JP2019210898A - Exhaust system component fastening structure - Google Patents

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Abstract

To provide an exhaust system component fastening structure capable of improving in-planar distribution of fastening forces of a pair of flanges by improving a contact condition of a coupling to the pair of flanges.SOLUTION: An exhaust system component fastening structure comprises a coupling 30 for fastening and coupling a first flange 11 and a second flange 21 in a radial direction. When an angle obtained by subtracting a fastening inclination face angle φ defined by an angle formed by a first fastening inclination face 40 and a second fastening inclination face 41 of the coupling 30 from a total flange angle θ defined by a first flange inclination face 12 of the first flange 11 and a second flange inclination face 22 of the second flange 21 is designated as a differential angle α, the differential angle α at a predetermined portion in a range of ±90° when a direction at which a fastening force generation portion 36 is positioned with centers of the first and second flanges as centers is 180°, is larger than the differential angle α in other ranges.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、排気系部品締結構造に関する。詳しくは、締結部材が、第1の排気系部品の第1のフランジおよび第2の排気系部品の第2のフランジを径方向に締め付けて締結する構造である、排気系部品締結構造に関する。   The present invention relates to an exhaust system component fastening structure. Specifically, the present invention relates to an exhaust system component fastening structure in which a fastening member is configured to fasten and fasten a first flange of a first exhaust system component and a second flange of a second exhaust system component in a radial direction.

従来、締結部材としてのカップリングを用いて、内燃機関の第1の排気系部品のフランジおよび第2の排気系部品のフランジからなる一対のフランジを、径方向に締め付けて締結する締結構造が知られている。
このような締結構造において、特許文献1に示されるような、揺動可能に連結された複数の円弧状部材の端部同士をボルトにより連結する構造のカップリングを用いて、一対のフランジを締結する締結構造が知られている。
Conventionally, there has been known a fastening structure in which a pair of flanges including a flange of a first exhaust system part and a flange of a second exhaust system part of an internal combustion engine are fastened in a radial direction by using a coupling as a fastening member. It has been.
In such a fastening structure, as shown in Patent Document 1, a pair of flanges are fastened by using a coupling having a structure in which ends of a plurality of arcuately connected members are connected by bolts. Fastening structures are known.

特開2005−344580号公報JP 2005-344580 A

特許文献1に示されるような締結構造においては、1つのボルトを締め込むことにより容易に締結できる構造を採用しているため、一対のフランジに対するカップリングの接触状態が、場所によって不均一となるという問題がある。具体的には、ボルトの締め込み部分、すなわち締結力発生箇所の周辺については、一対のフランジとカップリングとの接触力が高くなり、それ以外の部分では、接触力が低くなる。   The fastening structure as shown in Patent Document 1 employs a structure that can be easily fastened by tightening one bolt, so that the contact state of the coupling with the pair of flanges is uneven depending on the location. There is a problem. Specifically, the contact force between the pair of flanges and the coupling is high at the bolt tightening portion, that is, around the portion where the fastening force is generated, and the contact force is low at other portions.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対のフランジに対するカップリングの接触状態を改善することにより、一対のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる、排気系部品締結構造を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is improving the in-plane distribution of the fastening force of a pair of flanges by improving the contact state of the coupling with respect to a pair of flange. Another object is to provide an exhaust system component fastening structure.

(1)本発明は、第1の排気系部品(例えば、過給機のタービンハウジング10)に設けられ、第1のフランジ傾斜面(例えば、第1のフランジ傾斜面12)を有する第1のフランジ(例えば、第1のフランジ11)と、前記第1の排気系部品とは異なる第2の排気系部品(例えば、触媒ケース20)に設けられ、第2のフランジ傾斜面(例えば、第2のフランジ傾斜面22)を有する第2のフランジ(例えば、第2のフランジ21)と、
締結力発生箇所(例えば、締結力発生箇所36)と、締結時に前記第1のフランジ傾斜面と対向する第1の締結傾斜面(例えば、第1の締結傾斜面40)と、締結時に前記第2のフランジ傾斜面と対向する第2の締結傾斜面(例えば、第2の締結傾斜面41)と、を有し、前記締結力発生箇所で生じる力に応じて、前記第1および第2の締結傾斜面によって前記第1および第2のフランジを径方向に締め付けて締結する締結部材(例えば、カップリング30、60、70)と、を備える排気系部品締結構造であって、
前記第1のフランジ傾斜面と前記第2のフランジ傾斜面とでなす角により画定される総合フランジ角度(例えば、総合フランジ角度θ)から、前記締結部材の前記第1の締結傾斜面と第2の締結傾斜面とでなす角により画定される締結傾斜面角度(例えば、締結傾斜面角度φ)を減算して得られる角度を差分角度(例えば、差分角度α)としたとき、
前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい。
(1) The present invention is a first exhaust system component (for example, a turbo housing 10 of a turbocharger) provided with a first flange inclined surface (for example, a first flange inclined surface 12). Provided on a flange (for example, the first flange 11) and a second exhaust system component (for example, the catalyst case 20) different from the first exhaust system component, a second flange inclined surface (for example, a second flange) A second flange (e.g., second flange 21) having a flange inclined surface 22),
A fastening force generation point (for example, a fastening force generation point 36), a first fastening inclined surface (for example, the first fastening inclined surface 40) opposed to the first flange inclined surface at the time of fastening, and the first at the time of fastening. A second fastening inclined surface (for example, the second fastening inclined surface 41) facing the flange inclined surface of the two flanges, and depending on the force generated at the place where the fastening force is generated, An exhaust system component fastening structure comprising: a fastening member (for example, coupling 30, 60, 70) that fastens and fastens the first and second flanges in a radial direction by a fastening inclined surface;
From the overall flange angle (for example, the overall flange angle θ) defined by the angle formed by the first flange inclined surface and the second flange inclined surface, the first fastening inclined surface and the second of the fastening member. When the angle obtained by subtracting the fastening inclined surface angle (for example, the fastening inclined surface angle φ) defined by the angle formed with the fastening inclined surface is a difference angle (for example, the differential angle α),
The difference angle at a predetermined portion within a range of ± 90 ° when the direction in which the fastening force generation point is located is 180 ° with respect to the centers of the first and second flanges is in another range. Is larger than the difference angle.

(1)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記第1のフランジ傾斜面と前記第2のフランジ傾斜面とでなす角により画定される総合フランジ角度から、前記締結部材の前記第1の締結傾斜面と第2の締結傾斜面とでなす角により画定される締結傾斜面角度を減算して得られる角度を差分角度としたとき、前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい。
よって、前記第1および第2のフランジに対する前記締結部材の接触状態を改善することができ、その結果、前記第1および第2のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる。
In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (1), the first flange of the fastening member is determined from an overall flange angle defined by an angle formed by the first flange inclined surface and the second flange inclined surface. When the angle obtained by subtracting the fastening inclined surface angle defined by the angle formed by the fastening inclined surface and the second fastening inclined surface is a difference angle, the center of the first and second flanges is used as a reference, When the direction in which the fastening force generation point is located is 180 °, the difference angle in a predetermined portion within a range of ± 90 ° is larger than the difference angle in other ranges.
Therefore, the contact state of the fastening member with respect to the first and second flanges can be improved, and as a result, the in-plane distribution of the fastening force between the first and second flanges can be improved.

(2)(1)に記載の排気系部品締結構造において、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記総合フランジ角度が、その他の範囲における前記総合フランジ角度より大きく設定されていることにより、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい。   (2) In the exhaust system component fastening structure according to (1), the overall flange angle in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set larger than the overall flange angle in the other range. The difference angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is larger than the difference angle in the other ranges.

(2)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記総合フランジ角度が、その他の範囲における前記総合フランジ角度より大きく設定されている。
よって、フランジの形状の工夫により、前記第1および第2のフランジに対する前記締結部材の接触状態を改善することができ、その結果、前記第1および第2のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる。
In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (2), the overall flange angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is set larger than the overall flange angle in the other range.
Therefore, the contact state of the fastening member with respect to the first and second flanges can be improved by devising the shape of the flange, and as a result, the in-plane distribution of the fastening force between the first and second flanges. Can be improved.

(3)(2)に記載の排気系部品締結構造において、前記第1のフランジの前記第1のフランジ傾斜面とフランジ端面とでなす角度を第1のフランジ角度(例えば、第1のフランジ角度θ1)とし、前記第2のフランジの前記第2のフランジ傾斜面とフランジ端面とでなす角度を第2のフランジ角度(例えば、第2のフランジ角度θ2)としたとき、前記総合フランジ角度は、前記第1のフランジ角度と、前記第2のフランジ角度との和により画定され、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記第1のフランジ角度と、前記第2フランジ角度は略等しい。   (3) In the exhaust system component fastening structure according to (2), an angle formed by the first flange inclined surface and the flange end surface of the first flange is a first flange angle (for example, a first flange angle). θ1), and the angle formed between the second flange inclined surface and the flange end surface of the second flange is a second flange angle (for example, the second flange angle θ2), the total flange angle is: The first flange angle is defined by the sum of the first flange angle and the second flange angle, and the first flange angle and the second flange angle in a predetermined portion within the range of ± 90 ° are substantially equal.

(3)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記第1のフランジ角度と、前記第2のフランジ角度は略等しい。
よって、締結時において、バランス良く前記第1および第2のフランジに対して締結部材を押しつけることができる。
In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (3), the first flange angle and the second flange angle at a predetermined portion within the range of ± 90 ° are substantially equal.
Therefore, at the time of fastening, the fastening member can be pressed against the first and second flanges with a good balance.

(4)(2)〜(3)に記載の排気系部品締結構造において、前記締結部材と、前記第1および第2のフランジとの回転位置を位置決めするための位置決め部を更に備える。   (4) The exhaust system component fastening structure according to any one of (2) to (3), further comprising a positioning portion for positioning rotational positions of the fastening member and the first and second flanges.

(4)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記締結部材と、前記第1および第2のフランジとの回転位置を位置決めするための位置決め部を更に備えているため、締結部材の締結力発生箇所が配置される前記180°の位置と、その反対側となる、総合フランジ角度θが大きく設定される前記±90°の範囲との相対的な回転位置関係が、常に適切に位置決めされる。   The exhaust system component fastening structure according to the invention of (4) further includes a positioning portion for positioning the rotational position of the fastening member and the first and second flanges. The relative rotational positional relationship between the 180 ° position where the occurrence point is arranged and the ± 90 ° range where the overall flange angle θ is set to be large is always properly positioned. .

(5)(1)に記載の排気系部品締結構造において、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記締結傾斜面角度が、その他の範囲における前記締結傾斜面角度より小さく設定されていることにより、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい。   (5) In the exhaust system component fastening structure according to (1), the fastening slope angle in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set smaller than the fastening slope angle in the other range. Accordingly, the difference angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is larger than the difference angle in the other ranges.

(5)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記締結傾斜面角度が、その他の範囲における前記締結傾斜面角度より小さく設定されている。   In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (5), the fastening inclined surface angle in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set smaller than the fastening inclined surface angle in the other range.

よって、締結部材の形状の工夫により、前記第1および第2のフランジに対する前記締結部材の接触状態を改善することができ、その結果、前記第1および第2のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる。   Therefore, the contact state of the fastening member with respect to the first and second flanges can be improved by devising the shape of the fastening member. As a result, the in-plane of the fastening force between the first and second flanges can be improved. Distribution can be improved.

(6)(5)に記載の排気系部品締結構造において、前記締結部材は、前記第1および第2のフランジの外周に配置される、3箇所以上の外周締め付け部材(例えば、円弧状部材)を備え、前記±90°の範囲内に設けられた1箇所以上の外周締め付け部材の前記締結傾斜面角度が、他の外周締め付け部材の締結傾斜面角度よりも小さく設定されている。   (6) In the exhaust system component fastening structure according to (5), the fastening member is disposed at the outer periphery of the first and second flanges at three or more outer periphery fastening members (for example, arcuate members). The fastening inclined surface angle of one or more outer peripheral fastening members provided within the range of ± 90 ° is set smaller than the fastening inclined surface angle of the other outer peripheral fastening members.

(6)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記締結部材が、3箇所以上の外周締め付け部材を備え、前記±90°の範囲内に設けられた1箇所以上の外周締め付け部材の前記締結傾斜面角度が、他の外周締め付け部材の締結傾斜面角度よりも小さく設定されている。
よって、外周締め付け部材の部材単位で締結傾斜面角度φを設定できるため、本発明の締結構造を容易に構成することができる。
In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (6), the fastening member includes three or more outer peripheral fastening members, and the fastening of the one or more outer peripheral fastening members provided within the range of ± 90 °. The inclined surface angle is set smaller than the fastening inclined surface angle of the other outer periphery fastening member.
Therefore, since the fastening inclined surface angle φ can be set for each member of the outer periphery fastening member, the fastening structure of the present invention can be easily configured.

(7)(1)〜(6)に記載の排気系部品締結構造において、前記所定の部分は、前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±45°よりも広い範囲であって、±75°よりも狭い範囲に設けられている。   (7) In the exhaust system component fastening structure according to (1) to (6), the predetermined portion has a direction in which the fastening force generation location is located with reference to the centers of the first and second flanges. In the case of 180 °, it is provided in a range wider than ± 45 ° and narrower than ± 75 °.

(7)の発明に係る排気系部品締結構造では、前記所定の部分が、前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±45°よりも広い範囲であって、±75°よりも狭い範囲に設けられている。
よって、より効果的に、前記第1および第2のフランジ同士の締結力の面内分布を均等化させることができる。
In the exhaust system component fastening structure according to the invention of (7), the predetermined portion is in a case where the direction in which the fastening force generation point is located is 180 ° with reference to the centers of the first and second flanges. , And a range wider than ± 45 ° and narrower than ± 75 °.
Therefore, the in-plane distribution of the fastening force between the first and second flanges can be equalized more effectively.

本発明によれば、一対のフランジに対するカップリングの接触状態を改善することにより、一対のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる、排気系部品締結構造を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exhaust system component fastening structure which can improve in-plane distribution of the fastening force of a pair of flanges by improving the contact state of the coupling with respect to a pair of flange can be provided. .

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気系の一部および、排気系部品の締結構造を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of exhaust system of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention, and the fastening structure of exhaust system components. 上記実施形態に係る締結構造のカップリングを示す図である。It is a figure which shows the coupling of the fastening structure which concerns on the said embodiment. 図1におけるL−L断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the LL cross section in FIG. 図3におけるM−O−N断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the MON cross section in FIG. 図4の下部付近を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the lower part vicinity of FIG. 4 was expanded. 本発明の一実施形態に係る締結構造における、一対のフランジ同士の締結力の面内分布を示すグラフである。It is a graph which shows in-plane distribution of the fastening force of a pair of flanges in the fastening structure concerning one embodiment of the present invention. 上記実施形態の変形例を示す図であり、図5に対応する図である。It is a figure which shows the modification of the said embodiment, and is a figure corresponding to FIG. 上記実施形態に係る締結構造における、カップリングの他の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the other structure of a coupling in the fastening structure which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係る締結構造における、カップリングの他の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the other structure of a coupling in the fastening structure which concerns on the said embodiment. 従来構造を示す図であり、図3に対応する図である。It is a figure which shows a conventional structure, and is a figure corresponding to FIG. 従来構造を示す図であり、図4に対応する図である。It is a figure which shows a conventional structure, and is a figure corresponding to FIG. 従来構造を示す図であり、図11Aの上部付近を拡大した拡大図である。It is a figure which shows a conventional structure, and is an enlarged view which expanded the upper part vicinity of FIG. 11A. 従来構造を示す図であり、図11Aの下部付近を拡大した拡大図である。It is a figure which shows a conventional structure, and is an enlarged view which expanded the lower part vicinity of FIG. 11A. 従来構造における、一対のフランジ同士の締結力の面内分布を示すグラフである。It is a graph which shows in-plane distribution of the fastening force of a pair of flanges in a conventional structure.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関としてのエンジンの排気系1の一部および、排気系部品の締結構造2を示す概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a part of an exhaust system 1 of an engine as an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention and a fastening structure 2 for exhaust system parts.

図1には、第1の排気系部品としての過給機のタービンハウジング10と、第2の排気系部品としての触媒ケース20が示されている。タービンハウジング10は、第1のフランジ11を備え、触媒ケース20は、第2のフランジ21を備えており、これらの第1のフランジ11と第2のフランジ21は、一対のフランジ11、21を構成する。
そして、この一対のフランジ11、21は、締結部材としてのカップリング30により、径方向に締め付けられて、締結されている。
FIG. 1 shows a turbocharger turbine housing 10 as a first exhaust system component and a catalyst case 20 as a second exhaust system component. The turbine housing 10 includes a first flange 11, and the catalyst case 20 includes a second flange 21, and the first flange 11 and the second flange 21 include a pair of flanges 11, 21. Constitute.
The pair of flanges 11 and 21 are fastened and fastened in the radial direction by a coupling 30 as a fastening member.

図2は、本実施形態において用いられるカップリング30を示す図である。
カップリング30は、揺動可能に連結された複数の円弧状部材の端部同士をボルトにより連結する構造となっており、第1の円弧状部材31と、第2の円弧状部材32と、第3の円弧状部材33とを備える。また、カップリング30は、第1の円弧状部材31と第2の円弧状部材32を揺動可能に連結する揺動連結部34と、第2の円弧状部材32と第3の円弧状部材33を揺動可能に連結する揺動連結部35と、第1の円弧状部材31と第3の円弧状部材33とをボルト39を用いて連結する締結力発生箇所36とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing a coupling 30 used in the present embodiment.
The coupling 30 has a structure in which the ends of a plurality of arcuate members connected so as to be swingable are connected by bolts, and includes a first arcuate member 31, a second arcuate member 32, And a third arcuate member 33. In addition, the coupling 30 includes a swing connecting portion 34 that connects the first arc-shaped member 31 and the second arc-shaped member 32 so as to be swingable, and the second arc-shaped member 32 and the third arc-shaped member. And a coupling force generating portion 36 for coupling the first arc-shaped member 31 and the third arc-shaped member 33 using a bolt 39.

揺動連結部34、35は、弾性を有する薄板状の金属により構成されており、この薄板状の部分が曲がることにより揺動する構造となっている。   The swing connecting portions 34 and 35 are made of a thin plate metal having elasticity, and have a structure that swings when the thin plate portion is bent.

締結力発生箇所36は、第1の円弧状部材31の端部に設けられたの第1の連結フランジ部37と、第3の円弧状部材の端部に設けられた第2の連結フランジ部38と、第1および第2の連結フランジ部37、38を連結するためのボルト39とによって構成されている。第1の連結フランジ部37には、ボルト39をねじ込むためのめねじ部が設けられている。   The fastening force generating portion 36 includes a first connecting flange portion 37 provided at an end portion of the first arcuate member 31 and a second connecting flange portion provided at an end portion of the third arcuate member. 38 and a bolt 39 for connecting the first and second connecting flange portions 37, 38. The first connecting flange portion 37 is provided with a female screw portion for screwing the bolt 39.

図3は、図1のL−L断面を示す図であり、排気系部品における一対のフランジ11、21を、カップリング30により締結する排気系部品の締結構造2を示す模式的な図である。   FIG. 3 is a diagram showing an LL cross section of FIG. 1, and is a schematic diagram showing an exhaust system component fastening structure 2 for fastening a pair of flanges 11, 21 in the exhaust system component by a coupling 30. .

図3に示されるように、一対のフランジ11、21(図3においては、フランジ11が確認できる)の外周には、カップリング30が設けられており、カップリング30のボルト39を締め付けることによって、一対のフランジ11、21は径方向に締め付けられて、締結される。   As shown in FIG. 3, a coupling 30 is provided on the outer periphery of the pair of flanges 11 and 21 (in FIG. 3, the flange 11 can be confirmed), and by tightening a bolt 39 of the coupling 30. The pair of flanges 11 and 21 are tightened in the radial direction.

図4Aは、図3のM−O−N断面を模式的に示す図である。
図4Aに示されるように、一対のフランジ11、21は、その端面同士が向き合っている状態で配置されており、その外周にはカップリング30が設けられている。一対のフランジ11、21の間には、図示しないシール部材が配置されており、一対のフランジ11、21が締結された状態において、一対のフランジ11、21の端面同士の間には、僅かな隙間が存在している。
前述のとおり、カップリング30のボルト39を締め付けることによって、一対のフランジ11、21は径方向に締め付けられる。その結果、一対のフランジ11、21のフランジ傾斜面が、カップリング30の内面に設けられた、フランジ傾斜面と対向する締結傾斜面によって押されて、一対のフランジ11、21同士が近付く方向に力が働く。このような作用により、一対のフランジ11、21は締結される。
FIG. 4A is a diagram schematically showing a cross section of M-O-N in FIG. 3.
As shown in FIG. 4A, the pair of flanges 11 and 21 are arranged with their end faces facing each other, and a coupling 30 is provided on the outer periphery thereof. A seal member (not shown) is disposed between the pair of flanges 11 and 21, and in a state where the pair of flanges 11 and 21 are fastened, there is a slight gap between the end surfaces of the pair of flanges 11 and 21. There is a gap.
As described above, by tightening the bolt 39 of the coupling 30, the pair of flanges 11 and 21 are tightened in the radial direction. As a result, the flange inclined surfaces of the pair of flanges 11 and 21 are pushed by the fastening inclined surface provided on the inner surface of the coupling 30 and facing the flange inclined surface, so that the pair of flanges 11 and 21 approach each other. Power works. By such an action, the pair of flanges 11 and 21 are fastened.

図5は、図4の下側付近を拡大した拡大図である。本実施形態においては、第1のフランジ11の第1のフランジ傾斜面12と、第2のフランジ21の第2のフランジ傾斜面22とによって画定される総合フランジ角度θ、すなわち、第1のフランジ11の第1のフランジ角度θ1と第2のフランジ21の第2のフランジ角度θ2の和である総合フランジ角度θは、フランジの全周において一定とはなっていない。
具体的には、図5に示されるように、一対のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°としたときに、±90°の範囲内の所定の部分における総合フランジ角度θが、その他の範囲における総合フランジ角度θよりも大きく設定されている。
なお、図5における点線は、例えば図3のM−O断面における第1および第2のフランジ11、21の形状を示している。
なお、第1および第2のフランジ角度θ1、θ2は、図5に示すように、フランジの端面と、フランジの傾斜面の間のなす角を意味する。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the lower side of FIG. In the present embodiment, the overall flange angle θ defined by the first flange inclined surface 12 of the first flange 11 and the second flange inclined surface 22 of the second flange 21, that is, the first flange. The total flange angle θ, which is the sum of the first flange angle θ1 of 11 and the second flange angle θ2 of the second flange 21, is not constant over the entire circumference of the flange.
Specifically, as shown in FIG. 5, when the direction in which the fastening force generation point 36 is positioned is 180 ° with respect to the center of the pair of flanges 11, 21, a predetermined value within a range of ± 90 °. Is set to be larger than the overall flange angle θ in the other ranges.
Note that the dotted lines in FIG. 5 indicate the shapes of the first and second flanges 11 and 21 in the MO cross section of FIG. 3, for example.
As shown in FIG. 5, the first and second flange angles θ1 and θ2 mean angles formed between the end surface of the flange and the inclined surface of the flange.

次に、上述の±90°の範囲内の所定の部分における総合フランジ角度θを、その他の範囲における総合フランジ角度θよりも大きく設定している理由について説明する。   Next, the reason why the overall flange angle θ in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is set larger than the overall flange angle θ in the other ranges will be described.

図10、11は、カップリング30を用いて一対のフランジ11、21を締結する、従来構造を示す図である。図10は、本実施形態の図3に対応する、従来構造を示す図である。図11は、本実施形態の図4に対応する、従来構造を示す図である。   10 and 11 are views showing a conventional structure in which a pair of flanges 11 and 21 are fastened using the coupling 30. FIG. FIG. 10 is a diagram showing a conventional structure corresponding to FIG. 3 of the present embodiment. FIG. 11 is a diagram showing a conventional structure corresponding to FIG. 4 of the present embodiment.

図10、図11に示されるように、従来構造においては、第1のフランジ11の第1のフランジ傾斜面12と、第2のフランジ21の第2のフランジ傾斜面22とによって画定される総合フランジ角度θ、すなわち、第1のフランジ11の第1のフランジ角度θ1と第2のフランジ21の第2のフランジ角度θ2の和である総合フランジ角度θは、フランジの全周において一定である。また、カップリング30の内面の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面41によって画定されるカップリング内面の締結傾斜面角度φも、カップリング30の内面全周において一定である。なお、総合フランジ角度θと、締結傾斜面角度φは略同一の角度となっている。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the conventional structure, the first flange 11 has the first flange inclined surface 12 and the second flange 21 has the second flange inclined surface 22 defined by the overall flange. The flange angle θ, that is, the total flange angle θ, which is the sum of the first flange angle θ1 of the first flange 11 and the second flange angle θ2 of the second flange 21, is constant over the entire circumference of the flange. Further, the coupling inclined surface angle φ of the coupling inner surface defined by the first fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface 41 on the inner surface of the coupling 30 is also constant over the entire inner surface of the coupling 30. The overall flange angle θ and the fastening inclined surface angle φ are substantially the same angle.

そして、このような従来構造において、1箇所のボルト39を締め込むことによりフランジの全周を締結する構造を採用したとき、ボルト39の締め込み部分、すなわち締結力発生箇所36(180°の部分)の周辺の一対のフランジ11、21は、カップリング30により強く押圧され、その結果、強い締結力が働く。その一方、締結力発生箇所36から最も遠い部分(0°の部分)の周辺は、一対のフランジ11、21が押圧される力が比較的弱くなり、締結力が弱くなる。   And in such a conventional structure, when the structure which fastens the perimeter of a flange by fastening one bolt 39, the fastening part of the bolt 39, ie, the fastening force generation | occurrence | production part 36 (part of 180 degrees) ) Around the pair of flanges 11 and 21 is strongly pressed by the coupling 30 and, as a result, a strong fastening force works. On the other hand, around the portion farthest from the fastening force generation point 36 (0 ° portion), the force with which the pair of flanges 11 and 21 are pressed becomes relatively weak, and the fastening force becomes weak.

図12は、従来構造における、ボルト39の締結トルクと、一対のフランジ11、12同士の締結力の面内分布との関係を示すグラフである。ここで一対のフランジ11、12同士の締結力とは、一対のフランジ11、21同士が向かい合う締結面内において、フランジ同士が押し合う方向の力、すなわち圧縮力を意味する。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the fastening torque of the bolt 39 and the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges 11 and 12 in the conventional structure. Here, the fastening force between the pair of flanges 11 and 12 means a force in a direction in which the flanges press against each other in a fastening surface where the pair of flanges 11 and 21 face each other, that is, a compression force.

図12に示されるように、従来構造においては、締結力発生箇所から最も遠いポイントB(0°の部分)の締結力は、締結力発生箇所(180°の部分)の近傍であるポイントAの締結力に比べて、かなり低い値となっている。また、ポイントC、D(90°、−90°の部分)の締結力ついては、ポイントAの締結力とポイントBの締結力の間の値となっている。すなわち、従来構造においては、一対のフランジに対するカップリングの接触状態が不均一であるため、一対のフランジ同士の締結力の面内分布も不均一となっている。   As shown in FIG. 12, in the conventional structure, the fastening force at the point B (0 ° portion) farthest from the fastening force generation location is that of the point A that is in the vicinity of the fastening force generation location (180 ° portion). The value is considerably lower than the fastening force. The fastening force at points C and D (90 ° and −90 ° portions) is a value between the fastening force at point A and the fastening force at point B. That is, in the conventional structure, since the contact state of the coupling with the pair of flanges is non-uniform, the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges is also non-uniform.

したがって、従来構造において、フランジの締結面全面にわたって十分な締結力を得るためには、すなわち、ポイントBにおいても強い締結力を得るためには、非常に強い締結トルクをボルト39にかける必要がある。   Therefore, in the conventional structure, in order to obtain a sufficient fastening force over the entire fastening surface of the flange, that is, in order to obtain a strong fastening force even at the point B, it is necessary to apply a very strong fastening torque to the bolt 39. .

本実施形態においては、締結傾斜面角度φは、フランジの全周において一定である。そして、図4、図5に示したとおり、第1のフランジ11の第1のフランジ傾斜面12と、第2のフランジ21の第2のフランジ傾斜面22とによって画定される総合フランジ角度θ、すなわち、第1のフランジ11の第1のフランジ角度θ1と第2のフランジ21の第2のフランジ角度θ2の和θは、フランジの全周において一定とはなっていない。
具体的には、一対のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°としたときに、±90°の範囲内の所定の部分における総合フランジ角度θが、その他の範囲における総合フランジ角度θよりも大きく設定されている。
In the present embodiment, the fastening inclined surface angle φ is constant over the entire circumference of the flange. 4 and 5, the overall flange angle θ defined by the first flange inclined surface 12 of the first flange 11 and the second flange inclined surface 22 of the second flange 21, That is, the sum θ of the first flange angle θ1 of the first flange 11 and the second flange angle θ2 of the second flange 21 is not constant over the entire circumference of the flange.
Specifically, with the center of the pair of flanges 11 and 21 as a reference, when the direction in which the fastening force generation point 36 is located is 180 °, the total flange angle θ in a predetermined portion within a range of ± 90 ° is In other ranges, it is set larger than the total flange angle θ.

このように、±90°の範囲内の所定の部分における総合フランジ角度θを、その他の範囲における総合フランジ角度θよりも大きく設定することにより、1箇所のボルト39を締め込んだときに、締結力発生箇所から遠い部分(±90°の範囲内の所定の部分)においても、カップリング30により一対のフランジ11、21が強く押圧され、一対のフランジ11、21に対するカップリングの接触状態が改善し、一対のフランジ11、21の締結力の面内分布が均等化される方向となる。すなわち、締結構造として、1箇所のボルト39を締め込むことによりフランジの全周を締結する構造を採用している場合であっても、フランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる。   As described above, the overall flange angle θ in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set to be larger than the overall flange angle θ in the other range. The pair of flanges 11 and 21 are strongly pressed by the coupling 30 even in a part far from the force generation point (a predetermined part within a range of ± 90 °), and the contact state of the coupling with the pair of flanges 11 and 21 is improved. In addition, the in-plane distribution of the fastening force of the pair of flanges 11 and 21 is equalized. That is, even if the fastening structure employs a structure in which the entire circumference of the flange is fastened by fastening one bolt 39, the in-plane distribution of the fastening force between the flanges can be improved. .

なお、前記±90°の範囲内の所定の部分において、第1のフランジ角度θ1と第2のフランジ角度θ2は、同じ角度でなくても、本発明の効果は得られる。しかしながら、第1のフランジ角度θ1と第2のフランジ角度θ2を略等しい角度とすることが好ましい。この場合、締結時において、バランス良く一対のフランジ11、21に対してカップリングを押しつけることができる。   It should be noted that the effects of the present invention can be obtained even if the first flange angle θ1 and the second flange angle θ2 are not the same angle in a predetermined portion within the range of ± 90 °. However, it is preferable that the first flange angle θ1 and the second flange angle θ2 are substantially equal. In this case, at the time of fastening, the coupling can be pressed against the pair of flanges 11 and 21 with good balance.

なお、カップリング30と、一対のフランジ11、21の相対的な回転位置を位置決めするための、図示しない位置決め部を備えていることが好ましい。この位置決め部は、例えば、カップリング30に設けられた凹部と、一対のフランジ11、21それぞれに設けられた凸部により構成され、この凹部と凸部が係合することにより、回転位置の位置決めが行われる。
このような構造により、カップリング30の締結力発生箇所36が配置される前記180°の位置と、その反対側となる、総合フランジ角度θが大きく設定される前記±90°の範囲との相対的な回転位置関係が、常に適切に位置決めされる。
なお、凸部はフランジ自体ではなく、一対のフランジ11、21を備える排気系部品それぞれに設けられていてもよい。もちろん、カップリング30側に凸部を設けて、フランジ側に凹部を設けてもよい。
In addition, it is preferable to provide a positioning unit (not shown) for positioning the relative rotational positions of the coupling 30 and the pair of flanges 11 and 21. For example, the positioning portion includes a concave portion provided in the coupling 30 and a convex portion provided in each of the pair of flanges 11 and 21, and the rotational position is determined by the engagement of the concave portion and the convex portion. Is done.
With such a structure, the relative position between the 180 ° position where the fastening force generation point 36 of the coupling 30 is disposed and the ± 90 ° range where the overall flange angle θ is set to be large is the opposite side. The rotational positional relationship is always properly positioned.
The convex portion may be provided not on the flange itself but on each of the exhaust system parts including the pair of flanges 11 and 21. Of course, a convex part may be provided on the coupling 30 side and a concave part may be provided on the flange side.

なお本実施形態においては、図3に示される±60°の範囲において、総合フランジ角度θが大きく設定されている。   In the present embodiment, the overall flange angle θ is set large within the range of ± 60 ° shown in FIG.

図6は、前述の±60°の範囲における総合フランジ角度θを変化させたときの、一対のフランジ11、21同士の締結力、すなわちフランジ締結荷重を示すグラフである。なお、締結傾斜面角度φはカップリング30の全周において一定である。またボルト39にかける締結トルクは一定としている。
グラフの横軸には、差分角度αを用いている。これは、第1のフランジ傾斜面12と前記第2のフランジ傾斜面22とでなす角により画定される総合フランジ角度θから、締結部材の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面41とでなす角により画定される締結傾斜面角度φを減算することにより算出している。
FIG. 6 is a graph showing the fastening force between the pair of flanges 11 and 21, that is, the flange fastening load, when the overall flange angle θ in the range of ± 60 ° is changed. The fastening inclined surface angle φ is constant over the entire circumference of the coupling 30. The fastening torque applied to the bolt 39 is constant.
The difference angle α is used on the horizontal axis of the graph. This is because the first fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface of the fastening member are determined from the overall flange angle θ defined by the angle formed by the first flange inclined surface 12 and the second flange inclined surface 22. It is calculated by subtracting the fastening inclined surface angle φ defined by the angle formed by 41.

このグラフに示されるように、前述の±60°の範囲における差分角度αが大きくするほど、すなわち、総合フランジ角度θが大きくするほど、締結力発生箇所36から一番遠く、締結荷重が最も低くなる位置であるポイントBにおいて、荷重が上がっていく傾向が得られる。
よって、前述の±60°の範囲における差分角度αを大きくするほど、一対のフランジ11、21に対するカップリングの接触状態が改善し、一対のフランジ11、21同士の締結力の面内分布が均等化される方向となり、総合的な締結力も高まる。
As shown in this graph, the larger the difference angle α in the aforementioned ± 60 ° range, that is, the greater the overall flange angle θ, the farthest from the fastening force generation point 36 and the lowest fastening load. At point B, which is the position, the load tends to increase.
Therefore, as the difference angle α in the range of ± 60 ° is increased, the contact state of the coupling with the pair of flanges 11 and 21 is improved, and the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges 11 and 21 is uniform. The overall fastening force will also increase.

図7は、本実施形態の変形例を示す図であり、図5に対応する図である。本変形例においては、総合フランジ角度θは、フランジの全周において略一定である。その一方、カップリング30の内面の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面41によって画定されるカップリング内面の締結傾斜面角度φは、カップリング30の内面全周において、一定とはなっていない。
具体的には、図7に示されるように、一対のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°としたときに、±90°の範囲内の所定の部分における締結傾斜面角度φが、その他の範囲における締結傾斜面角度φよりも小さく設定されている。
なお、図7における点線は、例えば図3のM−O断面におけるカップリング30の内面の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面41の形状を示している。
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the present embodiment, and corresponds to FIG. In this modification, the overall flange angle θ is substantially constant over the entire circumference of the flange. On the other hand, the fastening inclined surface angle φ of the coupling inner surface defined by the first fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface 41 on the inner surface of the coupling 30 is constant over the entire inner surface of the coupling 30. It is not.
Specifically, as shown in FIG. 7, when the direction in which the fastening force generation point 36 is positioned is 180 ° with respect to the center of the pair of flanges 11 and 21, a predetermined range within ± 90 ° is obtained. The fastening inclined surface angle φ in this part is set smaller than the fastening inclined surface angle φ in other ranges.
7 indicates the shapes of the first fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface 41 on the inner surface of the coupling 30 in the MO cross section of FIG. 3, for example.

このように、±90°の範囲内の所定の部分における締結傾斜面角度φを、その他の範囲における締結傾斜面角度φよりも小さく設定することにより、1箇所のボルト39を締め込んだときに、締結力発生箇所から遠い部分(±90°の範囲内の所定の部分)においても、カップリング30により一対のフランジ11、21が強く押圧され、一対のフランジ11、21に対するカップリングの接触状態が改善し、一対のフランジ11、21同士の締結面内の締結力の分布が均等化される方向となる。   As described above, when the fastening inclined surface angle φ in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set smaller than the fastening inclined surface angle φ in the other range, when one bolt 39 is tightened. The pair of flanges 11 and 21 are strongly pressed by the coupling 30 even in a portion far from the fastening force generation location (predetermined portion within a range of ± 90 °), and the coupling contact state with the pair of flanges 11 and 21 Is improved, and the distribution of the fastening force in the fastening surface between the pair of flanges 11 and 21 is equalized.

なお、±90°の範囲内の所定の部分において、総合フランジ角度θを大きく設定する態様と、締結傾斜面角度φを小さくする態様を組み合わせてもよい。
すなわち、第1のフランジ傾斜面12と前記第2のフランジ傾斜面22とでなす角により画定される総合フランジ角度θから、締結部材の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面41とでなす角により画定される締結傾斜面角度φを減算して得られる角度を差分角度αとしたとき、第1および第2のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°とした場合における、±90°の範囲内の所定の部分における差分角度αが、その他の範囲における差分角度αよりも大きければ、本発明の効果は得られる。
このように、総合フランジ角度θを大きく設定する区間、または締結傾斜面角度φを小さく設定する区間が、±90°の範囲内に設けられることにより、締結力発生箇所から遠い部分においても、カップリングにより一対のフランジ11、21が強く押圧される。よって、一対のフランジ11、21に対するカップリングの接触状態が改善し、一対のフランジ11、21同士の締結力の面内分布が均等化される方向となり、本発明の効果が得られる。
Note that, in a predetermined portion within a range of ± 90 °, a mode in which the overall flange angle θ is set large and a mode in which the fastening inclined surface angle φ is made small may be combined.
That is, the first fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface 41 of the fastening member are determined from the overall flange angle θ defined by the angle formed by the first flange inclined surface 12 and the second flange inclined surface 22. When the angle obtained by subtracting the fastening inclined surface angle φ defined by the angle formed by the difference angle α is the center of the first and second flanges 11 and 21, the fastening force generation point 36 The effect of the present invention can be obtained if the difference angle α in the predetermined portion within the range of ± 90 ° when the position direction is 180 ° is larger than the difference angle α in the other ranges.
As described above, the section in which the overall flange angle θ is set to be large or the section in which the fastening inclined surface angle φ is set to be small is provided within a range of ± 90 °. The pair of flanges 11 and 21 are strongly pressed by the ring. Therefore, the contact state of the coupling with the pair of flanges 11 and 21 is improved, and the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges 11 and 21 is equalized, and the effect of the present invention is obtained.

なお、総合フランジ角度θを大きく設定する区間、または締結傾斜面角度φを小さく設定する区間は、±45°よりも広い範囲であって、±75°よりも狭い範囲に設定することが好ましい。さらに好ましくは、±60°の範囲である。このような範囲に設定することにより、より効果的に、一対のフランジ11、21同士の締結力の面内分布を均等化させることができる。
なお、図2に示されるような、3箇所の円弧状部材31、32、33を備えるカップリングを用いる場合は、3箇所の円弧状部材のうち、締結力発生箇所36から遠い側の円弧状部材32の内周面の締結傾斜面角度φを、他の円弧状部材31、33の内周面の締結傾斜面角度φよりも小さく設定することにより、本発明の効果が得られる。この場合、円弧状部材の部材単位で締結傾斜面角度φを設定すればよいため、本発明の締結構造を容易に構成することができる。
特に、3箇所の円弧状部材31、32、33を備えるカップリングを用いる場合は、容易に前述の±60°の範囲の締結傾斜面角度φを小さく設定することが可能であることから、簡単な構成で、非常に効果的に、一対のフランジ同士の締結面内の締結力の分布を均等化することが可能であり、総合的な締結力も向上する。
The section in which the overall flange angle θ is set to be large or the section in which the fastening inclined surface angle φ is set to be small is preferably a range wider than ± 45 ° and narrower than ± 75 °. More preferably, the range is ± 60 °. By setting to such a range, the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges 11 and 21 can be more effectively equalized.
In addition, when using a coupling provided with three circular-arc-shaped members 31, 32, and 33 as shown in FIG. 2, the circular arc-shaped part far from the fastening force generation point 36 among the three circular-arc-shaped members. The effect of the present invention can be obtained by setting the fastening inclined surface angle φ of the inner peripheral surface of the member 32 to be smaller than the fastening inclined surface angle φ of the inner peripheral surfaces of the other arc-shaped members 31 and 33. In this case, since the fastening inclined surface angle φ has only to be set for each member of the arcuate member, the fastening structure of the present invention can be easily configured.
In particular, when using a coupling having three arc-shaped members 31, 32, 33, the fastening inclined surface angle φ in the above-described ± 60 ° range can be easily set small. With this configuration, it is possible to equalize the distribution of the fastening force in the fastening surface between the pair of flanges very effectively, and the overall fastening force is also improved.

なお、カップリングとしては、図2に示されるカップリング30に限らず、各種のカップリングを採用することができる。
例えば、図8に示されるような、3箇所の揺動部65、66、67を備え、4箇所の円弧状部材61、62、63、64を備えるカップリング60を採用してもよい。
この場合において、カップリング60における、締結力発生箇所36から遠い側の円弧状部材62、63の内面の締結傾斜面角度φを、他の円弧状部材31、33の内周面の締結傾斜面角度φよりも小さく設定することにより、本発明の効果が得られる。
In addition, as a coupling, not only the coupling 30 shown by FIG. 2 but various couplings are employable.
For example, a coupling 60 including three swinging portions 65, 66, and 67 as shown in FIG. 8 and including four arcuate members 61, 62, 63, and 64 may be employed.
In this case, in the coupling 60, the fastening inclined surface angle φ of the inner surfaces of the arc-shaped members 62 and 63 far from the fastening force generation point 36 is set as the fastening inclined surface of the inner peripheral surface of the other arc-shaped members 31 and 33. The effect of the present invention can be obtained by setting the angle smaller than the angle φ.

このように、締結部材としてのカップリングとして、3箇所以上の外周締め付け部材としての円弧状部材を備えるカップリングを用いるときは、前述の±90°の範囲内に設けられている1箇所以上の円弧状部材の内周面の締結傾斜面角度φを小さく設定することが好ましい。この場合、円弧状部材の部材単位で締結傾斜面角度φを設定できるため、本発明の締結構造を容易に構成することができる。
例えば、4〜5箇所の円弧状部材を備えるカップリングを用いる場合は、締結力発生箇所から遠い側の1〜2箇所の円弧状部材の内周面の締結傾斜面角度φを小さく設定する。
また、6〜7箇所の円弧状部材を備えるカップリングを用いる場合は、締結力発生箇所から遠い側の1〜3箇所の円弧状部材の内周面の締結傾斜面角度φを小さく設定する。
Thus, when using a coupling comprising arcuate members as outer periphery fastening members at three or more locations as couplings as fastening members, at least one location provided within the aforementioned ± 90 ° range. It is preferable to set the fastening inclined surface angle φ of the inner peripheral surface of the arc-shaped member small. In this case, since the fastening inclined surface angle φ can be set for each member of the arcuate member, the fastening structure of the present invention can be easily configured.
For example, in the case of using a coupling including 4 to 5 arcuate members, the fastening inclined surface angle φ of the inner peripheral surface of the 1 to 2 arcuate members far from the fastening force generation site is set small.
Moreover, when using a coupling provided with 6-7 circular arc-shaped members, fastening inclination-surface angle (phi) of the internal peripheral surface of 1-3 arc-shaped members far from a fastening force generation location is set small.

なお、円弧状部材の配置数が偶数の場合は、締結力発生箇所36から遠い側の2箇所の円弧状部材の内周面の締結傾斜面角度φを小さく設定することが好ましい。これにより、バランス良く一対のフランジ11、21を適切に締め付けることができる。
なお、外周締め付け部材は、通常は円弧状部材であるが、例えば外周締め付け部材の配置数が多い場合などにおいては、必ずしも円弧形状でなくてもよい。
When the number of the arc-shaped members is an even number, it is preferable to set the fastening inclined surface angle φ of the inner peripheral surfaces of the two arc-shaped members far from the fastening force generation location 36 to be small. Thereby, a pair of flanges 11 and 21 can be tightened appropriately with good balance.
The outer periphery tightening member is usually an arc-shaped member. However, for example, when the number of outer periphery tightening members is large, the outer periphery tightening member does not necessarily have an arc shape.

また、カップリングとして、図9に示されるような、1箇所の揺動連結部73と、2箇所の円弧状部材71、72を備えるカップリング70を採用してもよい。カップリング70の揺動連結部73は、第1の円弧状部材71の一端側に設けられた第1の折り返し部75と、第2の円弧状部材72の一端側に設けられた第2の折り返し部76と、第1および第2の折り返し部75、76を連結する環状部材77によって構成されている。また、締結力発生箇所74は、ボルト78と、ナット79とにより構成されており、ナット79にボルト78をねじ込むことにより締結力が発生する。
このようなカップリングを用いた場合においても、前述の±90°の範囲内の所定の部分における締結傾斜面角度φを、その他の範囲における締結傾斜面角度φよりも小さく設定することにより、1箇所のボルト39を締め込んだときに、締結力発生箇所から遠い部分(±90°の範囲内の所定の部分)においても、カップリング30により一対のフランジ11、21が強く押圧され、一対のフランジ11、21に対するカップリングの接触状態が改善し、一対のフランジ11、21同士の締結力の面内分布が均等化される方向となる。
例えば、第1の円弧状部材71、第2の円弧状部材72の内面の締結傾斜面角度φについて、締結力発生箇所36に近い部位は大きく設定し、締結力発生箇所36から離れていくのに従って、その角度φを連続的に小さく変化する構成としてもよい。もちろん、不連続で変化する態様としてもよい。
Moreover, as a coupling, the coupling 70 provided with the one rocking | fluctuation connection part 73 as shown in FIG. 9, and the two circular-arc-shaped members 71 and 72 may be employ | adopted. The swing connecting portion 73 of the coupling 70 includes a first folded portion 75 provided on one end side of the first arcuate member 71 and a second end provided on one end side of the second arcuate member 72. The folded portion 76 is constituted by an annular member 77 that connects the first and second folded portions 75 and 76. Further, the fastening force generation portion 74 includes a bolt 78 and a nut 79, and the fastening force is generated by screwing the bolt 78 into the nut 79.
Even when such a coupling is used, by setting the fastening inclined surface angle φ in a predetermined portion within the above-described ± 90 ° range to be smaller than the fastening inclined surface angle φ in other ranges, 1 When the bolts 39 are tightened, the pair of flanges 11 and 21 are strongly pressed by the coupling 30 even at a portion far from the portion where the fastening force is generated (a predetermined portion within a range of ± 90 °). The contact state of the coupling with the flanges 11 and 21 is improved, and the in-plane distribution of the fastening force between the pair of flanges 11 and 21 is equalized.
For example, with respect to the fastening inclined surface angle φ of the inner surfaces of the first arc-shaped member 71 and the second arc-shaped member 72, a portion close to the fastening force generation location 36 is set large, and the fastening force generation location 36 moves away. Accordingly, the angle φ may be continuously changed to be small. Of course, it is good also as an aspect which changes discontinuously.

本実施形態の排気系部品締結構造によれば、以下の効果を奏する。   The exhaust system component fastening structure according to the present embodiment has the following effects.

(1)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、第1のフランジ傾斜面12と第2のフランジ傾斜面22とでなす角により画定される総合フランジ角度θから、カップリング30の第1の締結傾斜面40と第2の締結傾斜面42とでなす角により画定される締結傾斜面角度φを減算して得られる角度を差分角度αとしたとき、第1および第2のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°とした場合における、±90°の範囲内の所定の部分における差分角度αが、その他の範囲における差分角度αよりも大きい。
よって、前記第1および第2のフランジに対する前記締結部材の接触状態を改善することができ、その結果、前記第1および第2のフランジ同士の締結力の面内分布を改善することができる。
(1) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the first flange 30 of the coupling 30 is determined from the overall flange angle θ defined by the angle formed by the first flange inclined surface 12 and the second flange inclined surface 22. When the angle obtained by subtracting the fastening inclined surface angle φ defined by the angle formed by the fastening inclined surface 40 and the second fastening inclined surface 42 is a difference angle α, the first and second flanges 11, When the direction in which the fastening force generation point 36 is located is 180 ° with the center of 21 as a reference, the difference angle α in a predetermined portion within a range of ± 90 ° is larger than the difference angle α in other ranges. .
Therefore, the contact state of the fastening member with respect to the first and second flanges can be improved, and as a result, the in-plane distribution of the fastening force between the first and second flanges can be improved.

(2)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、前述の±90°の範囲内の所定の部分における総合フランジ角度θが、その他の範囲における総合フランジ角度θより大きく設定されている。
よって、フランジの形状の工夫により、第1および第2のフランジ11、21に対するカップリング30の接触状態を改善することができ、その結果、第1および第2のフランジ11、21同士の締結力の面内分布を改善することができる。
(2) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the overall flange angle θ in a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set larger than the overall flange angle θ in other ranges.
Therefore, the contact state of the coupling 30 with respect to the first and second flanges 11 and 21 can be improved by devising the shape of the flange. As a result, the fastening force between the first and second flanges 11 and 21 can be improved. The in-plane distribution of can be improved.

(3)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、前述の±90°の範囲内の所定の部分における前記第1のフランジ角度θ1と、前記第2のフランジ角度θ2は略等しい。
よって、締結時において、バランス良く第1および第2のフランジ11、21に対してカップリング30を押しつけることができる。
(3) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the first flange angle θ1 and the second flange angle θ2 in a predetermined portion within the range of ± 90 ° are substantially equal.
Therefore, at the time of fastening, the coupling 30 can be pressed against the first and second flanges 11 and 21 with a good balance.

(4)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、カップリング30と、第1および第2のフランジ11、21との回転位置を位置決めするための位置決め部を更に備えているため、カップリング30の締結力発生箇所36が配置される前述の180°の位置と、その反対側となる、総合フランジ角度θが大きく設定される前記±90°の範囲との相対的な回転位置関係が、常に適切に位置決めされる。   (4) Since the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment further includes a positioning portion for positioning the rotational position of the coupling 30 and the first and second flanges 11 and 21, the coupling The relative rotational positional relationship between the above-mentioned 180 ° position where 30 fastening force generation points 36 are arranged and the above-described ± 90 ° range where the overall flange angle θ is set large is Always properly positioned.

(5)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、前述の±90°の範囲内の所定の部分における締結傾斜面角度φが、その他の範囲における締結傾斜面角度φより小さく設定されている。
よって、カップリング30の形状の工夫により、第1および第2のフランジ11、21に対するカップリング30の接触状態を改善することができ、その結果、第1および第2のフランジ11、21同士の締結力の面内分布を改善することができる。
(5) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the fastening slope angle φ at a predetermined portion within the range of ± 90 ° is set smaller than the fastening slope angle φ at other ranges. .
Therefore, the contact state of the coupling 30 with respect to the first and second flanges 11 and 21 can be improved by devising the shape of the coupling 30, and as a result, the first and second flanges 11 and 21 can be connected to each other. The in-plane distribution of the fastening force can be improved.

(6)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、カップリング30が、3箇所以上の円弧状部材を備え、前述の±90°の範囲内に設けられた1箇所以上の円弧状部材の締結傾斜面角度φが、他の円弧状部材の締結傾斜面角度φよりも小さく設定されている。
よって、円弧状部材の部材単位で締結傾斜面角度φを設定できるため、本発明の締結構造を容易に構成することができる。
(6) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the coupling 30 includes three or more arc-shaped members, and one or more arc-shaped members provided within the range of ± 90 ° described above. The fastening inclined surface angle φ is set smaller than the fastening inclined surface angle φ of the other arcuate members.
Therefore, since the fastening inclined surface angle φ can be set for each member of the arcuate member, the fastening structure of the present invention can be easily configured.

(7)本実施形態に係る排気系部品締結構造では、前述の所定の部分が、第1および第2のフランジ11、21の中心を基準として、締結力発生箇所36の位置する方向を180°とした場合における、±45°よりも広い範囲であって、±75°よりも狭い範囲に設けられている。
よって、より効果的に、第1および第2のフランジ11、21同士の締結力の面内分布を均等化させることができる。
(7) In the exhaust system component fastening structure according to the present embodiment, the direction in which the predetermined portion described above is located at the fastening force generation location 36 is 180 ° with respect to the centers of the first and second flanges 11 and 21. In this case, it is provided in a range wider than ± 45 ° and narrower than ± 75 °.
Therefore, the in-plane distribution of the fastening force between the first and second flanges 11 and 21 can be equalized more effectively.

なお、本実施形態においては、内燃機関の排気系部品締結構造について説明したが、この締結構造は、内燃機関に限らず、様々な排気系部品の締結構造に採用可能である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に含まれる。
In this embodiment, the exhaust system component fastening structure of the internal combustion engine has been described. However, this fastening structure is not limited to the internal combustion engine, and can be applied to various exhaust system parts fastening structures.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the scope of the present invention.

1…エンジン(内燃機関)の排気系
2…排気系部品の締結構造
10…過給機のタービンハウジング(第1の排気系部品)
11…第1のフランジ
12…第1のフランジ傾斜面
20…触媒ケース(第2の排気系部品)
21…第2のフランジ
22…第2のフランジ傾斜面
30、60、70…カップリング(締結部材)
31、32、33…円弧状部材(外周締め付け部材)
36…締結力発生箇所
40…第1の締結傾斜面
41…第2の締結傾斜面
61、62、63、64…円弧状部材(外周締め付け部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust system of engine (internal combustion engine) 2 ... Fastening structure of exhaust system parts 10 ... Turbine housing of supercharger (first exhaust system parts)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st flange 12 ... 1st flange inclined surface 20 ... Catalyst case (2nd exhaust system component)
21 ... 2nd flange 22 ... 2nd flange inclined surface 30, 60, 70 ... Coupling (fastening member)
31, 32, 33... Arc-shaped member (outer periphery fastening member)
36 ... Fastening force generation point 40 ... First fastening inclined surface 41 ... Second fastening inclined surface 61, 62, 63, 64 ... Arc-shaped member (outer periphery fastening member)

Claims (7)

第1の排気系部品に設けられ、第1のフランジ傾斜面を有する第1のフランジと、
前記第1の排気系部品とは異なる第2の排気系部品に設けられ、第2のフランジ傾斜面を有する第2のフランジと、
締結力発生箇所と、締結時に前記第1のフランジ傾斜面と対向する第1の締結傾斜面と、締結時に前記第2のフランジ傾斜面と対向する第2の締結傾斜面と、を有し、前記締結力発生箇所で生じる力に応じて、前記第1および第2の締結傾斜面によって前記第1および第2のフランジを径方向に締め付けて締結する締結部材と、を備える排気系部品締結構造であって、
前記第1のフランジ傾斜面と前記第2のフランジ傾斜面とでなす角により画定される総合フランジ角度から、前記締結部材の前記第1の締結傾斜面と第2の締結傾斜面とでなす角により画定される締結傾斜面角度を減算して得られる角度を差分角度としたとき、
前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい、排気系部品締結構造。
A first flange provided on the first exhaust system component and having a first flange inclined surface;
A second flange provided on a second exhaust system component different from the first exhaust system component and having a second flange inclined surface;
A fastening force generating portion, a first fastening inclined surface that faces the first flange inclined surface at the time of fastening, and a second fastening inclined surface that faces the second flange inclined surface at the time of fastening; An exhaust system component fastening structure comprising: a fastening member that fastens and fastens the first and second flanges in the radial direction by the first and second fastening inclined surfaces according to the force generated at the fastening force generation location. Because
An angle formed by the first fastening inclined surface and the second fastening inclined surface of the fastening member from an overall flange angle defined by an angle formed by the first flange inclined surface and the second flange inclined surface. When the angle obtained by subtracting the fastening inclined surface angle defined by
The difference angle at a predetermined portion within a range of ± 90 ° when the direction in which the fastening force generation point is located is 180 ° with respect to the centers of the first and second flanges is in another range. An exhaust system component fastening structure that is larger than the differential angle.
前記±90°の範囲内の所定の部分における前記総合フランジ角度が、その他の範囲における前記総合フランジ角度より大きく設定されていることにより、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい、請求項1に記載の排気系部品締結構造。   The difference angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is obtained by setting the total flange angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° larger than the total flange angle in the other range. The exhaust system component fastening structure according to claim 1, wherein is larger than the difference angle in other ranges. 前記第1のフランジの前記第1のフランジ傾斜面とフランジ端面とでなす角度を第1のフランジ角度とし、前記第2のフランジの前記第2のフランジ傾斜面とフランジ端面とでなす角度を第2のフランジ角度としたとき、
前記総合フランジ角度は、前記第1のフランジ角度と、前記第2のフランジ角度との和により画定され、
前記±90°の範囲内の所定の部分における前記第1のフランジ角度と、前記第2のフランジ角度は略等しい、請求項2に記載の排気系部品締結構造。
An angle formed between the first flange inclined surface and the flange end surface of the first flange is defined as a first flange angle, and an angle formed between the second flange inclined surface and the flange end surface of the second flange is defined as a first angle. When the flange angle is 2,
The overall flange angle is defined by the sum of the first flange angle and the second flange angle;
The exhaust system component fastening structure according to claim 2, wherein the first flange angle and the second flange angle at a predetermined portion within the range of ± 90 ° are substantially equal.
前記締結部材と、前記第1および第2のフランジとの回転位置を位置決めするための位置決め部を更に備える、請求項2〜3のいずれか1項に記載の排気系部品締結構造。   The exhaust system component fastening structure according to any one of claims 2 to 3, further comprising a positioning portion for positioning rotational positions of the fastening member and the first and second flanges. 前記±90°の範囲内の所定の部分における前記締結傾斜面角度が、その他の範囲における前記締結傾斜面角度より小さく設定されていることにより、前記±90°の範囲内の所定の部分における前記差分角度が、その他の範囲における前記差分角度よりも大きい、請求項1に記載の排気系部品締結構造。   The fastening inclined surface angle in the predetermined portion within the range of ± 90 ° is set to be smaller than the fastening inclined surface angle in the other range, so that the predetermined portion in the range of ± 90 ° The exhaust system component fastening structure according to claim 1, wherein the difference angle is larger than the difference angle in other ranges. 前記締結部材は、前記第1および第2のフランジの外周に配置される、3箇所以上の外周締め付け部材を備え、
前記±90°の範囲内に設けられた1箇所以上の外周締め付け部材の前記締結傾斜面角度が、他の外周締め付け部材の締結傾斜面角度よりも小さく設定されている、請求項5に記載の排気系部品締結構造。
The fastening member comprises three or more outer peripheral fastening members disposed on the outer periphery of the first and second flanges,
The said fastening inclination angle of the one or more outer periphery fastening members provided in the range of the said +/- 90 degrees is set smaller than the fastening inclination angle of other outer periphery fastening members. Exhaust system parts fastening structure.
前記所定の部分は、前記第1および第2のフランジの中心を基準として、前記締結力発生箇所の位置する方向を180°とした場合における、±45°よりも広い範囲であって、±75°よりも狭い範囲に設けられている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気系部品締結構造。   The predetermined portion is a range wider than ± 45 ° when the direction in which the fastening force is generated is 180 ° with respect to the centers of the first and second flanges, and ± 75 The exhaust system component fastening structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust system component fastening structure is provided in a range narrower than °.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20130174384A1 (en) * 2011-07-04 2013-07-11 Norma U.S. Holding Llc V-band clamp with v-insert segments
JP2016186314A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 富士重工業株式会社 V-band

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012112317A (en) * 2010-11-25 2012-06-14 Toyota Motor Corp Connection structure for exhaust pipe
US20130174384A1 (en) * 2011-07-04 2013-07-11 Norma U.S. Holding Llc V-band clamp with v-insert segments
JP2016186314A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 富士重工業株式会社 V-band

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