JP2021095983A - Seal structure - Google Patents

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JP2021095983A JP2019229348A JP2019229348A JP2021095983A JP 2021095983 A JP2021095983 A JP 2021095983A JP 2019229348 A JP2019229348 A JP 2019229348A JP 2019229348 A JP2019229348 A JP 2019229348A JP 2021095983 A JP2021095983 A JP 2021095983A
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鈴木 憲
Ken Suzuki
憲 鈴木
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Abstract

To provide a seal structure capable of improving productivity by reducing man-hour for machining a groove in which a seal ring is disposed.SOLUTION: A seal structure 100 includes a plurality of seal rings 30a to 30c formed in a C-shape, a notch groove 40 that is formed at an end portion 11 on an outer peripheral side of a first pipe 10 so as to extend from a tip end in an axial direction to a base end side, and to which the plurality of seal rings 30a to 30c are disposed in series and adjacent, a wall portion 50 provided on a second pipe 20, and an energizing member 60 that is provided between a groove wall surface 41 and the wall portion 50 and presses the seal rings 30a to 30c on the groove wall surface 41.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、シール構造に関する。 The present disclosure relates to a seal structure.

シール構造としては、第1管の端部を第2管の端部に挿入させたときの隙間をシールするためのシール構造がある。 As the sealing structure, there is a sealing structure for sealing the gap when the end portion of the first pipe is inserted into the end portion of the second pipe.

このシール構造は、C字状に形成された複数のシールリングと、第1管の外周側の端部に設けられ、これらシールリングを1つずつ配置する複数のリング溝と、を備える場合がある。 This seal structure may include a plurality of C-shaped seal rings and a plurality of ring grooves provided at the outer peripheral end of the first pipe and arranging these seal rings one by one. is there.

特開2015−055280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-055280

しかしながら、上記のシール構造では、シールリング毎にリング溝を形成する必要があるので、加工工数が多く製造性が悪いといった問題がある。 However, in the above-mentioned seal structure, since it is necessary to form a ring groove for each seal ring, there is a problem that the processing man-hours are large and the manufacturability is poor.

そこで、本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、シールリングが配置される溝の加工工数を減らして、製造性を改善できるシール構造を提供することにある。 Therefore, the present disclosure was conceived in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a seal structure capable of improving man-hours for processing a groove in which a seal ring is arranged and improving manufacturability.

本開示の一の態様によれば、第1管の端部を第2管の端部に挿入させたときの隙間をシールするためのシール構造において、C字状に形成された複数のシールリングと、前記第1管の外周側の端部に軸方向の先端から基端側に延びて形成され、前記複数のシールリングが直列かつ隣接して配置される切り欠き溝であって、先端が開放され、基端に溝壁面が形成される切り欠き溝と、前記第2管に設けられ、前記複数のシールリングを軸方向に挟んで前記溝壁面に対向する壁部と、前記溝壁面と前記壁部との間に設けられ、前記溝壁面に前記シールリングを押し付ける付勢部材と、を備えたことを特徴とするシール構造が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a plurality of C-shaped seal rings are formed in a seal structure for sealing a gap when the end of the first pipe is inserted into the end of the second pipe. A notch groove formed at the outer peripheral end of the first pipe extending from the axial tip to the proximal end, and the plurality of seal rings are arranged in series and adjacent to each other. A notched groove that is opened and a groove wall surface is formed at the base end, a wall portion that is provided on the second pipe and faces the groove wall surface with the plurality of seal rings sandwiched in the axial direction, and the groove wall surface. Provided is a seal structure provided between the wall portion and an urging member for pressing the seal ring against the groove wall surface.

好ましくは、隣接する前記複数のシールリングの合口部は、その軸心回りの異なる位置に配置される。 Preferably, the abutments of the plurality of adjacent seal rings are arranged at different positions around their axial centers.

また、最も基端側に位置する前記シールリングの基端面の全体は、前記溝壁面に当接される。 Further, the entire base end surface of the seal ring located closest to the base end side is brought into contact with the groove wall surface.

また、前記付勢部材は、皿バネ、スプリングワッシャまたは波型ワッシャである。 The urging member is a disc spring, a spring washer, or a corrugated washer.

また、前記第1管及び前記第2管は、内燃機関の排気通路を構成する。 Further, the first pipe and the second pipe constitute an exhaust passage of an internal combustion engine.

本開示によれば、シールリングが配置される溝の加工工数を減らして、製造性を改善できる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the man-hours for processing the groove in which the seal ring is arranged and improve the man-made property.

シール構造を用いた内燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an internal combustion engine using a seal structure. 図1に示したII部の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the part II shown in FIG. 図2に示したIII部の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the part III shown in FIG. 図2に示したIV−IV線の断面図である。It is sectional drawing of the IV-IV line shown in FIG. 図2に示したV−V線の断面図である。It is sectional drawing of the VV line shown in FIG. 図2に示したVI−VI線の断面図である。It is sectional drawing of the VI-VI line shown in FIG. 従来のシール構造を示す概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which shows the conventional seal structure.

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.

図1に示すように、本実施形態のシール構造100は、内燃機関1の排気マニホールド2に用いられる。なお、図中に示す白抜き矢印は、内燃機関1の排気Gの流れを示す。また、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。 As shown in FIG. 1, the seal structure 100 of this embodiment is used for the exhaust manifold 2 of the internal combustion engine 1. The white arrows shown in the figure indicate the flow of the exhaust gas G of the internal combustion engine 1. In addition, each direction of up, down, front, back, left, and right shown in the figure is merely defined for convenience of explanation.

内燃機関1は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、例えば直列4気筒ディーゼルエンジンである。車両は、トラック等の大型車両である。しかしながら、車両及び内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は、乗用車等の小型車両であっても良いし、内燃機関は、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関であっても良い。 The internal combustion engine 1 is a multi-cylinder compression ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle, for example, an in-line 4-cylinder diesel engine. The vehicle is a large vehicle such as a truck. However, the type, type, application, etc. of the vehicle and the internal combustion engine are not particularly limited. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the internal combustion engine is a spark-ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine. You may.

排気マニホールド2は、内燃機関1のエンジン本体3(特にシリンダヘッド)に接続され、各気筒1aの排気ポート1bから送られてきた排気Gを集合させる。排気マニホールド2は、複数(図示例では、4つ)の排気入口2aと1つの排気出口2bとを有する。 The exhaust manifold 2 is connected to the engine body 3 (particularly the cylinder head) of the internal combustion engine 1 and collects the exhaust G sent from the exhaust port 1b of each cylinder 1a. The exhaust manifold 2 has a plurality of (four in the illustrated example) exhaust inlets 2a and one exhaust outlet 2b.

また、本実施形態の排気マニホールド2は、後側に位置する第1管10と前側に位置する第2管20とに予め分割され、これらが互いに接続されて構成される。 Further, the exhaust manifold 2 of the present embodiment is divided into a first pipe 10 located on the rear side and a second pipe 20 located on the front side in advance, and these are connected to each other.

第1管10及び第2管20は、それぞれ前後方向に延びる管部材であり、内燃機関1の排気通路を構成する。 The first pipe 10 and the second pipe 20 are pipe members extending in the front-rear direction, respectively, and form an exhaust passage of the internal combustion engine 1.

排気入口2aは、第1管10及び第2管20の右側面に2つずつ形成され、排気ポート1bにそれぞれ接続される。一方、排気出口2bは、第2管20の左側面に1つ形成され、ターボチャージャ4のタービン4aを介して下流側の排気管5に接続される。 Two exhaust inlets 2a are formed on the right side surfaces of the first pipe 10 and the second pipe 20, and are connected to the exhaust port 1b, respectively. On the other hand, one exhaust outlet 2b is formed on the left side surface of the second pipe 20, and is connected to the exhaust pipe 5 on the downstream side via the turbine 4a of the turbocharger 4.

図1及び図2に示すように、本実施形態では、第1管10の前端部11が第2管20の後端部21に挿入されて着脱可能に接続される。図2中、一点鎖線Cは、これら端部11,21同士の共通の管軸Cを示す。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the front end portion 11 of the first pipe 10 is inserted into the rear end portion 21 of the second pipe 20 and is detachably connected. In FIG. 2, the alternate long and short dash line C indicates a common pipe axis C between the end portions 11 and 21.

第1管10を流れる排気Gは、これら端部11,21を通じて第2管20に送られ、第2管20を流れる排気Gと合流した後、排気出口2bを通じてターボチャージャ4のタービン4aに送られる。 The exhaust G flowing through the first pipe 10 is sent to the second pipe 20 through these ends 11 and 21, merges with the exhaust G flowing through the second pipe 20, and then sent to the turbine 4a of the turbocharger 4 through the exhaust outlet 2b. Be done.

図2及び図3に示すように、本実施形態のシール構造100は、第1管10の前端部11を第2管20の後端部21に挿入させたときの隙間Sをシールするためのシール構造である。なお、本実施形態の前後方向は、第2管20の後端部21に対する第1管10の前端部11の挿入方向と一致する。すなわち、第1管10の前端部11において、軸方向の先端側は前側を意味し、軸方向の基端側は後側を意味する。一方、第2管20の後端部21において、軸方向の先端側は後側を意味し、軸方向の基端側は前側を意味する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the seal structure 100 of the present embodiment seals the gap S when the front end portion 11 of the first pipe 10 is inserted into the rear end portion 21 of the second pipe 20. It has a seal structure. The front-rear direction of the present embodiment coincides with the insertion direction of the front end portion 11 of the first pipe 10 with respect to the rear end portion 21 of the second pipe 20. That is, in the front end portion 11 of the first pipe 10, the distal end side in the axial direction means the front side, and the proximal end side in the axial direction means the rear side. On the other hand, in the rear end portion 21 of the second pipe 20, the distal end side in the axial direction means the rear side, and the proximal end side in the axial direction means the front side.

シール構造100は、3つのシールリング30a〜30cと、第1管10の外周側の前端部11に形成された切り欠き溝40と、を備える。 The seal structure 100 includes three seal rings 30a to 30c and a notch groove 40 formed in the front end portion 11 on the outer peripheral side of the first pipe 10.

切り欠き溝40は、軸方向の前端11aから後側に延びて形成される。すなわち、切り欠き溝40は、断面L字状に形成されており、前端が開放され、後端に溝壁面41が形成される。 The notch groove 40 is formed so as to extend from the front end 11a in the axial direction to the rear side. That is, the notch groove 40 is formed in an L-shaped cross section, the front end is opened, and the groove wall surface 41 is formed at the rear end.

溝壁面41は、軸方向において、第2管20の後端部21から後方に離間して配置される。また、第1管10の前端部11は、軸方向における溝壁面41の位置において、第2管20の後端部20の内径D2よりも大きい外径D1を有する(D2<D1)。但し、この第1管10の前端部11の外径D1は、第2管20の後端部20の内径D2と同じ大きさか、それより小さく設定されても良い。 The groove wall surface 41 is arranged rearward from the rear end portion 21 of the second pipe 20 in the axial direction. Further, the front end portion 11 of the first pipe 10 has an outer diameter D1 larger than the inner diameter D2 of the rear end portion 20 of the second pipe 20 at the position of the groove wall surface 41 in the axial direction (D2 <D1). However, the outer diameter D1 of the front end portion 11 of the first pipe 10 may be set to be the same size as or smaller than the inner diameter D2 of the rear end portion 20 of the second pipe 20.

切り欠き溝40には、後方から順に、第1〜第3シールリング30a〜30cが直列かつ隣接して配置される。 The first to third seal rings 30a to 30c are arranged in series and adjacent to each other in the notch groove 40 in order from the rear.

図4〜図6に示すように、本実施形態の切り欠き溝40は、周方向に延びて1周する円環状に形成される。 As shown in FIGS. 4 to 6, the notch groove 40 of the present embodiment is formed in an annular shape extending in the circumferential direction and making one round.

シールリング30a〜30cは、金属製の所謂C型リングであり、C字状に形成される。シールリング30a〜30cは、軸心回りの1箇所に合口部31a〜31cをそれぞれ有する。 The seal rings 30a to 30c are metal so-called C-shaped rings, and are formed in a C shape. The seal rings 30a to 30c each have a joint portion 31a to 31c at one location around the axis center.

また、隣接するシールリング30a〜30cの合口部31a〜31cは、その軸心回りの異なる位置に配置される。本実施形態の合口部31a〜31cは、互いに軸心回りに120°ずつ角度がずれた位置に配置される。 Further, the abutment portions 31a to 31c of the adjacent seal rings 30a to 30c are arranged at different positions around the axial center thereof. The abutment portions 31a to 31c of the present embodiment are arranged at positions deviated from each other by 120 ° around the axis.

図2及び図3に示すように、本実施形態では、3つのシールリング30a〜30cの内、最も後側に位置する第1シールリング30aの後端面f1全体が、溝壁面41当接される。但し、第1シールリング30aの後端面f1の一部(例えば、内周側部分)だけが、溝壁面41に当接されても良い。 As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the entire rear end surface f1 of the first seal ring 30a located on the rearmost side of the three seal rings 30a to 30c is brought into contact with the groove wall surface 41. .. However, only a part of the rear end surface f1 of the first seal ring 30a (for example, the inner peripheral side portion) may be in contact with the groove wall surface 41.

切り欠き溝40の底面42は、シールリング30a〜30cを径方向に挟んで第2管20の後端部21の内周面21aに対向する。 The bottom surface 42 of the notch groove 40 faces the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20 with the seal rings 30a to 30c sandwiched in the radial direction.

第2管20の後端部21の内径D2は、その前方に位置する第2管20の本体部22の内径D3よりも大きく設定される(D2>D3)。第2管20の本体部22は、第1管10の前端11aから前方に離間して配置される。本体部22の内径D3は、第1管10の前端部11の内径D4と同じ大きさに設定される(D3=D4)。 The inner diameter D2 of the rear end portion 21 of the second pipe 20 is set to be larger than the inner diameter D3 of the main body portion 22 of the second pipe 20 located in front of the inner diameter D2 (D2> D3). The main body 22 of the second pipe 20 is arranged so as to be separated forward from the front end 11a of the first pipe 10. The inner diameter D3 of the main body 22 is set to the same size as the inner diameter D4 of the front end 11 of the first pipe 10 (D3 = D4).

第2管20の後端部21の内周面21aには、シールリング30a〜30cが嵌合されて密着される。 Seal rings 30a to 30c are fitted and brought into close contact with the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20.

具体的には、シールリング30a〜30cは、第2管20の後端部21に嵌合されていない状態で、後端部21の内径よりも大きい外径を有する。そのため、シールリング30a〜30cは、第2管20の後端部21に嵌合された状態で、自らの弾性力により径方向外側に拡がろうとする。 Specifically, the seal rings 30a to 30c have an outer diameter larger than the inner diameter of the rear end portion 21 in a state where the seal rings 30a to 30c are not fitted to the rear end portion 21 of the second pipe 20. Therefore, the seal rings 30a to 30c tend to expand radially outward by their own elastic force in a state of being fitted to the rear end portion 21 of the second pipe 20.

また、切り欠き溝40の底面42とシールリング30a〜30の内周面f3との間には、排気Gが流入する空間Xが形成される(図3を参照)。そのため、内燃機関1の稼働中、シールリング30a〜30cは、この空間Xに流入した排気Gの圧力によって径方向外側に付勢される。 Further, a space X into which the exhaust gas G flows is formed between the bottom surface 42 of the notch groove 40 and the inner peripheral surface f3 of the seal rings 30a to 30 (see FIG. 3). Therefore, during the operation of the internal combustion engine 1, the seal rings 30a to 30c are urged outward in the radial direction by the pressure of the exhaust gas G flowing into the space X.

すなわち、シールリング30a〜30cは、自らの弾性力と排気Gの圧力とによって、第2管20の後端部21の内周面21aに押し付けられる。これにより、第2管20の後端部21の内周面21aに対して、シールリング30a〜30cの外周面f2を径方向に密着させてシールできる。 That is, the seal rings 30a to 30c are pressed against the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20 by its own elastic force and the pressure of the exhaust G. As a result, the outer peripheral surface f2 of the seal rings 30a to 30c can be brought into close contact with the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20 in the radial direction to be sealed.

また、本実施形態のシール構造100は、第2管20に設けられ、シールリング30a〜30cを軸方向に挟んで切り欠き溝40の溝壁面41に対向する壁部50と、溝壁面41と壁部50との間に設けられ、溝壁面41にシールリング30a〜30cを押し付ける付勢部材60と、を備える。 Further, the seal structure 100 of the present embodiment is provided on the second pipe 20, and has a wall portion 50 facing the groove wall surface 41 of the notch groove 40 with the seal rings 30a to 30c sandwiched in the axial direction, and the groove wall surface 41. An urging member 60, which is provided between the wall portion 50 and presses the seal rings 30a to 30c against the groove wall surface 41, is provided.

壁部50は、軸方向において、第2管20の後端部21の前端に位置する。また、本実施形態の壁部50は、第2管20の本体部22の後端部によって形成される。 The wall portion 50 is located at the front end of the rear end portion 21 of the second pipe 20 in the axial direction. Further, the wall portion 50 of the present embodiment is formed by the rear end portion of the main body portion 22 of the second pipe 20.

付勢部材60には、皿バネが用いられる。付勢部材60は、金属材料で円環状に形成される。また、付勢部材60は、後方に向かうにつれ径方向外側に向かうようテーパ状に拡径される。 A disc spring is used for the urging member 60. The urging member 60 is made of a metal material and is formed in an annular shape. Further, the urging member 60 is tapered in diameter toward the outside in the radial direction toward the rear.

本実施形態の付勢部材60は、壁部22の後面に隣接して配置される。また、付勢部材60は、金属製のワッシャ61を介して、第3シールリング30cの前端面に配置される。 The urging member 60 of the present embodiment is arranged adjacent to the rear surface of the wall portion 22. Further, the urging member 60 is arranged on the front end surface of the third seal ring 30c via a metal washer 61.

本実施形態では、先ず、第1管10の前端部11を第2管20の後端部21に挿入する前に、第1管10の切り欠き溝40にシールリング30a〜30cを配置する一方、第2管20の後端部21に付勢部材60及びワッシャ61を挿入しておく。 In the present embodiment, first, before inserting the front end portion 11 of the first pipe 10 into the rear end portion 21 of the second pipe 20, the seal rings 30a to 30c are arranged in the notch groove 40 of the first pipe 10. , The urging member 60 and the washer 61 are inserted into the rear end portion 21 of the second pipe 20.

次に、シールリング30a〜30cを縮径しつつ、第1管10の前端部11を第2管20の後端部21に挿入する。これにより、シールリング30a〜30cは、上記のように、自らの弾性力により径方向外側に拡がろうとして、第2管20の後端部21の内周面21aに押し付けられる。 Next, the front end portion 11 of the first pipe 10 is inserted into the rear end portion 21 of the second pipe 20 while reducing the diameter of the seal rings 30a to 30c. As a result, as described above, the seal rings 30a to 30c are pressed against the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20 in an attempt to expand radially outward by its own elastic force.

次に、この状態で、第1管10及び第2管20をエンジン本体3(図1を参照)にボルト止め固定する。これにより、付勢部材60は、ワッシャ61を介してシールリング30a〜30cによって前方に押圧され、壁部50とワッシャ61との間で軸方向に潰されて弾性変形する。その結果、シールリング30a〜30cは、付勢部材60によって溝壁面41に押し付けられた状態になる。これにより、溝壁面41に対して、第1シールリング30aの後端面f1を軸方向に密着させてシールできる。 Next, in this state, the first pipe 10 and the second pipe 20 are bolted and fixed to the engine body 3 (see FIG. 1). As a result, the urging member 60 is pressed forward by the seal rings 30a to 30c via the washer 61, and is elastically deformed by being crushed in the axial direction between the wall portion 50 and the washer 61. As a result, the seal rings 30a to 30c are pressed against the groove wall surface 41 by the urging member 60. As a result, the rear end surface f1 of the first seal ring 30a can be brought into close contact with the groove wall surface 41 in the axial direction to seal the groove wall surface 41.

また、軸方向において、溝壁面41と第2管20の後端部21との間に位置する隙間Sの幅W1は、第1シールリング30aの幅W2よりも小さく設定される(W1<W2)。これにより、この隙間Sを1つの第1シールリング30aでシールできるので、シール性能を向上できる。 Further, in the axial direction, the width W1 of the gap S located between the groove wall surface 41 and the rear end portion 21 of the second pipe 20 is set smaller than the width W2 of the first seal ring 30a (W1 <W2). ). As a result, the gap S can be sealed with one first seal ring 30a, so that the sealing performance can be improved.

他方、本実施形態では、第1管10及び第2管20が、排気Gによって高温に加熱されることで前後方向に熱膨張する。その結果、第1管10及び第2管20の端部11,21が軸方向に互いに近づき、溝壁面41と壁部50との距離が短くなることで、付勢部材60の潰れ量が大きくなる。仮に、付勢部材60が潰れ切った状態で、更に端部11,21同士が軸方向に近づくと、管10,20同士が押し合って変形する虞がある。そこで、本実施形態の付勢部材60は、第1管10及び第2管20が熱膨張しても、潰れ切らない潰れ代(軸方向の長さ)を有する。 On the other hand, in the present embodiment, the first pipe 10 and the second pipe 20 are thermally expanded in the front-rear direction by being heated to a high temperature by the exhaust gas G. As a result, the ends 11 and 21 of the first pipe 10 and the second pipe 20 approach each other in the axial direction, and the distance between the groove wall surface 41 and the wall portion 50 is shortened, so that the amount of crushing of the urging member 60 is large. Become. If the urging member 60 is completely crushed and the ends 11 and 21 approach each other in the axial direction, the pipes 10 and 20 may be pressed against each other and deformed. Therefore, the urging member 60 of the present embodiment has a crushing allowance (length in the axial direction) that is not completely crushed even if the first pipe 10 and the second pipe 20 are thermally expanded.

以上、本実施形態では、第2管20の後端部21の内周面21aに対して、シールリング30a〜30cの外周面f2を径方向に密着させると共に、溝壁面41に対して、第1シールリング30aの後端面f1を軸方向に密着させることで、隙間Sをシールできる。 As described above, in the present embodiment, the outer peripheral surfaces f2 of the seal rings 30a to 30c are brought into close contact with the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20 in the radial direction, and the outer peripheral surface f2 is brought into close contact with the groove wall surface 41. 1 The gap S can be sealed by bringing the rear end surface f1 of the seal ring 30a into close contact with the axial direction.

ここで、図7は、従来のシール構造200を示した拡大断面図である。なお、下記の説明では、本実施形態と同一または対応する構成要素に同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。 Here, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the conventional seal structure 200. In the following description, the same reference numerals are used for the same or corresponding components as those in the present embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

図7に示すように、従来のシール構造200では、第1管10の外周側の前端部11に、3つのリング溝40a〜40cが互いに軸方向に離間して形成されており、シールリング30a〜30cは、これら3つのリング溝40a〜40cに1つずつ配置される。また、本実施形態のような付勢部材50は、設けられない。 As shown in FIG. 7, in the conventional seal structure 200, three ring grooves 40a to 40c are formed at the front end portion 11 on the outer peripheral side of the first pipe 10 so as to be axially separated from each other, and the seal ring 30a is formed. ~ 30c are arranged one by one in these three ring grooves 40a to 40c. Further, the urging member 50 as in the present embodiment is not provided.

従来のシール構造200では、シールリング30a〜30cは、自らの弾性力と排気Gの圧力によって径方向外側に付勢されることで、第2管20の後端部21の内周面21aに押し付けられる。また、従来のシール構造200では、シールリング30a〜30cは、排気Gの圧力によって軸方向後方に付勢されることで、リング溝40a〜40cの後側の溝壁面41に押し付けられる。これにより、それぞれのリング溝40a〜40cの位置で、第1管10の前端部11と第2管20の後端部21との隙間Sがそれぞれシールされる。 In the conventional seal structure 200, the seal rings 30a to 30c are urged outward in the radial direction by their own elastic force and the pressure of the exhaust G, so that they are attached to the inner peripheral surface 21a of the rear end portion 21 of the second pipe 20. Be pressed. Further, in the conventional seal structure 200, the seal rings 30a to 30c are urged rearward in the axial direction by the pressure of the exhaust G, and are pressed against the groove wall surface 41 on the rear side of the ring grooves 40a to 40c. As a result, the gap S between the front end portion 11 of the first pipe 10 and the rear end portion 21 of the second pipe 20 is sealed at the positions of the ring grooves 40a to 40c, respectively.

しかしながら、従来のシール構造200では、シールリング30a〜30c毎にリング溝40a〜40cを形成する必要がある。特に、これらリング溝40a〜40cは、軸方向において、前端が開放されていないので、後側の溝壁面41及び底面42だけでなく、前側の溝壁面43をそれぞれ形成する必要がある。そのため、加工工数が多く製造性が悪いという問題がある。 However, in the conventional seal structure 200, it is necessary to form ring grooves 40a to 40c for each seal ring 30a to 30c. In particular, since the front ends of these ring grooves 40a to 40c are not open in the axial direction, it is necessary to form not only the rear groove wall surface 41 and the bottom surface 42 but also the front groove wall surface 43, respectively. Therefore, there is a problem that the processing man-hours are large and the manufacturability is poor.

これに対して、図3に示したように、本実施形態の切り欠き溝40は、第1管10の前端部11に1つだけ形成されれば良く、シールリング30a〜30c毎に形成される必要がない。特に、本実施形態の切り欠き溝40は、前端が開放されているので、従来のシール構造200のように前側の溝壁面を形成する必要がない。 On the other hand, as shown in FIG. 3, only one notch groove 40 of the present embodiment needs to be formed at the front end portion 11 of the first pipe 10, and is formed every 30a to 30c of the seal ring. There is no need to In particular, since the front end of the notch groove 40 of the present embodiment is open, it is not necessary to form the groove wall surface on the front side as in the conventional seal structure 200.

よって、本実施形態のシール構造100であれば、シールリング30a〜30cが配置される溝の加工工数を減らして、製造性を改善することが可能である。 Therefore, with the seal structure 100 of the present embodiment, it is possible to reduce the man-hours for processing the groove in which the seal rings 30a to 30c are arranged and improve the man-made property.

また、図7に示すように、従来のシールリング30a〜30cは、互いに隣接して配置されていないので、それぞれの合口部(不図示)を通じて、排気Gが後方に漏れ易くなる。 Further, as shown in FIG. 7, since the conventional seal rings 30a to 30c are not arranged adjacent to each other, the exhaust G tends to leak rearward through the respective joints (not shown).

これに対して、図4〜図6に示したように、本実施形態のシールリング30a〜30cは、互いに隣接して配置されており、かつ、軸心回りの異なる位置に合口部31a〜31cを有するので、隣接する面同士によって、互いの合口部31a〜31cをシールできる。これにより、合口部31a〜31cを通じて排気Gが後方に漏れるのを抑制できる。 On the other hand, as shown in FIGS. 4 to 6, the seal rings 30a to 30c of the present embodiment are arranged adjacent to each other, and the abutment portions 31a to 31c are located at different positions around the axial center. Therefore, the abutment portions 31a to 31c can be sealed by the adjacent surfaces. As a result, it is possible to prevent the exhaust G from leaking rearward through the abutment portions 31a to 31c.

また、図7に示すように、従来のシール構造200では、それぞれのリング溝40a〜40cの後側の溝壁面41に、シールリング30aの後端面f1の内周側部分だけが当接される。そのため、シールリング30a〜30cの外周側部分では、シールが行えない。 Further, as shown in FIG. 7, in the conventional seal structure 200, only the inner peripheral side portion of the rear end surface f1 of the seal ring 30a is brought into contact with the groove wall surface 41 on the rear side of each of the ring grooves 40a to 40c. .. Therefore, sealing cannot be performed on the outer peripheral side portions of the seal rings 30a to 30c.

これに対して、図3に示したように、本実施形態では、第1シールリング30aの後端面f1全体が溝壁面41に当接されるので、第1シールリング30aの後端面f1全体で十分にシールできる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the entire rear end surface f1 of the first seal ring 30a is brought into contact with the groove wall surface 41, so that the entire rear end surface f1 of the first seal ring 30a is used. Can be sealed sufficiently.

また、図7に示すように、従来のシール構造200では、排気Gの圧力が低い場合に、シールリング30a〜30cを径方向外側及び軸方向後方に十分に付勢できず、シール性能を十分に確保できない可能性がある。 Further, as shown in FIG. 7, in the conventional seal structure 200, when the pressure of the exhaust G is low, the seal rings 30a to 30c cannot be sufficiently urged outward in the radial direction and rearward in the axial direction, so that the sealing performance is sufficient. It may not be possible to secure it.

特に、3つのリング溝40a〜40cでは、前端が開放されていないので、排気Gに含まれる煤等の成分が排出され難く、底面42に堆積し易い。これにより、排気Gの流れが阻害されると、リング溝40a〜40cの底面42とシールリング30a〜30の内周面f3との間の空間Xにおいて、排気Gの圧力が低下する可能性がある。その結果、シールリング30a〜30cが径方向外側に付勢され難くなる虞がある。 In particular, since the front ends of the three ring grooves 40a to 40c are not open, components such as soot contained in the exhaust G are difficult to be discharged, and are likely to be deposited on the bottom surface 42. As a result, if the flow of the exhaust G is obstructed, the pressure of the exhaust G may decrease in the space X between the bottom surface 42 of the ring grooves 40a to 40c and the inner peripheral surface f3 of the seal rings 30a to 30. is there. As a result, the seal rings 30a to 30c may be less likely to be urged outward in the radial direction.

これに対して、図3に示したように、本実施形態の切り欠き溝40では、前端が開放されているので、排気Gに含まれる煤等の成分が排出され易く、底面42に堆積し難い。これにより、排気Gの流れが確保され、空間Xにおける排気Gの圧力低下を抑制できる。その結果、排気Gの圧力によってシールリング30a〜30cを径方向外側に十分に付勢でき、シール性能の低下を抑制できる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the notch groove 40 of the present embodiment, since the front end is open, components such as soot contained in the exhaust G are easily discharged and are deposited on the bottom surface 42. hard. As a result, the flow of the exhaust G is ensured, and the pressure drop of the exhaust G in the space X can be suppressed. As a result, the seal rings 30a to 30c can be sufficiently urged outward in the radial direction by the pressure of the exhaust G, and deterioration of the sealing performance can be suppressed.

また、本実施形態のシール構造100では、付勢部材60によってシールリング30a〜30cを軸方向後方に付勢するので、仮に排気Gの圧力が低下しても、第1シールリング30aの後端面f1を溝壁面41に押し付けて、シール性能を確保できる。 Further, in the seal structure 100 of the present embodiment, since the seal rings 30a to 30c are urged rearward in the axial direction by the urging member 60, even if the pressure of the exhaust G decreases, the rear end surface of the first seal ring 30a The sealing performance can be ensured by pressing f1 against the groove wall surface 41.

また、図7に示すように、従来のリング溝40a〜40cでは、前端が開放されていないので、第1管10の前端部11を第2管20の後端部21に挿入する前に、シールリング30a〜30cを拡径してからリング溝40a〜40cに配置させる必要がある。そのため、作業効率が低いといった問題がある。 Further, as shown in FIG. 7, since the front end of the conventional ring grooves 40a to 40c is not open, before inserting the front end portion 11 of the first pipe 10 into the rear end portion 21 of the second pipe 20 It is necessary to expand the diameter of the seal rings 30a to 30c and then arrange them in the ring grooves 40a to 40c. Therefore, there is a problem that the work efficiency is low.

これに対して、図3に示したように、本実施形態の切り欠き溝40では、前端が開放されているので、第1管10の前端部11を第2管20の後端部21に挿入する前に、シールリング30a〜30cを拡径することなく切り欠き溝40に配置できる。これにより、作業効率を向上させることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the notch groove 40 of the present embodiment, since the front end is open, the front end portion 11 of the first pipe 10 is replaced with the rear end portion 21 of the second pipe 20. Prior to insertion, the seal rings 30a-30c can be placed in the notch groove 40 without increasing the diameter. Thereby, work efficiency can be improved.

他方、上述した基本実施形態は、以下のような変形例またはその組み合わせとすることができる。 On the other hand, the above-mentioned basic embodiment can be a modification or a combination thereof as follows.

(第1変形例)
シールシングの個数は、3つに限られず、2つ以上の任意の数であって良い。また、合口部の位置は、軸心回りの任意の位置であって良い。第1変形例では、2つのシールリングが直列かつ隣接して配置され、これらのシールリングの合口部は、互いに軸心回りに180°ずれた位置に配置される。
(First modification)
The number of sealings is not limited to three, and may be any number of two or more. Further, the position of the abutment portion may be an arbitrary position around the axis. In the first modification, the two seal rings are arranged in series and adjacent to each other, and the joints of these seal rings are arranged at positions offset by 180 ° around the axis.

(第2変形例)
付勢部材は、皿バネに限定されず、任意の種類であって良い。第2変形例では、付勢部材として、スプリングワッシャが用いられる。また、付勢部材として、周方向に波打った断面形状を有する波形ワッシャが用いられても良い。
(Second modification)
The urging member is not limited to the disc spring, and may be of any type. In the second modification, a spring washer is used as the urging member. Further, as the urging member, a corrugated washer having a cross-sectional shape wavy in the circumferential direction may be used.

(第3変形例)
第1管及び第2管は、排気マニホールドを構成する管に限定されない。第3変形例では、ターボチャージャよりも下流側の位置で、直列に配置された2つの排気管が用いられる。
(Third modification example)
The first pipe and the second pipe are not limited to the pipes constituting the exhaust manifold. In the third modification, two exhaust pipes arranged in series at a position downstream of the turbocharger are used.

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って、本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications and applications included in the idea of the present disclosure defined by the claims. Examples, equivalents are included in this disclosure. Therefore, this disclosure should not be construed in a limited way and may be applied to any other technique that falls within the scope of the ideas of this disclosure.

10 第1管
11 前端部(第1管の端部)
20 第2管
21 後端部(第2管の端部)
30a 第1シールリング(シールリング)
30b 第2シールリング(シールリング)
30c 第3シールリング(シールリング)
40 切り欠き溝
41 溝壁面
50 壁部
60 付勢部材
100 シール構造
S 隙間
G 排気
10 First pipe 11 Front end (end of first pipe)
20 2nd pipe 21 Rear end (end of 2nd pipe)
30a 1st seal ring (seal ring)
30b 2nd seal ring (seal ring)
30c 3rd seal ring (seal ring)
40 Notch groove 41 Groove wall surface 50 Wall part 60 Biasing member 100 Seal structure S Gap G Exhaust

Claims (5)

第1管の端部を第2管の端部に挿入させたときの隙間をシールするためのシール構造において、
C字状に形成された複数のシールリングと、
前記第1管の外周側の端部に軸方向の先端から基端側に延びて形成され、前記複数のシールリングが直列かつ隣接して配置される切り欠き溝であって、先端が開放され、基端に溝壁面が形成される切り欠き溝と、
前記第2管に設けられ、前記複数のシールリングを軸方向に挟んで前記溝壁面に対向する壁部と、
前記溝壁面と前記壁部との間に設けられ、前記溝壁面に前記シールリングを押し付ける付勢部材と、を備えた
ことを特徴とするシール構造。
In the sealing structure for sealing the gap when the end of the first pipe is inserted into the end of the second pipe,
Multiple seal rings formed in a C shape and
A notch groove formed at the outer peripheral end of the first pipe extending from the axial tip to the proximal end, and the plurality of seal rings are arranged in series and adjacent to each other, and the tip is opened. , A notched groove with a groove wall surface formed at the base end,
A wall portion provided on the second pipe and facing the groove wall surface with the plurality of seal rings sandwiched in the axial direction,
A seal structure provided between the groove wall surface and the wall portion, and provided with an urging member for pressing the seal ring against the groove wall surface.
隣接する前記複数のシールリングの合口部は、その軸心回りの異なる位置に配置される
請求項1記載のシール構造。
The seal structure according to claim 1, wherein the abutments of the plurality of adjacent seal rings are arranged at different positions around the axis thereof.
最も基端側に位置する前記シールリングの基端面の全体は、前記溝壁面に当接される
請求項1または2記載のシール構造。
The seal structure according to claim 1 or 2, wherein the entire base end surface of the seal ring located closest to the base end side is brought into contact with the groove wall surface.
前記付勢部材は、皿バネ、スプリングワッシャまたは波型ワッシャである
請求項1〜3の何れか一項に記載のシール構造。
The seal structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the urging member is a disc spring, a spring washer, or a corrugated washer.
前記第1管及び前記第2管は、内燃機関の排気通路を構成する
請求項1〜4の何れか一項に記載のシール構造。
The seal structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the first pipe and the second pipe constitute an exhaust passage of an internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024038492A1 (en) * 2022-08-15 2024-02-22 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Supercharger seal structure and supercharger

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