JP2000153715A - 振動遮断装置 - Google Patents

振動遮断装置

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JP2000153715A JP11257958A JP25795899A JP2000153715A JP 2000153715 A JP2000153715 A JP 2000153715A JP 11257958 A JP11257958 A JP 11257958A JP 25795899 A JP25795899 A JP 25795899A JP 2000153715 A JP2000153715 A JP 2000153715A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 非剛性方法で構成要素を接合し、1つの排気
系構成要素から別の構成要素へ伝えることなく張力、圧
縮力および曲げ力ならびに振動性の力を吸収することが
できる可撓性コネクタを得る。 【構成】 たとえば内燃機関排気系の第1、第2の構成
要素間で振動を遮断する。排気系の第1、第2の構成要
素を接続するために可撓性コネクタ装置10が設けら
れ、この可撓性コネクタ装置は第1、第2の構成要素間
に相対的な動きを吸収するための弾力のある可撓性シー
リング部材(ベローズ34)を包含する。この可撓性コ
ネクタ装置は立ち下がりパイプを取り付け部材に連結
し、取り付け部材に対する立ち下がりパイプの制限され
た軸線方向、横方向、角度運動を許す環状の振動減衰部
材を包含する。これはたとえば排気マニホルドに取り付
けることができる。この装置は、またベローズの非溶接
式ガスケットなし接続を可能にするシーリング構造を包
含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本出願は、1997年4月10日に出願さ
れた出願番号第08/838601号の一部継続出願で
ある1997年12月5日に出願された出願番号第08
/986105号の一部継続出願である。
【0002】
【発明の背景】
【1.発明の分野】本発明は、連続した長さのパイプま
たは導管の端を結合したり、パイプまたは導管をハウジ
ングその他の取り付け面に接続したりするコネクタであ
って、接続部が軸線方向、横方向、曲げ方向の振動にさ
らされるコネクタに関する。特に、本発明は、パイプを
互いにあるいは車両排気系の他の構造に結合するための
コネクタに関する。
【0003】
【2.従来技術】車両排気系において、特に、ヘビーデ
ューティ車両、たとえば、大型トラックまたは土木装置
の排気系において、内燃機関が排気系にかなりの量の振
動を生じることは良く知られている。長期間にわたる連
続速度での原動機の作動は、特に、長くした排気パイプ
においてこれらのパイプをブラケット、エンジン・マニ
ホルドなどに取り付けた部位にかなりの変位を引き起こ
し得る調和振動と呼ばれるものを発生する可能性があ
る。排気パイプに沿って繰り返し撓みおよび振動がある
と、時間と共に構造が弱化し、最終的に故障することに
なる。さらに、このような調和振動は排気パイプを通じ
てパイプの取り付け部にも伝わり、取り付け部のゆるみ
を促進する可能性もあり、その結果、排気系の1つまた
はそれ以上の構成要素が急激に変位し、これが人的傷
害、装置の損傷を招く可能性がある。
【0004】車両の原動機によって引き起こされる振動
に加えて、排気系は、また、車両作動中に生じる種々の
張力、圧縮力および曲げ力を受ける。個々の構成要素を
より強くかつよりがっしりと作って疲労による故障に抵
抗することができるかも知れないが、このような構造
は、重量の点で望ましくないであろう。さらに、個々の
要素をより剛性に製造しても、振動が単に排気系を通じ
て取り付け部または他の構成要素に伝わるだけであり、
減らしたり、除いたりすることはできない。したがっ
て、このような振動および力から排気系あるいはその少
なくとも構成要素を絶縁することが望ましい。
【0005】連続した長いものとするよりはむしろ排気
系のパイプを分割し、非剛性接続によって分離するなら
ば、原動機からの調和振動の発生を除去あるいは低減で
きることは公知である。原動機振動に加えてそこからの
他の張力、圧縮力および曲げ力を吸収するようにこのよ
うな非剛性接続を使用すると都合がよい。
【0006】したがって、排気パイプを別のパイプある
いはエンジン・マニホルドのような取り付け部に接合す
るためのコネクタであって、非剛性方法で構成要素を接
合し、1つの排気系構成要素から別の構成要素へ伝える
ことなく張力、圧縮力および曲げ力ならびに振動性の力
を吸収することができるコネクタを得られれば望まし
い。
【0007】代表的な従来技術の可撓性コネクタは、こ
のコネクタとそれを取り付ける他の排気系構成要素との
間に強くてほぼ流体密な接続を達成するために、しばし
ば、両端の溶接を必要とする。可能なときはいつでも時
間がかかり、コネクタの据え付け時間が増え、コネクタ
を取り付けようとしている車両または装置の組み立て時
間全体を増やすような溶接の使用を止めることができる
ことが望ましい。
【0008】それに加えて、このような溶接はしばしば
適切に設置することが難しく、しばしば溶接を達成する
ための作業域を得るために可撓性コネクタの構造が複雑
となることは避け得なかった。またさらに、溶接部の小
さな欠点が、有害な排気ガスの漏洩の原因あるいは可撓
性コネクタ取り付け構造における物理的な弱点を招く原
因となり、溶接を実行する毎にその部分を二重に点検す
るのに余計な時間がかかるという可能性が常に存在す
る。
【0009】或る種の例では、溶接は望ましくないこと
であり、そして、或る種のシーリング形態を得るため
に、可撓性コネクタと、それを取り付けることになって
いる排気マニホルドまたは他の構成要素との界面にガス
ケットを設置しなければならない。このようなガスケッ
トは、通常、たとえば、雲母被覆したステンレス鋼で作
られており、すえ付け後の短時間で漏洩を生じさせる可
能性があり、4.5psig付近の排気マニホルド圧力
を仮定すると、毎分0.5リットル以上の漏洩率を有す
る可能性があった。
【0010】価格が安く、完成時にそれほど厳密な点検
を必要とせず、溶接技術よりも信頼性、生産性が高い、
可撓性コネクタ装置の製造、据え付けを行える溶接に代
わる技術があれば望ましいであろう。
【0011】溶接を使用する程度が少ない可撓性コネク
タ装置およびそれを製造、据え付ける方法、装置があれ
ば望ましいであろう。
【0012】また、使用時に劣化する可能性があり、使
用時に漏洩を生じさせる可能性もあるガスケットの使用
に依存しない、可撓性コネクタ装置と或る構成要素(た
とえば、排気マニホルド)との間に非溶接式接続を行え
るならば望ましいであろう。
【0013】本発明のこれらおよび他の目的は請求の範
囲および図面を含む本明細書を読むことで明らかとなろ
う。
【0014】
【発明の概要】本発明は、部分的に、流体導管系(たと
えば、内燃機関の排気系)の第1、第2の構成要素を接
続するための可撓性コネクタ装置を包含する。このコネ
クタ装置は、1つの軸線、第1、第2の端を有し、ま
た、これら2つの端のうち第1の端にほぼ隣接して配置
した少なくとも2つのほぼ均一な回旋部を有するベロー
ズ部材と、ベローズ部材に対して円周方向に取り囲む関
係において、ベローズ部材の少なくとも2つのほぼ均一
な回旋部間に軸線方向に位置したフランジ部材とを包含
する。
【0015】フランジ部材は、少なくとも1つの取り付
け要素を包含し、この取り付け要素は、フランジ部材と
作動可能に組み合わされ、フランジ部材を流体導管系の
第1、第2の構成要素のうちの1つに取り付けるように
構成されている。
【0016】この取り付け要素は、さらに、フランジ部
材と流体導管系の第1、第2の構成要素のうちの前記1
つとの間で軸線方向に前記少なくとも2つのほぼ均一な
回旋部のうちの1つを捕獲するように構成してあり、第
1、第2の構成要素の前記1つにフランジ部材を完全に
取り付けた際に、ベローズの前記少なくとも2つのほぼ
均一な回旋部のうちの1つと、ベローズ部材の隣接端と
第1、第2の構成要素のうちの前記1つとの間にほぼ流
体密の非溶接シールを形成するようになっている。
【0017】ベローズ部材の軸方向に反対側の端は、第
1、第2の構成要素のうちの他方の構成要素に少なくと
も間接的に取り付け得るように作動可能に構成されてお
り、それと共にほぼ流体密の接続部を形成し、第1、第
2の構成要素の前記1つから可撓性コネクタ装置を通し
て第1、第2の構成要素のうちの他方の構成要素までほ
ぼ流体密の流体移送を可能とする。
【0018】一実施例において、可撓性コネクタ装置
は、さらに、ベローズ部材内に挿入式に受け入れられる
ライナ・チューブ構造を包含する。このライナ・チュー
ブ構造は、一端に半径方向外方へ延びる環状のフランジ
を有する第1のライナ・チューブ部材を包含し、この第
1のライナ・チューブ部材がベローズ部材の第1の端に
挿入式に受け入れられ、2つのほぼ均一な回旋部のうち
の1つの少なくとも一部がフランジ部材と半径方向外方
へ延びる環状のフランジ部材との間に軸線方向に位置
し、フランジ部材と第1、第2の構成要素のうちの前記
1つとの間に回旋部を捕獲した際に、半径方向外方へ延
びる環状フランジ部材も捕獲されるようになっている。
また、ライナ・チューブ構造は、第2のライナ・チュー
ブ部材を包含し、この第2ライナ・チューブ部材が入れ
子式に第1ライナ・チューブ部材と係合し、ベローズ部
材の第1端に対して遠位方向の位置でベローズ部材内に
挿入式に受け入れられ、第1、第2の構成要素のうちの
他方の構成要素に少なくとも間接的に取り付け得るよう
に作動可能に構成してあり、それと共にほぼ流体密の接
続部を形成し、第1、第2の構成要素のうちの前記一方
の構成要素から可撓性コネクタ装置を通って第1、第2
の構成要素のうちの他方の構成要素までほぼ流体密で流
体の移送を可能とする。
【0019】第1のかなり弾力のあるスペーサ部材が、
入れ子式に係合した第1、第2のライナ・チューブ部材
間で半径方向に配置されている。軸方向に間隔を置いた
第1、第2の止め部材をそれぞれ第1、第2のライナ・
チューブ部材と作動可能に組み合わせ、それらの間に軸
方向に第1のスペーサ部材を係合させ、第1、第2のラ
イナ・チューブ部材の互いに対する広範囲にわたる軸線
方向運度を制限するようにしてもよい。
【0020】1つの端キャップ部材を、ベローズ部材の
第2端の一部および第2のライナ・チューブ部材の、第
1ライナ・チューブ部材から遠い方の一部を周方向に取
り囲むように設けてもよい。
【0021】第2の端キャップ部材を、ベローズ部材の
第1端の一部および第1ライナ・チューブ部材の、第2
のライナ・チューブ部材から遠方の一部を周方向に取り
囲むように設けてもよい。この場合、第2端キャップ部
材の一部はフランジ部材によって周方向に囲まれる。
【0022】本発明の別の実施例において、ベローズ部
材は、少なくとも2つの入れ子式に係合した管状部材か
ら作られる。このとき、管状部材のうち少なくとも最内
方の管状部材が他の管状部材に部分的に重なり、少なく
ともフランジ部材に近い端で、管状部材の少なくとも1
つの他方の管状部材を越えて軸線方向に延びる。
【0023】1つの端キャップ部材を、この部材の一部
を周方向に取り囲むように設け、この端キャップの一部
がフランジ部材によって周方向に取り囲まれるようにし
てもよい。
【0024】本発明の別の実施例において、フランジ部
材と部材の近接端との間に配置された回旋部は少なくと
も2つの入れ子式に係合した管状部材の層から形成され
る。
【0025】本発明は、流体導管系(たとえば、内燃機
関の排気系)の第1、第2の構成要素を接続するための
可撓性コネクタ装置を製造する方法であって、2つの端
を有する第1の管状部材を形成する段階と、第1の管状
部材の外径にほぼ等しく、それよりも大きくない内径を
有する開口が貫通するフランジ部材を形成する段階と、
フランジ部材上に少なくとも1つの取り付け要素を設
け、第1、第2の構成要素のうちの1つにフランジ部材
の取り付け可能とする段階と、第1の管状部材を、その
2つの端のうちの一方の端に近い位置まで、フランジ部
材の開口に挿入する段階と、第1の管状部材に複数の少
なくとも2つの環状のほぼ均一な回旋部を形成し、各回
旋部が第1の管状部材の外径より大きい外径を有するよ
うにする段階と、少なくとも2つのほぼ均一な回旋部を
形成した後に、これら少なくとも2つのほぼ均一な回旋
部のうちの2つの間にそれらとほぼ突き合わせ状態にフ
ランジ部材を位置させる段階とを包含することを特徴と
する方法を包含する。
【0026】この方法の一実施例において、方法は、さ
らに、少なくとも2つのほぼ均一な回旋部の形成後に第
1の管状部材にライナ構造を挿入する段階と、ライナ構
造を第1の管状部材に機械的に接続する段階とを包含す
る。
【0027】ライナ構造を挿入する段階は、さらに、第
1の管状部材の直径より小さい直径を有する第1ライナ
・チューブ部材を形成する段階と、第1の管状部材の直
径より小さく、第1ライナ・チューブ部材の直径よりも
きわだって小さい直径を有する第2のライナ・チューブ
部材を形成する段階と、第1ライナ・チューブ部材内に
第2ライナ・チューブ部材を入れ子式に挿入し、第1ラ
イナ・チューブ部材の一部が第2ライナ・チューブ部材
の一部に重なるようにする段階とを包含する。
【0028】ライナ構造を挿入する段階は、さらに、少
なくとも第1のかなり弾力のあるスペーサ部材を第1ラ
イナ・チューブ部材と第2ライナ・チューブ部材の間に
半径方向に位置決めする段階を包含してもよい。
【0029】この方法は、さらに、フランジ部材の近く
に第1管状部材の端を準備する段階を包含し、可撓性コ
ネクタ装置を第1、第2の構成要素のうちの一方に取り
付けた際に、回旋部の1つがフランジ部材と第1、第2
の構成要素のうちの前記一方の構成要素との間に捕らえ
られ、圧縮され、ほぼ流体密のシールを形成し、そこか
らの流体の漏洩を防止するようにする。
【0030】好ましくは、フランジ部材の開口に第1管
状部材をその2つの端のうちの一方に近い位置まで挿入
する段階は、さらに、第1管状部材を覆って1つの端キ
ャップ部材を挿入し、この端キャップ部材の一部を第1
管状部材およびフランジ部材によって半径方向に取り囲
ませる段階を包含する。
【0031】あるいは、この方法は、さらに、第1管状
部材の直径よりも小さい直径を有する1つまたはそれ以
上の第2の管状部材を形成する段階と、第1管状部材に
1つまたはそれ以上の第2管状部材を挿入し、少なくと
も第1管状部材が1つまたはそれ以上の管状部材に部分
的に重なり、そして、少なくともフランジ部材に近い端
のところで少なくとも1つまたはそれ以上の管状部材の
うちの少なくとも1つを越えて軸線方向に延びるように
してもよい。
【0032】複数の少なくとも2つのほぼ均一な回旋部
を形成する段階は、さらに、2以下の入れ子式に係合し
た管状部材の1つの層からフランジ部材と部材の近接端
との間に配置すべき回旋部を形成する段階を包含する。
【0033】本発明の別の実施例において、本発明は、
また、流体導管系(たとえば、内燃機関の排気系)の第
1、第2の構成要素を接続するための振動遮断コネクタ
装置を包含する。流体の通過する開口が貫通する取り付
け部材が設けられ、この開口が内面を有し、取り付け部
材は、流体移送系の構造部材に取り付け得るように構成
される。パイプ部材が、少なくとも第1端部領域と第2
端部領域を有する。
【0034】弾力のある可撓性シーリング部材がパイプ
部材の少なくとも一部をほぼ取り囲んでおり、このシー
リング部材は2つの端を有する。2つの端のうちの第1
端はパイプ部材の第1端部領域に作動可能に接続され、
2つの端のうち第2端は取り付け部材に作動可能に接続
される。弾力のある可撓性シーリング部材の2つの端の
うち第2端の少なくとも一部は取り付け部材の開口内に
受け入れられる。1つの環状の振動減衰部材が、パイプ
部材の第2端部領域の一部と弾力のある可撓性シーリン
グ部材の第2端の一部との間で半径方向に設置される。
【0035】環状の振動減衰部材をパイプ部材の第2端
部領域の前記部分、弾力のある可撓性シーリング部材の
第2端の前記部分および取り付け部材の開口に対して軸
線方向に位置決めする手段が設けられ、その結果、環状
の振動減衰部材が、取り付け部材の開口によって形成さ
れた領域内に作動可能に、そして、効果的に位置決めさ
れる。
【0036】パイプ部材の第2端部領域は、振動減衰部
材と振動吸収接触の状態に配置され、取り付け部材が流
体移送系の構造部材に取り付けられたときに、パイプ部
材と取り付け部材との間で制限された相対的な軸線方
向、横方向、角度運動を可能にする。
【0037】弾力のある可撓性シーリング部材は、開口
の内面にほぼ対向して位置決めされると好ましい。
【0038】環状の振動減衰部材を軸線方向に位置決め
する手段は、パイプ部材の第2端部領域から半径方向外
方に延びる第1のフランジ部材と、パイプ部材の第2端
部領域から半径方向外方に延びる第2のフランジ部材と
を包含する。第1、第2のフランジ部材は、軸線方向に
互いに隔たっており、環状の振動減衰部材が第1、第2
のフランジ部材間に軸線方向に閉じ込められる。
【0039】環状の振動減衰部材を軸線方向に位置決め
する手段は、代わりに、パイプ部材の第2端部領域から
半径方向外方に延びる第1のフランジ部材を包含する。
第1のフランジ部材の少なくとも一部は、環状の振動減
衰部材の部分内にほぼ閉じ込められ、これらの部分と係
合する。
【0040】本発明は、さらに、流体移送系の構造部材
に弾力のあるシーリング部材を密封する手段を包含す
る。流体移送系の構造部材に弾力のあるシーリング部材
を密封する手段は、弾力のある可撓性シーリング部材の
第2端の一部からなり、この部分は、取り付け部材を越
えて軸線方向に延び、取り付け部材と流体移送系の構造
部材との間で軸線方向に位置決めされるように作動可能
に構成され、そして、さらに、流体移送系の構造部材に
ある流体移送開口をほぼ周方向に囲むように作動可能に
構成されていて、その結果、取り付け部材が構造部材に
取り付けられたときに、ほぼ流体密のシールが弾力のあ
る可撓性シーリング部材の第2端と構造部材と間に確立
されるようになっている。
【0041】本発明の好ましい実施例においては、ベロ
ーズ部材がその長さ方向に少なくとも2つの環状の回旋
部を有し、流体移送系の構造部材に弾力のあるシーリン
グ部材を密封する手段が、少なくとも2つの環状の回旋
部のうちの1つからなり、この回旋部分が取り付け部材
を越えて軸線方向に位置決めされ、その結果、取り付け
部材が流体移送系の構造部材に取り付けられたときに、
少なくとも2つの回旋部のうちの前記1つの回旋部が取
り付け部材と構造部材の間に捕らえられ、押しつぶされ
るようになっている。
【0042】環状の振動減衰部材は、好ましくは、圧縮
した金属メッシュ・リングからなる。あるいは、環状の
振動減衰部材は、圧縮したセラミック・メッシュ・リン
グからなる。
【0043】本発明は、さらに、パイプ部材の第1端部
領域に作動可能に接続され、弾力のある可撓性シーリン
グ部材をほぼ取り囲む1つの環状のほぼ剛性のガード部
材を包含する。
【0044】本発明は、また、流体導管系(たとえば、
内燃機関の排気系)の第1、第2の構成要素を接続する
ための振動遮断コネクタ装置を製造する方法であって、
流体の通過する開口が貫通しており、この開口が内面を
有し、流体移送系の構造部材に取り付け得るようになっ
ている取り付け部材を構成する段階と、少なくとも第1
端部領域および第2端部領域を有するパイプ部材の少な
くとも一部を2つの端を有する弾力のある可撓性シーリ
ング部材でほぼ取り囲む段階と、第1のパイプ部材の第
1端部領域に2つの端のうちの第1端を作動可能に接続
する段階と、2つの端のうち第2端を取り付け部材に作
動可能に接続し、弾力のある可撓性シーリング部材の2
つの端のうちの第2端の少なくとも一部が取り付け部材
の開口内に受け入れられるようにする段階と、環状の振
動減衰部材、パイプ部材の第2端部領域の一部および弾
力のある可撓性シーリング部材の第2端の一部を半径方
向に位置決めする段階と、環状の振動減衰部材をパイプ
部材の第2端部領域の部分、弾力のある可撓性シーリン
グ部材の第2端の部分および取り付け部材の開口の内面
に対して軸線方向に位置決めし、環状の振動減衰部材が
取り付け部材の開口の内面によってほぼ周方向に取り囲
まれるようにする段階と、パイプ部材の第2端部領域を
振動減衰部材との振動吸収接触状態に配置し、取り付け
部材が流体移送系の構造部材に取り付けられたときに、
パイプ部材と取り付け部材との間に制限された相対的な
軸線方向、横方向、角度運動を可能にするようにした段
階とを包含する方法を包含する。
【0045】この方法は、さらに、弾力のある可撓性シ
ーリング部材を開口の内面にほぼ対向して位置決めする
段階を包含する。
【0046】環状の振動減衰部材を軸線方向に位置決め
する段階は、第1のフランジ部材をパイプ部材の第2端
部領域から半径方向外方に突出させる段階と、第2のフ
ランジ部材をパイプ部材の第2端部領域から半径方向外
方に突出させる段階と、第1、第2のフランジ部材を互
いに軸線方向に隔て、環状の振動減衰部材を第1、第2
のフランジ部材間で軸線方向に閉じ込める段階とを包含
する。
【0047】環状の振動減衰部材を軸線方向に位置決め
する段階は、代わりに、第1のフランジ部材をパイプ部
材の第2端部領域から半径方向外方に突出させる段階
と、第1のフランジ部材の少なくとも一部を環状の振動
減衰部材の部分内にほぼ閉じ込め、第1フランジ部材の
部分と係合させる段階とを包含する。
【0048】本方法は、さらに、流体移送系の構造部材
に弾力のあるシーリング部材を密封する段階を包含す
る。流体移送系の構造部材に弾力のあるシーリング部材
を密封するこの段階は、弾力のある可撓性シーリング部
材の第2端の一部を取り付け部材を越えて軸線方向に突
出させ、弾力のある可撓性シーリング部材の第2端のこ
の部分を取り付け部材と流体移送系の構造部材との間で
軸線方向に位置するように作動可能に構成し、さらに、
弾力のある可撓性シーリング部材の第2端のこの部分を
流体移送系の構造部材にある流体移送開口をほぼ周方向
に取り囲むように作動可能に構成し、取り付け部材が構
造部材に取り付けられたときに、弾力のある可撓性シー
リング部材の第2端と構造部材の間にほぼ流体密のシー
ルを確立する段階を包含する。
【0049】本発明のこの別実施例による方法において
は、弾力のある可撓性シーリング部材は、少なくとも2
つの環状の回旋部をその長さに沿って有するベローズ部
材を包含し、そして、流体移送系の構造部材に弾力のあ
るシーリング部材を密封する段階は、少なくとも2つの
環状の回旋部のうちの1つを取り付け部材を越えて軸線
方向に位置決めし、取り付け部材が流体移送系の構造部
材に取り付けられたときに、少なくとも2つの回旋部の
前記1つの回旋部が取り付け部材と構造部材との間に捕
らえられ、押しつぶされるようにした段階を包含する。
【0050】好ましくは、この方法において、環状の振
動減衰部材は圧縮した金属メッシュ・リングからなる。
あるいは、環状の振動減衰部材は圧縮したセラミック・
メッシュ・リングからなる。
【0051】この方法は、あるいは、さらに、環状のほ
ぼ剛性のガード部材をパイプ部材の第1端部領域に作動
可能に接続し、弾力のある可撓性シーリング部材を環状
のほぼ剛性のガード部材でほぼ取り囲む段階を包含す
る。
【0052】本発明のまたさらに別の実施例において、
流体導管系(たとえば、内燃機関の排気系)の第1、第
2の構成要素を接続するための振動遮断コネクタ装置
は、流体の通過する開口が貫通している取り付け部材を
包含し、この取り付け部材は流体移送系の構造部材に取
り付けるように構成されている。パイプ部材が、少なく
とも第1端部領域および第2端部領域を有する。弾力の
ある可撓性シーリング部材は、パイプ部材の少なくとも
一部をほぼ取り囲んでおり、2つの端を有する。2つの
端のうちの第1端はパイプ部材の第1端部領域に作動可
能に接続し、2つの端のうち第2端は取り付け部材に作
動可能に接続している。環状の振動減衰部材が、パイプ
部材の第2端部領域の一部と取り付け部材の一部との間
で半径方向に位置決めされている。環状の振動減衰部材
を、パイプ部材の第2端部領域の部分および取り付け部
材の開口に対して軸線方向に位置決めする手段が設けて
あり、環状の振動減衰部材が取り付け部材の開口によっ
て形成された領域内に作動可能に、そして、効果的に位
置決めされるようになっている。パイプ部材の第2端部
領域は、振動減衰部材との振動吸収接触状態に配置さ
れ、取り付け部材が流体移送系の構造部材に取り付けら
れたときに、パイプ部材と取り付け部材との間に制限さ
れた相対的な軸線方向、横方向、角度運動を可能にす
る。
【0053】本発明のまた別の実施例においては、弾力
のあるシーリング部材の第2端は、少なくとも部分的に
取り付け部材の開口内に延びている。
【0054】本発明のまたさらに別の実施例は、流体導
管系(たとえば、内燃機関の排気系)の第1、第2の構
成要素を接続するための振動遮断装置を包含する。
【0055】取り付け部材を流体の通過する開口が貫通
しており、この開口は内面を有し、取り付け部材は第
1、第2の構成要素のうちの一方に取り付け得るように
構成されている。パイプ部材が、少なくとも第1端部領
域および第2端部領域を有する。弾力のある可撓性シー
リング部材が、パイプ部材の少なくとも一部をほぼ取り
囲んでおり、2つの端を有する。2つの端のうちの第1
端はパイプ部材の第1端部領域に作動可能に接続する。
2つの端のうちの第2端は取り付け部材に作動可能に接
続している。弾力のある可撓性シーリング部材の2つの
端のうち第2端の少なくとも一部は、取り付け部材の開
口を貫いて延び、1つの回旋部が形成してあって半径方
向内方へ折り返されたリップ部を与え、取り付け部材を
第1、第2の構成要素のうちの一方に完全に取り付けた
際に、取り付け部材と第1、第2の構成要素のうちの前
記一方との間にほぼ流体密の非溶接シールを部分的に形
成する。
【0056】環状の振動減衰部材が、パイプ部材の第2
端部領域の一部と弾力のある可撓性シーリング部材の第
2端の一部との間で半径方向に位置している。
【0057】パイプ部材の第2端部領域は振動減衰部材
と振動吸収接触状態で配置され、取り付け部材が流体移
送系の構造部材に取り付けられたときに、パイプ部材と
取り付け部材との間に制限された相対的な軸線方向、横
方向、角度運動を可能にする。
【0058】半径方向内方へ折り返されたリップ部は、
パイプ部材の第2端の周囲領域に近い位置まで半径方向
内方に延びていて、環状の振動減衰部材から離れるよう
に排気ガスをほぼ反らせることができる。
【0059】少なくとも1つの軸線方向位置決め部材
が、パイプ部材の第2端部領域の部分、弾力のある可撓
性シーリング部材の第2端の部分および取り付け部材の
開口に対する環状の振動減衰部材の軸線方向位置を維持
する。その結果、環状の振動減衰部材が、取り付け部材
の開口によって形成される領域内に作動可能に、そし
て、効果的に位置決めされる。
【0060】弾力のある可撓性シーリング部材の一部
は、開口の内面にほぼ対向して位置決めされる。前記少
なくとも1つの軸線方向位置決め部材は、パイプ部材の
第2端部領域から半径方向外方に延びる第1のフランジ
部材を包含する。前記少なくとも1つの軸線方向位置決
め部材は、さらに、パイプ部材の第2端部領域から半径
方向外方に延びる第2のフランジ部材を包含し、これら
第1、第2のフランジ部材は互いに軸線方向に隔たって
おり、環状の振動減衰部が第1、第2のフランジ部材間
に軸線方向に閉じ込められる。
【0061】好ましくは、環状の振動減衰部材は圧縮し
た金属メッシュ・リングからなる。あるいは、環状の振
動減衰部材は圧縮したセラミック・メッシュ・リングか
らなる。
【0062】振動遮断装置は、さらに、パイプ部材の第
1端部領域に作動可能に接続し、弾力のある可撓性シー
リング部材をほぼ取り囲んでいる環状のほぼ剛性のガー
ド部材を包含してもよい。
【0063】本発明の別の実施例において、流体導管系
(たとえば、内燃機関の排気系)の第1、第2の構成要
素を接続するための振動遮断装置は、流体導管系の第
1、第2の構成要素のうちの1つに接続し得るように作
動可能に構成された取り付け部材を包含する。少なくと
も第1端部領域および第2端部領域を有するパイプ部材
がその第1端部領域のところで少なくとも間接的に取り
付け部材に接続される。
【0064】弾力のある可撓性シーリング部材が、パイ
プ部材の少なくとも一部をほぼ取り囲んでおり、2つの
端を有する。2つの端のうち第1端はパイプ部材の第1
端部領域に作動可能に接続されており、2つの端の第2
端は前記流体導管系の前記第1、第2の構成要素のうち
の第2構成要素に少なくとも間接的に作動可能に接続さ
れている。環状の振動減衰部材を、パイプ部材の第2端
部領域の一部のまわりに半径方向に位置決めし、流体導
管系の第1、第2の構成要素のうち前記第2構成要素の
一部内に半径方向に位置決め可能であってもよい。
【0065】少なくとも1つの軸線方向位置決め部材
が、パイプ部材の第2端部領域の部分対する環状の振動
減衰部材の軸線方向位置を維持する。
【0066】流体導管系の第1、第2の構成要素のうち
第2構成要素に接続した際、環状の振動減衰部材および
弾力のある可撓性シーリング部材は軸線方向に互いに隔
たる。
【0067】環状の振動減衰部材および弾力のある可撓
性シーリング部材の方位は、振動遮断装置が流体導管系
の第1、第2の構成要素のうち第2構成要素に接続され
たときに、パイプ部材と流体導管系の第1、第2の構成
要素のうち第2構成要素との間に制限された相対的な軸
線方向、横方向、角度運度を可能にする。
【0068】好ましくは、パイプ部材の第1端部領域は
上流領域に位置し、環状の振動吸収減衰部材は弾力のあ
る可撓性シーリング部材の第2端に関して下流側に位置
する。
【0069】振動遮断装置は、さらに、キャップ部材を
包含し、このキャップ部材は、弾力のある可撓性シーリ
ング部材の第1端の一部を周方向に取り囲み、弾力のあ
る可撓性シーリング部材の一部に沿って軸線方向に延び
ていてそれを保護している。
【0070】弾力のある可撓性シーリング部材は、好ま
しくは、少なくとも2つの回旋部を有するベローズを包
含する。
【0071】環状の振動減衰部材は、好ましくは、圧縮
した金属メッシュ・リング、あるいは、圧縮したセラミ
ック・メッシュ・リングからなる。
【0072】振動遮断装置は、さらに、環状のコネクタ
部材を包含していてもよい。この環状コネクタ部材は、
弾力のある可撓性シーリング部材の第2端に作動可能に
取り付けられ、流体導管系の第1、第2の構成要素のう
ち第2構成要素に振動遮断装置を接続した際に、流体導
管系の第1、第2の構成要素のうち第2構成要素に取り
付けられ得るように構成されている。
【0073】 〔図面の簡単な説明〕 本発明は多くの異なった形態で実施できるが、ここでは
いくつかの特殊な実施例を図示し、詳細に説明する。し
かしながら、本開示内容が本発明の原理の例示に過ぎ
ず、図示の実施例に発明を限定する意図がないことは了
解されたい。
【0074】図1、2は、本発明の一実施例による可撓
性コネクタ10を示す。この可撓性コネクタ10を構成
する構成要素のいくつかも個別に図3‐8に示してあ
り、これらの構成要素としては、フランジ部材12(中
央開口14およびボルト孔16を有する)、入口チュー
ブ18(外方へ折り返したビード20および内方へ折り
返したフランジ20を有する)、外方へ折り返したビー
ド26を有する出口チューブ24、メッシュ・リング2
8、30、端キャップ32およびベローズ34がある。
メッシュ・リング28、30は、圧縮したスチール・メ
ッシュ、セラミック・ウールなどから公知の技術に従っ
て形成することができ、また、黒鉛、バーミキュライト
その他の摩擦低減材のような材料を含浸させてもよい。
本発明の好ましい実施例においては、メッシュ・リング
28、30はほぼ同じである。
【0075】特定のすえ付け用途の要求に依存して、フ
ランジはほぼ矩形以外の異なった形としてもよく、ある
いはボルト孔をもっと少なくしてもよい。メッシュ・リ
ング28は代表的なすべての用途で存在するであろう
が、或る種の実施例では、メッシュ・リング30は使用
しなくてもよい。
【0076】ベローズ34は、図9‐11に示すプロセ
スに従って形成すると好ましい。薄板金材料片を円筒チ
ューブ40状に巻き、溶接する。特定のすえ付け用途の
要求に従って、第2のシート材料をチューブ42状に形
成してもよい。このチューブ42は、やや大きいかある
いは小さい直径を有し、チューブ40に入れ子式に挿入
するかあるいはそのまわりに嵌合させ、複合チューブ4
4を形成する。付加的なより小さい直径チューブを同様
に続いて挿入してもよい。ベローズ・チューブに対して
多数の層を望む場合には、複数の入れ子式チューブの代
わりに、ベローズ・チューブを多数の巻回部のある螺旋
形のコイルとして形成してもよい。複数のチューブ層を
設ける他の方法もまた使用し得る。
【0077】次いで、別の公知の技術に従って、複合チ
ューブ44を油圧成形してほぼ均一な回旋部46および
ベローズ構造34全体を製作する。ベローズの代表的な
油圧成形に際して、チューブ片(実際には、2またはそ
れ以上の入れ子式に配置したチューブ)を油圧成形装置
内に置き、チューブ片の端に栓をする。代表的な油圧成
形装置は対にセットした複数のブレードを有し、これら
のブレードが一組のジョーのように一緒に回動する。他
の油圧成形装置においては、ブレードの対が、プレス機
の構成要素と同様に、非回動線形(たとえば、、垂直方
向あるいは水平方向)運動で一緒に閉じるように配置さ
れる。各対の各ブレードは半円形のカットアウトを有す
る。その結果、一対のブレードがチューブまわりに閉じ
たとき、カットアウトが開口を形成し、この開口は未形
成のチューブの初期最大外径よりもやや大きい直径を有
する。いくつかの対のブレードがチューブまわりに閉じ
た後、そして、所定位置でクランプで締め付けた後、水
のほぼ非圧縮性の流体材料をチューブ内へ供給する。端
に栓をした後、わずかな軸線方向の圧力をチューブの端
に加えてもよいし、あるいは、余分な水圧を入口端に加
えた後にシールしてもよい。水は本質的に非圧縮性であ
るから、チューブは降伏し、間隔を置いた対のブレード
間の所定部位でふくらむ。
【0078】ブレードの対はすべて相互に連結してお
り、対として軸線方向に移動できるように構成してあ
る。たとえば、軸線方向に最外方のブレード対は、チュ
ーブの一端に向かって、液圧シリンダなどによって移動
させられ得る。種々のブレード対の動きは調和させられ
ており、その結果、ブレード対間の空間の長さの短縮を
均一に達成される。ブレードの動きは水を導入してチュ
ーブを「ふくらませた」後に開始する。ブレードは、チ
ューブのふくらみを「つかむ」。ふくらみを半径方向に
より大きく、軸線方向により短くし、完成品で見て均一
に隔たった回旋部に成長させる。
【0079】しかしながら、従来技術のベローズ油圧成
形作業および従来技術のベローズ構造において、一連の
均一な回旋部が形成される。本発明においては、最後の
回旋部48とこの最後の巻回部48に隣接した最後から
2番目の回旋部50との間となるであろう、複合チュー
ブ上の選ばれた位置のところで、油圧成形段階の前に、
フランジ部材12を複合チューブ44上に嵌合させ、ベ
ローズ34および複合ベローズ/フランジ部材構造52
を形成する。油圧成形段階中にフランジ部材を収容する
ために、一対のブレード(最後の回旋部と最後から2番
目の回旋部との間にくぼみを形成するもの)は省略する
か、あるいは、わきにどけておく。
【0080】油圧成形段階中、フランジ部材12によっ
て取り囲まれる複合チューブ44の部分は開口14の内
面に対して嵌合することになる。
【0081】油圧成形プロセスは、図21‐26にかな
り概略的に示してある。
【0082】図21‐23は、単一のベローズ・チュー
ブ/フランジ部材組合わせを形成する装置を示してい
る。チューブ44をフランジ部材12と共に装置内に挿
入した後、対のブレード80、81を閉ざし、ノーズ片
83、84をチューブ44の両端に挿入し、シールす
る。その結果、ノーズ片83、84のいずれかとチュー
ブとの間から水が漏れることがない。或る形の位置保持
装置、たとえば、スペーサ部材(図示せず)が回旋部形
成プロセス中にフランジを位置決めすることになる。ノ
ーズ片の1つ(たとえば、ノーズ片84)を通して水を
チューブ44に充填する。圧力をチューブ内の水柱に加
えると、ブレードがチューブ部分を拘束する。チューブ
44の無拘束部分が半径方向外方にわずかにふくらむ。
【0083】次いで、ブレード対80、81および端ブ
ロック対86、87を調和した方法で動かしてふくらみ
を「しぼる」。ノーズ片83、84の一方が移動させ
(図23の矢印参照)、縮まりつつあるチューブ44の
対応端に追従させ、回旋部を形成する。ブロック86、
87から突出するチューブ44の端部を固定し、ブレー
ド対が動くにつれてこれらチューブ端が装置の中心に向
かって引き寄せられるのを防ぐ。端部44を固定する方
法の1つは、これらの端部を軸線方向に固定するフレア
部を端部に作るようにすえ込み加工することである(図
22の点線参照)。
【0084】スペーサ94、96を、ブレード、ブロッ
クのそれぞれに設け、たとえば端部ブロックに左から右
へ軸線方向の圧力がかかったときに、回旋部が形成され
始めるようにする。ブレード対は種々の距離に移動する
ので、右にあるブレード対は最も短い距離を移動し、対
応する回旋部が最初に生じることになるが、すべての回
旋部は一回の油圧成形プロセス中に形成されることにな
る。ブレードの最終的な間隔がスペーサによって定めら
れるなどで多少均一であるから、フランジの両側にある
回旋部を含めて最終的な回旋部は多少均一となる。
【0085】図24、25は、共通のチューブを使用し
ていくつかの(たとえば、3つの)ベローズ・チューブ
/フランジ部材ユニットを形成する回旋部形成装置の別
の構造を示している。回旋部を形成し、形成済みのチュ
ーブを装置から取り出した後、チューブを、代表的には
ネックがブロック86によって形成されている部位のと
ころで3つの別個の部分に切断する。スペーサは簡略化
のために省略してある。
【0086】図26はブレード、ブロック対の個々のユ
ニットの相対的な回動を示している。これらの対が閉じ
たとき、ラッチまたはクランプ90を用いて対を閉じた
位置に保持し、水圧の結果としてチューブに加わえられ
る圧力に対抗する。
【0087】一般的なタイプの油圧成形の1つを概略的
に図示し、説明したが、他の成形技術も使用し得る。し
かしながら、ここに説明した一般的なプロセスは、一回
の製造段階でフランジの両側にほぼ均一な回旋部を同時
に形成し、生産性を高め、全構成要素のコストを低下す
るという点で多少とも利点を有する。
【0088】油圧成形したベローズ/フランジ部材構造
52を油圧成形機から取り出した後、ベローズ/フラン
ジ部材構造52を種々の調節や仕上げプロセスに通し、
構造52をすえ付けのために準備するのが普通である。
【0089】複合チューブ44に残っているネック部
(通常は、約0.625インチの長さを有する)をさら
に加工してもよい。このとき、次のような方法の1つを
実施する。すなわち、a)回旋部48から完全に除去
し、b)約0.030インチの長さにトリミングし(普
通は、マニホルドに取り付ける過程で押しつぶされる可
能性がある)、c)半径方向内方へ、そして、ベローズ
まわりならびにその中へ圧延加工する。次いで、複合チ
ューブ44の反対端部から余分なネックを取り除く。
【0090】入口チューブ18、出口チューブ24およ
びメッシュ・リング28、30は、図12‐15に示す
手順に従って組み立てられる。まず、メッシュ・リング
28を入口チューブ18に挿入し、ビード22に嵌合さ
せる。好ましくは、メッシュ・リング28の外径は、メ
ッシュ・リング28と入口チューブ18の内面との間に
わずかな圧力ばめがあるようにする。次に、出口チュー
ブ24を入口チューブ18内に挿入する(図13に示す
ように右から左の矢印の方向)。こうして、メッシュ・
リング28がビード22、26によって軸線方向に閉じ
込められることになる。
【0091】次に、オプションのメッシュ・リング30
を出口チューブ24上へ、ここでも再び好ましくはわず
かな圧力ばめをもって嵌合させ、ビード22に衝合させ
る。次いで、図1、2、15に示すように、普通は、メ
ッシュ・リング30の下流側となる出口チューブ24の
部分を、たとえばすえ込み加工によっては、外方へ拡大
させ、直径を増大させる。これらの組み立てた構成要素
がライナ・チューブ構造54を形成する。
【0092】流体力学作用を向上させ、出口チューブ2
4の前縁のところに生じる可能性のあるノイズを圧縮す
るために、ライナ・チューブ構造24が図17に仮想線
で示すシュラウド92を備えていてもよい。このシュラ
ウドは、入口チューブ18の内面から半径方向内方へ延
びており、可撓性コネクタを通る流体の流れを円滑にす
る助けとなるであろう。
【0093】ベローズ/フランジ部材構造52およびラ
イナ・チューブ構造54を採取的に組み立てて可撓性コ
ネクタ10を形成し、次いで別の構成要素(たとえば、
排気マニホルド)にすえ付ける様子が図16‐17に示
してある。入口チューブ18、出口チューブ24および
メッシュ・リング28、30を包含するライナ・チュー
ブ構造54は、ベローズ/フランジ部材構造52に挿入
する。その後、端キャップ32をベローズ/フランジ部
材構造52の自由端上に嵌合させ、重複しているベロー
ズ34および出口チューブ24に向かって半径方向に強
制的に圧縮し、56のところで出口チューブ24とベロ
ーズ34の間にぴったりした機械的な接続部を形成す
る。端キャップ32の1つの機能は、ベローズ34に損
傷を与えるあるいは破裂さえさせる可能性のある外向き
の摩耗すなわち移動物体からベローズ34を或る程度保
護することにある。
【0094】2部品式(入口チューブ/出口チューブ)
ライナが図1‐17の実施例に示してあるが、所望に応
じて、ベローズ・チューブ内に他の種類のライナ構造を
使用することもできる。他の例としては、といって限定
するつもはないが、3部品式ライナ(2つの端部チュー
ブが第3の外側または内側チューブによって連結され、
この第3の外側または内側のチューブが2つの端部チュ
ーブの外面あるいは内面に重なっている)、単一のまっ
すぐなチューブ片、金属ワイヤ編成スリーブ(しばし
ば、音響目的ためにまたはベローズの拡張量を制限する
のにあるいはこれら両方のために使用される)、あるい
は、螺旋状に巻いたチューブがある。これらはすべてそ
の技術分野では個々に知られている。これら他の種類の
ライナ構造はベローズ/フランジ構造の形成後に挿入さ
れるので、ライナ形成後の組立体は先に説明したように
ほぼ同じである。
【0095】それに加えて、ビード22、24(ライナ
・チューブの端部の90度折り返し部として示してあ
る)の代わりに、それより大きくあるいはそれより小さ
く折り返されたフランジ、たとえば、45度から180
度の範囲の折り返し部、あるいは、ライナ・チューブな
どの端部に溶接した環状リングを用いてもよいし、もし
くは、すべて省略してもよい。
【0096】別の実施例は、ベローズ構造の両端のとこ
ろにフランジを持っていてもよい。これは、未成形のベ
ローズ・チューブの両端付近にフランジを設置し、適当
な構成の回旋部形成装置を用いて先に延べた方法で回旋
部を形成し、その後、特定の用途の必要に応じてライナ
構造を挿入することによって容易に達成することができ
る。
【0097】図2は、最終的な組み立て手順を示してい
る。この作業中、可撓性コネクタ装置10は別の排気車
両構成要素、この場合、排気マニホルド58に取り付け
られる。フランジ20の厚さとほぼ同じあるいはそれよ
りやや小さい好ましい深さを有し、フランジの直径と少
なくとも同じかあるいはそれよりやや大きい直径を有す
る環状のくぼみ59を、マニホルド58のための当初の
製造過程の一部としてあるいはその後の機械加工段階と
して排気マニホルド58に形成することになる。可撓性
コネクタ装置10は、たとえば、排気マニホルド58に
おける対応する盲ボルト孔(図示せず)と一致するボル
ト孔16にボルト(図示せず)を通して取り付けられ
る。所望に応じて、他の形態の留め具を使用してもよ
い。
【0098】あるいは、くぼみ59はフランジ12の対
向面に設けてもよい。この場合、くぼみ59の直径が回
旋部48の直径より小さく、その結果、シールを形成す
ることができることが重要である。
【0099】たとえば、ガスケットを使用する従来技術
のカプラすえ付けで使用される緊密度までボルトを締め
付けたとき、回旋部48は排気マニホルド58とフラン
ジ部材12の間でほぼ完全に平らになり、最終的には、
平らになった回旋部48と排気マニホルド58の間に、
そして、フランジ部材12とベローズ34の平らになっ
た回旋部48の間に、それぞれ、シールが形成される。
これらのシールは、流体遮断の点でかなり効果的であ
り、従来技術のコネクタ構造よりも簡単に得ることがで
き、しかも別体のガスケット構成要素を必要としない。
可撓性コネクタ装置10の反対端部のところでは、ベロ
ーズ34と出口チューブ24の間に端キャップ32を圧
縮することによって流体密の接続部が形成してある場合
には、出口チューブ24は、代表的には簡単な溶接ある
いはろう付けによって、下流側の排気系構成要素(図示
せず)に簡単に接続される。もし出口チューブ24とベ
ローズ34の間に流体密のシールが形成されていなかっ
た場合には、普通の組み立て技術を使用して、下流側の
排気系構成要素に接続する時点でこのようなシールが形
成される。
【0100】所望に応じて、装置10上の最後の回旋部
を予め圧縮しておいて、排気マニホルドあるいはそれを
取り付けるべき他の構成要素に装着してもよい。
【0101】図1‐17の実施例はライナ・チューブ構
造を有するものとして示されており、そこにおいて、入
口チューブ18は出口チューブ24よりも大きい直径を
有し、この出口チューブ24を挿入式に受け入れる。こ
こで、特定のすえ付け用途の要件によって望まれるなら
ば、本発明の範囲内に留まったまま、相対的な向きを逆
にしてもよい。すなわち、入口チューブの直径を小さく
し、それを出口チューブ内に挿入し、さらに、図示実施
例と同様に、フランジ20を入口チューブに設けてもよ
い。
【0102】それに加えて、ここで、図1‐17に示す
ように、たとえば、排気マニホルド(流体は右から左に
流れている(図2))に接続することを意図した装置全
体10を、逆の向きに、たとえば、マフラの入口にすえ
付けてもよいことは了解されたい。この場合、入口チュ
ーブが実際には出口となり、装置を通る流れは、図2に
示すように、左から右になる。
【0103】本発明の可撓性コネクタ装置は、溶接ある
いはろう付けを行う必要なしに、ベローズと排気マニホ
ルドの間の境界部にほぼ流体密のシールを設けることが
できる。それに加えて、所望に応じて、ベローズと任意
の締め付け装置(たとえば、フランジ部材)と可撓性コ
ネクタを取り付けようとしている排気マニホルド表面と
の間にパッキンあるいはシールを必要とすることなくこ
のような接続を行うことができる。これによって、排気
マニホルドに対する接続を、従来技術の可撓性コネクタ
構造よりも、迅速に、簡単に、安価に行うことができ
る。
【0104】それに加えて、従来技術の可撓性コネクタ
構造においては、入口チューブの端部の半径方向のフラ
ンジの代わりに、チューブをフランジに接続するのに普
通に使用されている溶接あるいはろう付けを行うのにか
なりの厚さを持たなければならないネックのみを設ける
のが普通であった。通常、溶接プロセスはフランジに反
りを生じさせ、この反り故にガスケットを使用して接続
部のシール性を高める必要があったのである。本発明で
は、入口チューブ端とフランジをかなり小さくかつ薄く
することができる。これは、溶接部に順応するように材
料を寸法決めする必要がもやはないからである。本発明
では、また、シーリング・ガスケットも不要となる。
【0105】図1‐17の実施例において、入口、出口
チューブは、排気ガスからベローズを断熱するのに役立
つライナ・チューブである。入口、出口ライナ・チュー
ブは、また、ベローズを腐食性の排気ガスから化学的に
絶縁するのにも役立つ。入口、出口チューブおよびメッ
シュ部材は、ベローズと協働して、排気マニホルド(ま
たは他の上流側構成要素)と下流側構成要素(たとえ
ば、テールパイプ構造)のの相対的な動きから生じる、
可撓性コネクタ装置の軸線方向の拡張および圧縮に順応
する。メッシュ部材は、コネクタ装置の過圧縮、過拡張
のときに生じる可能性のある衝撃、振動を弾力的に吸収
するように作用する。それに加えて、メッシュ・リング
は、排気系における横方向の振動を減衰、遮断するにも
役立つ。それに加えて、入口、出口チューブおよびそれ
らの間で半径方向に延びるスペーサは、可撓性コネクタ
構造のための支えとなる。
【0106】或る種の用途において、ほぼ自立性のある
(この用語は当業者には理解できるであろうが、接続部
から排気マニホルドまでの或る定まった数値のチューブ
直径の距離にわたってコネクタのための付加的な支えが
全くないということを意味する)可撓性コネクタ構造で
あり、強度および加重担持能力を高めるけれども、同時
に重量、コストおよび複雑さを増やすことになる入口、
出口チューブの必要性をなくした可撓性コネクタ装置が
あれば望ましいかも知れない。このような構造は、重量
またはコストが重要であったり、利用できるすえ付けス
ペースが貴重であったりする場合には望ましくはない
か、あるいは、特に有利ではないかも知れない。
【0107】本発明のこのような別の可撓性コネクタ装
置60が図18a、18bに示してある。入口、出口チ
ューブおよびメッシュ・リングは省略されている。ベロ
ーズ62は、好ましくは、複数の(好ましくは、2つ以
上あるいは3つの)チューブ材料層で形成される。これ
らのチューブ層は入れ子であってもよいし、締りばめの
チューブであってもよいし、または、ベローズ・チュー
ブにとって多数の層が望ましい場合には、複数の入れ子
式チューブを使用する代わりに、ベローズ・チューブを
多数の巻回部を有する螺旋形のコイルとして形成しても
よい。複数のチューブ層を設ける他の方法も使用し得
る。或る種の用途では、所望に応じて、単一の厚い層を
有するチューブを使用してもよい。形成回旋部66、6
8で軸線方向に閉じ込めたフランジ部材64をベローズ
に形成することは、図1−17の実施例に関して使用し
たものとほぼ同じ油圧成形技術で行われる。このとき、
フランジ部材64を未成形のチューブ上へ滑らせてから
少なくとも最も端の回旋部68を形成する。
【0108】ベローズ62を形成しているチューブの
「層」のすべてが同一の広がりを有するわけではない。
すべての層は可撓性コネクタ装置60の「下流側」端部
(図示のもの)のところで整合した端部を持つかも知れ
ないが、「上流側」端部(すなわちフランジ部材位置に
隣接した端部)のところでは、半径方向に最内方のチュ
ーブの端部(単数または複数)は止まっていて円筒形ネ
ック72を形成しており、このネックはフランジ部材6
4によって取り囲まれる。最内方の層またはチューブ7
0(あるいは、おそらくは2つの最内方の層またはチュ
ーブ)は上流側に進んで回旋部68を形成する。すなわ
ち、フランジに隣接する端部回旋部は、代表的には、他
の回旋部よりも1またはそれ以上少ない層からなり、端
部回旋部を構成する層は最内方の一層または2層である
(が、4つ以上の層を有するチューブの場合、短くする
層の数および最後の回旋部を構成する層の数は変わり得
る)。層の数を減らすことによって、強いベローズのみ
コネクタ構造を作ることができるが、なお最後の回旋部
を平らにしてフランジ、回旋部、継手を取り付けようと
している構成要素間にシール作用を与えることができ
る。
【0109】少なくとも最内方層が最も端の回旋部を形
成するのが好ましいが、最も端の回旋部のいずれかが次
の隣接の層となるのが好ましい場合には、他の層を使用
してもよい。
【0110】排気マニホルド(たとえば、前の実施例か
らのマニホルド58マイナス環状のくぼみ59)に可撓
性コネクタ装置60を取り付ける場合、フランジ部材6
4のボルト孔と整合可能なボルト孔およびフランジ部材
64の中央開口65と整合可能な開口を有する排気マニ
ホルドあるいは他の構造にフランジ部材64をボルト止
めすることによって簡単にそれを行うことができる。
【0111】図18a、18bの可撓性コネクタ装置の
多層式ベローズ62は、先の実施例の入口、出口チュー
ブ・ライナ構造のコスト、複雑さ、重量をまったく増や
すことなく、ベローズ構造を剛性を高めることから生じ
るかなりの自立性を持つと共に、拡張、圧縮、横方向移
動に順応することができる。
【0112】特に図示しないが、図1‐17の実施例は
3つ以上の入れ子式のチューブから作ったベローズを有
し、また、端部構造を有するようにも構成し得ることは
了解されたい。この場合、フランジに隣接する端部回旋
部は他の回旋部よりも少ない層を有する。
【0113】図19は本発明の別の実施例を示してい
る。この実施例は、図1‐17の実施例とほぼ同様であ
り、第1実施例における同様の構成要素と同様の機能、
構造を有する構成要素には同じ参照符号にダッシュ記号
(′)を付けてある。図19の装置がCLで示す中心軸
線まわりに対称的なので、ここでは、可撓性コネクタ装
置10′の「上」半分だけを断面で示す。
【0114】装置10′は、構造でも、製作方法でも、
装置10とほぼ同じであるが、ただし、ベローズ34′
の外面を或る程度保護するために上流側端キャップ72
が設けてある点が異なる。端キャップ72の円筒部分7
4は、ベローズ34′の回旋部48′、50′を先に説
明した油圧成形プロセスによって形成するとき、フラン
ジ部材12′とベローズ34′の間に捕らえられる。代
表的には、端キャップ72のより小さい直径の「ネッ
ク」は、フランジ部材12′の厚みよりも小さい軸線方
向長さを有し、回旋部48まで完全に延びていない。ひ
とたび端キャップ72を位置決めし、ベローズ34′を
形成したならば、可撓性コネクタ装置10′のための形
成・組み立てプロセスの残部は、装置10について述べ
たと同じである。端キャップ72は、ベローズのための
保護となると共に、以下の実施例に関してさらにさらに
詳細に説明するように、ベローズそれ自体のための横方
向の支えともなる。
【0115】図20は、本発明の別の実施例を示してお
り、これは図18a、18bの実施例とほぼ同様であ
る。ここでも、第1の実施例における要素と機能、構造
で類似している要素には参照符号にダッシュ記号(′)
を付けて示す。図20の装置がCLで示す中心軸線まわ
りに対称的なので、ここでは、可撓性コネクタ装置6
0′の「上」半分だけを断面で示す。
【0116】装置60′は、構造でも、製作方法でも、
装置60とほぼ同じであるが、ただし、ベローズ62′
の外面を或る程度保護するために上流側端キャップ7
2′が設けてある点が異なる。端キャップ72′の円筒
部分74′は、ベローズ62′の回旋部66′、68′
を先に説明した油圧成形プロセスによって形成すると
き、フランジ部材64′とベローズ62′の間に捕らえ
られる。代表的には、端キャップ72′のネック部分
は、フランジ部材64′の厚みよりも小さい軸線方向長
さを有し、回旋部68′まで完全に延びることはない。
ひとたび端キャップ72′を位置決めし、ベローズ6
2′を形成したならば、可撓性コネクタ装置60′のた
めの形成・組み立てプロセスの残部は、装置60につい
て述べたと同じである。
【0117】他の実施例に関して説明したように、端キ
ャップ72′は、ベローズ端部付近でのベローズ回旋部
の外部保護を与える。それに加えて、特にベローズのみ
実施例に関して、端キャップ(単数または複数)は可撓
性コネクタ装置のための横方向支えとなる。特にベロー
ズのみ実施例において、端部に最も近いベローズ部分
(特により小さい直径部分または「コア」)はかなりの
曲げ力にさらされ、これはベローズの過剰曲げの原因と
なり、繰り返される極度の曲げから恒久的な過剰変形あ
るいは疲労破壊あるいはこれら両方の原因となる。した
がって、端キャップはベローズが受ける可能性のある曲
げの量を制限することができる。
【0118】いくつかの実施例において、回旋部の直径
および端キャップの形状は、すえ付け時にベローズが圧
縮予荷重を有し、その結果、最も端の回旋部が最大直径
でないところで端キャップの内面に接触させられ、可撓
性コネクタ装置のためのさらなる支えとなるように定め
られる。それに加えて、端キャップ(単数または複数)
に対するベローズ回旋部の予荷重は、この可撓性コネク
タ装置を取り付けた機械の作動中に生じる可能性のある
「ブンブン音」あるいはガタガタ音を防ぐ。
【0119】本発明の別の実施例において、この技術分
野で知られているような編成金属スリーブを、端キャッ
プ72、72′の代わりにあるいはそれらに加えて使用
してもよい。このような金属編み物の設置は、フランジ
を取り囲むことを含む回旋部の形成後に行うことにな
る。
【0120】本発明のさらに別の実施例(図27‐2
9)において、パイプ100がフランジ・プレート11
5の開口110の内径よりも小さい外径を有する狭窄入
口端105を有する。開口110の内面はL字形の形態
を有し、より大きい直径部分および半径方向内方へ延び
るリップ部120を備える。ベローズ125が、下流側
端130のところで、パイプ100に取り付けられてい
る。ベローズ125の上流側端135は半径方向外方に
すえ込まれ、開口110の内面に適合する。本発明の好
ましい実施例において、ベローズ125は、たとえば、
油圧成形によって、先の実施例について説明したと同様
の要領でフランジ・プレート115と一体となるように
形成される。単純な円筒形開口を有するフランジ・プレ
ートの代わりに、図示するように、開口はL字形の横断
輪郭を有する。このようにして、ベローズは開口の内面
に密接に適合する。
【0121】図28により詳しく示すように、ベローズ
125の端135は、リップ部120に密接に適合す
る。端135の末端のところで、最終的な回旋部140
が設けられ、これが、フランジ・プレート115をマニ
ホルド145に対してボルト止めしたときに軸線方向に
平らにされ、従来公知のように溶接あるいはガスケット
を必要とすることなく、マニホルド145とフランジ・
プレート115の間にほぼ気密なシールを設けることが
できる。
【0122】メッシュ・リング150(金属またはセラ
ミック・メッシュであってもよく、その組成、物理的構
造は普通であってもよい)は、ベローズ125の端13
5とパイプ端105の外面との間で半径方向に設置され
る。外向き折り返し部155と、パイプ端に溶接あるい
は他の手段で取り付け得る環状フランジ160がメッシ
ュ・リング150を軸線方向に固定する。フランジ16
0を形成するために別体の材料片をパイプ端105に取
り付ける代わりに、半径方向外方に突出するバンプまた
は隆起(図示せず)を設けてもよい。さらなる代案とし
て、周方向に延びる半径方向の縮小部またはポケットを
パイプ端105に形成してもよい。これは、メッシュ・
リングを軸線方向に拘束するのに役立つ。またさらに別
の代案として、特定のすえ付けの要件に依存するが、所
望に応じてフランジ160を省略してもよい。それに加
えて、リップ部120もまた、メッシュ・リングの軸線
方向の動きを阻止するのに役立つ。シュラウド165
(好ましくは、かなり剛性の金属構造である)を設け、
ベローズ125の下流側端を覆ってパイプ100に取り
付け、ベローズ125を保護するようにしてもよい。
【0123】実際のすえ付け時において、コネクタに加
えようとしている予荷重に依存して、構造がわずかに変
化するかも知れない。たとえば、コネクタが常に圧縮状
態にある(程度は変わり得るが)場合、外向き折り返し
部155は不要であるかも知れず、省略してもよい。逆
に、コネクタが常に引張り状態にある(程度は変わり得
るが)場合、フランジ160が不要となり、省略しても
よい。コネクタが中立の静止状態にある場合、あるい
は、やや圧縮されているが、引張りも混ざるかも知れな
い場合には、図27‐29の形態が好ましかろう。
【0124】本発明の別の実施例において、フランジ1
60を設け、メッシュ・リング150を囲む代わりに、
折り返し部155が設けてある。図30‐32参照。パ
イプ端105はメッシュ・リング製造プロセス中にメッ
シュ・リング内に製造される。特に、メッシュ・リング
の最終的な圧縮の前、メッシュ材料はまだ比較的緩いと
き、パイプ100の既に広げてある端155をメッシュ
材料内に押し込む。次いで、メッシュを広げた端まわり
に圧縮し、金属メッシュを緊密に把持して接合させる。
図30‐32の代替構造の残りの要素は、好ましくは、
図27‐29の実施例と同じものである。図30‐32
の実施例において、ベローズ125の末端には、最終的
な回旋部140が設けられ、フランジ・プレート115
がマニホルド145に対してボルトで締め付けられたと
きに、この最終回旋部が軸線方向に平らにされ、マニホ
ルド145とフランジ・プレート115の間にほぼ気密
のシールを与えるが、この技術分野で知られているよう
な溶接やガスケットは不要である。
【0125】前述の実施例の各々において、メッシュ・
リング位置ホルダをベローズの油圧成形前にチューブ内
に嵌合させてもよい。あるいは、最終的な回旋部がベロ
ーズの他の回旋部と異なった直径で、異なった形態であ
り得るので、メッシュ・リング挿入および最終回旋部の
形成をベローズ形成後に行ってもよい。半完成のベロー
ズが細長い円筒形端部を備え、フランジ・プレートおよ
び最終回旋部を収容するようにしてもよい。フランジ・
プレートの開口内面に合致する表面の形成および最終回
旋部の形成は、たとえば、ベローズの円筒形端部にマン
ドレルを挿入し、回転させ、その後、メッシュ・リング
を挿入するような方法によって達成することができる。
あるいは、ベローズそれ自体の端部に従来のシーリング
・ガスケットと共に利用できる外方折り曲げのVan‐
Stoneを形成してもよい。
【0126】メッシュ・リングが高度な半径方向緊密度
でベローズ内に嵌合したり、ベローズがフランジ・プレ
ートの開口の輪郭付き内面に緊密に嵌合したりすること
は厳密に必要ではない。ベローズ、フランジ・プレート
開口の内面へ合致する部分および最終回旋部の形成後で
も、メッシュ・リング、ベローズ、フランジ・プレート
間の嵌め合いには或る程度のゆるみがあり得る。図2
8、31(そして、33後述するように図33)で分か
るように、メッシュ・リングは、開口110およびリッ
プ部120によって形成される切欠きまたは凹部の軸線
方向深さよりも、軸線方向寸法において厚くなってい
る。したがって、フランジ・プレート115がマニホル
ド145に対して締め付けられたときに、メッシュ・リ
ングは軸線方向に押しつぶされ、確実な軸線方向圧縮荷
重をもってマニホルドとリップ部120との間で締め付
けられる。メッシュ・リングの内向き、外向きの或る程
度の半径方向膨張が生じる可能性がある。
【0127】あるいは、メッシュ・リングとベローズの
隣接内面の間、または、ベローズとフランジ・プレート
の開口の内面との間あるいはこれら両方での嵌め合いは
比較的ぴったりしていてもよい。パイプ端の、フランジ
・プレートに対する任意の相対的な動きが、メッシュ・
リングそれ自体の弾力のある可撓性によって吸収される
のが好ましく、他の構成要素に対するリング全体の移動
によって吸収されないことがよい。
【0128】本発明のさらに別の実施例が図33に示さ
れている。図33の装置200において、ベローズ20
5はフランジ・プレート215の開口210を貫いて延
びていない。パイプ端105は、折り返し部155を含
めて図27‐29のパイプ端105と同じであってもよ
い。フランジ160も設けてあり、これは、図27‐2
9の実施例と同様に、220のところでパイプ端105
に溶接される。ベローズ205は半径方向外方に延びて
いる環状のリップ部225で終わっており、このリップ
部は、好ましくは、溶接230によってフランジ・プレ
ート215に取り付けてもよい。メッシュ・リング23
5は、図27‐29の実施例のメッシュ・リングとほぼ
同じ方法で構成されていてもよいが、ベローズの端によ
って半径方向に囲まれていない。したがって、ベローズ
回旋部を押しつぶしてフランジ・プレート215とマニ
ホルド240との間にシールを形成しないので、この技
術分野で知られているように、ガスケット245をフラ
ンジ・プレート215とマニホルド240との間に設置
してある。
【0129】この実施例において、ベローズは油圧成形
を含む任意適当な方法によって形成することができる。
油圧成形は、好ましい方法であるが、必須ではない。ベ
ローズがフランジ・プレートの開口内へあるいはそれを
貫いて通ることがないからである。ベローズが、単に、
円筒形ネックとして残る適当な量の材料を持って形成さ
れることが必要なだけであり、必要に応じてトリミング
し、必要な半径方向に延びる環状のリップ部225を形
成すればよいのである。
【0130】またさらに別の実施例において、ベローズ
は、その端をフランジ・プレートの開口に入れ、その中
に留め、完全にこの開口を貫通しないように形成すると
よい。この実施例(図示せず)においては、ベローズの
端はフランジ・プレートの内面に、たとえば、溶接によ
って取り付けられることになる。マニホルドとフランジ
・プレートとの間にシールを設けるために、ガスケット
がまだ必要であろう。
【0131】図27‐33の実施例の各々において、従
来技術に関連して説明したように、ベローズは、図1‐
26の実施例に関連して説明したとほぼ同じ要領で、多
層材料から作ってもよい。ベローズは、フランジ・プレ
ートを貫通し、押しつぶされたベローズ・シールを構成
するベローズ部分がベローズ構造の大部分よりも1つま
たはそれ以上少ない層を有するように形成してもよい
が、ベローズの全長にわたって同じ数の層が存在するよ
うに前記すべての実施例のベローズを形成してもよい。
【0132】前記実施例は、ベローズの一端がフランジ
・プレートの開口を通過し、マニホルド・ハウジング
(または他の構造)とフランジ・プレートとの間のシー
ルとしてベローズの最後の押しつぶされた回旋部を使用
することを説明し、図示している。先に延べたように、
フランジ・プレート内でのベローズの形成は、先に詳し
く説明したような油圧成形によって、あるいは、別の方
法、たとえば、スピン成形などによって達成することが
できる。
【0133】図34‐38は本発明の付加的な実施例を
示している。先に述べた実施例と同様に、図34−38
の装置は、長手方向軸線のところで切断した部分断面側
面で示してある。ここで、図示し、説明する装置の各々
がそれらの長手方向中心線まわりにほぼ周方向に対称形
であることは了解されたい。
【0134】図34‐35は、装置300がパイプ端3
02まわりに嵌合したベローズ304を包含している本
発明の一実施例を示している。ほぼ円筒形のキャップ3
06が狭窄ネック307を有し、このネックは、ベロー
ズ304の円筒形ネックに対して絞り込まれ、それをパ
イプ端302上の所定位置でしっかりと密封保持するよ
うになっている。これら3つの要素は、また、ろう付
け、溶接などによって相互に取り付けられるかまたはシ
ールされるかあるいはこれら両方の状態になっていても
よい。
【0135】装置300を通る好ましい代表的な流れ方
向は矢印Aの方向である。パイプ端302の下流端は取
り付け用フランジ・プレート308によって取り囲まれ
ている。ベローズ304の下流端は、先の実施例で説明
したように、フランジ・プレート308の開口の内面に
適合するように形成されると好ましい。それに加えて、
振動吸収用スペーサ316(先に説明した実施例と同様
に金属またはセラミック・ウールのメッシュ・リングで
あってもよい)が、パイプ端302とベローズ304の
輪郭付き端との間に半径方向に保持されている。
【0136】スペーサ316はパイプ端302のフレア
312とL字形リング314との間に軸線方向に捕らえ
られている。このL字形リング314は、所定位置に溶
接(たとえば、MIG‐溶接あるいはTIG‐溶接)さ
れていると好ましい。ベローズ304の最も下流側の端
(フランジ・プレート308の下流側)は、最終回旋部
310として形成され、開口リム311によって構成さ
れる開口内で終わっている。この開口リムは、パイプ部
分302のフレア312とほとんど接触する位置まで半
径方向内方に延びている。半径方向内方へリム311を
延ばすことによって、スペーサ316が排気ガスの爆風
からほぼ絶縁される。したがって、熱および腐食性排気
ガスへ長期間直接さらされることから生じるスペーサ3
16の劣化を遅くすることができる。
【0137】装置300を或る表面、フランジ・プレー
トまたは他の構造318(図35に破線で示す部分)に
取り付けたとき、この構造のボルト孔が、先に説明した
他の実施例について述べたと同じ要領で、フランジ・プ
レート308のボルト孔と整合することになる。好まし
くは、構造318は内面319によって構成された開口
を有する。この開口は、スペーサ316の外径よりも大
きく、また、開口リム311の直径よりも大きい直径を
有する。こうすることによって、ボルトまたはネジ(図
示せず)を締め付けたときに、ベローズ304の最も下
流側の回旋部310が、フランジ・プレート308と構
造318の間で押しつぶされ、先に説明したようにシー
ルを形成する。
【0138】図36の装置は上流側の排気系構成要素と
触媒コンバータとの間の接続部として使用できるように
構成されているが、この実施例がこのような用途に限ら
れると解釈してはならない。
【0139】装置330はベローズ334によって取り
囲まれたパイプ部分332を包含する。好ましい流れ方
向は矢印Bによって示されている。パイプ部分332お
よびベローズ334の上流側ネックは、好ましくは、相
互にかしめられてほぼ流体密の接続部を提供する。特定
の用途の要求に応じて、ろう付け、溶接その他の同様の
取り付け/シール方法を使用できる。ほぼ円筒形のキャ
ップ336がベローズ334を取り囲み、保護してい
る。キャップ336のネック337も、同様に、パイプ
部分332およびベローズ334の結合されたネックま
わりにかしめられる。取り付け用フランジ・プレート3
35がネック337を挿入し、溶接などによって密封取
り付けする中央開口を有する。フランジ・プレート33
5は、さらに上流側の構成要素(図示せず)に取り付け
るための適当な手段、たとえば、ボルト孔など(これも
図示せず)を備えることになる。
【0140】ベローズ334の下流側ネック340に
は、好ましくは流体密な方法で、たとえば、溶接などに
よってL字形リング342が取り付けてある。パイプ部
分332の下流側端には、振動吸収スペーサ部材346
が取り付けてある。スペーサ346(好ましくは、金属
またはセラミック・ウールのメッシュ・リングである)
はフレア339およびL字形リング338によって軸線
方向に拘束されている。L字形リングはパイプ部分33
2の端に軸線方向に取り付けられている。
【0141】コンバータ348は「クラムシェル」形式
のものが意図されている。この場合、ハウジングは2つ
のほぼ鏡像部分から形成され、一方の鏡像部分に普通は
汚染制御材料を含むパックが充填され、これら2つの部
分を突き合わせ、溶接する。
【0142】本発明の好ましい実施例において、コンバ
ータ348のシェルの各半分部分の上流端は半円形の凹
部349を備え、この凹部はスペーサ346の外面を受
け入れるように構成されている。コンバータ348のシ
ェルの各半分部分は、ネック350を備え、このネック
はL字形リング342のネック部を挿入式に受け入れ、
取り囲むように構成されている。コンバータ348にL
字形リング342のネックを挿入する量を制限するよう
に止め隆起344が設けてある。組み立てられた装置3
30は、コンバータ348のシェルの一方の半分部分内
に置かれ、シェルとL字形リング342の境界面の所定
位置に密封溶接される。それから、シェルの他の半分部
分を第1の半分部分に結合し、最終的なシール接続を行
う。
【0143】作動に際して、スペーサ346はコンバー
タ348と上流側パイプ部分との間の軸線方向、横方
向、角度運動を許す。スペーサは剪断モードにおける軸
方向荷重を吸収し、スペーサの半径中心Cと同心である
円筒形「平面」に沿って剪断が生じる。コンバータのパ
イプ部分332に対する回動がほぼ半径中心Cまわりに
生じる。ベローズ334の曲げは、主として、ベローズ
334の最も上流側の回旋部がネック340内へ移行す
る領域において生じる。
【0144】同様に、コンバータの構造に依存して、装
置330はコンバータの下流側端で使用することも考え
られる。それに加えて、装置330の構造は触媒コンバ
ータと共に使用することに限らず、他の排気系構成要
素、たとえば、マフラー、共鳴器、フロントドライブ前
方搭載エンジンで使用されるY字形パイプなどとの接続
にも同様に使用し得る。
【0145】図37、38は、より新しい、いわゆる
「止血包帯」式コンバータ構造のために構成された振動
遮断装置を示している。図37、38の装置は上流側排
気系構成要素と触媒コンバータとの間の接続部として使
用するように構成してあるが、これらの実施例がこのよ
うな用途に限られると解釈されるべきではない。このよ
うな「止血包帯」式触媒コンバータのシェルは、ほぼ円
筒形のチューブであり、この中に、汚染制御パッキング
が挿入される。次に、上流側および下流側の排気系構成
要素に漏斗形のキャップの小径端を取り付け、大径端は
パックした円筒形シェルに取り付ける。
【0146】たとえば、図37はこのような止血包帯式
コンバータと共に使用できる遮断装置の一実施例を示し
ている。流れは矢印Dで示されており、装置360がキ
ャップ380を示したコンバータの上流端に取り付ける
ことを意図していることを示している。同様に、コンバ
ータの構造に依存して、装置360はコンバータの下流
側端のところで使用することが考えらる。それに加え
て、装置360の構造は、触媒コンバータと共に使用す
ることに制限されず、マフラー、共鳴器、フロントドラ
イブ前方搭載エンジンで使用されるY字形パイプなどの
他の排気系構成要素との接続にも使用することができ
る。
【0147】パイプ部分362はベローズ364によっ
て取り囲まれている。ベローズ364の上流側ネック3
66をパイプ部分362まわりにかしめてほぼ流体密の
機械的な接続部とすると好ましい。それに加えて、キャ
ップ368がベローズ364を取り囲んでおり、キャッ
プ368のネック370がネック366をパイプ部分3
62に機械的に締め付けると好ましい。ベローズ364
の下流側ネック372はL字形リング374によって取
り囲まれており、それに対して密封流体密の方法で取り
付けられると好ましい。L字形リング374またはネッ
ク372あるいはこれら両方は、キャップ380のネッ
クに密封流体密の要領で、たとえば溶接によって取り付
けられる。L字形リング374は、好ましくは、ベロー
ズ364の最も下流側の回旋部の側面に衝合し、それの
支えとなると好ましい。
【0148】振動吸収スペーサ382(台形の横断面を
有していてもよい)が、パイプ部分362の下流側端ま
わりに取り付けられている。スペーサ382(好ましく
は、金属またはセラミック・ウールのメッシュ・リング
である)は、パイプ部分362のフレア376とL字形
リング378によって軸線方向に拘束されている。この
L字形リングはパイプ部分362上の所定位置に溶接あ
るいは他の手段で取り付けられる。
【0149】パイプ部分362の上流端は任意適当なほ
ぼ流体密の接続手段によって上流側の排気系構成要素
(図示せず)に接続される。
【0150】パイプ部分362、スペーサ382、キャ
ップ380間ならびにパイプ部分362、ベローズ36
4、キャップ380間の機械的な接続により、パイプ部
分362がスペーサ382の半径中心Eまわりに回動で
きる。パイプ部分362とキャップ380の間の軸線方
向、横方向の相対的な運動は、スペーサ382の剪断荷
重および圧縮を介しても吸収される。ベローズ364の
曲げは、主として、最も下流側の回旋部の領域で生じ
る。
【0151】図38は、図37の遮断装置の変形例を示
している。流れは矢印Fで示してあり、装置400がキ
ャップ416を示すコンバータの上流端に取り付けられ
ることを意図していることがわかる。コンバータの構造
に依存して、装置400はコンバータの下流側端のとこ
ろで同様に使用できると考えられる。それに加えて、装
置400の構造は触媒コンバータと使用することに制限
されず、他の排気系構成要素、たとえば、マフラー、共
鳴器、フロントドライブ前方搭載エンジンのY字形パイ
プなどと接続するのにも使用できる。
【0152】パイプ部分402は、部分的に、ベローズ
404によって取り囲まれている。好ましくはほぼ流体
密の機械的な接続を行うために、ベローズ404の上流
側ネック406はパイプ部分402まわりにかしめられ
ている。それに加えて、キャップ408がベローズ40
4を取り囲み、キャップ408のネック410はパイプ
部分402にネック406を機械的に締め付けると好ま
しい。ベローズ404の下流側ネック414はコンバー
タ・キャップ416のネックの内面に挿入され、そこに
密封取り付けされると好ましい。キャップ416の外方
へ折り返されたリップ部は、ベローズ404の最も下流
側の回旋部の側面に衝合し、それの支えとなる。
【0153】キャップ408のネック410は、取り付
け用フランジ・プレート412の開口内に挿入され、任
意適当な方法でそこに取り付けられる。ベローズ404
のネック406およびパイプ部分402の上流端は、キ
ャップ408のネック410の内面によって取り囲ま
れ、好ましくはそこに密封取り付けされている。フラン
ジ・プレート412は上流側の排気系構成要素(図示せ
ず)に取り付けるためのボルト孔または他の適当な手段
を備える。
【0154】振動吸収スペーサ422(台形の横断面を
有していてもよい)がパイプ部分402の下流側端まわ
りに嵌合している。スペーサ422(好ましくは、金属
またはセラミック・ウールのメッシュ・リングである)
は、パイプ部分402のフレア424、L字形リング4
18パイプ部分402上に所定位置で溶接あるいは他の
手段で取り付けてある)およびL字形リング420(キ
ャップ416の内面上へ所定位置で溶接あるいは他の手
段で取り付けられている)によって軸線方向に拘束され
ている。
【0155】パイプ部分402、スペーサ422、キャ
ップ416間、そして、パイプ部分402、ベローズ4
04、キャップ416間の機械的な接続により、スペー
サ422の半径中心Gまわりのパイプ部分402の回動
が可能となる。スペーサ416の剪断荷重および圧縮を
介して、パイプ部分402とキャップ416の間の軸線
方向、横方向の相対的な動きも吸収される。ベローズ4
04の曲げは、主として、最も下流側の回旋部で生じ
る。
【0156】図37‐38の装置の組み立ては、代表的
には、まずスペーサ部材をパイプ部分の端のまわりに置
くことによって達成される。次に、パイプおよびスペー
サをコンバータ・キャップの太い端を通して挿入し、ス
ペーサをキャップの内面とパイプ部分との間に設置す
る。ベローズ、遮断装置キャップおよび取り付け用フラ
ンジ・プレートを、次に、パイプ端に取り付け、ベロー
ズ端をコンバータ・キャップに接続する。コンバータ・
ボデーのパック後に、遮断器装置と共にコンバータ・キ
ャップをコンバータ・ボデーに取り付ける。
【0157】図36‐38の振動遮断装置は、連続した
排気系構成要素間の軸線方向の拡張および縮小、横方向
運動および回動運動を吸収し、振動を遮断すると共に、
振動遮断部材(スペーサ)を曲がっていたり、シールし
ている要素(ベローズ)から軸線方向に分離し、これら
の構成要素が遭遇する応力荷重を間引き、単純化する。
【0158】前記実施例の各々において、メッシュ・リ
ングはベローズが排気流のすべての力および温度に直接
露出するのを部分的に遮断するように作用するが、メッ
シュ・リングを通してベローズ、パイプ端間のスペース
に或る程度のかなりゆっくりとした低温度の漏洩が生じ
る可能性はある。こうして、ベローズはめいっぱいの高
温流から保護され、遮断装置の有効寿命を延ばす。
【0159】ここで、単一厚さの金属を有するベローズ
を図34‐38の実施例において示したけれども、先の
実施例に示したような複数層ベローズを使用しても、発
明の範囲から逸脱することがないことは了解されたい。
【0160】前記の説明および図面は単に発明を説明し
ているに過ぎず、発明がそれに限られるわけではない。
添付の請求の範囲が制限される限りでは、本開示内容を
知った当業者であれば、発明の範囲から逸脱することな
く修正、変更を行うことができであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、排気マニホルドに組み込む前の、本
発明の一実施例による可撓性コネクタ装置の部分断面側
面図である。
【図2】 図2は、排気マニホルドに組み込んだ後の、
本発明の一実施例による可撓性コネクタ装置の部分断面
側面図である。
【図3】 図3は、本発明の可撓性コネクタ装置の実施
例のうちの任意の実施例における一構成要素として使用
するのに適したフランジ部材の端面図である。
【図4】 図4は、図3のフランジ部材の側面図であ
る。
【図5】 図5は、本発明の図1の実施例による可撓性
コネクタ装置の入口チューブの部分断面側面図である。
【図6】 図6は、本発明の図1の実施例による可撓性
コネクタ装置の出口チューブの部分断面側面図である。
【図7】 図7は、本発明の図1の実施例による可撓性
コネクタ装置のメッシュ・リングの側断面図である。
【図8】 図8は、本発明の図1の実施例による可撓性
コネクタ装置の端キャップの側断面図である。
【図9】 図9は、本発明の図1の実施例による可撓性
コネクタ装置のためのベローズを形成するプロセスの一
段階を示す概略図である。
【図10】 図10は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のためのベローズを形成するプロセス
の一段階を示す概略図である。
【図11】 図11は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のためのベローズを形成するプロセス
の一段階を示す概略図である。
【図12】 図12は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための入口、出口チューブを組み立
てるプロセスの一段階を示す概略図である。
【図13】 図13は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための入口、出口チューブを組み立
てるプロセスの一段階を示す概略図である。
【図14】 図14は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための入口、出口チューブを組み立
てるプロセスの一段階を示す概略図である。
【図15】 図15は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための入口、出口チューブを組み立
てるプロセスの一段階を示す概略図である。
【図16】 図16は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための組み立てた入口、出口チュー
ブにベローズ/フランジ部材構造を組み付けるプロセス
の一段階を示す概略図である。
【図17】 図17は、本発明の図1の実施例による可
撓性コネクタ装置のための組み立てた入口、出口チュー
ブにベローズ/フランジ部材構造を組み付けるプロセス
の一段階を示す概略図である。
【図18】 図18aは、排気マニホルドに組み込む前
の、本発明の別の実施例による可撓性コネクタ装置の部
分断面側面図であり、図18bは、図18aの実施例の
可撓性コネクタ装置と共に用いるのに適したフランジ部
材の端面図である。
【図19】 図19は、本発明のまたさらに別の実施例
による可撓性コネクタ装置の断片側断面図である。
【図20】 図20は、本発明のまたまた別の実施例に
よる可撓性コネクタ装置の断片側断面図である。
【図21】 図21は、フランジ部材を嵌合させたチュ
ーブに回旋部を形成するための装置の断面図である。
【図22】 図22は、形成しようとしているチューブ
内の水に圧力を加えた後の、図21の装置の断面図であ
る。
【図23】 図23は、ブレード対を移動させて回旋部
にふくらみを拡大したときの、図21‐22の装置の断
面図である。
【図24】 図24は、複数のベローズ/フランジ部材
ユニットを一度に形成し、次いでこれらのユニットを共
通のチューブについて切断することによって分離するよ
うに構成された回旋部形成装置の変形例を示す斜視図で
ある。
【図25】 図25は、図24の装置の側断面図であ
る。
【図26】 図26は、ブレードの相対的な一体回動作
用を示す、図21‐25のうち任意の図による回旋部形
成装置の端面図である。
【図27】 図27は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の側断面図である。
【図28】 図28は、図27の実施例による振動遮断
装置の部分拡大図である。
【図29】 図29は、図27の振動遮断装置の端面図
である。
【図30】 図30は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の側断面図である。
【図31】 図31は、図30の実施例による振動遮断
装置の部分拡大図である。
【図32】 図32は、図30の振動遮断装置の端面図
である。
【図33】 図33は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の拡大断面図である。
【図34】 図34は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の部分断面側面図である。
【図35】 図35は、図34で示す装置の部分拡大図
である。
【図36】 図36は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の部分断面側面図である。
【図37】 図37は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の部分断面側面図である。
【図38】 図38は、本発明の別の実施例による振動
遮断装置の部分断面側面図である。
【符号の説明】
10可撓性コネクタ 12フランジ部材 14中央開口 16ボルト孔 18入口チューブ 24出口チューブ 28メッシュ・リング 30メッシュ・リング 32端キャップ 34ベローズ 40円筒形チューブ 42チューブ 44複合チューブ 46回旋部 52複合ベローズ/フランジ部材構造 80ブレード 81ブレード 83ノーズ片 84ノーズ片 86端ブロック 87端ブロック 94スペーサ 96スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート シー.クラーク アメリカ合衆国 イリノイ州 60173 セ ント チャールズ、フェアビュー ドライ ブ 1903

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体導管系(たとえば、内燃機関のため
    の排気系)の第1、第2の構成要素を接続するための振
    動遮断装置であって、流体を通すための開口を貫いて設
    けた取り付け部材であり、開口が内面を有し、第1、第
    2の構成要素の一方に取り付けるように構成してある取
    り付け部材と、少なくとも第1の端部領域および第2端
    部領域を有するパイプ部材と、ほぼパイプ部材の少なく
    とも一部をほぼ取り囲んでおり、2つの端を有する弾力
    のある可撓性シーリング部材とを包含し、これら2つの
    端のうち第1の端がパイプ部材の第1の端部領域に作動
    可能に接続してあり、前記2つの端のうちの第2の端が
    作動可能に取り付け部材に接続してあり、弾力のある可
    撓性シーリング部材の2つの端のうち第2の端の少なく
    とも一部が取り付け部材の開口を貫いて延びており、ま
    た、回旋部が形成してあり、半径方向内方へ折り返され
    たリップ部を提供しており、このリップ部が、第1、第
    2の構成要素のうちの一方への取り付け部材の取り付け
    完了時に、部分的に、取り付け部材と第1、第2の構成
    要素のうち前記一方の構成要素との間にほぼ流体密の非
    溶接シールを形成するようになっており、さらに、パイ
    プ部材の第2端部領域の一部と弾力のある可撓性シーリ
    ング部材の第2端の一部との間で半径方向に位置させた
    環状の振動減衰部材を包含し、パイプ部材の第2端部領
    域がこの振動減衰部材と振動吸収接触状態で配置してあ
    り、取り付け部材が流体移送系における構造部材に取り
    付けられたときに、パイプ部材と取り付け部材との間に
    制限された相対的な軸線方向、横方向、角度運度を可能
    としており、半径方向内方へ折り返されたリップ部がパ
    イプ部材の第2端の周囲領域のほぼ付近の位置まで半径
    方向内方へ延びていて、ほぼ環状の振動減衰部材から離
    れる方向へ排気ガスを反らせるようになっていることを
    特徴とする振動遮断装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の振動遮断装置において、
    さらに、パイプ部材の第2端部領域の部分、弾力のある
    可撓性シーリング部材の第2端の部分および取り付け部
    材の開口に対して環状の振動減衰部材の軸線方向位置を
    維持するための少なくとも1つの軸線方向位置決め部材
    を包含し、環状の振動減衰部材が取り付け部材の開口に
    よって形成された領域内に作動可能に、そして、効果的
    に位置決めされるようになっていることを特徴とする振
    動遮断装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の振動遮断装置において、
    弾力のある可撓性シーリング部材の一部がほぼ開口の内
    面に対して位置決めされることを特徴とする振動遮断装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の振動遮断装置において、
    少なくとも1つの軸線方向位置決め部材がパイプ部材の
    第2端部領域から半径方向外方へ延びている第1のフラ
    ンジ部材を包含することを特徴とする振動遮断装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の振動遮断装置において、
    少なくとも1つの軸線方向位置決め部材が、さらに、パ
    イプ部材の第2端部領域から半径方向外方に延びる第2
    のフランジ部材を包含し、第1、第2のフランジ部材が
    互いに軸線方向に隔たっていて第1、第2のフランジ部
    材の間に環状の振動減衰部材を軸線方向に取り囲んでこ
    とを特徴とする振動遮断装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の振動遮断装置において、
    環状の振動減衰部材が圧縮した金属メッシュ・リングを
    包含することを特徴とする振動遮断装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の振動遮断装置において、
    環状の振動減衰部材が圧縮したセラミック・メッシュ・
    リングを包含することを特徴とする振動遮断装置。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の振動遮断装置において、
    さらに、パイプ部材の第1端部領域に作動可能に接続さ
    れており、弾力のある可撓性シーリング部材をほぼ取り
    囲んでいる環状でほぼ剛性のガード部材を包含すること
    を特徴とする振動遮断装置。
  9. 【請求項9】 流体導管系(たとえば、内燃機関の排気
    系)の第1、第2の構成要素を接続するための振動遮断
    装置であって、流体導管系の第1、第2の構成要素のう
    ち一方の構成要素に接続するように作動可能に構成した
    取り付け部材と、少なくとも第1端部領域および第2端
    部領域を有し、少なくともその第1端部領域で取り付け
    部材に間接的に接続したパイプ部材と、ほぼパイプ部材
    の少なくとも一部を取り囲み、2つの端を有し、これら
    2つの端のうち第1の端がパイプ部材の第1端部領域に
    作動可能に接続してあり、前記2つの端のうち第2の端
    が前記流体導管系の前記第1、第2の構成要素のうち第
    2の構成要素に少なくとも間接的に作動可能に接続する
    ように構成されている弾力のある可撓性シーリング部材
    と、パイプ部材の第2端部領域の一部のまわりに半径方
    向に位置決めされ、部分内に流体導管系の前記第1、第
    2の構成要素のうち第2の構成要素の一部内で半径方向
    に位置決め可能である環状の振動減衰部材と、環状の振
    動減衰部材の軸線方向位置をパイプ部材の第2端部領域
    の部分に対して維持する少なくとも1つの軸線方向位置
    決め部材とを包含し、前記環状の振動減衰部材および弾
    力のある可撓性シーリング部材のそれぞれの位置が、前
    記流体導管系の第1、第2の構成要素のうち第2の構成
    要素に接続した際に、軸線方向に互いに分離され、流体
    導管系の第1、第2の構成要素のうち第2の構成要素に
    接続されたときに、前記環状の振動減衰部材および振動
    遮断装置の前記方位が、がパイプ部材と流体導管系の第
    1、第2の構成要素のうち第2の構成要素との間に制限
    された軸線方向、横方向、角度運動を可能にすることを
    特徴とする振動遮断装置。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、パイプ部材の第1端部領域が上流領域に位置し、環
    状振動吸収減衰部材が弾力のある可撓性シーリング部材
    に関して下流に位置することを特徴とする振動遮断装
    置。
  11. 【請求項11】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、さらに、弾力のある可撓性シーリング部材の第1端
    の一部を周方向に取り囲み、弾力のある可撓性シーリン
    グ部材の一部に沿って軸線方向に延びていてそれを保護
    するキャップ部材を包含することを特徴とする振動遮断
    装置。
  12. 【請求項12】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、弾力のある可撓性シーリング部材が、少なくとも2
    つの回旋部を有するベローズを包含することを特徴とす
    る振動遮断装置。
  13. 【請求項13】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、環状の振動減衰部材が圧縮した金属メッシュ・リン
    グを包含することを特徴とする振動遮断装置。
  14. 【請求項14】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、環状の振動減衰部材が圧縮したセラミック・メッシ
    ュ・リングを包含することを特徴とする振動遮断装置。
  15. 【請求項15】 請求項9記載の振動遮断装置におい
    て、さらに、弾力のある可撓性シーリング部材の第2端
    に作動可能に取り付けられた環状のコネクタ部材を包含
    し、このコネクタ部材が、流体導管系の第1、第2の構
    成要素のうち第2の構成要素に振動遮断装置を接続した
    際に、流体導管系の第1、第2の構成要素のうち第2の
    構成要素に取り付けられるように構成されていることを
    特徴とする振動遮断装置。
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