JPH08128322A - 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 - Google Patents
排気管インシュレータ固定用クランプ構造Info
- Publication number
- JPH08128322A JPH08128322A JP26936494A JP26936494A JPH08128322A JP H08128322 A JPH08128322 A JP H08128322A JP 26936494 A JP26936494 A JP 26936494A JP 26936494 A JP26936494 A JP 26936494A JP H08128322 A JPH08128322 A JP H08128322A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust pipe
- clamp
- insulator
- fastening
- bending corner
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/12—Arrangements for supporting insulation from the wall or body insulated, e.g. by means of spacers between pipe and heat-insulating material; Arrangements specially adapted for supporting insulated bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Clamps And Clips (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インシュレータを弾性変形部材を用いること
なく適度な緊縛力をもって排気管に固定する。 【構成】 排気管２にインシュレータ４をクランプ６の
締結により固定する排気管インシュレータ固定用クラン
プ構造において、排気管２の熱膨張に伴うクランプ６の
インシュレータ４を保持する胴体部７と締結用フランジ
８との間に位置する曲げコーナ部１１の変形を、弾性変
形域内に設定する。
なく適度な緊縛力をもって排気管に固定する。 【構成】 排気管２にインシュレータ４をクランプ６の
締結により固定する排気管インシュレータ固定用クラン
プ構造において、排気管２の熱膨張に伴うクランプ６の
インシュレータ４を保持する胴体部７と締結用フランジ
８との間に位置する曲げコーナ部１１の変形を、弾性変
形域内に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンから排出され
る排気ガスを流す排気管にインシュレータ（遮熱板）を
クランプにより固定する構造に関し、とくに弾性変形部
材を用いることなく適度な緊縛力を得ることが可能な排
気管インシュレータ固定用クランプ構造に関する。
る排気ガスを流す排気管にインシュレータ（遮熱板）を
クランプにより固定する構造に関し、とくに弾性変形部
材を用いることなく適度な緊縛力を得ることが可能な排
気管インシュレータ固定用クランプ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車では、排気ガスが流れる排気管は
高温となるので、排気管の近傍に配置される機器等を排
気管の輻射熱から保護する必要がある。図１０に示すよ
うに、排気管５０からの輻射熱によって機器等を保護す
るために、排気管５０の外周に遮熱板であるインシュレ
ータ５２をクランプ５４により固定することが行われて
いる。クランプ５４の両端部には締結用フランジ５６が
形成されており、両締結用フランジ５６はボルト５８に
より締結されている。
高温となるので、排気管の近傍に配置される機器等を排
気管の輻射熱から保護する必要がある。図１０に示すよ
うに、排気管５０からの輻射熱によって機器等を保護す
るために、排気管５０の外周に遮熱板であるインシュレ
ータ５２をクランプ５４により固定することが行われて
いる。クランプ５４の両端部には締結用フランジ５６が
形成されており、両締結用フランジ５６はボルト５８に
より締結されている。
【０００３】近年の排気ガス規制、燃費規制やエンジン
出力の向上に伴い排気ガスＧの温度が高くなりつつあ
る。そのため、排気管５０の熱膨張量の増加に伴いイン
シュレータ５２を固定するクランプ５４が塑性変形（永
久変形）を起こしてしまい、冷間時（始動時）に適切な
緊縛力が得られなくなる。緊縛力が低下すると、エンジ
ン振動等によるインシュレータ５２の共振振動が発生
し、車室内騒音やインシュレータ自身の脱落を引き起こ
す。
出力の向上に伴い排気ガスＧの温度が高くなりつつあ
る。そのため、排気管５０の熱膨張量の増加に伴いイン
シュレータ５２を固定するクランプ５４が塑性変形（永
久変形）を起こしてしまい、冷間時（始動時）に適切な
緊縛力が得られなくなる。緊縛力が低下すると、エンジ
ン振動等によるインシュレータ５２の共振振動が発生
し、車室内騒音やインシュレータ自身の脱落を引き起こ
す。
【０００４】排気管の外周にインシュレータをクランプ
により固定する先行技術の一例として、たとえば実開昭
６０−１３３１２３号公報が知られている。本公報の遮
熱用クランプ取付構造では、インシュレータは排気管に
弾性変形部材を介してクランプ固定されており、排気ガ
スの受熱によって排気管が半径方向に熱膨張しても弾性
変形部材の弾性変形により熱膨張分が吸収される。した
がって、排気管の熱膨張に伴うクランプの塑性変形は生
じなくなり、冷間時にクランプによる緊縛力が低下する
ことは回避される。
により固定する先行技術の一例として、たとえば実開昭
６０−１３３１２３号公報が知られている。本公報の遮
熱用クランプ取付構造では、インシュレータは排気管に
弾性変形部材を介してクランプ固定されており、排気ガ
スの受熱によって排気管が半径方向に熱膨張しても弾性
変形部材の弾性変形により熱膨張分が吸収される。した
がって、排気管の熱膨張に伴うクランプの塑性変形は生
じなくなり、冷間時にクランプによる緊縛力が低下する
ことは回避される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記実開昭６
０−１３３１２３号公報のように、排気管の熱膨張を弾
性変形部材により吸収する構造の場合は、弾性変形部材
が必須となるため構成部品が増加するとともに、組付け
作業が単なるクランプのみによる固定構造に比べて繁雑
になるという問題がある。本発明の目的は、インシュレ
ータを弾性変形部材を用いることなく適度な緊縛力をも
って排気管に固定することが可能な排気管インシュレー
タ固定用クランプ構造を提供することにある。
０−１３３１２３号公報のように、排気管の熱膨張を弾
性変形部材により吸収する構造の場合は、弾性変形部材
が必須となるため構成部品が増加するとともに、組付け
作業が単なるクランプのみによる固定構造に比べて繁雑
になるという問題がある。本発明の目的は、インシュレ
ータを弾性変形部材を用いることなく適度な緊縛力をも
って排気管に固定することが可能な排気管インシュレー
タ固定用クランプ構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の排気管インシュレータ固定用クランプ構造は、次の通
りである。排気管にインシュレータをクランプの締結に
より固定する排気管インシュレータ固定用クランプ構造
において、前記排気管の熱膨張に伴う前記クランプのイ
ンシュレータを保持する胴体部と締結用フランジとの間
に位置する曲げコーナ部の変形を、弾性変形域内に設定
したことを特徴とする排気管インシュレータ固定用クラ
ンプ構造。
の排気管インシュレータ固定用クランプ構造は、次の通
りである。排気管にインシュレータをクランプの締結に
より固定する排気管インシュレータ固定用クランプ構造
において、前記排気管の熱膨張に伴う前記クランプのイ
ンシュレータを保持する胴体部と締結用フランジとの間
に位置する曲げコーナ部の変形を、弾性変形域内に設定
したことを特徴とする排気管インシュレータ固定用クラ
ンプ構造。
【０００７】
【作用】本発明に係る排気管インシュレータ固定用クラ
ンプ構造にあっては、排気ガスからの受熱によって排気
管が半径方向に熱膨張すると、インシュレータを固定す
るクランプには排気管の熱膨張に伴って応力が生じる。
クランプにおける応力の集中する部位は、インシュレー
タを保持する胴体部と締結用フランジとの間に位置する
曲げコーナ部である。したがって、この曲げコーナ部の
変形を、たとえば曲げコーナ部の終端から締結部までの
距離と曲げコーナ部の曲げ半径との関係から弾性変形域
内に設定することにより、クランプの塑性変形に起因す
る緊縛力の低下を防止することが可能となる。
ンプ構造にあっては、排気ガスからの受熱によって排気
管が半径方向に熱膨張すると、インシュレータを固定す
るクランプには排気管の熱膨張に伴って応力が生じる。
クランプにおける応力の集中する部位は、インシュレー
タを保持する胴体部と締結用フランジとの間に位置する
曲げコーナ部である。したがって、この曲げコーナ部の
変形を、たとえば曲げコーナ部の終端から締結部までの
距離と曲げコーナ部の曲げ半径との関係から弾性変形域
内に設定することにより、クランプの塑性変形に起因す
る緊縛力の低下を防止することが可能となる。
【０００８】
【実施例】図１ないし図８は、本発明の排気管インシュ
レータ固定用クランプ構造の一実施例を示している。図
１は、類似的評価に用いられるテストピースを示してい
る。図１において、２は耐熱性の金属材料から構成され
る円筒状の排気管を示している。排気管２内には、自動
車に搭載されたエンジン（図示略）から排出された排気
ガスＧが流れるようになっている。排気管２の外周面に
は、周方向に延びるインシュレータ４（遮熱板）が設け
られている。インシュレータ４は、排気管２の近傍に設
けられた機器等を排気管２の輻射熱から保護する機能を
有する。インシュレータ４は、金属材料からなる帯状の
クランプ６の締結によって排気管２に固定されている。
レータ固定用クランプ構造の一実施例を示している。図
１は、類似的評価に用いられるテストピースを示してい
る。図１において、２は耐熱性の金属材料から構成され
る円筒状の排気管を示している。排気管２内には、自動
車に搭載されたエンジン（図示略）から排出された排気
ガスＧが流れるようになっている。排気管２の外周面に
は、周方向に延びるインシュレータ４（遮熱板）が設け
られている。インシュレータ４は、排気管２の近傍に設
けられた機器等を排気管２の輻射熱から保護する機能を
有する。インシュレータ４は、金属材料からなる帯状の
クランプ６の締結によって排気管２に固定されている。
【０００９】クランプ６には、図３に示すように、イン
シュレータ４を保持する円形状の胴体部７と、ボルト１
０によって締結される２つの締結用フランジ８が形成さ
れている。各締結用フランジ８は、胴体部７の周方向の
端部側にそれぞれ位置している。各締結用フランジ８に
は、図２に示すボルト１０が挿入されるボルト穴９がそ
れぞれ形成されている。クランプ６の胴体部７と締結用
フランジ８との間には、滑らかに湾曲する曲げコーナ部
１１が形成されている。曲げコーナ部１１の一方は胴体
部７と連らなっており、曲げコーナ部１１の他方は締結
用フランジ８と連らなっている。
シュレータ４を保持する円形状の胴体部７と、ボルト１
０によって締結される２つの締結用フランジ８が形成さ
れている。各締結用フランジ８は、胴体部７の周方向の
端部側にそれぞれ位置している。各締結用フランジ８に
は、図２に示すボルト１０が挿入されるボルト穴９がそ
れぞれ形成されている。クランプ６の胴体部７と締結用
フランジ８との間には、滑らかに湾曲する曲げコーナ部
１１が形成されている。曲げコーナ部１１の一方は胴体
部７と連らなっており、曲げコーナ部１１の他方は締結
用フランジ８と連らなっている。
【００１０】クランプ６における排気管２の半径方向外
方への熱膨張に伴って応力が集中する部位は、曲げコー
ナ部１１である。これは、図４および図５に示すＦＥＭ
（有限要素法）による計算結果からも明らかになってい
る。本発明では、排気管２の熱膨張に伴う曲げコーナ部
１１に集中する応力を小さくし、曲げコーナ部１１の応
力値を弾性域内としている。そこで、図３に示す曲げコ
ーナ部１１の曲げ半径Ｒと曲げコーナ部１１の終端から
締結部（ボルト穴９の中心）までの距離ｄを変化させ、
曲げコーナ部１１に生じる応力の変化をＦＥＭにより算
出した。
方への熱膨張に伴って応力が集中する部位は、曲げコー
ナ部１１である。これは、図４および図５に示すＦＥＭ
（有限要素法）による計算結果からも明らかになってい
る。本発明では、排気管２の熱膨張に伴う曲げコーナ部
１１に集中する応力を小さくし、曲げコーナ部１１の応
力値を弾性域内としている。そこで、図３に示す曲げコ
ーナ部１１の曲げ半径Ｒと曲げコーナ部１１の終端から
締結部（ボルト穴９の中心）までの距離ｄを変化させ、
曲げコーナ部１１に生じる応力の変化をＦＥＭにより算
出した。
【００１１】図６は、ＦＥＭによる上記曲げ半径Ｒと距
離ｄとに基づく曲げコーナ部１１に生じる応力の変化を
示している。図６に示すように、距離ｄが減少するにつ
れて応力値Ｔが小さくなり、また曲げコーナ部１１の曲
げ半径Ｒが大きくなるにつれて応力値Ｔが小さくなるこ
とがわかる。したがって、クランプ６が永久変形しない
ためには、応力値Ｔが図６に示す弾塑性域変態応力値Ｚ
以下であれば良い。本実施例では、クランプ６の材料と
してＳＵＳ４０９ＬＴを使用しているため、この時のク
ランプ温度から弾塑性域変態応力値は約２２ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以下であれば、永久変形は生じない。
離ｄとに基づく曲げコーナ部１１に生じる応力の変化を
示している。図６に示すように、距離ｄが減少するにつ
れて応力値Ｔが小さくなり、また曲げコーナ部１１の曲
げ半径Ｒが大きくなるにつれて応力値Ｔが小さくなるこ
とがわかる。したがって、クランプ６が永久変形しない
ためには、応力値Ｔが図６に示す弾塑性域変態応力値Ｚ
以下であれば良い。本実施例では、クランプ６の材料と
してＳＵＳ４０９ＬＴを使用しているため、この時のク
ランプ温度から弾塑性域変態応力値は約２２ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以下であれば、永久変形は生じない。
【００１２】なお、図２のクランプ６では、胴体部７を
円形に成形し、片側のみに位置する各締結用フランジ８
を締結する構成としたが、図９に示すように、クランプ
６を２分割し、半円状の胴体部７の端部に位置する締結
用フランジ８をそれぞれボルト１０により締結する構成
であっても、同様の効果が得られる。
円形に成形し、片側のみに位置する各締結用フランジ８
を締結する構成としたが、図９に示すように、クランプ
６を２分割し、半円状の胴体部７の端部に位置する締結
用フランジ８をそれぞれボルト１０により締結する構成
であっても、同様の効果が得られる。
【００１３】つぎに、本発明を実験によって証明する。
類似的評価を行ったテーストピースは、上述した図１の
通りである。図１における排気管２の材料としてＳＵＳ
４０９ＬＴを用い、クランプ６の材料として同様にＳＵ
Ｓ４０９ＬＴを用いた。インシュレータ４は、薄板鋼板
にアルミニウムメッキを施したＳＡＣＴ８０を用いた。
この場合のクランプ６の曲げコーナ部１１の曲げ半径Ｒ
は、２．５ｍｍとした。クランプ６は、板厚が１．２ｍ
ｍであり、幅が１０ｍｍであった。排気管２の外径は、
４２．７ｍｍであった。インシュレータ４の板厚は０．
６ｍｍであり、幅は３０ｍｍであった。排気管１１に流
すガスＧの温度は、約９００℃に設定して耐久試験を行
った。ここでいう耐久試験とは、ガスＧによる加熱およ
び自然冷却の繰返しによる冷熱試験である。
類似的評価を行ったテーストピースは、上述した図１の
通りである。図１における排気管２の材料としてＳＵＳ
４０９ＬＴを用い、クランプ６の材料として同様にＳＵ
Ｓ４０９ＬＴを用いた。インシュレータ４は、薄板鋼板
にアルミニウムメッキを施したＳＡＣＴ８０を用いた。
この場合のクランプ６の曲げコーナ部１１の曲げ半径Ｒ
は、２．５ｍｍとした。クランプ６は、板厚が１．２ｍ
ｍであり、幅が１０ｍｍであった。排気管２の外径は、
４２．７ｍｍであった。インシュレータ４の板厚は０．
６ｍｍであり、幅は３０ｍｍであった。排気管１１に流
すガスＧの温度は、約９００℃に設定して耐久試験を行
った。ここでいう耐久試験とは、ガスＧによる加熱およ
び自然冷却の繰返しによる冷熱試験である。
【００１４】図７は、クランプの緊縛力の類似テスト方
法を示している。ここでは、耐久試験後のテストピース
のクランプ６にアムスーラ試験機２０により剪断方向
（矢印Ａ方向）の荷重をかけ、クランプ６が下方に滑り
始めるまでの荷重値（静止摩擦力Ｓ）をもってクランプ
６の緊縛力の類似値とした。図８は、図７によるテスト
の結果を示している。図８に示すように、冷熱試験前の
クランプでは距離ｄの増加に伴い静止摩擦力Ｓが低下し
ているが、冷熱試験後のクランプではｄ＝１０ｍｍで静
止摩擦力Ｓが最大値を持つ特性となる。これは、ｄ＜１
０ｍｍではクランプ６の曲げコーナ部１１で永久変形し
てしまい、緊縛力が低下したためである。以上の結果よ
り実車による耐久評価を行ったところ、ｄ＝５ｍｍでは
クランプ６が緩み異音が発生したが、ｄ＝１０ｍｍでは
良好の結果を得た。
法を示している。ここでは、耐久試験後のテストピース
のクランプ６にアムスーラ試験機２０により剪断方向
（矢印Ａ方向）の荷重をかけ、クランプ６が下方に滑り
始めるまでの荷重値（静止摩擦力Ｓ）をもってクランプ
６の緊縛力の類似値とした。図８は、図７によるテスト
の結果を示している。図８に示すように、冷熱試験前の
クランプでは距離ｄの増加に伴い静止摩擦力Ｓが低下し
ているが、冷熱試験後のクランプではｄ＝１０ｍｍで静
止摩擦力Ｓが最大値を持つ特性となる。これは、ｄ＜１
０ｍｍではクランプ６の曲げコーナ部１１で永久変形し
てしまい、緊縛力が低下したためである。以上の結果よ
り実車による耐久評価を行ったところ、ｄ＝５ｍｍでは
クランプ６が緩み異音が発生したが、ｄ＝１０ｍｍでは
良好の結果を得た。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る排気管インシュレータ固定
用クランプ構造によれば、排気管の熱膨張に伴うクラン
プのインシュレータを保持する胴体部と締結用フランジ
との間に位置する曲げコーナ部の変形を、弾性変形域内
に設定したので、排気管の熱膨張に起因するクランプの
永久変形を防止することができ、弾性変形部材等の新た
な部材を追加することなく適度な緊縛力を得ることがで
きる。したがって、部品の簡素化、取付け作業の簡素化
によるコスト削減が可能となる。
用クランプ構造によれば、排気管の熱膨張に伴うクラン
プのインシュレータを保持する胴体部と締結用フランジ
との間に位置する曲げコーナ部の変形を、弾性変形域内
に設定したので、排気管の熱膨張に起因するクランプの
永久変形を防止することができ、弾性変形部材等の新た
な部材を追加することなく適度な緊縛力を得ることがで
きる。したがって、部品の簡素化、取付け作業の簡素化
によるコスト削減が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係る排気管インシュレータ
固定用クランプ構造のテストピースの斜視図である。
固定用クランプ構造のテストピースの斜視図である。
【図２】図１のクランプの断面図である。
【図３】図１のクランプにおける曲げコーナ部近傍の部
分断面拡大図である。
分断面拡大図である。
【図４】図１のクランプに生じる応力を有限要素法によ
って算出した画像の斜視図である。
って算出した画像の斜視図である。
【図５】図１のクランプに生じる応力を有限要素法によ
って算出した画像の正面図である。
って算出した画像の正面図である。
【図６】図４および図５の有限要素法により算出したク
ランプの曲げコーナ部に生じる応力の特性図である。
ランプの曲げコーナ部に生じる応力の特性図である。
【図７】耐久（冷熱）試験後におけるクランプの緊縛力
の類似テスト方法を示す正面図である。
の類似テスト方法を示す正面図である。
【図８】冷熱試験前と冷熱試験後におけるクランプの緊
縛力の変化を示す特性図である。
縛力の変化を示す特性図である。
【図９】図２のクランプの変形例を示す断面図である。
【図１０】従来の排気管インシュレータ固定用クランプ
構造の一例を示す斜視図である。
構造の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の部分拡大斜視図である。
２ 排気管 ４ インシュレータ ６ クランプ ７ 胴体部 ８ 締結用フランジ １１ 曲げコーナ部 ｄ 曲げコーナ部の終端から締結部までの距離 Ｒ 曲げコーナ部の曲げ半径
Claims (1)
- 【請求項１】 排気管にインシュレータをクランプの締
結により固定する排気管インシュレータ固定用クランプ
構造において、前記排気管の熱膨張に伴う前記クランプ
のインシュレータを保持する胴体部と締結用フランジと
の間に位置する曲げコーナ部の変形を、弾性変形域内に
設定したことを特徴とする排気管インシュレータ固定用
クランプ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26936494A JPH08128322A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26936494A JPH08128322A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128322A true JPH08128322A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17471361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26936494A Pending JPH08128322A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300003A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Calsonic Kansei Corp | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
| CN114846262A (zh) * | 2019-12-17 | 2022-08-02 | 康明斯排放处理公司 | 隔热排气管道系统 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26936494A patent/JPH08128322A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300003A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Calsonic Kansei Corp | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
| JP4508931B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2010-07-21 | カルソニックカンセイ株式会社 | 排気管インシュレータ固定用クランプ構造 |
| CN114846262A (zh) * | 2019-12-17 | 2022-08-02 | 康明斯排放处理公司 | 隔热排气管道系统 |
| CN114846262B (zh) * | 2019-12-17 | 2023-08-29 | 康明斯排放处理公司 | 隔热排气管道系统 |
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