JP4474197B2

JP4474197B2 - 管継手

Info

Publication number: JP4474197B2
Application number: JP2004145650A
Authority: JP
Inventors: 展生吉野
Original assignee: KET & KET CO., LTD.
Current assignee: KET & KET CO., LTD.
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP2005325949A

Description

本発明は、車両用エンジンからの排気通路等を形成する上流側排気管と下流側排気管とを相互に接続する継手構造に関し、より詳細には、一方の管と他方の管とを相対的に揺動可能に接続する管継手に関する。

一般に車両用エンジンの排気系は、エンジンの排気ポートに接続された排気マニホールド（上流側排気管）とその下流側の排気管（下流側排気管）とが管継手を介して相互に接続されている。

この種の管継手は、多くの場合球面継手の構造を有し、排気マニホールドと排気管との相対的な揺動を可能にすることにより、排気系を流れる排気脈動に起因する振動や、路面からの衝撃に起因する振動や、車両走行に伴う各種慣性力に起因する曲げ応力などを吸収し軽減する機能を担っている。

すなわち従来のこの種の管継手は、一方の管の端部に固定された球面状の凹面を有する座体と、他方の管の端部に固定された球面状の凸面を有するシール体とを備え、座体の凹面とシール体の凸面とを弾力的に圧接させて摺動可能に接続することにより、両管が相対的に揺動できるようにしている。（特許文献１〜９参照）
しかし、従来の管継手は、座体の凹面とシール体の凸面との摺動により両管の相対揺動を許容する構造になっているが、座体とシール体との管軸方向における相対位置は固定されているため、両管は管軸方向に関しては相対移動できない。従来の管継手によって互いに接続されている二つの管が相対的に離間する方向に移動した場合、座体とシール体との間に隙間が生じるため、シール性が損なわれてしまう。このため、従来の管継手では、管軸方向に発生する振動を吸収し軽減することができなかった。
特開平１−４０７８４特開平２−２１５９１６実開平５−４７３３６特開２００３−２１２８３特開２００３−４１９３２特開２００３−８３４５３特開２００３−３０１９７３特開２００４−１０８１７４特開２００４−１０８２７０

本発明が解決しようとする課題は、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても両管を相対移動可能に接続することが可能な管継手を提供することにある。

本発明の管継手は、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、前記一方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管の端部を収容する球面状の凹面を有する環状の座体と、前記他方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて前記他方の管の管軸方向に摺動可能に設けられ、且つ、前記凹面と全周に亘って面接触可能な球面状の凸面を有する環状のシール体と、両管の端面同士を接近させるべく両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢する第１の付勢機構と、シール体の前記凸面を座体の前記凹面に圧接させるべくシール体を前記他方の管の管軸方向に弾力的に付勢する第２の付勢機構と、を備えたことを特徴とする。

上記のように構成された管継手は、一方の管と他方の管とを両管の端面同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結するとともに、一方の管の端部に固定された座体の凹面に他方の管に摺動可能に設けられたシール体の凸面を圧接させて、両管の接続部をシールする。そして、座体とシール体とが摺動可能であることにより両管の相対揺動を許容し、両管をその端面同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結することにより管軸方向における両管の相対移動を許容する。両管が相対的に離間する方向に移動した場合でも、その移動量を吸収するようにシール体が座体側に移動するため、座体とシール体との間に隙間は生じない。

したがって、この管継手によれば、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、管軸方向に関してもシール性を損なうことなく相対移動可能に両管を接続することが可能である。

本発明の管継手において、座体の端部は、前記他方の管に沿って筒状に延びており、第１の付勢機構は、座体の前記筒状の部分の内面に対峙させて前記他方の管の外面に固定して立設された固定フランジと、前記他方の管に隙間を持たせて環装され且つ座体の自由端に固定された可動フランジと、両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢するべく前記固定フランジと前記可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、第２の付勢機構は、シール体を付勢するべくシール体と前記固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることが望ましい。

また、本発明の管継手において、第１の付勢機構は、前記他方の管の外面に固定され、且つ、周方向に沿って所々にボルト固定孔を有する固定フランジと、座体の端部を外方に折り返すようにして、且つ、前記フランジと対面させて形成された折り返し部からなる可動フランジと、この可動フランジの所々に形成されたボルト挿通孔と、このボルト挿通孔に前記一方の管側から軸方向に摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部が固定フランジ部のボルト固定孔に挿通され離脱しないように固定された段付きボルトと、座体を固定フランジ部側に付勢するべく、段付きボルトのヘッド部と前記可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、第２の付勢機構は、シール体を付勢するべくシール体と前記固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることが望ましい。この場合、第１の弾性体は、前記段付きボルトを取り巻くようにして設けられたコイルばねであることが望ましい。

また、シール体は、耐熱材から成るリング状成型品であることが望ましい。

また、シール体は、板金物を加工して得られたリング状成形品であってもよい。この場合、シール体の表面または座体の前記凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性（滑動性）を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されていることが望ましい。

また、シール体は、反発復元性を有するメッシュ体または繊維集合体を板金物で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品であってもよい。この場合、シール体の表面または座体の前記凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性（滑動性）を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されていることが望ましい。

また、シール体は、中空管の両端を互いに連結した構造のリング状成形品であってもよい。この場合、シール体の表面または座体の前記凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性（滑動性）を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されていることが望ましい。

シール体（リング状成形品）は、第２の弾性体としての機能を兼ね備えていることが望ましい。

本発明にかかる別の管継手は、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、前記一方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、周方向に沿って所々にボルト挿通孔を有する第１の固定フランジと、前記他方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、周方向に沿って前記ボルト挿通孔と対向する複数のボルト固定孔を有する第２の固定フランジと、前記ボルト挿通孔に前記一方の管側から揺動および摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部がボルト固定孔に挿通され離脱しないように固定された段付きボルトと、両管を管軸方向に互いに接近させるように第１の固定フランジと第２の固定フランジを弾力的に付勢する第１の弾性体と、両管を管軸方向に互いに離間させるように第１の固定フランジと第２の固定フランジを弾力的に付勢する第２の弾性体と、を備え、第２の弾性体は、環状の皿ばねを両管の接続方向に積装し且つ皿ばね同士を全周に亘って気密に密着またはシールして接続してなる伸縮および揺動変形可能な環状の弾性体であり、両管の接続部に対して隙間を持たせて環装されるとともに両固定フランジの対向面に全周に亘って気密に圧接していることを特徴としている。この場合、第１の弾性体は、前記段付きボルトを取り巻くようにして設けられたコイルばねであることが望ましい。

上記のように構成された管継手は、第１の弾性体により一方の管と他方の管とを管軸方向に互いに接近させるように弾力的に付勢した状態で連結するとともに、一方の管に固定された第１の固定フランジと他方の管に固定された第２の固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体により両管を互いに離間させるように弾力的に付勢しつつ、その第２の弾性体によって両管の接続部をシールする。そして、第２の弾性体の揺動変形により両管の相対揺動を許容し、第１および第２の弾性体の伸縮変形により管軸方向における両管の相対移動を許容する。両管が相対的に離間する方向に移動した場合でも、その移動量を吸収するように第２の弾性体が伸長するため、第１および第２の固定フランジと第２の弾性体との間に隙間は生じない。

したがって、この管継手によれば、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管を接続することが可能である。

本発明の管継手によれば、一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管を接続することが可能であるので、相対的揺動方向に発生する振動のみならず、管軸方向に発生する振動をも十分に吸収し軽減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

［第１形態例］
図１は本発明にかかる管継手の第１形態例を示す部分断面図である。

この管継手１００は、下流側排気管（一方の管）２０１の端部に設けられた環状の座体１１０と、上流側排気管（他方の管）２０２の端部に設けられた環状のシール体１２０と、両管２０１、２０２の端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させるべく両菅２０１、２０２をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢する第１の付勢機構１３０と、シール体１２０を座体１１０側に弾力的に付勢する第２の付勢機構１４０とを備えて構成される。排気管２０１、２０２はエンジンに接続された排気系の一部を構成するものである。

座体１１０は、下流側排気管２０１の端部外面に全周に亘って気密に密着させて溶接固定されている。座体１１０は、上流側排気管２０２の端部を収容する球面状の凹面１１１を有している。座体１１０の端部は、上流側排気管２０２に沿って筒状に延びている。

シール体１２０は、上流側排気管２０２の端部外面に全周に亘って気密に密着させて上流側排気管２０２の管軸方向に摺動可能に設けられている。シール体１２０は、座体１１０の凹面１１１と全周に亘って面接触可能な球面状の凸面１２１を有している。シール体１２０は、金属メッシュまたはエキスパンドメタルからなる補強材と補強材のメッシュ目を充填する充填材とからなるリング状成型品である。充填材には、黒鉛、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤と金属繊維と樹脂結合材との混合物などが使用される。シール体１２０の凸面１２１には、座体１１０の凹面１１１に対する滑り易さを確保するために皮膜１２１ａが形成されている。皮膜１２１ａには、たとえば、四弗化エチレン樹脂を主成分とする潤滑組成物が使用される。

第１の付勢機構１３０は、座体１１０の筒状の部分１１２の管軸方向中間部内面に対峙させて上流側排気管２０２の外面に固定して立設された固定フランジ１３１と、上流側排気管２０２に隙間を持たせて環装され且つ座体１１０の自由端部に固定された可動フランジ１３２と、両菅２０１、２０２をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢するべく固定フランジ１３１と可動フランジ１３２との間に設けられた第１の弾性体１３３とを備えている。

座体１１０の自由端部は外方に折り返されている。可動フランジ１３２は、座体１１０の自由端部にボルト１３４で締結固定されている。可動フランジ１３２は、上流側排気管２０２の外径よりも大きく且つ座体１１０の筒状の部分１１２の内径よりも小さい内径を有する環状の金属板であり、可動フランジ１３２の内側部分は座体１１０の自由端部（折り返し端）より上流側排気管２０２側に突出している。

固定フランジ１３１は、上流側排気管２０２の外側に嵌合した断面Ｌ字形の環状部材であり、上流側排気管２０２の外面に溶接固定されている。

第１の弾性体１３３は、上流側排気管２０２に環装されており、その一端が可動フランジ１３２の内側部分に、他端が固定フランジ１３１の起立部分にそれぞれ圧接している。第１の弾性体１３３は、複数の環状の皿ばねを積層して相互に連結してなり、管軸方向だけでなく揺動方向にも変形し得る。

第２の付勢機構１４０は、シール体１２０と固定フランジ１３１との間に設けられた第２の弾性体１４１を備えている。固定フランジ１３１は、第１の付勢機構１３０の構成要素であるとともに第２の付勢機構１４０の構成要素でもある。第２の弾性体１４１は、複数の環状の皿ばねを積層して相互に連結してなる。第２の弾性体１４１は、上流側排気管２０２に環装されている。第２の弾性体１４１は、シール体１２０の凸面１２１を座体１１０の凹面１１１に圧接させるべくシール体１２０を座体１１０側に弾力的に付勢している。第２の弾性体１４１の力（反発力）は、第１の弾性体１３１のそれと同じかそれよりも小さい。

上記のように構成された管継手１００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結するとともに、下流側排気管２０１の端部に固定された座体１１０の凹面１１１に、上流側排気管２０２に摺動可能に設けられたシール体１２０の凸面１２１を圧接させて、両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体１１０とシール体１２０とが摺動可能であることにより両管２０１、２０２の相対揺動を許容し、両管２０１、２０２をその端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結することにより管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。両管２０１、２０２が相対的に離間する方向に移動した場合でも、その移動量を吸収するようにシール体１２０が座体１１０側に移動するため、座体１１０とシール体１２０との間に隙間は生じない。

したがって、この管継手１００によれば、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管２０１、２０２を接続することができる。下流側排気管２０１と上流側排気管２０２の相対的揺動方向（図中の矢印Ａ方向。上下方向に限らない。）に発生する振動のみならず、管軸方向（図中の矢印Ｂ方向）に発生する振動をも吸収し軽減することができる。

また、この管継手１００は、座体１１０の内側にシール体１２０、第１の弾性体１３３および第２の弾性体１４１が設けられているので、コンパクトな構造とすることができる。

なお、上記の例では、第１の弾性体１３３および第２の弾性体１４１として皿ばねを用いたが、それらのうちの一方あるいは両方をコイルばねとすることも可能である。

［第２形態例］
図２は本発明にかかる管継手の第２形態例を示す部分断面図である。

この管継手３００は、下流側排気管２０１の端部に設けられた環状の座体３１０と、上流側排気管２０２の端部に設けられた環状のシール体３２０と、両管２０１、２０２の端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させるべく両菅２０１、２０２をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢する第１の付勢機構３３０と、シール体３２０を座体３１０側に弾力的に付勢する第２の付勢機構３４０と、を備えて構成される。

座体３１０は、下流側排気管２０１の端部外面に全周に亘って気密に密着させて溶接固定されている。座体３１０は、上流側排気管２０２の端部を収容する球面状の凹面３１１を有している。

シール体３２０は、上流側排気管２０２の端部外面に全周に亘って気密に密着させて上流側排気管２０２の管軸方向に摺動可能に設けられている。シール体３２０は、座体３１０の凹面３１１と全周に亘って面接触可能な球面状の凸面３２１を有している。シール体３２０の凸面３２１には、座体３１０の凹面３１１との間の滑り易さを確保するために、皮膜３２１ａが形成されている。

第１の付勢機構３３０は、上流側排気管２０２の外面に固定され、且つ、周方向に沿って等間隔にボルト固定孔３３１ａを有する固定フランジ３３１と、座体３１０の端部を外方に折り返して固定フランジ３３１の起立部と対面させて形成された折り返し部からなる可動フランジ３３２と、可動フランジ３３２にボルト固定孔３３１ａと対向させて形成されたボルト挿通孔３３２ａと、ボルト挿通孔３３２ａに下流側排気管２０１側から軸方向に摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部３３３ａが固定フランジ部３３１のボルト固定孔３３１ａに挿通され離脱しないように固定された段付きボルト３３３と、座体３１０を固定フランジ３３１側に付勢するべく、段付きボルト３３３のヘッド部３３３ｂと可動フランジ３３２との間に設けられた第１の弾性体３３４とを備えている。固定フランジ３３１は、上流側排気管２０２の外側に嵌合した断面Ｌ字形の環状部材であり、上流側排気管２０２の外面に溶接固定されている。段付きボルト３３３のねじ部３３３ａにはナット３３５が締着されており、ナット３３５は固定フランジ３３１にスポット溶接されている。第１の弾性体３３４は、コイルばねであり、段付きボルト３３３を取り巻くようにして設けられている。

第２の付勢機構３４０は、シール体３２０と固定フランジ３３１との間に設けられた第２の弾性体３４１を備えている。第２の弾性体３４１は、複数の環状の皿ばねを積層して相互に連結してなる。第２の弾性体３４１は、上流側排気管２０２に環装されている。第２の弾性体３４１は、シール体３２０の凸面３２１を座体３１０の凹面３１１に圧接させるべくシール体３２０を座体３１０側に弾力的に付勢している。第２の弾性体３４１は、複数の環状の皿ばねを積層して相互に連結してなり、管軸方向だけでなく揺動方向にも変形し得る。第２の弾性体３４１の力（反発力）は、第１の弾性体３３４のそれと同じかそれよりも小さい。

上記のように構成された管継手３００は、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを両管２０１、２０２の端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結するとともに、下流側排気管２０１の端部に固定された座体３１０の凹面３１１に、上流側排気管２０２に摺動可能に設けられたシール体３２０の凸面３２１を圧接させて、両管２０１、２０２の接続部をシールする。そして、座体３１０とシール体３２０とが摺動可能であることにより、両管２０１、２０２の相対揺動を許容し、両管２０１、２０２をその端面２０１ａ、２０２ａ同士を接近させる向きに弾力的に付勢して連結することにより、管軸方向における両管２０１、２０２の相対移動を許容する。両管２０１、２０２が相対的に離間する方向に移動した場合でも、その移動量を吸収するようにシール体３２０が座体３１０側に移動するため、座体３１０とシール体３２０との間に隙間は生じない。

したがって、この管継手３００によれば、下流側排気管２０１と上流側排気管２０２とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管２０１、２０２を接続することができる。下流側排気管２０１と上流側排気管２０２の相対的揺動方向に発生する振動のみならず、管軸方向に発生する振動をも吸収し軽減することができる。

なお、上記の例では、第２の弾性体３４１として皿ばねを用いたが、皿ばねの代わりにコイルばねを用いることも可能である。

［第３形態例］
図３（ａ）は本発明にかかる管継手の第３形態例を示す部分断面図、図４は部分側面図である。図１に示した第１形態例と共通する構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手４００は、シール体４２０として，板金物を加工して得られたリング状成形品を使用している。シール体４２０の凸面４２１には、シール体４２０と座体４１０との相対的な摺動性（滑動性）を向上させるための皮膜４２１ａが形成されている。皮膜４２１ａは、カーボン、モリブデン等の耐熱材であり、シール体４２０の耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。

また、座体４１０の筒状の部分４１２には、周方向に等間隔に複数の通気孔４１３が形成されている。通気孔４１３の存在により、排気管２０１、２０２内を流れる高温排気の熱による座体４１０内の温度上昇を抑制し、第１および第２の弾性体１３３、１４１のばね効果が低下するのを防止できる。

なお、上記の例では、皮膜４２１ａをシール体４２０の凸面４２１に形成したが、座体４１０の凹面４１１に形成してもよい。

また、図３（ｂ）に示すように、予め皮膜２４１ａがコーティングされている板材４２５をシール体４２０の凸面４２１にリベット４２６などで固定してもよい。板材４２５として、エンジンのガスケット等に使われているカーボン系の皮膜をコーティングした製品を使用することも可能である。

［第４形態例］
図５は本発明にかかる管継手の第４形態例を示す部分断面図である。図２に示した第２形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手５００は、シール体５２０として、反発復元性を有するメッシュ体５２２を板金物５２１で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品を使用している。シール体５２０の表面には、シール体５２０と座体３１０との滑りを向上させるための皮膜５２１ａが形成されている。皮膜５２１ａは、カーボン、モリブデン等の耐熱材であり、シール体５２０の耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。

上流側排気管２０２および第１の弾性体５４１とシール体５２０との間には、シール体受け５３０が介設されている。シール体受け５３０は、シール体５２０と嵌合する凹面部を有する環状の部材であり、上流側排気管２０２に管軸方向に摺動可能に環装されている。つまり、この例では、第１の弾性体５４１のばね力によってシール体受け５３０と共にシール体５２０が座体３１０側に付勢される構造になっている。

なお、上記の例では、皮膜５２１ａをシール体５２０の表面に形成したが、座体３１０の凹面３１１に形成してもよい。また、メッシュ体５２２の代わりに繊維集合体を板金物５２１で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品をシール体５２０として使用してもよい。

［第５形態例］
図６は本発明にかかる管継手の第５形態例を示す部分断面図である。図５に示した第４形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手６００は、第４形態例に示した充実構造のシール体５２０の代わりに、中空管６２１の両端を互いに連結した構造（中空構造）のリング状成形品をシール体６２０として使用している。シール体６２０の表面には、シール体６２０と座体３１０との滑りを向上させるための皮膜６２１ａが形成されている。皮膜６２１ａは、シール体６２０の耐熱性を向上させるための皮膜としても機能する。このように、中空構造のシール体を使用することにより、管継手を軽量化することができる。

［第６形態例］
図７は本発明にかかる管継手の第６形態例を示す要部平面図である。この図は、第１の弾性体または第２の弾性体を構成する皿ばねの別の形態例を示している。この皿ばね１５０は、その内周部に等間隔に複数の爪１５１を有しており、爪１５１の先端が図１〜図６に示した上流側排気管２０２の外面に当接する構造になっている。このように、第１の弾性体または第２の弾性体を構成する皿ばね１５０が爪１５１の部分のみ上流側排気管２０２と接する構造にすることで、上流側排気管２０２から皿ばね１５０への熱伝導を抑制して、加熱によるばね効果の低下を防止できる。

［第７形態例］
図８は本発明にかかる管継手の第７形態例を示す部分断面図である。図５に示した第４形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手７００は、シール体７２０として、反発復元性を有するメッシュ体７２２を板金物７２１で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品を使用している。座体３１０の凹面３１１には、シール体７２０と座体３１０との滑りを向上させるための皮膜３１１ａが形成されている。

この管継手７００においては、シール体７２０が第２の弾性体としての機能を兼ね備えている。また、上流側排気管２０２の外面に固定された固定フランジ７３０が図５の管継手におけるシール体受け５３０としても機能するように形成されている。つまり、固定フランジ７３０は、シール体７２０と嵌合する凹面部７３１を有している。

このように、シール体７２０に第２の弾性体としての機能を持たせるとともに、固定フランジ７３０にシール体受け５３０の機能を持たせることにより、構造が簡単で小型且つ軽量な管継手構造を実現できる。

［第８形態例］
図９は本発明にかかる管継手の第８形態例を示す部分断面図である。図８に示した第７形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手７５０は、第７形態例に示した充実構造のシール体７２０の代わりに、中空管７６１の両端を互いに連結した構造（中空構造）のリング状成形品をシール体７６０として使用している。

このように、中空構造のシール体７２０を使用することにより、管継手をさらに軽量化することができる。

［第９形態例］
図１０（ａ）は本発明にかかる管継手の第９形態例を示す部分断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

この管継手８００は、上流側排気管（一方の管）２０３の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、周方向に沿って所々にボルト挿通孔８１１を有する第１の固定フランジ８１０と、下流側排気管（他方の管）２０４の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、ボルト挿通孔８１１と対向する複数のボルト固定孔８２１を有する第２の固定フランジ８２０と、ボルト挿通孔８１１に上流側排気管２０３側から揺動および摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部８３０ａがボルト固定孔８２１に挿通され離脱しないように固定された段付きボルト８３０と、両管２０３、２０４を管軸方向に互いに接近させるように第１の固定フランジ８１０と第２の固定フランジ８２０を弾力的に付勢する第１の弾性体８４１と、両管２０３、２０４を管軸方向に互いに離間させるように第１の固定フランジ８１０と第２の固定フランジ８２０を弾力的に付勢する第２の弾性体８４２とを備えている。上流側排気管２０３および下流側排気管２０４はエンジンに接続された排気系の一部を構成するものである。下流側排気管２０４の端部は拡径しており、その拡径部に上流側排気管２０３の端部が挿入されている。両固定フランジ８１０、８２０は、排気管２０３、２０４にそれぞれ溶接されている。段付きボルト８３０のねじ部８３０ａにはナット８３５が締着されており、ナット８３５は固定フランジ８２０にスポット溶接されている。

第１の弾性体８４１は、コイルばねであり、段付きボルト８３０を取り巻くようにして段付きボルト８３０のヘッド部８３１と第１の固定フランジ８１０との間に設けられている。

第２の弾性体８４２は、環状の皿ばね８４４を両管２０３、２０４の接続方向に複数枚積装し且つ皿ばね８４４同士を全周に亘って気密に密着させて接続してなる伸縮および揺動変形可能な環状の積層弾性体８４３で構成され、両管２０３、２０４の接続部に対して隙間を持たせて環装されるとともに両固定フランジ８１０、８２０の対向面に全周に亘って気密に圧接している。皿ばね８４４同士は外周縁部がスポット溶接により強固に固定されている。この例に示す第２の弾性体８４２は、２つの積層弾性体８４３からなる。各積層弾性体８４３の管軸方向両面には、固定フランジ８１０、８２０に対する積層弾性体８４３との滑り易さおよび両積層弾性体８４３、８４３相互の滑り易さを向上させるべく皮膜８４３ａが形成されている。皮膜８４３ａは、積層弾性体８４３の耐熱性を向上させるための皮膜としても、異常音の発生を防止するための皮膜としても機能する。

第２の弾性体８４２には、固定フランジ８１０のボルト挿通孔８１１と対向するボルト挿通孔８４５が管軸中心に関して対称に２つ形成されており、各ボルト挿通孔８４５を段付きボルト８３０が貫通している。第２の弾性体８４２のボルト挿通孔８４５は、第１の固定フランジ８１０のボルト挿通孔８１１と同じ大きさである。段付きボルト８３０は、第２の弾性体８４２に対して管軸方向にも揺動方向にも相対変位可能である。

上記のように構成された管継手８００は、第１の弾性体８４１により上流側排気管２０３と下流側排気管２０４とを互いに接近させるように弾力的に付勢した状態で連結するとともに、第２の弾性体８４２により両管２０３、２０４を互いに離間させるように弾力的に付勢しつつ、第２の弾性体８４２によって両管２０３、２０４の接続部をシールする。そして、第２の弾性体８４２の揺動変形および段付きボルト８３０の揺動により両管２０３、２０４の相対揺動を許容し、第１および第２の弾性体８４１、８４２の伸縮変形により管軸方向における両管２０３、２０４の相対移動を許容する。両管２０３、２０４が相対的に離間する方向に移動した場合でも、接近する方向に移動した場合でも、その移動量に応じて第２の弾性体８４２が伸縮するため、両管２０３、２０４の接続部のシール性は損なわれない。

したがって、この管継手８００によれば、上流側排気管２０３と下流側排気管２０４とを相対揺動可能に接続するとともに、シール性を損なうことなく管軸方向に関しても相対移動可能に両管２０３、２０４を接続することが可能である。

また、この形態例によれば、図１、図２などに示したシール体を省略できるので、構造が簡単で小型且つ軽量な管継手構造を実現できる。

［第１０形態例］
図１１は本発明にかかる管継手の第１０形態例を示す部分断面図である。図１０に示した第９形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手８５０における両固定フランジ８１０、８２０間の距離は第９形態例の場合よりも小さくなっており、両固定フランジ８１０、８２０間には、１つの積層弾性体８４３からなる第２の弾性体８５１と、環状の平板材からなるスペーサ８５２とが設けられている。スペーサ８５２は、第１の固定フランジ８１０と第２の弾性体８５１との間および第２の固定フランジ８２０と第２の弾性体８５１との間に設けられている。スペーサ８５２の内外径は皿ばね８４４のそれとほぼ一致させてある。

このように、第２の弾性体８５１を構成する皿ばね８４４の積層数は、両固定フランジ８１０、８２０間の距離に応じて適宜変更可能である。両固定フランジ８１０、８２０間の距離に対して第２の弾性体８５１の伸縮方向の大きさが足りない場合でも、スペーサ８５２を使用することにより十分なシール効果を得ることが可能となる。

［第１１形態例］
図１２は本発明にかかる管継手の第１１形態例を示す部分断面図である。図１１に示した第１０形態例と共通の構成要素については同じ符号が付けられている。

この管継手８６０における第２の弾性体８６１は、管軸方向（矢印Ｂ方向）の両端に位置する２枚の皿ばね８４７の外周部に伸縮方向外方に突出した係合爪８４８が周方向の所々に形成されている。一方、両固定フランジ８１０、８２０の起立部には、ボルト挿通孔８１１およびボルト固定孔８２１よりも管２０３、２０４側に位置させて、周方向の所々に係合孔８６２が形成されており、各係合孔８６２に第２の弾性体８６１の係合爪８４８が挿入され係合することにより、第２の弾性体８６１が外れないように保持されている。第２の弾性体８６１の固定フランジ８１０、８２０と接する面には、固定フランジ８１０、８２０に対する滑り易さを向上させるべく皮膜８６１ａが形成されている。

この形態例によれば、第１０形態例の場合よりも外径の小さい第２の弾性体８６１を使用することができるので、管継手を軽量化することができる。

本発明にかかる管継手の第１形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第２形態例を示す部分断面図（ａ）は本発明にかかる管継手の第３形態例を示す部分断面図（ｂ）は第３形態例に類似する別の形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第３形態例を示す部分側面図本発明にかかる管継手の第４形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第５形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第６形態例を示す要部平面図本発明にかかる管継手の第７形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第８形態例を示す部分断面図（ａ）は本発明にかかる管継手の第９形態例を示す部分断面図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図本発明にかかる管継手の第１０形態例を示す部分断面図本発明にかかる管継手の第１１形態例を示す部分断面図

符号の説明

１００管継手
１１０座体
１１１凹面
１１２筒状の部分
１２０シール体
１２１凸面
１２１ａ皮膜
１３０第１の付勢機構
１３１固定フランジ
１３２可動フランジ
１４０第２の付勢機構
１４１第２の弾性体
１５０皿ばね
１５１爪
２０１下流側排気管（一方の管）
２０１ａ、２０２ａ端面
２０２上流側排気管（他方の管）
２４１ａ皮膜
３００管継手
３１０座体
３１１凹面
３１１ａ皮膜
３２０シール体
３２１凸面
３２１ａ皮膜
３３０第１の付勢機構
３３１固定フランジ
３３１ａボルト固定孔
３３２可動フランジ
３３２ａボルト挿通孔
３３３段付きボルト
３３４第１の弾性体
３４０第２の付勢機構
３４１第２の弾性体
４００管継手
４１０座体
４１２筒状の部分
４１３通気孔
４２０シール体
４２１凸面
４２１ａ皮膜
５００管継手
５２０シール体
５２１板金物
５２１ａ皮膜
５２２メッシュ体
５３０シール体受け
６００管継手
６２０シール体
６２１中空管
６２１ａ皮膜
７００管継手
７２０シール体（第２の弾性体）
７２１板金物
７２２メッシュ体
７３０固定フランジ
７５０管継手
７６１中空管
７６０シール体（第２の弾性体）
８００管継手
８１１ボルト挿通孔
８１０第１の固定フランジ
８２１ボルト固定孔
８２０第２の固定フランジ
８３０段付きボルト
８４１第１の弾性体
８４２第２の弾性体
８４４皿ばね
８４３積層弾性体
８４３ａ皮膜
８４５ボルト挿通孔
８５０管継手
８５１第２の弾性体
８５２スペーサ
８６０管継手
８６１第２の弾性体
８４７皿ばね
８４８係合爪
８６１ａ皮膜
８６２係合孔

Claims

一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、
前記一方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管の端部を収容する球面状の凹面を有する環状の座体と、
前記他方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて前記他方の管の管軸方向に摺動可能に設けられ、且つ、前記凹面と全周に亘って面接触可能な球面状の凸面を有する環状のシール体と、
両管の端面同士を接近させるべく両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢する第１の付勢機構と、
シール体の前記凸面を座体の前記凹面に圧接させるべくシール体を前記他方の管の管軸方向に弾力的に付勢する第２の付勢機構と、
を備え、
座体の端部は、前記他方の管に沿って筒状に延びており、
第１の付勢機構は、
座体の前記筒状の部分と対峙させて前記他方の管の外面に固定された固定フランジと、
前記他方の管に隙間を持たせて環装され且つ座体の自由端に固定された可動フランジと、
両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢するべく固定フランジと可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、
第２の付勢機構は、
シール体を弾力的に付勢するべくシール体と固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることを特徴とする管継手。
第１の付勢機構は、
前記他方の管の外面に固定され、且つ、周方向に沿って所々にボルト固定孔を有する固定フランジと、
座体の端部を外方に折り返すようにして、且つ、固定フランジと対面させて形成された折り返し部からなる可動フランジと、
可動フランジの所々に形成されたボルト挿通孔と、
ボルト挿通孔に前記一方の管側から軸方向に摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部が固定フランジ部のボルト固定孔に挿通され離脱しないように固定された段付きボルトと、
座体を付勢するべく、前記段付きボルトのヘッド部と可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、
第２の付勢機構は、
シール体を付勢するべくシール体と固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
シール体は、耐熱材から成るリング状成型品であることを特徴とする請求項１又は２記載の管継手。
シール体は、反発復元性を有するメッシュ体または繊維集合体を板金物で巻いてその両端を互いに連結した構造のリング状成形品であり、
シール体の表面または座体の前記凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の管継手。
シール体が第２の弾性体としての機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項４記載の管継手。
第１の弾性体は、前記段付きボルトを取り巻くようにして設けられたコイルばねであることを特徴とする請求項２記載の管継手。
一方の管と他方の管とを相対揺動可能に接続する管継手において、
前記一方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて固定され、且つ、前記他方の管の端部を収容する球面状の凹面を有する環状の座体と、
前記他方の管の端部外面に全周に亘って気密に密着させて前記他方の管の管軸方向に摺動可能に設けられ、且つ、前記凹面と全周に亘って面接触可能な球面状の凸面を有する環状のシール体と、
両管の端面同士を接近させるべく両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢する第１の付勢機構と、
シール体の前記凸面を座体の前記凹面に圧接させるべくシール体を前記他方の管の管軸方向に弾力的に付勢する第２の付勢機構と、
を備え、
シール体は、板金物を加工して得られたリング状成形品であり、
シール体の表面または座体の前記凹面には、シール体と座体との相対的な摺動性を向上させるための皮膜または耐熱性を向上させるための皮膜が形成されていることを特徴とする管継手。
座体の端部は、前記他方の管に沿って筒状に延びており、
第１の付勢機構は、
座体の前記筒状の部分と対峙させて前記他方の管の外面に固定された固定フランジと、
前記他方の管に隙間を持たせて環装され且つ座体の自由端に固定された可動フランジと、
両菅をそれぞれの管軸方向に弾力的に付勢するべく固定フランジと可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、
第２の付勢機構は、
シール体を弾力的に付勢するべくシール体と固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることを特徴とする請求項７記載の管継手。
第１の付勢機構は、
前記他方の管の外面に固定され、且つ、周方向に沿って所々にボルト固定孔を有する固定フランジと、
座体の端部を外方に折り返すようにして、且つ、固定フランジと対面させて形成された折り返し部からなる可動フランジと、
可動フランジの所々に形成されたボルト挿通孔と、
ボルト挿通孔に前記一方の管側から軸方向に摺動可能に挿入されるとともにその先端部に形成されたねじ部が固定フランジ部のボルト固定孔に挿通され離脱しないように固定された段付きボルトと、
座体を付勢するべく、前記段付きボルトのヘッド部と可動フランジとの間に設けられた第１の弾性体とを備え、
第２の付勢機構は、
シール体を付勢するべくシール体と固定フランジとの間に設けられた第２の弾性体を備えていることを特徴とする請求項７記載の管継手。
シール体は、耐熱材から成るリング状成型品であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の管継手。