一端は、予め他方の排気管2を挿入可能に拡径部4が形成されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
In this embodiment, it is used for an exhaust system of an internal combustion engine. As shown in FIGS. 1 and 2,
拡径部4の内周に他方の排気管2の外周が挿入されて、一方の排気管1の拡径部4と他方の排気管2との重複箇所が径方向にかしめられて接続されている。挿入は圧入である必要はなく、重複箇所でかしめを行うことができる程度に、拡径部4の内径と他方の排気管2の外径とが形成されていればよい。
The outer periphery of the
かしめは、一方の排気管1の拡径部4と他方の排気管2との重複箇所で、所定の間隔を空けて2ヶ所で行われている。また、かしめは両排気管1,2の径方向内側に向かって変形させて行われている。
Caulking is performed at two locations at a predetermined interval at an overlapping portion between the enlarged
本実施形態では、図3、図4に示すように、2対の成形部材6,8により、断面形状が六角形状に成形されてかしめが行われている。2対の成形部材6,8は6分割された金型で構成されており、各分割された金型を両排気管1,2の軸方向中心に向かって移動させることにより、両排気管1,2の径方向内側に向かって変形させ、断面形状を六角形状に成形する。その際、他方の排気管2の内周側に金型等を挿入することなくかしめを行なっている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the cross-sectional shape is formed into a hexagonal shape by two pairs of forming
かしめは、2対の成形部材6,8により、重複箇所の第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との2ヶ所で行われる。拡径部4の先端側の第1かしめ箇所11では、図3に示すように、成形部材6により、両排気管1,2の径方向内側に向かって変形させ、断面形状を六角形状に成形する。これにより、一方の排気管1の拡径部4の内周が他方の排気管2の外周に密着されてかしめられる。
Caulking is performed by two pairs of forming
また、第2かしめ箇所12では、図4に示すように、成形部材8により、両排気管1,2の径方向内側に向かって変形させ、断面形状を六角形状に成形する。これにより、一方の排気管1の拡径部4の内周が他方の排気管2の外周に密着されてかしめられる。
Moreover, in the 2nd crimping location 12, as shown in FIG. 4, it deform | transforms toward the radial direction inner side of both the
本実施形態では、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とは、所定の間隔を空けてかしめられており、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との間には、本実施形態では、凸部14が残るようにかしめられている。
In the present embodiment, the
凸部14は、両成形部材6,8によるかしめの際に、未成形部として残るようにしてもよく、あるいは、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とより変形量が少なく、径方向外側に突き出た成形部として残るようにしてもよい。尚、凸部14は必要に応じて残すようにすればよく、図7、図8に示すように、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とが、間隔を空けることなく連続した状態で成形されていてもよい。その際、両成形部材6,8は一体に形成してもよい。
The
第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とは、断面形状が円形状の両排気管1,2から、断面形状が非円形状の六角形状に変形させて形成されている。しかも、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とは、この2ヶ所の非円形状の断面形状が周方向に位相をずらして形成されている。
The
本実施形態では、正六角形状に変形させているので、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とは、位相を30度周方向に回転させた状態にずらして成形されている。位相のずれは、30度に限らず、10度でもよく、一方の排気管1の拡径部4から他方の排気管2を引き抜く力が作用した際に、この第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との断面形状の位相のずれにより、引き抜き力に対する抵抗となるように成形すればよい。
In the present embodiment, since it is deformed into a regular hexagonal shape, the
また、本実施形態では、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とを六角形状に成形したが、これに限らず、八角形状や十角形状等の多角形状に成形してもよい。また、第1かしめ箇所11を六角形状に、第2かしめ箇所12を八角形状に成形してもよく、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とが、非円形状に成形されると共に、その断面形状が異なるように成形してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とを同じ断面形状とすると、2対の成形部材6,8に同じものを使用できる。あるいは、1対の成形部材6により、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とを位相をずらして成形してもよい。
If the
次に、本実施形態の管接続構造の作用について説明する。
他方の排気管2に流入した排気は、他方の排気管2から一方の排気管1に流出する。その際、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とを排気が通り、一方の排気管1に流出する。
Next, the effect | action of the pipe connection structure of this embodiment is demonstrated.
The exhaust gas flowing into the
その際、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とにより、拡径部4の内周と他方の排気管2の外周との間から排気が漏れるのを防止する。また、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との間の凸部14により、更に排気が漏れるのを防止できる。
At that time, the
一方、一方の排気管1と他方の排気管2とに外力が作用した場合、例えば、一方の排気管1から他方の排気管2を引き抜く力が作用した場合、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との断面形状の位相がずれて断面形状が異なるので、引き抜かれるのを阻止する。また、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12との間の凸部14によっても、更に、引き抜かれるのを阻止できる。
On the other hand, when an external force acts on one
あるいは、一方の排気管1と他方の排気管2とを周方向にねじる力が作用した場合、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とはその断面形状が非円形状であるので、ねじりにより拡径部4の内周と他方の排気管2の外周との間に滑りが生じるのを阻止する。このように、第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とにより、排気の気密を保持すると共に、外力による引き抜きやねじりを阻止することができる。
Alternatively, when a force that twists one
このように、本実施形態では、排気管1の拡径部4に他方の排気管2を挿入して、拡径部4と排気管2との重複箇所を径方向内側に変形させてかしめている。径方向内側に変形させるかしめ加工により接続するので、かしめ加工には、大型の装置を必要としない。また、大きな作用力をも必要としないので、大きな作用力を発生する大型の装置を必要としない。
As described above, in the present embodiment, the
次に、前述した第1かしめ箇所11と第2かしめ箇所12とに対して断面形状が異なる第2実施形態について、図5、図6によって説明する。本第2実施形態の第1かしめ箇所21は、図5に示すように、径方向に突き出た複数の突起24が拡径部4と排気管2との重複箇所に形成されている。第1かしめ箇所21は、一対の成形部材26により成形され、一対の成形部材26は4つの突起24の位置に応じて4つに分割されており、分割された成形部材26の間に突起24が形成されるように構成されている。一対の成形部材26を一方の排気管1の拡径部4の外周に押し当てて、拡径部4と他方の排気管2とを径方向内側に変形させてかしめる。かしめと同時に突起24が成形される。
Next, a second embodiment having a different cross-sectional shape with respect to the
第2かしめ箇所22は、図6に示すように、径方向に突き出た複数の突起28が拡径部4と排気管2との重複箇所に形成されている。第2かしめ箇所22は、一対の成形部材30により成形され、一対の成形部材30は4つの突起28の位置に応じて4つに分割されており、分割された成形部材30の間に突起28が形成されるように構成されている。一対の成形部材30を一方の排気管1の拡径部4の外周に押し当てて、拡径部4と他方の排気管2とを径方向内側に変形させてかしめる。かしめと同時に突起28が成形される。
As shown in FIG. 6, the
第1かしめ箇所21の4つの突起24と第2かしめ箇所の4つの突起28とは、その位相が45度ずれて成形されており、図5及び図6に示すように、位相をずらすことにより互いの断面形状が異なるように成形されている。尚、第1かしめ箇所21と第2かしめ箇所22との間に、前述した凸部14を設けるようにしてもよい。
The four
この第2実施形態の場合でも、一方の排気管1から他方の排気管2を引き抜く力が作用した場合、第1かしめ箇所21の突起24と第2かしめ箇所22の突起28との断面形状の位相がずれて断面形状が異なるので、引き抜かれるのを阻止する。
Even in the case of the second embodiment, when a force for pulling out the
また、一方の排気管1と他方の排気管2とを周方向にねじる力が作用した場合、第1かしめ箇所21と第2かしめ箇所22とは両突起24,28により、その断面形状が非円形状であるので、ねじりにより拡径部4の内周と他方の排気管2の外周との間に滑りが生じるのを阻止する。このように、第1かしめ箇所21と第2かしめ箇所22とにより、排気の気密を保持すると共に、外力による引き抜きやねじりを阻止することができる。
Further, when a force that twists one
このように、第2実施形態でも、径方向内側に変形させるかしめ加工により接続するので、かしめ加工には、大型の装置を必要としない。また、大きな作用力をも必要としないので、大きな作用力を発生する大型の装置を必要としない。 Thus, in the second embodiment as well, since the connection is performed by caulking that is deformed radially inward, a caulking process does not require a large apparatus. In addition, since a large acting force is not required, a large device that generates a large acting force is not required.
更に、図9に示すように、内燃機関51の排気系では、エギゾーストマニホールド52、コンバータ54、消音器56,58等の間を排気管1,2で接続するので、排気の流れに沿った長さが長く、圧入により接続すると圧入後の全体の形状寸法が出しにくい。例えば、コンバータ54と排気管60とを圧入した際、排気の流れに沿った排気系全体の長さが長いので、圧入後の角度のずれが下流側の消音器58等では大きな寸法誤差となって現れる。この圧入後の形状等による影響を受け、圧入後の全体形状の精度を出しにくい。
Further, as shown in FIG. 9, in the exhaust system of the internal combustion engine 51, the exhaust manifold 52, the converter 54, the silencers 56, 58, and the like are connected by the
前述した両実施形態のように、外周側から成形部材6,8,26,30によりかしめ加工できるので、排気管1,2の軸方向の長さが長く、消音器の外形が大きい場合でも、大型の装置を必要とすることなく、容易に接続できる。更に、コンバータや消音器と一体の排気管1(または排気管2)に他方の排気管2(または一方の排気管1)を挿入した状態で、全体の形状寸法の精度を確保した上で、治具等に固定・支持してから、外周側から成形部材6,8,26,30によりかしめ加工することにより、全体形状の寸法精度を容易に確保することができる。しかも、狭い場所でも接続できるので、車両の組立ラインの脇で排気系を接続することもでき、個々の部品の状態で組立ラインの脇に運搬した後、組立ラインの脇で排気系を組み立てることも容易にできる。
Since both the above-described embodiments can be caulked by the
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
1,2…排気管 4…拡径部
6,8,26,30…成形部材
11,21…第1かしめ箇所
12,22…第2かしめ箇所
14…凸部 24,28…突起
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記両管は断面形状が円形状で、一方の前記管に他方の前記管を挿入すると共に、
前記管と前記管との重複箇所を径方向内側に、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状は周方向で異なることを特徴とする管接続構造。 In the pipe connection structure that connects the pipes,
Both the tubes have a circular cross-sectional shape, and the other tube is inserted into one of the tubes,
The overlapping portion of the pipe and the pipe is radially inward, the cross-sectional shape is changed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are different in the circumferential direction. A pipe connection structure characterized by that.
前記両管は断面形状が円形状で、一方の前記管に他方の前記管を挿入し、
成形部材により、前記管と前記管との重複箇所を径方向内側に、断面形状を円形状から非円形状に2ヶ所以上で変形させてかしめると共に、2ヶ所の非円形状の断面形状は周方向で異ならせてかしめることを特徴とする管接続方法。 In a pipe connection method for connecting pipes to each other,
The two tubes have a circular cross-sectional shape, and the other tube is inserted into one of the tubes,
With the molded member, the overlapping portion between the tube and the tube is radially inward, the cross-sectional shape is deformed from a circular shape to a non-circular shape at two or more locations, and the two non-circular cross-sectional shapes are A pipe connection method characterized by caulking in different circumferential directions.
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