JP2003097263A - 排気管継手装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立て時間を短縮できて、作業工数を低減で
きる自動車の排気管継手装置を提供すること。 【解決手段】 排気管継手装置１は、エンジン側に連結
された上流側排気管２と、上流側排気管２の端面３と隙
間４を残して相対峙した端面５を有した大気側に連結さ
れた下流側排気管６と、上流側排気管２の管端部７の外
周面に溶接等により固着されたフランジ８と、下流側排
気管６の管端部９に溶接等により固着されていると共に
部分凹球面１０を有したシール座部材１１と、フランジ
８の側面１２に接触する大径側の環状端面１３を有する
と共に、シール座部材１１の部分凹球面１０に摺動自在
に接触する部分凸球面状の外周面１４を有する球帯状シ
ール体１５と、上流側排気管２と下流側排気管６とを相
対角変位自在に互いに連結する一対の連結手段１６及び
１７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、自動車の排気管継
手装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】自動車エンジンの排気
ガスは、エンジンから車体フレーム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操り返し曲げ
応力を受け、したがって、エンジンの振動が排気管つり
架具を伝わって車室内にもたらされたり、あるいは騒音
の原因にもなるばかりでなく排気管の疲労折損などの不
具合を生じる危険もある。このような問題を解決するた
めに、従来、排気管の所定箇所に排気管継手装置、例え
ば球帯状シール体を用いた排気管継手装置を配置して応
力を吸収させるなどの手段が講じられている。

【０００３】ところで、斯かる排気管継手装置は、エン
ジン側の上流側排気管と大気側の下流側排気管とを相対
角変位自在に互いに弾性的に連結するために、一対のコ
イルばねを用いているが、斯かるコイルばねの装着作業
は、相互のばね力を均等にするために多くの時間を要す
るという問題を有している。

【０００４】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、組立て時間を短縮で
きて、作業工数を低減できる自動車の排気管継手装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様の排
気管継手装置は、上流側排気管と、この上流側排気管の
端面と隙間を残して相対峙した端面を有した下流側排気
管と、上流側排気管の管端部の外周面に固着されたフラ
ンジと、下流側排気管の管端部に固着されていると共に
部分凹球面を有したシール座部材と、フランジに接触す
る大径側の環状端面を有すると共に、シール座部材の部
分凹球面に摺動自在に接触する部分凸球面状の外周面を
有する球帯状シール体と、上流側排気管と下流側排気管
とを相対角変位自在に互いに連結する少なくとも一対の
連結手段とを具備しており、ここで、一方の連結手段
は、フランジとシール座部材とが互いに接近するように
フランジをシール座部材に向かって相対的に弾性的に付
勢するばねと、このばねと共にフランジとシール座部材
とが互いに接近、離反自在となるようにフランジとシー
ル座部材とを連結した連結体とを具備しており、他方の
連結手段は、フランジとシール座部材とに夫々摺動自在
に着座する環状の凸曲面を有した一対の凸曲面体と、こ
の一対の凸曲面体を互いに剛体的に連結する連結体とを
具備している。

【０００６】第一の態様の排気管継手装置によれば、少
なくとも一対の連結手段のうちの他方の連結手段が一対
の凸曲面体と、この一対の凸曲面体を互いに剛体的に連
結する連結体とを具備してなるために、ここでのばね力
の調整を要とし得、而して、少なくとも一対の連結手段
における相互のばね力の均等化に時間を割り当てる必要
がなく、組立て時間を短縮できて、作業工数を低減でき
る。なお、斯かる第一の態様の排気管継手装置において
は、他方の連結手段の連結体が一対の凸曲面体を互いに
剛体的に連結しているために上流側排気管と下流側排気
管との間における相対角変位自在特性が振動の態様によ
り若干劣化するが、上流側排気管と下流側排気管とを単
に連結するという目的及び微少の振動を吸収するという
目的に加えて、組立て時間の短縮、作業工数の低減とい
う目的に対しては斯かる相対角変位自在特性の劣化は無
視できる。

【０００７】長期に亘って凸曲面を潤滑滑り面とし得る
観点から好ましい例では、一対の凸曲面体の夫々は、本
発明の第二の態様の排気管継手装置のように、凸曲面を
形成する表層に潤滑材が含浸された多孔質金属焼結体か
らなるが、本発明はこれに限定されず、例えば単なる金
属体の表面に潤滑材からなる被覆層を形成し、この被覆
層の露出面を凸曲面としてもよい。なお、潤滑材とし
て、ポリテトラフルオロエチレン樹脂又はこれに鉛、ポ
リイミド樹脂などの充填材を含有したポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂又はこれに潤滑油
剤を含有させた含油ポリアセタール樹脂等の自己潤滑
性、耐摩耗性に優れた合成樹脂を好ましく使用し得る。

【０００８】本発明では、その第三の態様の排気管継手
装置のように、フランジとシール座部材との夫々は、他
方の連結手段の連結体が通る貫通孔を有しており、この
貫通孔の周りでフランジとシール座部材との夫々は、対
応の凸曲面体の凸曲面が摺動自在に着座する環状の凹曲
面を有していてもよい。第三の態様の排気管継手装置に
おいて、凹面は、好ましくは本発明の第四の態様の排気
管継手装置のように、部分凹球面であるが、円錐面等の
その他の凹面であってもよい。

【０００９】好ましい例では、本発明の第五の態様の排
気管継手装置のように、一方の連結手段の連結体は、フ
ランジとシール座部材とのうちの一方を移動自在に貫通
しており、一端でフランジとシール座部材とのうちの他
方に固定されていると共に他端にばね受を有しており、
ばねは、一端がフランジとシール座部材とのうちの一方
に着座されており、他端がばね受に着座されたコイルば
ねからなり、本発明の第六の態様の排気管継手装置のよ
うに、フランジとシール座部材とは、板材をプレス加工
されたものからなる。斯かる板材からフランジとシール
座部材がなっていると、フランジとシール座部材の多少
の撓みを利用できて、上記の相対角変位自在特性の劣化
を改善できる。

【００１０】本発明において凸球面は、好ましくはその
第七の態様の排気管継手装置のように、部分凸球面であ
るが、これに代えて、その他の球面、例えば放物面であ
ってもよい。

【００１１】なお、本発明においてフランジとシール座
部材との間に介在される球帯状シール体は、好ましく
は、主に膨張黒鉛を含んだ耐熱材と金網からなる補強材
とが圧縮されて、耐熱材が金網からなる補強材の網目に
配されてなり、斯かる球帯状シール体の一つの製造方法
の例を説明すると、まず金属細線を編むことによって形
成される筒状金網を用意し、この筒状金網を所定の長さ
に切断し、これを一対のローラ間に通して帯状（短冊
状）金網とし、これを補強材として使用する一方、耐熱
材として、所定の幅及び長さに切断した短冊状の膨張黒
鉛シートを用意し、そして、帯状金網からなる補強材と
膨張黒鉛シートとを重ね合わせると共に膨張黒鉛シート
を内側にし、かつ最外周では膨張黒鉛シートが位置する
ように円筒状に捲回して円筒体を作製し、次に、内面に
円筒壁面と円筒壁面に連なる部分凹球壁面と部分凹球壁
面に連なる貫通孔を備え、貫通孔に段付きコアを嵌挿す
ることによって内部に中空円筒部と中空円筒部に連なる
球帯状中空部とが形成された金型を用意し、金型の段付
きコアに前記円筒体を挿入し、こうして金型の中空部に
位置せしめられた円筒体を、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、この圧縮成形
されたものを金型から取り出すことにより、主に膨張黒
鉛を含んだ耐熱材と金網からなる補強材とが圧縮され
て、耐熱材が金網からなる補強材の網目に配されてなる
球帯状シール体を得ることができる。

【００１２】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。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１から図４において、本例の排
気管継手装置１は、エンジン側に連結された上流側排気
管２と、上流側排気管２の端面３と隙間４を残して相対
峙した端面５を有した大気側に連結された下流側排気管
６と、上流側排気管２の管端部７の外周面に溶接等によ
り固着されたフランジ８と、下流側排気管６の管端部９
に溶接等により固着されていると共に部分凹球面１０を
有したシール座部材１１と、フランジ８の側面１２に接
触する大径側の環状端面１３を有すると共に、シール座
部材１１の部分凹球面１０に摺動自在に接触する部分凸
球面状の外周面１４を有する球帯状シール体１５と、上
流側排気管２と下流側排気管６とを相対角変位自在に互
いに連結する少なくとも一対、本例では一対の連結手段
１６及び１７とを具備している。

【００１４】フランジ８は、板材をプレス加工されたも
のからなり、軸対称に一対の貫通孔２１及び２２を有し
ていると共に貫通孔２２の周りで環状の凹面、本例では
環状の部分凹球面２３を有している。

【００１５】シール座部材１１は、フランジ８と同様
に、板材をプレス加工されたものからなり、部分凹球面
１０を有したシール座部２５と、シール座部２５から一
体的に延設されたフランジ部２６とを有すると共に、フ
ランジ部２６には軸対称に一対の貫通孔２７及び２８
を、貫通孔２８の周りでは環状の凹面、本例では環状の
部分凹球面２９を夫々有している。

【００１６】主に膨張黒鉛を含んだ耐熱材と金網からな
る補強材とが圧縮されて、耐熱材が金網からなる補強材
の網目に配されてなる球帯状シール体１５は、環状端面
１３及び外周面１４に加えて、小径側の環状端面３１
と、貫通孔を規定する円筒状の内周面３２とを有してお
り、内周面３２で上流側排気管２の管端部７の外周面に
嵌合されている。

【００１７】一方の連結手段１６は、フランジ８とシー
ル座部材１１とが互いに接近するようにフランジ８をシ
ール座部材１１に向かって相対的に弾性的に付勢するば
ね、本例ではコイルばね３５と、コイルばね３５と共に
フランジ８とシール座部材１１とが互いに接近、離反自
在となるようにフランジ８とシール座部材１１とを連結
した連結体３６とを具備している。

【００１８】連結体３６は、フランジ８とシール座部材
１１のフランジ部２６とのうちの一方、本例ではフラン
ジ部２６を移動自在に貫通しており、一端でフランジ８
とシール座部材１１のフランジ部２６とのうちの他方、
本例ではフランジ８にナット４１及び鍔部４２により固
定されていると共に他端にばね受４３を一体的に有した
ねじボルト４４を具備している。ねじボルト４４は、ば
ね受４３に加えて鍔部４２を一体的に有しており、その
ねじ部４５にナット４１を螺着しており、貫通孔２７を
十分な余裕（隙間）をもって通っている。コイルばね３
５は、一端でフランジ８とシール座部材１１のフランジ
部２６とのうちの一方、本例ではフランジ部２６に着座
されており、他端でばね受４３に着座されている。

【００１９】他方の連結手段１７は、フランジ８の部分
凹球面２３とシール座部材１１のフランジ部２６の部分
凹球面２９とに夫々摺動自在に着座する環状の凸曲面、
本例では環状の部分凸球面５１及び５２を有した一対の
凸曲面体５３及び５４と、一対の凸曲面体５３及び５４
を互いに剛体的に連結する連結体５５とを具備してい
る。部分凹球面２３と部分凸球面５１とは、互いに同一
の曲率半径を有していてもよいが、部分凸球面５１は、
部分凹球面２３の曲率半径に対して若干小さな曲率半径
を有していてもよく、同様に、部分凹球面２９と部分凸
球面５２とは、互いに同一の曲率半径を有していてもよ
いが、部分凸球面５２は、部分凹球面２９の曲率半径に
対して若干小さな曲率半径を有していてもよく、更に
は、部分凹球面２３と部分凹球面２９との曲率半径を互
いに同一にしてもよく、同様に、部分凸球面５１と部分
凸球面５２との曲率半径を互いに同一にしてもよい。

【００２０】一対の凸曲面体５３及び５４の夫々は、部
分凸球面５１及び５２を形成する表層に潤滑材が含浸さ
れた多孔質金属焼結体からなり、連結体５５は、貫通孔
２２及び２８を十分な余裕（隙間）をもって通った連結
棒５６と、連結棒５６に螺着又は溶着された鍔体５７及
び５８とを具備している。

【００２１】以上の排気管継手装置１によれば、球帯状
シール体１５がその部分凸球面状の外周面１４でシール
座部材１１の部分凹球面１０に摺動自在に接触されてい
る結果、上流側排気管２及び下流側排気管６間に生じる
相対角変位は、球帯状シール体１５の外周面１４とシー
ル座部材１１の部分凹球面１０との間の摺動で許容され
る一方、上流側排気管２及び下流側排気管６間における
外部に対するシールは、球帯状シール体１５の部分凸球
面状の外周面１４とシール座部材１１の部分凹球面１０
との密な接触に加えて、球帯状シール体１５の内周面３
２と上流側排気管２の管端部７との嵌合並びに球帯状シ
ール体１５の大径側の環状端面１３とフランジ８の側面
１２との接触のうちの少なくとも一方により行われこと
になる。

【００２２】そして排気管継手装置１によれば、連結手
段１７が一対の凸曲面体５３及び５４と、一対の凸曲面
体５３及び５４を互いに剛体的に連結する連結体５５と
を具備してなるために、ここでのばね力の調整を要とし
得、而して、一対の連結手段１６及び１７における相互
のばね力の均等化に時間を割り当てる必要がなく、組立
て時間を短縮できて、作業工数を低減できる。なお、排
気管継手装置１においては、連結手段１７の連結体５５
が一対の凸曲面体５３及び５４を互いに剛体的に連結し
ているために上流側排気管２と下流側排気管６との間に
おける相対角変位自在特性が振動の態様により若干劣化
するが、上流側排気管２と下流側排気管６とを単に連結
するという目的及び微少の振動を吸収するという目的に
加えて、組立て時間の短縮、作業工数の低減という目的
に対しては斯かる相対角変位自在特性の劣化は無視で
き、また、本例では、板材からフランジ８とシール座部
材１１とがなっているために、フランジ８とシール座部
材１１の多少の撓みを利用できて、斯かる相対角変位自
在特性の劣化を改善できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、組立て時間を短縮でき
て、作業工数を低減できる自動車の排気管継手装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の好ましい一例を示す断面
図である。

【図２】図１に示す例の右側面図である。

【図３】図１に示す例の球帯状シール体の斜視図であ
る。

【図４】図１に示す例の他方の連結手段の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 排気管継手装置 ２ 上流側排気管 ３、５ 端面 ４ 隙間 ６ 下流側排気管 ７、９ 管端部 ８ フランジ １０ 部分凹球面 １１ シール座部材 １２ 側面 １３ 環状端面 １４ 外周面 １５ 球帯状シール体 １６、１７ 連結手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G004 AA01 DA11 DA21 EA03 GA06 3H104 JA03 JB02 JC08 JD03 LA03 LF01 MA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側排気管と、この上流側排気管の端
   面と隙間を残して相対峙した端面を有した下流側排気管
   と、上流側排気管の管端部の外周面に固着されたフラン
   ジと、下流側排気管の管端部に固着されていると共に部
   分凹球面を有したシール座部材と、フランジに接触する
   大径側の環状端面を有すると共に、シール座部材の部分
   凹球面に摺動自在に接触する部分凸球面状の外周面を有
   する球帯状シール体と、上流側排気管と下流側排気管と
   を相対角変位自在に互いに連結する少なくとも一対の連
   結手段とを具備しており、一方の連結手段は、フランジ
   とシール座部材とが互いに接近するようにフランジをシ
   ール座部材に向かって相対的に弾性的に付勢するばね
   と、このばねと共にフランジとシール座部材とが互いに
   接近、離反自在となるようにフランジとシール座部材と
   を連結した連結体とを具備しており、他方の連結手段
   は、フランジとシール座部材とに夫々摺動自在に着座す
   る環状の凸曲面を有した一対の凸曲面体と、この一対の
   凸曲面体を互いに剛体的に連結する連結体とを具備して
   いる排気管継手装置。
2. 【請求項２】 一対の凸曲面体の夫々は、凸曲面を形成
   する表層に潤滑材が含浸された多孔質金属焼結体からな
   る請求項１に記載の排気管継手装置。
3. 【請求項３】 フランジとシール座部材との夫々は、他
   方の連結手段の連結体が通る貫通孔を有しており、この
   貫通孔の周りでフランジとシール座部材との夫々は、対
   応の凸曲面体の凸曲面が摺動自在に着座する環状の凹面
   を有している請求項１又は２に記載の排気管継手装置。
4. 【請求項４】 凹面は、部分凹球面である請求項３に記
   載の排気管継手装置。
5. 【請求項５】 一方の連結手段の連結体は、フランジと
   シール座部材とのうちの一方を移動自在に貫通してお
   り、一端でフランジとシール座部材とのうちの他方に固
   定されていると共に他端にばね受を有しており、ばね
   は、一端がフランジとシール座部材とのうちの一方に着
   座されており、他端がばね受に着座されたコイルばねか
   らなる請求項１から４のいずれか一項に記載の排気管継
   手装置。
6. 【請求項６】 フランジとシール座部材とは、板材をプ
   レス加工されたものからなる請求項１から５のいずれか
   一項に記載の排気管継手装置。
7. 【請求項７】 凸曲面は、部分凸球面である請求項１か
   ら６のいずれか一項に記載の排気管継手装置。