(57)【要約】【課題】フランジや配管の配置の自由度を高めつつ、フランジを締結するための工具軸線を確保する。【解決手段】互いの中心線C0を一致させて第一フランジ１Ａ及び第二フランジ１Ｂを複数の締結具５によって締結する締結構造であり、複数の締結孔１３と複数の締結座面１４Ａとを備える。複数の締結孔１３は、中心線C0に対して傾斜して貫設される。複数の締結座面１４Ａは、締結具５の締め付け側に位置する第一フランジ１Ａにおいて締結面１１Ａと逆側の端面１２Ａ上に設けられ、各々の締結孔１３の中心軸CL，CRと直交するとともに端面１２Ａに対して外方を向くように傾斜している。また、複数の締結孔１３の各中心軸CL，CRは、中心線C0に対する傾斜角度θHL，θHRが複数の締結具５の締結力FL，FRにおける、中心線C0に対する直交方向のうち第一方向の成分FHL，FHRを相殺する角度に設定されている。【選択図】図１
2018044563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの中心線を一致させた状態で第一フランジ及び第二フランジを複数の締結具によって締結する締結構造であって、
前記中心線に対して傾斜して貫設された複数の締結孔と、
前記締結具の締め付け側に位置する前記第一フランジにおいて締結面と逆側の端面上に設けられ、各々の前記締結孔の中心軸と直交するとともに前記端面に対して外方を向くように傾斜した複数の締結座面と、を備え、
前記複数の締結孔の各中心軸は、前記中心線に対する傾斜角度が、前記複数の締結具の締結力における、前記中心線に対する直交方向のうち第一方向の成分を相殺する角度に設定された
ことを特徴とする、締結構造。
【請求項２】
前記複数の締結具の前記締結力における、前記直交方向のうち前記第一方向と直交する第二方向の成分を打ち消す打消し構造を備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の締結構造。
【請求項３】
前記打消し構造は、前記第二フランジの前記第二方向の一端部において締結面から突設された爪部と、前記第一フランジにおける前記第二方向の前記一端部に形成されるとともに前記爪部が引っ掛かる係合部とから構成された
ことを特徴とする、請求項２記載の締結構造。
【請求項４】
前記第一フランジにおける前記第二方向の他端部には、前記第二フランジに形成された前記爪部と同一形状の爪部が設けられ、前記第二フランジにおける前記第二方向の前記他端部には、前記第一フランジに形成された前記係合部と同一形状の係合部が設けられるとともに、
前記第一フランジ及び前記第二フランジが、前記中心線回りに互いに１８０度ずれて締結された
ことを特徴とする、請求項３記載の締結構造。
【請求項５】
前記複数の締結孔は、前記中心線に対する前記第二方向への傾斜角度が互いに同一であり、
前記打消し構造は、前記第一フランジの前記締結面が前記第一方向の軸回りに傾斜するとともに、その法線方向の前記中心線に対する傾きが前記複数の締結孔の前記第二方向への傾斜角度と一致するように形成されることで構成された
ことを特徴とする、請求項２記載の締結構造。
【請求項６】
前記複数の締結具の締結時における前記フランジのずれを規制する係止構造を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の締結構造。
【請求項７】
前記第一フランジ及び前記第二フランジのうち、少なくとも一方の締結面に突設された凸部と、少なくとも他方の締結面に形成されて前記凸部が嵌合する嵌合部とから前記係止構造が構成された
ことを特徴とする、請求項６記載の締結構造。
【請求項８】
前記第一フランジ及び前記第二フランジのうちの一方が他方よりも一回り大きな外形状に形成されるとともに、大きい方の前記フランジの締結面に小さい方の前記フランジが嵌まる凹部が形成されることで前記係止構造が構成された
ことを特徴とする、請求項６又は７記載の締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つのフランジを複数の締結具によって締結する締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気管の端部やシリンダヘッド側壁の開口部などに設けられたフランジ同士を締結することで、シリンダヘッドと排気管とを接続したり排気管同士を連結したりする構造が知られている。一般的に、フランジ同士を締結する複数の締結具（例えばボルト及びナット）の各中心線は、フランジの締結面（合わせ面）に対して直交方向とされる。これは、締結具による締結力（応力）の分散を防ぎ、締結したフランジのずれを回避するためである。なお、締結具の中心線を排気管軸に対して傾けて設ける構成は従来から知られている。例えば、排気管軸に対してフランジの締結面を傾斜させることで、上下流の排気管の間の相対的な並進変位を吸収するようにした構造が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フランジの周囲に配置される部品や装置との位置関係によっては、締結具を締め付ける工具がフランジ近傍の部品や装置と干渉してしまい、作業性が悪い場合や工具軸線の確保が困難な場合がある。例えば、浄化装置が取り付けられた下流側の排気管を上流側の排気管に接続する場合、排気管の外径よりも浄化装置の外径が大きいことから、締結具の延長線上に浄化装置が位置し、工具軸線を確保できないことがある。
【０００５】
一方で、工具軸線を確保しようとすると、フランジや配管の位置が制約され、配置の自由度が低くなるという課題がある。また、フランジを大きくし、締結具の位置を配管の外周面から離すことで工具軸線を確保することも考えられるが、重量増という別の課題が生じることになる。なお、これらの課題は排気系の配管接続にかかわらず、フランジを用いた締結構造において共通の課題である。
【０００６】
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、フランジや配管の配置の自由度を高めつつ、フランジを締結するための工具軸線を確保した締結構造を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）ここで開示する締結構造は、互いの中心線を一致させた状態で第一フランジ及び第二フランジを複数の締結具によって締結する締結構造であって、前記中心線に対して傾斜して貫設された複数の締結孔と、前記締結具の締め付け側に位置する前記第一フランジにおいて締結面と逆側の端面上に設けられ、各々の前記締結孔の中心軸と直交するとともに前記端面に対して外方を向くように傾斜した複数の締結座面と、を備え、前記複数の締結孔の各中心軸は、前記中心線に対する傾斜角度が、前記複数の締結具の締結力における、前記中心線に対する直交方向のうち第一方向の成分を相殺する角度に設定されている。
【０００８】
（２）前記複数の締結具の前記締結力における、前記直交方向のうち前記第一方向と直交する第二方向の成分を打ち消す打消し構造を備えていることが好ましい。前記打消し構造は、前記締結孔の中心軸が傾斜していることで発生する締結力の第二方向の成分（すなわち、前記フランジの前記締結面をずらす方向に作用するずれ力）と逆向きの力を発生させるものであることが好ましい。
【０００９】
（３）前記打消し構造は、前記第二フランジの前記第二方向の一端部において締結面から突設された爪部と、前記第一フランジにおける前記第二方向の前記一端部に形成されるとともに前記爪部が引っ掛かる係合部とから構成されていることが好ましい。
（４）前記第一フランジにおける前記第二方向の他端部には、前記第二フランジに形成された前記爪部と同一形状の爪部が設けられ、前記第二フランジにおける前記第二方向の前記他端部には、前記第一フランジに形成された前記係合部と同一形状の係合部が設けられるとともに、前記第一フランジ及び前記第二フランジが、前記中心線回りに互いに180度ずれて締結されていることが好ましい。
【００１０】
（５）前記複数の締結孔は、前記中心線に対する前記第二方向への傾斜角度が互いに同一であることが好ましい。この場合、前記打消し構造は、前記第一フランジの前記締結面が、前記第一方向の軸回りに傾斜して形成されることで構成され、前記第一フランジの前記締結面は、その法線方向の前記中心線に対する傾きが前記複数の締結孔の前記第二方向への傾斜角度と一致することが好ましい。
【００１１】
（６）前記複数の締結具の締結時における前記フランジのずれを規制する係止構造を備えていることが好ましい。
（７）前記第一フランジ及び前記第二フランジのうち、少なくとも一方の締結面に突設された凸部と、少なくとも他方の締結面に形成されて前記凸部が嵌合する嵌合部とから前記係止構造が構成されていることが好ましい。
（８）前記第一フランジ及び前記第二フランジのうちの一方が他方よりも一回り大きな外形状に形成されるとともに、大きい方の前記フランジの締結面に小さい方の前記フランジが嵌まる凹部が形成されることで前記係止構造が構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
フランジに対して複数の締結具を斜め外方から締め付けることができるため、工具軸線を確保しやすくすることができる。これにより、フランジや配管の配置の自由度を高めることができるとともに、取付作業性を向上させることができる。また、締結孔の中心軸を傾けることで締結力が分散されてしまうが、複数の締結孔の各中心軸が締結力の第一方向成分を相殺する角度に設定されているため、二つのフランジを締結したのちの締結具の緩みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る締結構造が適用された排気管を例示する模式図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は図１（ａ）のＲ部におけるフランジを拡大した断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＬ部におけるフランジを拡大した断面図である。
【図２】図１（ａ）に示す排気管の左側面図である。
【図３】締結力の分散を説明するための模式図である。
【図４】実施形態に係る締結構造によって締結される二つのフランジを合わせた状態で例示する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図である。
【図５】図４の一つのフランジを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】打消し構造の変形例を示す排気管の模式的な左側面図である。
【図７】第一の係止構造を備えた締結構造が適用された排気管を示す模式的な上面図である。
【図８】第二の係止構造を備えた締結構造が適用された排気管を示す模式的な上面図である。
【図９】第三の係止構造を備えた締結構造が適用された排気管を示す模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照して、実施形態としての締結構造について説明する。以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１５】
［１．装置構成］
本実施形態の締結構造は、互いの中心線を一致させた状態で二つのフランジを複数の締結具によって締結する構造である。本実施形態では、車載エンジンの排気が流通する排気管２（配管）に設けられたフランジ１に本締結構造が適用される場合を例示する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の締結構造によって二つのフランジ１同士が締結された排気管２の模式図であり、図２は図１（ａ）の排気管２の左側面図である。
【００１６】
排気管２は、排気流の下流側に位置する下流管２Ａと上流側に位置する上流管２Ｂとが組み合わされたものである。なお、本実施形態の排気管２は、一定の外径を有する円筒管であり、排気流が車両の前方から後方に向かって流れるような姿勢で車両に搭載される。下流管２Ａの途中には排気浄化装置３が介装される。排気浄化装置３のケーシングは円筒状であり、その外径は下流管２Ａ（排気管２）よりも大きい。
【００１７】
二つのフランジ１は互いに同一の外形状を有する中空に形成され、下流管２Ａ，上流管２Ｂのそれぞれと一体化される。フランジ１の外形状は排気管２の外径よりも大きく、例えば円形，楕円形，矩形などに形成される。なお、フランジ１はその略中央に円形状の開口部１０を有する。以下、二つのフランジ１を区別する場合には、下流管２Ａ（配管）の上端部に設けられるフランジ１を第一フランジ１Ａと呼び、上流管２Ｂの下端部に設けられるフランジ１を第二フランジ１Ｂと呼ぶ。第一フランジ１Ａ，第二フランジ１Ｂは下流管２Ａ，上流管２Ｂのそれぞれに対し後付けされるものであってもよいし、一体に成形されるものであってもよい。なお、第一フランジ１Ａ，第二フランジＢのそれぞれが有する要素を区別する場合、前者の要素を示す符号には数字の後にＡを付し、後者の要素を示す符号には数字の後にＢを付す。
【００１８】
本実施形態のフランジ１Ａ，１Ｂは、開口部１０Ａ，１０Ｂの中心点を通り内筒面に平行な直線（以下「中心線C0」という）が一致した状態で、車両前後方向に延びる姿勢で配置される。また、本実施形態のフランジ１Ａ，１Ｂは、各締結面１１Ａ，１１Ｂ及び各端面１２Ａ，１２Ｂがいずれも中心線C0に対して直交する平面として設けられる。なお、締結面１１Ａ，１１Ｂは、フランジ１Ａ，１Ｂが締結されるときに互いに密着する面であり、端面１２Ａ，１２Ｂは各締結面１１Ａ，１１Ｂと逆側の面である。すなわち、締結面１１Ａの法線と端面１２Ａの法線とは互いに逆を向き、締結面１１Ｂの法線と端面１２Ｂの法線とは互いに逆を向く。
【００１９】
フランジ１には複数の締結孔１３が貫設される。本実施形態のフランジ１には、二つの締結孔１３が排気管２を左右から挟むように設けられる。排気管２の左右に位置する各締結孔１３には、ボルト５（締結具）が挿通される。各締結孔１３は、第一フランジ１Ａに貫設された第一孔部１３Ａと第二フランジ１Ｂに貫設された第二孔部１３Ｂとから構成された貫通孔である。これらの孔部１３Ａ，１３Ｂは、二つのフランジ１Ａ，１Ｂの各締結面１１Ａ，１１Ｂが合わせられた状態（以下「当接状態」という）で同軸上に位置するように設けられる。
【００２０】
本実施形態では、各ボルト５が締結孔１３に対し第一フランジ１Ａ側から差し込まれ、第二フランジ１Ｂの端面１２Ｂから突出したボルト５の端部にナット６（締結具）が装着される。フランジ１Ａ，１Ｂは、例えば図１（ａ）中に破線で示す工具４によってボルト５とナット６とが締め付け固定されることで締結される。すなわち、第一フランジ１Ａはボルト５の締め付け側（工具４がアクセルする側）に位置するフランジであり、第二フランジ１Ｂはボルト５の端部側に位置するフランジである。なお、フランジ１Ａ，１Ｂの締結面１１Ａ，１１Ｂの間にはガスケット（図示略）が挟み込まれる。
【００２１】
フランジ１Ａ，１Ｂの端面１２Ａ，１２Ｂ上には、ボルト５の座面が接触する締結座面１４Ａとナット６の座面が接触する締結座面１４Ｂとがそれぞれ設けられる。第一フランジ１Ａに設けられる左右の締結座面１４Ａは、左右の締結孔１３の各中心軸CL，CRと直交する平面として設けられる。同様に、第二フランジ１Ｂに設けられる左右の締結座面１４Ｂは、左右の締結孔１３の各中心軸CL，CRと直交する平面として設けられる。なお、本実施形態の締結座面１４Ａ，１４Ｂは端面１２Ａ，１２Ｂ上に凹設されているが、これらが凸設されていてもよい。
【００２２】
ところで、図１（ａ）に示すように、フランジ１の近傍に排気管２よりも外径の大きな排気浄化装置３が配置される場合、フランジ１Ａ，１Ｂの締結作業時に工具４が排気浄化装置３と干渉し、工具軸線を適切に確保できない場合がある。また、工具軸線を確保できたとしても作業スペースが狭くなって作業効率が低下する場合がある。
【００２３】
そこで本締結構造では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の締結孔１３がフランジ１の中心線C0に対して傾斜して設けられるとともに、複数の締結座面１４Ａが端面１２Ａに対して外方を向くように傾斜して設けられる。すなわち、ボルト５の挿入口となる締結孔１３の一端が、ボルト５の出口となる締結孔１３の他端よりも径方向外側に位置するように、締結孔１３が中心線C0に対して傾いている。この中心線C0に対する各締結孔１３の傾斜角度は、ボルト５及びナット６の締結力における、フランジ１の中心線C0に対する直交方向のうち第一方向の成分を相殺する角度に設定される。本実施形態の第一方向は、水平方向とされる。
【００２４】
本実施形態のフランジ１には、排気管２を挟んで左右それぞれに締結孔１３が設けられることから、各締結孔１３は、水平方向への傾斜角度（水平傾斜角度）の絶対値が同一となるように形成される。すなわち図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、フランジ１の中心線C0と右側の締結孔１３の中心軸CRとで形成される水平傾斜角度θHRと、フランジ１の中心線C0と左側の締結孔１３の中心軸CＬとで形成される水平傾斜角度θHLとが同一とされる。これにより、図１（ａ）中に黒矢印で示すように、右側の締結力FRの水平方向成分FHR（第一方向の成分）と左側の締結力FLの水平方向成分FHL（第一方向の成分）とが同じ大きさで逆向きとなることから、互いに相殺される。
【００２５】
また、図２に示すように、本実施形態の締結孔１３は、フランジ１の中心線C0に対する直交方向のうち水平方向（第一方向）と直交する第二方向にも傾斜している。本実施形態の第二方向は上下方向である。すなわち、第一フランジ１Ａの締結座面１４Ａは、端面１２Ａに対して下方にも向くように傾斜している。なお、複数の締結孔１３は、フランジ１の中心線C0に対する上下方向への傾斜角度θV（上下傾斜角度）が互いに同一とされる。これらの締結孔１３にボルト５が挿通されて締結されると、図２中に黒矢印で示すように、左側の締結力FLの上下方向成分FVL（第二方向の成分）が生じるとともに、右側の締結力FRの上下方向成分（第二方向の成分，図示略）が生じる。これらの成分は同じ方向（上方）を向くことから、互いに相殺されない。
【００２６】
そこで本締結構造は、複数のボルト５及びナット６の締結力における上下方向（第二方向）の成分を打ち消す打消し構造を備えている。図１（ａ）及び図２に示す例では、第二フランジ１Ｂの上部（第二方向の一端部）において締結面１１Ｂから突設された爪部２０と、第一フランジ１Ａの上部（第二方向の一端部）に形成されるとともに爪部２０が引っ掛かる係合部３０とによって打消し構造が構成される。
【００２７】
係合部３０は、当接状態で爪部２０が係合する位置及び大きさとなるように、第一フランジ１Ａの上端面を切り欠いて形成される。爪部２０は、締結面１１Ｂから離れるほど下降するように傾斜した下面２１を有する。切り欠かれた係合部３０の底面（上方を向く面）は、爪部２０の下面２１と面接触する。すなわち、係合部３０の底面も、爪部２０の下面２１と同様に傾斜して設けられる。爪部２０に作用する力の関係について、図３を用いて説明する。
【００２８】
図３の左側に示すように、爪部２０の下面２１には、左右の締結力FL，FRの各上下方向成分を合わせた力FVが上方に向かって作用する。この力FVは、下面２１に対して垂直な成分FV1と平行な成分FV2とに分解されるが、垂直な成分FV1は下面２１からの反力によって打ち消されるため無視できる。一方、平行な成分FV2は打ち消されず、図３の右側に示すように、上下方向成分FV21と水平方向成分FV22とを合成した力として残る。この平行な成分FV2の上下方向成分FV21は、係合部３０を爪部２０に対して押す力として作用し、水平方向成分FV22は、フランジ１の締結力の一部として作用する。つまり、爪部２０の下面２１を傾斜させるとともに係合部３０の底面も同様に傾斜させることで、締結力の上下方向成分（上向きの応力）の一部を、フランジ１の締結方向の力に変換することができる。
【００２９】
フランジ１の中心線C0に対する下面２１の傾斜角度θE（上下傾斜角度）は、45度以下に設定することが好ましい。下面２１の傾斜角度θEが大きくなるほど爪部２０にはたらく上下方向の力（図３中の成分FV21）は大きくなる。また、締結力の上下方向成分FVのうちフランジ１の締結方向に変換される力（図３中の成分FV22）は、下面２１の傾斜角度θEが0度から45度に近づくにつれて大きくなり、45度から90度に近づくにつれて小さくなる。よって、下面２１の傾斜角度θEを45度以下に設定することで、爪部２０にはたらく上下方向の力を抑え爪部２０の破損を防止すると共に、締結力の上下方向成分のうちフランジ１の締結方向に変換される力を大きくし、フランジ１の締結力を十分に確保することができる。
【００３０】
ここで、図４〜図５を用いて、フランジ１Ａ，１Ｂの具体的な構成の一例を示す。本例のフランジ１Ａ，１Ｂは、締結孔１３及び締結座面１４を除いた外形状が互いに同一であり、爪部２０及び係合部３０からなる打消し構造を有している。なお、図５（ａ）及び（ｂ）は第二フランジ１Ｂの斜視図及び断面図であり、第一フランジ１Ａもこれと同一の外形状に形成される。図４（ａ）は、図５（ａ）に示す第二フランジ１Ｂに対し、第一フランジ１Ａを中心線C0回りに180度回転させて当接状態とした斜視図であり、図４（ｂ）及び（ｃ）は当接状態のフランジ１の左側面図及び上面図である。なお、フランジ１Ａ，１Ｂは図４（ａ）に示す向きで、例えば配管（図示略）と一体化される。
【００３１】
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、フランジ１Ａ，１Ｂは、その中央に開口部１０Ａ，１０Ｂを有する略ひし形状であり、中心線C0を通る鉛直面に対して面対称形状に形成される。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、フランジ１Ａ，１Ｂは、開口部１０Ａ，１０Ｂの左右に一つずつ配置された締結孔１３と、端面１２Ａ，１２Ｂに凹設された締結座面１４Ａ，１４Ｂとを有する。左右の締結孔１３の中心軸CＬ，CRは、フランジ１の中心線C0に対して水平方向（第一方向）に傾斜して設けられるとともに上下方向（第二方向）にも傾斜して設けられる。締結孔１３の中心軸CＬ，CRの水平傾斜角度は、上述したように締結力の水平方向成分を互いに相殺する角度とされる。また、本例では、締結孔１３の中心軸CＬ，CRの上下傾斜角度は同一とされる。
【００３２】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二フランジ１Ｂの上端部には、締結面１１Ｂから突出した爪部２０Ｂが設けられる。爪部２０Ｂの上面は、第二フランジ１Ｂの上端面と同一面をなすように曲面状に形成される。また、爪部２０Ｂの下面２１Ｂは、締結面１１Ｂを正面から見たときに（すなわち正面視で）爪部２０Ｂの上面と略同一の曲率を有する曲面状に形成され、かつ、突出方向に下降傾斜して設けられる。この下面２１Ｂの傾斜角度θEは45度以下とされる。なお、第一フランジ１Ａには、この爪部２０Ｂと同一形状の爪部２０Ａがその下端部に設けられる。すなわち、第一フランジ１Ａの爪部２０Ａは、突出方向に上昇傾斜した曲面状の上面２１Ａを有する。
【００３３】
第二フランジ１Ｂの下端部には、第一フランジ１Ａの爪部２０Ａが引っ掛かる係合部３０Ｂが形成される。係合部３０Ｂは、第二フランジ１Ｂを厚み方向に貫通しており、正面視で爪部２０Ａと同一形状の空間を形成するように第二フランジ１Ｂの下端部に凹設される。なお、第一フランジ１Ａには、この係合部３０Ｂと同一形状の係合部３０Ａがその上端部に設けられる。すなわち、第一フランジ１Ａの係合部３０Ａは、第二フランジ１Ｂの爪部２０Ｂが係合するように、第一フランジ１Ａの上端部に凹設される。フランジ１Ａ，１Ｂの爪部２０Ａと係合部３０Ｂとの係合状態、及び、爪部２０Ｂと係合部３０Ａと係合状態を、図４（ａ）中に二点鎖線で示す。図４（ａ）に示すように、互いに同一形状のフランジ１Ａ，１Ｂを中心線C0回りに180度ずらして当接状態とすることで、二つのフランジ１Ａ，１Ｂの一方が他方の動きを規制するという巴状態となり、フランジ１Ａ，１Ｂの当接状態が安定する。
【００３４】
［２．作用，効果］
（１）上述した締結構造では、複数の締結孔１３がフランジ１の中心線C0に対して傾斜して設けられるとともに、複数の締結座面１４Ａが端面１２Ａに対して外方を向くように傾斜して設けられることから、フランジ１に対して複数の締結具（本実施形態ではボルト５）を斜め外方から取り付けることができる。すなわち、工具軸線を確保しやすくすることができるため、フランジ１や排気管２の配置の自由度を高めることができる。さらに、取付作業性を向上させることもできる。
【００３５】
また、締結孔１３の中心軸CL，CRを傾けることで締結具による締結力が分散されてしまうが、複数の締結孔１３の各中心軸CL，CRが締結力における水平方向（第一方向）の成分を相殺する角度に設定されているため、二つのフランジ１Ａ，１Ｂを締結したのちの締結具の緩みを抑制することができる。なお、上述した締結構造では、フランジ１Ａ，１Ｂの締結面１１Ａ，１１Ｂの形状を変更する必要がないことから、既存のガスケットを共用することができ、コストの増大を回避することができる。
【００３６】
（２）上述した締結構造によれば、締結力における上下方向（第二方向）の成分を打ち消す打消し構造を有するため、フランジ１Ａ，１Ｂを締結したのちの締結具の緩みをさらに抑制することができる。
（３）また、上述したように、打消し構造が爪部２０と係合部３０とから構成される場合には、締結力の上下方向成分の一部をフランジ１Ａ，１Ｂの締結方向の力に変換することができるため、フランジ１Ａ，１Ｂの締結力を十分に確保することができる。
【００３７】
（４）さらに、図４〜図５に示すように、フランジ１Ａ，１Ｂの上部及び下部の両方に爪部２０及び係合部３０が設けられる場合には、二つのフランジ１Ａ，１Ｂの一方が他方の動きを規制し、他方が一方の動きを規制するという巴状態にすることができる。これにより、締結具の緩みを確実に防止しつつ、締結したフランジ１Ａ，１Ｂの安定性を向上させることができる。なお、図４〜図５に示すように、二つのフランジ１Ａ，１Ｂが、締結孔１３及び締結座面１４を除いた外形状が同一の場合には、一つの型を用いてフランジ１Ａ，１Ｂの外形状を成形することができるため、製造コストの抑制に繋がる。
【００３８】
［３．変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
［３−１．打消し構造の変形例］
図６は、複数の締結具の締結力における上下方向（第二方向）の成分を打ち消す打消し構造の変形例を示す側面図（図２に対応する図）である。
【００３９】
本変形例では、第一フランジ１Ａの締結面１１Ａが水平方向（第一方向）の軸回りに傾斜するとともに、その法線方向の中心線C0に対する傾きが締結孔１３の上下方向（第二方向）への傾斜角度θVと一致するように形成されることで打消し構造が構成される。すなわち、締結面１１Ａは、斜め上方を向くように後傾して形成されており、その法線方向の傾斜角度θS（上下傾斜角度）は、複数の締結孔１３の上下方向への傾斜角度θV（上下傾斜角度）と同一とされる。なお、第二フランジ１Ｂの締結面１１Ｂは、当接状態で第一フランジ１Ａの締結面１１Ａと密着するように、締結面１１Ａと同一の傾斜角度で斜め下方を向くように前傾して形成される。
【００４０】
このような構成であれば、締結力の上下方向成分（応力）を発生させることがないので、フランジ１Ａ，１Ｂを締結したのちの締結具の緩みを抑制することができる。
なお、複数の締結孔１３の各中心軸CL，CRが水平方向に延びており、フランジ１の中心線C0に対して上下方向に傾斜していない場合には、締結力の上下方向成分は生じないため、上述した実施形態及び本変形例の打消し構造を設ける必要はない。また、締結孔１３の上下傾斜角度θVが小さい場合には、打消し構造を省略してもよい。
【００４１】
［３−２．係止構造］
図７〜図９は、複数の締結具の締結時におけるフランジ１Ａ，１Ｂのずれを規制する係止構造を備えた締結構造を例示した上面図である。例えば二つのボルト５及びナット６を締め付け固定する場合、本締結構造では締結孔１３の中心軸線が水平方向において傾いていることから、図７に示すように片方のボルト５及びナット６だけを締め付けた状態では、締結力FLの水平方向成分FHLが相殺されず、フランジ１Ａ，１Ｂをずらす方向に力が作用してしまう。図７〜図９に示す係止構造は、締結作業時におけるフランジ１Ａ，１Ｂの当接状態を維持するためのものである。なお、図７〜図９では打消し構造を省略しているが、打消し構造と係止構造とを共に備えた締結構造としてもよい。
【００４２】
図７に示す例では、二つのフランジ１Ａ，１Ｂのうち、一方の締結面１１Ｂに突設された突起４１（凸部）と、他方の締結面１１Ａに凹設された溝４２（嵌合部）とによって係止構造が構成される。突起４１は、例えばフランジ１Ｂの開口部１０Ｂの周囲（締結面１１Ｂ）に複数配置される。溝４２は突起４１が嵌合する部分であり、突起４１に対応する位置に配置される。なお、図７に示すように、突起４１及び溝４２がテーパ状に形成されていてもよい。
【００４３】
このような構成の係止構造を備えていれば、突起４１を溝４２に嵌め込むだけでフランジ１Ａ，１Ｂのずれを規制できるため、作業性を向上させることができる。なお、突起４１は二つのフランジ１Ａ，１Ｂの少なくとも一方に設けられていればよく、溝４２は二つのフランジ１Ａ，１Ｂの少なくとも他方に設けられていればよい。すなわち、二つのフランジ１Ａ，１Ｂの両方に、突起４１及び溝４２が設けられていてもよい。
【００４４】
図８に示す例では、二つのフランジ１Ａ，１Ｂのうち、一方の締結面１１Ａに突設されたピン４３（凸部）と、他方の締結面１１Ｂに貫設されたピン孔４４（嵌合部）とによって係止構造が構成される。ピン４３は、フランジ１Ａの開口部１０Ａの周囲（締結面１１Ａ）に少なくとも一つ配置される。ピン孔４４はピン４３が嵌合する部分であり、ピン４３に対応する位置に配置される。なお、図８に示すように、ピン４３及びピン孔４４がテーパ状に形成されていてもよい。このような構成の係止構造を備えていても、ピン４３とピン孔４４とを嵌め合わせるだけでフランジ１Ａ，１Ｂのずれを規制できるため、作業性を向上させることができる。なお、図７の例と同様に、二つのフランジ１Ａ，１Ｂの両方に、ピン４３及びピン孔４４が設けられていてもよい。
【００４５】
図９に示す例では、二つのフランジ１Ａ，１Ｂのうちの一方が他方よりも一回り大きな外形状に形成されるとともに、大きい方のフランジ（図９では第一フランジ１Ａ）の締結面１１Ａに小さい方のフランジ（図９では第二フランジ１Ｂ）が嵌まる凹部４６が形成されることにより係止構造が構成される。つまり、二つのフランジのうち一方が他方を包含するような外形状に形成されている。小さい方のフランジ１Ｂは、その外周面における締結面１１Ｂ側の端部に形成されたテーパ部４５を有する。
【００４６】
このような構成の係止構造を備えていても、一方のフランジ１Ｂを他方のフランジ１Ａの凹部４６に嵌め込むだけでフランジ１Ａ，１Ｂのずれを規制できるため、作業性を向上させることができる。また、突起４１やピン４３によって締結力の分力（応力）を受ける（負担する）場合と比べて一部分に応力集中することがないので、締結中のフランジ１Ａ，１Ｂの安定性を向上させることができる。なお、フランジ１Ａ，１Ｂの大小関係は図８に示すものと逆であってもよい。また、図７又は図８に示す係止構造と図９に示す係止構造とを組み合わせてもよい。
【００４７】
［３−３．その他］
図４〜図５に示すフランジ１Ａ，１Ｂのように、係合部３０がフランジ１Ａ，１Ｂの端面を切り欠いて形成される場合、係合部３０の切欠き幅と爪部２０の幅とを同程度にすることで、片方のボルト５及びナット６だけを締め付けた状態で発生する水平方向の力を、爪部２０と係合部３０とによって抑えることができる。つまり、打消し構造と係止構造とを兼ね備えた構造とすることができる。
【００４８】
上述した実施形態及び各変形例では、フランジ１に二つの締結孔１３が形成される場合を例示したが、締結孔１３の個数は三つ以上であってもよい。この場合であっても、各締結孔１３の中心軸が、フランジ１の中心線C0に対して締結力の水平方向成分を相殺する傾斜角度に設定されていればよい。また、上述した実施形態では、締結孔１３に挿通したボルト５をナット６に対して締め付ける場合を例示したが、反対に、第二フランジ１Ｂ側から締結孔１３に挿通しておいたボルト５に対して、第一フランジ１Ａ側からナット６を締め付けてもよい。すなわち、第一フランジ１Ａに対して締め付ける締結具はボルト５に限られない。なお、締結具はボルト５及びナット６に限られず、リベットや螺子等であってもよい。この場合、第二フランジ１Ｂの締結座面１４Ｂは省略してもよい。
【００４９】
上述した実施形態では、係合部３０が端面を切り欠いて形成され、この切り欠かれた部分に爪部２０が引っ掛かる打消し構造を例示したが、爪部２０及び係合部３０の具体的な形状は上述したものに限られない。少なくとも、第二フランジ１Ｂの締結面１１Ｂに突設された爪部２０が引っ掛かる係合部３０が、第一フランジ１Ａに設けられていればよい。
また、上述した実施形態及び各変形例では、中心線C0に対する直交方向のうち水平方向を第一方向としたが、第一方向が水平方向以外の方向であってもよい。また、第二方向は、中心線C0に対する直交方向のうち第一方向と直交する方向であればよい。
【００５０】
上述した締結構造は、排気管２の下流管２Ａ，上流管２Ｂの各端部に設けられたフランジ１Ａ，１Ｂ以外にも適用可能である。例えば、エキゾーストマニホールドの出口に設けられたフランジと排気管の端部に設けられたフランジとの締結部分に本締結構造を適用してもよい。また、エキゾーストマニホールドとシリンダヘッドとが一体ものである場合には、シリンダヘッドの壁部に設けられた排気出口を囲むフランジと排気管の端部に設けられたフランジとの締結部分に本締結構造を適用してもよい。この場合、排気管のフランジを、締結具の差し込み側に位置するフランジとすればよい。なお、フランジが設けられる配管は排気管に限られない。
【符号の説明】
【００５１】
１  フランジ
１Ａ  第一フランジ
１Ｂ  第二フランジ
２  排気管
２Ａ  下流管
２Ｂ  上流管
５  ボルト（締結具）
６  ナット（締結具）
１１，１１Ａ，１１Ｂ  締結面
１２，１２Ａ，１２Ｂ  端面
１３  締結孔
１４Ａ，１４Ｂ  締結座面
２０，２０Ａ，２０Ｂ  爪部
３０，３０Ａ，３０Ｂ  係合部
４１  突起（凸部）
４２  溝（嵌合部）
４３  ピン（凸部）
４４  ピン孔（嵌合部）
４６  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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