(57)【要約】【課題】内部を流通する流体の流れをスムーズにして圧力損失を低減し得るパイプの接続構造を提供する。【解決手段】内部を流体が流通するパイプ１０，１１の端部同士が互いに間隔を隔てて対向配置され且つ外側からホース９で覆うように接続され、パイプ１０，１１の端部同士の間を埋めるようにホース９の内側にスペーサ１３が配される。スペーサ１３は、ホースの内壁から突出するよう前記ホースと一体的に形成された小径部として構成しても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流通するパイプの端部同士が互いに間隔を隔てて対向配置され且つ外側からホースで覆うように接続され、前記パイプの端部同士の間を埋めるように前記ホースの内側にスペーサが配されていることを特徴とするパイプの接続構造。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ホースの内壁から突出するよう前記ホースと一体的に形成された小径部として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプの接続構造。
【請求項３】
排気により駆動されるタービンと、該タービンの回転と連動して吸気を圧縮するコンプレッサを備えてなるターボチャージャを備え、前記コンプレッサの下流の吸気管にインタークーラを装備したエンジンのインタークーラーホースに適用したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパイプの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パイプ同士の接続に柔軟性のあるホースを用いることが行われており、こうしたパイプの接続構造の一例として、自動車の吸気管とインタークーラを接続するインタークーラーホースが挙げられる。
【０００３】
自動車等のエンジンにおいては、ターボチャージャのような過給機により圧縮した吸気をエンジンの吸気マニホールドに送り込む過給システムが組み込まれる場合があり、このとき、ターボチャージャの下流にインタークーラを設置し、ターボチャージャによる圧縮を経て温度の上がった空気をインタークーラ内部に流通させて冷却し、容積あたりの質量を増加して過給効率を上昇させることが一般的である。
【０００４】
この種の過給システムは、例えば、図３に示すような構成を備えている。図中、１はターボチャージャ２を装備したエンジンを示しており、エアクリーナ３から導かれた吸気Ａが吸気管４を通しターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気Ａがインタークーラ５へと送られて冷却され、該インタークーラ５から更に吸気マニホールド６へと吸気Ａが導かれてエンジン１に供給されるようになっている。エンジン１から排出された排気Ｇは、排気マニホールド７を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気Ｇが排気管８を介し車外へ排出される。
【０００５】
而して、斯かる過給システムにおいては、エンジン１が稼動状態である時に、排気マニホールド７から排気管８へ送出される排気Ｇが、ターボチャージャ２のタービン２ｂへ流入してコンプレッサ２ａを駆動し、該コンプレッサ２ａに流入した吸気Ａは、該コンプレッサ２ａで圧縮された後、インタークーラ５を介して吸気管４から吸気マニホールド６へ送給されるので、エンジン１の各気筒への吸気Ａの送給量を増加して１サイクル当たりの燃料噴射量を多くすることが可能となり、これによりエンジン１の出力を高めることが可能となる。
【０００６】
ここで、インタークーラ５の入側と出側は、ホース（インタークーラーホース）９を介して吸気管４に接続される。このインタークーラーホース９には、耐熱性や耐油性といった化学的に強い性質のほか、伸縮性や柔軟性が求められ、具体的な材料としては、シリコンゴムやフッ素ゴム等が挙げられる。吸気管４やインタークーラ５を構成するパイプは、それぞれエンジン１やターボチャージャ２といった別々の装置に接続されており、これらの装置の振動に伴いパイプ同士が互いに異なる動きをする。したがって、仮にこれらのパイプの端部同士を直接突き合わせて接続したり、あるいは金属など硬質の材料からなるパイプで接続した場合には、互いの相対位置の変化に伴い摩耗や破損が生じやすくなる。また、熱膨張の影響によっても同様の問題が起こり得るし、部品精度や組み付け精度のばらつきの影響もある。そこで、互いに接続されるパイプ同士を離間させて配置し、且つその間を柔軟性のある素材で接続することにより、振動や熱膨張による相対位置の変化を吸収するようにしているのである。
【０００７】
尚、この種のパイプの接続構造に関連する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１３３１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうしたパイプの接続構造の一例を図４に拡大して示す。上流側のパイプ（例えば、コンプレッサ２ａの下流の吸気管４（図３参照）を構成するパイプ）１０の端部と下流側のパイプ（例えばインタークーラ５（図３参照）の入側のパイプ）１１の端部が対向配置されており、両パイプ１０，１１の端部をホース（インタークーラーホース）９が外側から覆うように取り巻いている。さらに、パイプ１０，１１の端部にはホース９の外側からそれぞれホースバンド１２が巻かれており、空気漏れやホース９の逸脱が生じないように固定されている。
【００１０】
上述の如く、パイプ１０の端部とパイプ１１の端部は所定の間隔を有して配置されるので、この間の流路はホース９によって形成される（この部分を隙間部９ａとする）。そして、この隙間部９ａにおける流路径はホース９の内径であり、両パイプ１０，１１における流路径は両パイプ１０，１１の内径である。ホース９の内径は両パイプ１０，１１の外径に略一致するため、隙間部９ａにおいては、パイプ１０，１１の厚みの分だけ流路径が大きくなる。
【００１１】
結果、この隙間部９ａにおいて流路に段差９ｂが生じ、ここで吸気Ａの流れに乱れが発生し、圧力損失が増加してしまう。特に、コンプレッサ２ａ（図３参照）の直後のように高圧の吸気Ａが高速で流れる箇所では、圧力損失による吸気効率の低下は無視できない。
【００１２】
尚、ここでは過給システムの一部を例に挙げて説明したが、同様の接続構造はエンジンの過給システム、ないしは自動車等に限らず、パイプ同士の接続に幅広く採用されており、同様の圧力損失の問題は各種の装置において広く存在し得る。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑み、内部を流通する流体の流れをスムーズにして圧力損失を低減し得るパイプの接続構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、内部を流体が流通するパイプの端部同士が互いに間隔を隔てて対向配置され且つ外側からホースで覆うように接続され、前記パイプの端部同士の間を埋めるように前記ホースの内側にスペーサが配されていることを特徴とするパイプの接続構造にかかるものである。
【００１５】
而して、このようにすれば、パイプ同士の接続部における流路径の変化を無くして段差を解消し、流れの乱れに起因する圧力損失の増加を回避することができる。
【００１６】
本発明のパイプの接続構造において、前記スペーサは、前記ホースの内壁から突出するよう前記ホースと一体的に形成された小径部として構成することができ、このようにすれば、組み付けに際し、スペーサを挿入する手順を省略してパイプの位置決めも容易にすることができる。また、スペーサの脱落の虞も無くすことができる。
【００１７】
本発明のパイプの接続構造は、排気により駆動されるタービンと、該タービンの回転と連動して吸気を圧縮するコンプレッサを備えてなるターボチャージャを備え、前記コンプレッサの下流の吸気管にインタークーラを装備したエンジンのインタークーラーホースに適用することができ、このようにすれば、インタークーラと吸気管の接続部において高圧且つ高速の吸気の流れに乱れが発生することを防止し、圧力損失を効果的に低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のパイプの接続構造によれば、以下の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１９】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、パイプ同士の接続部における段差を解消するので、内部を流通する流体の流れをスムーズにして圧力損失を低減し得る。
【００２０】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、組み付けの手順を簡略化し、スペーサの脱落の虞も無くすことができる。
【００２１】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、圧力損失を効果的に低減して吸気効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のパイプの接続構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のパイプの接続構造の別の一例を示す断面図である。
【図３】エンジンの過給システムの全体構成の一例を示す概要図である。
【図４】従来のパイプの接続構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施によるパイプの接続構造の形態の一例（第一実施例）を示すものであって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様である。尚、本発明を図３に示すような過給システムのインタークーラーホースに適用した場合についても後に説明するが、外観は図３と同じであるため、その場合は必要に応じて図３をも参照しながら説明することとする。
【００２５】
本第一実施例のパイプの接続構造の場合、内部を流体（ここでは、吸気Ａ）が流通する上流側のパイプ１０の端部と下流側のパイプ１１の端部同士が互いに所定の間隔を隔てて対向配置され、両パイプ１０，１１の端部をホース９が外側から覆うように取り巻いて接続する構成は上記従来例（図４）と同じであるが、ホース９内におけるパイプ１０の端部とパイプ１１の端部の間にリング状のスペーサ１３を挟み込んだ点を特徴としている。
【００２６】
スペーサ１３は、パイプ１０，１１と外径、内径及び厚みが一致するよう構成されており、軸方向の寸法はパイプ１０，１１の端部同士の間に設定される距離と一致する。すなわち、スペーサ１３は、ホース９内でパイプ１０，１１の端部同士の間に生じる隙間部９ａ（図４参照）をちょうど埋める形である。スペーサ１３は、ゴムやシリコン樹脂等、ホース９に使用されるのと同様の柔軟性のある素材で構成され、これにより、パイプ１０，１１同士の相対的な位置の変化を吸収できるようになっている。また、用途によってはホース９と同様に耐熱性や耐油性をも要求される場合があることは勿論である。
【００２７】
このようなパイプの接続構造において、スペーサ１３を組み込むには、例えば、まず一方のパイプ１０の端部をホース９の一端側に挿入する。この際、パイプ１０の端部外面の所定位置には段部１０ａが形成されており、ここにホース９の端部が突き当たるまでパイプ１０を挿入することで、ホース９に対しパイプ１０を適切な位置に位置決めできるようになっている。次に、ホース９の他端側からスペーサ１３を挿入し、さらにホース９の他端側からパイプ１１の端部を挿入する。パイプ１１の端部には、パイプ１０の段部１０ａと同様の段部１１ａが形成されており、ここにホース９の端部が突き当たるまでパイプ１１を挿入することで、ホース９に対しパイプ１１を位置決めする。最後に、ホースバンド１２をホース９の外側から巻き、パイプ１０，１１の端部をホース９に対し固定する。
【００２８】
ここで、パイプ１０の先端から段部１０ａまでの距離と、スペーサ１３の軸方向の寸法と、パイプ１１の先端から段部１１ａまでの距離の合計は、ホース９の全長と一致するように設計されている。したがって、上述の手順でパイプ１０，１１同士を接続することで、スペーサ１３によりパイプ１０，１１同士の隙間をちょうど埋めることができる。
【００２９】
このように、パイプ１０とパイプ１１の端部同士を対向配置させることで生じる隙間部９ａ（図４参照）にスペーサ１３を配することで、パイプ１０とパイプ１１の接続部においても流路径が変化しない構成とすることができる。よって、上記従来例の如く段差９ｂ（図４参照）で流れに乱れが発生するようなことがなく、流れの乱れに起因する圧力損失の増加を回避することができる。
【００３０】
尚、本願出願人による試験の結果、本第一実施例の如きパイプの接続構造をエンジン１のコンプレッサ２ａ下流における吸気管４とインタークーラ５との接続部にあたるインタークーラーホース９に適用した場合（図３参照）、吸気の流れが改善して吸気効率が上昇する結果、上記従来例（図４参照）と比較して燃費に０．１％の向上が認められた。
【００３１】
以上のように、上記本第一実施例によれば、内部を流体が流通するパイプ１０，１１の端部同士が互いに間隔を隔てて対向配置され且つ外側からホース９で覆うように接続され、パイプ１０，１１の端部同士の間を埋めるようにホース９の内側にスペーサ１３が配されているので、パイプ１０，１１同士の接続部における流路径の変化を無くして段差を解消し、流れの乱れに起因する圧力損失の増加を回避することができる。
【００３２】
また、本第一実施例は、排気Ｇにより駆動されるタービン２ｂと、該タービン２ｂの回転と連動して吸気を圧縮するコンプレッサ２ａを備えてなるターボチャージャ２を備え、コンプレッサ２ａの下流の吸気管４にインタークーラ５を装備したエンジン１のインタークーラーホース９に適用することができ、このようにすれば、インタークーラ５と吸気管４の接続部において高圧且つ高速の吸気Ａの流れに乱れが発生することを防止し、圧力損失を効果的に低減して吸気効率を向上させることができる。
【００３３】
したがって、上記本第一実施例によれば、内部を流通する流体の流れをスムーズにして圧力損失を低減し得る。
【００３４】
図２は本発明の実施によるパイプの接続構造の形態の別の一例（第二実施例）を示すものであって、図中、図１、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は図１、図４に示した第一実施例及び従来例と同様である。
【００３５】
本第二実施例のパイプの接続構造の場合、上流側のパイプ１０の端部と下流側のパイプ１１を接続するホース１４の中程に、内壁から突出するように小径部１４ａを備えており、この小径部１４ａを挟んで上流側のパイプ１０の端部と下流側のパイプ１１の端部が対向配置された形となっている。すなわち、上記第一実施例（図１参照）におけるスペーサ１３が、本第二実施例においてはホース１４と一体的に形成された小径部１４ａとして構成されている。
【００３６】
ホース１４は、小径部１４ａ以外の部分の内径はパイプ１０，１１の外径と一致し、小径部１４ａの内径はパイプ１０，１１の内径と一致する寸法で設計される。すなわち、小径部１４ａは、ホース１４の内壁からパイプ１０，１１の厚みの分だけ内側に突出する形である。小径部１４ａの軸方向の寸法は、パイプ１０，１１の端部同士の距離と一致する。
【００３７】
本第二実施例のパイプの接続構造は、上記第一実施例（図１参照）と比較して幾つかの利点を有している。まず、組み付けの手順が簡単である。本第二実施例によるパイプの接続構造の場合、まず一方のパイプ１０の端部をホース１４の一端側に挿入する際、パイプ１０の端部に形成した段部１０ａを位置決めとすることができるが、そのほかに、パイプ１０の先端が小径部１４ａに突き当たる感触により、パイプ１０がホース１４に適切な長さまで挿入されたことを把握することができる。次にホース１４の他端側からパイプ１１の端部を挿入するが、ここで、本第二実施例では小径部１４ａがホース１４と一体的に形成されているため、上記第一実施例（図１参照）とは異なり、パイプ１１の挿入に先立ってスペーサ１３を挿入するような手間を省くことができる。さらにパイプ１１を挿入するにあたっては、パイプ１０の挿入時と同様、段部１１ａを位置決めとするほか、パイプ１１の先端が小径部１４ａに突き当たる感触をもって位置決めとすることができる。最後に、ホースバンド１２をホース１４の外側から巻き、パイプ１０，１１の端部をホース１４に対し固定する。
【００３８】
このように、本第二実施例では、スペーサ１３（図１参照）を挿入する手間を省いて組み付けの工数や部品点数を削減することができるほか、ホース１４に対するパイプ１０，１１の位置決めをより確実なものとすることができる。また、上記第一実施例（図１参照）の如くスペーサ１３をホース９と別部品とすると、振動等に伴いスペーサ１３が流路内で脱落等を起こす虞があるが、本第二実施例のようにスペーサ１３の代わりにホース１４に小径部１４ａを一体的に形成した構成とすれば、そのような心配はない。
【００３９】
以上のように、上記本第二実施例において、スペーサ１３は、ホース１４の内壁から突出するようホース１４と一体的に形成された小径部１４ａとして構成されているので、組み付けに際し、スペーサ１３を挿入する手順を省略してパイプ１０，１１の位置決めも容易にし、組み付けに係る手順を簡略化することができる。また、スペーサ１３の脱落の虞も無くすことができる。
【００４０】
上記本第二実施例によっても、内部を流通する流体の流れをスムーズにして圧力損失を低減し得る。
【００４１】
尚、本発明のパイプの接続構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、例えばインタークーラーホースに限らず、種々の装置におけるパイプ同士の接続に適用し得ること、また、内部を流通する流体としては空気のような気体以外に水やオイル等の液体も想定し得ること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１    エンジン
２    ターボチャージャ
２ａ  コンプレッサ
２ｂ  タービン
４    吸気管
５    インタークーラ
９    ホース（インタークーラーホース）
１０    パイプ
１１    パイプ
１３    スペーサ
１４    ホース
１４ａ  小径部
【図１】
2018025165.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018025165.tif 000005
【図４】
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