JP4153605B2 - 球面管継手用球状ガスケット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管継手間で相対的な歳差運動を行うことができる球面管継手、特に、自動車等のエンジンの排気管の球面管継手に用いるのに適した球状ガスケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
球面管継手は、図１に例示するように、一方の管継手Ａの連結側端に球面フランジＢを設け、他方の管継手Ｃの連結側端部に装着された球状ガスケットＤを設け、球状ガスケットＤの球状接面部に沿って球面フランジＢが移動できるように管継手ＡおよびＣを連結することにより管継手Ａが管継手Ｃに対して歳差運動を行うことができるように構成されたものが知られている。
【０００３】
しかしながら、このような球面管継手では、図２に示すように、管継手Ａが管継手Ｃに対して歳差運動を行ったとき、管継手Ａの管Ｅの端部が管継手Ｃの管Ｆ内に位置する。そのため、管継手Ｃから管継手Ａへ流れる流体Ｌは管Ｆ内に移動した管Ｅによりその流動を阻害され、その一部は管Ｅの外周面により変向されて球面フランジＢと球状ガスケットＤの接合面間へ直接流れ込むことになる。このことは、流体Ｌの円滑な流動を単に阻害するだけでなく、球面フランジＢと球状ガスケットＤの間にシール漏れを発生する危険性を含んでおり、また、流体Ｌに含まれた固形物等によって球面フランジＢと球状ガスケットＤの間の円滑な歳差運動をも阻害する虞を有するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、管継手間の相対的な歳差運動時であっても管継手の内部を流れる流体が両管継手の管間を直接流動することができ、それにより、シール漏れ発生の虞を確実に回避すると共に円滑な歳差運動を確実に遂行させることができる球面管継手用球状ガスケットを提供することを目的として発明されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による球面管継手用球状ガスケットは、一方の管継手の連結側端に設けられた球面フランジと球面フランジに対向して他方の管継手の連結側端から離間した位置に設けられた支持フランジおよび該他方の管継手の連結側端部の管外周面との間に介在される球状ガスケットである。そして、球状ガスケットの球面フランジに対面する球状接面部を画定する球面は球面フランジのフランジ面を画定する球面の半径よりも小さな半径で形成されると共に、その前記一方の管継手方向の端部は管継手の内部を流れる流体が管継手間の相対的な歳差運動時であっても両管継手の管間を直線的に流動するように流体の流動方向を変向させるための流体変向手段を備えている。
【０００６】
これにより、本発明の球状ガスケットでは、管継手間の相対的な歳差運動が行われている間でも、流体は両管継手の管間を流動し、従来技術におけるように、球面フランジと球状ガスケットの接合面間へ直接流れ込んで流体の円滑な流動を阻害したり、球面フランジと球状ガスケットの間にシール漏れを発生したり、球面フランジと球状ガスケットの間の円滑な歳差運動をも阻害したりするのを確実に防止している。また、球面フランジと球状ガスケットの球状接面部とは、所謂「点」で接触することになるため、管継手間の相対的な歳差運動を円滑に行わせることができる。
【０００７】
また、本発明による球面管継手用球状ガスケットは、球面フランジと球状ガスケットの接合面の方向に流体が流れるのをより確実に防止するために、流体変向手段の前記一方の管継手方向の端部を、管継手間の相対的な歳差運動の最大変位時に前記一方の管継手の管の連結側端部または球面フランジの管との連結側端部が前記他方の管継手の管の内方側へ移動する位置まで延びるように形成することもできる。
【０００８】
更に、本発明による球面管継手用球状ガスケットは、前記他方の管継手の連結側端部の管外周面上に装着される筒状部と該筒状部の連結側端部から前記他方の管継手の管の内方側へ延びる変向フィン部とからなる流体変向スリーブにより流体の流動方向を変向させたり、或いはまた、球状ガスケットと一体に成形された流体変向部により流体の流動方向を変向させたりすることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
本発明の実施例による球面管継手用球状ガスケットは、図３に示すように、一方の管継手１の連結側端に設けられた球面フランジ２と、球面フランジ２に対向して他方の管継手３の連結側端から離間して設けられた支持フランジ４および管継手３の連結側端部の管５の外周面との間に画定される空間に配置される。
【００１０】
本実施例の球状ガスケットは、管継手１および３間のシールを行うと共に管継手３に対する管継手１の歳差運動を可能にするためのシール体６と、管継手内を流動する流体を後述するように変向するための流体変向スリーブ７とから構成されている。
【００１１】
シール体６は管継手１の球面フランジ２に対面する位置に配置される球状接面部８と、管継手３の管５の外周面上に配置される管状接面部９とを有している。シール体６の球状接面部８を画定する球面の半径Ｒ１は、球面フランジ２とシール体６の間の摺動自在な接合を確保するためにシール体６が管継手１の球面フランジ２に所謂「点」で接触するように、球面フランジ２のフランジ面を画定する球面の半径Ｒ２よりも小さく選定されている。シール体６は、特に自動車等のエンジンの排気管の球面管継手用の場合、膨張黒鉛等のような耐熱性に優れた材料により作成され、そして、球状接面部８の表面と球面フランジ２との間で円滑に摺動できると共にシールを行うことができるように作成される。
【００１２】
流体変向スリーブ７は管継手３の管５の外周面とシール体６の管状接面部９の間に装着される筒状部１０と、筒状部１０の連結側端部から管継手３の管５の内方側へ延びる変向フィン部１１とから構成される。流体変向スリーブ７は耐熱性を有する適当な材料、例えば、ステンレス等により作成される。変向フィン部１１の管５内方側への伸延端部は、図４に示すように、歳差運動による最大変位時における管継手１の管１２の連結側端部または球面フランジ２の管１２との連結側端部の管５内方側への変位位置（図の破線で示す位置）まで延びている。換言すると、変向フィン部１１は、管継手１が管継手３に対して最大の歳差運動を行ったとき、この最大変位位置にある管継手１の管１２の連結側端部または球面フランジ２の管１２との連結側端部を管継手３側から見て管５の内部に露呈させないように形成されている。
【００１３】
上述の如く構成される本球面管継手用球状ガスケットは、図４に実線で示すように、管継手１および３の管の軸が一直線上またはそれに近似した位置関係にあるとき、管継手３の管５から管継手１の管１２へ流れる流体Ｌ（例えば、排気管の球面管継手の場合、高温の燃焼排気ガス）を管の軸心方向へ集中させるように変向する。これにより、流体Ｌは管継手３の管５から管継手１の管１２へ直接流れ込み、球面フランジ２と球状ガスケットの球状接面部８の間に流れ込むのを防止される。それと同時に、管継手３の管５から管継手１の管１２へと続く内部空間が変向フィン部１１によって局部的に狭められていることにより、流体Ｌは変向フィン部１１を通過するときにその流速を速め、ベルヌーイ効果またはベンチュリ管効果によってその圧力が小さくなる。このことは、変向フィン部１１を通過した流体Ｌが球面フランジ２と球状ガスケットの球状接面部８の間にあるガスや空気等を吸い出すように作用するため、球面フランジ２と球状ガスケットの球状接面部８の間に流れ込んだ流体Ｌによって生じていた種々の問題をより確実に防止できることを意味する。
【００１４】
一方、歳差運動時、管継手１および３は、一方の管継手の管の軸と他方の管継手の管の軸とが交差する位置関係（図４の破線または１点鎖線で示す位置関係）になるが、管５から管継手１の管１２へと流れる流体Ｌは変向フィン部１１によってその流動方向を変向され、本質的に管５から管継手１の管１２内に直接流し込まれる。このとき、変向フィン部１１の管５内方側への伸延端部は歳差運動による最大変位時における管継手１の管１２の連結側端部または球面フランジ２の管１２との連結側端部の変位位置まで延びているため、最大変位時であっても、流体Ｌを管５から管継手１の管１２内に本質的に直接流し込むことができ、上述した常態の場合と同様な作用効果を発揮することができる。
【００１５】
【実施例２】
図５は、本発明の実施例による球面管継手用球状ガスケットを示す図で、前記実施例で述べた流体変向スリーブ７を有しておらず、シール体６に前述の流体変向スリーブ７の機能を組み込んだ形態を一体化して備えている点で異なる以外、前記実施例と基本的に同様に構成される。
【００１６】
本実施例における球状ガスケットは全体を焼結、成形等の適当な手段により一体に形成されており、前記実施例のシール体６と同様なシール部１３と、シール部１３の連結側端部から前記実施例の変向フィン部１１と同様に管継手３の管５の内方側へ延びる流体変向部１４とから構成される。
【００１７】
流体変向部１４は総体的にシール部１３を前述した管継手１の最大変位位置まで延長した形状で形成され、そして、流体変向部１４の内周面部１５は管継手３の管５から管継手１の管１２へ流れる流体Ｌを円滑に変向させるように形成されている。好ましくは、内周面部１５は、前述したベルヌーイ効果またはベンチュリ管効果を効果的に発揮できるように、ベンチュリ管のスロート部を構成するように形成される。
【００１８】
本実施例における球状ガスケットは前記実施例で説明したのと同様な作用および効果を有する一方、内周面部１５の寸法形状を適切に選定することにより、ベルヌーイ効果またはベンチュリ管効果による球面フランジ２と球状ガスケットの球状接面部８の間にあるガスや空気等を吸い出し、球面フランジ２と球状ガスケットの球状接面部８の間に流れ込んだ流体Ｌによって生じるシール漏れや円滑な歳差運動に対する障害等の問題をより一層確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の球面管継手用球状ガスケットの使用状態を示す断面図である。
【図２】従来の球面管継手用球状ガスケットの歳差運動時における位置関係を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施例による球面管継手用球状ガスケットの使用状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す球面管継手用球状ガスケットの歳差運動時における位置関係を説明するための図２と同様な模式図である。
【図５】本発明の別の実施例による球面管継手用球状ガスケットの図３と同様な断面図である。
【符号の説明】
１，３ 管継手
２ 球面フランジ
４ 支持フランジ
５，１２ 管
６ シール体
７ 流体変向スリーブ
８ 球状接面部
９ 管状接面部
１０ 筒状部
１１ 変向フィン部
１３ シール部
１４ 流体変向部
１５ 内周面部
Ｌ 流体

Claims (4)

1. 一方の管継手の連結側端に設けられた球面フランジと該球面フランジに対向して他方の管継手の連結側端から離間した位置に設けられた支持フランジおよび該他方の管継手の連結側端部の管外周面との間に介在される球面管継手用球状ガスケットであって、該球状ガスケットの球面フランジに対面する球状接面部を画定する球面は球面フランジのフランジ面を画定する球面の半径よりも小さな半径で形成され、前記球状ガスケットの前記一方の管継手方向の端部は管継手の内部を流れる流体が管継手間の相対的な歳差運動時であっても両管継手の管間を直線的に流動するように流体の流動方向を変向させるための流体変向手段を備えていることを特徴とする球状ガスケット。
2. 前記流体変向手段の前記一方の管継手方向の端部は管継手間の相対的な歳差運動の最大変位時に前記一方の管継手の管の連結側端部または球面フランジの管との連結側端部が前記他方の管継手の管の内方側へ移動する位置まで延びていることを特徴とする請求項１記載の球状ガスケット。
3. 前記流体変向手段は前記他方の管継手の連結側端部の管外周面上に装着される筒状部と該筒状部の連結側端部から前記他方の管継手の管の内方側へ延びる変向フィン部とからなる流体変向スリーブにより遂行されることを特徴とする請求項１または２記載の球状ガスケット。
4. 前記流体変向手段は球状ガスケットと一体に成形された流体変向部であることを特徴とする請求項１または２記載の球状ガスケット。

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