JP6683750B2 - Flange fastening structure - Google Patents

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本発明は、第1排気通路部材の出口開口部を取り囲む第1フランジと、第2排気通路部材の入口開口部を取り囲む第2フランジとを相互に当接させ、第1フランジおよび第2フランジに嵌合する締結リングを締結部材で締め付けることで、第1排気通路部材および第2排気通路部材を一体に結合するフランジの結合構造に関する。   According to the present invention, a first flange that surrounds an outlet opening of a first exhaust passage member and a second flange that surrounds an inlet opening of a second exhaust passage member are brought into contact with each other to form a first flange and a second flange. The present invention relates to a flange coupling structure that integrally couples a first exhaust passage member and a second exhaust passage member by fastening a fitting fastening ring with a fastening member.

ターボチャージャの出口開口部に設けたフランジと触媒コンバータの入口開口部に設けたフランジとを突き合わせ、両フランジの外周にリング状の締結部材を嵌合させてボルトで締結することで、ターボチャージャおよび触媒コンバータを一体に結合するものが、下記特許文献1により公知である。   The flange provided at the outlet opening of the turbocharger and the flange provided at the inlet opening of the catalytic converter are butted against each other, and a ring-shaped fastening member is fitted to the outer circumferences of both flanges and fastened with a bolt, whereby the turbocharger and the The one in which a catalytic converter is integrally connected is known from Patent Document 1 below.

特開2005−344580号公報JP 2005-344580 A

ところで、上記従来のものは、ターボチャージャ側のフランジの結合面と触媒コンバータ側のフランジの結合面とが単に突き合わされているだけなので、相互間の周方向の位置決めを行うことができず、両フランジを締結部材で締結したときにターボチャージャおよび触媒コンバータの組み付け位相がばらついてしまう虞があった。   By the way, in the above-mentioned conventional one, since the coupling surface of the flange on the turbocharger side and the coupling surface of the flange on the catalytic converter side are simply butted against each other, it is not possible to perform mutual positioning in the circumferential direction. When the flange is fastened with the fastening member, the assembling phase of the turbocharger and the catalytic converter may vary.

またターボチャージャのフランジおよび触媒コンバータのフランジには製造時の寸法誤差が存在するだけでなく、両フランジは排ガスに晒されて異なる寸法に熱膨張するため、両フランジの結合面が相互に位置ずれしてしまい、締結部材により締結したときの結合面の面圧が不安定になって排ガスが漏れる原因となる虞があった。   In addition, the turbocharger flange and the catalytic converter flange have dimensional errors during manufacturing, and both flanges are exposed to exhaust gas and thermally expand to different dimensions. As a result, the surface pressure of the joint surface when being fastened by the fastening member becomes unstable, which may cause the exhaust gas to leak.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ターボチャージャおよび排気通路部材のフランジの締結部の組み付け位相の精度を高めるとともに、両フランジの結合面からの排ガスの漏れを簡単な構造で防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the accuracy of the assembly phase of the fastening portions of the flanges of the turbocharger and the exhaust passage member, and prevents the leakage of exhaust gas from the joint surface of both flanges with a simple structure. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、第1排気通路部材の出口開口部を取り囲むように設けられた環状の第1フランジの第1結合面と、第2排気通路部材の入口開口部を取り囲むように設けられた環状の第2フランジの第2結合面とが相互に当接し、前記第1フランジおよび前記第2フランジの外周に嵌合する締結リングの周方向一カ所に形成された分割部を締結部材で締結することで、前記第1フランジおよび前記第2フランジを周方向および軸方向に圧縮して前記第1排気通路部材および前記第2排気通路部材を一体に結合するフランジの結合構造であって、前記第1結合面および前記第2結合面の一方に設けた係止片が他方に設けた係止孔に係止するとともに、前記係止片および前記係止孔に対して位相が略180゜ずれた位置で、前記第1フランジおよび前記第2フランジの一方は嵌合凸部を有する一方、他方は前記嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部を有し、前記嵌合凸部および前記嵌合凹部は、前記第1結合面および前記第2結合面の径方向において外縁部よりも内側に設けられ、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とは互いに面接触し、前記第1フランジと前記第2フランジとでは、前記第1フランジの方が熱膨張率が大きい材料で構成され、前記嵌合凸部は前記第1フランジに設けられることを特徴とするフランジの締結構造が提案される In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, the first coupling surface of the annular first flange provided so as to surround the outlet opening of the first exhaust passage member, and the second The circumference of the fastening ring that is in contact with the second coupling surface of the annular second flange that is provided so as to surround the inlet opening of the exhaust passage member and that fits on the outer circumferences of the first flange and the second flange. The first exhaust passage member and the second exhaust passage member are compressed by circumferentially and axially compressing the first flange and the second flange by fastening the divided portions formed at one position in the direction with a fastening member. And a locking piece provided on one of the first connecting surface and the second connecting surface to be locked in a locking hole provided on the other, and And the phase with respect to the locking hole 180 DEG position, one one of the first flange and the second flange to have a fitting projection and the other have a fitting recess in which the fitting convex portion is fitted, the fitting projection The portion and the fitting concave portion are provided inside the outer edge portion in the radial direction of the first coupling surface and the second coupling surface, and the fitting convex portion and the fitting concave portion are in surface contact with each other, and in the said second flange and the first flange, the direction of the first flange is made of a material having a large coefficient of thermal expansion, the fastening of the flange the fitting convex portion, characterized in Rukoto provided in the first flange A structure is proposed .

お、実施の形態のターボチャージャ11は本発明の第1排気通路部材に対応し、実施の形態の触媒コンバータ12は本発明の第2排気通路部材に対応し、実施の形態の位置決め孔14cは本発明の係止孔に対応し、実施の形態の位置決めピン16cは本発明の係止片に対応し、実施の形態のボルト19は本発明の締結部材に対応する。 Na us, corresponds to the first exhaust passage member of the turbocharger 11 according to the present invention of the embodiment corresponds to the second exhaust passage member of the catalytic converter 12 is the invention of the embodiment, the positioning hole 14c of the embodiment Corresponds to the locking hole of the present invention, the positioning pin 16c of the embodiment corresponds to the locking piece of the present invention, and the bolt 19 of the embodiment corresponds to the fastening member of the present invention.

請求項1の構成によれば、第1排気通路部材の出口開口部を取り囲むように設けられた環状の第1フランジの第1結合面と、第2排気通路部材の入口開口部を取り囲むように設けられた環状の第2フランジの第2結合面とが相互に当接し、第1フランジおよび第2フランジの外周に嵌合する締結リングの周方向一カ所に形成された分割部を締結部材で締結することで、第1フランジおよび第2フランジを周方向および軸方向に圧縮して第1排気通路部材および第2排気通路部材を一体に結合する。   According to the configuration of claim 1, the first coupling surface of the annular first flange provided so as to surround the outlet opening of the first exhaust passage member and the inlet opening of the second exhaust passage member are surrounded. The divided member formed at one circumferential position of the fastening ring, which is in contact with the second coupling surface of the provided annular second flange and is fitted to the outer circumferences of the first flange and the second flange, is a fastening member. By fastening, the first flange and the second flange are compressed in the circumferential direction and the axial direction to integrally connect the first exhaust passage member and the second exhaust passage member.

第1結合面および第2結合面の一方に設けた係止片が他方に設けた係止孔に係止するとともに、係止片および係止孔に対して位相が略180゜ずれた位置で、第1フランジおよび第2フランジの一方は嵌合凸部を有し、他方は嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部を有するので、係止片および係止孔の係止により第1排気通路部材および第2排気通路部材の組み付け位相が自動的に一定になるだけでなく、嵌合凸部および嵌合凹部の嵌合により両フランジの熱膨張や寸法誤差による径方向の位置ずれが自動的に矯正されることで、締結リングで締結したときの両フランジの第1、第2結合面の面圧が周方向に均一化されて排ガスの漏れが防止される。   At a position where the locking piece provided on one of the first coupling surface and the second coupling surface is locked in the locking hole provided on the other, and the phase is shifted by about 180 ° with respect to the locking piece and the locking hole. Since one of the first flange and the second flange has a fitting protrusion and the other has a fitting recess into which the fitting protrusion fits, the locking piece and the locking hole lock the first exhaust gas. Not only the assembly phase of the passage member and the second exhaust passage member automatically becomes constant, but also the radial displacement due to thermal expansion and dimensional error of both flanges due to the fitting convex part and the mating concave part mating. By the straightening, the surface pressures of the first and second coupling surfaces of both the flanges when they are fastened by the fastening ring are made uniform in the circumferential direction, and the leakage of exhaust gas is prevented.

た、嵌合凸部および嵌合凹部は、第1結合面および第2結合面の径方向において外縁部よりも内側に設けられ、嵌合凸部と嵌合凹部とは互いに面接触するので、嵌合凹部が第1フランジあるいは第2フランジの外縁部に開放している場合に比べて、両フランジの熱膨張や寸法誤差による径方向の位置ずれの矯正力が高まって排ガスの漏れが一層確実に防止される。 Also, the fitting projection and the fitting recess is disposed inside the outer edge portion in the first coupling surface and a second coupling surface radial, since the fitting projection and the fitting depression in surface contact with each other As compared with the case where the fitting recess is open to the outer edge of the first flange or the second flange, the correction force for the radial displacement due to thermal expansion and dimensional error of both flanges is increased, and the leakage of exhaust gas is further enhanced. Certainly prevented.

また更に、第1フランジと第2フランジとでは、第1フランジの方が熱膨張率が大きい材料で構成され、嵌合凸部は第1フランジに設けられるので、第1フランジおよび第2フランジの熱膨張量の差により嵌合凸部が嵌合凹部に押し付けられることで、両フランジの径方向の位置ずれが一層効果的に矯正される Furthermore , between the first flange and the second flange, the first flange is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion, and the fitting protrusion is provided on the first flange. By pressing the fitting convex portion against the fitting concave portion due to the difference in the amount of thermal expansion, the radial displacement of both flanges is corrected more effectively .

Vバンドで結合されたターボチャージャおよび触媒コンバータの斜視図である。(第1の実施の形態)FIG. 5 is a perspective view of a turbocharger and a catalytic converter coupled in the V band. (First embodiment) 図1の2−2線拡大断面図(図3の2−2線断面図)である。(第1の実施の形態)FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 (sectional view taken along line 2-2 of FIG. 3). (First embodiment) 図2の3−3線断面図である。(第1の実施の形態)FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2. (First embodiment) Vバンドによるフランジ締結時の作用説明図である。(第1の実施の形態)It is operation explanatory drawing at the time of flange fastening by V band. (First embodiment) Vバンドによるフランジ締結時の作用説明図である(比較例)。It is an operation explanatory view at the time of flange fastening by V band (comparative example). 嵌合凸部および嵌合凹部の形状を示す図である。(第2の実施の形態)It is a figure which shows the shape of a fitting convex part and a fitting concave part. (Second embodiment) 嵌合凸部および嵌合凹部の形状を示す図である。(参考形態)It is a figure which shows the shape of a fitting convex part and a fitting concave part. ( Reference form)

第1の実施の形態First embodiment

以下、図1〜図5に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。   The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1に示すように、エンジンの排気マニホールドの下流にターボチャージャ11が接続され、ターボチャージャ11の下流に触媒コンバータ12が接続される。ターボチャージャ11はエンジンの排ガスでタービンを駆動し、タービンに接続されたコンプレッサで圧縮した空気をエンジンの吸気系に供給することで、エンジンの出力を向上させる。触媒コンバータ12はエンジンの排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物のような有害物質を、プラチナ、パラジウム、ロジウム等を使用した触媒により浄化する。触媒コンバータ12は、そこに供給される排ガスが高温であるほど有害物質の浄化性能が高まるため、排ガスの温度が高いターボチャージャ11の直下流に配置される。   As shown in FIG. 1, the turbocharger 11 is connected downstream of the exhaust manifold of the engine, and the catalytic converter 12 is connected downstream of the turbocharger 11. The turbocharger 11 drives the turbine with the exhaust gas of the engine and supplies the air compressed by the compressor connected to the turbine to the intake system of the engine to improve the output of the engine. The catalytic converter 12 purifies harmful substances such as hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the engine with a catalyst using platinum, palladium, rhodium, or the like. The catalytic converter 12 is arranged immediately downstream of the turbocharger 11 where the temperature of the exhaust gas is high, because the purification performance of harmful substances increases as the exhaust gas supplied to the catalytic converter 12 has a higher temperature.

ターボチャージャ11の外郭は熱膨張率が大きい材料(例えば、オーステナイト系)で構成され、触媒コンバータ12の外郭は熱膨張率が小さい材料(例えば、フェライト系)で構成される。   The outer shell of the turbocharger 11 is made of a material having a large thermal expansion coefficient (for example, austenite type), and the outer shell of the catalytic converter 12 is made of a material having a small thermal expansion coefficient (for example, ferrite type).

図2および図3に示すように、ターボチャージャ11のケーシング13の円形断面の出口開口部13aには、径方向外側に向かってテーパーする環状の第1フランジ14が設けられる。第1フランジ14はケーシング13の軸線に直交する第1結合面14aと、第1結合面14aに対して径方向外側にテーパーする第1テーパー面14bとを備える。一方、触媒コンバータ12のケーシング15の円形断面の入口開口部15aには、径方向外側に向かってテーパーする環状の第2フランジ16が設けられる。第2フランジ16はケーシング15の軸線に直交する第2結合面16aと、第2結合面16aに対して径方向外側にテーパーする第2テーパー面16bとを備える。   As shown in FIGS. 2 and 3, the outlet opening 13a of the casing 13 of the turbocharger 11 having a circular cross section is provided with an annular first flange 14 that tapers radially outward. The first flange 14 includes a first coupling surface 14a that is orthogonal to the axis of the casing 13, and a first tapered surface 14b that tapers radially outward with respect to the first coupling surface 14a. On the other hand, an annular second flange 16 that tapers radially outward is provided at the inlet opening 15a of the circular cross section of the casing 15 of the catalytic converter 12. The second flange 16 includes a second coupling surface 16a that is orthogonal to the axis of the casing 15 and a second tapered surface 16b that tapers radially outward with respect to the second coupling surface 16a.

ターボチャージャ11の第1フランジ14と触媒コンバータ12の第2フランジ16とは、Vバンド17と呼ばれる結合手段により一体に結合される。Vバンド17の本体部を構成する締結リング18は、円周上の一カ所が切り離された環状の部材であり、その断面は第1テーパー面18aと、第2テーパー面18bと、外周面18cとを有するV字状である。締結リング18の一対の分離端部にはそれぞれ腕部18d,18dが径方向外向きに突設され、両腕部18d,18dに対して位相が180°ずれた位置に、第1テーパー面18aおよび第2テーパー面16bを切り欠いて外周面18cだけを残したヒンジ部18eが形成される。締結リング18はヒンジ部18eが弾性変形することで両腕部18d,18dが接近・離間するように開閉可能であり、両腕部18d,18dを貫通するボルト19をナット20に螺合することで直径が縮小するように締め付け可能である。   The first flange 14 of the turbocharger 11 and the second flange 16 of the catalytic converter 12 are integrally connected by a connecting means called a V band 17. The fastening ring 18 that constitutes the main body of the V-band 17 is an annular member that is cut off at one place on the circumference, and its cross section has a first tapered surface 18a, a second tapered surface 18b, and an outer peripheral surface 18c. It is V-shaped with and. Arm portions 18d and 18d are respectively provided on the pair of separated ends of the fastening ring 18 so as to project outward in the radial direction, and the first taper surface 18a is provided at a position shifted in phase by 180 ° with respect to both arm portions 18d and 18d. And the hinge part 18e which notches the 2nd taper surface 16b and leaves only the outer peripheral surface 18c is formed. The fastening ring 18 can be opened and closed by elastically deforming the hinge portion 18e so that the both arm portions 18d, 18d approach and separate from each other, and a bolt 19 penetrating the both arm portions 18d, 18d is screwed into the nut 20. It can be tightened to reduce the diameter.

第2フランジ16の第2結合面16aには円形断面の位置決めピン16cが突設され、第1フランジ14の第1結合面14aには位置決めピン16cが隙間なく嵌合可能な位置決め孔14cが形成される。また第1フランジ14の第1結合面14aには直方体状の嵌合凸部24が突設が形成され、第2フランジ16の第2結合面16aには嵌合凸部24が隙間なく嵌合可能な嵌合凹部25が形成される。   The second coupling surface 16a of the second flange 16 is provided with a positioning pin 16c having a circular cross section, and the first coupling surface 14a of the first flange 14 is provided with a positioning hole 14c into which the positioning pin 16c can fit without a gap. To be done. Further, a rectangular parallelepiped fitting protrusion 24 is formed on the first coupling surface 14a of the first flange 14, and the fitting protrusion 24 is fitted on the second coupling surface 16a of the second flange 16 without a gap. A possible fitting recess 25 is formed.

位置決めピン16cおよび位置決め孔14cは、第2フランジ16および第1フランジ14の径方向中間位置に設けられ、嵌合凸部24および嵌合凹部25は、第1フランジ14および第2フランジ16の径方向中間位置に設けられる。また位置決めピン16cおよび位置決め孔14cの位相に対し、嵌合凸部24および嵌合凹部25の位相は180゜ずれている。すなわち、第1フランジ14および第2フランジ16の中心を通る一つの直径線上の一端側に位置決めピン16cおよび位置決め孔14cが位置し、他端側に嵌合凸部24および嵌合凹部25が位置している。   The positioning pin 16c and the positioning hole 14c are provided at a radial intermediate position between the second flange 16 and the first flange 14, and the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 have the diameter of the first flange 14 and the second flange 16, respectively. It is provided at an intermediate position in the direction. Further, the phases of the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are shifted by 180 ° from the phases of the positioning pin 16c and the positioning hole 14c. That is, the positioning pin 16c and the positioning hole 14c are located at one end side on one diameter line passing through the centers of the first flange 14 and the second flange 16, and the fitting projection 24 and the fitting recess 25 are located at the other end. is doing.

図4から明らかなように、ターボチャージャ11および触媒コンバータ12を結合するには、ターボチャージャ11の第1フランジ14の第1結合面14aと、触媒コンバータ12の第2フランジ16の第2結合面16aとをガスケット21を挟んで突き合わせた状態で、第1フランジ14および第2フランジ16の外周にVバンド17の締結リング18を嵌合する。この状態でナット20にボルト19を螺合して締め付けると、径方向内側に移動する締結リング18の第1テーパー面18aに押された第1フランジ14の第1テーパー面14bと、径方向内側に移動する締結リング18の第2テーパー面18bに押された第2フランジ16の第2テーパー面18bとが相互に接近する方向に移動し、第1フランジ14の第1結合面14aおよび第2フランジ16の第2結合面16aがガスケット21を挟んで締結されることで、ターボチャージャ11および触媒コンバータ12が一体に結合される。   As is apparent from FIG. 4, in order to connect the turbocharger 11 and the catalytic converter 12, the first connecting surface 14 a of the first flange 14 of the turbocharger 11 and the second connecting surface of the second flange 16 of the catalytic converter 12 are connected. The fastening ring 18 of the V-band 17 is fitted to the outer circumferences of the first flange 14 and the second flange 16 in a state where they are abutted against each other with the gasket 21 in between. When the bolt 19 is screwed into the nut 20 and tightened in this state, the first taper surface 14b of the first flange 14 pushed by the first taper surface 18a of the fastening ring 18 moving inward in the radial direction and the inner side in the radial direction. And the second tapered surface 18b of the second flange 16 pressed by the second tapered surface 18b of the fastening ring 18 move toward each other, and the first coupling surface 14a of the first flange 14 and the second tapered surface 18b of the second flange 16 move toward each other. The turbocharger 11 and the catalytic converter 12 are integrally coupled by fastening the second coupling surface 16a of the flange 16 with the gasket 21 interposed therebetween.

ところで、ターボチャージャ11の第1フランジ14と触媒コンバータ12の第2フランジ16とをVバンド17で結合するとき、ターボチャージャ11の位相に対して触媒コンバータ12の位相がずれた状態で結合されてしまうと、触媒コンバータ12の出口部と、そこに結合される排気管との位置がずれてしまい、触媒コンバータ12に排気管を組み付ける作業に支障を来す虞がある。   By the way, when the first flange 14 of the turbocharger 11 and the second flange 16 of the catalytic converter 12 are coupled with each other by the V band 17, the catalytic converter 12 is coupled with the phase shifted from the phase of the turbocharger 11. If this happens, the position of the outlet of the catalytic converter 12 and the position of the exhaust pipe connected thereto will shift, and there is a risk that the work of assembling the exhaust pipe to the catalytic converter 12 will be hindered.

しかしながら、本実施の形態によれば、ターボチャージャ11の第1フランジ14と触媒コンバータ12の第2フランジ16とをVバンド17で結合するとき、第2フランジ16の第2結合面16aに設けた位置決めピン16cを第1フランジ14に設けた位置決め孔14cに嵌合することで、ターボチャージャ11および触媒コンバータ12の位相が自動的に規制されるため、ターボチャージャ11および触媒コンバータ12を一定の位置関係で結合することができる(図4参照)。   However, according to the present embodiment, when the first flange 14 of the turbocharger 11 and the second flange 16 of the catalytic converter 12 are connected by the V band 17, they are provided on the second connecting surface 16a of the second flange 16. By fitting the positioning pin 16c into the positioning hole 14c provided in the first flange 14, the phases of the turbocharger 11 and the catalytic converter 12 are automatically regulated, so that the turbocharger 11 and the catalytic converter 12 are fixed at a fixed position. They can be linked by relationships (see Figure 4).

またターボチャージャ11の第1フランジ14の寸法および触媒コンバータ12の第2フランジ16の寸法には製造上の誤差が存在するため、第1フランジ14の外径と第2フランジ16の外径とは必ずしも一致するとは限らない。しかも排ガスの流れ方向に見て上流側に位置するターボチャージャ11の第1フランジ14と、下流側に位置する触媒コンバータ12の第2フランジ16との間には温度差が発生するだけでなく、図2に示すように、ターボチャージャ11の内部には第1フランジ14の中心から偏心した位置にウエイストゲート22およびタービン出口部23が配置されるため、第1フランジ14にはウエイストゲート22およびタービン出口部23からの距離に応じて周方向の温度差が発生する。   Since there is a manufacturing error in the dimension of the first flange 14 of the turbocharger 11 and the dimension of the second flange 16 of the catalytic converter 12, the outer diameter of the first flange 14 and the outer diameter of the second flange 16 are different from each other. It does not always match. Moreover, not only is there a temperature difference between the first flange 14 of the turbocharger 11 located upstream in the flow direction of the exhaust gas and the second flange 16 of the catalytic converter 12 located downstream, As shown in FIG. 2, since the waste gate 22 and the turbine outlet portion 23 are disposed inside the turbocharger 11 at positions eccentric from the center of the first flange 14, the waste gate 22 and the turbine are disposed on the first flange 14. A temperature difference in the circumferential direction occurs depending on the distance from the outlet 23.

このように第1フランジ14および第2フランジ16には、製造上の寸法差や熱膨張に伴う寸法差が発生することが避けられないため、仮に第1フランジ14および第2フランジ16に嵌合凸部24および嵌合凹部25が設けられていないと仮定すると、第1フランジ14および第2フランジ16を位置決めピン16cおよび位置決め孔14cで位置決めしたとき、図5(A)に示すように、そこから位相が180゜ずれた位置で第1フランジ14および第2フランジ16の径方向外端部が距離αだけずれてしまう場合がある。この状態で第1フランジ14および第2フランジ16をVバンド17で締結すると、Vバンド17の締結リング18が傾いて第1、第2結合面14a,16aの面圧が不安定になり、そこから排ガスが漏れる虞がある。   As described above, since it is inevitable that the first flange 14 and the second flange 16 have a dimensional difference due to manufacturing or a dimensional difference due to thermal expansion, the first flange 14 and the second flange 16 are tentatively fitted to each other. Assuming that the convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are not provided, when the first flange 14 and the second flange 16 are positioned by the positioning pin 16c and the positioning hole 14c, as shown in FIG. The radial outer ends of the first flange 14 and the second flange 16 may be displaced by the distance α at a position where the phase is shifted by 180 ° from. When the first flange 14 and the second flange 16 are fastened with the V band 17 in this state, the fastening ring 18 of the V band 17 is inclined and the surface pressures of the first and second coupling surfaces 14a and 16a become unstable. Exhaust gas may leak from.

しかしながら、本実施の形態によれば、位置決めピン16cおよび位置決め孔14cから位相が180゜ずれた位置で、嵌合凸部24および嵌合凹部25の嵌合により第1フランジ14および第2フランジ16径方向外端部が一致するように矯正されるため、第1フランジ14および第2フランジ16をVバンド17で締結するとき、Vバンド17の締結リング18が傾くのを防止して第1、第2結合面14a,16aの面圧を安定させ、排ガスの漏れを未然に防止することができる(図3参照)。   However, according to the present embodiment, the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are fitted to each other at the position where the phase is shifted by 180 ° from the positioning pin 16c and the positioning hole 14c. Since the outer ends in the radial direction are corrected so as to be aligned, when fastening the first flange 14 and the second flange 16 with the V band 17, the fastening ring 18 of the V band 17 is prevented from tilting, and the first, It is possible to stabilize the surface pressure of the second coupling surfaces 14a and 16a and prevent the exhaust gas from leaking (see FIG. 3).

また図5(B)に示すように、仮に嵌合凸部24および嵌合凹部25が第1フランジ14および第2フランジ16の径方向外側に設けられており、嵌合凹部25が第2フランジ16の外周面に開放していると、嵌合凸部24が嵌合凹部25から径方向外側に飛び出してしまい、嵌合凸部24および嵌合凹部25による第1フランジ14および第2フランジ16の位置矯正機能が発揮されなくなる可能性がある。嵌合凸部24および嵌合凹部25が第1フランジ14および第2フランジ16の径方向内側に設けられている場合も同様である。   Further, as shown in FIG. 5B, the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are provided on the outer side in the radial direction of the first flange 14 and the second flange 16, and the fitting concave portion 25 is the second flange. When it is opened to the outer peripheral surface of 16, the fitting convex portion 24 projects radially outward from the fitting concave portion 25, and the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 form the first flange 14 and the second flange 16. The position correction function of may not be exhibited. The same applies to the case where the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are provided inside the first flange 14 and the second flange 16 in the radial direction.

しかしながら、本実施の形態によれば、嵌合凸部24および嵌合凹部25が第1フランジ14および第2フランジ16の径方向中間部に設けられているので、嵌合凸部24が嵌合凹部25から径方向外側あるいは径方向内側に飛び出すことがなくなり、嵌合凸部24および嵌合凹部25による第1フランジ14および第2フランジ16の位置矯正機能が有効に発揮される。   However, according to the present embodiment, since the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 are provided in the radial middle portion of the first flange 14 and the second flange 16, the fitting convex portion 24 is fitted. It does not project radially outward or radially inward from the concave portion 25, and the function of correcting the position of the first flange 14 and the second flange 16 by the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25 is effectively exerted.

以上のように、本実施の形態によれば、第2フランジ16に設けた位置決めピン16cと第1フランジ14に設けた位置決め孔14cとを嵌合させることで、ターボチャージャ11および触媒コンバータ12の組み付け位相が自動的に一定になるだけでなく、位置決めピン16cおよび位置決め孔14cから位相が180゜ずれた位置で第1フランジ14および第2フランジ16の一方に設けた嵌合凸部24を他方に設けた嵌合凹部25に嵌合させるので、第1フランジ14および第2フランジ16の寸法誤差や熱膨張量差による径方向の位置ずれを自動的に矯正し、Vバンド17で締結したときの両フランジの第1、第2結合面の面圧を周方向に均一化して排ガスの漏れを防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, the positioning pin 16c provided on the second flange 16 and the positioning hole 14c provided on the first flange 14 are fitted to each other, so that the turbocharger 11 and the catalytic converter 12 have the same structure. Not only the assembling phase automatically becomes constant, but also the fitting protrusion 24 provided on one of the first flange 14 and the second flange 16 at the position 180 ° out of phase with the positioning pin 16c and the positioning hole 14c. When it is fastened with the V-band 17, it is automatically fitted to the fitting recess 25 provided in the first flange 14 and the second flange 16 so as to automatically correct the radial displacement due to the dimensional error and the difference in thermal expansion. It is possible to prevent the exhaust gas from leaking by making the surface pressures of the first and second coupling surfaces of both flanges uniform in the circumferential direction.

第2の実施の形態Second embodiment

次に、図6に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG.

図6には、位置決めピン16cおよび位置決め孔14cから位相が180゜ずれた位置における第1フランジ14および第2フランジ16の断面形状が示される。第1フランジ14には、第2フランジ16に向かって径方向外向きに傾斜する断面三角形状の2個の嵌合凸部24,24が形成され、第2フランジ16には、第1フランジ14の嵌合凸部24,24が隙間なく面接触する断面三角形状の2個の嵌合凹部25,25が形成される。   FIG. 6 shows the cross-sectional shapes of the first flange 14 and the second flange 16 at positions where the phases are shifted by 180 ° from the positioning pin 16c and the positioning hole 14c. The first flange 14 is provided with two fitting projections 24, 24 each having a triangular cross-section that inclines radially outward toward the second flange 16, and the second flange 16 includes the first flange 14 Two fitting concave portions 25, 25 having a triangular cross section are formed so that the fitting convex portions 24, 24 of are in surface contact without a gap.

本実施の形態によれば、熱膨張率が大きい第1フランジ14が熱膨張率が小さい第2フランジ16に対して径方向外側に相対移動しようとすると、嵌合凸部24,24が嵌合凹部25,25に食い込むように密着することで、第1フランジ14および第2フランジ16の径方向の位置ずれを効果的に矯正することができる。   According to the present embodiment, when the first flange 14 having a large coefficient of thermal expansion tries to move radially outward relative to the second flange 16 having a small coefficient of thermal expansion, the fitting protrusions 24, 24 are fitted together. By closely contacting the recesses 25, 25 so as to bite into them, it is possible to effectively correct the radial displacement of the first flange 14 and the second flange 16.

参考形態Reference form

次に、図7に基づいて本発明の参考形態を説明する。 Next, a reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7には、位置決めピン16cおよび位置決め孔14cから位相が180゜ずれた位置における第1フランジ14および第2フランジ16の断面形状が示される。第1、第2の実施の形態では、第1フランジ14および第2フランジ16にそれぞれ嵌合凸部24および嵌合凹部25が設けられているが、第3の実施の形態では第1フランジ14の径方向外面に嵌合凹部25が形成され、第2フランジ16の径方向内面に嵌合凸部24が設けられる。   FIG. 7 shows the cross-sectional shapes of the first flange 14 and the second flange 16 at positions where the phases are shifted by 180 ° from the positioning pin 16c and the positioning hole 14c. In the first and second embodiments, the first flange 14 and the second flange 16 are provided with the fitting convex portion 24 and the fitting concave portion 25, respectively, but in the third embodiment, the first flange 14 is provided. The fitting recessed portion 25 is formed on the outer surface in the radial direction, and the fitting protruding portion 24 is provided on the inner surface in the radial direction of the second flange 16.

参考形態によれば、熱膨張率が大きい第1フランジ14が熱膨張率が小さい第2フランジ16に対して径方向外側に相対移動しようとすると、嵌合凹部25が径方向内側から外側に向かって嵌合凸部24に密着することで、第1フランジ14および第2フランジ16の径方向の位置ずれを効果的に矯正することができる。 According to this reference embodiment, when the first flange 14 having a large coefficient of thermal expansion tries to move radially outward with respect to the second flange 16 having a small coefficient of thermal expansion, the fitting recess 25 moves from the radially inner side to the outer side. By closely contacting with the fitting convex portion 24, the positional deviation of the first flange 14 and the second flange 16 in the radial direction can be effectively corrected.

以上、本発明の実施の形態及び参考形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments and reference embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.

例えば、本発明の排気通路部材は実施の形態のターボチャージャ11や触媒コンバータ12に限定されず、排気管等の排気が通過する部材であれば良い。   For example, the exhaust passage member of the present invention is not limited to the turbocharger 11 and the catalytic converter 12 of the embodiment, and may be any member such as an exhaust pipe through which exhaust gas passes.

また実施の形態では第2フランジ16側に位置決めピン16cを設けて第1フランジ14側に位置決め孔14cを設けているが、その位置関係を逆にし、第1フランジ14側に位置決めピンを設けて第2フランジ16側に位置決め孔を設けても良い。   In the embodiment, the positioning pin 16c is provided on the second flange 16 side and the positioning hole 14c is provided on the first flange 14 side. However, the positional relationship is reversed, and the positioning pin is provided on the first flange 14 side. A positioning hole may be provided on the second flange 16 side.

また嵌合凸部24および嵌合凹部25の数は実施の形態に限定されず、適宜設定可能である。   Further, the numbers of the fitting convex portions 24 and the fitting concave portions 25 are not limited to those in the embodiment, and can be set appropriately.

11 ターボチャージャ(第1排気通路部材)
12 触媒コンバータ(第2排気通路部材)
13a 出口開口部
14 第1フランジ
14a 第1結合面
14c 位置決め孔(係止孔)
15a 入口開口部
16 第2フランジ
16a 第2結合面
16c 位置決めピン(係止片)
18 締結リング
19 ボルト(締結部材)
24 嵌合凸部
25 嵌合凹部
11 Turbocharger (first exhaust passage member)
12 Catalytic converter (second exhaust passage member)
13a Outlet opening 14 First flange 14a First coupling surface 14c Positioning hole (locking hole)
15a Entrance opening 16 Second flange 16a Second coupling surface 16c Positioning pin (locking piece)
18 Fastening ring 19 Bolt (fastening member)
24 Fitting convex part 25 Fitting concave part

Claims (1)

第1排気通路部材(11)の出口開口部(13a)を取り囲むように設けられた環状の第1フランジ(14)の第1結合面(14a)と、第2排気通路部材(12)の入口開口部(15a)を取り囲むように設けられた環状の第2フランジ(16)の第2結合面(16a)とが相互に当接し、前記第1フランジ(14)および前記第2フランジ(16)の外周に嵌合する締結リング(18)の周方向一カ所に形成された分割部を締結部材(19)で締結することで、前記第1フランジ(14)および前記第2フランジ(16)を周方向および軸方向に圧縮して前記第1排気通路部材(11)および前記第2排気通路部材(12)を一体に結合するフランジの結合構造であって、
前記第1結合面(14a)および前記第2結合面(16a)の一方に設けた係止片(16c)が他方に設けた係止孔(14c)に係止するとともに、前記係止片(16c)および前記係止孔(14c)に対して位相が略180゜ずれた位置で、前記第1フランジ(14)および前記第2フランジ(16)の一方は嵌合凸部(24)を有する一方、他方は前記嵌合凸部(24)が嵌合する嵌合凹部(25)を有し、
前記嵌合凸部(24)および前記嵌合凹部(25)は、前記第1結合面(14a)および前記第2結合面(16a)の径方向において外縁部よりも内側に設けられ、前記嵌合凸部(24)と前記嵌合凹部(25)とは互いに面接触し、
前記第1フランジ(14)と前記第2フランジ(16)とでは、前記第1フランジ(14)の方が熱膨張率が大きい材料で構成され、前記嵌合凸部(24)は前記第1フランジ(14)に設けられることを特徴とするフランジの締結構造。
A first coupling surface (14a) of an annular first flange (14) provided so as to surround the outlet opening (13a) of the first exhaust passage member (11), and an inlet of the second exhaust passage member (12). The second coupling surface (16a) of the annular second flange (16) provided so as to surround the opening (15a) abuts each other, and the first flange (14) and the second flange (16). The first flange (14) and the second flange (16) can be formed by fastening a divided portion formed at one position in the circumferential direction of the fastening ring (18) fitted to the outer periphery of the first flange (14) and the second flange (16). A flange coupling structure for circumferentially and axially compressing to integrally couple the first exhaust passage member (11) and the second exhaust passage member (12),
The locking piece (16c) provided on one of the first coupling surface (14a) and the second coupling surface (16a) is locked in the locking hole (14c) provided on the other side, and the locking piece ( 16c) and the locking hole (14c) at a position shifted in phase by about 180 °, one of the first flange (14) and the second flange (16) has a fitting protrusion (24). to one and the other have a fitting recess (25) in which the fitting projection (24) is fitted,
The fitting protrusion (24) and the fitting recess (25) are provided inside the outer edge portion in the radial direction of the first coupling surface (14a) and the second coupling surface (16a), and The fitting convex portion (24) and the fitting concave portion (25) are in surface contact with each other,
In the first flange (14) and the second flange (16), the first flange (14) is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion, and the fitting convex portion (24) has the first protrusion (24). fastening structure of the flange, characterized in Rukoto provided in the flange (14).
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