JPH08303664A - 球面継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 球面継手の緩衝性と耐久性の向上。 【構成】 内側球面部１１ａを有する第１の管１１と、
外側曲面部１２ａを有する第２の管１２と、一端が第１
の管１１に固定され他端が第２の管１２に固定されたブ
レーダからなる緩衝部材１３と、を有する球面継手１
０。外側曲面部１２ａは球面状またはカップ状に形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は球面継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排気管の途中には、振動遮断装
置として球面継手が設けられることがある。この種の球
面継手には、耐熱性、シール性、振動遮断および振動減
衰性能が要求される。これらの要求を満足する球面継手
として、本出願人は先に、図４に示す球面継手を提案し
た（特願平７−３２号、平成７年１月４日出願）。図４
の球面継手は、第１の管１の球面部１ａと第２の管２の
球面部２ａとの間にワイヤメッシュを押しつぶして成形
したシールリング３を介装し、さらに第１の管１と第２
の管２とをベローズ４によって連結し、ベローズ４の内
側にインナーパイプ５を設けたものからなる。インナー
パイプ５により耐熱性が向上し、ベローズによってシー
ル性が得られ、シールリング３によって振動減衰性が得
られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワイヤメッシ
ュのシールリングを用いる球面継手では、２つの管の間
に軸方向の引張、圧縮力がかかったときに、この荷重を
受ける面積が大きくとれないので、シールリングが荷重
を繰り返し受けると、シールリングは比較的早期に局部
的へたり（永久変形）を生じる。その結果、シールリン
グの局部的硬化、シールリングと２つの管との間の隙間
が生じ、緩衝性が低下して、振動、騒音の抑制効果が低
下する。本発明の目的は、荷重を繰り返し受けても緩衝
性が低下しないかあるいは低下しにくい球面継手を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の球面継手は、つぎの通りである。 （１） 内側球面部を有する第１の管と、前記内側球面
部の外側に配された外側曲面部を有する第２の管と、前
記内側球面部と前記外側曲面部との間に介装され一端が
前記第１の管に固定され他端が前記第２の管に固定され
た、ブレーダからなる緩衝部材と、からなる球面継手。 （２） 前記外側曲面部がカップ状に形成されたカップ
状部からなる（１）の球面継手。

【０００５】

【作用】上記（１）の球面継手では、緩衝部材がブレー
ダからなり、ブレーダの一端が第１の管に他端が第２の
管に固定されることにより、球面継手に軸方向圧縮がか
かるとブレーダの編線がばらけてブレーダは全体的に拡
張し球面継手に軸方向引張力がかかるとブレーダの編線
は互いに圧接されブレーダは全体的に収縮するので、緩
衝部材が全体として拡縮し、拡張する場合は第２の管に
広い領域であたり、収縮する場合は第１の管に広い領域
であたり、荷重を広い領域で受ける。また、ブレーダは
ワイヤメッシュ成形体と異なり圧縮力を受けてもへたり
を生じにくい。したがって、従来のワイヤメッシュ成形
体を用いた球面継手のような局部荷重とそれを受けたと
きのへたりによる隙間発生が防止される。また、ブレー
ダは拡縮するときに編んだ細い編線同士がこすれ合い、
減衰性能も大きい。これらの結果、緩衝性とその耐久性
が従来の球面継手に比べて著しく向上される。上記
（２）の球面継手では、上記（１）の球面継手の作用が
ある他、さらにつぎの作用がある。すなわち、第２の管
の外側曲面部がカップ状部からなるので、第２の管の内
側に第１の管を挿入した後外側曲面部の先端部を球面状
にさらに追加加工する必要がなく、カップ状部の成形が
容易になる。曲面部をカップ状部としてよい理由は、曲
面継手に軸方向引張力がかかったときに、その荷重をブ
レーダの編線の一本一本にかかる引張力で受けることが
できるからで、球面継手に係る軸方向引張力を受けるの
に外側曲面部先端部に圧縮面を設ける必要がないからで
ある。

【０００６】

【実施例】図１、図２は本発明の第１実施例を示し、図
３は本発明の第２実施例を示している。両実施例に共通
な構成部分には、両実施例にわたって同じ符号を付して
ある。まず、本発明の両実施例に共通な構成部分を、た
とえば図１、図２を参照して説明する。図１に示すよう
に、本発明実施例の球面継手１０は、第１の管１１と第
２の管１２と緩衝部材１３と、ベローズパイプ１４と、
インナーパイプ１５と、を有し、これらの要素は何れも
ステンレス製である。球面継手１０は、エンジン振動が
排気管、排気管支持装置、フロアを介して車室に伝達す
るのを遮断するために、自動車の排気管の途中に振動遮
断装置として設けられる。

【０００７】第１の管１１は、部分球面状の内側球面部
１１ａと、内側球面部１１ａの一端に接続する円筒部１
１ｂと、からなる。第２の管１２は、内側球面部１１ａ
の外側に配され内側球面部１１ａとの間に間隔を有する
外側曲面部１２ａと、外側曲面部１２ａの一端に接続す
る円筒部１２ｂと、からなる。

【０００８】緩衝部材１３は、ブレーダからなり、その
中央部は第１の管１１の内側球面部１１ａと第２の管１
２の外側曲面部１２ａとの間に配置される。緩衝部材１
３の一端は第１の管１１に固定され、他端は第２の管１
２に固定される。緩衝部材１３を構成するブレーダは、
細かい金属線（ステンレス細線）を複数本並列に並べた
束を、直交させて編んだものからなる。編線（一本一本
の細線）の方向は球面継手軸方向と交叉する方向とされ
ており、球面継手軸方向に対して±４５°ねじった方向
とされている。緩衝部材１３の一端は第１の管１１の円
筒部１１ｂとバンド１６との間に固定され、溶接にて円
筒部１１ｂ、バンド１６と一体化されている。緩衝継手
１３の他端は第２の管１２の円筒部１２ｂとインナーパ
イプ１５の間に固定され、溶接にて円筒部１２ｂ、イン
ナーパイプ１５と一体化されている。

【０００９】ベローズパイプ１４は、第１の管１１、第
２の管１２、緩衝部材１３より内側にある。ベローズパ
イプ１４は、一端が第１の管１１に、円筒部１１ｂにて
溶接接合され、他端が第２の管１２に、円筒部１２ｂに
て溶接接合される。球面継手１０内を流れるエンジンか
らの排気はベローズパイプ１４によって排気管外部とシ
ールされる。第１の管１１と第２の管１２とは、図２に
示すように、球面部中心まわりに相対回動可能である
が、ベローズパイプ１４はこの相対回動を波状部１４ａ
の変形によって吸収する。インナーパイプ１５は、ベロ
ーズパイプ１４の内側にある。インナーパイプ１５は、
第１の管１１と第２の管１２のうち上流側の管（図示例
では第２の管）１２の円筒部１２ｂに溶接にて固定さ
れ、ベローズパイプ１４の波状部１４ａを内側から覆っ
ており、ベローズパイプ１４が高温排気ガスの流れに直
接さらされないように働く。インナーパイプ１５は排気
流れ方向途中の部分１５ａで斜め内側に向って屈曲して
延び、その終端１５ｂで再度屈曲して球面継手の軸芯に
平行にストレートにインナーパイプ１５の終端１５ｃま
で延びている。インナーパイプ１５を内側に屈曲させる
ことによりベローズ１４が変形してもインナーパイプ１
５がベローズ１４と干渉しないようにしてある。

【００１０】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成を
説明する。本発明の第１実施例では、第２の管１２の外
側曲面部１２ａが、部分球面状に形成された外側球面部
Ａからなる。外側球面部Ａの内径は内側曲面部１１ａの
外径より大である。本発明の第２実施例では、第２の管
１２の外側曲面部１２ａが、カップ状に形成されたカッ
プ状部Ｂからなる。カップ状部Ｂは、円筒部１２ｂから
部分球面状に最大径部１２ｃ（球面継手中心を通って第
２の管の軸芯に直交する面が外側曲面部１２ａと交わる
部位）まで延び、そこから先端１２ｄまでは円筒状に延
びている。

【００１１】つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
まず、本発明の両実施例に共通する作用を説明する。球
面継手１０には、耐熱性、シール性、振動緩衝性が要求
される。このうち、耐熱性はインナーパイプ１５によっ
て向上される。すなわち、インナーパイプ１５は、ベロ
ーズパイプ１４が高温排気ガスの流れに直接さらされる
のを防止することにより、球面継手の耐熱性を向上して
いる。シール性については、ベローズパイプ１４が第１
の管１１と第２の管１２とにそれぞれ全周溶接されてい
るので、完全気密となっている。ベローズパイプ１４に
よるシールのため、第１の管１１と第２の管１２とは自
在に相対回動することが許され、振動遮断される。

【００１２】緩衝性については、緩衝部材１３がブレー
ダからなるため、プレーダが変形するときにブレーダを
構成する編線同士がこすれ合い、高い減衰性を奏する。
また、ブレーダは、ワイヤメッシュ体と異なり押しつぶ
されにくいため、第１、第２の管との間に隙間を生じる
ようなことがなく、振動時にガタを生じにくい。さら
に、球面継手１０に軸方向圧縮、引張力がかかると、ブ
レーダの編線がばらけたり締まったりしてブレーダは全
体に拡縮するので、緩衝部材１３は広い領域において第
１、第２の管に当たり、局部荷重を受けたり局部変形を
生じたりすることが抑制される。この場合、球面継手１
０に軸方向圧縮力がかかると緩衝部材１３は拡がって第
２の管１２の内面に圧接される。また、球面継手１０に
軸方向引張力がかかると、緩衝部材１３は縮径して第１
の管１１の外面に圧接され、かつ引張力はブレーダ編線
の引張力で主に受けられる。また、球面継手１０に曲げ
がかかると、球面継手の軸芯よりも曲げの内側でブレー
ダに圧縮が生じ、曲の外側でブレーダに引張が生じる。

【００１３】つぎに本発明の各実施例に特有な作用を説
明する。本発明の第１実施例では、球面継手１０に軸方
向引張力がかかると、緩衝部材１３の編線のうち第１の
管１１の内側球面部１１ａと第２の管１２のパイプ部１
２ｂとの間に張られた部分１３ａには引張力が生じ、こ
の引張力で球面継手１０にかかる軸方向引張力が主に受
けられる。ただし、第１の管１１の内側球面部１１ａと
第２の管１２の外側球面部Ａとの間で球形頂点１２ｃよ
りも外側球面部Ａの先端１２ｄ側にある部分で、緩衝部
材１３が内側球面部１１ａと外側球面部Ａとの間に圧接
される場合は、この部分でも球面継手１０の軸方向引張
力の一部が受けられることになる。

【００１４】本発明の第２実施例では、球面継手１０に
軸方向引張力がかかると、緩衝部材１３の編線のうち第
１の管１１の内側球面部１１ａと第２の管１２のパイプ
部１２ｂとの間に張られた部分１３ａには引張力が生
じ、この引張力で球面継手１０にかかる軸方向引張力の
全部が受けられる。外側曲面部１２ａをカップ状部Ｂと
することによって、第１の管１１を第２の管１２に挿入
した後外側曲面部１２ａの球形頂点１２ｃより先端側の
部分を球面状に成形する必要がなくなるので、成形工程
を１工程少なくすることができ、成形が容易になる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の球面継手によれば、緩衝部材
をブレーダから構成したので、緩衝部材変形時のブレー
ダを構成する編線同士の摩擦と、ブレーダ全体の拡縮に
よる荷重受面積の拡大、へたり防止、および隙間発生防
止とにより、緩衝性とその耐久性が向上される。請求項
２の球面継手によれば、上記効果に加え、第２の管の曲
面部をカップ状としたので、第２の管の成形が容易にな
るという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る球面継手の断面図で
ある。

【図２】図１の球面継手が曲げ変位したときの断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例に係る球面継手の断面図で
ある。

【図４】先願の球面継手の断面図である。

【符号の説明】

１０ 球面継手 １１ 第１の管 １１ａ 内側球面部 １２ 第２の管 １２ａ 外側曲面部 Ａ 外側球面部 Ｂ カップ状部 １３ 緩衝部材 １４ ベローズパイプ １５ インナーパイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側球面部を有する第１の管と、 前記内側球面部の外側に配された外側曲面部を有する第
   ２の管と、 前記内側球面部と前記外側曲面部との間に介装され一端
   が前記第１の管に固定され他端が前記第２の管に固定さ
   れた、ブレーダからなる緩衝部材と、からなる球面継
   手。
2. 【請求項２】 前記外側曲面部がカップ状に形成された
   カップ状部からなる請求項１記載の球面継手。