JPH06241384A

JPH06241384A - 可撓性継手

Info

Publication number: JPH06241384A
Application number: JP4721593A
Authority: JP
Inventors: Hajime Maeno; 肇前野; Yumi Sekiguchi; 由美関口; Yoshiki Funahashi; 芳樹舟橋
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-02-13
Filing date: 1993-02-13
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】可撓性と伸縮性、更にはガスシール性におい
て、優れた特性を兼ね備えた可撓性継手を提供するこ
と。【構成】耐熱性の断熱材にて筒状の断熱層１２を形成
し、該断熱層１２の外周面を弾性材料にて形成された弾
性層１４で覆う一方、該断熱層１２の内周面の全面を覆
うように金属箔層１６を形成せしめて、積層構造の筒状
体として構成すると共に、その軸方向中間部に、軸方向
に伸長可能な屈曲乃至は湾曲部２２を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、可撓性継手に係り、特に可撓性
と伸縮性、更にはガスシール性において優れた特性を兼
ね備え、排気管の継手部位等に好適に用いられ得る可撓
性継手に関するものである。

【０００２】

【背景技術】内燃機関からの燃焼排ガスを外部へ排出す
る排気管において、例えば車両等の排気管は、そのよう
な燃焼排ガスをエンジンルームから車両等の後方へ導く
ために、長尺な長さをもって構成され、その前方部にお
いて内燃機関に連結される一方、その中間及び後方部分
において、車両等に対して懸吊支持されることによっ
て、配設されている。

【０００３】そして、そのような排気管にあっては、長
尺であるが故に、一体的な剛体構造とすると、排気管の
振動や揺れによる応力集中によって、その前方端部に大
きな応力が発生し、排気管の機械的強度（耐久性）が低
下するといった問題や、その振動マスが大きくなって、
車体側への伝達振動が増大し、乗り心地が悪化するとい
った問題等が惹起されることとなる。

【０００４】このため、従来から、そのような排気管を
配設する場合には、排気管を長手方向において複数の分
割構造をもって構成し、それらを可撓性継手によって相
互に連結せしめることにより、振動マスおよび応力集中
を軽減するようにした構造が採用されている。

【０００５】そして、そのような可撓性継手にあって
は、一般に排気管が高温となるところから、通常の高分
子系弾性材料を用いて構成することが難しく、特に車両
等の排気管は、その後方端部付近においても、５００℃
以上もの温度となるために、従来では、金属製の蛇腹管
から成る可撓性継手や、排気管の端部間をスプリング等
の付勢力をもって屈曲可能に圧接せしめて成る、所謂ボ
ールジョイント式の可撓性継手等、金属製の継手が、車
両等の可撓性継手として用いられている。

【０００６】しかしながら、これら何れの可撓性継手に
あっても、その構造上、充分な可撓性を得ることが難し
く、そのために、要求される防振特性や排気管の耐久性
を充分に満足することができなかったのである。

【０００７】また、それに加えて、排気管の振動や揺れ
をより一層低減するためには、その継手部位において、
排気管の長手方向における伸縮性が発揮されることが望
ましいが、前述の如き従来の金属製継手では、そのよう
な要求は、到底、満足され得るものではなかった。

【０００８】一方、それらの要求特性を全べて満足せし
めるべく提案されたものとして、特開平４−３４２８２
０号公報に示される車両の排気管用可撓性継手がある。
これは、セラミックス系繊維を用いた伸長可能な布帛に
て形成された内層と、耐熱性の断熱材にて形成された中
間層と、弾性材料にて形成された外層とからなる三層構
造をもって構成されている。そして、そのような可撓性
継手にあっては、セラミックス系繊維からなる伸長可能
な布帛とゴム等の弾性材料とを用いて構成されているこ
とから、優れた可撓性と伸縮性とが実現され得、以て車
両の防振特性や排気管の耐久性が、有利に向上され得る
ようになっているのである。

【０００９】ところが、本発明者らが、かくの如き構造
について種々検討を加えたところ、内層を構成する、セ
ラミックス系繊維を用いた織物、編物、不織布等の如き
布帛が、織目や編目、或いは繊維同士の隙間等を通じ
て、排気ガス（燃焼排ガス）を透過させてしまうことが
避け難く、またそれら織目や編目等による表面の凹凸に
より、その内側や外側に位置する排気管や中間層に対し
て完全に密接され得ないこと等から、かかる可撓性継手
にあっては、内層の内周面と排気管の外周面との間や、
該内層と断熱材からなる中間層との重ね合わせ面間等に
おいて、ガス漏れが発生し易く、従って、ガスシール性
を充分に確保するのが困難であることが明らかとなった
のである。

【００１０】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
に鑑みて為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、優れた可撓性と伸縮性とを有し、しかも充分な
ガスシール性をも確保し得る可撓性継手を提供すること
にある。

【００１１】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明は、耐熱性の断熱材にて筒状の断熱層を形成し、該
断熱層の外周面を弾性材料にて形成された弾性層で覆う
一方、該断熱層の内周面の全面を覆うように金属箔層を
形成せしめて、積層構造の筒状体として構成すると共
に、その軸方向中間部に軸方向に伸長可能な屈曲乃至は
湾曲部を形成した可撓性継手を、その特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用・効果】すなわち、このような本発明に従う可撓
性継手にあっては、積層構造の筒状体として構成されて
おり、その筒壁部の内側層として、金属箔にて構成され
た金属箔層が形成され、しかもかかる金属箔層が中間層
としての断熱層の内周面の全面を覆うように形成せしめ
られているところから、セラミックス系繊維を用いた布
帛にて内側層が構成された従来の可撓性継手に比して、
排気管に対する密着性の向上が有利に達成され得ると共
に、またそれと同時に、内側層において、従来品に見ら
れる如き隙間等が完全に解消され得て、排気ガスが、内
側層を透過して、中間層たる断熱層にまで達するような
ことも有効に阻止され得、以て金属箔層の内周面と排気
管の外周面との間や、金属箔層と断熱層との重ね合わせ
面間等におけるガス漏れの発生が効果的に防止され得る
のである。

【００１３】また、かかる可撓性継手にあっては、その
ような金属箔層を構成する金属箔が軸方向における伸長
性を欠くものの、金属箔層を含む筒壁部の軸方向中間部
に、軸方向に伸長可能な屈曲乃至は湾曲部が形成されて
いることから、そのような伸長に伴う筒壁部の変形が、
それら屈曲乃至は湾曲部の変形により有利に吸収され
得、以て金属箔層の破断等を招くことなく、軸方向への
伸長機能が良好に発揮され得るのである。しかも、かか
る可撓性継手においては、中間層としての断熱層が、耐
熱性の断熱材にて形成されていることから、その外側
に、可撓性に富むものの、耐熱性に劣るゴム等の弾性材
料を用いて弾性層を構成することができ、それによっ
て、優れた可撓性が有利に付与されているのである。

【００１４】従って、かくの如き構造とされた可撓性継
手にあっては、伸長性を欠く金属箔が用いられているに
も拘わらず、優れた可撓性と伸縮性とが良好に発揮され
得るのであり、その上、ガスシール性の向上が極めて効
果的に図られ得るのである。そして、それ故に、このよ
うな可撓性継手においては、繰り返し変形に対する疲労
強度が充分に確保され得るばかりでなく、それの有する
優れたガスシール性により、断熱層を形成する断熱材料
や、弾性層を構成する弾性材料等に対して、排気ガスに
よる悪影響が及ぼされるようなことが可及的に回避せし
められ得て、それら断熱層及び弾性層、ひいては可撓性
継手自体の使用寿命の延命化が有利に達成され得るので
ある。

【００１５】また、かかる可撓性継手を用いれば、排気
管における振動マスの低減と応力集中の防止が図られ得
て、排気管の支持体の防振特性や排気管の機械的強度の
向上に大きく寄与することとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。

【００１７】先ず、図１および図２には、本発明に従う
構造とされた車両の排気管用可撓性継手の一例が示され
ている。それらの図から明らかなように、排気管用可撓
性継手１０は、全体として略厚肉円筒形状を呈してお
り、その筒壁部１１が、中間層を構成する断熱層１２
と、該断熱層１２の外周面を覆うように位置して外側層
を構成する弾性層１４と、該断熱層１２の内周面の全面
を覆うように形成された、内側層としての金属箔層１６
とからなる、三層の積層構造をもって一体的に形成され
ている。

【００１８】そして、かかる排気管用可撓性継手１０を
構成する断熱層１２が、耐熱性の断熱材を用いて筒状に
形成されているのである。なお、この断熱層１２は、後
述する如く、前記金属箔層１６を介して排気管に外挿さ
れるために、排気管の継手部位においても異なるが、通
常、５００℃以上もの高温に晒される。そこで、かかる
断熱層１２を形成する断熱材としては、通常、Ａｌ₂ Ｏ
₃−ＳｉＯ₂系などの各種のセラミックス材料が好適に
用いられることとなる。

【００１９】ところで、そのような断熱材を用いて断熱
層１２を筒状に形成するに際しては、一般に、断熱材と
して上記の如き材料からなるセラミックス系繊維を用
い、このセラミックス系繊維を織成、編成或いは集合圧
縮する等して織物、編物、不織布の如き布帛を形成し、
これを円筒状にして、その両端部を縫い止めしたり、接
着したり、或いは前記弾性層１４を筒状に構成して、そ
の内周面に一体的に接合せしめたりして、円筒形態と為
す手法が採用される。また、前述の如く、かかる断熱層
１２が、外側層を構成する弾性層１４と内側層を構成す
る金属箔層１６とにて、両側が覆われて保持されるとこ
ろから、そのような断熱層１２を与える断熱材として
は、布形態とされない繊維状のものの他、粒体状のもの
等も、採用することが可能である。

【００２０】また、かかる断熱層１２の厚さは、それの
排気管に対する可撓性継手１０の装着部位、即ち該断熱
層１２が晒される温度や、使用される断熱材の熱伝導
率、更には後述する弾性層１４の材質等を考慮して、該
弾性層１４に対して熱の影響が及ぼされないように、充
分な断熱性を発揮し得る厚さに設定されることとなる。

【００２１】そして、この断熱層１２の外側には、略円
筒形状のゴムスリーブによって構成された弾性層１４が
設けられている。また、かかる弾性層１４を構成するゴ
ムスリーブは、断熱層１２と略同一の軸方向長さをもっ
て形成されており、それによって、断熱層１２の外周面
が、その全面に亘って弾性層１４により覆われるように
なっている。

【００２２】さらに、弾性層１４の外周面上の軸方向両
側には、それぞれ、周方向に延びる所定幅の凹溝１８，
１８が設けられており、後述するように、それら各凹溝
１８に対して、締付ベルト２０が装着されるようになっ
ている。

【００２３】なお、この弾性層１４を構成するゴムスリ
ーブの材質は、特に限定されるものではないが、前記断
熱層１２を介してはいるものの、排気管側からの熱伝導
によってかなりの高温に晒される恐れがあることから、
或る程度の耐熱性を有するゴム材料を用いることが望ま
しい。具体的には、かかるゴム材料としては、シリコン
ゴムやフッ素ゴム等が、好適に採用されることとなる。
また、かかる弾性層１４の厚さも、何等限定されるもの
ではなく、耐久性等を考慮した上で、排気管用可撓性継
手１０の大きさ等に応じて、適宜に設定されることとな
る。

【００２４】一方、前記断熱層１２の内側には、金属箔
によって構成された金属箔層１６が形成されている。ま
た、この金属箔層１６を構成する金属箔は、断熱層１２
と略同一か、それよりも長い軸方向長さを有する、略円
筒形状をもって形成されている。そして、それによっ
て、金属箔層１６が、断熱層１２の内周面の全面を覆い
得るように形成されているのである。

【００２５】なお、この金属箔層１６を与える金属箔と
しては、如何なる材質のものも採用され得るが、耐食性
に優れたアルミニウムやステンレスからなる金属箔が好
適に用いられることとなる。また、かかる金属箔層１６
の厚さは、特に限定されるものではなく、入力振動等に
よる繰り返し変形に対する疲労強度を考慮し、更に排気
管用可撓性継手１０の大きさ等をも加味した上で、適宜
に設定されるべきものである。

【００２６】かくして、排気管用可撓性継手１０にあっ
ては、外側から、弾性層１４、断熱層１２、金属箔層１
６の順に、それぞれ円筒形態をもって積層せしめられて
おり、それによって、積層構造の筒状体として構成され
ているのである。

【００２７】ここにおいて、図１から明らかなように、
本実施例に係る排気管用可撓性継手１０にあっては、特
に、上記三層からなる筒壁部１１の軸方向略中央部に、
全周に亘って、括れ部２２が形成されている。この括れ
部２２は、筒壁部１１の軸方向略中央部が、所定寸法だ
け縮径化された状態において形成されており、またその
断面が略円弧状形態をもって構成されている。そして、
この括れ部２２は、断面形状が略円弧形状から平板形状
に変形せしめられることによって、軸方向に伸長し得る
ように構成されている。それ故に、かかる排気管用可撓
性継手１０においては、括れ部２２の変形により、筒壁
部１１の径が全長に亘って略同一寸法となるまで、その
軸方向への伸長が許容されるようになっているのであ
る。即ち、このことから明らかなように、本実施例にお
いては、かかる括れ部２２によって、軸方向中間部に形
成された、軸方向に伸長可能な屈曲乃至は湾曲部が構成
されているのである。

【００２８】ところで、かくの如き断熱層１２、弾性層
１４、金属箔層１６からなる三層構造の壁部を備え、そ
の軸方向略中央部に軸方向に伸長可能な屈曲乃至は湾曲
部を有する排気管用可撓性継手１０の製造は、例えば以
下の如くして行なわれることとなる。

【００２９】すなわち、先ず、シート状の金属箔を形成
し、これを円筒状に為した後、その重合された両端部を
機械的に接合するか、或いは水ガラス系の接着剤等で接
着して、円筒形状を呈する金属箔層１６を得る。次い
で、かくして得られた金属箔層１６の外周面の全面に所
定の接着剤を塗布する一方、その軸方向略中央部の、屈
曲乃至は湾曲部が設けられる位置に、必要に応じて、軸
方向に所定長さを有する複数の切り込みを、周方向に並
列するように形成する。その後、軸方向略中央部に屈曲
乃至は湾曲部が設けられた金型の内型内に、かかる円筒
状の金属箔層１６を配置し、更にその外側に、別途形成
された繊維状の断熱材からなる、断熱層１２としての筒
状の織物を配置する。そして、それら金属箔層１６と断
熱層１２とが配置せしめられた金型内にゴム材料を注入
し、加硫して、弾性層１４を形成し、またその際、断熱
層１２を構成する織物の織目から漏出したゴム材料と金
属箔とを、該金属箔に塗布された接着剤により、一体的
に接着せしめる。そうして、上記三層が積層され、その
軸方向略中央部に屈曲乃至は湾曲部が設けられてなる一
体加硫成形品として、目的とする排気管用可撓性継手１
０を得るのである。

【００３０】そして、上述の如き構造とされた排気管用
可撓性継手１０にあっては、図１に示されているよう
に、その両側開口部において、金属箔層１６が、互いに
連結されるべき排気管２４，２６の各開口端部に対し
て、それぞれ、外挿された後、弾性層１４の両端部に設
けられた凹溝１８，１８に装着される締付ベルト２０，
２０によって、それら排気管２４，２６の外周面に対し
て締付固定されることにより、組み付けられることとな
る。それによって、かかる排気管用可撓性継手１０によ
り、両排気管２４，２６が、連通状態下に、互いに連結
されることとなるのである。

【００３１】このように、排気管用可撓性継手１０にあ
っては、径方向内側から外側へ、順に、金属箔層１６、
断熱層１２、弾性層１４の三層が積層されて、筒状体と
して構成され、内側層としての金属箔層１６が、排気管
２４，２６の各外周面を覆うと共に、断熱層１２の内周
面の全面をも覆うように形成されているところから、セ
ラミックス系繊維を用いた布帛にて内側層が構成された
従来の可撓性継手に比して、排気管と内側層との密着性
が有利に高められ得、また排気ガスがかかる内側層を透
過するようなことも有効に阻止され得て、排気ガスの外
部への漏れが効果的に防止され得るのである。

【００３２】また、かかる排気管用可撓性継手１０にあ
っては、その筒壁部１１の軸方向中間部に軸方向に伸長
可能な括れ部２２が形成されているところから、軸方向
における入力振動に対して、かかる括れ部２２が、その
軸方向への伸縮変形をもって有効に対応することがで
き、以て伸長性を欠く金属箔層の破断を招くことなく、
軸方向への伸縮性が有利に発揮され得るのである。しか
も、かかる可撓性継手においては、断熱層１２の外側
に、弾性層１４として可撓性に富むゴムスリーブが配置
せしめられていることによって、優れた可撓性が有利に
付与されているのである。

【００３３】従って、本実施例に係る排気管用可撓性継
手１０にあっては、伸長性を欠く金属箔が用いられてい
るにも拘わらず、可撓性と伸縮性とにおいて優れた特性
が発揮され得て、その強度特性が確保され得るのであ
り、その上、ガスシール性の向上が極めて有利に達成さ
れ得て、それにより断熱層１２や弾性層１４への排気ガ
スによる悪影響が可及的に回避せしめられ得、以てそれ
ら断熱層１２及び弾性１４層、ひいては可撓性継手１０
自体の使用寿命の延命化が効果的に図られ得るのであ
る。

【００３４】また、かかる排気管用可撓性継手１０にお
いては、排気管に対する装着部位の違い、即ち排気管か
ら及ぼされる温度の違いに応じて、断熱層１２の厚さを
調節することにより、各取付部位に有利に対応すること
ができるといった利点をも有しているのである。

【００３５】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００３６】例えば、前記実施例では、筒壁部１１の軸
方向略中央部が所定寸法だけ縮径化された状態において
形成され、またその断面が略円弧形状をもって構成され
た括れ部２２にて、軸方向に伸長可能な屈曲乃至は湾曲
部が構成されていたが、そのような屈曲乃至は湾曲部
は、軸方向に伸長可能であれば、如何なる形状をもって
構成されていても良いのであり、具体的には、断面が皿
状やカップ状、或いはＶ字状の形状を有するものであっ
ても良く、またそれらの形状を筒壁部が所定寸法だけ拡
径化された状態において形成しても、何等差し支えな
い。

【００３７】また、前記実施例では、可撓性継手１０の
軸方向両端面において、断熱層１２が外部に露呈されて
いたが、かかる断熱層１２を構成する断熱材の外部への
抜け出し等を防止するために、その軸方向端面を、セラ
ミックス系繊維等によって覆うようにしても良い。

【００３８】さらに、前記実施例では、弾性層１４をゴ
ムスリーブにて構成したが、その他の弾性を有する高分
子系材料等から成るスリーブにて、弾性層１４を構成す
ることも、可能である。

【００３９】加えて、前記実施例では、本発明を車両の
排気管用可撓性継手に対して適用したものの具体例を示
したが、その他、車両以外の各種装置における排気管に
対しても、同様に適用され得ることは、勿論である。

【００４０】その他、一々列挙はしないが、本発明が、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う構造とされた排気管用可撓性継手
の一実施例を示す縦断面説明図である。

【図２】図１におけるII−II断面図である。

【符号の説明】

１０排気管用可撓性継手１１筒壁部１２断熱層１４弾性層１６金属箔層１８凹溝２０締付ベルト２２括れ部２４，２６排気管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性の断熱材にて筒状の断熱層を形成
し、該断熱層の外周面を弾性材料にて形成された弾性層
で覆う一方、該断熱層の内周面の全面を覆うように金属
箔層を形成せしめて、積層構造の筒状体として構成する
と共に、その軸方向中間部に軸方向に伸長可能な屈曲乃
至は湾曲部を形成したことを特徴とする可撓性継手。