JP3382760B2 - 排気管接続構造 - Google Patents
排気管接続構造Info
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- JP3382760B2 JP3382760B2 JP26062995A JP26062995A JP3382760B2 JP 3382760 B2 JP3382760 B2 JP 3382760B2 JP 26062995 A JP26062995 A JP 26062995A JP 26062995 A JP26062995 A JP 26062995A JP 3382760 B2 JP3382760 B2 JP 3382760B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車における排
気管の接続構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の排気管の接続構造として、内管及
び外管から成り立つ二重管構造を有し、高温ガスが通過
する上流側流体導管と、高温ガスが通過する下流側流体
導管とが同一軸線上に管端部分の間にわずかな隙間を残
して対向して配置され、上流側流体導管の簡端部分近く
の外周には凸球面を有するシール材が配置されると共に
この凸球面に対応する凹球面を有するシール座が下流側
流体導管の管端部分に固着して配置されており、シール
材の凸球面とシール座の凹球面とが、両流体導管の管端
部分に配置されたばね部材によって押圧の下に相対運動
可能に摺接するように構成され、シール材が膨張黒鉛、
雲母などの耐火材をワイヤーメッシュによって補強して
成る材料から作られている高温ガス導管用球面管継ぎ手
において、上流側流体導管の外管の管端部分をシール材
の端部とほぼ整列させると共に内管の管端部分をシール
材の端部よりも下流側にわずかに突出させたものが知ら
れている（特公平１−１７０３３号公報記載）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の接
続構造では、多量の高温ガスが下流側流体導管に衝突す
ると、大量の熱が下流側流体導管を経てシール座に伝わ
り、シール座が熱膨張してシール材とシール座との接触
状況が変化し、両者の間における排気ガスのシール性が
低下する場合がある。そこで、本発明は、多量の高温ガ
スが流体導管内を流通する場合においてもシール材とシ
ール座との接触状況の変化がなく、排気ガスのシール性
の低下のない排気管接続構造を提供することを課題とす
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
め、本発明の排気管接続構造は、排気マニホルドの集合
管を外管と内管とからなる二重管構造とし、該外管の管
端部に凸球面を有するガスケットを設けると共に該管端
部の該ガスケットより排気下流側の先端部に切欠を設
け、該切欠の排気上流側端部近傍に該内管の先端を配設
し、該集合管に接続される排気管の管端部に該ガスケッ
トに密接するフレア部を設けたことを特徴とする。 【０００５】排気マニホルドの集合管から排気管に向か
って高温の排気ガスが流通する際、ガスケットを設けた
外管の管端部は熱膨張し、周方向の伸びを生ずるが、該
周方向の伸びは、該管端部の先端部に設けられた切欠に
より吸収され、該ガスケットの熱変形が小さくなり、ガ
スケットのシール性の低下が抑制される。また、内管か
ら排出された排気ガスの温度は、外管による吸熱により
排気管に至るまでに低下し、フレア部に伝達される熱量
が小さくなり、フレア部の熱変形が小さくなりガスケッ
トのシール性の低下が抑制される。 【０００６】 【実施例】以下、図１〜２に基づいて本発明の実施例を
説明する。図２に示すように、エンジンＥに接続される
排気マニホルド１は、二重管構造を有する排気マニホル
ド本体１ａ及び集合管１ｂからなり、図１に示すよう
に、集合管１ｂは、外管２と内管３とから形成されてい
る。外管２の先端部１２には、外管２の先端４から排気
上流側に切り込んだ切欠５が形成され、切欠５の排気上
流側端部近傍に内管３の先端７が配設されている。 【０００７】切欠５のクリアランスＣは、次の（１）〜
（３）式から算出し、設定した。 Ｌ１＝２πｒα（Ｔ−Ｔ０）Ｓ …（１） Ｌ２＝Ｐ１（（Ｌ１＋ｒ）／２π）２Ｓ（１−１／２ｍ）／Ｅｔ …（２） Ｃ＝Ｌ１＋Ｌ２ …（３） ここで、Ｌ１は外管２の円周上熱膨張量、ｒは外管２の
半径、αは材料の熱膨張率、Ｔはエンジン作動時におけ
る切欠５形成部分の上限温度、Ｔ０はエンジン停止時に
おける切欠５形成部分の下限温度、Ｓは安全率、Ｌ２は
加熱加圧時の半径増加量、Ｐ１は内圧、ｌ／ｍはポアソ
ン比、Ｅはヤング率、ｔは板厚である。切欠５の長さＨ
は、クリアランスＣのおよそ１．５倍とした。 【０００８】外管２の管端部８には、フランジ９が固着
されており、フランジ９の排気下流側には、凸球面を有
するドーナツ状のガスケット１０がフランジ９のガスケ
ット座面１１に密着して取り付けられている。なお、ガ
スケット１０としては、膨張黒鉛及び（又は）雲母から
なる耐火材をワイヤーメッシュで補強した構成のものが
使用される。ガスケット１０の排気下流側先端１０ａが
外管２の先端４から切欠５の長さＨだけ排気上流側に退
いた位置に配設されている。従って、外管２の先端４か
らガスケット１０の排気下流側先端１０ａまでが本発明
の先端部１２（長さＨ）を形成する。 【０００９】集合管１ｂの排気下流側には、外管２の管
端部８より大きな外径を有する排気管１３が配設されて
いる。排気管１３の管端部１４には、ガスケット１０の
凸球面１５と同一円弧を有する凹球面１６を持ったフレ
ア部１７が溶接され、フレア部１７の外周側には外管２
に固着されたフランジ９と対向するフランジ１８が形成
されている。 【００１０】フランジ９にはネジ溝１９が刻設され、フ
ランジ１８にはネジ溝９に対向する位置に貫通孔２０が
穿設されている。ボルト２１は、貫通孔２０に遊嵌し、
かつ、ネジ溝１９に螺合しており、ボルト２１のヘッド
２１ａとフランジ１８との間にバネ２２が縮設されてい
る。バネ２２はフランジ１８を集合管１ｂに向けて付勢
し、ガスケット１０の凸球面１５とフレア部１７の凹球
面１６との間の球面接触を保つ。また、フランジ９とフ
ランジ１８との間には隙間Ｗが設けられ、集合管１ｂと
排気管１３とが隙間Ｗの範囲内で屈曲可能である。 【００１１】上記実施例の如く排気マニホルド１の集合
管１ｂを二重管構造とし、外管２の先端４を内管３の先
端７より排気下流側に突出させると共に、切欠５の排気
上流側近傍に内管３の先端７を配設すると、エンジンＥ
から流出する高温の排気ガスの排気管８への衝突に伴う
先端部１２の熱変形が切欠５により吸収され、排気管１
３の管端部１４に衝突する排気ガスの温度が低下してフ
レア部１７の変形が抑制され、ガスケット１０のシール
性の低下が抑制される。 【００１２】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限られるものではない。例
えば、排気マニホルド１は、排気マニホルド本体１ａと
集合管１ｂとが一体に形成されたものであってもよい。
また、集合管１ｂが二重管の場合であっても、内管３と
外管２との間を空間とせず断熱材を配設してもよく、フ
ランジ９の排気上流側部分の集合管１ｂがベローズ構造
を有するものとしてもよい。また、切欠５は必要に応じ
て単数形成してもよく複数形成してもよい。なお、本発
明を集合管１ｂが単管で形成されたものに適用すること
には何ら問題はない。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、ガスケットを設た外管
の管端を内管の管端より排気下流側に配設し、外管の管
端に設けた突出部に切欠を形成したので、該外管の管端
部の熱膨張に基づくガスケットのシール性低下及びフレ
ア部の熱膨張に伴うガスケットのシール性の低下が抑制
され、排気ガスの漏れがなくなり、排気管接合部の耐久
性が向上する。
気管の接続構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の排気管の接続構造として、内管及
び外管から成り立つ二重管構造を有し、高温ガスが通過
する上流側流体導管と、高温ガスが通過する下流側流体
導管とが同一軸線上に管端部分の間にわずかな隙間を残
して対向して配置され、上流側流体導管の簡端部分近く
の外周には凸球面を有するシール材が配置されると共に
この凸球面に対応する凹球面を有するシール座が下流側
流体導管の管端部分に固着して配置されており、シール
材の凸球面とシール座の凹球面とが、両流体導管の管端
部分に配置されたばね部材によって押圧の下に相対運動
可能に摺接するように構成され、シール材が膨張黒鉛、
雲母などの耐火材をワイヤーメッシュによって補強して
成る材料から作られている高温ガス導管用球面管継ぎ手
において、上流側流体導管の外管の管端部分をシール材
の端部とほぼ整列させると共に内管の管端部分をシール
材の端部よりも下流側にわずかに突出させたものが知ら
れている（特公平１−１７０３３号公報記載）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の接
続構造では、多量の高温ガスが下流側流体導管に衝突す
ると、大量の熱が下流側流体導管を経てシール座に伝わ
り、シール座が熱膨張してシール材とシール座との接触
状況が変化し、両者の間における排気ガスのシール性が
低下する場合がある。そこで、本発明は、多量の高温ガ
スが流体導管内を流通する場合においてもシール材とシ
ール座との接触状況の変化がなく、排気ガスのシール性
の低下のない排気管接続構造を提供することを課題とす
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
め、本発明の排気管接続構造は、排気マニホルドの集合
管を外管と内管とからなる二重管構造とし、該外管の管
端部に凸球面を有するガスケットを設けると共に該管端
部の該ガスケットより排気下流側の先端部に切欠を設
け、該切欠の排気上流側端部近傍に該内管の先端を配設
し、該集合管に接続される排気管の管端部に該ガスケッ
トに密接するフレア部を設けたことを特徴とする。 【０００５】排気マニホルドの集合管から排気管に向か
って高温の排気ガスが流通する際、ガスケットを設けた
外管の管端部は熱膨張し、周方向の伸びを生ずるが、該
周方向の伸びは、該管端部の先端部に設けられた切欠に
より吸収され、該ガスケットの熱変形が小さくなり、ガ
スケットのシール性の低下が抑制される。また、内管か
ら排出された排気ガスの温度は、外管による吸熱により
排気管に至るまでに低下し、フレア部に伝達される熱量
が小さくなり、フレア部の熱変形が小さくなりガスケッ
トのシール性の低下が抑制される。 【０００６】 【実施例】以下、図１〜２に基づいて本発明の実施例を
説明する。図２に示すように、エンジンＥに接続される
排気マニホルド１は、二重管構造を有する排気マニホル
ド本体１ａ及び集合管１ｂからなり、図１に示すよう
に、集合管１ｂは、外管２と内管３とから形成されてい
る。外管２の先端部１２には、外管２の先端４から排気
上流側に切り込んだ切欠５が形成され、切欠５の排気上
流側端部近傍に内管３の先端７が配設されている。 【０００７】切欠５のクリアランスＣは、次の（１）〜
（３）式から算出し、設定した。 Ｌ１＝２πｒα（Ｔ−Ｔ０）Ｓ …（１） Ｌ２＝Ｐ１（（Ｌ１＋ｒ）／２π）２Ｓ（１−１／２ｍ）／Ｅｔ …（２） Ｃ＝Ｌ１＋Ｌ２ …（３） ここで、Ｌ１は外管２の円周上熱膨張量、ｒは外管２の
半径、αは材料の熱膨張率、Ｔはエンジン作動時におけ
る切欠５形成部分の上限温度、Ｔ０はエンジン停止時に
おける切欠５形成部分の下限温度、Ｓは安全率、Ｌ２は
加熱加圧時の半径増加量、Ｐ１は内圧、ｌ／ｍはポアソ
ン比、Ｅはヤング率、ｔは板厚である。切欠５の長さＨ
は、クリアランスＣのおよそ１．５倍とした。 【０００８】外管２の管端部８には、フランジ９が固着
されており、フランジ９の排気下流側には、凸球面を有
するドーナツ状のガスケット１０がフランジ９のガスケ
ット座面１１に密着して取り付けられている。なお、ガ
スケット１０としては、膨張黒鉛及び（又は）雲母から
なる耐火材をワイヤーメッシュで補強した構成のものが
使用される。ガスケット１０の排気下流側先端１０ａが
外管２の先端４から切欠５の長さＨだけ排気上流側に退
いた位置に配設されている。従って、外管２の先端４か
らガスケット１０の排気下流側先端１０ａまでが本発明
の先端部１２（長さＨ）を形成する。 【０００９】集合管１ｂの排気下流側には、外管２の管
端部８より大きな外径を有する排気管１３が配設されて
いる。排気管１３の管端部１４には、ガスケット１０の
凸球面１５と同一円弧を有する凹球面１６を持ったフレ
ア部１７が溶接され、フレア部１７の外周側には外管２
に固着されたフランジ９と対向するフランジ１８が形成
されている。 【００１０】フランジ９にはネジ溝１９が刻設され、フ
ランジ１８にはネジ溝９に対向する位置に貫通孔２０が
穿設されている。ボルト２１は、貫通孔２０に遊嵌し、
かつ、ネジ溝１９に螺合しており、ボルト２１のヘッド
２１ａとフランジ１８との間にバネ２２が縮設されてい
る。バネ２２はフランジ１８を集合管１ｂに向けて付勢
し、ガスケット１０の凸球面１５とフレア部１７の凹球
面１６との間の球面接触を保つ。また、フランジ９とフ
ランジ１８との間には隙間Ｗが設けられ、集合管１ｂと
排気管１３とが隙間Ｗの範囲内で屈曲可能である。 【００１１】上記実施例の如く排気マニホルド１の集合
管１ｂを二重管構造とし、外管２の先端４を内管３の先
端７より排気下流側に突出させると共に、切欠５の排気
上流側近傍に内管３の先端７を配設すると、エンジンＥ
から流出する高温の排気ガスの排気管８への衝突に伴う
先端部１２の熱変形が切欠５により吸収され、排気管１
３の管端部１４に衝突する排気ガスの温度が低下してフ
レア部１７の変形が抑制され、ガスケット１０のシール
性の低下が抑制される。 【００１２】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限られるものではない。例
えば、排気マニホルド１は、排気マニホルド本体１ａと
集合管１ｂとが一体に形成されたものであってもよい。
また、集合管１ｂが二重管の場合であっても、内管３と
外管２との間を空間とせず断熱材を配設してもよく、フ
ランジ９の排気上流側部分の集合管１ｂがベローズ構造
を有するものとしてもよい。また、切欠５は必要に応じ
て単数形成してもよく複数形成してもよい。なお、本発
明を集合管１ｂが単管で形成されたものに適用すること
には何ら問題はない。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、ガスケットを設た外管
の管端を内管の管端より排気下流側に配設し、外管の管
端に設けた突出部に切欠を形成したので、該外管の管端
部の熱膨張に基づくガスケットのシール性低下及びフレ
ア部の熱膨張に伴うガスケットのシール性の低下が抑制
され、排気ガスの漏れがなくなり、排気管接合部の耐久
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である接合構造の正面断面図で
ある。 【図２】排気マニホルドがエンジンに接続された状態を
示す平面図である。 【符号の説明】 １ 排気マニホルド １ｂ 集合管 ２ 外管 ３ 内管 ５ 切欠 ７ 先端 １０ ガスケット １２ 突出部
ある。 【図２】排気マニホルドがエンジンに接続された状態を
示す平面図である。 【符号の説明】 １ 排気マニホルド １ｂ 集合管 ２ 外管 ３ 内管 ５ 切欠 ７ 先端 １０ ガスケット １２ 突出部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 排気マニホルドの集合管を外管と内管と
からなる二重管構造とし、該外管の管端部に凸球面を有
するガスケットを設けると共に該管端部の該ガスケット
より排気下流側の先端部に切欠を設け、該切欠の排気上
流側端部近傍に該内管の先端を配設し、該集合管に接続
される排気管の管端部に該ガスケットに密接するフレア
部を設けたことを特徴とする排気管接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26062995A JP3382760B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 排気管接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26062995A JP3382760B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 排気管接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968036A JPH0968036A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3382760B2 true JP3382760B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=17350582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26062995A Expired - Fee Related JP3382760B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 排気管接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382760B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106545394A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-03-29 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种可调式柴油机排气管连接装置 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP26062995A patent/JP3382760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106545394A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-03-29 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种可调式柴油机排气管连接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0968036A (ja) | 1997-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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