JPS5926143Y2 - カンノケツゴウコウゾウ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はある定方向から入力が負荷される、例えば自
動車の排気管等の結合構造に関するものである。

上記した自動車の排気管にはエンジン部の振動によって
曲げモーメント負荷が加わり、大きな応力が発生する。

またこのような排気管への曲げモーメント入力は定方向
から加わり、その発生応力分布は第１図に示すようにな
る。

即ち、管１に対してＡ方向に曲げモーメント入力が作用
すると発生応力σは入力下端部で最大の引張応力が発生
し、中心に向かうに従って漸減して、中心軸で零となり
、漸増して入力上端部で圧縮応力が最大となる。

つまり、管１の中心部には応力が発生しないが、入力下
端および上端部にはかなり大きな応力が発生して、この
部分での耐久性が管１の耐久性を決めることになる。

この耐久性を向上させる方法としては、例えば管１自体
やその系統の剛性を低下し変位を大きくして応力を低減
させる方法や、また管１自体やその系統の強度を上げて
耐久性を確保する方法などがある。

ところで実際上には管１はマフラ等の他部材に溶接結合
されるわけであり、結合部に於ける溶接端の切欠きゃ断
面変化によって、そこに応力集中が発生する。

つまり、第２図に示すように管１とマフラ等の他部材２
を円周上で溶接し結合すると、溶接肉盛部近傍の材料強
度が低下し、入力方向Ａのａ点近傍に応力集中がおこり
、応力レベルが材料強度より大きくなり、その箇所を破
壊する恐れがある。

即ち、管１は他部材２との結合部が最弱部となり、青系
統の強度は結合部の強度により決まり、そして耐久性が
決まるので、耐久性の向上を図るには結合部を補強して
やる必要がある。

上記管１の結合部に於ける補強法として従来は第３図に
示すような構造が採用されていた。

これは入力垂直方向でかつ管の中心を通る方向（以下単
に「入力垂直方向」という。

）Ｂにはり出した補強板３を図示のように管１にあてが
って溶接するもので、その原理は第１図に示す如き応力
分布を応用し、その応力レベルの最も低いＢ方向の部分
でより多くの人力を分担することにある。

このようにすれば管１と他部材２との円周溶接箇所ａは
補強板３にて二重構造となり、断面係数が高くなってそ
こでの応力レベルはかなり低下するから破壊の恐れはな
い。

また円周溶接箇所ａから離れた部分での応力レベルは補
強板３のＢ方向のはり出しにより効果的に低下させられ
て、結局は第３図の応力レベル図のようになり、局部的
な高応力部がなくなる。

このような従来方法は補強といった点では問題はないの
であるが、使用する補強板３が複雑な形状を有するため
、その成形が煩雑手間を要し、更にははり出し部での溶
接部分が長く、且つ曲面溶接となって簡単にはできない
といった欠点があった。

この考案は上記従来の欠点に鑑み、これを改良・除去し
たもので、半円筒状の簡単な補強板を利用して管の結合
を行う構造を提供する。

即ち、本考案は第４図及び第５図に示すように半円周状
の１対の補強板４を有し、この補強板４を管１の結合部
に入力方向Ａからあてがい、補強板４の入力垂直方向Ｂ
の側面（分割面）と管１とを溶接し、また他部材２との
結合円周上をも溶接した結合構造である。

つまり、結合部を半円筒状の補強板４で二重構造として
素管の場合よりも断面係数を高くすることにより応力レ
ベルを充分に低下させ、補強板４の側面溶接箇所を応力
レベルの最も低い人力垂直方向Ｂにもってきて結合部の
強度の向上を図ったものである。

実際に本考案による結合構造で各部の応力レベルを測定
したところ、第４図の応力レベル図に示すようになった
。

これによると管１に発生する応力レベル分布（第４図実
線グラフ参照）はほぼ第３図に示した従来の場合と同様
になり、局部的高応力部がなくて破壊の恐れが解消され
ることが解る。

また補強板４の外周面での応力レベル分布（第４図破線
グラフ参照）は入力垂直方向Ｂで最も低下し、ここでの
溶接の有効性が明白となる。

以上説明したように本考案は補強板を１対の半円筒状と
し、これを排気管と他部材との結合部に排気管の曲げモ
ーメントの作用方向両側から当接し、かつ、１対の半円
筒状の補強板の分割面を上記曲げモーメントの作用方向
と垂直となる面に配置し、この１対の半円筒状の補強板
の他部材側の一端及び上記分割面のみを他部材及び排気
管に溶接したから、管の結合部を補強する補強板は半円
筒状の簡単な形状でよく、従って補強板の加工成形が極
めて容易となり、工数の低減化が図れる。

また入力に対する発生応力の一番低い入力垂直方向の側
面（分割面）で補強板を管側面に溶接するようにしたか
ら、溶接による肉盛部近傍の材料強度の低下も問題とな
らず、さらに直線溶接となるため溶接性が著しく向上し
て作業性の改善が容易に図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的管の応力分布説明図、第２図は素管の結
合状態を示す一部断面側面図及びその応力レベル図、第
３図は補強板を介する従来の管の結合構造例を示す一部
断面側面図及びその応力レベル図、第４図は本考案に係
る管の結合構造の実施例を示す一部断面側面図及びその
応力レベル図、第５図は第４図Ｘ−Ｘ線の断面図である
。 １・・・・・・管、２・・・・・・他部材、４・・・・
・・補強板、Ａ・・・・・・入力方向、Ｂ・・・・・・
入力垂直方向。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 補強板を１対の半円筒状とし、これを排気管と他部材と
   の結合部に排気管の曲げモーメントの作用方向両側から
   当接し、かつ、１対の半円筒状の補強板の分割面を上記
   曲げモーメントの作用方向と垂直となる面に配置し、こ
   の１対の半円筒状の補強板の他部材側の一端及び上記分
   割面のみを他部材及び排気管に溶接したことを特徴とす
   る自動車の排気管の結合構造。