JP4287125B2 - フランジに対する配管の接合構造 - Google Patents

フランジに対する配管の接合構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関におけるオイル通路,ブローバイガス通路,燃料通路,EGR通路などを構成する配管を、フランジに接合する接合構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、図11に示すように、シリンダヘッド1の側面には、EGRバルブ3を備えたEGRパッセージ2が設けられ、このEGRパッセージ2の側面にはボルト15,15を介してフランジ4が取り付けられ、このフランジ4には、EGRチューブを構成する二重管5の先端の内管7が接合されており、また、この内管7と平行状にフランジ4には枝管8aが接合されて、この枝管8aの先端にホース9がクリップ10で止め付けられ、ホース9の他端は、二重管5の外管6に接合された枝管8bにクリップを介し接続されている。
【0003】
図12に拡大断面を示すように、フランジ4には貫通状に、内管接合孔20と、通し孔22が形成され、通し孔22の表面4a側に枝管接合孔23が形成されており、また、ボルト15を通すためのボルト孔25,25が貫通形成されている。このフランジ4の表面4a側より、内管7と枝管8aがそれぞれ接合孔20,23内に差し込まれて、ろう付け又は溶接で接合されている。
【0004】
なお、二重管5は、内管7内にEGRガスが通るものであり、内管7の外側には通路Rを形成させて外管6が設けられており、この通路R内には、エンジンの冷却水を通すことができるものである。
なお、二重管5の他端はインテークマニホールド14側に接続されており、二重管5の他端側にも枝管11とホース12が設けられ、ホース12はサクションパイプ13に接続されて、冷却水をサクションパイプ13を介しウォーターポンプ側へ戻すように構成されている。
【0005】
このように、従来ではフランジ4に冷却水用の通し孔22を設け、冷却水を枝管8a、あるいはホース9を用いて二重管5に導く構造となっており、冷却水を通すための枝管,ホース等が必要となり、コストが高くなってしまうという問題点があった。
また、ホース9をクリップ10等により締結する作業が必要となり、ホース9は高熱部位から離す必要が生じていた。
更には、内管7とフランジ4の接合部に応力が集中しやすく、強度的な問題点もあった。
また、内管7とフランジ4のろう付け部がEGRガスによる高熱に晒されるため、高耐熱性のNiろうを用いてろう付けする必要があり、コストが高くなってしまうという問題点があった。
なお、参考文献として、例えば特許文献1のようなものがある。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−130964号公報
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、接合作業が容易で、強度が確保でき、しかも、コストを低減させることのできるフランジに対する配管の接合構造を提供せんことを目的とし、その要旨は、流体が流れる内管と、該内管の外周に冷却用の冷媒を流す通路を形成して設けられる外管とからなる二重管構造の配管の、前記内管と外管を共に接合するフランジには、前記流体を通すことができる前記内管にのみ連通する内管接合孔と、前記冷媒を通すことができる前記通路にのみ連通する通し孔が形成されている構造において、前記フランジが、表フランジと裏フランジで構成され、該裏フランジには、前記内管が差し込まれてろう付けされる前記内管接合孔と、その外側に前記通し孔が貫通形成されているとともに、前記表フランジには、前記内管接合孔と前記通し孔の表面外周を囲み、前記外管が差し込まれてろう付けされる外管接合孔が貫通形成されて、該表フランジは前記裏フランジに重合され、ろう付け接合されていることである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例を図面に基づいて説明する。
図1は、フランジに、二重管構造の配管を接合した状態の斜視構成図であり、図2は、図1の縦断面構成図である。
なお、本例では、前記図8に示したEGRパッセージ2にボルト15で取り付けられるフランジ4に、EGRチューブを構成する二重管5を接合した状態を示すものであり、二重管5は、内管7とその外側の外管6で二重構造に形成されており、内管7の外周と、外管6の内周間には、冷却水の通る通路Rが形成されており、内管7内にはEGRガスが通るものである。
内管7は断面円形状に形成されており、また外管6も断面円形状に形成されているが、外管6の端部は、一部が外側へ拡径して膨出部6aを形成し、この膨出部6aにより、外管6の先端部は、略瓢箪形の断面形状となっている。
外管6の先端よりも内管7の先端が僅かに外側に突出形成されており、この外管6よりも外側へ突出する内管7の先端の突出寸法は、フランジ4の厚みよりも短い寸法に設定されている。
【0009】
一方、フランジ4には、外側にEGRパッセージ2に取り付けるためのボルト15を通すことのできるボルト孔25,25が貫通形成されており、その内側には二重管5の内管7を差し込むことのできる内管7に対応した円形の内管接合孔20が貫通形成されており、この内管接合孔20内にEGRガスを通すことができるものである。
また、フランジ4には、冷却水を通すことのできる通し孔22が貫通形成されており、フランジ4の表面4a側には、凹み状に外管接合凹部24が形成されている。
この外管接合凹部24は、内管接合孔20と通し孔22の外側を囲み、二重管5の外管6の先端を差し込むことのできるように、外管6の先端の外形形状と同形状の略瓢箪形に形成されている。すなわち、この瓢箪形に凹ませて形成した外管接合凹部24内に、前記内管接合孔20と通し孔22が貫通形成されている。
【0010】
図2の断面図で示すように、フランジ4の表面4a側より、外管接合凹部24内に外管6を差し込み、かつ内管7を内管接合孔20内に差し込んで、この状態でフランジ4の表面4a側で外管6がろう付けされ、フランジ4の裏面4b側で内管接合孔20に内管7がろう付けされて、内管7と共に外管6もフランジ4にろう付けで接合されている。
なお、内管7と外管6を共にフランジ4の表面4a側でろう付け接合しようとすると、内管7はろう付けできなくなるため、内管はフランジ4の裏面4b側でろう付け接合されるのである。なお、フランジ4の裏面4b側には、ガスケットが当接されて、ガスケットを介してフランジ4はEGRパッセージ2に水密状に取り付けられるため、裏面4bは平面に形成させる必要があり、裏面4bからろう付けのろう材が突出しないように、内管7の先端は、フランジ4の裏面4bよりも図では上方位置に配置されている。
【0011】
このように本例では、フランジ4に二重管5の内管7及び外管6を共に接合するものであるため、従来のような枝管8a,8b、ホース9等の部材が不要となり、部品点数が少なくなって、コストを低減させることができるものとなり、しかもコンパクト化させることができて、レイアウトの自由度が確保できるものとなる。
また、従来のように、外管6を内管7へ接触させるための絞り加工とか、枝管8bを差し込むための孔加工も不要となり、加工コストも低減させることができるものとなる。
また、ホース9の締結作業も不要となり、内管7のろう付け部に従来のように応力が集中することもないため、強度が大となり、さらに、内管7のフランジ4へのろう付け部に、通し孔22からの冷却水を循環させて冷やすことができるために、従来のようなNiろうを用いる必要がなく、安価な銅ろう等でろう付けでき、コストを低減させることができるものとなる。
【0012】
次に、図3において分解斜視図で、また図4で組付斜視図で、また図5で断面拡大構成図で示すものは実施例であり、実施例では、参考例と同様に、フランジ4に二重管5の内管7及び外管6を共に接合するものであるが、本例では、フランジ4を、薄い表フランジ41と、厚い裏フランジ42で構成したものである。
表フランジ41の中央部には、外管6の外径寸法に対応する内径の外管接合孔24Aが貫通形成されており、その外側にはボルト15,15を通す左右のボルト孔25,25が貫通形成されている。
また、この表フランジ41が重合される同一形状の裏フランジ42の中央部には、内管7の外径寸法に対応する内径の内管接合孔20が貫通形成されており、その外側に、冷却水を通すための通し孔22が貫通形成されている。また、左右側にはボルト孔25,25が貫通形成されている。
【0013】
図5の断面拡大図で示すように、裏フランジ42の内管接合孔20内に、内管7を差し込んでろう付けで接合することができ、また、裏フランジ42に表フランジ41を重合させて、両者をろう付けで接合することができるものであり、また、表フランジ41の外管接合孔24A内に外管6を差し込んでろう付けで接合することができ、この接合状態において、通し孔22の外側に外管6が配置されることとなり、冷却水を、通し孔22を通して二重管5の通路R内に流すことができるものである。
【0014】
このような構造では、参考例のような複雑な形状の外管接合凹部24をフランジ4に形成させる必要がなく、外管6の先端側に膨出部6aを形成させる必要もなく、表フランジ41及び裏フランジ42には、貫通状に真円の接合孔24A,20を容易に形成させることができ、加工コストを低減させることができる。また、従来のようなホース9等の部材が不要となり、部品点数を少なくしてコストを低減させることができるものとなる。
また、ホース9の締結作業も不要となり、内管7のろう付け部に従来のように応力が集中することもないため、強度が大となり、さらに、内管7のフランジ4へのろう付け部に、通し孔22からの冷却水を循環させて冷やすことができるために、従来のようなNiろうを用いる必要がなく、安価な銅ろう等でろう付けでき、コストを低減させることができるものとなる。
【0015】
さらには、表フランジ41と裏フランジ42との分割構造にすることにより、フランジ4を薄肉状とすることができ、図6の平面図で示すように、ボルト孔25の外周寸法Dを小さく設計することができるものとなる。即ち、D寸法は板厚以上にする必要があるが、フランジ4は薄肉状であるため、Dの寸法を小さくしてコンパクト化することができ、フランジ4の形状の自由化が図れるものとなる。
さらには、図7に示すように、薄肉状の表フランジ41に、ボルト孔41bを有するステイ41aを一体状に折り曲げて形成させておくこともでき、このようなステイ41aを利用して、他の部品を取り付けることも可能となる。
【0016】
次に、例を図8,図9,図10で説明する。
本例では、フランジ4には、内管接合孔20と、通し孔22が貫通形成され、外側にはボルト孔25,25が形成されており、フランジ4の内管接合孔20内に内管7を差し込んで、ろう付け接合できるように構成され、また、外管6は、錐形連結部材30の先端にろう付け接合できるように構成したものである。
【0017】
錐形連結部材30は、底側が広がり上端側が縮径した錐形状に形成されて、底側の外周には接合鍔部30aが突出形成され、上端側には段部30bが形成され、この段部30bから上方へ突出して接合円筒部30cが形成されており、この接合円筒部30cの外周に外管6を外嵌させ、外管6の先端を段部30bに当接させた状態で、ろう付け接合できるものである。
【0018】
また、錐形連結部材30の底側は、内管接合孔20と通し孔22の表面外周を囲むことができる径を有しており、接合鍔部30aをフランジ4にろう付け接合した状態では、錐形連結部材30内の底側に、内管接合孔20と通し孔22が開口し、内管7の先端側が、接合円筒部30cの内周との間に冷却水が通る隙間を形成して、錐形連結部材30内に通され包囲されるものである。その接合状態の断面図は図10に示す。
【0019】
このような構成では、参考例のように、外管6の先端側に膨出部6aを形成させる必要がなく、外管6を錐形連結部材30を介してフランジ4に接続することができ、通し孔22を通って冷却水が錐形連結部材30内に導入され、接合円筒部30cの内周を通って二重管5の通路R内に流され、冷却水は、内管7とフランジ4のろう付け部分へも循環されるために、良好にろう付け部分を冷やすことができ、安価な銅ろうを用いてろう付けしても耐久性を確保できるものとなる。
【0020】
また、従来のように、内管7と外管6を曲げ加工した後に、外管6を内管7に接触させるための絞り加工とか、冷却水を導入させるための枝管の取付用の孔加工等が不要となり、加工コストを低減させることができるものとなる。
また、内管7とフランジ4の接合部に応力が集中することもなく、強度を確保することができるものとなる。
さらに、内管7と外管6をパイプで構成する場合に、曲げ加工の制約を受けないため、図10におけるA寸法を小さく設定でき、レイアウトの自由度が大となる効果も得られる。
【0021】
なお、上記例では、内管7内にEGRガスが通り、通路R内に冷却水が通るエンジンのEGR通路部材について例示しているが、このような、フランジ4に対し二重管5を接合する構成は、内燃機関におけるオイル通路,ブローバイガス通路,燃料通路などを構成する配管を、フランジに接合する接合構造にも採用することができ、さらには、エンジン以外でも採用することが可能であり、内管7内には他の流体を流すことができ、また通路Rには、内管7内の流体を冷やすための冷媒を通すことができるものである。
【0022】
【発明の効果】
本発明のフランジに対する配管の接合構造は、流体が流れる内管と、該内管の外周に冷却用の冷媒を流す通路を形成して設けられる外管とからなる二重管構造の配管の、前記内管と外管を共に接合するフランジには、前記流体を通すことができる前記内管にのみ連通する内管接合孔と、前記冷媒を通すことができる前記通路にのみ連通する通し孔が形成されている構造において、前記フランジが、表フランジと裏フランジで構成され、該裏フランジには、前記内管が差し込まれてろう付けされる前記内管接合孔と、その外側に前記通し孔が貫通形成されているとともに、前記表フランジには、前記内管接合孔と前記通し孔の表面外周を囲み、前記外管が差し込まれてろう付けされる外管接合孔が貫通形成されて、該表フランジは前記裏フランジに重合され、ろう付け接合されていることにより、フランジを分割構造にすることで薄肉化させることができ、形状の自由化が図れてコンパクト化させることができるものとなる。
また、フランジと二重管の接合部の断面積が増して強度が向上するものとなる。しかも、従来のような枝管,ホース等の部材が不要となり、部品点数が少なくなってコストを低減させることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フランジに対し二重管を接合した状態の参考例の要部斜視構成図である。
【図2】 図1の縦断面構成図である。
【図3】 実施例の二重管と表フランジ及び裏フランジの分解斜視図である。
【図4】 図3の部材を組み付けた状態の斜視構成図である。
【図5】 図4の断面拡大構成図である。
【図6】 フランジの平面構成図である。
【図7】 ステイを備えたフランジの斜視構成図である。
【図8】 二重管とフランジと錐形連結部材の分解斜視図である。
【図9】 図8の部材を接合した状態の外観斜視図である。
【図10】 図9の縦断面構成図である。
【図11】 エンジンの斜視構成図である。
【図12】 図11のエンジンにおけるフランジと二重管の従来の接合構造を示す拡大断面構成図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 EGRパッセージ
3 EGRバルブ
4 フランジ
4a 表面
4b 裏面
5 二重管
6 外管
7 内管
15 ボルト
20 内管接合孔
22 通し孔
24 外管接合凹部
24A 外管接合孔
25 ボルト孔
30 錐形連結部材
30a 接合鍔部
30b 段部
30c 接合円筒部
41 表フランジ
41a ステイ
42 裏フランジ
R 通路

Claims (1)

  1. 流体が流れる内管と、該内管の外周に冷却用の冷媒を流す通路を形成して設けられる外管とからなる二重管構造の配管の、前記内管と外管を共に接合するフランジには、前記流体を通すことができる前記内管にのみ連通する内管接合孔と、前記冷媒を通すことができる前記通路にのみ連通する通し孔が形成されている構造において、
    前記フランジが、表フランジと裏フランジで構成され、該裏フランジには、前記内管が差し込まれてろう付けされる前記内管接合孔と、その外側に前記通し孔が貫通形成されているとともに、
    前記表フランジには、前記内管接合孔と前記通し孔の表面外周を囲み、前記外管が差し込まれてろう付けされる外管接合孔が貫通形成されて、
    該表フランジは前記裏フランジに重合され、ろう付け接合されていることを特徴とするフランジに対する配管の接合構造。
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