JP2018155325A

JP2018155325A - 配管接続構造

Info

Publication number: JP2018155325A
Application number: JP2017052770A
Authority: JP
Inventors: 加藤　務; Tsutomu Kato; 務加藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04

Abstract

【課題】特殊な加工を施すことなく、シール性を確実に維持することが可能な配管接続構造の提供。【解決手段】スペーサ７は、第１管本体１１に設けられる第１フランジ１２の第１フランジ面１６と、第２管本体２１に設けられる第２フランジ２２の第２フランジ面２５とが離間して対向した状態で、第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とが区画するフランジ面間３２に介在してフランジ面間３２の最小距離を規定する。連結部材３０，３１は、フランジ面間３２にスペーサ７が介在した状態で、第１フランジ１２と第２フランジ２２とを連結する。第１フランジ１２と第２フランジ２２とが連結部材３０，３１によって連結されたフランジ連結状態で、接続管１３は、第１管路１４と第２管路２３とを密閉状態で連通し、金属メッシュ材８は、第１フランジ面１２と第２フランジ面２２とに挟持されて接続管１３の外周を覆う。【選択図】図２

Description

本発明は、配管接続構造に関する。

特許文献１には、エキゾーストマニホールドと、排気管の上流側に設けられる第１の排気管部とが球面継手を介して接続されるエンジンの排気系における継手構造が記載されている。球面継手は、一方の継手半体を構成する第１の接続フランジと、他方の継手半体を構成する第２の接続フランジと、それら両フランジ間に気密に挟持される球面ガスケットとを備えており、第１、第２接続フランジは複数のボルト・ナットにより連結されている。球面ガスケットは、膨張黒鉛層とステンレスメッシュ層とをその径方向に交互に層畳し、その外表面に表面層を積層して形成される多重積層体Ｌを圧縮成形することによって形成される。表面層を構成する表面シートは、外側に潤滑材剤コート面を有する。ステンレスメッシュ層は、そのステンレス繊維同士が摩擦接触することにより、該球面ガスケットに加わる振動を減衰する作用を有し、エキゾーストマニホールドから排気管に伝わる高周波の振動を低減する機能を備える。

特開２００４−１０８２７０号公報

しかし、特許文献１に記載の構造では、通気性を有するステンレスメッシュ層のシール性を外側の表面シートの潤滑剤コート面によって確保している。すなわち、表面層に特殊なコーティングを施したガスケットを使用する必要がある。また、コーティングが施されるのが表面層であるため、表面層の劣化や損傷によってシール性が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、特殊な加工を施すことなく、シール性を確実に維持することが可能な配管接続構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、配管接続構造は、第１配管と第２配管とスペーサと連結部材と接続管と金属メッシュ材とを備える。第１配管は、内側に第１管路を区画する第１管本体の端部に、第１フランジ面を有する鍔状の第１フランジが固定的に設けられる。第２配管は、内側に第２管路を区画する第２管本体の端部に、第２フランジ面を有する鍔状の第２フランジが固定的に設けられる。スペーサは、第１フランジ面と第２フランジ面とが離間して対向した状態で、第１フランジ面と第２フランジ面とが区画するフランジ面間に介在してフランジ面間の最小距離を規定する。連結部材は、フランジ面間にスペーサが介在した状態で、第１フランジと第２フランジとを連結する。接続管は、第１フランジと第２フランジとが連結部材によって連結されたフランジ連結状態で、フランジ面間に配置されて第１管路と第２管路とを密閉状態で連通する。金属メッシュ材は、フランジ連結状態で、フランジ面間に配置され第１フランジ面と第２フランジ面とに挟持されて接続管の外周を覆う。

上記構成では、フランジ連結状態において、第１管路と第２管路とは接続管によって密閉状態で連通している。このため、例えば、第１配管から第２配管へと空気等が流通する場合には、第１フランジから接続管を介して第２フランジへと振動が伝達され得る。しかし、フランジ面間で第１フランジ面と第２フランジ面とに挟持された金属メッシュ材が接続管の外周面を覆っているので、接続管を介して第１フランジから第２フランジへと伝達される振動を金属製メッシュ材によって減衰することができる。

また、第１管路から第２管路へと流通する空気等は、第１管路と第２管路とを密閉状態で連通する接続管を介して流通するので、配管外へ漏れ出すことがない。従って、金属メッシュ材に特殊な加工を施すことなく、配管のシール性を確実に維持することができる。

また、スペーサがフランジ面間の最小距離を規定し、フランジ面間にスペーサが介在した状態で、連結部材が第１フランジと第２フランジとを連結している。このため、第１フランジ面と第２フランジ面との間に金属メッシュ材が挟持された状態において、第１フランジと第２フランジとを連結部材によって強固に連結することができる。

また、フランジ面間の最小距離がスペーサによって常に一定の距離となるので、第１フランジ面と第２フランジ面とに挟持される金属メッシュ材の圧縮状態（圧縮前に対する圧縮後の金属メッシュ材の厚さ（フランジ面間の距離に沿った幅）の減少率）を一定に設定することができる。従って、金属メッシュ材の防振効果が十分に機能するよう金属メッシュ材の圧縮状態を設定して、防振を効率よく行うことができる。

本発明によれば、特殊な加工を施すことなく、シール性を確実に維持することができる。

本発明の配管接続構造が適用される車両の吸気・排気系統の概略図である。本実施形態に係る排気管の接続構造を示す斜視図である。図２排気管のフランジ連結状態でのIII−III矢視側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図１において、車両に搭載したエンジンを想定しており、太線矢印Ｇ１は吸気した空気の流れを、太線矢印Ｇ２は排気ガスの流れをそれぞれ示す。

図１に示すように、本実施形態に係る配管接続構造が適用される配管は、エンジン１に取付けられるターボチャージャ５から排出される排気ガスが流通する排気管４であり、ターボチャージャ５とフレキシブルジョイント６との間に配置され、第１排気管（第１配管）１０と第２排気管（第２配管）２０とスペーサ７とワイヤメッシュ（金属メッシュ材）８とを備える。エンジン１には、吸入孔（図示省略）から吸入された空気等（吸気）がターボチャージャ５で過給された後にインタクーラ２を介して流通し、エンジン１で燃焼され排出された排気ガスは、ターボチャージャ５を介してフレキシブルジョイント６を流通し、触媒（図示省略）やサイレンサ（図示省略）を経由して排出孔（図示省略）から排出される。

図２及び図３に示すように、第１排気管１０は、配索方向に延びて内側に排気ガスの第１管路１４を区画する第１管本体１１と、第１管本体１１の一端部に固定的に設けられる鍔状の第１フランジ１２と、第１管本体１１の一端縁から延びる接続管部（接続管）１３とを一体的に有し、他端部にはターボチャージャ５が接続されている。第１フランジ１２は、第１管本体１１が挿通される第１管本体挿通孔１５と、第１管本体挿通孔１５が一端側へ開口する第１フランジ面１６とを有する。第１管本体１１の一端部の外周面に第１管本体挿通孔１５の内周面が溶接等により固着されることによって第１フランジ１２が第１管本体１１に固定されている。第１フランジ１２には、第１フランジ面１６から排気管４の配索方向に貫通し、第１フランジ１２と後述する第２フランジ２２とを連結する連結ボルト（連結部材）３０が挿通する第１フランジボルト挿通孔１７が複数（本実施形態では２箇所）箇所形成される。接続管部１３は、第１管本体１１の一端縁から延びる接続管本体１８と、接続管本体１８の先端部から縮径された円筒状の先端縮径部１９とを一体的に有する。先端縮径部１９には、周方向に沿って形成される凹部であり、金属製のＯリング９が嵌合する嵌合溝３３が形成される。なお、接続管部１３は、第１管本体１１と後述する第２管本体２１との軸心を合わせる機能を有する。

第２排気管２０は、配索方向に延びて内側に排気ガスの第２管路２３を区画する第２管本体２１と、第２管本体２１の一端部に固定的に設けられる鍔状の第２フランジ２２とを一体的に有し、他端部にはフレキシブルジョイント６が接続されている。第２フランジ２２は、第２管本体２１が挿通される第２管本体挿通孔２４と、第２管本体挿通孔２４が一端側へ開口する第２フランジ面２５とを有する。第２管本体２１の一端部の外周面に第２管本体挿通孔２４の内周面が溶接等により固着されることによって第２フランジ２２が第２管本体２１に固定されている。第２フランジ２２には、第２フランジ面２５から排気管４の配索方向に貫通し、連結ボルト３０が挿通する第２フランジボルト挿通孔２６が複数（本実施形態では２箇所）箇所形成される。

スペーサ７は、第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とが離間して対向した状態で第１フランジ面１６と第２フランジ面２５との間に設けられ、第１フランジボルト挿通孔１７及び第２フランジボルト挿通孔２６に対応する位置（本実施形態では２箇所）に配置される。スペーサ７は、第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とが区画するフランジ面間３２に介在して前記フランジ面間３２の最小距離を規定する。スペーサ７には、排気管４の配索方向に貫通し、連結ボルト３０が挿通するスペーサボルト挿通孔２７が形成される。

ワイヤメッシュ８は、金属製のワイヤを編み込むことによって形成され、第１フランジ１２及び第２フランジ２２と略同径円形部材であり、接続管部１３が挿通する接続管挿通孔２８とスペーサ７が挿通する複数（本実施形態では２箇所）のスペーサ挿通孔２９とを有する。ワイヤメッシュ８の排気管４の配索方向の厚さは、スペーサ７が規定するフランジ面間３２の最小距離よりも長く設定されている。

第１排気管１０と第２排気管２０とを連結させる場合、先ず、ワイヤメッシュ８の接続管挿通孔２８に第１排気管１０の接続管部１３を挿入し、ワイヤメッシュ８のスペーサ挿通孔２９にスペーサ７を挿入する。次に、第１管本体１１の接続管部１３の先端縮径部１９を第２排気管２０の第２管本体２１に挿入して嵌合させる。この状態でＯリング９が先端縮径部１９の外周面と第２管本体２１の内周面との間を密閉する。次に、第１フランジ面１６及び第２フランジ面２５とスペーサ―７の配索方向両端面とを面接触させた状態で、第１フランジボルト挿通孔１７及び第２フランジボルト挿通孔２６とスペーサボルト挿通孔２７とをそれぞれ合わせる。最後に、連結ボルト３０を第２フランジボルト挿通孔２６、スペーサボルト挿通孔２７、第１フランジボルト挿通孔１７にそれぞれ挿通させて、連結ナット（連結部材）３１をそれぞれ締結することによって、第１排気管１０と第２排気管２０とを結合する。従って、第１排気管１０と第２排気管２０とは、フランジ面間３２にスペーサ７及びワイヤメッシュ８が介在した状態で連結ボルト３０及び連結ナット３１によって連結される。

接続管部１３は、第１フランジ１２と第２フランジ２２とが連結ボルト３０及び連結ナット３１によって連結されたフランジ連結状態で、フランジ面間３２に配置されて第１管路１４と第２管路２３とを密閉状態で連通する。ワイヤメッシュ８は、フランジ連結状態でフランジ面間３２に配置され、ワイヤメッシュ８の配索方向両端面と第１フランジ面１６及び第２フランジ面２５とが面接触することによって第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とに挟持され、接続管部１３の外周面に接続管挿通孔２８の内周面が面接触することによって接続管部１３の外周を覆っている。

上記のように構成された配管の接続構造では、フランジ連結状態において、第１管路１４と第２管路２３とは接続管部１３によって密閉状態で連通している。このため、第１排気管１０から第２排気管２０へと空気等が流通する場合、第１フランジ１２から接続管部１３を介して第２フランジ２２へと振動が伝達され得る。しかし、フランジ面間３２で第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とに挟持されたワイヤメッシュ８が接続管部１３の外周を覆っているので、接続管部１３を介して第１フランジ１２から第２フランジ２２へと伝達される振動をワイヤメッシュ８によって減衰することができる。

また、第１管路１４から第２管路２３へと流通する空気等は、第１管路１４と第２管路２３とを密閉状態で連通する接続管部１３を介して流通するので、排気管４外へ漏れ出すことがない。従って、ワイヤメッシュ８に特殊な加工を施すことなく、排気管４のシール性を確実に維持することができる。

また、スペーサ７がフランジ面間３２の最小距離を規定し、フランジ面間３２にスペーサ７が介在した状態で、連結ボルト３０及び連結ナット３１が第１フランジ１２と第２フランジ２２とを連結している。このため、第１フランジ面１６と第２フランジ面２５との間にワイヤメッシュ８が挟持された状態において、第１フランジ１２と第２フランジ２２とを連結ボルト３０及び連結ナット３１によって強固に連結することができる。

また、フランジ面間３２の最小距離がスペーサ７によって常に一定の距離となるので、第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とに挟持されるワイヤメッシュ８の圧縮状態（圧縮前に対する圧縮後のワイヤメッシュ８の厚さ（フランジ面間３２の距離に沿った幅）の減少率）を一定に設定することができる。従って、ワイヤメッシュ８の防振効果が十分に機能するようワイヤメッシュ８の圧縮状態を設定して、防振を効率よく行うことができる。

なお、本実施形態では、接続管部１３が第１管本体１１の一端縁から延びる構造を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、接続管部を第１管本体１１及び第２管本体２１よりも若干小さい径を有する円管状部材とし、フランジ連結状態において、接続管部の配索方向両端部が第１管本体１１及び第２管本体２１に挿入されて嵌合させる構造であってもよい。

また、スペーサ７を第１フランジ面１６と第２フランジ面２５とが離間して対向した状態で第１フランジ面１６と第２フランジ面２５との間に設け、第１フランジボルト挿通孔１７及び第２フランジボルト挿通孔２６に対応する位置に配置する構造を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、スペーサを第１フランジ１２と一体的に設けてもよく、連結ボルト３０が挿通しない部分にスペーサを設けてもよい。

また、本実施形態の配管は、エンジン１に取付けられるターボチャージャ５から排出される排気ガスが流通する排気管であり、ターボチャージャ５とフレキシブルジョイント６との間に配置されるが、これに限定されるものではなく、例えば、吸気孔からエンジン１へと流通する吸気ガスが流通する吸気管３に用いられる配管であってもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明の配管接続構造は、トラックその他の車両に広く利用することができる。

１エンジン
２インタクーラ
３吸気管
４排気管
５ターボチャージャ
６フレキシブルジョイント
７スペーサ
８ワイヤメッシュ（金属メッシュ材）
９Ｏリング
１０第１排気管（第１配管）
１１第１管本体
１２第１フランジ
１３接続管部（接続管）
１４第１管路
１５第１管本体挿通孔
１６第１フランジ面
１７第1フランジボルト挿通孔
１８接続管本体
１９先端縮径部
２０第２排気管（第２配管）
２１第２管本体
２２第２フランジ
２３第２管路
２４第２管本体挿通孔
２５第２フランジ面
２６第２フランジボルト挿通孔
２７スペーサボルト挿通孔
２８接続管挿通孔
２９スペーサ挿通孔
３０連結ボルト（連結部材）
３１連結ナット（連結部材）
３２フランジ面間
３３嵌合溝

Claims

内側に第１管路を区画する第１管本体の端部に、第１フランジ面を有する鍔状の第１フランジが固定的に設けられた第１配管と、
内側に第２管路を区画する第１管本体の端部に、第２フランジ面を有する鍔状の第２フランジが固定的に設けられた第２配管と、
前記第１フランジ面と前記第２フランジ面とが離間して対向した状態で、前記第１フランジ面と前記第２フランジ面とが区画するフランジ面間に介在して前記フランジ面間の最小距離を規定するスペーサと、
前記フランジ面間に前記スペーサが介在した状態で、前記第１フランジと前記第２フランジとを連結する連結部材と、
前記第１フランジと前記第２フランジとが前記連結部材によって連結されたフランジ連結状態で、前記フランジ面間に配置されて前記第１管路と前記第２管路とを密閉状態で連通する接続管と、
前記フランジ連結状態で、前記フランジ面間に配置され前記第１フランジ面と前記第２フランジ面とに挟持されて前記接続管の外周を覆う金属メッシュ材と、を備えた
ことを特徴とする配管接続構造。