JP2011137548A

JP2011137548A - 球面排気管継手

Info

Publication number: JP2011137548A
Application number: JP2011029229A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Kubota; 修市久保田; Yoshikazu Sakairi; 良和坂入; Satoyuki Inagaki; 智行稲垣
Original assignee: Oiles Corp; Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Corp; Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP5360089B2

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１は、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は、図１に示す球帯状シール体の拡大縦断面図である。図３は、図１に示す球帯状シール体の拡大斜視図である。図４は、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は、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は、図５に示す球帯状シール体の拡大縦断面図である。図７は、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は、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。

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。

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。

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２３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。

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２５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。

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。

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。

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。

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１２の内周面４５との間に形成され、管端部３の外周面２０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。

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。

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２９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。

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。

そして球面排気管継手１では、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４５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。

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１２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。

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、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１２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。

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６１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。

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。

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。

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。

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２２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４３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。

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。

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。

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。

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６７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２２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。

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。

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。

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１２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。

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。

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。

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。

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８３を形成してもよく、この場合には、球帯状シール体１２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６１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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。