JP3755212B2

JP3755212B2 - 自動車排気管用可撓性継手

Info

Publication number: JP3755212B2
Application number: JP28919096A
Authority: JP
Inventors: 剛古城戸
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: JPH10121956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジンからの排気ガスを外部に導く排気管を、当該排気管間の連結角が変位自在であって排気管が相対的に互いに近接離反自在となるように、連結するための可撓性継手に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
この種の継手としては、例えば、特開平７−２５９５５２号公報に記載されたものが知られている。本公報に記載の継手は、排気ガス漏れを防止すると共にエンジン側及びテールパイプ側排気系のそれぞれの排気管を、その連結角が変化自在となりかつそれが互いに相対的に近接離反自在となるように、互いに連結するベローズチューブを具備し、さらにベローズチューブの所定以上の伸縮を弾性的に規制して両排気管を弾性的に連結するためのコイルばねも具備している。
【０００３】
ところで上記の継手では、コイルばねが円周方向に等間隔に離散的に互いに独立に配されているために、両排気管は、コイルばね方向においては当該コイルばねにより比較的強く拘束されて、それら間の互いの相対的な曲げは抑制される一方、その他の方向における両排気管の相対的な曲げは比較的容易となる。
【０００４】
このように曲げの容易性に関して方向性があると、車体への取り付け状態に応じて継手の特性が異なることとなり、設計通りの所望の特性を得るためには、取り付け状態を予め特定しなければならず、車体への組み付け作業が面倒になる。
【０００５】
また上記の継手では、コイルばねの設置、取り付けのために、比較的多くの空間を要し、小型にすることが困難である上に、コイルばね及びこれに並置されたワイヤメッシュシートなどからなる弾性円筒体が露出して配されるために、泥水等を被り易く、これによる腐食の虞もある。
【０００６】
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、特性についての方向性をなくすことができ、取り付け作業を簡単にすることができ、容易に設計通りの所望の特性を発揮させることができる自動車排気排気管用可撓性継手を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、小型に形成することができ、しかも泥水による腐食等の虞を少なくし得る自動車排気管用可撓性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】
本発明によれば前記目的は、エンジン側排気系の排気管及びテールパイプ側排気系の排気管のうちの一方に一端側が固定され、他端側が自由端とされてなる第一のフランジ手段と、エンジン側排気系の排気管及びテールパイプ側排気系の排気管のうちの他方に一端が固定されており、他端が第一のフランジ手段によって囲まれる空間に自由端とされて配されてなる第二のフランジ手段と、エンジン側排気系とテールパイプ側排気系との両排気管の連結角が変化自在であってかつ両排気管が軸方向に互いに相対的に近接離反自在となるように、両排気管を互いに連結するべく、エンジン側排気系の排気管に固定される一端及びテールパイプ側排気系の排気管に固定される他端をそれぞれ有する可撓性のベローズチューブと、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の一端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配された第一のコイルばねと、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の他端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配された第二のコイルばねとを具備した自動車排気管用可撓性継手によって達成される。
【０００９】
本発明の自動車排気管用可撓性継手は、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の一端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した第一の弾性円筒体と、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の他端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した第二の弾性円筒体とを更に具備していても、また、ベローズチューブ内であってベローズチューブと同心に配されており、エンジン側排気系の排気管に固定される一端とテールパイプ側排気系の排気管に固定されるベローズチューブの他端の近傍に配されている他端とを有するインナーパイプを更に具備していてもよい。
【００１０】
上記の自動車排気管用可撓性継手において、第二のフランジ手段の他端側の第一及び第二のコイルばねが着座する部位は、ベローズチューブの軸方向中間位置に対応した位置に配されていることが、ベローズチューブの端部に早期の亀裂等を生じさせることなしに、耐久性を向上させる観点において、極めて好ましい。
【００１１】
本発明においては、第一のフランジ手段は、その一端側に、小径円筒部と、小径円筒部から径方向外側に一体的に延設されて、第一のコイルばねの一端が着座した環状の一方のばね座部とを具備し、その中間部に、第一及び第二のコイルばねを囲繞した大径円筒部を具備し、その他端側に、大径円筒部から径方向内側に一体的に延設されて、第二のコイルばねの一端が着座した環状の他方のばね座部を具備していてもよく、また、第一のフランジ手段は、分割可能な一対のフランジ構成体と、この一対のフランジ構成体を互いに連結する連結手段とを具備し、一方のフランジ構成体が、前記小径円筒部と、前記一方のばね座部と、この一方のばね座部から軸方向に一体的に延設された前記大径円筒部の半分と、この大径円筒部の半分から一体的に径方向外側に延設された一方の環状部とを具備し、他方のフランジ構成体が、大径円筒部の残りの半分と、前記他方のばね座部と、大径円筒部の残りの半分から一体的に径方向外側に延設された他方の環状部とを具備して構成され、連結手段は、互いに対面する両環状部において一対のフランジ構成体を互いに連結していてもよい。
【００１２】
第二のフランジ手段は、小径の円筒部と、この小径の円筒部から径方向外側に一体的に延設された環状部と、この環状部から軸方向に一体的に延設された大径円筒部と、この大径円筒部から径方向外側に一体的に延設されて、両コイルばねの他端が着座する環状のばね座部とを具備していてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１４】
【実施例】
図１及び図２において、本例の自動車排気管用可撓性継手１は、エンジン側排気系の排気管２及びテールパイプ側排気系の排気管３のうちの一方、本例では排気管２に一端側４が溶接等により固定され、他端側５が自由端とされてなるフランジ手段６と、排気管２及び３のうちの他方、本例では排気管３に一端側７が溶接等により固定されており、他端側８がフランジ手段６によって囲まれる空間９に自由端とされて配されてなるフランジ手段１０と、両排気管２及び３の連結角が変化自在であってかつ両排気管２及び３が軸方向に互いに相対的に近接離反自在となるように、両排気管２及び３を互いに連結するべく、排気管２に溶接等により固定される一端１１及び排気管３に同じく溶接等により固定される他端１２をそれぞれ有する可撓性のベローズチューブ１３と、空間９において、フランジ手段６の一端側４及びフランジ手段１０の他端側８間であってベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されたコイルばね１４と、空間９において、フランジ手段６及び１０のそれぞれの他端側５及び８間であってベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されたコイルばね１５と、空間９において、フランジ手段６の一端側４及びフランジ手段１０の他端側８間であってベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した弾性円筒体１６と、空間９において、フランジ手段６の他端側５及びフランジ手段１０の他端側８間であってベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した弾性円筒体１７と、ベローズチューブ１３内であってベローズチューブ１３と同心に配されており、排気管２に溶接等により固定される一端１８と排気管３に固定されるベローズチューブ１３の他端１２の近傍に配されている他端１９とを有するインナーパイプ２０とを具備している。
【００１５】
フランジ手段６は、その一端側４に、小径円筒部３１と、小径円筒部３１から径方向外側に一体的に延設されて、コイルばね１４の一端３２が着座した環状の一方のばね座部３３とを具備し、その中間部に、コイルばね１４及び１５を囲繞した大径円筒部３４を具備しており、その他端側５に、大径円筒部３４から径方向内側に一体的に延設されて、コイルばね１５の一端３５が着座した環状の他方のばね座部３６を具備している。フランジ手段６は、小径円筒部３１において排気管２に溶接等により固定されており、ばね座部３６において自由端とされている。
【００１６】
また、本例のフランジ手段６は、分割可能な一対のフランジ構成体４１及び４２と、一対のフランジ構成体４１及び４２を互いに連結する連結手段４３とを具備しており、一方のフランジ構成体４１は、小径円筒部３１と、ばね座部３３と、ばね座部３３から軸方向に一体的に延設された大径円筒部３４の半分４４と、大径円筒部の半分４４から一体的に径方向外側に延設された一方の環状部４５とを一体的に具備しており、他方のフランジ構成体４２は、大径円筒部３４の残りの半分４６と、他方のばね座部３６と、大径円筒部の残りの半分４６から一体的に径方向外側に延設された他方の環状部４７とを一体的に具備している。
【００１７】
連結手段４３は、互いに対面する両環状部４５及び４７において一対のフランジ構成体４１及び４２を互いに連結しており、一対のボルト５１とこれらのそれぞれに螺合した一対のナット５２とを具備している。
【００１８】
フランジ手段１０は、小径の円筒部６１と、小径の円筒部６１から径方向外側に一体的に延設された環状部６２と、環状部６２から軸方向に一体的に延設された大径円筒部６３と、大径円筒部６３から径方向外側に一体的に延設されて、両コイルばね１４及び１５のそれぞれの他端６４及び６５が着座する環状のばね座部６６とを具備している。フランジ手段１０は、円筒部６１において排気管３に溶接等により固定されており、ばね座部６６において自由端とされている。
【００１９】
フランジ手段１０の他端側８のコイルばね１４及び１５が着座する部位は、すなわちコイルばね１４及び１５の他端６４及び６５が着座するばね座部６６は、ベローズチューブ１３の軸方向中間位置に対応した位置に配されている。
【００２０】
ベローズチューブ１３は、金属製であって、単一金属層からなり、その肉厚は本例では０．２ｍｍであるが、これに限定されず、例えば０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度であってもよく、より好ましくは０．１５ｍｍから０．２５ｍｍの範囲である。この例では上記のように可撓性ベローズチューブ１３は単一金属層（一枚）からなるが、２層又は３層から形成されていてもよい。
【００２１】
コイルばね１４及び１５のそれぞれは軸方向に圧縮されて配されている。振動減衰体として機能する弾性円筒体１６及び１７は、金網細線、例えばスチールワイヤを織ったり編んだりして形成されたワイヤメッシュシートを捲回して円筒体にし、この円筒体を所望の弾性力が残る程度まで軸方向に圧縮して形成したものであって、用いる金属細線の径としては、０．１ｍｍから０．５ｍｍを、より好ましくは０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲である。所望の弾性力が残る金属細線の円筒体の圧縮の程度は、細線の弾性特性にもよるが、当該圧縮は、得られた弾性円筒体１６及び１７の密度（かさ密度）が０．５ｇ／ｃｍ³から５ｇ／ｃｍ³で、好ましくは、１ｇ／ｃｍ³から２．５ｇ／ｃｍ³になる程度まででなされる。なお、種々の弾性力をもった弾性円筒体１６及び１７を予め準備しておき、これらを適宜選択して継手１に適用して機械的共振特性を調節し、これにより継手１を介する振動が最も又は好ましい程度まで減衰されるようにしてもよい。なお、図１及び図２の例では、コイルばね１４及び１５の外側に弾性円筒体１６及び１７が配されているが、これとは逆に弾性円筒体１６及び１７の外側にコイルばね１４及び１５を配してもよい。
【００２２】
排気管２は、例えばエンジンの排気マニホールド等に接続され、排気管３は排気ガスコンバータやマフラー等を介してテールパイプに接続される。
【００２３】
以上の継手１では、エンジンの作動によるロール方向の振動の相対的な角度変位、換言すれば揺動が排気管２及び３間に生じると、この相対的角度変位は、フランジ手段６及び１０間にも生じてコイルばね１４及び１５を伸縮させる。コイルばね１４及び１５の伸縮によりロール方向の相対的な角度変位は吸収されて、排気管２から排気管３への角度変位の伝達は抑制される。ベローズチューブ１３もまたこの角度変位では容易に伸縮し、排気管２から排気管３への角度変位を伝達しない。したがって継手１は排気管２及び３間の連結部の気密性を保持してロール方向の相対的な振動を十分に減衰させることができる。またロール方向に直交する方向の相対的な角度変位も、コイルばね１４及び１５を伸縮させ、この伸縮によりロール方向に直交する方向の相対的な角度変位は吸収されて、排気管２から排気管３への角度変位の伝達は抑制される。
【００２４】
一方、エンジンの作動による軸方向の相対的振動、すなわち軸方向の互いの接近離反が排気管２及び３間に生じると、この相対的振動は、フランジ手段６及び１０間にも生じてコイルばね１４及び１５を伸縮させ、このコイルばね１４及び１５の伸縮により吸収され、したがって排気管２から排気管３への軸方向の振動の伝達は抑制される。ベローズチューブ１３もまたこの振動では容易に伸縮し、排気管２から排気管３への振動を伝達しない。したがって継手１は排気管２及び３間の連結部の気密性を保持して軸方向の相対的振動もまた十分に減衰させることができる。
【００２５】
継手１では、コイルばね１４及び１５のそれぞれがベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されているため、上記の角度変位の抑制効果は、方向性がなく、いずれの角度方向の変位に対しても同等に生じ、したがって継手１の車体への取り付けに際して、方向性を考慮することなしに行なうことができ、作業が極めて簡単となり、また、コイルばね１４及び１５のそれぞれが空間９に配されているため、小型のものとなり、コンパクトに車体に装着することができる。
【００２６】
加えて、継手１では、機械的減衰体（ダンパー）として機能する弾性円筒体１６及び１７が設けられているため、継手１の機械的共振特性をなだらかにすることができ、機械的共振現象に基づくフランジ６及び１０間に生じる振動をいち早く減衰させることができ、しかも、弾性円筒体１６及び１７が、コイルばね１４及び１５と同様に、ベローズチューブ１３と同心にかつベローズチューブ１３を取り囲んで配されているため、その効果の方向性をもなくし得る。更に継手１内では、排気管２から排気管３への排気ガスはインナーパイプ２０に案内されつつ流れ、ベローズチューブ１３へは高温の排気ガスが直接接触しなく、したがって高温の排気ガスによるベローズチューブ１３の早期の劣化を防ぐことができ、加えて高速排気ガス流によるベローズチューブ１３自体の振動も防ぐことができる。
【００２７】
そして継手１に跳ねかけられる水、汚泥等は、フランジ手段６により阻止される結果、弾性円筒体１６及び１７並びにベローズチューブ１３に水汚泥等が直接かかることを防ぐことができ、弾性円筒体１６及び１７の劣化、サーマルショック等によるベローズチューブ１３における亀裂、孔等の発生を防ぎ得る。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、特性についての方向性をなくすことができ、取り付け作業を簡単にすることができ、容易に設計通りの所望の特性を発揮させることができ、また、小型に形成することができ、しかも泥水による腐食の虞を少なくし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例の一部破断側面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１自動車排気管用可撓性継手
２、３排気管
６、１０フランジ手段
１３ベローズチューブ
１４、１５コイルばね

Claims

エンジン側排気系の排気管及びテールパイプ側排気系の排気管のうちの一方に一端側が固定され、他端側が自由端とされてなる第一のフランジ手段と、エンジン側排気系の排気管及びテールパイプ側排気系の排気管のうちの他方に一端が固定されており、他端が第一のフランジ手段によって囲まれる空間に自由端とされて配されてなる第二のフランジ手段と、エンジン側排気系とテールパイプ側排気系との両排気管の連結角が変化自在であってかつ両排気管が軸方向に互いに相対的に近接離反自在となるように、両排気管を互いに連結するべく、エンジン側排気系の排気管に固定される一端及びテールパイプ側排気系の排気管に固定される他端をそれぞれ有する可撓性のベローズチューブと、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の一端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配された第一のコイルばねと、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の他端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配された第二のコイルばねとを具備した自動車排気管用可撓性継手。
第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の一端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した第一の弾性円筒体と、第一のフランジ手段によって囲まれる空間において、第一のフランジ手段の他端側及び第二のフランジ手段の他端側間であってベローズチューブと同心にかつベローズチューブを取り囲んで配されており、ワイヤメッシュシートを圧縮して形成した第二の弾性円筒体とを更に具備した請求項１に記載の自動車排気管用可撓性継手。
第二のフランジ手段の他端側の第一及び第二のコイルばねが着座する部位は、ベローズチューブの軸方向中間位置に対応した位置に配されている請求項１又は２に記載の自動車排気管用可撓性継手。
ベローズチューブ内であってベローズチューブと同心に配されており、エンジン側排気系の排気管に固定される一端とテールパイプ側排気系の排気管に固定されるベローズチューブの他端の近傍に配されている他端とを有するインナーパイプを更に具備する請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車排気管用可撓性継手。
第一のフランジ手段は、その一端側に、小径円筒部と、小径円筒部から径方向外側に一体的に延設されて、第一のコイルばねの一端が着座した環状の一方のばね座部とを具備しており、その中間部に、第一及び第二のコイルばねを囲繞した大径円筒部を具備しており、その他端側に、大径円筒部から径方向内側に一体的に延設されて、第二のコイルばねの一端が着座した環状の他方のばね座部を具備している請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車排気管用可撓性継手。
第一のフランジ手段は、分割可能な一対のフランジ構成体と、この一対のフランジ構成体を互いに連結する連結手段とを具備しており、一方のフランジ構成体は、前記小径円筒部と、前記一方のばね座部と、この一方のばね座部から軸方向に一体的に延設された前記大径円筒部の半分と、この大径円筒部の半分から一体的に径方向外側に延設された一方の環状部とを具備しており、他方のフランジ構成体は、大径円筒部の残りの半分と、前記他方のばね座部と、大径円筒部の残りの半分から一体的に径方向外側に延設された他方の環状部とを具備しており、連結手段は、互いに対面する両環状部において一対のフランジ構成体を連結している請求項５に記載の自動車排気管用可撓性継手。
第二のフランジ手段は、小径の円筒部と、この小径の円筒部から径方向外側に一体的に延設された環状部と、この環状部から軸方向に一体的に延設された大径円筒部と、この大径円筒部から径方向外側に一体的に延設されて、両コイルばねの他端が着座する環状のばね座部と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自動車排気管用の可撓性継手。