(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができるとともに、クランプによりフランジの押しつける力を向上させて十分なシール性能を確保することができる排気管の接続構造を提供する。【解決手段】第１の排気管と第２の排気管とをその継手部分で接続する排気管の接続構造は、第１の排気管のフランジ部と第２の排気管のフランジ部とを結合することにより、継手部分で外方に向けてテーパ角度θ１で傾斜するテーパ面部４０が形成されるよう外方に突出する結合フランジ部４と、内方に開放されるとともに結合フランジ部４に嵌まるようテーパ角度θ２をなすテーパ面５０ａが形成されたテーパ溝５０を有し、結合フランジ部４に外方から係合することにより結合フランジ部４を軸方向に締めつけ、第１の排気管および第２の排気管を接続するクランプ３と、を備え、テーパ角度θ２がテーパ角度θ１より小さくなるよう構成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記第１の排気管と前記第２の排気管とをその継手部分で接続する排気管の接続構造において、
前記第１の排気管の端部に形成された第１のフランジと前記第２の排気管の端部に形成された第２のフランジとを結合することにより、前記継手部分で外方に向けて第１のテーパ面が形成されるよう前記外方に突出する結合フランジ部と、
内方に開放されるとともに前記結合フランジ部に嵌まる第２のテーパ面が形成され、前記結合フランジ部に外方から係合することにより、前記第１の排気管および前記第２の排気管を接続するクランプ部と、を備え、
前記クランプ部に形成される第２のテーパ面をなす角度θ２は、前記結合フランジ部に形成される第１のテーパ面をなす角度θ１より小さくなるように構成された排気管の接続構造。
【請求項２】
前記クランプ部は、前記外方に向けて延出させた突出片部と、前記クランプ部の締めつけ時に前記突出片部の近傍で前記結合フランジ部から離隔する離隔部とを有することを特徴とする請求項１に記載の排気管の接続構造。
【請求項３】
前記クランプ部は、前記第２のテーパ面が形成されたテーパ溝を有し、
前記結合フランジ部は、前記クランプ部の締めつけ時に、前記テーパ溝の底部との間に所定の隙間が形成されるよう成形された外周縁部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排気管の接続構造。
【請求項４】
前記クランプ部は、両端部に補強用フランジが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１の請求項に記載の排気管の接続構造。
【請求項５】
前記クランプ部は、前記突出片部に軸方向と直交する直交方向に前記クランプ部を締めつけることにより前記結合フランジ部を前記軸方向に締めつける締結部を設けたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１の請求項に記載の排気管の接続構造。
【請求項６】
前記クランプ部は、第１のクランプと第２のクランプとに分割された分割クランプで構成され、
前記第１のクランプおよび前記第２のクランプは、それぞれ両端に前記突出片部を有することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１の請求項に記載の排気管の接続構造。
【請求項７】
前記クランプ部は、一方の突出片部に設けられた締結部が前記第２のクランプに形成された係止爪を前記第１のクランプに形成された係止穴に係止させることにより、前記第１のクランプと前記第２のクランプとを締結することを特徴とする請求項６に記載の排気管の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管の接続構造に関し、特に内燃機関の排気系に設けられる排気管を接続する接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の排気系に用いられている排気管の接続構造として、エンジン側パイプとマフラ側パイプの接合部分に各々のパイプに設けられたフランジの間にガスケットを挟みこんで、各フランジをボルトとナットで固定する排気管の接続構造がある。
【０００３】
このような、従来の排気管の接続構造にあっては、フランジを各パイプに全周溶接する必要があることに加えて、ボルトナットによる締結方向が軸方向であるために、締結作業スペースを確保しにくいという問題がある。このような問題を解消する排気管の接続構造として、排気管の継手部分において接続する第１のパイプおよび第２のパイプの端部に山形に対向する形状のフレア部を形成し、当該フレア部間にシールリングを介在させ、当該フレア部を覆う形状でテーパ溝を有する円周方向に２分割されたクランプによりフレア部をシールリングとともに締めつけてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、このような従来の排気管の接続構造に加えて、構造をシンプルにしてパイプの加工性や組立性を良くするとともに、ガスケットを不要にした排気管の接続構造も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この特許文献２に開示された排気管の接続構造は、一方の排気管端部をテーパ形状に広げ、相手側の排気管をこれに合わせてテーパにして端部から途中までふくらみを設け、その先は逆テーパ構造にして、これら両排気管をテーパ角に合わせて当接させ当該テーパ各に合わせたクランプとクランプボルトにより、接続部を締めつけ、ガスケットを使用することなしにテーパ部で接続部をシール可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１８９３８７号公報
【特許文献２】実開平６−５８１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の排気管の接続構造は、生産性を高めるためプレス加工されたクランプを用いた場合に、特にクランプとフランジとの間で円周方向の各位置で接触点のばらつきが生じ、締結力が十分ではないという問題があった。すなわち、プレス加工されたクランプは、切削品に比較して剛性が低く、形状の精度も低いのでボルト締めつけにより当該クランプを締めつけた場合に、クランプによるフランジを押しつける力が排気管の円周方向の各位置で均等にならないという問題があった。このため、例えば過酷な条件に晒される排気管等が振動や各部品の経年劣化その他の要因によりその姿勢が変化した場合に、クランプによるフランジを押しつける力が十分でない部分から排気漏れが生じる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、生産性を向上させることができるとともに、クランプによりフランジの押しつける力を向上させて十分なシール性能を確保することができる排気管の接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る排気管の接続構造は、上記目的達成のため、（１）前記第１の排気管と前記第２の排気管とをその継手部分で接続する排気管の接続構造において、前記第１の排気管の端部に形成された第１のフランジと前記第２の排気管の端部に形成された第２のフランジとを結合することにより、前記継手部分で外方に向けて第１のテーパ面が形成されるよう前記外方に突出する結合フランジ部と、内方に開放されるとともに前記結合フランジ部に嵌まる第２のテーパ面が形成され、前記結合フランジ部に外方から係合することにより、前記第１の排気管および前記第２の排気管を接続するクランプ部と、を備え、前記クランプ部に形成される第２のテーパ面をなす角度θ２は、前記結合フランジ部に形成される第１のテーパ面をなす角度θ１より小さくなるように構成されている。
【００１０】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部に形成される第２のテーパ面をなす角度θ２が、結合フランジ部に形成される第１のテーパ面をなす角度θ１より小さくなっているので、プレス加工によって生成されたクランプ部を用いた場合であっても、排気管の円周方向の各位置で結合フランジ部とクランプ部との接触点のばらつきを抑制することができる。このため、クランプ部の押しつけ力を結合フランジ部の円周方向の各位置で均一にすることができる。しかも、クランプ部により結合フランジ部を軸方向に締めつける力を従来品と比較して増大させることができる。この結果、本発明に係る排気管の接続構造は、排気管の姿勢が変化した場合等に対しても十分に耐えることができ、シール性能を従来品に比較して十分に確保することができる。
【００１１】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（１）に記載の排気管の接続構造において、（２）前記クランプ部は、前記外方に向けて延出させた突出片部と、前記クランプ部の締めつけ時に前記突出片部の近傍で前記結合フランジ部から離隔する離隔部とを有する構成である。
【００１２】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部がクランプ部の締めつけ時に突出片部の近傍で結合フランジ部から離隔する離隔部を有するので、クランプ部を締めつけた場合であっても、突出片部の近傍が結合フランジ部に局所的に接触することを防止することができる。すなわち、プレス加工により生成されたクランプ部を用いた場合、従来の切削加工や鍛造加工に比べてその剛性が低いことから、特に締めつけの荷重による応力が集中し易い突出片部の近傍が結合フランジ部側に変形することがある。この場合であっても、突出片部の近傍に結合フランジ部から離隔する離隔部を設けているので、突出片部の近傍が結合フランジ部に局所的に接触することを防止することができる。したがって、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部を締めつけた際に、従来のように突出片部の近傍で特に結合フランジ部への押しつけ力が強くなるといった不具合を解消することができる。その結果、従来と比較してクランプ部の結合フランジ部に対する円周方向における押しつけ力を均一化することができる。
【００１３】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（１）または（２）に記載の排気管の接続構造において、（３）前記クランプ部は、前記第２のテーパ面が形成されたテーパ溝を有し、前記結合フランジ部は、前記クランプ部の締めつけ時に、前記テーパ溝の底部との間に所定の隙間が形成されるよう成形された外周縁部を有する構成である。
【００１４】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、結合フランジ部がクランプ部の締めつけ時にテーパ溝の底部との間に所定の隙間が形成されるよう成形された外周縁部を有するので、クランプ部が結合フランジ部を締めつける際にテーパ溝の底部が結合フランジ部に当接してしまうことを防止することができる。したがって、クランプ部が結合フランジ部を締めつける力を確保することができる。
【００１５】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（１）ないし（３）に記載の排気管の接続構造において、（４）前記クランプ部は、両端部に補強用フランジが形成されている構成を有する。
【００１６】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部の両端部に補強用フランジが形成されているので、クランプ部の剛性を向上させることができる。このため、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部の変形を抑制することができ、シール性能を向上させて排気漏れを防止することができる。
【００１７】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（２）ないし（４）に記載の排気管の接続構造において、（５）前記クランプ部は、前記突出片部に軸方向と直交する直交方向に前記クランプ部を締めつけることにより前記結合フランジ部を前記軸方向に締めつける締結部を設けた構成を有する。
【００１８】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、クランプ部を軸方向と直交する直交方向に締めつけることにより結合フランジ部を締めつける構成であるので、例えばボルトなどの締結部材を介してクランプ部を締めつける場合、軸方向と平行にボルトを締めつける場合と比較して、作業スペースを確保することができる。この結果、作業性を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（２）ないし（５）に記載の排気管の接続構造において、（６）前記クランプ部は、第１のクランプと第２のクランプとに分割された分割クランプで構成され、前記第１のクランプおよび前記第２のクランプは、それぞれ両端に前記突出片部を有する構成である。
【００２０】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、分割された第１のクランプおよび第２のクランプがそれぞれ両端部に突出片部を有するので、分割タイプでないクランプと比較して、クランプ部の押しつけ力をより増大させることができるとともに、結合フランジ部の円周方向の各位置でのクランプ部の押しつけ力をさらに均一にすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る排気管の接続構造は、上記（６）に記載の排気管の接続構造において、（７）前記クランプ部は、一方の突出片部に設けられた締結部が前記第２のクランプに形成された係止爪を前記第１のクランプに形成された係止穴に係止させることにより、前記第１のクランプと前記第２のクランプとを締結する構成を有する。
【００２２】
この構成により、本発明に係る排気管の接続構造は、一方の突出片部に設けられた締結部が第２のクランプの係止爪を第１のクランプの係止穴に係止させることにより、第１のクランプと第２のクランプとを締結するので、例えば第１のクランプおよび第２のクランプを締結するためのボルト、ナットなどの締結部材の部品点数を低減することができるとともに、締結作業を行う箇所を減らすことができる。このため、部品コストおよび製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生産性を向上させることができるとともに、クランプによりフランジの押しつける力を向上させて十分なシール性能を確保することができる排気管の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る排気管の接続構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る排気管の接続構造を示す側面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る結合フランジ部およびクランプの拡大断面図である。
【図５】クランプの変形を説明する模式図であって、（ａ）は、従来型のクランプを示す図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係るクランプを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る排気管の接続構造を示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る排気管の接続構造について説明する。
【００２７】
本実施の形態においては、本発明に係る排気管の接続構造を、例えば車両に搭載される内燃機関の排気系における排気管同士の接続構造に適用した場合について説明する。この接続構造は、排気管同士の接続に限らず、例えば排気マニホールド、触媒コンバータなどの排気系部品と排気管との接続にも適用可能である。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、排気方向上流側に設けられた金属製の第１の排気管１と、第１の排気管１よりも排気方向下流側に設けられた金属製の第２の排気管２と、これら第１の排気管１および第２の排気管２の接続に用いられるクランプ３と、を含んで構成されている。図１中、矢印Ａは、排気方向を示す。本実施の形態に係るクランプ３は、本発明に係るクランプ部を構成する。
【００２９】
第１の排気管１の排気方向下流端には、径方向の外方に向けて突出する金属製のフランジ部１ａが設けられている。また、第２の排気管２の排気方向上流端には、第１の排気管１と同様、径方向の外方に向けて突出する金属製のフランジ部２ａが設けられている。本実施の形態に係るフランジ部１ａは、本発明に係る第１のフランジを構成し、フランジ部２ａは、本発明に係る第２のフランジを構成する。
【００３０】
第１の排気管１と第２の排気管２とは、それぞれに設けられた上記フランジ部１ａとフランジ部２ａとを突き合わせた状態、すなわち結合した状態で結合フランジ部４を形成するようになっている。この結合フランジ部４は、クランプ３によって外方から係合されることで排気方向と平行な軸方向に押しつけられる、すなわち締めつけられるようになっている。したがって、第１の排気管１と第２の排気管２とは、クランプ３によって結合フランジ部４が軸方向に所定の押しつけ力、すなわち締めつけ力で締めつけられることにより互いに接続されるようになっている。
【００３１】
次に、図２〜図５を参照して、結合フランジ部４およびクランプ３の詳細な構成について説明する。
【００３２】
図３に示すように、結合フランジ部４は、上述の通り、フランジ部１ａとフランジ部２ａとからなり、第１の排気管１と第２の排気管２とを接続する継手部分に設けられている。
【００３３】
フランジ部１ａは、第１の排気管１に全周溶接により固定され、後述するフランジ部２ａと対をなすようになっている。また、フランジ部１ａには、フランジ部２ａと接合する接合面１１が形成されるとともに、接合面１１と反対側の側面に軸方向に対して所定の角度で傾斜する片側テーパ面１２が形成されている。
【００３４】
フランジ部２ａは、第１の排気管１と同様、第２の排気管２に全周溶接により固定されている。フランジ部２ａには、フランジ部１ａの接合面１１と対向する接合面２１が形成されるとともに、接合面２１と反対側の側面に軸方向に対して所定の角度で傾斜する片側テーパ面２２が形成されている。そして、接合面２１には、後述するガスケット１０を保持するための保持溝２１ａが全周に亘って形成されている。
【００３５】
また、フランジ部１ａの接合面１１とフランジ部２ａの接合面２１との間には、環状に形成された金属製のガスケット１０が挟み込まれている。ガスケット１０は、結合フランジ部４がクランプ３により軸方向に締めつけられた際、フランジ部１ａとフランジ部２ａとの間で圧縮されることにより排気ガスを密閉するようになっている。
【００３６】
また、図４に示すように、フランジ部１ａとフランジ部２ａとは、互いの接合面１１、２１が突き合わされた状態で対となり、それぞれの片側テーパ面１２、２２により径方向の外方に向けて山形のテーパ面部４０を形成する。ここで、テーパ面部４０は、所定のテーパ角度θ１を有し、このテーパ角度θ１は、排気管およびクランプなどの仕様等に応じて、最適な角度（例えば、θ１＝６０°）に設定される。本実施の形態に係るテーパ面部４０は、本発明に係る第１のテーパ面を構成する。
【００３７】
また、結合フランジ部４は、クランプ３の締めつけ時に、後述するテーパ溝５０の底部との間に所定の隙間Ｄ２（図３参照）が形成されるよう成形された外周縁部４１を有する。外周縁部４１は、平面状に形成されているが、後述する隙間Ｄ２を確保できる形状であればよく、例えば曲面状であってもよい。
【００３８】
図２に示すように、クランプ３は、円周方向に２分割された金属製の分割クランプ部材３１、３２からなる、いわゆる分割タイプのクランプである。分割クランプ部材３１および分割クランプ部材３２は、それぞれプレス加工により生成されている。このため、クランプ３の生産性が向上されている。本実施の形態に係る分割クランプ部材３１は、本発明に係る第１のクランプを構成し、分割クランプ部材３２は、本発明に係る第２のクランプを構成する。
【００３９】
分割クランプ部材３１は、第１の排気管１および第２の排気管２の外周に沿う形状、すなわち円弧状に形成された円弧部３１ａと、円弧部３１ａの両端側において径方向の外方に向けて延出させた一対の突出片部３１ｂと、円弧部３１ａの円周方向の両端から突出片部３１ｂに向かうに従い結合フランジ部４から離隔するよう成形された一対の離隔部３１ｃと、突出片部３１ｂと離隔部３１ｃとの間に設けられた一対の屈曲部３１ｄとを有している。これら円弧部３１ａ、突出片部３１ｂ、離隔部３１ｃおよび屈曲部３１ｄの各部は、連続的であってプレス加工によって成形される。また、分割クランプ部材３１は、軸方向の両端部に、径方向の外方に突出した補強用フランジ３１ｅが形成されている（図３参照）。この補強用フランジ３１ｅは、前述と同様にプレス加工により成形される。補強用フランジ３１ｅの突出方向は、径方向の内方であってもよい。
【００４０】
また、分割クランプ部材３２は、分割クランプ部材３１と同様に構成されており、円弧部３２ａ、突出片部３２ｂ、離隔部３２ｃおよび屈曲部３２ｄを有し、軸方向の両端部に補強用フランジ３２ｅが形成されている。
【００４１】
円弧部３１ａ、３２ａは、クランプ３の締めつけ時、結合フランジ部４に係合するようになっている。突出片部３１ｂ、３２ｂは、平板状に形成された平板部３１ｆ、３２ｆを有し、この平板部３１ｆ、３２ｆには、締結部材としてのボルト６を差し込むためのボルト穴５１、５２が形成されている（図１参照）。ここで、クランプ３の締めつけ時には、ボルト６をボルト穴５１、５２（図１参照）に差し込み、これをナット７で締結することにより突出片部３１ｂ、３２ｂを互いに締結するようになっている。したがって、クランプ３は、ボルト６およびナット７により、軸方向と直交する直交方向に締めつけられるようになっている。本実施の形態に係るボルト穴５１、５２が形成された平板部３１ｆ、３２ｆ、ボルト６およびナット７は、本発明に係る締結部を構成する。
【００４２】
離隔部３１ｃ、３２ｃは、円弧部３１ａ、３２ａと屈曲部３１ｄ、３２ｄとの間に設けられ、上述した通り、クランプ３が結合フランジ部４に係合した状態、すなわちクランプ３の締めつけ時に、円弧部３１ａ、３２ａから突出片部３１ｂ、３２ｂに向かうに従い結合フランジ部４から離隔するよう径方向の外方に変形させた形状を有する。ここで、本実施の形態において、離隔部３１ｃ、３２ｃを径方向の外方に変形させた理由は、次の通りであり、クランプ３をプレス加工で生成した場合に切削あるいは鍛造などにより生成されたクランプと比較してその剛性が低いことから生ずる以下の問題を解決するためである。
【００４３】
すなわち、図５（ａ）に示すように、従来のクランプ１０３にあっては、本実施の形態に係る離隔部に相当する突出片部１３１ｂ、１３２ｂの近傍箇所が径方向の外方に変形させていない形状、換言すれば円弧部１３１ａ、１３２ａと同一の曲率半径を有する形状であった。このため、従来のクランプ１０３は、図示しないボルトおよびナットにより締めつけられると、上記突出片部１３１ｂ、１３２ｂの近傍箇所が実線で示す位置から径方向の内方側の破線で示す位置まで変形し、屈曲部１３１ｄ、１３２ｄが局所的に結合フランジ部１０４に接触してしまう。したがって、屈曲部１３１ｄ、１３２ｄと結合フランジ部１０４とが局所的に接触するため、この部分においてのみ、結合フランジ部１０４を軸方向に締めつける力が増大し、円周方向の各位置において均一な締めつけ力を得ることができなかった。
【００４４】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る分割クランプ部材３１、３２は、突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍、すなわち円弧部３１ａ、３２ａと屈曲部３１ｄ、３２ｄとの間に径方向の外方に変形した離隔部３１ｃ、３２ｃが設けられているので、クランプ３の締めつけ時、仮に離隔部３１ｃ、３２ｃが実線で示す位置から径方向の内方側の破線で示す位置まで変形したとしても、破線で示す通り屈曲部３１ｄ、３２ｄが局所的に結合フランジ部４に接触することはない。このため、本実施の形態に係るクランプ３の締めつけ時には、結合フランジ部４を軸方向に締めつける十分な締めつけ力を作用させることができるとともに、円周方向の各位置において均一な締めつけ力を得ることができる。
【００４５】
また、図４に示すように、分割クランプ部材３１には、径方向の内方に開放されたテーパ溝５０が形成されている。テーパ溝５０には、結合フランジ部４に嵌まるよう所定のテーパ角度θ２をなす一対のテーパ面５０ａが形成されている。本実施の形態に係るテーパ面５０ａは、本発明に係る第２のテーパ面を構成する。
【００４６】
ここで、テーパ角度θ２は、上述した結合フランジ部４のテーパ面部４０のテーパ角度θ１よりも小さい角度に設定される。具体的には、上記テーパ角度θ２は、プレス加工により分割クランプ部材３１の形状の精度が低い場合であっても、上述したテーパ面部４０のテーパ角度θ１より大きな角度とならないような最適な角度（例えば、θ２＝５５°）に設定される。このように、テーパ角度θ１＞テーパ角度θ２の関係とすることにより、テーパ溝のテーパ面と結合フランジ部のテーパとが同一のテーパ角度で構成されたものと比較して、プレス加工された分割クランプ部材３１と結合フランジ部４との間で円周方向に接触点のばらつきが生じることがない。すなわち、分割クランプ部材３１がテーパ角度θ１よりも鋭角なテーパ角度θ２に設定されているので、プレス加工によりクランプの形状の精度が低い場合であっても、テーパ面５０ａの結合フランジ部側両端が確実に結合フランジ部４のテーパ面部４０に接触することとなる。このため、分割クランプ部材３１は、結合フランジ部４に対して円周方向の各位置において均一な締めつけ力を付与することが可能となる。分割クランプ部材３２についても、上述した分割クランプ部材３１と同様に構成されており、上記テーパ溝５０およびテーパ面５０ａが形成されている。
【００４７】
また、テーパ溝５０の軸方向の幅は、所定の溝幅Ｗに設定されている。ここで、溝幅Ｗは、規定量のボルト締めつけによりクランプ３が締めつけられたとき、テーパ面５０ａの結合フランジ部側両端がテーパ面部４０の下方、好ましくはガスケット１０の近傍でテーパ面部４０を押圧可能な幅とされる。
【００４８】
図２に示すように、分割クランプ部材３１と分割クランプ部材３２とは、それぞれの円弧部３１ａ、３２ａを結合フランジ部４に外方から係合させた状態で、突出片部３１ｂ側からボルト６をボルト穴５１、５２（図１参照）に差し込み、これを突出片部３２ｂ側からナット７で締結することにより互いに連結される。そして、ボルト６およびナット７による締めつけトルクを規定量増大させることで、径方向の内方側にクランプ３を締めつける。このとき、クランプ３の締めつけに伴い、まずテーパ面５０ａの結合フランジ部側両端がテーパ面部４０の径方向の外方（図４中、上方）に接触し、それからテーパ面部４０の片側テーパ面１２、２２に沿って径方向の内方側（図４中、下方）に摺動し、最終的にガスケット１０の近傍でテーパ面部４０を押圧する。これにより、結合フランジ部４が軸方向に締めつけられる。同時に、結合フランジ部４には、軸方向に垂直な垂直方向の力が作用する。
【００４９】
ところで、上述のように構成されたクランプ３および結合フランジ部４においては、結合フランジ部４を軸方向に締めつけるにあたり、クランプ３を径方向の内方側に規定量締めつけることになるが、この規定量の締めつけを確保するため、クランプ３と結合フランジ部４との間には、以下のような隙間が設けられている。
【００５０】
すなわち、図２および図３に示すように、突出片部３１ｂと突出片部３２ｂとの間には、所定の隙間Ｄ１が設けられ、結合フランジ部４の外周縁部４１とテーパ溝５０の底部との間には、所定の隙間Ｄ２が設けられている。クランプ３は、上記隙間Ｄ１の範囲で締めつけられることにより結合フランジ部４を軸方向に締めつけることができる。また、クランプ３の締めつけ時には、隙間Ｄ２があるため、テーパ溝５０が結合フランジ部４に底付きすることがなく、規定量の締めつけが確保される。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、クランプ３のテーパ溝５０のテーパ角度θ２が、結合フランジ部４に形成されたテーパ面部４０のテーパ角度θ１より小さくなっているので、プレス加工によって生成されたクランプ３を用いた場合であっても、円周方向の各位置で結合フランジ部４とクランプ３との接触点のばらつきを抑制することができる。このため、クランプ３の押しつけ力、すなわち締めつけ力を結合フランジ部４の円周方向の各位置で均一にすることができる。しかも、クランプ３により結合フランジ部４を軸方向に締めつける締めつけ力を従来品と比較して増大させることができる。この結果、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、第１の排気管１および第２の排気管２の姿勢が変化した場合等に対しても十分に耐えることができ、シール性能を従来品に比較して十分に確保することができる。
【００５２】
また、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、クランプ３が締めつけ時に突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍で結合フランジ部４から離隔する離隔部３１ｃ、３２ｃを有するので、結合フランジ部４を軸方向に締めつけるため、クランプ３を直交方向に締めつけた場合であっても、突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍箇所、すなわち屈曲部３１ｄ、３２ｄが結合フランジ部４に局所的に接触することを防止することができる。すなわち、プレス加工により生成されたクランプ３を用いた場合、従来の切削加工や鍛造加工に比べてその剛性が低いことから、特に締めつけの荷重による応力が集中し易い突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍が結合フランジ部４側に変形することがある。この場合であっても、突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍に結合フランジ部４から離隔する離隔部３１ｃ、３２ｃを設けているので、屈曲部３１ｄ、３２ｄが結合フランジ部４に局所的に接触することを防止することができる。したがって、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、クランプ３を直交方向に締めつけた際に、従来のように突出片部３１ｂ、３２ｂの近傍で特に結合フランジ部４への押しつけ力、すなわち締めつけ力が強くなるといった不具合を解消することができる。その結果、従来と比較してクランプ３の結合フランジ部４に対する円周方向における締めつけ力を均一化することができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、結合フランジ部４が、クランプ３の締めつけ時にテーパ溝５０の底部との間に所定の隙間Ｄ２が形成されるよう成形された外周縁部４１を有するので、クランプ３が結合フランジ部４を締めつける際にテーパ溝５０の底部が結合フランジ部４に当接してしまうことを防止することができる。したがって、クランプ３による結合フランジ部４への締めつけ力を確保することができる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、分割クランプ部材３１、３２の軸方向の両端部に補強用フランジ３１ｅ、３２ｅがそれぞれ形成されているので、クランプ３の剛性を向上させることができる。このため、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、クランプ３の変形を抑制することができ、シール性能を向上させて排気漏れを防止することができる。
【００５５】
また、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、クランプ３を軸方向と直交する直交方向に締めつけることにより結合フランジ部４を締めつける構成であるので、ボルト６およびナット７を介してクランプ３を締めつける場合、軸方向と平行にボルト６を締めつける場合と比較して、作業スペースを確保することができる。この結果、作業性を向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、分割クランプ部材３１、３２がそれぞれ両端部に突出片部３１ｂ、３２ｂを有するので、分割タイプでないクランプと比較して、クランプ３の締めつけ力をより増大させることができるとともに、結合フランジ部４の円周方向の各位置でのクランプ３の締めつけ力をさらに均一にすることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、分割タイプのクランプ３に適用した例について説明したが、これに限らず、分割タイプでないクランプにも適用可能である。
【００５８】
また、本実施の形態においては、フランジ部１ａ、２ａのそれぞれに片側テーパ面１２、２２を形成したが、これに限らず、例えばフランジ部１ａ、２ａのうち、いずれか一方のみに片側テーパ面を形成するものであってもよい。この場合、クランプ３のテーパ溝５０は、片側テーパ面に接する面のみテーパ面を形成する。
【００５９】
（第２の実施の形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る排気管の接続構造について説明する。
【００６０】
本実施の形態に係る排気管の接続構造においては、本発明の第１の実施の形態に係る排気管の接続構造とはクランプを片側の突出片部において締めつけ固定する構成とした点で異なるが、他の構成は略同様に構成されている。したがって、図１から図５に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態に係るクランプ７０は、第１の実施の形態と同様、分割クランプ部材７１、７２から構成された分割クランプである。分割クランプ部材７１、７２は、それぞれ円弧部７１ａ、７２ａと、一対の突出片部７１ｂ、７２ｂと、一対の離隔部７１ｃ、７２ｃと、一対の屈曲部７１ｄ、７２ｄとを有している。ここで、上記円弧部７１ａ、７２ａ、離隔部７１ｃ、７２ｃおよび屈曲部７１ｄ、７２ｄは、第１の実施の形態と同様に構成されているため、説明を省略する。また、分割クランプ部材７１、７２には、第１の実施の形態と同様、それぞれ補強用フランジ７１ｅ、７２ｅ、図示しないテーパ溝が形成されている。本実施の形態に係るクランプ７０は、本発明に係るクランプ部を構成する。また、本実施の形態に係る分割クランプ部材７１は、本発明に係る第１のクランプを構成し、分割クランプ部材７２は、本発明に係る第２のクランプを構成する。
【００６２】
分割クランプ部材７１は、一対の突出片部７１ｂのうち、一方の突出片部７１ｂに後述する係止爪７２ｇを係止するための係止穴７１ｇが形成されている。他方の突出片部７１ｂは、第１の実施形態と同様の構成である。
【００６３】
分割クランプ部材７２は、一対の突出片部７２ｂのうち、上記係止穴７１ｇが形成された突出片部７１ｂに対応する一方の突出片部７２ｂに、係止穴７１ｇに嵌まる係止爪７２ｇが形成されている。他方の突出片部７２ｂは、第１の実施形態と同様の構成である。
【００６４】
クランプ７０は、分割クランプ部材７２の係止爪７２ｇを分割クランプ部材７１の係止穴７１ｇに係止させた状態で、それぞれの円弧部７１ａ、７２ａを結合フランジ部４に外方から係合させて、他方の突出片部７１ｂ側からボルト６を図示しないボルト穴に差し込み、これを他方の突出片部７２ｂ側からナット７で締結することにより、分割クランプ部材７１と分割クランプ部材７２とを互いに連結させる。そして、ボルト６およびナット７による締めつけトルクを規定量増大させることで、第１の実施の形態と同様、径方向の内方側にクランプ３を締めつけることができる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る排気管の接続構造は、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏し、また、分割クランプ部材７２の一方の突出片部７２ｂに設けられた係止爪７２ｇを分割クランプ部材７１の一方の突出片部７１ｂに設けられた係止穴７１ｇに係止させることにより、分割クランプ部材７１と分割クランプ部材７２とを締結するので、分割クランプ部材７１、７２を締結するためのボルト、ナットなどの締結部材の部品点数を低減することができるとともに、締結作業を行う箇所を減らすことができる。このため、部品コストおよび製造コストを低減することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、係止穴７１ｇを突出片部７１ｂに形成し、かつ係止爪７２ｇを突出片部７２ｂに形成したが、これとは逆に突出片部７１ｂに係止爪７２ｇを形成し、突出片部７２ｂに係止穴７１ｇを形成した構成であってもよい。
【００６７】
以上説明したように、本発明に係る排気管の接続構造は、生産性を向上させることができるとともに、クランプによりフランジの押しつける力を向上させて十分なシール性能を確保することができ、内燃機関の排気系に設けられる排気管を接続する接続構造に有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１  第１の排気管
２  第２の排気管
１ａ、２ａ  フランジ部（第１のフランジ、第２のフランジ）
３、７０  クランプ（クランプ部）
４  結合フランジ部
６  ボルト（締結部）
７  ナット（締結部）
３１、７１  分割クランプ部材（第１のクランプ）
３２、７２  分割クランプ部材（第２のクランプ）
３１ｂ、３２ｂ、７１ｂ、７２ｂ  突出片部
３１ｃ、３２ｃ、７１ｃ、７２ｃ  離隔部
３１ｅ、３２ｅ、７１ｅ、７２ｅ  補強用フランジ
３１ｆ、３２ｆ、７１ｆ、７２ｆ  平板部（締結部）
４０  テーパ面部（第１のテーパ面）
４１  外周縁部
５０  テーパ溝
５０ａ  テーパ面（第２のテーパ面）
７１ｇ  係止穴
７２ｇ  係止爪
Ｄ１、Ｄ２  隙間
【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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