JP6756627B2 - フランジの締結構造 - Google Patents

Description

本開示は、フランジの締結構造に関する。

車両の内燃機関から排出される排気ガス流路において、配管部品同士の連結に例えば特許文献１に記載される締結具（つまり、クランプ器具）が使用される。この締結具は、環状に構成されており、横断面がＵ字形又はＶ字形の溝を内側に有する。この溝内に連結する配管の１対のフランジを突き合わせて配置し、締結具のボルト及びナットを締め付けることで、１対のフランジが中心軸方向に共締めされる。

フランジは通常、中心軸方向に複数のボルトを挿通させて締結するが、車両内には作業スペースが限られこのような締結が困難な箇所が存在する。このような箇所において、上述の締結具はフランジの締結手段として好適に使用される。

特開２０１４−２５５０３号公報

上述の締結具は、突き合わせた状態の１対のフランジに被せるように取り付け、ボルト及びナットを締め付ける必要がある。そのため、締め付けが完了するまでフランジ同士の位置がずれないように１対のフランジの位置関係を保持する必要がある。

しかし、配管部品が例えば触媒コンバータのように重量の大きいものである場合、その重量によりフランジがずれないように配管部品を支えながら作業をするのには困難が伴う。そのため、このような配管部品のフランジの締結には配管部品を支持する組付け治具が必要となる。この組付け治具を用いる代わりに、配管部品をステー等で車体等に予め仮固定してからフランジの締結を行ってもよいが、この場合には締結後に仮固定を解除して再度固定を行う必要が生じ、作業工数が大きくなる。

本開示の一局面は、配管部品の重量が大きくても特別な治具を必要とせず、かつ作業工数を低減できるフランジの締結構造を提供することを目的としている。

本開示の一態様は、車両内に設置された排気ガス流路におけるフランジの締結構造である。フランジの締結構造は、第１配管部品と、第２配管部品と、締結具とを備える。第１配管部品は、第１フランジを有する。第２配管部品は、第１フランジと突き合わされる第２フランジを有する。締結具は、突き合わせた第１フランジ及び第２フランジをこれらの半径方向から挟持することで、第１フランジ及び第２フランジをこれらの中心軸方向に共締めする。第１フランジは、第２フランジとの突き合わせ方向に突出する係止部を有する。第２フランジは、第１フランジとの突き合わせ状態で係止部が係止可能な受容部を有する。係止部は、第１フランジの重心よりも鉛直方向上側の領域に配置される。係止部の受容部への係止により、第１フランジの鉛直方向下方への移動及び第２フランジから離間する移動が規制される。

このような構成によれば、第２フランジの受容部に第１フランジの係止部を係止することで、第１フランジの鉛直方向下方への移動が規制されるため、第１フランジを含む配管部品を支持する必要がなくなる。つまり、配管部品を係止部以外で支持しなくとも、第１フランジと第２フランジとを突き合わせた上で、締結具で締結することができる。また、受容部への係止部の係止により、第１フランジが第２フランジから離間する移動も規制されるため、締結具による締結作業を比較的容易に行うことができる。これらの結果、フランジの締結における作業工数を低減できる。なお、「鉛直方向」とは、フランジの締結構造が車両に搭載された状態における鉛直方向を意味する。

本開示の一態様では、受容部は、第２フランジの外周面に、第２フランジの周方向に沿って形成された溝であってもよい。また、係止部は、溝に鉛直方向上方から係止可能なフックであってもよい。このような構成によれば、第１フランジと第２フランジとの突き合わせ後において第１フランジの移動をより確実に抑えることができる。その結果、作業工数の低減を促進できる。

本開示の一態様では、受容部は、第２フランジの一部を半径方向に切欠いた切欠き部であってもよい。また、係止部は、切欠き部に鉛直方向上方から挿入可能かつ、第１フランジの中心軸方向での切欠き部からの引き抜きが制限される舌片状板であってもよい。このような構成によれば、板材のプレスによって第１フランジを形成することができるので、製造コストを低減することができる。

本開示の一態様では、第１フランジは、第１フランジの重心よりも鉛直方向下側の領域に配置されると共に、第２フランジとの突き合わせ方向に突出する補助係止板をさらに有してもよい。また、第２フランジは、第１フランジとの突き合わせ状態で補助係止板が係止可能な補助受容部をさらに有してもよい。このような構成によれば、第１フランジと第２フランジとの突き合わせ後において第１フランジの回転を含めた移動をより確実に規制できる。その結果、作業工数の低減を促進できる。

図１は、実施形態におけるフランジの締結構造を用いた排気ガス流路の模式的な説明図である。 図２Ａは、実施形態におけるフランジの締結構造の模式的な正面図であり、図２Ｂは、図２Ａのフランジの締結構造の模式的な平面図であり、図２Ｃは、図２ＡのＩＩＣ−ＩＩＣ線での端面を示す模式的な断面図であり、図２Ｄは、図２ＢのＩＩＤ−ＩＩＤ線での端面を示す模式的な断面図であり、図２Ｅは、図２ＢのＩＩＥ−ＩＩＥ線での端面を示す模式的な断面図である。 図３Ａは、図２Ａのフランジの締結構造における突き合わせた状態の第１フランジ及び第２フランジの模式的な平面図であり、図３Ｂは、図３Ａの第１フランジ及び第２フランジの模式的な底面図であり、図３Ｃは、図２Ａのフランジの締結構造における第１フランジの模式的な斜視図であり、図３Ｄは、図３Ｃの第１フランジの模式的な平面図であり、図３Ｅは、図２Ａのフランジの締結構造における第２フランジの模式的な斜視図であり、図３Ｆは、図３Ｅの第２フランジの模式的な平面図である。 図４Ａは、図２Ａとは異なる実施形態における図３Ａに対応する第１フランジ及び第２フランジの模式的な正面図であり、図４Ｂは、図４Ａの第１フランジ及び第２フランジの模式的な平面図であり、図４Ｃは、図４ＢのＩＶＣ−ＩＶＣ線での端面を示す模式的な断面図であり、図４Ｄは、図４Ａの第１フランジの模式的な正面図であり、図４Ｅは、図４Ｄの第１フランジの模式的な左側面図であり、図４Ｆは、図４Ａの第２フランジの模式的な正面図であり、図４Ｇは、図４Ｆの第２フランジの模式的な右側面図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１及び図２Ａ，２Ｂに示すフランジの締結構造１は、車両内に設置された、内燃機関から排出される排気ガスの流路に用いられる。具体的には、図１に示すように、フランジの締結構造１は、自動車に装備されるターボチャージャ２の排気ガスの排出口（つまり排気管）と、ターボチャージャ２の下流側に設置される触媒コンバータ３とを接続する。

フランジの締結構造１は、図２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに示すように、第１フランジ１１Ｂを有する第１配管部品１１と、第２フランジ１２Ｂを有する第２配管部品１２と、第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂをこれらの中心軸方向（図中Ｘ軸方向）に共締めする締結具１３とを備える。

本実施形態では、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ方向は、鉛直方向（図中Ｚ軸方向）に対し傾斜している。具体的には、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ方向は、水平方向（図中Ｘ軸方向）であり、鉛直方向に対し９０°傾斜している。ただし、フランジの締結構造１において、上記突き合わせ方向と鉛直方向との角度は９０°に限定されず、必ずしも鉛直方向に対し傾斜していなくてもよい。なお、ターボチャージャ２と触媒コンバータ３との取り口においては、第１フランジ１１Ｂの突き合わせ面が上方を向くことが多く、上記突き合わせ方向の鉛直方向に対する傾斜角は、一般に８０°以上９０°以下である。

＜第１配管部品＞
第１配管部品１１は、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに示すように、第１管状部１１Ａと、第１管状部１１Ａの先端に連結された第１フランジ１１Ｂとを有する。第１配管部品１１は、金属製である。この金属としては、鉄、鋼等の他、アルミニウム等の軽金属が例示される。第１配管部品１１は、触媒コンバータ３に該当し、第１管状部１１Ａは、触媒コンバータ３の一部を構成する管体である。

第１フランジ１１Ｂは、第１管状部１１Ａよりも外径が大きくされた部分であり、第２配管部品１２の第２フランジ１２Ｂと突き合わされ、共締めされる継手である。第１フランジ１１Ｂの外形は真円状である。

本実施形態では、第１フランジ１１Ｂは、第１管状部１１Ａの端部を先端側（図中左側）に向かって拡径することにより形成されている。つまり、第１フランジ１１Ｂは、テーパを有する筒体であり、第１管状部１１Ａと一体に形成されている。なお、本明細書における「テーパ」とは、軸方向に縮径していることを意味し、中央断面における外縁が曲線であるものも含む概念である。

第１フランジ１１Ｂは、第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ方向に突出する係止部１１Ｃを有する。さらに、第１フランジ１１Ｂは、第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ方向に突出する補助係止板１１Ｄを有する。

（係止部）
係止部１１Ｃは、図３Ｃに示すように、第１フランジ１１Ｂの重心よりも鉛直方向（図中Ｚ軸方向）上側の領域に配置されている。より具体的には、係止部１１Ｃは、第１フランジ１１Ｂの外周面において、第１フランジ１１Ｂの中心軸を含む鉛直面と交差する位置、つまり、第１フランジ１１Ｂの外周面の鉛直方向における最上点を含む外周面上に配置されている。

なお、係止部１１Ｃは、第１フランジ１１Ｂの中心軸と第１配管部品１１の重心（つまり、質量中心）を含む仮想平面へ投影したとき、第１フランジ１１Ｂの中心軸を含む仮想直線に対し第１配管部品１１の重心とは反対側の領域に配置されている。

フランジの締結構造１は、係止部１１Ｃが後述する第２フランジ１２Ｂの受容部１２Ｃに係止し、かつ締結具１３で締結する前の状態で、第１フランジ１１Ｂの鉛直方向下方への移動及び第２フランジ１２Ｂから離間する移動が規制されるように構成されている。なお、第１フランジ１１Ｂの第２フランジ１２Ｂから離間する移動とは、第１フランジ１１Ｂの突き合わせ面が第２フランジ１２Ｂの突き合わせ面から離間するような移動を意味し、この移動には係止部１１Ｃを支点としたＸ−Ｚ面内での搖動も含まれる。

本実施形態では、係止部１１Ｃは、第１フランジ１１Ｂの外周面から、突き合わせ方向に突出した舌片状板である。舌片状板１１Ｃの板面は、平坦面である。また、舌片状板１１Ｃは、鉛直方向上方から視て、突き合わせ方向に向かってＹ軸方向の幅が大きくなる扇状に形成されている。そのため、舌片状板１１Ｃは、後述する第２フランジ１２Ｂの切欠き部１２Ｃに係止した状態で、第１フランジ１１Ｂの中心軸方向での引き抜きが制限されるように構成されている。

舌片状板１１Ｃは、プレス加工により形成することができ、第１フランジ１１Ｂと一体に形成することができる。そのため、舌片状板１１Ｃの厚みは、一定であると共に第１フランジ１１Ｂの厚みと同じである。

（補助係止板）
補助係止板１１Ｄは、図３Ｃに示すように、第１フランジ１１Ｂの重心よりも鉛直方向下側の領域のうち、舌片状板１１Ｃと第１フランジ１１Ｂの重心を挟んで対向する外周面上に配置されている。より具体的には、補助係止板１１Ｄは、第１フランジ１１Ｂの外周面の鉛直方向における最下点を含む位置に配置されている。

なお、補助係止板１１Ｄは、第１フランジ１１Ｂの中心軸と第１配管部品１１の重心とを含む仮想平面へ投影したとき、第１フランジ１１Ｂの中心軸を含む仮想直線に対し第１配管部品１１の重心と同じ側、つまり、舌片状板１１Ｃとは反対側の領域に配置されている。

補助係止板１１ＤのＹ軸方向の幅は、一定とされている。補助係止板１１Ｄは、舌片状板１１Ｃと同様、プレス加工により第１フランジ１１Ｂと一体形成されており、その厚みは一定である。

補助係止板１１Ｄは、後述する第２フランジ１２Ｂの補助受容部１２Ｄに係止する。補助係止板１１Ｄは、補助受容部１２Ｄに係止した状態をロックするロック機構を有するとよい。このロック機構としては、例えば補助係止板１１Ｄの先端側を、第２フランジ１２Ｂの中心軸に漸近するように傾斜させた構成が挙げられる。この構成では、補助係止板１１Ｄの補助受容部１２Ｄへの挿入を容易にすべく、補助係止板１１Ｄの先端を中心軸から離間する方向に折り曲げるとよい。

また、ロック機構の別例として、補助受容部１２Ｄに第２フランジ１２Ｂの半径方向に突出する凸部を設けると共に、補助係止板１１Ｄの先端にこの凸部が係合する凹部又は貫通孔を設ける構成も挙げることができる。

＜第２配管部品＞
第２配管部品１２は、図３Ａ，３Ｂ，３Ｅ，３Ｆに示すように、第２管状部１２Ａと、第２管状部１２Ａの先端に連結された第２フランジ１２Ｂとを有する。第２配管部品１２は、第１配管部品１１と同様、金属製である。第２配管部品１２は、ターボチャージャ２の排気管に該当し、第２管状部１２Ａは、ターボチャージャ２の排気管を構成する管体である。

第２フランジ１２Ｂは、第２管状部１２Ａよりも外径が大きくされた部分であり、第１配管部品１１の第１フランジ１１Ｂと突き合わされ、共締めされる。図２Ｃに示すように、第２フランジ１２Ｂの第１フランジ１１Ｂとは反対側（図中左側）の面は、締結具１３による中心軸方向への共締めを実現するために、第１フランジ１１Ｂに向かって拡径するテーパ面とされている。また、第２フランジ１２Ｂの外形は第１フランジ１１Ｂと同形であり、真円状である。

本実施形態では、第２フランジ１２Ｂは、中心軸方向に一定の厚みを有し、その厚みは第１フランジ１１Ｂの厚みよりも大きい。第２フランジ１２Ｂの第１フランジ１１Ｂとの突き合わせ面は、先端に向かって縮径するテーパ面とされている。

第２フランジ１２Ｂは、第１フランジ１１Ｂとの突き合わせ状態で舌片状板１１Ｃが係止可能な受容部１２Ｃと、第１フランジ１１Ｂとの突き合わせ状態で補助係止板１１Ｄが係止可能な補助受容部１２Ｄとを有する。

ここで、第２フランジ１２Ｂの受容部１２Ｃ及び補助受容部１２Ｄ以外の部分について説明する。この部分では、図２Ｃに示すように、第１フランジ１１Ｂのテーパ状の突き合わせ面に、第２フランジ１２Ｂの突き合わせ側の面（つまり内側の面）が沿うように当接する。第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂは、このように当接した状態で、締結具１３の環状部１３ＡによってＸ軸と平行な方向に共締めされる。

（受容部）
受容部１２Ｃは、図３Ｅに示すように、第２フランジ１２Ｂの重心よりも鉛直方向（図中Ｚ軸方向）上側の領域に配置されている。より具体的には、受容部１２Ｃは、第２フランジ１２Ｂの外周面の鉛直方向における最上点を含む位置に配置されている。

本実施形態では、受容部１２Ｃは、第２フランジ１２Ｂの一部を半径方向に切欠いた切欠き部である。切欠き部１２Ｃは、鉛直方向上方から視て、突き合わせ方向と反対側に向かってＹ軸方向の幅が大きくなる扇状であり、図３Ｆに示すように、舌片状板１１Ｃが鉛直方向上方から挿入可能な溝状に形成されている。これにより、舌片状板１１Ｃは、第２フランジ１２Ｂの中心軸方向での切欠き部１２Ｃからの引き抜きが不可能とされる。そのため、舌片状板１１Ｃの切欠き部１２Ｃへの係止により、第１フランジ１１Ｂの鉛直方向下方への移動及び第２フランジ１２Ｂから離間する移動が規制される。

また、切欠き部１２Ｃにおける第２フランジ１２Ｂの先端側（図中右側）でのＹ軸方向の幅は、舌片状板１１Ｃの根元におけるＹ軸方向の幅と概ね同じである。そのため、舌片状板１１Ｃの切欠き部１２Ｃへの係止により、第１フランジ１１ＢのＹ軸方向の移動も規制される。

（補助受容部）
補助受容部１２Ｄは、図３Ｅに示すように、受容部１２Ｃと第２フランジ１２Ｂの重心を挟んで対向する位置に配置されている。より具体的には、補助受容部１２Ｄは、第２フランジ１２Ｂの外周面の鉛直方向における最下点を含む位置に配置されている。

補助受容部１２Ｄは、第２フランジ１２Ｂの一部を半径方向に切欠いた部分である。補助受容部１２Ｄは、Ｙ軸方向の幅が一定であり、補助係止板１１ＤがＸ軸方向から挿入可能な溝状に形成されている。

＜締結具＞
締結具１３は、突き合わせた第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂをこれらの半径方向から挟持することで、第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂをこれらの中心軸方向に共締めする。締結具１３としては、Ｖクランプとも呼称される公知のものが使用できる。具体的には、締結具１３は、環状部１３Ａと、１対の耳部１３Ｂと、ボルト１３Ｃと、ナット１３Ｄとを有する。

環状部１３Ａは、Ｃ字状の開放環であり、１対の開放端に耳部１３Ｂが１つずつ配置されている。環状部１３Ａは、周方向に沿って内面にＵ字状又はＶ字状の溝が形成され、この溝に第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂの半径方向の端部が挿入される。

１対の耳部１３Ｂは、それぞれボルト１３Ｃを挿通する貫通孔を有し、互いに対向するように配置される。１対の耳部１３Ｂにボルト１３Ｃを挿通し、ナット１３Ｄと螺合させることで、環状部１３Ａの１対の開放端が連結される。また、ボルト１３Ｃの締め付け力を変えることで、環状部１３Ａによる中心軸方向への締め付け力が調整できる。

締結具１３は、図２Ｃに示すように、突き合わせた第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂの外周面を環状部１３Ａで被覆するよう配置される。ボルト１３Ｃの締め付けにより生じる半径方向の締め付け力は、第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂのテーパ面により中心軸方向の締め付け力に変換される。

＜その他の部材＞
第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの間には、ガスケット等のシール部材が配置される。このシール部材は、第１フランジ１１Ｂ及び／又は第２フランジ１２Ｂの突き合わせ面に形成した溝に配置される。

［１−２．フランジの締結方法］
以下、フランジの締結構造１を用いたフランジの締結方法について説明する。
当該締結方法は、第１フランジ１１Ｂを第２フランジ１２Ｂと突き合わせる工程と、突き合わせた第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂを締結具１３により締結する工程と、を備える。

（突き合わせ工程）
本工程では、まず第１フランジ１１Ｂの舌片状板１１Ｃを、第２フランジ１２Ｂの切欠き部１２Ｃに鉛直方向上方から挿入することで係止する。次に、第１フランジ１１Ｂの補助係止板１１Ｄを第２フランジ１２Ｂの補助受容部１２Ｄに挿入し、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとを突き合わせる。

このとき、舌片状板１１Ｃの係止により、第１フランジ１１Ｂの鉛直方向下方への移動及び第２フランジ１２Ｂから離間する移動が規制される。同時に、補助係止板１１Ｄの係止により、第１フランジ１１Ｂの中心軸周りの回転が規制される。そのため、第１配管部品１１、つまり触媒コンバータ３を治具等により支持せずとも、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ状態が維持できる。

（締結工程）
本工程では、突き合わせた状態の第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂに締結具１３を半径方向外側から被覆し、ボルト１３Ｃを締め付けることで、第１フランジ１１Ｂ及び第２フランジ１２Ｂを中心軸方向に共締めする。

なお、フランジ同士の締結後、触媒コンバータ３は、ステー３１により車体等に固定される。また、触媒コンバータ３の下流側、つまりターボチャージャ２とは反対側の端部には、排気管４がフランジ３２，４１を介して接続される。

［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）締結具１３で締結する前の突き合わせ段階において、第２フランジ１２Ｂの切欠き部１２Ｃに第１フランジ１１Ｂの舌片状板１１Ｃを係止することで、第１フランジ１１Ｂの鉛直方向下方への移動が規制されるため、第１フランジ１１Ｂを含む第１配管部品１１を支持する必要がなくなる。そのため、第１配管部品１１を治具で支持したり、ステー３１を仮固定したりしなくとも、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとを突き合わせた上で、締結具１３で締結することができる。

また、締結具１３で締結する前の突き合わせ段階において、切欠き部１２Ｃへの舌片状板１１Ｃの係止により、第１フランジ１１Ｂの第２フランジ１２Ｂから離間する移動が規制されるため、締結具１３による締結作業を比較的容易に行うことができる。

（１ｂ）舌片状板１１Ｃが第１フランジ１１Ｂの外周面上に配置されるので、舌片状板１１Ｃの係止を目視しながら行える。また、舌片状板１１Ｃを係止した状態では、触媒コンバータ３の重量により、第１フランジ１１Ｂの舌片状板１１Ｃよりも鉛直方向下側の領域が第２フランジ１２Ｂ側に押し付けられるので、締結作業性がより向上する。

（１ｃ）第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの位置決めを比較的正確に行うことができ、締結具１３による締結時にもこの位置関係が維持されるので、締結後のフランジ間のシール性が高まる。

（１ｄ）係止部として舌片状板１１Ｃを用いることで、板材のプレスによって舌片状板１１Ｃ及び第１フランジ１１Ｂを一体形成することができる。その結果、製造コストを低減することができる。

（１ｅ）補助係止板１１Ｄ及び補助受容部１２Ｄにより、第１フランジ１１Ｂと第２フランジ１２Ｂとの突き合わせ後において、第１フランジ１１Ｂの回転を含めた移動をより確実に規制できる。その結果、作業工数の低減を促進できる。

（１ｆ）触媒コンバータ３は、内部を流れる排気ガスの温度が下がらないよう、ターボチャージャ２の排気口に近づける必要があり、両者を接続するための作業スペースが限られる。このような条件において、締結具１３を用いたフランジの締結構造１は好適に使用できる。また、重量物である触媒コンバータ３の支持作業が不要となることで、大幅に作業労力が削減できる。

［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
第２実施形態のフランジの締結構造は、図２Ａのフランジの締結構造１の第１配管部品１１及び第２配管部品１２を図４Ａ，４Ｂ，４Ｃに示す第１配管部品１１１及び第２配管部品１１２に替えたものである。つまり、本実施形態のフランジの締結構造は、第１フランジ１１１Ｂを有する第１配管部品１１１と、第２フランジ１１２Ｂを有する第２配管部品１１２と、第１フランジ１１１Ｂ及び第２フランジ１１２Ｂをこれらの中心軸方向に共締めする締結具（図示省略）とを備える。この締結具は、図２Ａのフランジの締結構造１の締結具１３と同じものであるため、説明を省略する。

＜第１配管部品＞
第１配管部品１１１は、図４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅに示すように、第１管状部１１１Ａと、第１管状部１１１Ａの先端に連結された第１フランジ１１１Ｂとを有する。第１管状部１１１Ａは、図２Ａのフランジの締結構造１の第１管状部１１Ａと同様である。図４Ｃに示すように、第１フランジ１１１Ｂの第２フランジ１１２Ｂとは反対側（図中右側）の面は、締結具による中心軸方向への共締めを実現するために、第２フランジ１１２Ｂに向かって拡径するテーパ面とされている。

第１フランジ１１１Ｂは、第２フランジ１１２Ｂとの突き合わせ方向に突出する係止部１１１Ｃを有する。本実施形態では、第１フランジ１１１Ｂは、切削加工により形成されており、第１管状部１１１Ａの端部に連結されている。

（係止部）
係止部１１１Ｃは、図４Ｄ，４Ｅに示すように、第１フランジ１１１Ｂの重心よりも鉛直方向上側の領域、より具体的には第１フランジ１１１Ｂの外周面の鉛直方向における最上点を含む位置に配置されている。

本実施形態では、係止部１１１Ｃは、後述する第２フランジ１１２Ｂの溝１１２Ｃに鉛直方向上方から係止可能なフックである。フック１１１Ｃは、第１フランジ１１１Ｂの外周面から第２フランジ１１２Ｂとの突き合わせ方向に突出し、先端部が第２フランジ１１２Ｂの中心軸方向に向かって屈曲している。

図４Ｅに示すように、フック１１１Ｃは、第１フランジ１１１Ｂの周方向に沿って一定の幅で形成されている。フック１１１Ｃの第１フランジ１１１Ｂの周方向の両端面は、鉛直面に対し、下方に向かって互いに近接する向きに傾斜しており、より具体的には第１フランジ１１１Ｂの半径方向と平行に形成されている。

フック１１１Ｃは、上述の切削加工により、第１フランジ１１１Ｂと一体に形成されている。フック１１１Ｃの先端部の厚み（つまり、第１フランジ１１１Ｂの中心軸方向の幅）は一定である。

＜第２配管部品＞
第２配管部品１１２は、図４Ａ，４Ｂ，４Ｆ，４Ｇに示すように、第２管状部１１２Ａと、第２管状部１１２Ａの先端に連結された第２フランジ１１２Ｂとを有する。第２管状部１１２Ａは図２Ａのフランジの締結構造１の第２管状部１２Ａと同様である。

第２フランジ１１２Ｂは、第１フランジ１１１Ｂとの突き合わせ状態でフック１１１Ｃが係止可能な受容部１１２Ｃを有する。また、本実施形態では、第２フランジ１１２Ｂは、中心軸方向に一定の厚みを有する。

（受容部）
受容部１１２Ｃは、図４Ｆ，４Ｇに示すように、第２フランジ１１２Ｂの重心よりも鉛直方向上側の領域、より具体的には第２フランジ１１２Ｂの外周面の鉛直方向における最上点を含む位置に配置されている。

本実施形態では、受容部１１２Ｃは、第２フランジ１１２Ｂの外周面に、第２フランジ１１２Ｂの周方向に沿って形成された溝である。図４Ｃに示すように、溝１１２Ｃは、第１フランジ１１１Ｂ側（図中右側）の前壁と、第１フランジ１１１Ｂとは反対側（図中左側）の後壁とに挟まれた断面Ｕ字状の溝である。溝１１２Ｃには、フック１１１Ｃの先端部が挿入される。同時に、溝１１２Ｃの前壁は、フック１１１Ｃの先端部と、第１フランジ１１１Ｂの突き合わせ面との間に挿入される。これにより、第１フランジ１１１Ｂの鉛直方向下方への移動及び第２フランジ１１２Ｂから離間する移動が規制される。

なお、溝１１２Ｃの前壁の内面（つまり、フック１１１Ｃの先端部と当接する面）は、上側が第１フランジ１１１Ｂ側に傾斜している。つまり、溝１１２Ｃは、下側に向かってＸ軸方向の幅が狭くなるように形成されている。これにより、フック１１１Ｃが溝１１２Ｃに確実に係止されるようにしつつ、フック１１１Ｃを挿入し易くすることができる。

また、溝１１２Ｃの第２フランジ１１２Ｂの周方向の長さは、フック１１１Ｃの周方向の長さと概ね同じである。さらに、溝１１２Ｃの第２フランジ１１２Ｂの周方向の両端面は、フック１１１Ｃの周方向の両端面と平行に形成されている。そのため、フック１１１Ｃの溝１１２Ｃへの係止により、第１フランジ１１１ＢのＹ軸方向の移動及び回転も規制される。

［２−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）係止部としてフック１１１Ｃを用い、受容部として溝１１２Ｃを用いることで、第１フランジ１１１Ｂと第２フランジ１１２Ｂとの突き合わせ後における第１フランジ１１１Ｂの移動をより確実に抑えることができる。特に、フック１１１Ｃの引っ掛け構造により、第１フランジ１１１Ｂの中心軸方向の移動が抑えられる。その結果、作業工数の低減を促進できる。

（２ｂ）フック１１１Ｃ及び溝１１２Ｃにおいて、フランジの周方向の両端面が下方に向かって近接するように傾斜しているので、フック１１１Ｃの溝１１２Ｃへの挿入時にセンタリングが行える。その結果、第１フランジ１１１Ｂと第２フランジ１１２Ｂとの位置精度が高められる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（３ａ）上記第１実施形態のフランジの締結構造１において、上述した舌片状板１１Ｃの形状は一例である。舌片状板１１Ｃは、第１フランジ１１Ｂの中心軸方向での切欠き部１２Ｃからの引き抜きが制限されれば、扇状に限定されない。舌片状板１１Ｃは、例えば上面視でＴ字状であってもよい。また、例えば切欠き部１２Ｃの底面に凸部を設け、舌片状板１１Ｃにこの凸部に係合する凹部又は貫通孔を設けてもよい。

（３ｂ）上記第１実施形態のフランジの締結構造１において、補助係止板１１Ｄ及び補助受容部１２Ｄは必須の構成ではなく、省略が可能である。また、第２実施形態のフランジの締結構造において、第１フランジ１１１Ｂに補助係止板を設けると共に、第２フランジ１１２Ｂに補助受容部を設けてもよい。

（３ｃ）上記実施形態のフランジの締結構造において、係止部及び受容部は、第１フランジ及び第２フランジの重心よりも鉛直方向上側に配置されれば、必ずしも外周面の最上部に設けられる必要はない。また、１つの第１フランジ及び第２フランジに、それぞれ複数の係止部及び受容部を設けてもよい。

（３ｄ）上記第１実施形態及び第２実施形態で説明した係止部及び受容部は一例である。つまり、係止部は、受容部に係止した状態で、第１フランジの鉛直方向下方への移動及び第２フランジから離間する移動が規制できればよく、舌片状板１１Ｃ及びフック１１１Ｃ以外の形態も採用可能である。受容部についても同様に係止部の形状に合わせて適宜変更が可能である。

具体例を挙げると、係止部を第１フランジの半径方向に突出する舌片状板とすると共に、受容部をこの舌片状板を嵌入可能なスリットを有する形状としてもよい。この例では、舌片状板を受容部のスリットにスライドすることで、係止部が受容部に挟みこまれるように係止される。

（３ｅ）上記実施形態のフランジの締結構造の用途は、図１に示したターボチャージャ２及び触媒コンバータ３間の排気ガス流路に限定されるものではなく、これ以外の排気ガス流路における配管の連結箇所でも使用可能である。

（３ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…フランジの締結構造、２…ターボチャージャ、３…触媒コンバータ、４…排気管、
１１，１１１…第１配管部品、１１Ａ，１１１Ａ…第１管状部、
１１Ｂ，１１１Ｂ…第１フランジ、１１Ｃ…舌片状板（係止部）、
１１Ｄ…補助係止板、
１２，１１２…第２配管部品、１２Ａ，１１２Ａ…第２管状部、
１２Ｂ，１１２Ｂ…第２フランジ、１２Ｃ…切欠き部（受容部）、
１２Ｄ…補助受容部、
１３…締結具、１３Ａ…環状部、１３Ｂ…耳部、１３Ｃ…ボルト、１３Ｄ…ナット、
３１…ステー、３２…フランジ、４１…フランジ、
１１１Ｃ…フック（係止部）、１１２Ｃ…溝（受容部）。

Claims (6)

1. 車両内に設置された排気ガス流路におけるフランジの締結構造であって、
   第１フランジを有する第１配管部品と、
   前記第１フランジと突き合わされる第２フランジを有する第２配管部品と、
   突き合わせた前記第１フランジ及び前記第２フランジをこれらの半径方向から挟持することで、前記第１フランジ及び前記第２フランジをこれらの中心軸方向に共締めする締結具と、
   を備え、
   前記第１フランジは、前記第２フランジとの突き合わせ方向に突出する係止部を有し、
   前記第２フランジは、前記第１フランジとの突き合わせ状態で前記係止部が係止可能な受容部を有し、
   前記係止部は、前記第１フランジの重心よりも鉛直方向上側の領域に配置され、
   前記係止部の前記受容部への係止により、前記第１フランジの鉛直方向下方への移動及び前記第２フランジから離間する移動が規制され、
   前記受容部は、前記第２フランジの外周面に、前記第２フランジの周方向に沿って形成された溝であり、
   前記係止部は、前記溝に鉛直方向上方から係止可能なフックであり、
   前記溝は、前記第１フランジの中心軸方向において前記第１フランジと近接する前壁と、前記第１フランジとは反対側の後壁とを有する、フランジの締結構造。
2. 請求項１に記載のフランジの締結構造であって、
   前記フックの前記第１フランジの周方向における両端面は、前記第１フランジの中心軸を含む鉛直面に対し、下方に向かって近接するように傾斜する、フランジの締結構造。
3. 車両内に設置された排気ガス流路におけるフランジの締結構造であって、
   第１フランジを有する第１配管部品と、
   前記第１フランジと突き合わされる第２フランジを有する第２配管部品と、
   突き合わせた前記第１フランジ及び前記第２フランジをこれらの半径方向から挟持することで、前記第１フランジ及び前記第２フランジをこれらの中心軸方向に共締めする締結具と、
   を備え、
   前記第１フランジは、前記第２フランジとの突き合わせ方向に突出する係止部を有し、
   前記第２フランジは、前記第１フランジとの突き合わせ状態で前記係止部が係止可能な受容部を有し、
   前記係止部は、前記第１フランジの重心よりも鉛直方向上側の領域に配置され、
   前記係止部の前記受容部への係止により、前記第１フランジの鉛直方向下方への移動及び前記第２フランジから離間する移動が規制され、
   前記受容部は、前記第２フランジの一部を半径方向に切欠いた切欠き部であり、
   前記係止部は、前記切欠き部に鉛直方向上方から挿入可能かつ、前記第１フランジの中心軸方向での前記切欠き部からの引き抜きが制限されると共に、鉛直方向上方から視て、前記第２フランジとの突き合わせ方向に沿って前記第１フランジの周方向における幅が大きくなる扇状の舌片状板である、フランジの締結構造。
4. 請求項３に記載のフランジの締結構造であって、
   前記第１フランジは、前記第１フランジの重心よりも鉛直方向下側の領域に配置されると共に、前記第２フランジとの突き合わせ方向に突出する補助係止板をさらに有し、
   前記第２フランジは、前記第１フランジとの突き合わせ状態で前記補助係止板が係止可能な補助受容部をさらに有する、フランジの締結構造。
5. 請求項４に記載のフランジの締結構造であって、
   前記補助係止板の前記第１フランジの周方向における幅は一定である、フランジの締結構造。
6. 請求項４又は請求項５に記載のフランジの締結構造であって、
   前記補助係止板は、前記補助受容部に係止した状態をロックするロック機構を有する、フランジの締結構造。

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