JPH0569322U - 管の継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、溶接部がなく、組付性が良好で、
過締付による管の変形が可及的に防止できると共にガス
シール性が良好な管の継手構造を提供することを目的と
する。 【構成】 排気ガス上流に位置する第１管１ａと、同下
流に位置する第２管１ｂと、これら第１管１ａ，第２管
１ｂに内挿される挿入管２と、これら第１管１ａ，第２
管１ｂの連結部を覆って締め付けるクランプ３とからな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、気体搬送用管の継手構造に関し、内燃機関用とりわけ自動車用排気 管の継手構造に適したものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、内燃機関用とりわけ自動車用排気管の継手は、図７に示すように、二つ の管ａ，ｂの管端に溶接された厚肉フランジｃ，ｄ同士をガスケットｅを介して ボルト，ナットで締結したもの（実開平３−１１０１２４号公報参照）、図８に 示すように、挿入嵌合した二つの管ａ，ｂの嵌合部の回りを丸棒のＵ字クランプ ｆで締め付けたもの（実開昭５７−２３４８５号公報参照）が用いられていた。

【０００３】 このような従来の継手構造は、管の肉厚が１．０〜２．０ｍｍである場合はそ れほど問題はなかった。 ところが、近年燃費規制に基づく低燃費化が叫ばれ、それに伴う車の軽量化が 推進されてくると、排気管も薄肉材が用いられるようになってきた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような薄肉の排気管に上述したような継手構造をそのまま 適用すると以下に示す種々の問題が生ずることが判明した。

【０００５】 図７の継手構造では、排気管ａ，ｂの肉厚が薄いため、肉厚のフランジｃ，ｄ を溶接する際、排気管ａ，ｂが溶断しやすいという問題があり、また、たとえ溶 接できても溶接部に内部応力が残存し、走行時に亀裂が発生しやすいという問題 がある。

【０００６】 一方、図８の継手構造では、排気管ａ，ｂが薄い肉厚故に、Ｕ字クランプｆの 締付調整が難しく、過締付によるつぶれ変形やそれに伴うガスシール性の低下や 、逆に、締付不足による管脱落やガスシール不足が問題となる。

【０００７】 また、この図８の継手構造に類似し、クランプのみが締付面積が大きい帯状ク ランプになっている継手構造が、実開平３−１７１２８号公報に開示されている が、このものにあっても、締付面積が大きいだけ上述した丸棒のＵ字クランプよ りは改善されているが、依然同様な問題を包含している。

【０００８】 上述したように、薄肉の排気管に従来構造を適用すると特に種々の問題が生ず るが、管肉厚が十分な従来の場合であっても、締付圧は一定にする必要があり、 過締付は、ガスケットの破損，管の変形などを生じていた。

【０００９】 本考案はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、 溶接部がなく、組付性が良好で、過締付による管の変形が可及的に防止できると 共にガスシール性が良好な管の継手構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１は、気体を搬送する二つの管を接続するための継手構造において、 管端がフレア状に拡径した第１拡径端部と、管端部近傍の外周上に外方に突出 する第１環状突起とを有し、搬送気体の上流に位置する第１管と、 管端がフレア状に拡径した第２拡径端部と、管端部近傍の外周上に外方に突出 する第２環状突起とを有し、 搬送気体の下流に位置する第２管と、 第１環状突起および第２環状突起にそれぞれ係合する第１係合突起および第２ 係合突起を両端部近傍に有すると共に、第１拡径端部および第２拡径端部が当接 する環状の当接ビードを略中央部に有し、第１管および第２管に内挿される挿入 管と、 第１管および第２管の外周面略半分をそれぞれ覆う第１半割クランプおよび第 ２半割クランプと、第１半割クランプおよび第２半割クランプのそれぞれの一側 縁から半径方向外方に伸延する第１ツバ部および第２ツバ部と、第１ツバ部およ び第２ツバ部に設けられ第１半割クランプおよび第２半割クランプを相互に締め 付ける固定手段とを有するクランプとを備え、 第１半割クランプおよび第２半割クランプは、両端部近傍の外周上に設けられ 第１環状突起および第２環状突起をそれぞれ係合被覆する第１被覆突起および第 ２被覆突起と、略中央部に設けられ第１拡径端部および第２拡径端部をそれぞれ 係合被覆する第１被覆ビードおよび第２被覆ビードとを有し、 第１ツバ部および第２ツバ部の反対側の第１半割クランプおよび第２半割クラ ンプには、それぞれの一側縁に設けられると共に第１半割クランプおよび第２半 割クランプを相互に係止する係止機構を有し、 第１管および第２管の第１拡径端部および第２拡径端部が挿入管の当接ビード に当接すると共に第１環状突起および第２環状突起と第１係合突起および第２係 合突起とが係合するように挿入管を第１管および第２管に挿入し、クランプで第 １管および第２管の外周面を覆うと共に固定手段によりこのクランプを締め付け 、第１管および第２管を連結固定してなるものである。

【００１１】 請求項２は、第１管および第２管は、その肉厚が１．０ｍｍ以下の薄肉管であ ると共に挿入管およびクランプが、肉厚１．０〜２．０ｍｍであるものである。 請求項３は、第１管および第２管は、それぞれ端部から少なくとも挿入管挿入 代分は略挿入管の肉厚分拡径された第１拡径胴部および第２拡径胴部を有するも のである。

【００１２】

【作用】

請求項１ないし３においては、まず、第１管、第２管に、挿入管を、この挿入 管の第１環状突起、第２環状突起が、それぞれ第１管、第２管の第１係合突起、 第２係合突起と係合するまで押圧挿入する。このように挿入すると、第１管、第 ２管の第１拡径端部、第２拡径端部が、挿入管の当接ビードに、それぞれ両側か らほぼ当接して挿入が完了する。

【００１３】 次に、このように挿入管を内挿して連結された第１管、第２管の外周面をクラ ンプで覆う。 ついで、第１管、第２管にこのクランプをかぶせ、これを閉じて継手部をクラ ンプで覆い、そして、第１ツバ部、第２ツバ部に設けた固定手段によりこのクラ ンプを締め付けることにより、第１管、第２管の継手部を締め付け固定すること ができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳述する。 この実施例は、自動車用排気管の継手に適用したものである。

【００１５】 図１に示すように、この実施例の継手構造は、排気ガス上流に位置する第１管 １ａと、同下流に位置する第２管１ｂと、これら第１管１ａ，第２管１ｂに内挿 される挿入管２と、これら第１管１ａ，第２管１ｂの連結部を覆って締め付ける クランプ３とからなる。

【００１６】 第１管１ａは、肉厚１．０ｍｍの管であり、その下流側端はフレア状に拡径さ れて第１拡径端部４ａを形成している。 この第１拡径端部４ａに続く胴部は、この管の標準胴部より挿入管２の肉厚分 だけ拡径されていると共に挿入管２の挿入代分の長さを有する第１拡径胴部５ａ となっており、第１拡径胴部５ａの外周上には、外方に環状に突出した第１環状 突起６ａが形成されている。

【００１７】 この第１拡径胴部５ａは、継ぎ手部での背圧の増加と乱流の発生を防止し好ま しいが、必ずしも必須ではない。 第１拡径端部４ａは、挿入管２の後述する当接ビード７に沿った湾曲状をなし ており、第１環状突起６ａは、挿入管２の後述する第１係合突起８ａがこの第１ 環状突起６ａの内側に丁度係合する大きさに形成されている。そして、挿入管２ を第１管１ａに挿入し、第１拡径端部４ａが当接ビード７に当接すると、第１環 状突起６ａと第１係合突起８ａとが係合するようになっている。

【００１８】 なお、この第１拡径端部４ａは、必ずしも湾曲状である必要はなく、特に第１ 管１ａが、挿入管２およびクランプ３より薄肉の場合は、直線的なフレアであっ ても良い。

【００１９】 第２管１ｂは、第１管１ａと同一形状をなしており、第１管１ａと配置方向が 逆向きになるだけである。したがって、第１管１ａに対応して第２拡径端部４ｂ 、第２拡径胴部５ｂ、第２環状突起６ｂとを同様に有している。

【００２０】 挿入管２は、第１拡径胴部５ａ、第２拡径胴部５ｂの内径よりわずかに小さい 外径を有し、第１管１ａ、第２管１ｂの内周にほぼ当接して内挿される内厚１． ５ｍｍの管であり、中央に外方に膨出した環状の当接ビード７を有し、両端近傍 に外方に環状に突出する０．５〜１．０ｍｍほどの第１係合突起８ａ、第２係合 突起８ｂを有している。

【００２１】 なお、これら第１係合突起８ａ、第２係合突起８ｂの突出高は、第１環状突起 ６ａ、第２環状突起６ｂとの関係で、前記範囲内で適当に決定される。 そして、この挿入管２を第１管１ａ、第２管１ｂに挿入すると、図４に示すよ うに、第１拡径端部４ａと第２拡径端部４ｂとが、それぞれ両側から当接ビード ７に当接すると共に挿入管２の第１環状突起６ａ、第２環状突起６ｂが、それぞ れ第１係合突起８ａ、第２係合突起８ｂと係合するようになっている。

【００２２】 この際、第１拡径端部４ａと第２拡径端部４ｂとは、それぞれの端面同士が当 接ビード７上でほぼ当接するか、近接対峙するようになっており、挿入管２の両 端は、第１拡径胴部５ａ、第２拡径胴部５ｂのそれぞれの終端に位置するように なっている。

【００２３】 クランプ３は、図１、図３および図５に示すように、第１管１ａ、第２管１ｂ をそれぞれ半周ずつ覆う第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂと、これ ら第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂのそれぞれの一端縁に設けられ た第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部１０ｂと、第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部１０ ｂに設けられた固定手段１１とを有しており、さらに、第１半割クランプ９ａ、 第２半割クランプ９ｂの第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部１０ｂと反対側の一端縁 に、図６に示すように、これら、第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂ を相互に係止する係止機構１２設けられている。そして、固定手段１１を除くそ の他の部品は、肉厚１．５ｍｍの板材により一体成形されている。

【００２４】 第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂには、第１管１ａ、第２管１ｂ を覆う部分で、これらの略中央部に、当接ビード７に当接している第１拡径端部 ４ａ、第２拡径端部４ｂにそれぞれ係合被覆する第１被覆ビード１３ａ、第２被 覆ビード１３ｂが弧状に設けられていると共に両端部近傍に第１環状突起６ａ、 第２環状突起６ｂにそれぞれ係合被覆する第１被覆突起１４ａ，１４ａ、第２被 覆突起１４ｂ，１４ｂが弧状に設けられている。第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部 １０ｂは、第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂのそれぞれの一端縁か ら半径方向外方に伸延して形成された板状部１５ａ、１５ｂと、その板状部１５ ａ，１５ｂの側方両端からそれぞれの第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ ９ｂにかけて立ち上がって形成された補強縁１６ａ，１６ａ、１６ｂ，１６ｂと からなり、板状部１５ａ，１５ｂには、後述するボルトが貫通する貫通孔１７ａ ，１７ｂがそれぞれ２ヶ設けられている。

【００２５】 係止機構１２は、第１半割クランプ９ａ、第２半割クランプ９ｂの第１ツバ部 １０ａ、第２ツバ部１０ｂと反対側の一端縁に設けられており、第１半割クラン プ９ａの一端縁の両端近傍に設けられた２ヶの矩形孔１２ａ，１２ａと、この矩 形孔１２ａ，１２ａに係合するように第２半割クランプ０ａの一端縁に設けられ た断面Ｕ字状の２ヶのカール片１２ｂ，１２ｂからなる。そして、これら矩形孔 １２ａ，１２ａにカール片１２ｂ，１２ｂを係合し、ここを支点に第１半割クラ ンプ９ａ、第２半割クランプ９ｂを開閉可能にしている。

【００２６】 固定手段１１は、第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部１０ｂの貫通孔１７ａ，１７ ａ，１７ｂ，１７ｂをそれぞれ貫通する２本のボルト１１ａ，１１ａと、これら に螺合する２ヶのナット１１ｂ，１１ｂからなり、継手部を締め付け固定する。

【００２７】 次に、本実施例の組み立て方法を説明する。 まず、第１管１ａ、第２管１ｂに、挿入管２を、この挿入管２の第１環状突起 ６ａ、第２環状突起６ｂが、それぞれ第１管１ａ、第２管１ｂの第１係合突起８ ａ、第２係合突起８ｂと係合するまで押圧挿入する。このように挿入すると、図 ４に示すように、第１管１ａ、第２管１ｂの第１拡径端部４ａ、第２拡径端部４ ｂが、挿入管２の当接ビード７に、それぞれ両側からほぼ当接して挿入が完了す る。

【００２８】 この際、第１管１ａ、第２管１ｂは、１．０ｍｍの薄肉管であり、一方挿入管 ２は、１．５ｍｍの肉厚をしていて、かつ、第１管１ａ、第２管１ｂの第１拡径 胴部５ａ、第２拡径胴部５ｂの内径よりわずかに小さい外径をしているので、挿 入管２を押圧挿入すると、第１管１ａ、第２管１ｂをわずかに変形させつつ挿入 して行き、上述のように第１環状突起６ａ、第２環状突起６ｂと第１係合突起８ ａ、第２係合突起８ｂとが係合して、第１管１ａ、第２管１ｂの内周にほぼ当接 して内挿される。

【００２９】 次に、このように挿入管２を内挿して連結された第１管１ａ、第２管１ｂの外 周面をクランプ３で覆う。 この際、まず第１半割クラ割クランプ９ａの一端縁の両端近傍に設けられた２ ヶの矩形孔１２ａ，１２ａに、第２半割クランプ９ｂの一端縁に設けられた断面 Ｕ字状の２ヶのカール片１２ｂ，１２ｂを係止して、第１管１ａ、第２管１ｂが 嵌入する程度にクランプ３を開く。

【００３０】 ついで、第１管１ａ、第２管１ｂにこのクランプ３をかぶせ、これを閉じて継 手部をクランプ３で覆い、そして、第１ツバ部１０ａ、第２ツバ部１０ｂにボル ト１１ａ，１１ａ・ナット１１ｂ，１１ｂを装着して、このボルト・ナットを螺 合することにより、第１管１ａ、第２管１ｂの継手部を締め付け固定する。なお 、このクランプ３も第１管１ａ、第２管１ｂに比較して厚肉なので、第１管１ａ 、第２管ｂは、図４に示すように、挿入管２とクランプ３との間で締め付けられ 、挿入管２の外形およびクランプ３の内形になじむ形に変形されて密着固定され る。

【００３１】 このようにして本実施例の継手構造は、完成する。 本実施例の継手構造は、上述の様に構成され、組み付けられるので、組付性が 良好な上に、クランプの締付の際も、締付圧が帯状の板材部により広面積に加わ ると共に、三重の補強構造をなしていることから、過締付による管の変形が可及 的に防止される。また、それに伴いガスシール性が良好である。さらに、この継 手構造は、溶接部がないので、このように薄肉管の接続に適用した場合、板材の 溶断、溶接部の亀裂の発生などが防止される。

【００３２】 その上、第１管１ａ、第２管１ｂは、挿入管２およびクランプ３に比較して薄 肉であり、クランプ３を締め付けると、第１管１ａ，第２管１ｂが、挿入管２の 外形およびクランプ３の内形になじんだ形に変形し密着するので、ガスシール性 が良好となる。

【００３３】 上記は、特に好ましい実施例について述べたが、本考案は上記実施例に限られ ず、請求の範囲を逸脱しない範囲で種々変形可能である事は、勿論である。 上記実施例では、第１管１ａ、第２管１ｂは、１．０ｍｍ、挿入管２およびク ランプ３は、１．５ｍｍの肉厚の板材を用いたが、これらの肉厚の関係は、対象 製品それぞれの要求性能に応じて種々変更され、自動車用排気系では、肉厚が、 第１管１ａ、第２管１ｂでは、１．０ｍｍ以下、挿入管２およびクランプ３では 、１．０〜２．０ｍｍの範囲の板材を種々組み合わせて用いられる。

【００３４】 これらの肉厚の関係は、第１管１ａ、第２管１ｂが、必ずしも薄肉である必要 はなく挿入管２およびクランプ３と同等厚さ以下であれば良い。 上記実施例は、自動車用排気系に適用した場合について述べたが、その他の気 体搬送用管に広く適用する事ができる。

【００３５】

【考案の効果】

本考案の管の継手構造によれば、組付性が良好な上に、クランプの締付の際も 、締付圧が帯状の板材部により広面積に加わると共に、三重の補強構造をなして いるので、過締付による管の変形が可及的に防止される。また、それに伴いガス シール性が良好である。

【００３６】 さらに、この継手構造は、溶接部がないので、特に薄肉管の接続に適用した場 合、板材の溶断、溶接部の亀裂の発生などが防止される。 その上、前記の第１管、第２管を、挿入管およびクランプに比較して薄肉とし た場合、クランプを締め付けると、第１管、第２管が、挿入管の外形およびクラ ンプの内形になじんだ形に変形し密着するので、ガスシール性が特に良好となる 。

【００３７】 この結果、本考案を自動車用排気系に適用した場合、長尺ゆえに排気系での重 量割合が比較的大きい排気管を薄肉化することができるので、排気系の軽量化が 可能になり、ひいては自動車重量の軽減が達成され、燃費の向上、ひいては大気 汚染の軽減が図れ地球環境の保護に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に係る継手構造の分解断面
図である。

【図２】同継手構造の組立時の正面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。

【図４】図２の４−４線に沿った断面図である。

【図５】同継手構造のクランプの斜視図である。

【図６】図２の上方矢視で、第１半割クランプおよび第
２半割クランプの係止機構を示す部分図である。

【図７】従来の継手を示す斜視図である。

【図８】従来の継手を示す部分破断図である。

【符号の説明】

１ａ 第１管 １ｂ 第２管 ２ 挿入管 ３ クランプ ４ａ 第１拡径端部 ４ｂ 第２拡径端部 ６ａ 第１環状突起 ６ｂ 第２環状突起 ７ 当接ビード ８ａ 第１係合突起 ８ｂ 第２係合突起 ９ａ 第１半割クランプ ９ｂ 第２半割クランプ １０ａ 第１ツバ部 １０ｂ 第２ツバ部 １１ 固定手段 １２ 係止機構 １３ａ 第１被覆ビート １３ｂ 第２被覆ビート １４ａ 第１被覆突起１４ｂ 第２被覆突起

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体を搬送する二つの管を接続するため
   の継手構造において、管端がフレア状に拡径した第１拡
   径端部（４ａ）と、管端部近傍の外周上に外方に突出す
   る第１環状突起（６ａ）とを有し、搬送気体の上流に位
   置する第１管（１ａ）と、管端がフレア状に拡径した第
   ２拡径端部（４ｂ）と、管端部近傍の外周上に外方に突
   出する第２環状突起（６ｂ）とを有し、 搬送気体の下
   流に位置する第２管（１ｂ）と、第１環状突起（６ａ）
   および第２環状突起（６ｂ）にそれぞれ係合する第１係
   合突起（８ａ）および第２係合突起（８ｂ）を両端部近
   傍に有すると共に、第１拡径端部（４ａ）および第２拡
   径端部（４ｂ）が当接する環状の当接ビード（７）を略
   中央部に有し、第１管（１ａ）および第２管（１ｂ）に
   内挿される挿入管（２）と、第１管（１ａ）および第２
   管（１ｂ）の外周面略半分をそれぞれ覆う第１半割クラ
   ンプ（９ａ）および第２半割クランプ（９ｂ）と、第１
   半割クランプ（９ａ）および第２半割クランプ（９ｂ）
   のそれぞれの一側縁から半径方向外方に伸延する第１ツ
   バ部（１０ａ）および第２ツバ部（１０ｂ）と、第１ツ
   バ部（１０ａ）および第２ツバ部（１０ｂ）に設けられ
   第１半割クランプ（９ａ）および第２半割クランプ（９
   ｂ）を相互に締め付ける固定手段（１１）とを有するク
   ランプ（３）とを備え、第１半割クランプ（９ａ）およ
   び第２半割クランプ（９ｂ）は、両端部近傍の外周上に
   設けられ第１環状突起（６ａ）および第２環状突起（６
   ｂ）をそれぞれ係合被覆する第１被覆突起（１４ａ）お
   よび第２被覆突起（１４ｂ）と、略中央部に設けられ第
   １拡径端部（４ａ）および第２拡径端部（４ｂ）をそれ
   ぞれ係合被覆する第１被覆ビード（１３ａ）および第２
   被覆ビード（１３ｂ）とを有し、第１ツバ部（１０ａ）
   および第２ツバ部（１０ｂ）の反対側の第１半割クラン
   プ（９ａ）および第２半割クランプ（９ｂ）には、それ
   ぞれの一側縁に設けられると共に第１半割クランプ（９
   ａ）および第２半割クランプ（９ｂ）を相互に係止する
   係止機構（１２）を有し、第１管（１ａ）および第２管
   （１ｂ）の第１拡径端部（４ａ）および第２拡径端部
   （４ｂ）が挿入管（２）の当接ビード（７）に当接する
   と共に第１環状突起（６ａ）および第２環状突起（６
   ｂ）と第１係合突起（８ａ）および第２係合突起（８
   ｂ）とが係合するように挿入管（２）を第１管（１ａ）
   および第２管（１ｂ）に挿入し、クランプ（３）で第１
   管（１ａ）および第２管（１ｂ）の外周面を覆うと共に
   固定手段（１１）によりこのクランプ（３）を締め付
   け、第１管（１ａ）および第２管（１ｂ）を連結固定し
   てなることを特徴とする管の継手構造。
2. 【請求項２】 第１管（１ａ）および第２管（１ｂ）
   は、その肉厚が１．０ｍｍ以下の薄肉管であると共に挿
   入管（２）およびクランプ（３）が、肉厚１．０〜２．
   ０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の管の継手
   構造。
3. 【請求項３】 第１管（１ａ）および第２管（１ｂ）
   は、それぞれ端部から少なくとも挿入管挿入代分は略挿
   入管（２）の肉厚分拡径された第１拡径胴部（５ａ）お
   よび第２拡径胴部（５ｂ）を有することを特徴とする請
   求項１または２記載の管の継手構造。