JP3202835B2 - 排気管構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気管構造に関し、特
に、エンジンの振動などによる排気管のパイプ連結部の
首振り運動時の変位を吸収するための排気管構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関の排気管構造に於ける排
気消音器には、例えば実開平３−６３７１５号公報に開
示されているように、耐食性や遮音性に優れた合成樹脂
材にて外板部材としてのアウタシェルを形成し、耐熱性
を要するインナパイプを金属材で形成して両者を組み合
わせて構成したものや、両者共合成樹脂材にて形成して
組み合わせたものがある。

【０００３】上記したような従来の排気消音器に於い
て、例えば図３に示されるものがある。図３に於いて、
図示されないエンジンに結合された排気マニホールドに
連結パイプ２１が接続され、その連結パイプ２１にフラ
ンジ結合されたインナパイプ２２の中間部から後端部に
至る部分が、排気消音器の図示されない車体に固設され
た合成樹脂製アウタシェル２３内に受容されている。

【０００４】上記構造に於いてエンジンが振動すると、
連結パイプ２１からインナパイプ２２に振動が伝達され
るが、上記したように、連結パイプ２１がエンジンに直
結状態であり、インナパイプ２２がアウタシェル２３を
介して車体に支持されており、連結パイプ２１とインナ
パイプ２２との両者間に変位のずれが生じるため、両者
の連結部であるジョイント２４を、両パイプ２１・２２
間の相対的変位を吸収し得る構造にする必要がある。

【０００５】従来のジョイント２４の構造にあっては、
例えば図４に示されるものがある。図４に於いて、連結
パイプ２１の後端部の外周面には、後端側に支持リング
２５が嵌着されていると共に、支持リング２５の前方側
に外向フランジ２６が連設されている。支持リング２５
の連結状態に於けるインナパイプ２２側の周縁部は球面
の一部をなすように形成されている。

【０００６】インナパイプ２２の前端部には、前方に向
けて拡開するように形成された環状テーパ体２７が同軸
的に固着されている。この環状テーパ体２７の内周面が
上記支持リング２５の部分球面部に対して補完的形状を
なすように湾曲形成されており、両パイプ２１・２２の
連結状態で、支持リング２５の部分球面部と環状テーパ
体２７の内周面とが相対的に摺接し得るように互いに当
接している。

【０００７】また、外向フランジ２６と環状テーパ体２
７とが、連結ボルト２８及びスプリング２９を介して部
分的に連結されて、両パイプ２１・２２が互いに接続さ
れているが、支持リング２５と環状テーパ体２７との両
部分球面接触により、インナパイプ２１が、連結パイプ
２２に対して図の矢印Ｃに示されるような相対的傾動運
動自在である。

【０００８】また、図５に従来のジョイントの別の構造
を示す。図５のジョイント３１にあっては、連結パイプ
２１とインナパイプ２２との間に介装されて良いもので
あり、概ね左右対称のため右側部分のみが示されてい
る。ジョイント３１は、フレキシブルチューブ３２と、
そのフレキシブルチューブ３２の軸線方向端部に結合さ
れ軸線方向外方に延出する接続パイプ３３と、その接続
パイプ３３の延出遊端部に設けられた外向フランジ部３
４とにより構成されている。

【０００９】上記外向フランジ部３４に一体的にインナ
パイプ２２がフランジ結合され、同様に図示されない他
端側の外向フランジ部に一体的に連結パイプ２１がフラ
ンジ結合される。両パイプ２１・２２は、フレキシブル
チューブ３２を介して互いに連結されることから、イン
ナパイプ２２は、連結パイプ２１に対して図の矢印Ｃに
示されるような相対的首振り運動自在である。

【００１０】上記従来の各ジョイント２４・３１にあっ
ては、排気熱の影響を受ける各パイプ２１・２２に熱伸
縮が生じて、パイプの長手方向である軸線方向に大きな
変位が生じると、構造上、パイプの軸線方向変位を吸収
できず、車体に弾性部材を介してアウタシェルを吊り下
げて、パイプの熱伸縮による軸線方向変位を吸収するな
どしていた。従って、エンジン振動などによるパイプ同
士の連結部の首振り運動を吸収し得る排気管構造が複雑
化していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、振動などにより両
パイプの連結部に生じる相対的首振り運動を吸収し得る
改良された排気管構造を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、互いに連結される両パイプの一方の端部を
他方の端部内に同軸的に受容されるように形成し、前記
一方の端部の外周面と前記他方の端部の内周面とに軸線
方向に延在する転動体支持溝をそれぞれ周方向について
点対称位置に複数設けかつそれぞれ互いに対向させ、前
記各一対の転動体支持溝間に転動体を溝内を変位し得る
ように受容したことを特徴とする排気管構造を提供する
ことにより達成される。特に、前記両パイプの一方がエ
ンジンに結合され、前記両パイプの他方が、車体に直接
取り付けられた合成樹脂製の排気消音器に結合されてい
る場合に好適である。

【００１３】

【作用】このようにすれば、エンジンなどの振動により
両パイプ間に相対的に首振り運動を生じた場合には、周
方向について点対称位置に配設された転動体支持溝にそ
れぞれ転動体が設けられていることから、自在継手と同
様に両パイプ同士が相対的に首振り運動自在であると共
に、排気熱の影響を受けてパイプが長手方向である軸線
方向に熱伸縮した場合には、転動体が転動体支持溝内を
転動しつつ移動できるため、両パイプ同士が相対的に軸
線方向に変位可能である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【００１５】図１は、本発明が適用された自動車用排気
管の要部分解組み立て斜視図であり、排気管全体の構成
は従来例の図３で示したものと同様であり、図３の矢印
IVで示した部分に用いられるものであって良いジョイン
ト１の要部破断図である。図１に於いて、従来の連結パ
イプ２１に相当する連結パイプ２の後端部と、従来のイ
ンナパイプ２２に相当するインナパイプ３の前端部と
が、互いに同軸的に連結されている。

【００１６】連結パイプ２の後端部の外周面には、図１
及び分解組立斜視図を示す図２に示されるように、周方
向について点対称位置として９０度ピッチの各位置に、
軸線方向に沿って凹設された転動体支持溝としての直径
方向に対をなす二対の内側ボール支持溝４ａ・４ｂが互
いに平行に延在するように設けられている。一方の一対
の内側ボール支持溝４ａが、他方の一対の内側ボール支
持溝４ｂよりも軸線方向に長く形成されており、これら
内側ボール支持溝４ａ・４ｂには、それぞれ転動体とし
てのスチール製ボール５の一部が受容されるようになっ
ている。

【００１７】また、インナパイプ３の軸線方向前端部
は、前記連結パイプ２の後端部に嵌合し得るように大径
に形成されており、図１に示される組立状態にて連結パ
イプ２の後端部をインナパイプ３の前端部が外囲するよ
うになっており、その前端部の内周面には、組立状態に
て上記各内側ボール支持溝４ａ・４ｂに対応し得るよう
に周方向に９０度ピッチの各位置に、転動体支持溝とし
ての二対の外側ボール支持溝６ａ・６ｂが設けられてい
る。これら各外側ボール支持溝６ａ・６ｂも、ボール５
の一部を受容し得るように凹設され、上記長い方の一対
の内側ボール支持溝４ａに対応する一対の外側ボール支
持溝６ａは短く、短い方の一対の内側ボール支持溝４ｂ
に対応する一対の外側ボール支持溝６ｂは長く形成され
ている。

【００１８】図１に示されるように組立状態では、各ボ
ール支持溝４ａ・４ｂ・６ａ・６ｂの相対するもの同士
間にボール５が挟まれるように介装されているが、ボー
ル５は、図１の矢印Ａに示される連結パイプ２及びイン
ナパイプ３の各端部が軸線方向に変位する際に転動可能
に、各ボール支持溝４ａ・４ｂ・６ａ・６ｂ内に受容さ
れている。なお、両パイプ１・２間には、両者の連結部
の隙間から外に排気ガスが漏れ出ることを防止するべ
く、両パイプ１・２に渡って同軸的にフレキシブルチュ
ーブカバー７が嵌装されて、そのフレキシブルチューブ
カバー７の軸線方向両開口端が各パイプ１・２に嵌着さ
れている。

【００１９】本実施例に於いては、従来例で示したよう
に、連結パイプ２の前端部はエンジンに結合され、イン
ナパイプ３の後端部は、合成樹脂製からなることから表
面温度の上昇を抑制し得るため車体に直接固設されたア
ウタシェル２３に結合されている。従って、エンジンの
振動などにより、インナパイプ３に対して連結パイプ２
が相対的に振動すると、両パイプ同士間に、相対的に首
振り運動が生じる。本実施例では、各ボール支持溝４ａ
・４ｂ・６ａ・６ｂが、点対称位置となる９０ピッチで
配設されており、自在継手と同様に、一方の一対のボー
ル５同士を結ぶ軸線回りに、例えば図１の矢印Ｂに示さ
れるように両パイプ１・２同士が互いに首振り運動自在
である。従って、上記したように、消音器のアウタシェ
ルを車体に直接固設する構造にすることにより、エンジ
ン振動などにより排気管の連結部に首振り運動が生じて
も、その変位を吸収し得るため、合成樹脂製アウタシェ
ルを用いた場合の利点を好適に確保し得る。

【００２０】また、連結パイプ２及びインナパイプ３
が、排気熱の影響により図１の矢印Ａに示される向きに
熱伸縮すると、連結パイプ２の後端部とインナパイプ３
の前端部との両者間に相対的変位が生じる。本実施例に
よれば、両パイプ１・２が、前記したようにボール５を
介して相対的に支持されており、両者間に生じる変位
を、各ボール支持溝４ａ・４ｂ・６ａ・６ｂの相対する
もの同士内を転動するボール５の移動により吸収し得
る。さらに、両パイプ１・２の相対的変位時の両者間の
抵抗を、ボール５の転動により好適に低減し得る。

【００２１】本発明構造は、排気管の変位が生じる部分
の各所に適用可能であるが、例えば実施例で示した箇所
に１箇所に適用するのみで、排気系の様々な変位を１箇
所で吸収可能である。なお、本実施例では、各ボール支
持溝を周方向に９０度ピッチで配設したが、点対称位置
であれば良い。また、両パイプにそれぞれボール支持溝
を設けたが、ボールの転動が可能であれば良く、内側・
外側のいずれか一方にボール支持溝を設けるのみでも良
い。また、互いに平行な２本の突条を設けて溝を形成し
て、ボールを両突条間に受容するようにしても良い。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明によれば、エンジン振
動などにより排気間の連結部に首振り運動が生じても、
自在継手と同様にしてその首振り運動による変位を吸収
し得ると共に、排気熱の影響を受けてパイプが熱伸縮し
た場合に、転動体がパイプ端部の軸線方向に転動しつつ
移動し得るため、両パイプ間の相対変位も吸収でき、簡
単な構造にてパイプを変位自在に支持し得るため、耐久
性を向上し、かつ低廉化し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された自動車用排気管の連結部の
要部破断図。

【図２】図１の連結部の要部分解組み立て斜視図。

【図３】従来例を示す自動車用排気管構造の外観図。

【図４】従来例の排気管構造を示す要部拡大側断面図。

【図５】 従来例の排気管構造の別の実施例を示す要部拡
大側断面図。

【符号の説明】

１ ジョイント ２ 連結パイプ ３ インナパイプ ４ａ・４ｂ 内側ボール支持溝 ５ ボール ６ａ・６ｂ 外側ボール支持溝 ７ フレキシブルチューブカバー ２１ 連結パイプ ２２ インナパイプ ２３ アウタシェル ２４ ジョイント ２５ 支持リング ２６ 外向フランジ ２７ 環状テーパ体 ２８ 連結ボルト ２９ スプリング ３１ ジョイント ３２ フレキシブルチューブ ３３ 接続パイプ ３４ 外向フランジ部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに連結される両パイプの一方の端部
   を他方の端部内に同軸的に受容されるように形成し、 前記一方の端部の外周面と前記他方の端部の内周面とに
   軸線方向に延在する転動体支持溝をそれぞれ周方向につ
   いて点対称位置に複数設けかつそれぞれ互いに対向さ
   せ、前記各一対の転動体支持溝間に転動体を溝内を変位
   し得るように受容したことを特徴とする排気管構造。
2. 【請求項２】 前記両パイプの一方がエンジンに結合さ
   れ、前記両パイプの他方が、車体に直接取り付けられた
   合成樹脂製の排気消音器に結合されていることを特徴と
   する請求項１に記載の排気管構造。