JPH0422152Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案に係るフランジを用いた管接続部は、
自動車用エンジンの排気を大気中に排出する為の
排気管の端部と、この排気管の途中に設ける触媒
コンバータとを接続する場合等、使用時に高温に
曝される部分に使用する。

（従来の技術） 例えば自動車用エンジンから排出される排気を
大気中に放散する場合、上記エンジンの排気マニ
ホールドに一端を接続した長尺な排気管を通じて
排出する。

ところで、この様な排気管の途中には消音器や
触媒コンバータを設けて、排気中に含まれる騒音
成分を減衰させたり、或は排気中に含まれる有害
成分を無害化処理する事が行われている。

これら消音器や触媒コンバータの様な部品は、
排気管とは別体に製作したものを後から排気管の
途中に組み付け接続する様にしているが、これら
部品と排気管との接続部は、排気が漏洩しない様
に、気密に構成する必要がある。

この為従来から、排気管と触媒コンバータとの
接続部を、第５図に示す様に構成する事が行われ
ている。

即ち、互いに接続すべき第一、第二の両管１，
２の内の第一の管１の端部外周面に第一のフラン
ジ３を固定すると共に、第二の管２の端部外周面
に第二のフランジ４を固定する。第一のフランジ
３の第二のフランジ４と対向する面に形成した閉
鎖環状の凹溝５には、シール材６を、一部がこの
凹溝５から突出する状態で内嵌し、この状態で第
一、第二の両フランジ３，４を互いに整合させ、
第一のフランジ３に穿設した通孔７と第二のフラ
ンジ４に穿設した通孔８とに挿通したボルト（図
示省略）にナツト（図示省略）を螺合させ更に緊
締する事により、第一、第二の両フランジ３，４
を接合して、第一、第二の両管１，２を気密を保
持した状態で互いに接合する。

上述の様な管接続部は、使用時には排気熱によ
り高温となる為、この管接続部に組み込んで使用
するシール材６は耐熱性を要する。そこで、この
様な部分に組み込むシール材６として、例えば実
開昭53−101962号公報に記載されている様に、第
６〜７図に示す様な構造のものを使用する。

この内、第６図に示したものは、芯材９を埋設
した耐熱充填材１０を複数層状に重ね合わせ、こ
の周囲を金属薄板１１で被覆したもの、第７図に
示したものは、単に耐熱充填材１０を金属薄板１
１で被覆したものである。

第６〜７図に示したシール材６は、何れのシー
ル材の場合も、未使用時には各図の二点鎖線で示
す様な形状のものを、第一、第二両フランジ３，
４の間で強く挟持し、各図の実線で示した形状に
する。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上述の様なシール材６を組み込ん
だ、従来のフランジを用いた管接続部に於いて
は、次に述べる様な問題を改良する必要がある。

先ず、第一の問題として、シール材６の耐圧縮
性を向上させて、シール性を確保する必要があ
る。そして、第二の問題として、押し潰されたシ
ール材６を凹溝５の内側から抜き出す作業を、容
易に行なえる様にする必要がある。

即ち、第一、第二の両フランジ３，４の間でシ
ール材６を強く挟持した場合、このシール材６は
断面が扁平となる様に押し潰され、上記断面の幅
が広がるが、この様にシール材６の幅が広がる事
を何らかの手段により阻止しない限り、シール材
６が比較的弱い力で圧縮され、その厚さが小さく
なつてしまう。シール材６が軽い力で圧縮される
と、このシール材６と第一、第二の両フランジ
３，４との当接圧力が小さくなり、両フランジ
３，４の間の気密保持が不十分となる。

この為、第７図の例に於いては、シール材６の
断面の幅が広がる事を、このシール材６を嵌装し
た凹溝５の外周寄り内側面５ａと内周寄り内側面
５ｂとで阻止している。

ところが、上記シール材６は、耐熱性を有する
代わりに、弾性が乏しく、可塑性を有する為、上
記第一、第二のフランジ３，４の間で押し潰した
場合には、両フランジ３，４同士を離隔させた後
に於いても、押し潰されたままの状態になつてし
まう。

この為、第７図に示す様に、第一、第二のフラ
ンジ３，４によりシール材６を押し潰し、このシ
ール材６の内外両周面と凹溝５の内外の両内側面
５ｂ，５ａとを密接させると、シール材６を交換
する必要が生じた様な場合、古いシール材６を凹
溝５から抜き取る作業が面倒となる。

第６図に示した様に、耐熱充填材１０内に芯材
９を埋設したシール材６の場合、多少シール材６
の剛性が大きいが、シール材６の内外両周面と凹
溝５の内外の両内側面５ｂ，５ａとを密接させな
い場合には、やはり実用上十分なシール性能を発
揮出来ない。

本考案のフランジを用いた管接続部は、シール
材６の大きさと、このシール材６を嵌装する為フ
ランジ３に形成した凹溝５の大きさとの関係を工
夫する事により、上述の様な不都合を何れも解消
するものである。

（課題を解決するための手段） 本考案のフランジを用いた管接続部は、前述し
た従来の管接続部と同様、第５図に示す様に、第
一の管１の端部外周面に固定の第一のフランジ３
に形成した複数の通孔７と、第二の管２の端部外
周面に固定した第二のフランジ４に形成した複数
の通孔８とに挿通したボルトとナツトとを螺合し
更に緊締する事で、上記第一、第二の両フランジ
３，４を接合する。

上記両フランジ３，４の互いに対向する面の間
の気密は、第一のフランジ３の側面で第二のフラ
ンジ４と対向する面に、上記第一の管１の全周を
囲む状態で形成した閉鎖環状の凹溝５に嵌装した
シール材６により保持する。このシール材６とし
ては、耐熱性を有する代わりに、弾性が乏しく、
可塑性を有するものを使用する。

特に、本考案のフランジを用いた管接続部に於
いては、第１図に示す様に上記シール材６の外径
を、少なくとも第一、第二両フランジ３，４の間
でシール材６を挟持した状態に於いて、シール材
６の外周面が上記凹溝５の外周寄り内側面５ａに
密接する大きさとする。

更に、上記シール材６の内径は、凹溝５の内径
よりも十分に大きくし、第一、第二の両フランジ
３，４の間でシール材６を挟持した状態で、シー
ル材６の内周と上記凹溝５の内周寄り内側面５ｂ
との間に隙間１２が形成される様にする。

上述の様に第一、第二の両フランジ３，４の間
でシール材６を挟持した状態で、シール材６の外
周面を上述凹溝５の外周寄り内側面５ｂに密接さ
せる為には、（使用するシール材６の大きさ、凹
溝５の深さ等の条件によつて異なるが）例えばシ
ール材６の太さ（断面の外径）を４mm、凹溝５の
深さを2.8mmとした場合、未使用時に於けるシー
ル材６の外径ｄを、凹溝５の外径Ｄよりも0.3mm
程度小さい値よりも大きく、凹溝５の外径Ｄより
も0.5mm程度大きい値よりも小さくする（Ｄ＋0.5
mm≧ｄ≧Ｄ−0.3mm）。

（作用） 上述の様に構成される本考案のフランジを用い
た管接続部の作用自体は、前述した従来からの管
接続部と同様である。即ち、第一の管１の端部に
固定した第一のフランジ３と、第二の管２の端部
に固定した第二のフランジ４とを、両フランジ
３，４の通孔７，８に挿通したボルトとナツトと
を螺合し更に緊締する事で結合する。この結果、
第一のフランジ３の凹溝５に嵌装されたシール材
６が、上記両フランジ３，４の間で強く圧縮さ
れ、両フランジ３，４間の気密を保持する。

第一、第二の両フランジ３，４の間でシール材
６を圧縮した場合、このシール材６の断面の幅は
広がるが、本考案者の研究により明らかになつた
様に、弾性が乏しく、可塑性を有する閉鎖環状の
シール材６を圧縮した場合、このシール材６の内
径が縮まる程度は僅かであつて、外径が大きくな
る事で、上述の様に断面の幅が広がる。

この為、シール材６の大きさと、このシール材
６を嵌装する為第一のフランジ３に形成した凹溝
５の大きさとの関係を前述の様に定めた場合、こ
のシール材６は、第１図に示す様に、その外周が
凹溝５の外周寄り内側面５ａに当接し、シール材
６の内周と凹溝５の内周寄り内側面５ｂとの間に
は隙間１２が存在する状態となる。

この様にシール材６の内周と凹溝５の内周寄り
内側面５ｂとの間に隙間１２が存在しても、シー
ル材６の外周を凹溝５の外周寄り内側面５ａで抑
えている限り、シール材６が軽い力で圧縮されな
い事は、本考案者の実験により明らかである。

即ち、本考案者が第１図に示す様な大きさを有
するシール材６を組み込んだ本考案の管接続部
と、第６〜７図に示す様な大きさを有するシール
材６を組み込んだ従来の管接続部とに於ける、圧
縮荷重とシール材６の圧縮量との関係を測定した
所、第３〜４図に示した様な結果を得た。

この実験を行なう際、シール材６としては、何
れも第２図に示した様に、膨張黒鉛粒子製の耐熱
充填材１０を、ステンレス鋼製で厚さ0.2mmの金
属薄板１１で囲んだものを使用した。シール材６
の断面の直径は４mm、シール材６の内径は50mmと
し、このシール材６を深さ2.8mmの凹溝５に嵌装
した。

第３〜４図に示した実線ａは、何れも本考案の
管接続部に組み込んだシール材６の圧縮量を、圧
縮荷重との関係で示したもので、第３図の破線ｂ
は、第６図に示す様に、シール材６の内外両周と
凹溝５の両内側面５ｂ，５ａとの間に隙間が存在
する場合に於けるシール材６の圧縮量を、圧縮荷
重との関係で示したものである。この第３図から
明らかな様に、本考案の場合、第６図に示した様
な構造に比べて、シール材６の押圧力を十分に高
くできる。

また、第４図の破線ｂは、第７図に示した様
に、シール材６の内外両周を凹溝５の両内側面５
ｂ，５ａで抑えた場合に於けるシール材６の圧縮
量を、圧縮荷重との関係で示したものである。こ
の第４図から明らかな様に、本考案の場合、シー
ル材６の内周側に隙間１２が存在するにも拘ら
ず、シール材６の内外両周を抑えた場合とほぼ同
じ押圧力を得る事が出来る。

（考案の効果） 本考案のフランジを用いた管接続部は、以上に
述べた通り構成され作用するが、耐熱性を有する
代わりに、弾性が乏しく、可塑性を有するシール
材を用いた場合でも、このシール材を圧縮するの
要する荷重が大きく、シール材を第一、第二の両
フランジの間で圧縮した場合に於けるシール材の
押圧力が大きくなつて、上記両フランジの間の気
密性の向上を図れる。

又、シール材の内周と凹溝の内周寄り内側面と
の間に隙間が存在する為、シール材の交換時に
は、この隙間にドライバを挿入する等により、古
いシール材を凹溝の内側から取り出す作業を容易
に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の管接続部を構成するシール材
と凹溝との関係を示す、第５図のＡ部拡大断面
図、第２図は未使用時に於けるシール材の断面形
状を示す部分断面図、第３〜４図は本考案に於け
るシール材と従来の管接続部に於けるシール材と
の性能を比較した線図、第５図は本考案の対象と
なるフランジを用いた管接続部の半部断面図、第
６〜７図は従来の管接続部を構成するシール材と
凹溝との関係の２例を示す、第５図のＡ部拡大断
面図である。 １……第一の管、２……第二の管、３……第一
のフランジ、４……第二のフランジ、５……凹
溝、５ａ……外周寄り内側面、５ｂ……内周寄り
内側面、６……シール材、７，８……通孔、９…
…芯材、１０……耐熱充填材、１１……金属薄
板、１２……隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第一の管の端部外周面に固定の第一のフランジ
   に形成した複数の通孔と、第二の管の端部外周面
   に固定の第二のフランジに形成した複数の通孔と
   に挿通したボルトとナツトとを螺合し更に緊締す
   る事で、上記第一、第二の両フランジを接合し、
   両フランジの互いに対向する面の間の気密を、第
   一のフランジの側面で、第二のフランジと対向す
   る面に、上記第一の管の全周を囲む状態で形成し
   た閉鎖環状の凹溝に嵌装したシール材によつて保
   持する、フランジを用いた管接続部に於いて、上
   記シール材として、耐熱性を有し、弾性が乏し
   く、可塑性を有するものを使用すると共に、この
   シール材の外径を、少なくとも第一、第二の両フ
   ランジの間での挟持状態に於いて、シール材の外
   周面が上記凹溝の外周寄り内側面に密接する大き
   さとすると共に、このシール材の内径を、第一、
   第二の両フランジの間での挟持状態に於いて、シ
   ール材の内周と上記凹溝の内周寄り内側面との間
   に隙間が形成される大きさとした事を特徴とす
   る、フランジを用いた管接続部。