JP2003021283A - 球面排気管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 捩り方向の力の生起においても、スティクス
リップ等に基づく異音を発生させないで運転者等に不快
感を与えない極めて乗り心地のよい自動車とし得、しか
も、排気ガスの漏洩もなく製造が容易であって、球帯状
シール体を正常位置に保持できる球面排気管継手を提供
すること。 【解決手段】 球面排気管継手１は、上流側排気管２の
管端部３に固着された鍔体６と、下流側排気管５の管端
部４に固着されていると共に凹球面状の内面７を有した
シール座部材８と、上流側排気管２の管端部３及びシー
ル座部材８間に配された球帯状シール体１２と、鍔体６
をシール座部材８に相対的に接近させるように鍔体６に
対してシール座部材８を相対的に弾性的に付勢すると共
に両排気管２及び５を弾性的に連結する連結手段１３と
を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の排気管に
使用される球面排気管継手に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】自動車のエンジンの排
気ガスは、自動車本体（シャーシ）などに配置された排
気管に導かれて大気中に排出されるが、この排気管はエ
ンジンのトルク反力及び慣性力などにより繰り返し曲げ
応力を受ける。したがって、エンジンの振動が排気管吊
架具を伝わって車室内にもたらされたり、あるいは騒音
の原因になるばかりでなく、排気管の疲労折損などの不
具合を生じる危険がある。

【０００３】この問題点を解決するために、排気管の所
要箇所に球帯状シール体を用いた球面排気管継手、例え
ば特開昭５７−１４０９９０号に記載された球面排気管
継手を配置して応力を吸収させるなどの手段が一般に講
じられている。

【０００４】斯かる球面排気管継手により上記の問題を
好ましく効果的に解決できるのであるが、最近ではＦＦ
車についてはエンジンの後側に排気管（マニホールド）
が設けられるので、排気管には特に捩り方向の力が加わ
り、この捩り方向の力が球面排気管継手にも入力される
ことになる。

【０００５】球面排気管継手においては、捩り方向の力
が入力されると、球帯状シール体の凸球面状の外周面と
下流側排気管の管端部に設けられるシール座部材との間
の相対的な角変位方向の摺動に加えて、球帯状シール体
の大径側の環状の端面と上流側排気管の管端部に設けら
れる鍔部との間に相対的な回転方向の摺動が生じるよう
になる。前者の摺動は、凸球面状の外周面に滑り処理が
なされるために、スティクスリップ等に基づく異音を生
じさせないで滑らかになされるが、後者の摺動は、製造
上の制約により球帯状シール体の大径側の環状の端面等
には特に滑り処理がなされていない結果、運転者等に不
快感を与えて極めて乗り心地の悪いスティクスリップ等
に基づく異音を発生させることがある上に、球帯状シー
ル体の大径側の環状の端面等に摩耗を生じさせて、排気
ガスの漏洩原因となる虞がある。

【０００６】また特開平７−４２３６号公報に記載のよ
うな球面排気管継手が提案されているが、斯かる球面排
気管継手は、球帯状シール体に凸球外面と凹球内面とを
形成し、この二つの内外球面の夫々を対応の球面座に摺
動自在に接触させているために、二つの内外球面のいず
れかの球面又は二つの球面座のいずれかが低い真球度で
あると、所望のシール性を得ることができず、したがっ
て、両球面及び両球面座のいずれに対しても高い真球度
が要求される結果、製造が極めて困難となるのみなら
ず、上流側及び下流側排気管の相対的な角変位方向の揺
動において、二つの球面座間の正常位置から球帯状シー
ル体が移動して外れる虞があり、斯かる移動が生じると
球帯状シール体を損傷させる場合がある。

【０００７】本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、捩り方向（回転方
向）の力の生起においても、スティクスリップ等に基づ
く異音を発生させないで運転者等に不快感を与えない極
めて乗り心地のよい自動車とし得、しかも、排気ガスの
漏洩もなく製造が容易であって、球帯状シール体を正常
位置に保持できる球面排気管継手を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様の球
面排気管継手は、上流側排気管及びこの上流側排気管の
管端部に対向して配置された管端部を有した下流側排気
管のうちの一方の排気管の管端部に固着された鍔体と、
両排気管のうちの他方の排気管の管端部に固着されてい
ると共に凹球面状の内面を有したシール座部材と、一方
の排気管の管端部及びシール座部材間に配されていると
共にシール座部材の凹球面状の内面と対面した凸球面状
の外周面及びこの外周面に対向し且つ一方の排気管の管
端部の外周面と対面した内周面を有した球帯状シール体
と、両排気管を弾性的に連結する連結手段とを具備して
おり、ここで、シール座部材の凹球面状の内面と球帯状
シール体の凸球面状の外周面との間及び一方の管端部の
外周面と球帯状シール体の内周面との間のうちの一方の
間には微小隙間が形成されており、シール座部材の凹球
面状の内面と球帯状シール体の凸球面状の外周面との間
及び一方の排気管の管端部の外周面と球帯状シール体の
内周面との間のうちの他方の間では、当該他方の間を形
成する両面が気密に且つ互いに摺動自在に接触されてお
り、微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるよう
になっている。

【０００９】第一の態様の球面排気管継手によれば、シ
ール座部材の凹球面状の内面と球帯状シール体の凸球面
状の外周面との間及び一方の管端部の外周面と球帯状シ
ール体の内周面との間のうちの一方の間には微小隙間が
形成されて、この微小隙間を介する排気ガスの流通が阻
止されるようになっているために、微小隙間を形成する
両面の互いの相補的な形状精度をそれ程必要としなく、
したがって、排気ガスの漏洩もなく製造が極めて容易と
なる。

【００１０】本発明の第二の態様の球面排気管継手で
は、上記の球面排気管継手において、微小隙間は、一方
の管端部の外周面と球帯状シール体の内周面との間に形
成されており、本発明の第三の態様の球面排気管継手で
は、第二の態様の球面排気管継手において、鍔体は、球
帯状シール体の大径側の環状の端面に接触しており、球
帯状シール体の外周面は、鍔体と球帯状シール体の一方
の環状の端面との接触部を介して伝達された連結手段の
弾性力によりシール座部材の内面に弾性的に押圧されて
おり、鍔体と球帯状シール体の一方の環状の端面との接
触部により微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止され
るようになっている。

【００１１】第二及び第三の態様の球面排気管継手によ
れば、鍔体が球帯状シール体の大径側の環状の端面に接
触しているために、両排気管への適用の初期には両排気
管の相対的な回転方向は、鍔体と環状の端面との間の接
触部での摺動を伴って行われるが、この摺動による環状
の端面の摩耗が生じたり、連結手段の弾性力により球帯
状シール体に変形が生じると微小隙間の間隔が減少し
て、最後には一方の管端部の外周面と球帯状シール体の
内周面とが接触して、この新たに生じた接触部での摺動
が支配的になり、当該摺動を伴って両排気管の相対的な
回転が行われる結果、スティクスリップ等に基づく異音
を発生させないで運転者等に不快感を与えない極めて乗
り心地のよい自動車とし得、しかも、鍔体と球帯状シー
ル体の一方の環状の端面との間の接触部と新たに生じた
接触部とで、一方の管端部の外周面と球帯状シール体の
内周面との間を介する排気ガスの漏出を確実に防止でき
る。

【００１２】本発明の第四の態様の球面排気管継手で
は、上記の第二の態様の球面排気管継手において、一方
の排気管の管端部には外方向に隆起する環状の隆起部が
形成されており、球帯状シール体の内周面には、一方の
排気管の管端部の隆起部が嵌合する環状の凹所が形成さ
れており、球帯状シール体の外周面は、一方の排気管の
管端部の隆起部と球帯状シール体の凹所との嵌合部を介
して伝達された連結手段の弾性力によりシール座部材の
内面に弾性的に押圧されており、一方の排気管の管端部
の隆起部と球帯状シール体の凹所との嵌合部により微小
隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるようになって
いる。

【００１３】第四の態様の球面排気管継手によれば、球
帯状シール体が一方の排気管の管端部に隆起部と凹所と
の嵌合部を介して嵌合されているために、一方の管端部
及びシール座部材間の正常位置から球帯状シール体が移
動して外れる虞がなくなり、球帯状シール体の損傷の危
険がなくなる上に、嵌合部で微小隙間を介する排気ガス
の流通が阻止されるようになっているために、一方の管
端部の外周面と球帯状シール体の内周面との間の微小隙
間を介する排気ガスの漏出を確実に防止できる。

【００１４】本発明の第五の態様の球面排気管継手で
は、上記の第二又は第四の態様の球面排気管継手におい
て、球帯状シール体の内周面には、管端部の外周面に接
触する環状の突条が形成されており、球帯状シール体の
外周面は、球帯状シール体の内周面の環状の突条とこの
突条に接触した管端部の外周面との接触部を介して伝達
された連結手段の弾性力によりシール座部材の内面に弾
性的に押圧されており、球帯状シール体の内周面の突条
とこの突条に接触した管端部の外周面との接触部により
微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるようにな
っている。

【００１５】第五の態様の球面排気管継手によれば、第
二の態様の球面排気管継手との関連では、環状の突条が
管端部の外周面に接触しているために、両排気管への適
用の初期には両排気管の相対的な回転方向は、環状の突
条と管端部の外周面との間の接触部での摺動を伴って行
われるが、この摺動による環状の突条の端面の摩耗が生
じると微小隙間の間隔が減少して、最後には一方の管端
部の外周面と球帯状シール体の内周面とが接触して、こ
の新たに生じた接触部での摺動を伴って両排気管の相対
的な回転が行われる結果、スティクスリップ等に基づく
異音を発生させないで運転者等に不快感を与えない極め
て乗り心地のよい自動車とし得、しかも、新たに生じた
接触部によっても、一方の管端部の外周面と球帯状シー
ル体の内周面との間を介する排気ガスの漏出を確実に防
止でき、第四の態様の球面排気管継手との関連では、嵌
合部に加えて環状の突条と管端部の外周面との間の接触
部で微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるよう
になっているために、一方の管端部の外周面と球帯状シ
ール体の内周面との間の微小隙間を介する排気ガスの漏
出を更に確実に防止できる。

【００１６】本発明の第六の態様の球面排気管継手で
は、上記の第一の態様の球面排気管継手において、微小
隙間は、シール座部材の内面と球帯状シール体の外周面
との間に形成されている。

【００１７】本発明の第七の態様の球面排気管継手で
は、上記の第六の態様の球面排気管継手において、シー
ル座部材には内方向に隆起する環状の隆起部が形成され
ており、球帯状シール体の外周面には、シール座部材の
隆起部が嵌合する環状の凹所が形成されており、球帯状
シール体は、シール座部材の隆起部と球帯状シール体の
凹所との嵌合部において連結手段の弾性力によりシール
座部材に弾性的に押圧されており、シール座部材の隆起
部と球帯状シール体の凹所との嵌合部により微小隙間を
介する排気ガスの流通が阻止されるようになっている。

【００１８】第六及び第七の態様の球面排気管継手によ
れば、球帯状シール体がシール座部材に嵌合部で嵌合さ
れているために、一方の管端部及びシール座部材間の正
常位置から球帯状シール体が移動して外れる虞がなくな
り、球帯状シール体の損傷の危険がなくなる上に、嵌合
部で微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるよう
になっているために、シール座部材の内面と球帯状シー
ル体の外周面との間の微小隙間を介する排気ガスの漏出
を確実に防止できる。

【００１９】上記の第一から第六の態様のいずれかの球
面排気管継手において、一方の管端部の外周面は、好ま
しくは、本発明の第八の態様の球面排気管継手のよう
に、截頭円錐面状の外周面を具備しており、また第一か
ら第七の態様のいずれかの球面排気管継手においては、
本発明の第九の態様の球面排気管継手のように、凸球面
状の外周面を具備しており、一方の管端部の外周面が截
頭円錐面状の外周面を具備している場合には、球帯状シ
ール体の内周面は、截頭円錐面状の外周面と相補的な截
頭円錐面状の内周面を具備しており、一方の管端部の外
周面が凸球面状の外周面を具備している場合には、球帯
状シール体の内周面は、凸球面状の外周面と相補的な凹
球面状の内周面を具備しているとよい。

【００２０】本発明において球帯状シール体は、好まし
い例ではその第十の態様の球面排気管継手のように、膨
張黒鉛、雲母または石綿等の耐熱材と、金属細線から形
成された金網からなる補強材とを圧縮成形してなり、耐
熱材が金網からなる補強材の隙間に配されてなり、斯か
る球帯状シール体において、その第十一の態様の球面排
気管継手のように、球帯状シール体の外周面が固体潤滑
剤を含む潤滑すべり層の露出面であるとよい。固体潤滑
剤としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、二硫化
モリブデン又は窒化ホウ素などを好ましい例として挙げ
ることができる。

【００２１】本発明に係る球帯状シール体の好ましい例
の一つをその製造方法と共に説明すると、まず金属細線
を織ったり編んだりすることによって形成された金網を
用意し、この金網を所定の幅に切断し、これをローラ間
に通して帯状金網を作製し、これを補強材として使用す
る。耐熱材として、所定の幅に切断したシート状耐熱材
（膨張黒鉛シート等）を用意する。そして、帯状金網か
らなる補強材とシート状耐熱材とを重ね合わせると共に
シート状耐熱材を内側にし、かつ最外周ではシート状耐
熱材が位置するように円筒状に捲回し、円筒体を作製す
る。

【００２２】上記シート状耐熱材と同様のシート状耐熱
材を別途用意し、この別途用意したシート状耐熱材の一
方の表面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、二硫化
モリブデン、窒化ホウ素などの固体潤滑剤を刷毛塗り、
スプレー等の手段で付着させてすべり層を形成する。

【００２３】金属細線を編んで円筒状金網を形成したの
ち、これをローラ間に通して作製した帯状金網を用意
し、該帯状金網内に前記すべり層を備えたシート状耐熱
材を挿入すると共にこれらをローラ間に通して一体化さ
せた摺動面材を作製する。

【００２４】このようにして得た摺動面材をすべり層を
外側にして前記円筒体の外周面に巻付け、予備円筒成形
体を作製する。この予備円筒成形体を金型内に配置し
て、予備円筒成形体を、パンチによりコア軸方向に１〜
３トン／ｃｍ^２の圧力で圧縮成形し、内周面とすべり層
が露出した凸球面状の外周面と軸方向の一端の大径側の
環状の端面とこの端面より小径の軸方向の他端の小径側
の環状の端面とを有した球帯状シール体を作製する。こ
の圧縮成形により、円筒体の金網からなる補強材と耐熱
材とは互いに絡み合って一体化され、凸球面状の平滑な
外周面には、当該外周面に露出して摺動面材の耐熱材及
び固体潤滑剤と金網とが混在一体となったすべり層が形
成される。

【００２５】なお、第四及び第五の態様の球帯状シール
体を作製するには、それらに対応した金型及びパンチを
用いればよい。

【００２６】次に本発明の実施の形態を、図に示す好ま
しい実施例に基づいてさらに詳細に説明する。なお、本
発明はこれら実施例には何等限定されないのである。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１から図３に示す球面排気管継
手１は、エンジン側に連結された上流側排気管２及び上
流側排気管２の管端部３に軸方向に間隔をもって対向し
て配置された円筒状の管端部４を有して大気側に連結さ
れた下流側排気管５のうちの一方の排気管、本例では上
流側排気管２に溶接等により固着された鍔体６と、両排
気管２及び５のうちの他方の排気管、本例では下流側排
気管５の管端部４に溶接等により固着されていると共に
凹球面状の内面７を有したシール座部材８と、上流側排
気管２の管端部３及びシール座部材８間に配されている
と共にシール座部材８の凹球面状の内面７と対面した凸
球面状の外周面９及び外周面９に対向し且つ上流側排気
管２の管端部３の外周面１０と対面した内周面１１を有
した球帯状シール体１２と、鍔体６をシール座部材８に
相対的に接近させるように鍔体６に対してシール座部材
８を相対的に弾性的に付勢すると共に両排気管２及び５
を相対角変位自在であって相対回転自在に弾性的に連結
する連結手段１３とを具備している。

【００２８】上流側排気管２の管端部３は、大径の円筒
状の外周面１８を有した円筒部１９と、小径の円筒状の
外周面２０を有した円筒部２１と、円筒部１９及び２１
間に位置していると共にこれらに一体的に形成されてお
り且つ截頭円錐面状の外周面２２を有した截頭円錐部２
３とを具備しており、これにより管端部３の外周面１０
は、大径の円筒状の外周面１８と、小径の円筒状の外周
面２０と、大径の円筒状の外周面１８と小径の円筒状の
外周面２０との間に位置した截頭円錐面状の外周面２２
とを具備している。

【００２９】鍔体６は、円筒部１９の外周面１８にぴっ
たりと外挿された円筒部２５と、円筒部２５に一体的に
形成されていると共に軸対称に二個の貫通孔２６を有し
た円板状の鍔部２７とを具備しており、鍔部２７におい
て円筒部１９に溶接等により固着されており、円筒部２
５の一方の環状の端面２８において球帯状シール体１２
の大径側の環状の端面２９に摺動自在に接触している。

【００３０】シール座部材８は、凹球面状の内面７を有
した部分球状部３１と、部分球状部３１に一体的に形成
された円筒部３２と、部分球状部３１に一体的に形成さ
れていると共に軸対称に二個の貫通孔３３を有したナッ
ト受け部３４とを具備しており、円筒部３２において下
流側排気管５の管端部４に溶接等により固着されいる。

【００３１】膨張黒鉛、雲母または石綿等の耐熱材、本
例では主として膨張黒鉛からなる耐熱材と、金属細線か
ら形成された金網からなる補強材とを圧縮成形してな
り、耐熱材が金網からなる補強材の隙間に配されてなる
球帯状シール体１２は、シール座部材８の凹球面状の内
面７に摺動自在であって気密に接触していると共に固体
潤滑剤を含む潤滑すべり層の露出面である凸球面状の外
周面９と、管端部３の外周面１０、より詳しくは外周面
１０のうちの外周面２０及び２２と０．１ｍｍから０．
３ｍｍ程度の環状の微小隙間４１をもって対面した内周
面１１と、円筒部２５の端面２８に摺動自在に接触した
大径側の端面２９と、端面２９に対向した小径側の環状
の端面４２とを具備している。

【００３２】外周面９は、端面２８と端面２９との接触
部４３を介して伝達された連結手段１３の弾性伸張力に
よりシール座部材８の内面７に弾性的に押圧されてい
る。

【００３３】内周面１１は、截頭円錐面状の外周面２２
と相補的な截頭円錐面状の内周面４５と、小径の円筒状
の外周面２０と相補的であって内周面４５と連続な円筒
状の内周面４６とを具備しており、微小隙間４１は、管
端部３の外周面２０及び２２と球帯状シール体１２の内
周面４５及び４６との間に形成されている。なお、微小
隙間４１は、管端部３の外周面２２と球帯状シール体１
２の内周面４５との間に形成され、管端部３の外周面２
０と球帯状シール体１２の内周面４６との間には、比較
的大きな隙間が形成されていてもよい。

【００３４】連結手段１３は、各貫通孔２６及び３３を
貫通して配された二個のボルト５１と、各ボルト５１の
膨大頭部５３と鍔部２７との間に縮められて配されたコ
イルばね５４と、各ボルト５１のねじ部に螺着されてい
ると共にナット受け部３４に着座したナット５５とを具
備しており、コイルばね５４の弾性伸張力により鍔体６
をシール座部材８に相対的に接近させるように鍔体６に
対してシール座部材８を相対的に弾性的に付勢してい
る。

【００３５】球面排気管継手１では、シール座部材８の
凹球面状の内面７と球帯状シール体１２の凸球面状の外
周面９との間では、当該間を形成する両面である内面７
及び外周面９が気密に且つ互いに摺動自在に接触されて
おり、鍔体６の端面２８と球帯状シール体１２の端面２
９との接触部４３により微小隙間４１を介する排気ガス
の流通が阻止されるようになっている。

【００３６】以上の球面排気管継手１では、上流側排気
管２と下流側排気管５との間の角変位方向Ａの相対的な
揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シール体１２
の外周面９との摺動によって許容され、上流側排気管２
と下流側排気管５との間の捩り方向（回転方向）Ｂの相
対的な揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シール
体１２の外周面９との摺動に加えて、円筒部２５の端面
２８と球帯状シール体１２の端面２９との摺動によって
許容される。

【００３７】そして球面排気管継手１では、微小隙間４
１が形成されているが、斯かる微小隙間４１を介する排
気ガスの上流側排気管２及び下流側排気管５外への流通
が接触部４３により阻止されるようになっているため
に、微小隙間４１を形成する両面２０及び２２並びに４
５及び４６、特に両面２２及び４５の互いの相補的な形
状精度をそれ程必要としなく、したがって、上流側排気
管２及び下流側排気管５内から外部への排気ガスの漏洩
もなく製造が極めて容易となる。

【００３８】また球面排気管継手１では、鍔体６が端面
２８で球帯状シール体１２の端面２９に接触しているた
めに、球面排気管継手１の両排気管２及び５への適用の
初期には両排気管２及び５の相対的な捩り方向（回転方
向）Ｂの揺動は、鍔体６の端面２８と球帯状シール体１
２の端面２９との間の接触部４３での摺動を伴って行わ
れるが、この摺動によって端面２８及び２９の相互の摩
耗、特に端面２９の摩耗が生じたり、連結手段１３の弾
性力により球帯状シール体１２に変形が生じると微小隙
間４１の間隔が減少して、最後には管端部３の外周面２
２と球帯状シール体１２の内周面４５とが接触して、こ
の新たに生じた接触部での摺動が支配的になり、当該摺
動を伴って両排気管２及び５の相対的な回転が行われる
結果、スティクスリップ等に基づく異音を発生させない
で運転者等に不快感を与えない極めて乗り心地のよい自
動車とし得る。

【００３９】しかも球面排気管継手１では、接触部４３
と微小隙間４１の消失により新たに生じた接触部とで、
管端部３の外周面２２と球帯状シール体１２の内周面４
５との間を介する両排気管２及び５外への排気ガスの漏
出を確実に防止でき、更に、鍔体６が端面２８で球帯状
シール体１２の端面２９に接触している上に、管端部３
が截頭円錐部２３を具備すると共に、球帯状シール体１
２が截頭円錐面状の内周面４５を具備しているために、
球帯状シール体１２を正常位置に保持できる。

【００４０】上記の例の球面排気管継手１では、截頭円
錐面状の外周面（テーパ状外周面）２２を具備して管端
部３の外周面１０を構成し、截頭円錐面状の内周面４５
を具備して球帯状シール体１２の内周面１１を構成した
が、これに代えて、図４に示すように管端部３の外周面
１０と球帯状シール体１２の内周面１１とを構成しても
よい。図４に示す球面排気管継手１では、上流側排気管
２の管端部３は、大径の円筒状の外周面１８を有した円
筒部１９と、小径の円筒状の外周面２０を有した円筒部
２１と、円筒部１９及び２１間に位置していると共にこ
れらに一体的に形成されており且つ凸球面状の外周面６
１を有した部分球状部６２とを具備しており、これによ
り管端部３の外周面１０は、大径の円筒状の外周面１８
と、小径の円筒状の外周面２０と、大径の円筒状の外周
面１８と小径の円筒状の外周面２０との間に位置した凸
球面状の外周面６１とを具備しており、球帯状シール体
１２の内周面１１は、凸球面状の外周面６１と相補的な
凹球面状の内周面６３と、小径の円筒状の外周面２０と
相補的な円筒状の内周面４６とを具備しており、凸球面
状の外周面６１と凹球面状の内周面６３との間に微小隙
間４１が形成されている。なお、本例では外周面２０と
内周面４６との間は比較的大きな隙間となっているが、
微小隙間４１と略同様の大きさの隙間としてもよい。

【００４１】図４に示す球面排気管継手１でも、上流側
排気管２と下流側排気管５との間の角変位方向Ａの相対
的な揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シール体
１２の外周面９との摺動によって許容され、上流側排気
管２と下流側排気管５との間の捩り方向（回転方向）Ｂ
の相対的な揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シ
ール体１２の外周面９との摺動に加えて、円筒部２５の
端面２８と球帯状シール体１２の端面２９との摺動によ
って許容される。

【００４２】そして図４に示す球面排気管継手１でも、
微小隙間４１が形成されているが、斯かる微小隙間４１
を介する排気ガスの上流側排気管２及び下流側排気管５
の外部への流通が接触部４３により阻止されるようにな
っているために、微小隙間４１を形成する両面６１及び
６３の互いの相補的な形状精度をそれ程必要としなく、
したがって、上流側排気管２及び下流側排気管５内から
外部への排気ガスの漏洩もなく製造が極めて容易とな
り、また鍔体６が端面２８で球帯状シール体１２の大径
側の環状の端面２９に接触しているために、球面排気管
継手１の両排気管２及び５への適用の初期には両排気管
２及び５の相対的な捩り方向（回転方向）Ｂの揺動は、
接触部４３での摺動を伴って行われるが、この摺動によ
る環状の端面２８及び２９の相互の摩耗、特に環状の端
面２９の摩耗が生じたり、連結手段１３の弾性力により
球帯状シール体１２に変形が生じると微小隙間４１が間
隔が減少して、最後には管端部３の外周面６１と球帯状
シール体１２の内周面６３とが接触して、この新たに生
じた接触部での摺動が支配的になり、当該摺動を伴って
両排気管２及び５の相対的なＢ方向の回転が行われる結
果、スティクスリップ等に基づく異音を発生させないで
運転者等に不快感を与えない極めて乗り心地のよい自動
車とし得、しかも、接触部４３と微小隙間４１の消失に
より新たに生じた接触部とで、管端部３の外周面６１と
球帯状シール体１２の内周面６３との間を介する両排気
管２及び５外への排気ガスの漏出を確実に防止でき、更
に、鍔体６が端面２８で球帯状シール体１２の端面２９
に接触しているために、球帯状シール体１２を正常位置
に確実に保持できる。

【００４３】図１から図３並びに図４に示す球面排気管
継手１では、鍔体６の端面２８と球帯状シール体１２の
端面２９との接触部４３を介するコイルばね５４の弾性
伸張力によりシール座部材８の内面７と球帯状シール体
１２の外周面９とを互いに押圧させているが、これに代
えて図５及び図６に示すように構成してもよい。

【００４４】図５及び図６に示す球面排気管継手１で
は、図１に示す管端部３の截頭円錐部２３に、外方向に
隆起する環状の隆起部６５が形成されており、図１から
図３に示す球帯状シール体１２の内周面４５に、隆起部
６５が嵌合する環状の凹所６６と、管端部３の外周面２
２に接触する環状の突条６７とが形成されており、そし
て図５及び図６に示す球面排気管継手１では、接触部４
３に代えて、球帯状シール体１２の外周面９は、隆起部
６５と凹所６６との嵌合部並びに突条６７と突条６７に
接触した管端部３の外周面２２との接触部を介して伝達
された連結手段１３のコイルばね５４の弾性伸張力によ
りシール座部材８の内面７に弾性的に押圧されており、
隆起部６５と凹所６６との嵌合部並びに突条６７と外周
面２２との接触部により微小隙間４１を介する排気ガス
の流通が阻止されるようになっている。したがって図５
及び図６に示す球面排気管継手１では、鍔体６は、円筒
部２５を具備しないで鍔部２７のみを具備しており、鍔
部２７において円筒部１９に溶接等により固着されてい
る。

【００４５】図５及び図６に示す球面排気管継手１で
も、図１から図３に示す球面排気管継手１と同様に、上
流側排気管２と下流側排気管５との間の角変位方向Ａの
相対的な揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シー
ル体１２の外周面９との摺動によって許容される一方、
上流側排気管２と下流側排気管５との間の捩り方向（回
転方向）Ｂの相対的な揺動は、シール座部材８の内面７
と球帯状シール体１２の外周面９との摺動に加えて、隆
起部６５と凹所６６との嵌合部並びに突条６７と外周面
２２との接触部とにおける摺動によって許容される。

【００４６】そして図５及び図６に示す球面排気管継手
１でも、微小隙間４１が形成されているが、斯かる微小
隙間４１を介する排気ガスの上流側排気管２及び下流側
排気管５の外部への流通が隆起部６５と凹所６６との嵌
合部並びに突条６７と外周面２２との接触部とにより阻
止されるようになっているために、微小隙間４１を形成
する両面２０及び２２並びに４５及び４６、特に両面２
２及び４５の互いの相補的な形状精度をそれ程必要とし
なく、したがって、上流側排気管２及び下流側排気管５
内から外部への排気ガスの漏洩もなく製造が極めて容易
となる。

【００４７】また図５及び図６に示す球面排気管継手１
では、両排気管２及び５への適用の初期には両排気管２
及び５の相対的な捩り方向（回転方向）Ｂの揺動は、隆
起部６５と凹所６６との嵌合部並びに突条６７と外周面
２２との接触部での摺動を伴って行われるが、この摺動
によって凹所６６及び突条６７での球帯状シール体１２
の摩耗が生じると微小隙間４１の間隔が減少して、最後
には管端部３の外周面２２と球帯状シール体１２の内周
面４５とが接触して、この新たに生じた接触部での摺動
を伴って両排気管２及び５の相対的な回転が行われる結
果、スティクスリップ等に基づく異音を発生させないで
運転者等に不快感を与えない極めて乗り心地のよい自動
車とし得る。

【００４８】しかも図５及び図６に示す球面排気管継手
１では、隆起部６５と凹所６６との嵌合部並びに突条６
７と外周面２２との接触部に加えて微小隙間４１の消失
により新たに生じた接触部により、管端部３の外周面２
２と球帯状シール体１２の内周面４５との間を介する両
排気管２及び５外への排気ガスの漏出を確実に防止で
き、更に、隆起部６５と凹所６６との嵌合により球帯状
シール体１２を正常位置に確実に保持できる。

【００４９】また図４に示す球面排気管継手１では、図
１に示す球面排気管継手１と同様に、鍔体６の端面２８
と球帯状シール体１２の端面２９との接触部４３を介す
るコイルばね５４の弾性伸張力によりシール座部材８の
内面７と球帯状シール体１２の外周面９とを互いに押圧
させているが、これに代えて、図５及び図６に示す球面
排気管継手１と同様に、図７に示すように隆起部７５及
び凹所７６を設けて球面排気管継手１を形成してもよ
い。

【００５０】図７に示す球面排気管継手１では、図４に
示す管端部３の部分球状部６２に、外方向に隆起する環
状の隆起部７５が形成されており、図４に示す球帯状シ
ール体１２の内周面６３に、隆起部７５が嵌合する環状
の凹所７６が形成されており、そして図７に示す球面排
気管継手１では、接触部４３に代えて、球帯状シール体
１２の外周面９は、隆起部７５と凹所７６との嵌合部を
介して伝達された連結手段１３のコイルばね５４の弾性
伸張力によりシール座部材８の内面７に弾性的に押圧さ
れており、隆起部７５と凹所７６との嵌合部により微小
隙間４１を介する排気ガスの流通が阻止されるようにな
っている。したがって図７に示す球面排気管継手１で
は、鍔体６は、円筒部２５を具備しないで鍔部２７のみ
を具備しており、鍔部２７において円筒部１９に溶接等
により固着されている。

【００５１】図７に示す球面排気管継手１でも、図４に
示す球面排気管継手１と同様に、上流側排気管２と下流
側排気管５との間の角変位方向Ａの相対的な揺動は、シ
ール座部材８の内面７と球帯状シール体１２の外周面９
との摺動によって許容される一方、上流側排気管２と下
流側排気管５との間の捩り方向（回転方向）Ｂの相対的
な揺動は、シール座部材８の内面７と球帯状シール体１
２の外周面９との摺動に加えて、隆起部７５と凹所７６
との嵌合部における摺動によって許容される。

【００５２】そして図７に示す球面排気管継手１でも、
微小隙間４１が形成されているが、斯かる微小隙間４１
を介する排気ガスの上流側排気管２及び下流側排気管５
の外部への流通が隆起部７５と凹所７６との嵌合部によ
り阻止されるようになっているために、微小隙間４１を
形成する両面６１及び６３の互いの相補的な形状精度を
それ程必要としなく、したがって、上流側排気管２及び
下流側排気管５内から外部への排気ガスの漏洩もなく製
造が極めて容易となる。

【００５３】また図７に示す球面排気管継手１では、両
排気管２及び５への適用の初期には両排気管２及び５の
相対的な捩り方向（回転方向）Ｂの揺動は、隆起部７５
と凹所７６との嵌合部での摺動を伴って行われるが、こ
の摺動によって凹所７６での球帯状シール体１２の摩耗
が生じると微小隙間４１の間隔が減少して、最後には管
端部３の外周面６１と球帯状シール体１２の内周面６３
とが接触して、この新たに生じた接触部での摺動を伴っ
て両排気管２及び５の相対的な回転が行われる結果、ス
ティクスリップ等に基づく異音を発生させないで運転者
等に不快感を与えない極めて乗り心地のよい自動車とし
得る。

【００５４】しかも図７に示す球面排気管継手１では、
隆起部７５と凹所７６との嵌合部に加えて微小隙間４１
の消失により新たに生じた接触部により、管端部３の外
周面６１と球帯状シール体１２の内周面６３との間を介
する両排気管２及び５外への排気ガスの漏出を確実に防
止でき、更に、隆起部７５と凹所７６との嵌合により球
帯状シール体１２を正常位置に確実に保持できる。

【００５５】なお、図７に示す球面排気管継手１では、
管端部３の部分球状部６２に隆起部７５を形成し、球帯
状シール体１２の凹球面状の内周面６３に凹所７６を形
成したが、これに代えて、図８に示すように、シール座
部材８の部分球状部３１に内方向に隆起する環状の隆起
部８１を形成し、球帯状シール体１２の外周面９にシー
ル座部材８の隆起部８１が嵌合する環状の凹所８２を形
成し、管端部３の外周面６１と球帯状シール体１２の内
周面６３とを摺動自在に密に接触させる一方、シール座
部材８の部分球状部３１の内面７と球帯状シール体１２
の外周面９との間に、微小隙間４１と同様の微小隙間８
３を形成してもよく、この場合には、球帯状シール体１
２は、管端部３の外周面６１と球帯状シール体１２の内
周面６３との接触部を介して伝達された連結手段１３の
コイルばね５４の弾性伸張力によりシール座部材８の隆
起部８１と球帯状シール体１２の凹所８２との嵌合部に
おいてシール座部材８に弾性的に押圧されており、隆起
部８１と凹所８２との嵌合部により微小隙間８３を介す
る排気ガスの流通が阻止される。なお、図８に示す球面
排気管継手１では、シール座部材８の隆起部８１と球帯
状シール体１２の凹所８２とが嵌合しているために、上
流側排気管２と下流側排気管５との間の角変位方向Ａの
相対的な揺動は、管端部３の外周面６１と球帯状シール
体１２の内周面６３との相対的な摺動によって許容さ
れ、上流側排気管２と下流側排気管５との間の捩り方向
（回転方向）Ｂの相対的な揺動は、管端部３の外周面６
１と球帯状シール体１２の内周面６３との相対的な摺動
に加えて、隆起部８１と凹所８２との嵌合部における摺
動によって許容される。

【００５６】シール座部材８の内面７と球帯状シール体
１２の外周面９との間に微小隙間８３が形成されている
図８に示す球面排気管継手１でも、微小隙間８３を介す
る排気ガスの上流側排気管２及び下流側排気管５の外部
への流通が隆起部８１と凹所８２との嵌合部により阻止
されるようになっているために、微小隙間８３を形成す
る両面７及び９の互いの相補的な形状精度をそれ程必要
としなく、したがって、上流側排気管２及び下流側排気
管５内から外部への排気ガスの漏洩もなく製造が極めて
容易となる。

【００５７】また図８に示す球面排気管継手１でも、隆
起部８１と凹所８２との嵌合部の摺動によって当該嵌合
部における球帯状シール体１２に摩耗が生じると微小隙
間８３の間隔が減少して、最後には両面７及び９が接触
して、この新たに生じた接触部での摺動を伴って両排気
管２及び５の相対的な回転が行われる結果、スティクス
リップ等に基づく異音を発生させないで運転者等に不快
感を与えない極めて乗り心地のよい自動車とし得る。

【００５８】しかも図８に示す球面排気管継手１では、
隆起部８１と凹所８２との嵌合部と微小隙間８３の消失
により新たに生じた接触部とで、両面７及び９の間を介
する両排気管２及び５外への排気ガスの漏出を確実に防
止でき、更に、隆起部８１と凹所８２とが嵌合している
ために、球帯状シール体１２を正常位置に保持できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、捩り方向（回転方向）
の力の生起においても、スティクスリップ等に基づく異
音を発生させないで運転者等に不快感を与えない極めて
乗り心地のよい自動車とし得、しかも、排気ガスの漏洩
もなく製造が容易であって、球帯状シール体を正常位置
に保持できる球面排気管継手を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の球面排気管継手の好ましい一例を示す
縦断面図である。

【図２】図１に示す球帯状シール体の拡大縦断面図であ
る。

【図３】図１に示す球帯状シール体の拡大斜視図であ
る。

【図４】本発明の球面排気管継手の好ましい他の例を示
す縦断面図である。

【図５】本発明の球面排気管継手の好ましい更に他の例
を示す縦断面図である。

【図６】図５に示す球帯状シール体の拡大縦断面図であ
る。

【図７】本発明の球面排気管継手の好ましい更に他の例
を示す縦断面図である。

【図８】本発明の球面排気管継手の好ましい更に他の例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 球面排気管継手 ２ 上流側排気管 ３、４ 管端部 ５ 下流側排気管 ６ 鍔体 ７ 内面 ８ シール座部材 ９、１０ 外周面 １１ 内周面 １２ 球帯状シール体 １３ 連結手段

フロントページの続き (72)発明者 稲垣 智行 神奈川県藤沢市桐原町８番地 オイレス工 業株式会社藤沢事業場内 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA00 BA04 DA11 EA03 FA04 GA04 3H104 JA03 JC08 JD03 KA02 KB08 KC09 LA03 LA07 LA18 LF02 LG03 LG30 3J040 AA15 BA03 EA01 EA15 HA03 HA04 HA05 HA09 HA20

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側排気管及びこの上流側排気管の管
   端部に対向して配置された管端部を有した下流側排気管
   のうちの一方の排気管の管端部に固着された鍔体と、両
   排気管のうちの他方の排気管の管端部に固着されている
   と共に凹球面状の内面を有したシール座部材と、一方の
   排気管の管端部及びシール座部材間に配されていると共
   にシール座部材の凹球面状の内面と対面した凸球面状の
   外周面及びこの外周面に対向し且つ一方の排気管の管端
   部の外周面と対面した内周面を有した球帯状シール体
   と、両排気管を弾性的に連結する連結手段とを具備して
   おり、シール座部材の凹球面状の内面と球帯状シール体
   の凸球面状の外周面との間及び一方の管端部の外周面と
   球帯状シール体の内周面との間のうちの一方の間には微
   小隙間が形成されており、シール座部材の凹球面状の内
   面と球帯状シール体の凸球面状の外周面との間及び一方
   の排気管の管端部の外周面と球帯状シール体の内周面と
   の間のうちの他方の間では、当該他方の間を形成する両
   面が気密に且つ互いに摺動自在に接触されており、微小
   隙間を介する排気ガスの流通が阻止されるようになって
   いる球面排気管継手。
2. 【請求項２】 微小隙間は、一方の管端部の外周面と球
   帯状シール体の内周面との間に形成されている請求項１
   に記載の球面排気管継手。
3. 【請求項３】 鍔体は、球帯状シール体の大径側の環状
   の端面に接触しており、球帯状シール体の外周面は、鍔
   体と球帯状シール体の一方の環状の端面との接触部を介
   して伝達された連結手段の弾性力によりシール座部材の
   内面に弾性的に押圧されており、鍔体と球帯状シール体
   の一方の環状の端面との接触部により微小隙間を介する
   排気ガスの流通が阻止されるようになっている請求項２
   に記載の球面排気管継手。
4. 【請求項４】 一方の排気管の管端部には外方向に隆起
   する環状の隆起部が形成されており、球帯状シール体の
   内周面には、一方の排気管の管端部の隆起部が嵌合する
   環状の凹所が形成されており、球帯状シール体の外周面
   は、一方の排気管の管端部の隆起部と球帯状シール体の
   凹所との嵌合部を介して伝達された連結手段の弾性力に
   よりシール座部材の内面に弾性的に押圧されており、一
   方の排気管の管端部の隆起部と球帯状シール体の凹所と
   の嵌合部により微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止
   されるようになっている請求項２に記載の球面排気管継
   手。
5. 【請求項５】 球帯状シール体の内周面には、管端部の
   外周面に接触する環状の突条が形成されており、球帯状
   シール体の外周面は、球帯状シール体の内周面の環状の
   突条とこの突条に接触した管端部の外周面との接触部を
   介して伝達された連結手段の弾性力によりシール座部材
   の内面に弾性的に押圧されており、球帯状シール体の内
   周面の突条とこの突条に接触した管端部の外周面との接
   触部により微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止され
   るようになっている請求項２又は４に記載の球面排気管
   継手。
6. 【請求項６】 微小隙間は、シール座部材の内面と球帯
   状シール体の外周面との間に形成されている請求項１に
   記載の球面排気管継手。
7. 【請求項７】 シール座部材には内方向に隆起する環状
   の隆起部が形成されており、球帯状シール体の外周面に
   は、シール座部材の隆起部が嵌合する環状の凹所が形成
   されており、球帯状シール体は、シール座部材の隆起部
   と球帯状シール体の凹所との嵌合部において連結手段の
   弾性力によりシール座部材に弾性的に押圧されており、
   シール座部材の隆起部と球帯状シール体の凹所との嵌合
   部により微小隙間を介する排気ガスの流通が阻止される
   ようになっている請求項６に記載の球面排気管継手。
8. 【請求項８】 一方の管端部の外周面は、截頭円錐面状
   の外周面を具備しており、球帯状シール体の内周面は、
   截頭円錐面状の外周面と相補的な截頭円錐面状の内周面
   を具備している請求項１から６のいずれか一項に記載の
   球面排気管継手。
9. 【請求項９】 一方の管端部の外周面は、凸球面状の外
   周面を具備しており、球帯状シール体の内周面は、凸球
   面状の外周面と相補的な凹球面状の内周面を具備してい
   る請求項１から７のいずれか一項に記載の球面排気管継
   手。
10. 【請求項１０】 球帯状シール体は、膨張黒鉛、雲母ま
    たは石綿等の耐熱材と、金属細線から形成された金網か
    らなる補強材とを圧縮成形してなり、耐熱材が金網から
    なる補強材の隙間に配されてなる請求項１から９のいず
    れか一項に記載の球面排気管継手。
11. 【請求項１１】 球帯状シール体の外周面は、固体潤滑
    剤を含む潤滑すべり層の露出面である請求項１から１０
    のいずれか一項に記載の球面排気管継手。