JPS6313381Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車の排気管に使用される球面管
継手に関するものである。

自動車のエンジンの排気ガスは、本体などに配
置された排気管に導かれて大気中に放出される
が、この排気管はエンジンのトルク反力及び慣性
力などにより繰り返し曲げ応力を受ける。特に、
前輪駆動横置きエンジンの場合は、縦置きエンジ
ンの場合に比較してこの曲げ応力はかなり大きい
ものとなる。

従つて、エンジンの振動が排気管つり架具を伝
わつて車室内にもたらされたり、あるいは、騒音
の原因になるばかりではなく、排気管の疲労折傷
などの不具合を生ずる危険がある。

このような問題点を解決するために、排気管の
所要箇所に球面管継手を配置して応力を吸収させ
るなどの手段が、一般に講じられている。

今、このような球面管継手の１例を図面につい
て説明すると、次ぎのとおりである（特開昭57−
140990号）。

添附図面の第１図に示すように、上流側排気管
（エンジン側）１と、下流側排気管（大気側）２
とは、管端部にわずかなすきまＳを残して対向す
るように同一軸線上に配置されている。上流側排
気管１の管端部外周面には、凸球面部３を有する
切頭球体状のシール材４がシール材４の軸方向に
あけられた中央円筒孔５においてはめられて着座
されていると共にシール材４の端面６は、上流側
排気管１の外周にその軸線に対して直角に固着さ
れたフランジ７と接している。

一方、下流側排気管２の管端部には、シール材
の凸球面部３に対応する凹球面シール座８を有す
ると共にその外周辺から排気管２の軸線に対して
直角に放射方向に延長されたフランジ部分を形成
されたフランジ９が固着されている。また、上流
側排気管１に固着されたフランジ７を緩く貫通す
る数本のボルト１０が下流側排気管２のフランジ
９にねじ込まれて固着されており、更に、各ボル
ト１０の頭部１１と、フランジ７との間にそれぞ
れ押圧ばね１２が配置されている。

このようにして、この押圧ばね１２の作用によ
つて、シール材４の凸球面部３と、下流側排気管
２の管端部に固着されたフランジ９の凹球面シー
ル座８とが加圧の下に相互に回動自在に接触する
ように構成されている。

このように、従来技術においては、シール材４
がその軸方向にあけられた中央円筒孔５において
上流側排気管１の管端部にはめ込まれて着座され
ているが、この場合における排気管１の外径面と
シール材４の円筒孔５とのはめ合いは、少なくと
も、締まりばめは望ましくない。それは、締まり
ばめは、組立て時の作業性に問題を与えるだけで
はなく、使用時に排気管１，２の内部を通る高温
度の排気ガスによる熱膨張に基づいてシール材４
に変形を与え、そのために、シール材４の凸球面
部と凹球面シール座８の凹球面との間における接
触状況を変え、両面３，８の間における排気ガス
のシール性を損わせるからである。

このような現象の発生を防止するために、排気
管１の外径と、シール材４の円筒孔５の内径との
間には、0.1mm程度の遊びを持たせることが普通
であるが、実際には、排気管１の外径及びシール
材４の円筒孔５の内径には寸法差があるので、両
者間に0.3〜0.6mm程度の遊びを生ずることが通常
である。また、シール材４の端面６と接するフラ
ンジ７の接触面の直角度も、正確には製作され難
いのが通常である。

従つて、排気管１の外径面と、シール材４の円
筒孔５との間におけるシール性が損われるばかり
ではなく、排気ガスはこのすきまを通り、シール
材４の端面６と、端面６と接するフランジ７との
間のすきまを経て外部に漏れることを避けること
ができないのが、現状である。

本考案は、球面管継手において、たとえ、排気
管の外径面とシール材の円筒孔の内径面との間に
ある程度の大きな寸法の遊びがあつても、排気ガ
スが外部に漏れることを有効に防止することので
きる球面管継手を得ることを、その技術的課題と
するものである。

上記の技術的課題を解決するために、本考案に
おいて採用された構成、すなわち、技術的手段
は、次ぎのとおりである。

すなわち、上流側排気管と下流側排気管とは、
管端部にわずかなすきまを残して対向するように
同一軸線上に配置されており、一方の排気管の管
端部には、中央部に円筒孔を有すると共に、外周
に凸球面部を有し且つ凸球面部の最大外径側の端
面に、外周縁から円筒孔周縁にかけて円筒孔の軸
線方向又は逆方向に先細りとなる切頭円すい凸面
部又は凹面部を備えた切頭球体状のシール材が、
円筒孔においてはめ込まれて着座されていると共
にシール材の切頭円すい凸面部又は凹面部は、排
気管の外周面に固着されたフランジと、それに対
応して形成された凹球面部又は凸球面部を介して
面接触させられており、他方の排気管の管端部に
は、シール材の外周凸球面部に対応する凹球面シ
ール座が設けられており、両排気管は押圧ばねな
どの押圧手段によつて相対回転可能に連結されて
成る構成を有する球面管継手を特徴とするもので
ある。

このように、上記の構成において、排気管の外
周面に固着されてシール材の切頭円すい凸面部又
は凹面部と面接触をするフランジは、シール材の
切頭円すい凸面部又は凹面部に対応する切頭円す
い凹面部又は凸面部を備えている。

なお、シール材としては、例えば、特願昭53−
133336号（特開昭54−76759号公報）に開示され
た膨張黒鉛及び（あるいは）雲母から成る耐火材
をワイヤーメツシユによつて補強した構成のもの
を使用すると好適である。

以下、本考案をその実施例を示す添附図面の第
２〜５図に基づいて説明する。

まず、第２図は、本考案の１実施例による球面
管継手を縦断面図によつて示すものであるが、図
において、２０は上流側排気管（エンジン側）、
３０は下流側排気管（大気側）であり、両排気管
２０及び３０は、管端部にわずかなすきまS₁を残
して対向するように同一軸線上に配置されてい
る。また、４０は、上流側排気管２０の管端部近
くの外周面にはめ込まれて着座されたシール材で
あり、このシール材４０は、中央部に軸線に沿つ
て円筒孔４１をあけられると共に外周に凸球面部
４２を形成されており、更に、凸球面部４２の最
大外径側の端面には凸球面部４２の外周縁から円
筒孔４１の周縁にかけて円筒孔４１の軸線方向に
先細りとなるように切頭円すい凸面部４３を備え
ている。

５０は、上流側排気管２０に固着されたフラン
ジであり、このフランジ５０は、シール材４０の
切頭円すい凸面部４３に対応する切頭円すい凹面
部５１を備えており、シール材４０はその切頭円
すい凸面部４３においてフランジ５０の切頭円す
い凹面部５１に面接触している。

６０は、下流側排気管３０の管端部に設けられ
且つシール材４０の外周凸球面部４２に対応する
凹球面を形成された凹球面シール座である。

７０は、上流側排気管２０に固着されたフラン
ジ５０と隣接して排気管２０にその軸線に対して
直角に固着された上流側フランジ、８０は、上流
側フランジ７０と対向して下流側排気管３０の管
端部に設けられた凹球面シール座６０の大径部に
それと一体に排気管３０の軸線に対して直角に形
成された下流側フランジ、９０は、一端部を下流
側フランジ８０にねじ込まれて固着されると共に
他端部が上流側フランジ７０を貫通し、ボルト頭
部９１を上流側排気管２０側に位置させて配置さ
れた数本のボルト、１００は、ボルト頭部９１と
上流側フランジ７０との間に配置された押圧ばね
である。

このようにして、この上流側フランジ７０、下
流側フランジ８０、ボルト９０及び押圧ばね１０
０によつて、押圧手段が構成されている。

次ぎに、第３図は別の実施例を示すものである
が、同図に示す実施例は、前記実施例（第２図）
において説明したシール材４０の切頭円すい凸面
部４３と面接触をするフランジ５０の部分と、下
流側排気管３０の管端部の凹球面シール座６０及
び下流側フランジ８０の別の態様を備えているも
のである。

すなわち、シール材４０の切頭円すい凸面部４
３は、凸面部４３に対応する切頭円すい凹面部７
１を備えた上流側フランジ７０と、凹面部７１に
おいて面接触するものである。また、下流側排気
管３０の管端部に設けられた凹球面シール座６０
を、排気管２０の管端部に管端部を外方に拡開し
て一体に形成し、下流側フランジ８０を、凹球面
シール座６０に隣接してそれと別個に設けたもの
である。

このようにして、この実施例においては、押圧
手段は、切頭円すい凹面部７１を備えた上流側フ
ランジ７０、下流側フランジ８０、ボルト９０及
び押圧ばね１００から構成されている。

第４図は、押圧手段のなお別の態様を示すもの
で、他の点については、前記の実施例と同様であ
る。

すなわち、押圧手段は、下流側排気管３０の管
端部にシール材４０の外周凸球面部４２に対応す
る凹球面シール座６０及びこの大径部に排気管３
０の軸線に対して直角に放射方向に一体に形成さ
れたフランジ部分を有する下流側フランジ８０
と、下流側フランジ８０にボルト８１によつて固
定される環状フランジ部７２と、フランジ部７２
の小径部にこれと連続して上流側排気管２０の外
周面を覆うように形成されたほぼ円筒部７３と、
この円筒部７３の端部に円筒部７３を内方に狭搾
して排気管２０の軸線に対して直角に形成された
フランジ部７４とを備えたケーシング７５と、ケ
ーシング７５のフランジ部７４と、上流側排気管
２０に固着されシール材４０の切頭円すい凸面部
４３に面接触をするフランジ５０との間に配置さ
れた押圧ばね１００とから構成されている。

なお、上に説明された各実施例においては、シ
ール材４０の凸球面部４２の最大外径側の端面
に、その外周縁から円筒孔４１の周縁にかけて円
筒孔４１の軸線方向に、排気管２０の管端部から
反対方向に先細りとなる凸面部４３を形成するも
のとしてあるが、この代わりに、第５図に示すよ
うに、例えば、第３図に示す実施例に対応して、
シール材４０の凸球面部４２の最大外径側の端面
に、その外周縁から円筒孔４１の周縁にかけて、
円筒孔４１の軸線方向に、排気管２０の管端部の
方向に先細りとなる凹面部４３′を形成し、これ
に対応して、上流側排気管２０に固着されたフラ
ンジ７０に、シール材４０の凹面部４３′に対応
する凸面部７１′を設け、これらの凹面部７１′と
を、第３図の場合と全く同様な押圧手段によつて
強固に押圧するようにしても、同様の作用及び効
果が得られることは明らかなところである。

本考案は、以上のような構成を有しているの
で、以上説明した実施例のいずれにおいても、シ
ール材４０の円筒孔４１の内径面と、シール材４
０がはめ込まれて着座される上流側排気管２０の
外径面との間に前述したように0.3〜0.6mm程度の
すきまがあつたものとしても、シール材４０の切
頭円すい凸面部４３又は凹面部４３′が押圧ばね
１００などの押圧手段の圧縮力の下に上流側排気
管２０に固着されたフランジ５０や７０と強力に
面接触をすると共にそこにくさび作用を生じさせ
ることによつて、より一層強力に面接触をさせる
ことができるようになる。従つて、たとえ、上流
側排気管２０の外径面と、シール材４０の中央円
筒孔４１の内径面との間から排気ガスが漏れるこ
とがあつても、排気ガスは、シール材４０の切頭
円すい状凸面部４３又は凹面部４３′と、フラン
ジ５０や７０との間の面接触によつてその流動が
阻止されるので、継手の外部に漏れることは全く
防止される。

なお、上記実施例において、シール材４０の外
周凸球面部４２と、下流側排気管３０の管端部に
設けられた凹球面シール座６０との間の相対回動
可能な接触面は、同様に、押圧手段の圧縮力によ
つて常時弾性的なシール面が形成されるので、排
気ガスがシール材４０の外周凸球面部４２と、下
流側排気管３０の凹球面シール座６０との間の接
触面を経て漏れることもない。

すなわち、シール材４０の上流側排気管２０及
び下流側排気管３０に対するシールが、シール材
４０の外周凸球面部４２と下流側排気管３０の凹
球面シール座６０との弾性的なシールによる他、
シール材４０の切頭円すい形状の凸面部４３又は
凹面部４３′と、上流側排気管２０のフランジ５
０又は７０との間における強力な面接触によるシ
ールによつても行なわれることとなる。

特に、従来技術におけるシール材の端面と接触
するフランジの直角度が高精度に得られ難いこと
から、本考案によるシール材の切頭円すい形状の
凸面部を凸面部に対応する切頭円すい凹面部を備
えたフランジと面接触をさせることにより、排気
ガスの漏れに対し有効なシール性が得られるもの
である。

すなわち、本考案による球面管継手は、上記の
ような構成及び作用を有しているので、次ぎのよ
うな効果を発揮ることのできることは明らかなと
ころである。

シール材の切頭円すい状の凸面又は凹面部が、
凸面部又は凹面部に対応する切頭円すい凹面部又
は凸面部を備えたフランジと押圧ばねなどの押圧
手段の圧縮力の下に強力に面接触をすると共にそ
こにくさび作用を生じさせ、このくさび作用によ
り切頭円すい状凸面部又は凹面部を含むシール材
の端部が、排気管外径面とフランジの切頭円すい
凹面部又は凸面部とによつて形成される断面鋭角
状の凹部に喰い込むように圧縮され、その結果、
シール材の切頭円すい形状の凸面部又は凹面部
と、フランジの切頭円すい形状の凹面部又は凸面
部との面接触はより一層強力となるため、たと
え、排気管の外径面と、外径面にはめ込まれて着
座させられるシール材の中央円筒孔との間から排
気ガスが漏れることがあつても、排気ガスはシー
ル材の切頭円すい形状の凸面部又は凹面部と、フ
ランジの切頭円すい形状の凹面部又は凸面部との
強力な面接触によつて、その流動が阻止され、継
手の外部に漏れることが全く防止されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の球面管継手を示す縦断面図、第
２〜５図は、本考案による球面管継手の各実施例
を示す縦断面図である。 ２０……上流側排気管、３０……下流側排気
管、４０……シール材、４１……円筒孔、４２…
…凸球面部、４３，４３′……切頭円すい凸面又
は凹面部、５０，７０……フランジ、６０……凹
球面シール座。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上流側排気管２０と、下流側排気管３０とが、
   管端部にわずかなすきまS₁を残して対向するよう
   に同一軸線上に配置されており、一方の排気管２
   ０の管端部には、中央部に軸線方向に円筒孔４１
   があけられると共に外周に凸球面部４２を形成さ
   れた切頭球体状のシール材４０が円筒孔４１にお
   いてはめ込まれて着座されており、シール材４０
   には、その凸球面部４２の最大外径側の端面に、
   外周縁から円筒孔４１の周縁にかけて切頭円すい
   形状の端面４３，４３′を形成し、このシール材
   ４０の切頭円すい形状の端面４３，４３′に対応
   する切頭円すい形状面を有するフランジ５０，７
   ０を排気管２０の外周面に固着し、シール材４０
   とフランジ５０，７０との切頭円すい形状面４
   ３，５１；７１′を相互に面接触させ、他方の排
   気管３０の管端部にはシール材４０の外周凸球面
   部４２に対応する凹球面シール座が設けられてお
   り、両排気管２０，３０を押圧ばね１００などの
   押圧手段によつて相対回転可能に連結して成る球
   面管継手。