JPH0435665Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ａ 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案に係るフランジを用いた自動車用排気
管の接続部は、自動車用エンジンの排気系を構成
し、内側に高温の流体を流通させる排気管同士の
接続部に適用して、この接続部を構成する部品の
耐久性を向上させる事でシール性の向上を図るも
のである。

（従来の技術） 自動車用エンジンから排出される排気は、排気
管を通じて大気中に排出されるが、この排気管の
途中には、排気中に含まれる一酸化炭素、窒素酸
化物等の有害物質を無害化処理する為の触媒コン
バータ、排気中の騒音エネルギを減衰させる為の
消音器等が設けられる。

この様に排気管の途中に触媒コンバータや消音
器等を設けたエンジンの排気系に於いては、排気
管の端部と、触媒コンバータや消音器の前後両端
部に付設した入口排気管や出口排気管の端部とを
気密に接続する必要が生じる。

この為従来から、比較的長い排気管と、触媒コ
ンバータ等に付設した接続用の短い排気管との接
続部を、第４図に示す様に構成する事が行われて
いる（例えば実開昭55−36953号公報参照）。

即ち、互いに接続すべき第一、第二の両排気管
１，２の内の第一の排気管１の端部外周面に第一
のフランジ３を固定すると共に、第二の排気管２
の端部外周面に第二のフランジ４を固定してい
る。第一のフランジ３の第二のフランジ４と対向
する面に、第５図に示す様に形成した閉鎖環状の
溝５には、例えば第６図に示した様なシール材６
を、一部がこの溝５から突出する状態で内嵌して
おり、この状態で第一、第二の両フランジ３，４
を互いに整合させ、第一のフランジ３に穿設した
小円孔７と第二のフランジ４に穿設した小円孔８
とに挿通したボルト（図示省略）にナツト（図示
省略）を螺合させ更に緊締する事により、第一、
第二の両フランジを接合して、第一、第二の両排
気管１，２を気密を保持した状態で互いに接合し
ている。

上記シール材６は、例えば膨張黒鉛粒子等の耐
熱性を有する粉粒体９を、ステンレス鋼等の耐熱
性を有する金属薄板１０により巻回して、上記溝
５に内嵌自在な形状と大きさとを有する閉鎖環状
としたものを使用する。

この様なシール材６を第一のフランジ３の溝５
に内嵌した状態で、ボルトとナツトとを螺合し、
更に緊締した場合、シール材６は第一、第二の両
フランジ３，４の間で弾性的に圧縮されて溝５内
に押し込まれ、第一、第二の両フランジ３，４の
互いに対向する面同士が、第４図に示す様に殆ど
密着した状態となる。

この様な状態に於いて第一、第二の両排気管
１，２の間の気密は、溝５の開口部に露出したシ
ール材６の一部が、第二のフランジ４に強く押し
付けられる事で保持される。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上述の様に構成される従来のフラン
ジを用いた自動車用排気管の接続部に於いては、
次に述べる様な不都合を生じる。

即ち、互いに接続される第一、第二の両排気管
１，２の内側には高温の排気が流通するが、この
様に排気管１，２の内側を流通する排気の熱は、
排気管１，２の壁面を通じて第一、第二の両フラ
ンジ３，４に伝わり、両フランジ３，４の温度を
上昇させてしまう。

この様に両フランジ３，４の温度が上昇した場
合、両フランジ３，４に挟持されたシール材６
や、両フランジ３，４を接合しているボルト及び
ナツトの温度も上昇してしまう。

シール材６の過度の温度上昇はこのシール材６
の耐久性劣化を招くだけでなく、ボルトの温度が
過度に上昇した場合にはこのボルトに熱へたりが
生じて、ボルトにより接合された第一、第二の両
フランジ３，４によるシール材６の押圧力の不足
を招来し、第一、第二の両排気管１，２の間の気
密保持が不完全となつてしまう。

特に近年、触媒コンバータでの有害成分の燃
焼、エンジンの出力向上を目的とした過給器（タ
ーボチヤージヤ、スーパーチヤージヤ等）の採用
等により、排気管内を流れる排気の温度が高くな
る傾向がある為、排気の熱による自動車用排気管
の接続部のシール性悪化が重要な問題となつてい
る。

本考案のフランジを用いた自動車用排気管の接
続部は、排気管内を流れる流体の温度に拘らず、
フランジの温度が過度に上昇しない様に構成する
事で、上述の様な不都合の解消を図るものであ
る。

ｂ 考案の構成 （問題を解決するための手段） 本考案のフランジを用いた自動車用排気管の接
続部は、前述した従来の自動車用排気管の接続部
と同様に、互いに接続すべき第一、第二の両排気
管の端部外周面にそれぞれ固定した金属厚板製の
第一、第二の両フランジにそれぞれ穿設した小円
孔同士を整合させ、この小円孔に挿通したボルト
とナツトとを螺合し更に緊締する事で、上記両フ
ランジの間に挟持した環状のシール材を押圧し、
前記第一、第二の両排気管を気密に接合する様に
構成している。

更に、本考案のフランジを用いた自動車用排気
管の接続部に於いては、上記第一、第二の両フラ
ンジの互いに対向する面の内の少なくとも一方の
面に、フランジの外周縁に達し、上記第一、第二
の両フランジを冷却するのに十分な量の外気を内
側に流通自在な断面積を有する凹部を形成してい
る。

（作用） 上述の様に構成される本考案のフランジを用い
た自動車用排気管の接続部に於いては、互いに接
続される第一、第二の両排気管の間の気密は、第
一のフランジの溝に内嵌され、ボルトとナツトと
の螺合、緊締に伴なつて第一、第二の両フランジ
の間で強く挟持されるシール材により保持され
る。

上述の様にシール材を挟持した、第一、第二の
両フランジの間には、このフランジの外周縁に達
する凹部が存在し、この凹部の内側に、上記第
一、第二の両フランジを冷却するのに十分な量の
低温の外気が流通する為、上記両フランジは、互
いに対向しない反対面からだけでなく、互いに対
向する面部分からも放熱する。

この為、両フランジから外気への放熱量が増大
し、両フランジの温度を十分に低下させて、シー
ル材の耐久性向上、ボルトのへたり防止を図る事
が出来る。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ本考案を更に
詳しく説明する。

第１図は本考案の第一実施例を示すフランジの
斜視図である。

この第１図に示されたフランジ３は、第一の排
気管１（第４図参照）の端部を密に内嵌する為の
円孔１１を中央部に、ボルトを挿通する為の小円
孔７，７を両端部に、それぞれ穿設しており、一
側面の上記円孔１１の周囲部分には、シール材６
（第４、６図）を内嵌する為の閉鎖環状の溝５を
形成している。

上記構成は、前述した従来の、フランジを用い
た自動車用排気管の接続部に使用する第一のフラ
ンジ３と同じであるが、本考案の自動車用排気管
の接続部に使用するフランジ３の場合、上記溝５
を形成した面と同じ面に、それぞれが十分な幅寸
法を有する、複数（図示の例では４個）の凹部１
２，１２を形成している。

上記複数の凹部１２，１２は放射状に配列され
ており、各凹部１２，１２の内端部はシール材を
嵌装する為の溝５に、外端部はフランジ３の外周
縁に、それぞれ通じている。

上述の様に構成される複数の凹部１２，１２を
有する第一のフランジ３は、従来の自動車用排気
管の接続部を構成する第一のフランジ３の場合と
同様、第一の排気管１の端部外周面に外嵌すると
共に、この排気管１に対して溶接固定し、同様に
して第二の排気管２の端部に固定した第二のフラ
ンジ４（第４図）と突き合わせる。

第一のフランジ３の溝５には、従来の場合と同
様のシール材６を嵌装して、このシール材６を第
一、第二の両フランジ３，４の間で挟持し、両フ
ランジ３，４の小円孔７，８に挿通したボルトと
ナツトとを螺合し更に緊締する事により、このシ
ール材６を強く押圧する。

この様にボルトとナツトとを螺合し更に緊締し
た場合、両フランジ３，４の互いに対向する面は
殆ど密に当接した状態となるが、第一のフランジ
３の第二のフランジ４と対向する面に形成した凹
部１２，１２はそのまま残り、両フランジ３，４
の間に、十分な量の外気が流通する空間を形成す
る。

この空間には低温の外気が進入し、この低温の
外気が、第一、第二の両排気管１，２内を流通す
る排気等の高温流体の熱により昇温した第一、第
二の両フランジ３，４の熱を奪つてから、周囲に
放散され、代わりにこの空間内に新たに低温の外
気が進入する事が、繰り返し行なわれる。この
為、上記第一、第二の両フランジ３，４は、互い
に対向しない反対面（第４図に於いて、第一のフ
ランジ３の右側面、第二のフランジ４の左側面。）
からだけでなく、互いに対向する面部分からも放
熱される。

この様に第一、第二の両フランジ３，４の放熱
面積が増大する結果、両フランジ３，４から外気
への放熱量が増大し、両フランジ３，４の温度を
低下させる事が出来る。

本考案者が、第１図に示す様な形状で鋳鉄製の
フランジ３を用いて行なつたベンチテスト（試験
台上に固定したエンジンを用いて実際の場合と同
じ条件で行なう試験）の結果、凹部１２，１２を
全く設けない、第５図に示す様なフランジ３を用
いた場合には、このフランジ３の温度が最大470
℃に迄上昇したのに対し、第１図に示した様なフ
ランジ３を用いた場合には、このフランジ３の温
度は最大でも390℃に迄しか上昇せず、凹部１２，
１２を設ける事によりフランジ３の温度が80℃も
低下する事を確認出来た。同時に、溝５内のシー
ル材の温度も最大で40℃低下する事を確認出来
た。

又、この様にフランジの温度上昇を低く抑えら
れる結果、ベンチテスト終了後のフランジ３の歪
も、第５図に示した様な、凹部を設けないフラン
ジ３の場合185μmに達したのに対し、第１図に示
した様な凹部１２，１２を設けたフランジ３の場
合140μmにしかならなかつた。

更に、第１図に示した様な、凹部１２，１２を
設けたフランジ３の場合、試験前後に於けるシー
ル性が凹部を設けないフランジの場合に比べて優
れているだけでなく、フランジを締め付けるボル
トとナツトとの締め付けトルクのロスも少ない事
が確認出来た。

上述のベンチテストは、第１図に示した様な、
放射状に配列された複数の凹部１２，１２を形成
したフランジ３に就いて行なつたが、本考案の自
動車用排気管の接続部を構成するフランジ３に形
成する凹部１２は、この様な放射状に配列された
ものに限定されず、他の種々の形状のものを採用
する事が出来る。

例えば第２図に示した第二実施例に於いては、
フランジ３の側面に互いに平行な２個の凹部１
２，１２を形成し、各凹部１２，１２の一部をシ
ール材６を嵌装する為の溝５に重畳させててい
る。

更に第３図に示した第三実施例に於いては、フ
ランジ３の側面に形成したシール材嵌装用の溝５
を囲む状態で、閉鎖環状の凹部１２を形成してい
る。

何れの形状の凹部１２の場合も、凹部１２の一
部はフランジ３の外周縁に、十分な幅寸法を持つ
て開口し、この凹部１２の内側に十分な量の外気
が進入出来る様にしている。

上述の様な種々の形状を有する凹部１２は、第
一、第二の両フランジ３，４の少なくとも一方に
形成すれば良いが、両方に形成しても良い事は勿
論である。

尚、凹部１２の深さは、フランジ３の厚さや材
質に応じて適当に定めるが、通常使用されている
鋳鉄製で厚さ10〜12mm程度のフランジの場合、
0.5〜1.5mm程度が適当である。

ｃ 考案の効果 本考案のフランジを用いた自動車用排気管の接
続部は、以上に述べた通り構成される為、内部に
高温の流体を通す排気管同士を接続した場合に、
フランジの温度上昇を小さく抑える事が可能とな
り、フランジの温度上昇に伴なうシール材の劣化
やボルトのへたり等、自動車用排気管の接続部の
シール性悪化につながる現象を抑える事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案のフランジを用いた自動車
用排気管の接続部に組み込むフランジの第一〜三
実施例を示すそれぞれ斜視図、第４図は従来のフ
ランジを用いた自動車用排気管の接続部の断面
図、第５図は従来の自動車用排気管の接続部に組
み込まれているフランジの斜視図、第６図はシー
ル材の１例を示す部分拡大断面図である。 １……第一の排気管、２……第二の排気管、３
……第一のフランジ、４……第二のフランジ、５
……溝、６……シール材、７，８……小円孔、９
……粉粒体、１０……金属薄板、１１……円孔、
１２……凹部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互いに接続すべき第一、第二の両排気管の端部
   外周面にそれぞれ固定した金属厚板製の第一、第
   二の両フランジにそれぞれ穿設した小円孔同士を
   整合させ、この小円孔に挿通したボルトとナツト
   とを螺合し更に緊締する事で上記両フランジの間
   に挟持した環状のシール材を押圧し、前記第一、
   第二の両排気管を気密に接合するフランジを用い
   た自動車用排気管の接続部に於いて、上記第一、
   第二の両フランジの互いに対向する面の内の少な
   くとも一方の面に、フランジの外周縁に達し、上
   記第一、第二の両フランジを冷却するのに十分な
   量の外気を内側に流通自在な断面積を有する凹部
   を形成した事を特徴とするフランジを用いた自動
   車用排気管の接続部。