JPS61502273A - パイプのたわみ継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ４、　前記第１のバイオネット連結部材が前記ロックリング上の複数個の周方向 に間隔を隔てたチャネル形状セクタと各セクタから横方向に延びる溝孔とを含み 、かつ前記第２のバイオネット連結部材は前記ロックフランジから放射方向に延 びる複数個の周方向に間隔を隔てた歯を含み、前記歯は前記チャネル形状のセク タに入りかつ連結部材の相対的軸方向および回転運動により前記溝孔に配置され るようにされた、請求の範囲第１項に記載の発明。

５、　前記溝孔の各々は前記回転運動の間それぞれの歯の軸方向運動を生じるた めの傾斜を規定しかつその回転位置で前記歯を捕捉するため前記傾斜に隣接して 切欠を規定する前端縁を有する、請求の範囲第４項に記載の発明。

６、　前記チャネル形状セクタは工具による係合のため実質的に偏平な外表面を 有し、かつ前記ロックフランジは工具による保合のため複数の軸方向に延びる歯 を含む、請求の範囲第５項に記載の発明。

明細書 パイプのたわみ継手 発明の分野 この発明はたわみバイブ継手に関するものである。それはエンジン駆動車両の排 気システムのパイプの結合に特に適合されるが、それはまた他の用途でも有用で ある。

発明の背景 自動車の排気システムでは、エンジン排気マニホルドと触媒変換器との間の連結 または継手は温度、振動および撓みならびにマニホルドと触媒変換器入口バイブ の相対的運動のためのねじりの極端な物理的条件にさらされる。さらに、継手は 排気ガスの漏洩に対する密封について厳しい要求を満さなければならない。その ような継手はまた低価格でかつ軽量でなければならずまた自動車産業の必要を満 すために長動作寿命を有しなければならない。

上記の要求とそれに付随する問題がこの発明を行なう上で詳細に述べられた。し かしながら、この発明はたとえ上記の要求にさらされない場合でも、他の用途に おいて有用であることが理解されよう。たとえば、この発明は排気システムに接 続される空気供給パイプのような他の自動車の用途および種々の流体に対するパ イプシステムのような自動車以外の用途において用いることができよう。

先行技術において、ホ・−ルに与えられた米国特許第４゜２０９．１７７号は、 自動車の排気システムに用いるために特に適合されたたわみ継手を開示する。こ の特許の継手は排気バイブの端部で高温球状密封を受【プる拡開された端部を有 する鋳造金属マニホルドを用い、このシールはバイブの環状ストップフランジに 対して設けられる。ストップフランジの後方のクランプフランジがマニホルドの 拡開端部クランプフランジに、１対のばね負荷のボルトにより固定される。

カー等に与えられた米国特許第３，９９５．８８９号は２個のＳ管の隣接端部を 開放可能に接続するためのパイプライン孔継手を開示する。一方の導管の球部材 は他方の導管の端部のソケット部材に受けられかつ球部材に装着されたリングが 、相対的回転により係合されかつロックビンで所定位置に保持されるフックと出 っ張りを協働させることによりソケット部材にロックされる。

ローレントに与えられた米国特許第２，１５８，１３１号はボールとソケットの 形式のまわりパイプ連結を開示する。この連結では、ロックリングがその後方端 部に内方湾曲フランジを有し、バッキングリングに寄りががるスラストリングに 対して設けられる。ロックリングは他方のバイブのソケット部材の端部に嵌合し かつ内方に向けられた出っ張りを有し、傾斜表面がソケット部材上の出っ張り１ ０’と協働するようにされ、そのためロックリングの回転がバッキングリングに 寄りかかるスラストリングをソケットの内方に向かい強制させる。ロックリング はソケットとロックリングの間で横方向に延在するボルトによりロック位置に保 持される。コイルばねが１対のバッキングリングの間に設けられて、バッキング リングをバッキングリング上の圧縮力で相互に分けさせようとする。

電気導管のためのコネクタに波形ばねを用いることも先行技術で知られている。

このコネクタでは、受具の胴とプラグの胴が、その内部にロックリングを有する 連結リングにより一体に連結されかつプラグの胴の内方端部に配置される。第１ の対のバイオネットビンが連結リングを介しかつロックリングの溝孔を介してプ ラグの胴の溝孔に延び、プラグの胴と結合リングの間の波ばねでこれら部材を一 体に保持する。第２の対のバイオネットビンが、ロックリングの１対のカム溝孔 と整列する受具の胴内方端部に設けられる。プラグの胴が受具の胴に向けて移動 されるとき、第２の対のバイオネットビンがカム溝孔と係合し、ロックリングの 回転を生じる。これはロックリングを、第１の対のバイオネットビンを、離れる 位置に回転し、連結リングが開放され、そのためばねがそれを受具の胴に向かっ て押す。

このため、第１の対のバイオネットビンがロックリングに力を与えそれをプラグ の胴に対して回転させる。この回転が第２の対のバイオネットビンをカムの溝孔 とロック状態にし、そのためプラグの胴が受具の胴から引出すことができなくな る。この発明の一般的な目的は、先行技術のある種の欠点を完訳する、バイブの ための改良されたたわみ継手を提供することである。

発明の要約 この発明によれば、安価に製造および組立することのできる、エンジンの排気シ ステムのパイプに特に適合されたたわみ継手が提供される。それは、広い角度に わたりバイブの撓みまたは屈曲を許容しかつまたはバイブの相対的回転を許容し ながら、良好な流体密封を与える。さらに、このたわみ継手は広範囲の動作温度 にわたり所望の流体密封を与えることができる。この発明のたわみ継手は比較的 軽量であってもよくかつ失敗なしに長い耐用寿命を与える。

この発明によれば、パイプの間にばね負荷が与えられたバイオネット連結を有す る、ボールとソケット形のたわみ継手が提供されて、パイプの広範囲の屈曲にわ たりボールとソケットの密封部材を圧縮状態に保つ。

この発明によれば、第１のパイプの拡間端部にわたり配置されるロックリングと 、第２のバイブ上のストップフランジおよび駆動可能なロックフランジと、それ らの間に配置される圧縮可能な弾性部材とを含む、たわみ継手が提供される。球 状表面を有する密封リングが第１のバイブの拡開端部の密封ソケットに対して設 けられる。それぞれ前記ロックリングと前記ロックフランジ上の相補的なバイオ ネット連結部材が設けられて、そのためロックリングとロックフランジを共に弾 性部材の抵抗に抗して押圧しかつそれらを相互に回転させてバイオネット連結を 整合させることにより継手を組立てることができる。さらに、この発明によれば 、弾性部材は波ばねである。さらに、バイオネット連結部材の一方はロックリン グ上で複数個の周辺で間隔を隔てたチャンネル状のセクタを含み、カム溝孔が各 セクタの横方向に延び、他方のバイオネット連結部材は前記ロックフランジから 放射状に延びかつチャネル状セクタに入りかつ前記溝孔に位置するようにされた 複数個の周辺に間隔を隔てた歯を含む。さらに、溝孔の各々は連結部材の回転運 動の間それぞれの歯の軸方向の運動を生じるように傾斜端縁を有しかつその回転 位置における歯を捕捉するように傾斜に隣接して切欠を有する。さらに、チャネ ル状セクタには工具係合表面が設けれかつロックフランジが継手の組立および分 解に用いる工具係合歯が設けられる。

この発明のより完全な理解は、添付図面で解される、下記に掲げる説明から得る ことができる。

図面の説明 第１図はこの発明のたわみ継手の組合わされた状態での斜視図である； 第２図は第１図の線２−２に沿った一部断面図である：第３図は第２図の線３− ３に沿った図である二第４図は第３図の矢印４に沿った破断図である：第５図は 組合わせの予備段階にある継手を示した破断図である： 第６図は組合わせの中間段階にある継手を示した破断図第７図は第６図の矢印７ に沿った破断図である：第８図は撓められたまたは屈曲された状態の組立てられ たたわみ継手を示す；および 第９図は可視継手の部品を示す展開図である。

発明を実行するための最良のモード さて図面を参照すると、自動車両の排気システムにおいて用いるためのたわみ継 手の発明の図解の実施例が示されている。この実施例において、継手はシート金 属排気マニホルドを触媒変換器の入口バイブに接続するために用いられている。

それ自体で、これはパイプの比較的高度の可撓性または屈曲を提供し、一方排気 ガスの漏洩に対して密封を維持し、かつこのような用途において非常に高い温度 環境に耐える。説明が進むにつれ、この発明が他の用途や実施例においても有用 であることが認められるであろう。

この発明のたわみ継手は第１図から第４図において組合わされた状態で示されて いる。示されたたわみ継手９は排気マニホルド（示されていない）の出口バイブ １４を触媒変換器（示されていない）の入口バイブ１２に接続する。

連結１０は一般に、パイプ１２の端部上の拡開端部１６とそれ上に配置されたロ ックリング１８を含む。パイプ１４はストップフランジ２２、ロックフランジ２ ４およびその間に波ばね２６を備える。拡開端部１６内のパイプ１４の開放端部 上に密封リング２８が配置されている。ロックリング１８およびロックフランジ ２４はバイオネット連結３２によって相互ロックされている。

たわみ継手はこれからより詳細に説明される。パイプ１２の拡間端部１６は密封 ソケット３４を備え、これは球状曲面を有する部分を含む。ロックリング１８は ソケット部分３６を有し、これは拡開端部１６の外部表面上に設けられ、そこで ボールとソケットの接続を形成する。このボールとソケットの接続は相対的な角 度運動を可能にするよう適合されているが、後でｇ！諭されるような気密密封を 形成する目的を有してはいない。ロックソング１８はその前方端部に第１のバイ オネット連結部材４２を含む。バイオネット連結部材４２は１組の４個のチャン ネル状のセクタ４４を含み、これらはロックリング１８の本体と一体である。

各々のチャンネル状のセクタ４４は前端部で開いており閉鎖後方端部で終端とな る。連結部材４２の壁内のロック溝孔４６はチャンネル状のセクタ４４の各々か ら周方向に延びる。各々のロック溝孔４６はチャンネル状のセクタ４４の土壁内 の第１の端部４８から隣接するチャンネル状のセクタ４４の側壁に隣接する第２ の端部５２に延びていることが注目される。各々のロック溝孔４６の前端縁は第 １の端部４８で始まる傾斜５４を規定し、かつこれはまた傾斜５４の高い側の端 部から肩５８によって分離された切欠５６を規定する。バイオネット連結３２の 他方の部材は後に述べられるようにパイプ１４上に設けられている。

さて、バイブ１４上に設けられたサブアセンブリが説明される。ストップフラン ジ２２は長四角形の断面を備えた環状の鋼本体でありかつパイプの開放端部から 間隔を隔てられた位置でバイブ１４上に溶接されている。密封リング２８はパイ プ１４の開放端部上に嵌合しその後方軸方向表面はストップフランジ２２の軸方 向表面に対して設けられている。密封リング２８は中高球状表面６２を備え、こ れはパイプ１２の拡開端部１６上の密封ソケット３４の表面と組になる。密封ソ ケット３４の表面は実質的に表面６２と同じ半径を備えた球状である、しかしな がら、ソケット表面はより大きな半径または他の湾曲または円錐形であることも 可能であり、密封のために線接触が達成される。このように、組になる球状表面 ６２および３４はボールとソケットの接続として協働し、これはパイプ１２と１ ４の相対的な角度運動の自由を可能にし一方表面と表面の密封係合を維持する。

密封リング２８はワイヤの網状の耐火材料を含む公知の形式のものであり、これ は触媒変換器に隣接した車両エンジンの排気システムの高温度を含む温度の広い 範囲にわたって優れた密封特性を提供することが可能な統一された構造を備える よう加工されている。このような高温度密封リングはホールの米国特許第４．２ ０９．１７７に述べられている。

ロックフランジ２４はスリーブ６４とラジアルフランジの形状の第２のバイオネ ット連結部材６６を含む。スリーブ６４はバイブ１４上に摺動可能に設けられて いる。これから説明されるように、第２のバイオネット連結部材６６は第１のバ イオネット連結部材４２と相補的である。波ばね２６は第２のバイオネット連結 部材６６とストップフランジ２２の間に配置されている。波ばね２６は従来の構 造であって、かつワッシャの周辺に分配された複数個の軸方向の波形または波模 様を有するばね金属の割りワッシャを含む。ロックフランジ２４上のバイオネッ ト連結部材６６は１組の周辺に間隔をあけられ放射状に延在するｍ６８を備える 。、歯６８はそれぞれロックソング１８１のチャンネル状のセクタ４４の円周の 間隔に対応して間隔をあけられている。各々の歯６８の幅端部の半径の長さは対 応するチャンネル状のセクタ４４に嵌入するようになっている、しかしながら、 各々の歯６８の半径の長さは第１のバイオネット連結部材４２のスリーブ部分の 半径よりも大きいので、継手が組立てられたとき歯はその対応するロック溝孔４ ６を通って延びる。各々の歯６８の、傾斜５４でのその対応するスロットへの進 入および回転を容易に′するために、歯は歯の前縁上に湾曲された角を備える。

歯の後縁は、それが傾斜５４と切欠５６間の肩５８に対して設けられるように、 実質的に長四角形である。

これから述べられるように、たわみ継手１０の組立を容易にするために、ロック フランジ２４のスリーブ６４は１組の４個の軸方向に延びる歯７４を備える。歯 ７４はロックフランジ２４にトルクと軸方向の力を与える工具によって係合され るように適合されでいる。また、たわみ継手の組立を容易にする目的のために、 ロックリング１８上のチャンネル状のセクタ４４の外壁は平坦でありかつロック リング１８にトルクと軸方向の力を与えるためのスパナレンジ等の工具を受ける に十分な幅である。

主に第５図、第６図および第７図を参照して、たわみ継手１０の組立が説明され る。第５図に示されるように、パイプ１２と１４は１列にされ、ロックフランジ ２４とロックリング１８は歯６８がそれぞれのチャンネル状のセクタ４４と軸方 向に整列するように配向される。１組の出っ張り７６（１つのみが示されて０る ）を有する保持工具がロックフランジ２４の歯７４と係合している。顎７８（１ つのみが示されている）を有するトルク工具がチャンネル状のセクタ４４の１対 向対に係合している。ロックリング１８とロックフランジ２４は互いに軸方向に 向かって押され、ロック歯６８がチャンネル状のセクタ４４にロック溝孔４６の 前端縁をわずかに越えるように進入する、すなわちそれによって各々の歯がその それぞれの溝孔の第１の端部４８と対向することを可能にする。ロックリング１ ８はロックフランジ２４と相対して回転され、回転は第５図および第６図で見ら れるように時計回り方向である。第６図および第７図に示されるように、ロック 歯６８はそれによって進められ、そのため各々の歯の前表面は傾斜５４と係合す る。第７図の仮想線によって示される続けられた相対的な回転は各々の歯が傾斜 ５４上に乗ることを引起こし、こうして波ばね２６の圧縮の増加を引起こす。各 々の歯６８の後縁が肩５８を過ぎると、これは波ばねの切欠５６への影響で引込 む。このように、ロック歯６８は、継手のうつかりした連結の外れを許しがちな 反回転に対して切欠５６内に捕捉される。継手を分解することが所望されるとき には、ロック歯６８が肩５８を越えるように動かすために軸方向の力を加えるこ とが必要だろう。それからロックリング１Ｂとロックフランジ２４は相対的に回 転しそれによってロック歯６８はそれぞれの溝孔４６を通ってチャンネル上のセ クタ４４に動き、それによって部品は軸方向に分離できる。図解の実施例におけ るバイオネット連結は左手ねじの態様で結合されているが、代わりに右手ねじが 用いられてもよいことは明らかである。

第８図に図示されたように、たわみ継手１０はパイプ１２および１４の相対的な 角度運動を許すことが可能である。

このような屈曲を引起こす傾向のある力がパイプに加えられると、球状の密封ソ ケット３４はパイプ１４の端部に固定された態様で支持されているので、密封リ ング２８はその中を回転する。このような回転の結果、力はストップフランジ２ ２から波ばね２６を介してロックフランジ２４に伝送され、そこからロックリン グに伝わる。ばね２６は十分なこわさを有するので、ストップフランジ２２とロ ックフランジ２４はこのような回転の間実質的に平行のままである。密封リング ２８はばね２６によって一定の力で密封ソケット３４との密封係合に強制される 。このように、たわみ継手は継手の屈曲の広い範囲にわたって均一の害な密封を 維持する。さらに、密封はパイプが相対的な軸方向の回転を被るときにも維持さ れる。

この発明の説明は特定の実施例に関してなされたが、これは限定の意味で解釈さ れるべきではない。当業者には多くの変更や修正が起こるであろう。発明の限定 については添付の請求の範囲に参照がなされるであろう。

特大昭６１−５０２２７３　Ｃ５）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．パイプのためのたわみ継手であって、密封ソケットを形成する湾曲を有する 拡開端部を有する第１のパイプと、 前記拡開端部に配置されかつソケット部分がそこに設けられた、かつそこに第１ のバイオネット連結部材を有する、ロックリングと、 第２のパイプと、 前記第２のパイプに配置されかつそこに第２のバイオネット連結部材を有するロ ックフランジと、その自由端と前記ロックフランジとの間で前記第２のパイプに 配置され、前記密封ソケットに設けられる球状表面を有する密封リングと、 前記ロックフランジと前記密封リングの間に配置される圧縮可能な弾性部材と、 前記ロックフランジが前記第２のパイプの予め定める位置を越えて前記密封リン グに向かい移動するのを防ぐ保持手段と、を備え 前記バイオネット連結部材は相互に相補的であり、それによって前記継手は前記 結合部材を整列させ、前記ロックリングおよび前記ロックフランジを一体に前記 弾性部材の抵抗に抗して押圧しかつそれらを相互に対して回転させることにより 組立てまたは分解することができる、たわみ継手。
2. ２．前記保持手段は前記ロックフランジと前記密封リングの間で前記第２のパイ プに固定的に装着された環状ストップフランジを含み、前記弾性部材が前記スト ップフランジと前記ロックフランジの間に配置される、請求の範囲第１項に記載 の発明。
3. ３．前記弾性部材が波ばねである、請求の範囲第１項に記載の発明。
4. ４．前記第１のバイオネット連結部材が前記ロックリング上の複数個の周方向に 間隔を隔てたチャネル形状セクタと各セクタから横方向に延びる溝孔とを含み、 かつ前記第２のバイオネット連結部材は前記ロックフランジから放射方向に延び る複数個の周方向に間隔を隔てた歯を含み、前記歯は前記チャネル形状のセクタ に入りかつ連結部材の相対的軸方向および回転運動により前記溝孔に配置される ようにされた、請求の範囲第１項に記載の発明。
5. ５．前記溝孔の各々は前記回転運動の間それぞれの歯の軸方向運動を生じるため の傾斜を規定しかつその回転位置で前記歯を捕捉するため前記傾斜に隣接して切 欠を規定する前端縁を有する、請求の範囲第４項に記載の発明。
6. ６．前記チャネル形状セクタは工具による係合のため実質的に偏平な外表面を有 し、かつ前記ロックフランジは工具による係合のため複数の軸方向に延びる歯を 含む、請求の範囲第５項に記載の発明。