JP3756890B2

JP3756890B2 - 排気管のフレキシブルジョイント構造

Info

Publication number: JP3756890B2
Application number: JP2003120906A
Authority: JP
Inventors: 吉章妹尾
Original assignee: Katayama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Katayama Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004324539A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の排気管の振動吸収を目的に使用されるフレキシブルジョイント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内燃機関の排気系統に排気管が取り付けられているが、内燃機関の振動や自動車走行時の振動等を吸収するために、この排気管の連結部にベローズ管を用いたフレキシブルジョイントが使用されている。
【０００３】
このベローズ部には大きい振動吸収量と優れた耐久性が要求されることになる。
従って、ベローズの山数が多い方が有利に作用する等の理由から全長が長くなる傾向にあり、その分排気系統のレイアウト上の制約になるだけでなく、コスト高の要因の一つになっていた。
【０００４】
また、近年、排気ガス放出基準の規制強化が推進されていて、排気ガス浄化装置等の取り付けが必要となり、排気系統の各部分を自動車に搭載するスペース確保が困難になりつつあった。
そこで、フレキシブルジョイントにおいても省スペース化を目的に、更にコンパクト化が要求されている。
【０００５】
本願出願人は、先にフレキシブルジョイント（ベローズ継手）において、ベローズが受ける荷重を少なくすることでベローズの耐久性向上を図り、ベローズ長さを短くする技術を提案している（特許第２８５７３５４号）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８５７３５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許発明がベローズへの荷重を少なくするのがねらいであったのに対して、本願は、振動入力に対し、ある所定の範囲までは軟らかく振動を吸収し、それ以上の過大振動入力に対しては、変位量をストッパー等で規制することでフレキシブルジョイントの耐久性を確保することをねらいに発明がなされたものである。
【０００８】
即ち、本発明はベローズ管からなるフレキシブルジョイントにおいて、ベローズ部の長さを短くしても高い振動吸収性と優れた耐久性を得ることが可能な自動車の排気管のフレキシブルジョイント構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベローズ部とベローズ部の外周部に沿って近設してあるアウターと弾性リングとを備え、アウターの一方の端部は、ベローズ部の一方の端部に連結固定してあり、アウターの他方の端部には、弾性リングを部分的に連結して取り付けてあり、ベローズ部の他方の端部には、ベローズの圧縮変形側変位規制ストッパーと引張変形側変位規制ストッパーとを有し、弾性リングは、圧縮変形側変位規制ストッパーと引張変形側変位規制ストッパーとの間に位置するとともに前記両方のストッパーとの間に所定のクリアランスをそれぞれ有していてベローズ部がこの所定のクリアランス以上に変位すると、それぞれのストッパーに凸部を形成するか、ストッパー又は弾性リングに部分的に緩衝材を取り付けることで、弾性リングとストッパーが部分的に当接するものであることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、ベローズ部と、ベローズ部の外周部に沿って対向して近設してある２つのアウターと弾性リングとを備え、２つのアウターのそれぞれベローズ部側の端部はそれぞれベローズ部の端部に連結固定してあり、２つのアウターの対向するフリーの端部には交互にフック部を有し、弾性リングを前記交互に配設したフック部で交互に引っ掛けるように配設してあり、前記交互に配設したフック部には、ベローズの圧縮変形側変位規制曲げ部ストッパーと引張変形側変位規制曲げ部ストッパーとを有し、弾性リングは、圧縮変形側変位規制曲げ部ストッパーと引張変形側変位規制曲げ部ストッパーとの間に位置するとともに、前記両方のストッパーとの間に所定のクリアランスをそれぞれ有していて、ベローズ部がこの所定のクリアランス以上に変位すると弾性リングが部分的に一方のストッパーに当接するものであることを特徴とする。
【００１０】
このように、ベローズ部の一方の端部とアウターの端部とは連結固定されているが、他方のアウターの端部に配設した弾性リングは、フリーの状態に配設されているので、所定の範囲までの伸縮振動に対してはベローズ部が自由に撓むことが出来るので、軟らかく振動エネルギーを吸収する。
ベローズ部に所定の範囲の変位量を超えるような伸縮振動が入力されると、弾性リングがストッパーに撓みながら当たる。
従って、弾性リングの撓み量にて振動エネルギーを吸収するとともに、この弾性リングにてベローズ部に過大な変位入力が負荷されるのを規制するように作用する。
【００１１】
ここで弾性リングとは、ワイヤー等の撓み性のある弾性材を用いてリング状にしたものをいう。
また、弾性リングの変位を規制するストッパーは弾性リングの全周を受けるのではなく、部分的に受けるようにすることで弾性リングに撓み変形が生じるようにするのが良い。
【００１２】
請求項１に記載の発明の場合には、弾性リング側又はストッパー側あるいはその両方に緩衝材を取り付けるとこの弾性リングとストッパーの接触音を低減することができる。
また、緩衝材を弾性リング等の全周に亘って全面取り付けるのでは無く、部分的に取り付けると緩衝作用のみならず、弾性リングに撓み変形が生じるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施の形態を以下図面に基づいて説明する。
図１に本発明に係るフレキシブルジョイントの部分断面側面図を示す。
なお、断面部は断面端面図である。
ベローズ管２の外周部にアウター（１ａと１ｂ）が近設され、ベローズ部の一方の端部２０とアウターの一方の端部１０が連結固定されている。
ベローズの他方の端部１１には、弾性リング４が取り付けられ、ベローズの他方の端部２１とは相互にフリーの状態になっている。
ここで、図１に示す例は、アウター１ａとアウター１ｂをそれぞれ別に成形し、溶接等にて連結（１ｃ）した場合を示すが、これは製作性を考慮しただけであり、必ずしも分割する必要はない。
【００１４】
弾性リング４はワイヤー等の撓み性のある材料で形成され、アウター１ｂの端部１１と部分的に連結されている。
ベローズが所定以上の圧縮変形を受けると、弾性リングの変位を規制するストッパー５ｂと、逆に所定以上の引張変形を受けるとその変位を規制するストッパー５ａがこの弾性リングと所定のクリアランスを設けて配設されている。
【００１５】
例えば、ストッパー５ｂにて説明すると、弾性リングとの当たり面に凸部５１ｂと凹部５２ｂを設けて、この凸部５１ｂと弾性リング４が当たるようにアウターの端部１１にてこの弾性リングが取り付けられている。
従って、弾性リング４とストッパー（５ａ又は５ｂ）との間のクリアランス内においては、ベローズ部が自由に軟らかく振動吸収し、それ以上の圧縮又は引張方向の変位を受けると弾性リングがストッパーの凸部に当たり、弾性リングに撓みが生じて振動吸収するとともに、一定以上にベローズが変位しないように作用する。
【００１６】
なお、ベローズの内周側にはインナー３が配設され、排気ガスの流れの整流を行い、ベローズ部に排ガスが掻き回され異音が生じるのを防止している。
【００１７】
図２に示す実施例においては、アウターを１ａと１ｂとの２つに分離し、２つのアウターを対向配置してアウターの一端（１０ａ、１０ｂ）をベローズの端部２０、２１に連結し、アウター１ａ、１ｂのフリーの他の端部１２ａ、１２ｂに弾性リング４を左右から交互にフック部１２ａ、１２ｂで引っ掛けるようにして図２に示すように両側にクリアランスを設けて配設した。
フック部１２ａには、ベローズに所定以上の圧縮変位が入力されると弾性リング４のストッパー１３ａとして作用し、所定以上の引張変位が入力されるとストッパー１４ａとして作用するように折り曲げ部（１３ａ、１４ａ）が形成されている。
一方、フック部１２ｂは、１２ａと逆方向に形成されていて、ストッパー１３ｂ、１４ｂとして作用する曲げ部１３ｂ、１４ｂが備えられている。
【００１８】
この場合には、アウターにストッパー機能が付与されていることになり、例えば曲げ部１３ａと１４ａの間の変位はベローズの伸縮変位のみで振動エネルギーを吸収し、それ以上の圧縮力が負荷されるとフック１２ａとフック１２ｂとがそれぞれの曲げ部（ストッパー）１３ａ、１３ｂとで左右から交互に押し合うようにして弾性リングに撓みが生じて振動エネルギーが吸収される。
一方、ベローズに所定以上に引張力が負荷されると、曲げ部（ストッパー）１４ａ、１４ｂで弾性リング４を引っ張り合うようにして撓みが生じて振動エネルギーを吸収し、かつ、ベローズに過大な変位が生じるのを防止している。
従って、曲げ部１３ａ、１３ｂがベローズ部の圧縮変形側変位規制曲げ部ストッパーとなり、曲げ部１４ａ、１４ｂが引張変形側変位規制曲げ部ストッパーとなる。
【００１９】
図３には弾性リング４にメッシュ部材等の緩衝部材６を取り付けた例を示す。この場合に、弾性リング４とストッパー５ａ、５ｂとは緩衝部材６を間に挟み込むようにして当たるので接触音が低減される。
また、弾性リングに部分的に緩衝部材を取り付けることで、ストッパーの当たり面に凹凸部を形成しなくてもこの弾性リングに撓みを生じさせることができる。
【００２０】
図４にはストッパー５ａ、５ｂ側に緩衝部材６１を取り付けた例を示し、その作用は図３と同様なので説明を省略する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明においては、ベローズの変位量を規制するワイヤー等の弾性リングとストッパーとの間に所定のクリアランスを設けたので、所定の範囲内の変位入力においてはベローズ部の撓みにて軟らかく振動を吸収するのでノイズ、バイブレーション、ハーシュネス等のいわゆるＮＶＨが小さくなり、自動車の乗り心地が向上する。
また、ベローズに所定以上の変位が入力されると、ワイヤー等の弾性リングがストッパーに当たり撓みが生じることにより、この弾性リングがダンパーとして作用し、徐々に高い規制力が働き、振動エネルギーを吸収する。
従って、振動エネルギーを吸収するとともに、それ以上にベローズに伸縮変位が生じないように作用する効果がある。
【００２２】
このように、過大な入力に対しては弾性リングがストッパーで規制され、ベローズ部にこの入力を伝達しないためにベローズの耐久性を確保することができる。
また、過大な入力をベローズが吸収しなくても良いので、ベローズの山数を少なくすることが出来、その結果、全長を短くすることができる。
これにより、フレキシブルジョイントのコンパクト化が図れ、自動車に搭載する際のレイアウト上の制約が少なくなる。
【００２３】
ワイヤー等の弾性リングとストッパーとの間にメッシュ等の緩衝部材を介在させると接触音の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフレキシブルジョイントの例を示す。
【図２】アウター側にストッパー機能を付与した例を示す。
【図３】弾性リング側に緩衝部材を設けた例を示す。
【図４】ストッパー側に緩衝部材を設けた例を示す。
【符号の説明】
１ａ、１ｂアウター
１１アウターのフリー側の端部（弾性リングの取付け部）
１２ａ、１２ｂアウターのフック部（ストッパー）
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂアウターのフック部に設けたストッパー（曲げ部）
２ベローズ管
３インナー
４弾性リング
５ａ、５ｂストッパー
６、６１緩衝部材

Claims

ベローズ部とベローズ部の外周部に沿って近設してあるアウターと弾性リングとを備え、
アウターの一方の端部は、ベローズ部の一方の端部に連結固定してあり、
アウターの他方の端部には、弾性リングを部分的に連結して取り付けてあり、
ベローズ部の他方の端部には、ベローズの圧縮変形側変位規制ストッパーと引張変形側変位規制ストッパーとを有し、
弾性リングは、圧縮変形側変位規制ストッパーと引張変形側変位規制ストッパーとの間に位置するとともに前記両方のストッパーとの間に所定のクリアランスをそれぞれ有していてベローズ部がこの所定のクリアランス以上に変位すると、それぞれのストッパーに凸部を形成するか、ストッパー又は弾性リングに部分的に緩衝材を取り付けることで、弾性リングとストッパーが部分的に当接するものであることを特徴とする排気管のフレキシブルジョイント構造。
ベローズ部と、ベローズ部の外周部に沿って対向して近設してある２つのアウターと弾性リングとを備え、
２つのアウターのそれぞれベローズ部側の端部はそれぞれベローズ部の端部に連結固定してあり、
２つのアウターの対向するフリーの端部には交互にフック部を有し、
弾性リングを前記交互に配設したフック部で交互に引っ掛けるように配設してあり、
前記交互に配設したフック部には、ベローズの圧縮変形側変位規制曲げ部ストッパーと引張変形側変位規制曲げ部ストッパーとを有し、
弾性リングは、圧縮変形側変位規制曲げ部ストッパーと引張変形側変位規制曲げ部ストッパーとの間に位置するとともに、前記両方のストッパーとの間に所定のクリアランスをそれぞれ有していて、ベローズ部がこの所定のクリアランス以上に変位すると弾性リングが部分的に一方のストッパーに当接するものであることを特徴とする排気管フレキシブルジョイント構造。